PL191994B1 - Sposób i urządzenie do wspomagania implantowania materiału biologicznego - Google Patents

Abstract

6. Sposób wedlug zastrz. 5, znamienny tym, ze stosuje sie uformowana rurke fibroko- lagenowa jako przeszczep, korzystnie prze- szczep naczyniowy, tchawicy, cewki moczowej, przelyku lub inny. 7. Urzadzenie do wspomagania implanto- wania materialu biologicznego zawierajace centralny korpus i umieszczony wewnatrz niego pojemnik, znamienne tym, ze korpus (20) ma ksztalt tubularny i jest porowaty, na odpowied- nich koncach porowatego korpusu (20) sa umieszczone mechanizmy uszczelniajace (30) oraz ze zawiera nurnik (40) i elementy uszczelnia- jace (50, 60) dla korpusu (20) urzadzenia (10). PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do wspomagania implantowania materiału biologicznego.

Wynalazek dotyczy biomedycyny, a w szczególności implantów komórek do wytwarzania czynników biologicznych w leczeniu chronicznych chorób zwyrodnieniowych, takich jak generowanie materiału na implanty tkankowe typu szyny/łubki.

Niedobory czynnika biologicznego u danego osobnika stanowią główną przyczynę występowania chronicznych chorób zwyrodnieniowych, takich jak cukrzyca, choroba Parkinsona, niedoczynność tarczycy i inne.

Tradycyjne sposoby leczenia niektórych z tych chorób polegały na podawaniu brakujących czynników biologicznych takim osobnikom lub na podawaniu substancji, które stymulują ich wytwarzanie, ogólnie poprzez wstrzykiwanie produktów otrzymywanych chemicznie lub w procesach biotechnologicznych. Ten rodzaj leczenia ma kilka wad, w szczególności w odniesieniu do częstotliwości dawek potrzebnych do utrzymania czynnika na poziomie optymalnym, co jest w zasadzie niemożliwe do uzyskania. Jednakże jest to ciągle najczęściej stosowany sposób, ponieważ jest on najłatwiejszy i najtańszy.

Dla polepszenia dostępności biologicznej czynnika, wprowadzono próby mające na celu opracowanie sposobów, urządzeń i aparatów przeznaczonych do kontroli jego uwalniania. Jedna z alternatyw dotyczy pomp, które kontrolują dozowanie czynnika biologicznego odpowiednio do wymagań lub zapotrzebowania. Poza jego skomplikowaniem, sposób ten okazał się niezdolny do kontrolowania dozowania, ponieważ nie ma środków do pomiaru zapotrzebowania z określonym stopniem dokładności i z tego względu takie pompy okazały się niezadowalające.

Następną próbną alternatywą był implant komórek, które wytwarzają czynnik biologiczny. Jednakże bezpośredni kontakt komórek z ciałem pacjenta zakłóca przepływ substancji odżywczych, co powoduje w konsekwencji destrukcję komórek, przez co czas życia implantowanych komórek jest stosunkowo krótki a przenoszenie czynników biologicznych jest ograniczone. W konsekwencji ich efekt terapeutyczny jest niedostateczny.

Tkanki, po których można spodziewać się odrzucenia implantów są wytworzone z komórek zwanych limfocytami, komórkami plazmatycznymi i przeciwciałami. Fibrokolagen stanowi środek pokrywający ciała obce, nawet jeżeli są one pozytywne. Ilość wytworzonego fibrokolagenu jest stosunkowo duża, przez co ma on zdolność zniszczenia implantowanych komórek.

Tkanki takie, wytworzone w sposób naturalny, mogą być stosowane jako szyny do implantów takich jak naczynia krwionośne, cewka moczowa, itd. w rozmaitych częściach ciała, ponieważ zaleca się, aby tego typu szyny pochodziły z własnych tkanek pacjenta. Jednakże odnaleziono czynnik ograniczający: dla ich skuteczności pożądana jest większa dostępność ilości i wielkości tkanek niż jest dostępna w ciele danego osobnika i dotychczas nie opracowano żadnego sposobu otrzymywania tego typu materiału użytkowego do stosowania jako szyna.

Dla uniknięcia problemów odrzucenia, pochodzących z bezpośrednio implantowanej komórki, opracowano rozmaite urządzenia, które ogólnie składają się z komory lub kapsuły, w której są umieszczone komórki w taki sposób, że są izolowane i nie mają kontaktu z układem immunologicznym danego osobnika. Urządzenia implantujące, które zawierają komórki są ogólnie zbudowane z polimerów naturalnych takich jak kolagen i alginiany lub polimery syntetyczne takie jak poliakrylany, akrylonitrylowinyl i poliksylen.

Przykładowo, w opisie patentowym USA nr 5,614,205 jest opisana matryca składająca się z membrany poli-para-ksylenowej i kultury komórkowej, która wytwarza insulinę do leczenia cukrzycy. Membrana ma określoną porowatość, która umożliwia przepuszczanie substancji odżywczych i czynników biologicznych, ale zapobiega przejściu ciał odpornościowych. Wspomina się tam, że materiał biokompatybilny nie powoduje odrzucania.

W patencie USA nr 5,569,462 opisano uzależnienie umieralności komórek wytwarzających żądany czynnik biologiczny z powodu niedostatecznego przepływu substancji odżywczych i produktów odpadowych podczas okresu niedokrwienia implantu. Alternatywna propozycja polega na stosowaniu urządzenia zawierającego komorę na komórki, przy czym ta komora jest izolowana immunologicznie materiałem biokompatybilnym takim jak politetrafluoroetylen (PTFE) o szerokości 15 mikrometrów i porowatości 5 mikrometrów.

PL 191 994B1

Dodatkowo pożądane jest stosowanie środków modulujących odporność takich jak środki tłumiące odporność, przykładowo kwas mykofenolowy, cyklosporyna, rapamacyna itd. lub środków przeciwzapalnych takich jak kortykosteroidy.

Przy założeniu, że okres niedokrwienia kończy się po uzyskaniu dobrej odbudowy naczyń, zaproponowano zastosowanie środków do lepszej odbudowy naczyń, takich jak zastosowanie substancji lub komórek, które wzmagają lub wytwarzają substancję stymulującą odbudowę naczyń.

Urządzenia takie nie rozwiązują w sposób zadowalający rozmaitych wad wspomnianych implantów, ponieważ, mimo, że stanowią one materiały biokompatybilne, to jednak występuje ciągle formowanie tkanek i nieodpowiednie unaczynienie dookoła urządzenia w stosunkowo krótkich okresach czasu po implantowaniu. Z tego względu przepływ krwi do tkanek w tym obszarze jest ubogi i z tego względu jest również mała dostępność substancji odżywczych.

Pomimo, że materiały takie są przepuszczalne, to jednak stanowią one dodatkową barierę dla wymiany substancji odżywczych i składników biologicznych pomiędzy implantowanymi komórkami a ciałem pacjenta.

Ponadto wiadomo, że zastosowanie produktów takich jak cyklosporyna do redukowania reakcji immunologicznej i wyhamowania rozpoznania i odrzucenia transplantów i/lub implantów ma ujemny wpływ na odbudowę naczyniową, i z tego względu wzrasta prawdopodobieństwo nieskuteczności transplantacji lub implantacji.

Opis patentowy USA nr 5,725,854 dotyczy sposobu leczenia chorób polegającego na podawaniu komórek Sertolli'ego, wraz z komórkami, które wytwarzają czynnik biologiczny. Występuje tu próba wytworzenia miejsca uprzywilejowanego immunologicznie.

Wiadomo, że komórki Sertolli'ego wzmagają tolerancję immunologiczną i zawierają dużą ilość elementów do ochrony komórki, które wytwarzają czynnik biologiczny i do utrzymania ich funkcjonowania przez czas nieokreślony. Jednakże przy tego rodzaju rozwiązaniu alternatywnym możliwość odrzucenia nie jest całkowicie wykluczona i z tego względu jest konieczne kontynuowanie podawania środków tłumiących lub modulujących ciała odpornościowe, które z kolei mają ujemny wpływ na odbudowę naczyń.

Ponadto w żadnym z uprzednio wspomnianych wynalazków nie podano sposobu kontrolowania ilości wytwarzanego fibrokolagenu, który stanowi substancję stanowiącą główny czynnik poza odrzuceniem implantu.

Z tego względu jest stale konieczne opracowanie skutecznego sposobu zadowalającego implantowania komórek wytwarzających substancje biologiczne przeznaczone do leczenia chorób.

Jednym z celów wynalazku jest opracowanie procedury rozwoju tkanek w sposób łatwy i niekosztowny, które mogą być stosowane zarówno do otrzymywania implantu komórek wytwarzających czynniki biologiczne do leczenia chorób i do otrzymywania szyn, które rnogą być stosowane jako przeszczepy tkankowe.

Dalszym celem wynalazku jest opracowanie środka tworzącego naturalne rurki fibrokolagenowe o kontrolowanej szerokości, średnicy i długości.

Następnym celem wynalazku jest opracowanie izolowanego ośrodka o właściwościach umożliwiających dobrą odbudowę naczyniową do odpowiedniego przenoszenia substancji odżywczych i czynników biologicznych. Kolejnym celem wynalazku jest zredukowanie stosowania substancji immunomodulujących.

Sposób wspomagania implantowania materiału biologicznego, według wynalazku, zawiera etapy implantowania pacjentowi lub osobnikowi urządzenia do implantowania materiału biologicznego. Obserwuje się powstawanie lub osadzanie fibrokolagenu wokół tego urządzenia do czasu utworzenia zbiornika nowounaczynionego fibrokolagenu oraz implantuje się wewnątrz tego zbiornika nowounaczynionego fibrokolagenu komórki i/lub reagenty wytwarzające pożądany czynnik biologiczny.

Jako substancję produkującą czynniki biologiczne stosuje się kulturę żywych komórek, przy czym jako żywe komórki stosuje się korzystnie komórki wysepek Langerhansa. Korzystnie jako substancję produkującą czynniki biologiczne stosuje się substancję zawierającą komórki Sertolli'ego.

Formuje się rurkę lub zbiornik z fibrokolagenu na implantowanym urządzeniu w ciele pacjenta, usuwa się nurnik z wnętrza urządzenia tuż po wytworzeniu rurki lub zbiornika z nowounaczynionego fibrokolagenu, implantuje się substancję wytwarzającą pożądany czynnik biologiczny, zamyka się rurkę lub zbiornik nowounaczynionego fibrokolagenu elementem i pozwala się na utworzenie przestrzeni wewnątrz tej rurki lub zbiornika nowounaczynionego fibrokolagenu. Uformowaną rurkę fibroko4

PL 191 994B1 lagenową stosuje się jako przeszczep, korzystnie przeszczep naczyniowy, tchawicy, cewki moczowej, przełyku lub inny.

Urządzenie do wspomagania implantowania materiału biologicznego według wynalazku zawiera centralny korpus i umieszczony wewnątrz niego pojemnik i charakteryzuje się tym, że korpus ma kształt tubularny i jest porowaty, na odpowiednich końcach porowatego korpusu są umieszczone mechanizmy uszczelniające. Urządzenie zawiera nurnik i elementy uszczelniające dla korpusu urządzenia.

Centralny korpus stanowi korpus porowaty, korzystnie bazujący na siatce o kształcie cylindrycznym, o wielkości oczek odpowiadających numerowi sita od 40 do 150 i o średnicy 5 do 35 mm.

Porowaty korpus zawiera mechanizmy uszczelniające na swoich zakończeniach, które mają nagwintowane mechanizmy łączące, korzystnie typu wpustowego żeńskiego do ich zmontowania.

Nurnik stanowi element cylindryczny o średnicy korzystnie od 4 do 25 mm. Elementy uszczelniające składają się z sekcji przytwierdzającej, cylindrycznej sekcji łączącej z gwintem typu wypustowego męskiego i współśrodkowej sekcji przytwierdzającej o średnicy 1 do 5 mm.

Nurnik jest przyłączony lub tworzy część przynajmniej jednego z elementów uszczelniających.

Urządzenie według wynalazku jest wytworzone z materiału, który nadaje się do sterylizowania.

Odstęp pomiędzy nurnikiem i porowatym korpusem zmienia się odpowiednio do grubości pożądanej rurki włókien kolagenowych w zakresie od 1 do 15 mm.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia ogólny widok urządzenia według wynalazku, fig. 2 - nurnik przyłączony do mechanizmu uszczelniającego w jednej z zalecanych postaci wynalazku, fig. 3 - jeden z zalecanych rodzajów korków uszczelniających urządzenia według wynalazku.

Na fig. 1 przedstawiono urządzenie 10 zawierające pośrednią sekcję lub korpus 20, który jest korzystnie porowaty i ma wewnątrz wnękę, która obudowuje nurnik 40, przy której końcach znajdują się zestawy lub mechanizmy uszczelniające 30, z których jeden jest przyłączony do pierwszego elementu uszczelniającego 50 zaś drugi jest przyłączony do drugiego elementu uszczelniającego 60, którego jeden koniec jest przyłączony do nurnika 40 w taki sposób, że gdy urządzenie jest zamknięte za pomocą drugich korków uszczelniających 60 to jest ono utrzymywane sztywno w miejscu wewnątrz porowatego korpusu 20 tego nurnika 40. Należy wspomnieć, że zgodnie ze sposobem, w którym jest stosowane dane urządzenie i według wynalazku, drugi element uszczelniający 60 może być zastąpiony przez inny element uszczelniający 50 lub podobny element w taki sposób, że wnęka obudowująca nurnik 40 pozostaje swobodna, przez co powstaje wewnętrzna przestrzeń odpowiednia do pomieszczenia komórek i/lub substancji do wytwarzania potrzebnego czynnika biologicznego, jak można się zorientować na podstawie opisu wynalazku.

Porowaty korpus 20 jest korzystnie wytworzony z cylindrycznej siatki, która może być wykonana ze stali nierdzewnej, obojętnego polimeru lub dowolnego innego materiału nadającego stabilność wymiarową pośredniej części zestawu urządzenia 10 i konieczną porowatość wewnątrz urządzenia. Zgodnie z celami wynalazku, stopień porowatości pośredniego porowatego korpusu 20 według wynalazku musi mieć wielkość sita od 40 do 150 Mesh (numer sita), korzystnie o postaci cylindrycznej. Długość tej pośredniej sekcji porowatej lub porowatego korpusu 20 może stanowić dowolna odpowiednia długość zgodna z potrzebą terapeutyczną dla odpowiedniego faworyzowania wytwarzania koniecznego czynnika biologicznego, to jest około 10 do 80 milimetrów. Jednakże długość ta może być znacznie większa odpowiednio do rodzaju zastosowania urządzenia, które przykładowo może służyć do otrzymywania szyn, w którym to przypadku ta długość powinna wynosić około 200 mm. Jak już wspomniano, obydwa końce pośredniego porowatego korpusu urządzenia są odpowiednio przyłączone do zestawów uszczelniających 30 i odpowiednich elementów 50 i/lub 60.

Było możliwe ustalenie, że stopień porowatości siatki, która tworzy pośredni porowaty korpus 20 określa wielkość nowoutworzonych naczyń w fibrokolagenie, odpowiednio do procedury przedstawionej powyżej i funkcji organizmu pacjenta. Z tego względu wielkość sita lub porów jest wyznaczana odpowiednio do rodzaju zastosowania rury utworzonej z fibrokolagenu.

Mechanizmy uszczelniające 30, umieszczone w odpowiednich końcach urządzenia 10 według wynalazku mają w przekroju korzystnie kształt rury, której długość jest odpowiednia do uszczelniania obydwu stron tego urządzenia a ich proporcja w odniesieniu do pośredniego porowatego korpusu 20 może wynosić 10 do 50% długości a średnica jest podobna do średnicy porowatego korpusu 20.

Przy jednym końcu mechanizmów uszczelniających 30 znajdują się mechanizmy montujące i przytwierdzające, które w tym przypadku mają zalecaną postać gwintu typu wpustowego żeńskiego

PL 191 994B1 dla łączenia elementów uszczelniających 50 i/lub 60. Przy przeciwległym końcu mechanizmów uszczelniających znajdują się elementy łączące 31, które umożliwiają przytwierdzenie w odpowiednim końcu porowatego korpusu 20, na które można zastosować dowolne środki, nagwintowane lub nienagwintowane.

Według jednego z zalecanych rodzajów elementów konstrukcyjnych urządzenia według wynalazku, urządzenia łączące 31 stanowią korzystnie współśrodkowy, urowkowany element pomiędzy wewnętrznymi i zewnętrznymi ścianami rury, przy czym część jednego z końców porowatego korpusu 21 jest włożona i przytwierdzona do części łączącej mechanizmu uszczelniającego 30 w taki sposób, że ciśnienie kontaktu pomiędzy mechanizmem uszczelniającym a porowatym korpusem 21 jest większe niż siła naprężenia rozwijana przy wkręcaniu i wykręcaniu elementów uszczelniających 50 i/lub 60.

Według fig. 2, zestaw tworzący nurnik 40 składa się z elementu o przekroju korzystnie w postaci litego cylindra, którego jeden z końców jest przyłączony do elementu uszczelniającego 60 i następnie jest przyłączony do odpowiednich elementów porowatego korpusu 20 i, odpowiednio, mechanizmu uszczelniającego 30. Dla celów identyfikacji, element uszczelniający 60 może mieć kształt trochę odmienny od elementu uszczelniającego 50 dla jego identyfikacji w stosunku do elementu uszczelniającego 50 i dla wyjmowania według sposobu stosowania. Przy odległym końcu lub końcu przeciwległym względem nurnika 40, znajduje się końcówka wykańczająca tego elementu, która może mieć rowek lub połączenie 41 przyłączane do wewnętrznego końca 53 elementu uszczelniającego 50 przyłączonego zestawu urządzenia według wynalazku, w taki sposób, że nurnik 40 jest całkowicie przytwierdzony wewnątrz porowatego korpusu 20 i jest ustalona współśrodkowo wstępnie określona odległość pomiędzy obydwoma elementami.

Ten rodzaj rozwiązania wymaga, aby długość nurnika 40 była praktycznie równa długości zestawu porowatego korpusu 20 z mechanizmami uszczelniającymi 30. Podana tu informacja dotyczy rodzaju rozwiązania, w którym nurnik 40 jest wystarczająco długi, aby umożliwić kontakt i przyłączenie jego końca 41 do odpowiedniego elementu uszczelniającego 50 mechanizmu 53. Jednakże dobre rezultaty można uzyskać również w przypadku nurnika, którego długość stanowi tylko część długości porowatego korpusu. Średnica nurnika 40 może rzeczywiście stanowić równoważnik wewnętrznej średnicy porowatego korpusu 20. Jednakże dla uzyskania lepszych rezultatów zaleca się, aby odległość pomiędzy wewnętrzną średnicą porowatego korpusu w stosunku do zewnętrznej średnicy nurnika wynosiła 1 do 10 mm, przy czym średnica nurnika wynosi korzystnie 4 do 25 mm.

Nurnik może być lity lub wydrążony. Jednakże stwierdzono, że zastosowanie wydrążonego nurnika ma poważne wady, ponieważ gdy takie urządzenie jest umieszczone w ciele pacjenta, to w wydrążonej przestrzeni nurnika zostaje uwięziony płyn, który w trakcie upływu czasu ulega dekompozycji i może prowadzić do powstania infekcji.

Według fig. 3, element uszczelniający 50 może mieć kształt konwencjonalny. Jednakże w rozwiązaniu zalecanym, element uszczelniający zawiera strefę przytwierdzania 51, utworzoną przez głowicę o kształcie korzystnie półkulistym, strefę cylindryczną zjednoczoną z mechanizmem przytwierdzającym odpowiadającym mechanizmowi uszczelniającemu 30 porowatego korpusu 20, który może stanowić gwint 52 typu wypustowego męskiego, ze średnicą korzystnie podobną do średnicy mechanizmów uszczelniających 30 dla odpowiedniego z nimi połączenia, i współśrodkową strefę przytwierdzania, składającą się z cylindrycznego elementu o zalecanej średnicy 1 do 4 mm, ale mniejszej niż otwór sekcji przytwierdzania 41 nurnika 40, która stanowi prowadnicę ustawienia nurnika w przyłączonym zestawie urządzenia według wynalazku.

Dla łatwości przyłączania i odłączania (korzystnie wkręcania i odkręcania) elementów uszczelniających 50 i/lub 60, półkulista głowica stref przytwierdzania 50 posiada otwór, który może mieć dowolny kształt geometryczny, ułatwiający zastosowanie odpowiedniego narzędzia, przykładowo zastosowanie narzędzia takiego jak odmiana klucza maszynowego, klucza Allena lub innego rodzaju narzędzia.

W zalecanym rozwiązaniu wynalazku, strefa przytwierdzania 52 elementu uszczelniającego 50 i sekcja przytwierdzania 41 nurnika 40 tworzą zestaw jednoczęściowy, przez co jest łatwiejsze manipulowanie obydwoma elementami. Ten jednoczęściowy zestaw zawiera strefę przytwierdzania 61 i dodatkową sekcję podporową, zawierającą podłużny element z dwiema powierzchniami bocznymi równoległymi i prostopadłymi do osi korka uszczelniającego 60 na ponad 50% jego długości dla utworzenia podparcia dla kciuka i palca wskazującego podczas wkręcania i odkręcania w obrębie sekcji nagwintowania wpustowego mechanizmów uszczelniających 30. Długość sekcji podporowej może wynosić 10 do 40% długości porowatego korpusu 20.

PL 191 994B1

Tuż po zastosowaniu, grubość rurki fibrokolagenowej zależy od odległości oddzielenia pomiędzy porowatym korpusem 20 i nurnikiem 40, przez co odległość oddzielenia jest określana odpowiednio do wymagań nakładanych przez zastosowanie rurki fibrokolagenowej. Taka odległość oddzielenia określa odporność rurki na składanie i jednorodność złoża fibrokolagenu.

Średnice porowatego korpusu 20 i nurnika 40 są dobrane odpowiednio do żądanej objętości i grubości, od 4 do 35 mm, z rozdzieleniem wiązki światła od 1 do 10 mm.

Stwierdzono, że grubość rurki włókien kolagenowych i wielkość nowowytworzonych naczyń stanowią ważne właściwości tworzące ośrodek o warunkach optymalnych dla przetrwania komórek przez okresy czasu odpowiednie do utrzymania skutecznego.

Urządzenie jest wytworzone z materiałów klasy medycznej. Przykładowo, materiały takie mogą stanowić stal nierdzewną, pierwotny politetrafluoroetylen (PTFE), tytan itd.

Jak wynika z opisu urządzenia, dla wspomagania implantu materiału biologicznego, części mogą być wytwarzane przez obróbkę maszynową części nagwintowanych lub przez wtryskiwanie do formy. Wybrany proces zależy od materiałów, które będą stosowane.

Według wynalazku, procedura implantowania materiału biologicznego, typu zbiornika powstałego z wytworzenia biologicznej rurki z włókien kolagenowych z zastosowaniem wspomnianego uprzednio urządzenia, zawiera: implantowanie zestawu urządzenia w ciele pacjenta lub osobnika, przy czym element uszczelniający 60 jest umieszczony przy jednym z końców porowatego korpusu w taki sposób, że nurnik jest wprowadzony wewnątrz. Przy tego rodzaju implantowaniu, porowaty korpus 20 jest przykryty włóknem kolagenowym poprzez naturalne oddziaływanie ciała pacjenta.

Następnie, gdy tylko zostanie wytworzona warstwa włókien kolagenowych, wykonuje się częściowe nacięcie dla odsłonięcia tej części urządzenia, która posiada element uszczelniający 60 przyłączony do nurnika 40 dla jego wyjęcia. Po wyjęciu nurnika można znaleźć nowounaczynioną rurkę z włókien kolagenowych, nadającą się do implantacji komórek wytwarzających czynnik biologiczny poprzez otwór w elemencie uszczelniającym 60. W tym stanie urządzenie zostaje zamknięte elementem uszczelniającym 50 tak, że rurka z włókien kolagenowych jest zamknięta wewnątrz organizmu. W takich warunkach, komórki promotora czynnika biologicznego oddziałują w kontakcie z nowoutworzonymi, unaczynionymi tkankami, a czynnik biologiczny jest absorbowany przez strumień krwi.

W następnym zastosowaniu urządzenia, aby rurka z włókien kolagenowych utworzona wewnątrz organizmu osobnika była w rodzaju tkanek wytwarzających czynnik, przeznaczonych do implantowania według metody opisanej powyżej, tak że rurka taka może być wyjęta bez potrzeby odłączania elementu uszczelniającego 60 i nurnika 40, ale przez całkowite wyjęcie urządzenia i rurki z włókien kolagenowych z ciała pacjenta, zaś tkanki nadają się do zastosowania jako implanty lub szyny tkanek. W razie potrzeby, wyjmuje się elementy uszczelniające 50 i 60 oraz nurnik 40, a następnie rurka z włókien kolagenowych jest gotowa do bezpośredniego implantowania w żądanym miejscu lub stosowana zgodnie z przeznaczeniem.

Przy stosowaniu jako promotor rurek z włókien kolagenowych średnica urządzenia może wynosić od 4 do 25 mm światła a długość jest określona poprzez obliczenia, bazując na wymaganiach kształtowych, gdy jest ono zastosowane jako szyna.

Przy stosowaniu jako zbiornik materiału biologicznego, tylko jeden z elementów uszczelniających 60 jest wyjęty, przy czym nurnik 40 lub zestaw jest utworzony przez obydwa elementy. Materiał biologiczny, wytworzony z komórek produkujących czynnik biologiczny, i ewentualnie medium kultury wewnątrz rurki z włókien kolagenowych są wtryskiwane do przestrzeni opróżnionej przez nurnik 40, i zostaje zainstalowany element uszczelniający 50 dla uniknięcia docierania materiału biologicznego do miejsc, w których nie została wytworzona rurka fibrokolagenowa.

Dla zwiększenia skuteczności leczenia można zastosować komórki produkujące czynnik, które zostały zmienione genetycznie poprzez znane technologie.

Medium kultury stosowane opcjonalnie jest wybrane odpowiednio do typu implantowanych komórek.

Stwierdzono, że przez zastosowanie urządzenia według wynalazku stało się możliwe otrzymanie półizolowanych ośrodków o dobrej odbudowie naczyń i warunków dla żywotności komórek. Podobnie, otrzymano dobre tempo wzajemnej wymiany czynników biologicznych.

Przykładowo, dla leczenia cukrzycy, zaobserwowano lepszą reakcję na bodziec wyznaczony przez poziom glukozy we krwi.

Ilość komórek, dla leczenia cukrzyków, jak podano w literaturze wynosi 6000 do 12000 komórek wysepek Langerhans'a na kilogram wagi pacjenta. W przypadku wynalazku zauważono, że można je

PL 191 994B1 połączyć z komórkami Sertolli'ego w celu ich ochrony immunologicznej przed odrzuceniem. Jednakże dodatkowo do powyższego, urządzenie może być zastosowane do umieszczania wewnątrz niego komórek, które wytwarzają substancje aktywne terapeutycznie, jak w przypadku komórek tarczycowych lub paratarczycowych, między innymi co nie oznacza, że urządzenie daje efekty nie zawarte w istocie wynalazku.

Przykłady zastosowań.

Urządzenie według wynalazku implantowano w jego zalecanej postaci dla wspomagania implantowania komórek pobudzających powstawanie czynnika biologicznego w części grzbietowej próbki szczurów rasy Long Evans o ciężarze pomiędzy 180 i 200 gramów. Indukowano cukrzycę za pomocą dożylnego podania 65 mg/kg streptozotocyny grupie dziesięciu szczurów za pomocą urządzenia według wynalazku i w grupie kontrolnej. Poziom glukozy w obydwu grupach nie wykazał żadnych znaczących różnic i był rzędu 337 mg/dL

Przeprowadzono transplantację komórek wysepek Langerhansa w obu grupach i komórki te izolowano i zakonserwowano z zastosowaniem konwencjonalnych technologii z tą różnicą, że grupa szczurów z urządzeniem otrzymała komórki wysepek Langerhansa w ośrodku utworzonym przez urządzenie. Żadne ze zwierząt nie otrzymało substancji obniżających odporność immunologiczną.

Mierzono codziennie poziomy glukozy podczas pierwszego tygodnia a następnie raz na tydzień. Zwierzęta w grupie kontrolnej wykazały poziom glikemii ponad 250 mg/dL podczas dwóch kolejnych dni w pierwszych trzech dniach. Zwierzęta z urządzeniem do promowania powstawania rurek fibrokolagenowych wykazały znaczne zmniejszenie poziomu glukozy do 150 mg/dL.

Claims (14)

1. Sposób wspomagania implantowania materiału biologicznego, zawierający etapy implantowania pacjentowi lub osobnikowi urządzenia do implantowania materiału biologicznego, znamienny tym, że obserwuje się powstawanie lub osadzanie fibrokolagenu wokół tego urządzenia do czasu utworzenia zbiornika nowounaczynionego fibrokolagenu oraz implantuje się wewnątrz tego zbiornika nowounaczynionego fibrokolagenu komórki i/lub reagenty wytwarzające pożądany czynnik biologiczny.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako substancję produkującą czynniki biologiczne stosuje się kulturę żywych komórek.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że jako żywe komórki stosuje się korzystnie komórki wysepek Langerhansa.

4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że jako substancję produkującą czynniki biologiczne stosuje się substancję zawierającą komórki Sertolli'ego.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że formuje się rurkę lub zbiornik z fibrokolagenu na implantowanym urządzeniu w ciele pacjenta, usuwa się nurnik z wnętrza urządzenia tuż po wytworzeniu rurki lub zbiornika z nowounaczynionego fibrokolagenu, implantuje się substancję wytwarzającą pożądany czynnik biologiczny, zamyka się rurkę lub zbiornik nowounaczynionego fibrokolagenu elementem i pozwala się na utworzenie przestrzeni wewnątrz tej rurki lub zbiornika nowounaczynionego fibrokolagenu.

6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że stosuje się uformowaną rurkę fibrokolagenową jako przeszczep, korzystnie przeszczep naczyniowy, tchawicy, cewki moczowej, przełyku lub inny.

7. Urządzenie do wspomagania implantowania materiału biologicznego zawierające centralny korpus i umieszczony wewnątrz niego pojemnik, znamienne tym, że korpus (20) ma kształt tubularny i jest porowaty, na odpowiednich końcach porowatego korpusu (20) są umieszczone mechanizmy uszczelniające (30) oraz że zawiera nurnik (40) i elementy uszczelniające (50, 60) dla korpusu (20) urządzenia (10).

8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że centralny korpus (20) stanowi korpus porowaty (21), korzystnie bazujący na siatce o kształcie cylindrycznym, o wielkości oczek odpowiadających numerowi sita od 40 do 150 i o średnicy 5 do 35 mm.

9. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że porowaty korpus (20) zawiera mechanizmy uszczelniające (30) na swoich zakończeniach, które mają nagwintowane mechanizmy łączące (31), korzystnie typu wpustowego żeńskiego do ich zmontowania.

PL 191 994B1

10. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że nurnik (40) stanowi element cylindryczny o średnicy korzystnie od 4 do 25 mm.

11. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że elementy uszczelniające (50, 60) składają się z sekcji przytwierdzającej, cylindrycznej sekcji łączącej z gwintem typu wypustowego męskiego i współśrodkowej sekcji przytwierdzającej o średnicy 1 do 5 mm.

12. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że nurnik (40) jest przyłączony lub tworzy część przynajmniej jednego z elementów uszczelniających (50, 60).

13. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że urządzenie (10) jest wytworzone z materiału, który nadaje się do sterylizowania.

14. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że odstęp pomiędzy nurnikiem (40) i porowatym korpusem (20) zmienia się odpowiednio do grubości pożądanej rurki włókien kolagenowych w zakresie od 1 do 15 mm.