專利名稱：用細(xì)胞對退變的椎間盤進(jìn)行自體治療的制作方法
相關(guān)申請本發(fā)明是提交于2003年11月14日的美國專利申請No.10/714,594的繼續(xù)申請，美國專利申請No.10/714,594是提交于2003年11月13日的美國專利申請No.10/714,559的部分繼續(xù)申請。上述申請的全部教導(dǎo)通過引用被并入本文。
背景技術(shù)：
天然椎間盤含有膠質(zhì)狀的髓核(nucleus pulposus)，其周圍環(huán)繞著纖維狀的纖維環(huán)(annulus fibrosus)。在軸向負(fù)荷下，髓核被壓縮，并將該負(fù)荷放射性地轉(zhuǎn)移到纖維環(huán)上。纖維環(huán)的疊層狀本質(zhì)賦予了其高度的拉伸強(qiáng)度，并且因此使其能夠應(yīng)答于轉(zhuǎn)移來的負(fù)荷呈放射狀擴(kuò)張。
在健康的椎間盤中，髓核中的細(xì)胞按體積計(jì)僅占椎間盤組織的大約百分之一。這些細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)，其中含有高百分比的蛋白聚糖(proteoglycan)。這些蛋白聚糖含有用以保持水的硫酸化官能團(tuán)，因此能向髓核提供減震的性能。髓核細(xì)胞還可分泌少量細(xì)胞因子以及基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)。這些細(xì)胞因子和MMPs能協(xié)助調(diào)控髓核細(xì)胞的代謝。
在椎間盤退變性疾病(disc degeneration disease，DDD)的某些情況下，椎間盤的逐漸退變是由脊骨其它部分的機(jī)械不穩(wěn)定性造成的。在這些情況下，對髓核增加的負(fù)荷和壓力使得椎間盤中的細(xì)胞(或侵入的巨噬細(xì)胞)釋放比正常量更大的上述細(xì)胞因子。在DDD的其它情況下，遺傳因子或凋亡也能導(dǎo)致椎間盤細(xì)胞數(shù)量的降低和/或這些細(xì)胞因子及MMP達(dá)到毒性數(shù)量的釋放。在一些情況下，椎間盤的泵作用可能出現(xiàn)故障(由于，例如，髓核內(nèi)蛋白聚糖濃度的降低)，由此阻礙了營養(yǎng)物質(zhì)流入椎間盤，以及廢物流出椎間盤。向細(xì)胞提供營養(yǎng)物質(zhì)以及清除廢物的能力降低，可能導(dǎo)致細(xì)胞存活力和代謝降低，這會(huì)導(dǎo)致ECM的進(jìn)一步退變，以及高水平的毒素積累，可能造成神經(jīng)刺激和疼痛。
隨著DDD的發(fā)展，髓核中存在的毒性水平的細(xì)胞因子和MMPs開始降解ECM。具體而言，MMPs(受細(xì)胞因子的調(diào)控)開始切割蛋白聚糖的用于保持水的部分，由此降低其水保持能力。這種降解導(dǎo)致髓核柔韌性降低，并且因此會(huì)改變椎間盤內(nèi)負(fù)荷分布的情況，從而可能導(dǎo)致纖維環(huán)的分層。這些變化導(dǎo)致了更嚴(yán)重的機(jī)械不穩(wěn)定性，由此使得細(xì)胞釋放出甚至更多的細(xì)胞因子，典型地，因而對MMPs造成正調(diào)節(jié)。隨著這種破壞性級聯(lián)的繼續(xù)以及DDD的進(jìn)一步發(fā)展，椎間盤開始凸起(“突出的椎間盤(a herniated disc)”)，并最終破裂，導(dǎo)致髓核與脊髓接觸，產(chǎn)生疼痛。
美國專利No.6,352,557(“Ferree”)教導(dǎo)了以下方法將治療用物質(zhì)，例如，髓核細(xì)胞加入到從供體獲得的顆粒化的(morselized)細(xì)胞外基質(zhì)中，并將該組合注射到椎間盤中。但是，最開始細(xì)胞需要被培養(yǎng)，再在植入患病的椎間盤之前加入到供體基質(zhì)中。該方法會(huì)讓病患經(jīng)歷兩次單獨(dú)的處理程序，還會(huì)延遲對病患的治療。第一道程序是收獲細(xì)胞，其然后需要被培養(yǎng)。培養(yǎng)之后，細(xì)胞再被植入到病患體內(nèi)。
美國專利No.6,340,369(“Ferree II”)教導(dǎo)了如下方法從病患體內(nèi)獲得活的椎間盤細(xì)胞，培養(yǎng)這些細(xì)胞，再將它們移植到受影響的椎間盤中。Ferree II進(jìn)一步教導(dǎo)，這些細(xì)胞可與II型膠原-粘多糖基質(zhì)或I型膠原-粘多糖基質(zhì)組合，這取決于細(xì)胞收獲自髓核(NP)還是纖維環(huán)(AF)。Ferree II還提出，在移植之前，將一種或多種治療用物質(zhì)加入到細(xì)胞中。作為細(xì)胞的替代性來源，F(xiàn)erree提出可以使用NP或AF細(xì)胞前體細(xì)胞、軟骨細(xì)胞或其它活細(xì)胞，它們與NP或AF細(xì)胞功能類似或可分化為NP或AF細(xì)胞。總之，F(xiàn)erree都教導(dǎo)在移植之前要對收獲的細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)。
Alini，Eur.Spine J.，11(Supp.2)S215-220(2002)提出，注射嵌有細(xì)胞的生物基質(zhì)將有可能恢復(fù)椎間盤的功能性。Alini的實(shí)驗(yàn)涉及從髓核中分離細(xì)胞，并對它們進(jìn)行培養(yǎng)。Alini還提出了細(xì)胞的其它來源，包括來自異源供體的椎間盤細(xì)胞和自體干細(xì)胞。他的教導(dǎo)暗示，干細(xì)胞可能是理想的來源，但是目前還沒有已知的方法能對干細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，使得它們在植入之前能分化為髓核細(xì)胞?？傊?，Alini需要在植入之前對細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)。
Russell(Abstract 27 ISSLS 2003)報(bào)道了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，用于確定間質(zhì)(mesenchymal)干細(xì)胞(MSCs)是否能被引導(dǎo)為椎間盤軟骨細(xì)胞的表型。Russell發(fā)現(xiàn)，當(dāng)受到培養(yǎng)條件的調(diào)節(jié)，以及還加入TGF-B1的情況下，成年人MSCs能被誘導(dǎo)分化為軟骨細(xì)胞表型。
Sakai(Abstract 24 ISSLS 2003)報(bào)道了對向椎間盤自體移植MSCs是否能防止椎間盤退變進(jìn)行評估的實(shí)驗(yàn)。他使用兔子，從骨髓中分離MSCs，培養(yǎng)2周，然后進(jìn)行移植。結(jié)果顯示，對椎間盤具有顯著的維持作用。
Sakai，Biomaterials，243531-3541(2003)描述了一種方法，其中使用的最終細(xì)胞密度為1×106細(xì)胞/ml，通過27級(27-gauge)胰島素注射器將0.04ml溶液(其中嵌有自體培養(yǎng)的MSCs)注射到每個(gè)椎間盤。移植之后發(fā)現(xiàn)細(xì)胞成功增殖。
Sobajima(Abstract 43 ISSLS 2002)研究了針對DDD的干細(xì)胞療法的可行性。從經(jīng)歷椎間盤手術(shù)的病患分離出人NP細(xì)胞，將其與來自經(jīng)歷髖手術(shù)的病患的MSCs或從小鼠獲得的肌肉來源的干細(xì)胞進(jìn)行共培養(yǎng)。數(shù)據(jù)顯示，干細(xì)胞和髓核細(xì)胞之間有協(xié)同效應(yīng)，這使得體內(nèi)蛋白聚糖合成被正調(diào)節(jié)。
Ganey，Eur Spine J，11(Suppl.2)S206-S214(2002)報(bào)道了在德國進(jìn)行的外科手術(shù)，其中，在椎間盤摘除術(shù)(discectomy)之后，從病患的椎間盤的部分收獲細(xì)胞。然后對這些細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，以后將其移植回到病患體內(nèi)。
Sander等在美國專利申請公開文件2003/0069639中教導(dǎo)，使用從病患取得的組織活體作為來源，以獲得用于植入到退變椎間盤中的細(xì)胞。
上面引用的文獻(xiàn)中都教導(dǎo)要在植入前對細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，這相應(yīng)會(huì)導(dǎo)致對病患處于退變中的椎間盤的治療有所延遲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)展出了一種手術(shù)內(nèi)(intra-operative)程序，用于有效治療退變性椎間盤疾病，這是通過將自體未培養(yǎng)細(xì)胞(例如，間質(zhì)肝細(xì)胞或軟骨細(xì)胞或成纖維細(xì)胞)引入到病患的椎間盤中來實(shí)現(xiàn)的。該程序提供了對于病患來說直接的護(hù)理治療方法。
根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)展出了一種用于治療椎間盤的方法，其中，從病患的骨髓收獲的細(xì)胞隨后再被引入到退變的椎間盤中，以分化為存在于椎間盤中的髓核和/或纖維環(huán)細(xì)胞，由此提高椎間盤中存在的這些細(xì)胞的數(shù)量。在一些實(shí)施方式中，將細(xì)胞植入到椎間盤可以在收獲細(xì)胞之后立即進(jìn)行，使得病患可以避免如下情況先進(jìn)行收獲細(xì)胞的第一道程序，等待細(xì)胞被培養(yǎng)(可能需要數(shù)周)，然后再進(jìn)行將經(jīng)過培養(yǎng)的細(xì)胞植入到椎間盤中的第二道程序。
相信將細(xì)胞引入到目標(biāo)椎間盤中有多種好處。這些細(xì)胞的基本功能是產(chǎn)生細(xì)胞外基質(zhì)。如上所述，有多種因素會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞死亡或功能障礙，其接著就會(huì)導(dǎo)致該基質(zhì)的降解。重建或重新產(chǎn)生細(xì)胞外基質(zhì)的一種策略就是增加能產(chǎn)生基質(zhì)的活的功能性椎間盤細(xì)胞的數(shù)量。發(fā)明人相信，間質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)的可塑性(plasticity)現(xiàn)象使得它們成為在植入到目標(biāo)椎間盤后能分化為椎間盤細(xì)胞的細(xì)胞類型的理想選擇。這些細(xì)胞可以成為能在椎間盤內(nèi)產(chǎn)生必要的細(xì)胞外基質(zhì)的髓核(NP)和/或纖維環(huán)(AF)細(xì)胞。此外，在植入時(shí)，細(xì)胞可與其它治療性試劑組合，例如，生長因子以幫助細(xì)胞在椎間盤內(nèi)存活。
因此，在本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種治療椎間盤中退變性椎間盤疾病的方法，所述方法包括收獲來自病患的MSCs，不對其進(jìn)行培養(yǎng)，將活的MSCs引入到同一病患的退變的椎間盤中，其中，細(xì)胞將增殖并分化為髓核和/或纖維環(huán)細(xì)胞。
在一些實(shí)施方式中，細(xì)胞單獨(dú)遞送或通過載體遞送。在其它實(shí)施方式中，細(xì)胞與額外的治療性試劑或物質(zhì)，例如生長因子，一起遞送到椎間盤中。
發(fā)明詳述因?yàn)镈DD是連續(xù)的過程，向其中施予細(xì)胞的退變中的椎間盤可以是大量退變性狀態(tài)中的任何一種。因此，退變中的椎間盤可以是完整的椎間盤。退變中的椎間盤可以是突出的椎間盤(即，其中，纖維環(huán)的一部分有凸起)。退變中的椎間盤可以是破裂的椎間盤(即，其中，纖維環(huán)已破裂，大量髓核滲出)。退變中的椎間盤可以是分層的(即，其中，纖維環(huán)的相鄰的層已分開)。退變中的椎間盤可以具有裂縫(即，其中，纖維環(huán)具有細(xì)小裂隙或撕裂，來自髓核的選定的分子可以由此漏出)。在所有這些退變性狀態(tài)中，AF或NP的細(xì)胞外基質(zhì)也會(huì)降解。
本發(fā)明涉及在手術(shù)內(nèi)向病患的退變椎間盤提供健康、存活的自體間質(zhì)干細(xì)胞(MSC)。這些細(xì)胞可被遞送到髓核或纖維環(huán)或兩者中，用于修整和恢復(fù)每種各自的細(xì)胞外基質(zhì)。
發(fā)明人相信，MSCs對于施予給退變中的椎間盤能提供特殊的好處，因?yàn)樗鼈兙哂心軒椭涓菀状婊钣谕俗冎凶甸g盤里相對惡劣的環(huán)境中的能力。特別地，MSCs具有理想的可塑性水平，其使得它們具有增殖和分化為NP及AF細(xì)胞的能力。
在一種實(shí)施方式中，MSCs獲得自病患自身的骨髓。在其它實(shí)施方式中，脂肪或肌肉組織可以是MSCs的來源。在一些實(shí)施方式中，將被施予給椎間盤的MSCs以濃縮形式提供。當(dāng)以濃縮形式提供時(shí)，細(xì)胞可以是未培養(yǎng)的。未培養(yǎng)的、濃縮的MSCs可以容易地通過離心、過濾(選擇性保留)或免疫吸收(immunoabsorption)來獲得。當(dāng)選用過濾時(shí)，美國專利6,049,026(“Muschler”)所公開的方法可以使用，該專利的內(nèi)容通過引用被整體并入本文。例如，骨髓吸出物懸浮液可經(jīng)過多孔的、生物兼容的、可植入的基底，以提供具有豐富含量的組織祖細(xì)胞(tissue progenitor cells)的復(fù)合骨移植體。在一些實(shí)施方式中，用于過濾和濃縮MSCs的基質(zhì)作為治療性試劑被共同施予髓核或纖維環(huán)。如果該基質(zhì)具有合適的機(jī)械性能，其可被用于恢復(fù)退變期間所損失的椎間盤空間的高度。所述細(xì)胞可同時(shí)注射，或與基質(zhì)共同被注射到椎間盤的目標(biāo)區(qū)域。
用于收獲MSCs的吸出的骨髓體積優(yōu)選在大約5cc到大約100cc之間。然后在濃縮過程中使用該體積，以濃縮MSCs。
當(dāng)選用離心的時(shí)候，Connolly et al.所公開的方法可被使用。Development of an Osteogenic bone Marrow Preparation，JBJS 71-A(No.5)(June 1989)通過引用被整體并入本文。在該兔子實(shí)驗(yàn)中，Connolly報(bào)道，對7-10ml骨髓進(jìn)行離心，最終的細(xì)胞懸浮液中產(chǎn)生了每毫升平均3.6×106個(gè)有核的細(xì)胞。
當(dāng)使用離心工藝來濃縮細(xì)胞時(shí)，它們可以以懸浮液中的沉淀形式被遞送到椎間盤。在另一種實(shí)施方式中，使用載體來運(yùn)送細(xì)胞。載體可以包含珠粒、微球、納米球、水凝膠、凝膠、聚合物、陶瓷、膠原和血小板膠(platelet gel)，或者可選自由它們構(gòu)成的組。
固體或流體形式的載體，可以以多種不同的方式攜帶細(xì)胞。細(xì)胞可被嵌入、膠囊化(encapsulate)、懸浮或粘附到載體的表面。在一種實(shí)施方式中，載體將細(xì)胞膠囊化，提供營養(yǎng)物質(zhì)，并且當(dāng)它們被遞送至椎間盤內(nèi)時(shí)對細(xì)胞提供保護(hù)。在椎間盤中一段時(shí)間后，載體降解，釋放出細(xì)胞。下文中將會(huì)描述各種載體的特殊形式。
在一些實(shí)施方式中，間質(zhì)干細(xì)胞被提供于緩釋裝置(即，持續(xù)遞送(sustained delivery)裝置)中。施予的配方可以包含緩釋裝置。緩釋裝置被改造為能在椎間盤內(nèi)保持一段延長的時(shí)間，并緩慢地將其中含有的間質(zhì)干細(xì)胞釋放到周圍環(huán)境中。這種給藥模式使得間質(zhì)干細(xì)胞得以在椎間盤內(nèi)以治療有效量保持一段延長的時(shí)間。還可以通過持續(xù)遞送裝置來運(yùn)送一種或多種額外的治療性試劑。
已設(shè)計(jì)出了合成的支架，例如基于反丁烯二酸的支架，并對其進(jìn)行了調(diào)整，使其能夠吸引某些細(xì)胞，并提供對這些細(xì)胞的指引，使它們得以在目標(biāo)區(qū)域分化。細(xì)胞還可嵌于支架中，然后被注射到目標(biāo)區(qū)域，而不會(huì)影響到細(xì)胞的增殖或存活性。在基于反丁烯二酸的支架植入后，其會(huì)隨著時(shí)間降解，而不需要進(jìn)一步的手術(shù)將支架移除。
載體還可以包含水凝膠。凝膠化之后，細(xì)胞可被膠囊化進(jìn)水凝膠的聚合物鏈中。水凝膠可通過最小限度入侵的方式遞送，例如向目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行注射。水凝膠還可被身體再吸收。水凝膠的屬性，例如，降解時(shí)間、細(xì)胞粘附行為以及細(xì)胞外基質(zhì)的空間積累(spatialaccumulation)等，可通過化學(xué)及工藝修飾予以改良。
適合用于本發(fā)明的水凝膠包括含水凝膠，即，以在水中的不溶性和親水性為特征的聚合物。見，例如，“Hydrogels”，ConciseEncyclopedia of Polymer Science and Engineering，Eds.Mark et al.，Wiley and Sons(1990)中的458-459頁，其內(nèi)容通過引用被整體并入本文。雖然其使用在本發(fā)明中是可選的，但是包含水凝膠是很有好處的，因?yàn)樗鼈兺哂写罅肯胍男再|(zhì)。依靠其親水性和含水的本質(zhì)，水凝膠可以裝納活細(xì)胞，例如間質(zhì)干細(xì)胞，并且能對椎間盤承擔(dān)負(fù)荷的能力提供幫助。
在一種實(shí)施方式中，水凝膠是細(xì)的、粉末狀的合成水凝膠。合適的水凝膠展示出最優(yōu)的屬性組合，例如，與選用的基質(zhì)聚合物的兼容性以及生物兼容性。水凝膠可以包括下述物質(zhì)中的一種或多種多糖、蛋白質(zhì)、聚磷腈(polyphosphazene)、聚(氧乙烯)-聚(氧丙烯)嵌段聚合物、乙二胺的聚(氧乙烯)-聚(氧丙烯)嵌段聚合物、聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、丙烯酸和甲基丙烯酸的共聚物、聚(乙酸乙烯酯)和磺酸化聚合物。
通常，這些聚合物至少部分可溶于水性溶液，例如，水、或具有帶電荷側(cè)基的水性醇溶液、或其單價(jià)離子鹽。有多種具有可與陽離子發(fā)生反應(yīng)的酸性側(cè)基的聚合物的例子，例如，聚(磷腈)、聚(丙烯酸)和聚(甲基丙烯酸)。酸性基團(tuán)的例子包括羧酸基團(tuán)、磺酸基團(tuán)和鹵化的(優(yōu)選地，氟化的)醇基團(tuán)。具有可與陰離子發(fā)生反應(yīng)的堿性側(cè)基的聚合物的例子是聚(乙烯胺)、聚(乙烯吡啶)和聚(乙烯咪唑)。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種治療具有髓核的椎間盤中退變性椎間盤疾病的方法，所述方法包括將自體未培養(yǎng)的間質(zhì)干細(xì)胞施予退變的椎間盤。
在一種實(shí)施方式中，在施予到椎間盤前收獲自體間質(zhì)干細(xì)胞。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，間質(zhì)干細(xì)胞可與至少一種額外的治療性試劑一起遞送至椎間盤空間，例如，用于輔助細(xì)胞增殖和分化的試劑。可以有，例如，一種額外的治療性試劑(即，第二種治療性試劑)，或者可以有多種額外的治療性試劑(例如，第二種和第三種治療性試劑)。額外的治療性試劑可與間質(zhì)干細(xì)胞同時(shí)給藥。在另一種實(shí)施方式中，額外的治療性試劑在向椎間盤施予間質(zhì)干細(xì)胞之后給藥。在又一種實(shí)施方式中，額外的治療性試劑先行施予，即，在向椎間盤施予間質(zhì)干細(xì)胞之前施予。
還可以用同樣的載體來運(yùn)送細(xì)胞和額外的治療性試劑。在一些實(shí)施方式中，細(xì)胞處于載體表面，而額外的治療性試劑被置于載體內(nèi)部。在其它實(shí)施方式中，細(xì)胞和額外的治療性試劑可以用不同的載體來給藥。
可以加入到椎間盤中的其它額外的治療性試劑包括但不限于維生素和其它營養(yǎng)補(bǔ)充劑、激素、糖蛋白、纖連蛋白、肽和蛋白質(zhì)、碳水化合物(簡單和/或復(fù)雜的)、蛋白聚糖、寡核苷酸(正義和/或反義DNA和/或RNA)、骨形態(tài)形成蛋白(BMPs)、分化因子、抗體(例如，對于感染性因子、腫瘤、藥物或激素的抗體)、基因療法試劑和抗癌試劑。經(jīng)過遺傳改造的細(xì)胞和/或其它細(xì)胞也可被包括進(jìn)本發(fā)明的基質(zhì)。如果需要的話，止疼劑(即，止痛劑)和鎮(zhèn)靜劑也可與用于給藥的載體混合，并釋放到椎間盤空間。
在一些實(shí)施方式中，生長因子是額外的治療性試劑。本文中使用的術(shù)語“生長因子”包括任何能對其它細(xì)胞，尤其是結(jié)締組織祖細(xì)胞的生長或分化進(jìn)行調(diào)節(jié)的細(xì)胞產(chǎn)物?？筛鶕?jù)本發(fā)明使用的生長因子包括但不限于，成纖維細(xì)胞生長因子家族的成員，包括酸性和堿性成纖維細(xì)胞生長因子(FGF-1和FGF-2)以及FGF-4；血小板衍生生長因子(PDGF)家族的成員，包括PDGF-AB、PDGF-BB和PDGF-AA；EGFs，類胰島素生長因子(IGF)家族的成員，包括IGF-I和IGF-II；TGF-β超級家族，包括TGF-β1、2和3(包括MP-52)、類骨質(zhì)誘導(dǎo)因子(OIF)、血管生成素、內(nèi)皮縮血管肽、肝細(xì)胞生長因子和角化細(xì)胞生長因子；骨形態(tài)形成蛋白(BMPs)的成員，BMP-1、BMP-3、BMP-2、OP-1、BMP-2A、BMP-2B、BMP-4、BMP-7和BMP-14；HBGF-1和HBGF-2；生長分化因子(GDFs)，刺猬蛋白質(zhì)家族(hedgehogfamily)的成員，包括印度型(indian)、音速型(sonic)和沙漠型(desert)刺猬蛋白；ADMP-1；GDF-5；以及集落刺激因子(CSF)家族的成員，包括CSF-1、G-CSF和GM-CSF；及其同種型。生長因子可以是自體的，例如，在富含血小板的血漿中包括的，或者可以從商業(yè)途徑獲得。在一種實(shí)施方式中，生長因子以有效修復(fù)椎間盤組織的量施予。
在一些實(shí)施方式中，生長因子選自由TGF-β、bFGF和IGF-1組成的組。人們相信，這些生長因子能夠促進(jìn)髓核的再生，或能刺激軟骨細(xì)胞的增殖和/或分化，以及細(xì)胞外基質(zhì)的分泌。在一種實(shí)施方式中，生長因子是TGF-β。更優(yōu)選地，TGF-β以大約10ng/ml至大約5000ng/ml之間的量施予，例如，大約50ng/ml至大約500ng/ml之間，例如，大約100ng/ml至大約300ng/ml之間。
在一種實(shí)施方式中，額外的治療性試劑中的至少一種是TGF-β1。在一種實(shí)施方式中，另一種額外的治療性試劑是FGF。
在一些實(shí)施方式中，血小板濃縮物作為額外的治療性試劑被提供。在一種實(shí)施方式中，通過血小板釋放的生長因子的存在量為取得血小板的血液中發(fā)現(xiàn)的量的至少兩倍(例如，四倍)。在一些實(shí)施方式中，血小板濃縮物是自體的。在一些實(shí)施方式中，血小板濃縮物是富含血小板的血漿(PRP)。PRP是有好處的，因?yàn)槠浜心茉俅呜菁CM生長的生長因子，并且，因?yàn)槠淅w維蛋白基質(zhì)提供了適于新組織生長的支架。
因此，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種治療具有髓核的椎間盤中退變性椎間盤疾病的方法，所述方法包括a)將自體未培養(yǎng)間質(zhì)干細(xì)胞施予退變中的椎間盤；以及b)將至少一種額外的治療試劑通過穿過椎間盤的方式(transdiscally)施予退變中的椎間盤。
就本發(fā)明的目的而言，“穿過椎間盤施予(transdiscaladministration)”包括但不限于a)將制劑注射到退變中的椎間盤的髓核，例如，相對完整的退變中的椎間盤；b)將制劑注射到退變中的椎間盤的纖維環(huán)，例如，相對完整的退變中的椎間盤；c)在附著于纖維環(huán)外壁的貼片(patch)中提供制劑，d)在位于纖維環(huán)外壁之外但與其緊鄰的位置處的貯庫(depot)中提供制劑(“穿過環(huán)的施予(trans-annular administration)”)；以及e)在位于相鄰的脊椎體終板外但與其緊鄰的位置處的貯庫中提供制劑(“穿過終板的施予(trans-annular administration)”)。
也是根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種用于治療退變性椎間盤疾病的制劑，所述制劑包括a)自體未培養(yǎng)的間質(zhì)干細(xì)胞；以及b)至少一種額外的治療性試劑，其中，所述制劑(formulation)存在的量適于施予到退變中的椎間盤中。
還根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于將用于治療退變性椎間盤疾病的制劑給藥至椎間盤的裝置，所述裝置包括a)含有所述制劑的腔，所述制劑包括自體未培養(yǎng)的間質(zhì)干細(xì)胞和至少一種額外的治療性試劑；以及b)給藥口(delivery port)，其與所述的腔流體連通，并且適于將所述制劑給藥至椎間盤。
在一些實(shí)施方式中，細(xì)胞可被引入(即施予)到髓核或纖維環(huán)中，這取決于何種細(xì)胞外基質(zhì)需要重建。在其它實(shí)施方式中，細(xì)胞可被引入到椎間盤上的這兩個(gè)區(qū)域。根據(jù)細(xì)胞將被給藥至的椎間盤區(qū)域，可對特定的治療性試劑加以選擇。
在一些實(shí)施方式中，可通過針，例如細(xì)孔針將細(xì)胞單獨(dú)施予(例如，注射)到椎間盤?；蛘?，還可用同樣的細(xì)孔針將制劑注射到椎間盤中。在一些實(shí)施方式中，針的孔為大約22級或更小，從而減少形成突起的可能性。例如，針的孔可以是大約24級或更小，從而使突起產(chǎn)生的可能性進(jìn)一步減少。
如果直接注射細(xì)胞或制劑的體積足夠高到會(huì)導(dǎo)致對髓核產(chǎn)生過高壓力的情況發(fā)生，那么優(yōu)選地，在施予(即，直接注射)間質(zhì)干細(xì)胞之前，移除至少一部分髓核。在一些實(shí)施方式中，移除的髓核的體積基本上與有待注射的制劑的體積相似。例如，移除的髓核的體積可在將注射的制劑的體積的大約80-120％之間。此外，該過程還有額外的好處，即，至少部分去除了病患的一些退變的椎間盤。
當(dāng)將間質(zhì)干細(xì)胞注射進(jìn)髓核時(shí)，給藥的藥物(即，懸浮于生長培養(yǎng)基或載體中的細(xì)胞的制劑)的體積在大約0.5ml至大約3.0ml之間是理想的，這包括懸浮于生長培養(yǎng)基或載體中的細(xì)胞。當(dāng)以上述較小的量注射時(shí)，我們相信，增加的或替代的體積不會(huì)導(dǎo)致可被感知到的髓核中壓力的增加。為確定給藥藥物體積要考慮的因素包括，椎間盤的大小、移除的椎間盤的量以及生長培養(yǎng)基或載體中間質(zhì)干細(xì)胞的濃度。
雖然本發(fā)明已被詳細(xì)顯示，并引用優(yōu)選的實(shí)施方式予以描述，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離由所附的權(quán)利要求所包括的本發(fā)明的范圍的情況下，可在形式和細(xì)節(jié)上進(jìn)行多種改變。
權(quán)利要求
1.一種用于治療具有髓核的椎間盤中的退變性椎間盤疾病的方法，所述方法包括，將自體未培養(yǎng)的細(xì)胞施予退變的椎間盤中。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在施予到所述椎間盤中之前，所述細(xì)胞被濃縮。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述細(xì)胞通過離心被濃縮。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述細(xì)胞通過過濾被濃縮。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，使用載體將所述細(xì)胞施予所述的椎間盤。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述載體選自由珠粒、微球、納米球、水凝膠、凝膠、聚合物、陶瓷、膠原和血小板膠所構(gòu)成的組。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，將額外的治療性試劑施予到所述的椎間盤中。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述額外的治療性試劑選自由生長因子、分化因子和營養(yǎng)補(bǔ)充劑所構(gòu)成的組。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述額外的治療性試劑是生長因子。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，使用載體將所述額外的治療性試劑和所述細(xì)胞施予所述椎間盤中。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述載體選自由珠粒、微球、納米球、水凝膠、凝膠、聚合物、陶瓷、膠原和血小板膠所構(gòu)成的組。
12.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，在向所述椎間盤施予所述細(xì)胞的同時(shí)，施予所述額外的治療性試劑。
13.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，在向所述椎間盤施予所述細(xì)胞之前，施予所述額外的治療性試劑。
14.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，在向所述椎間盤施予所述細(xì)胞之后，施予所述額外的治療性試劑。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，將所述細(xì)胞于制劑中施予給所述椎間盤，所述制劑的體積在大約0.5ml至大約10ml之間。
16.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述載體包含水凝膠。
17.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述載體包含微球。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述額外的治療性試劑是TGF-β。
19.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述治療性試劑是血小板濃縮物。
20.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述細(xì)胞被施予至所述椎間盤的所述髓核中。
21.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述細(xì)胞被施予至所述椎間盤的所述纖維環(huán)中。
22.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在將所述細(xì)胞施予到所述椎間盤之前，移除所述髓核的一部分。
23.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過針來施予所述細(xì)胞。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述的針最大級別為大約24級。
25.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述細(xì)胞選自由間質(zhì)干細(xì)胞、軟骨細(xì)胞和成纖維細(xì)胞所構(gòu)成的組。
26.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述細(xì)胞包含間質(zhì)干細(xì)胞。
27.一種用于治療退變性椎間盤疾病的制劑，所述制劑包含a)自體未培養(yǎng)的間質(zhì)干細(xì)胞；以及b)額外的治療性試劑，其中，所述制劑存在的量適于施予至退變中的椎間盤中。
28.如權(quán)利要求27所述的制劑，其中，所述間質(zhì)干細(xì)胞以濃縮形式提供。
29.如權(quán)利要求27所述的制劑，其中，所述額外的治療性試劑是生長因子。
30.一種裝置，用于將權(quán)利要求27所述的制劑施予退變的椎間盤，所述裝置包括a)含有所述制劑的腔；以及b)適于將所述制劑施予到所述椎間盤的給藥口。
31.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述制劑以小于大約1ml的量施予。
全文摘要
本發(fā)明涉及將自體未培養(yǎng)細(xì)胞施予疾病性椎間盤。
文檔編號A61K35/36GK1893962SQ200480033323
公開日2007年1月10日 申請日期2004年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月13日
發(fā)明者M·阿塔維亞, H·塞爾翰, T·M·迪茂羅, M·格雷斯, D·烏爾巴恩斯 申請人:德普伊斯派爾公司