(57)【要約】移植生体材料を受容するためのデバイス（１０）は、隣接する空間を画定する機械的保護表面（１６）、媒体を該空間に局所送達するためのアセンブリ（２６、２８）、およびアセンブリに動作可能に連結されるポンプまたは持続放出／徐放リザーバ構造（１４）を含む。デバイスは、該空間に配置されるための追加プランジャ本体を含んでもよい。前記移植生体材料は、カプセル化されてもよく、またはカプセル化されなくてもよい。本発明のデバイスは、例えば、血中インスリンまたはグルコースレベルの調節に使用される。
2010517621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移植生体材料を受容するためのデバイスであって、隣接する空間を画定する機械的保護表面と、該デバイスに移植される材料に媒体を局所送達するためのシステムと、を備える、デバイス。
【請求項２】
前記システムは、流体または持続放出／徐放アセンブリを備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記システムは、前記流体または持続放出／徐放アセンブリに動作可能に連結される、前記媒体用のポンプまたはリザーバをさらに備える、請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記システムは、前記隣接する空間内および／またはその周囲に媒体を分配するための少なくとも１つの微細穿孔媒体分配管をさらに備える、請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記デバイスの前記隣接する空間に沈着され、前記生体材料の沈着前に取りはずし可能である、プランジャ要素をさらに備える、請求項１〜４のいずれかに記載のデバイス。
【請求項６】
前記プランジャ要素の材料は、
（ａ）プラスチック材料、
（ｂ）Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）またはＧｏｒｅＴｅｘ（登録商標）、あるいは
（ｃ）血管由来であってもよい分解性生体適合性材料、
を含む、請求項５に記載のデバイス。
【請求項７】
前記隣接する空間は、前記機械的保護表面によって完全に包囲される、請求項１〜５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項８】
前記隣接する空間は、前記機械的保護表面によって完全には包囲されない、請求項１〜５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項９】
前記隣接する空間は、前記機械的保護表面を完全に囲繞する、請求項１〜５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１０】
前記隣接する空間は、前記機械的保護表面を完全には囲繞しない、請求項１〜５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１１】
前記ポンプまたはリザーバは、前記デバイスが患者に移植されると、外部にあるか、または該患者より外部からアクセス可能である、請求項１〜５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１２】
前記ポンプまたはリザーバは、患者の内部にある、請求項１〜５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１３】
前記デバイスは、患者からの該デバイスの操作および／または回収を促進するように、さらにテザーを備える、請求項１〜５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１４】
前記デバイスは円筒形である、請求項１〜５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１５】
前記デバイスは、円筒形メッシュケージ、または円筒形メッシュケージのマトリクスもしくはアセンブリである、請求項１４に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記デバイスは、非円筒形である、請求項１〜５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１７】
前記デバイスは、
（ａ）フラスコ形状、
（ｂ）コイル形状、
（ｃ）コイン形状、または
（ｄ）スポンジ様メッシュ、
である、請求項１６に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記デバイスは、前記生体材料の沈着前に血管新生される、請求項１４〜１７のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記生体材料はカプセル化される、請求項１４〜１８のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記生体材料はナノコートされる、請求項１４〜１９のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項２１】
前記媒体は、１つ以上の免疫抑制／免疫調節剤を含む、請求項１〜５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項２２】
前記媒体は、１つ以上の生存促進性因子（ｐｒｏ−ｓｕｒｖｉｖａｌ  ｆａｃｔｏｒ）を含む、請求項１〜５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項２３】
前記因子が、血管新生薬、抗炎症薬、細胞保護／抗アポトーシス薬、耐性誘発剤（ｔｏｌｅｒａｎｃｅ  ｉｎｄｕｃｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）、免疫抑制剤、成長因子、ならびに、酸素生成、放出、および輸送増進産物（ｏｘｙｇｅｎ  ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ，ｒｅｌｅａｓｉｎｇ，  ａｎｄ  ｔｒａｎｓｐｏｒｔ−ｅｎｈａｎｃｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）のうちの１つ以上である、請求項２１または２２に記載のデバイス。
【請求項２４】
前記血管新生薬は、ＶＥＧＦを含む、請求項２３に記載のデバイス。
【請求項２５】
前記因子は、ｏＡＴＰ、抗ＴＮＦ‐α、リゾフィリン、インターロイキン−１０（ＩＬ−１Ｏ）、α１−抗トリプシン（ＡＡＴ）、ペントキシフィリン、コルチコステロイド、ＣＯＸ−２阻害剤、およびＴＧＦ−βから選択される抗炎症薬を含む、請求項２３に記載のデバイス。
【請求項２６】
前記抗炎症薬は、ｏＡＴＰであるか、またはｏＡＴＰを含む、請求項２３に記載のデバイス。
【請求項２７】
前記耐性誘発剤は、Ｐｏｗｅｒ−Ｍｉｘ、ＩＬ−１０、ＩＬ−１０融合体、共刺激遮断薬（ｃｏｓｔｉｍｕｌａｔｏｒｙ  ｂｌｏｃｋｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）、接着分子およびリンパ球へのシグナルの送達に関与する他の分子、ＥＢＮＡ様分子、ＩＬ３５−、ＩＬ−１２−、およびＩＬ１２−レセプタ標的化抗体およびアプタマー、抗ＩＬ−１７抗体、抗１７レセプタ抗体およびアプタマー、ならびに、抗ＩＬ−６抗体およびＩＬ−６レセプタ抗体およびアプタマーから選択される、１つ以上の薬剤を含む、請求項２３に記載のデバイス。
【請求項２８】
前記免疫抑制剤は、グルココルチコイド含む活性化シグナルの阻害剤、カルシニューリン阻害剤、プロテインキナーゼＣ阻害剤、増殖シグナルの阻害剤、ヌクレオチド合成の阻害剤、リンパ球移動の阻害剤、および細胞表面レセプタ活性化の阻害剤から選択される、１つ以上の薬剤を含む、請求項２３に記載のデバイス。
【請求項２９】
前記成長因子は、ＩＧＦ−Ｉ、ＩＧＦ−ＩＩ、ＩＮＧＡＰ、エキセンディン−４、ＧＬＰ−Ｉ、およびＨＧＦから選択される、１つ以上の薬剤を含む、請求項２３に記載のデバイス。
【請求項３０】
前記生体材料は、１つ以上の選択細胞型または組織を含む組成物を含む、請求項１〜５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項３１】
前記生体材料は細胞性ではない、請求項１〜５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項３２】
前記生体材料は、患者に移植されると治療効果を送達する能力があり、該治療効果は、血中インスリンまたはグルコースレベルの調節を含む、請求項１〜５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項３３】
前記生体材料は、１つ以上の拡散性治療因子を提供することによって、１つ以上の治療効果を送達する、請求項１〜５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項３４】
前記１つ以上の治療因子は、インスリン、グルカゴン、エリスロポエチン、第ＶＩＩＩ因子、第ＩＸ因子、ヘモグロビン、アルブミン、神経伝達物質、成長因子、疼痛阻害剤、ホルモン、免疫変調物質、神経修飾物質、リンフォカイン、サイトカイン、共同因子、抗体、酵素、およびアプタマーのうちの１つ以上を含む、請求項３３に記載のデバイス。
【請求項３５】
１つの因子は、ドーパミン、γ−アミノ酪酸（ＧＡＢＡ）、グルタミン酸、セロトニン、ノルエピネフリン、エピネフリン、およびアセチルコリンから選択される神経伝達物質である、請求項３４に記載のデバイス。
【請求項３６】
１つの因子は、神経成長因子（ＮＧＦ）、脳由来神経栄養因子（ＢＤＮＦ）、ニューロトロフィン−３（ＮＴ−３）、ニューロトロフィン−４／５（ＮＴ−４／５）、毛様体神経栄養因子（ＣＮＴＦ）、グリア細胞系由来神経栄養因子（ＧＤＮＦ）、コリン作動性分化因子／白血病阻害因子（ＣＤＦ／ＬＩＦ）、表皮成長因子（ＥＧＦ）、インスリン様成長因子（ＩＧＦ）、線維芽細胞成長因子（ＦＧＦ）、および血小板由来成長因子（ＰＤＧＦ）から選択される成長因子である、請求項３４に記載のデバイス。
【請求項３７】
前記１つ以上の因子は、Ｐ物質、カテコールアミン、ダイノルフィン、エンドルフィン、およびエンケファリンから選択される疼痛阻害物質である、請求項３４に記載のデバイス。
【請求項３８】
前記１つ以上の因子は、副甲状腺ホルモンおよび成長ホルモンから選択されるホルモンである、請求項３４に記載のデバイス。
【請求項３９】
前記１つ以上の因子は、顆粒球−マクロファージコロニー刺激因子（ＧＭ−ＣＳＦ）である、請求項３４に記載のデバイス。
【請求項４０】
前記１つ以上の因子は、インスリン調節活性を有する、請求項３４に記載のデバイス。
【請求項４１】
前記１つ以上の因子は、インスリン様活性を有する、請求項３４に記載のデバイス。
【請求項４２】
前記１つの因子はインスリンである、請求項３４に記載のデバイス。
【請求項４３】
前記１つの因子はインスリンの前駆体である、請求項３４に記載のデバイス。
【請求項４４】
前記１つの因子は、プロインスリン、プレプロインスリン、または開裂可能なインスリン前駆体である、請求項３４に記載のデバイス。
【請求項４５】
前記生体材料は、１つ以上の治療因子のアゴニスト、類似体、誘導体、キメラ、融合体、または断片を提供することによって、１つ以上の治療効果を送達する、請求項１〜５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項４６】
前記生体材料は、インスリンのアゴニスト、類似体、誘導体、キメラ、融合体、または断片を提供することによって、１つ以上の治療効果を送達する、請求項１〜５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項４７】
前記生体材料は、拡散性因子を分泌することなく治療効果を送達する、請求項１〜５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項４８】
前記生体材料は、前記治療効果を活性化する酵素活性を含む、請求項４７に記載のデバイス。
【請求項４９】
前記生体材料は、有害物質を代謝、吸収、または隔離する、請求項４７に記載のデバイス。
【請求項５０】
前記治療効果は、生体材料に連結された因子に起因する、請求項４７に記載のデバイス。
【請求項５１】
前記治療効果は、細胞表面に連結された因子に起因する、請求項４７に記載のデバイス。
【請求項５２】
前記生体材料は、遺伝子改変されずに治療効果を送達する、請求項１〜５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項５３】
前記生体材料は、治療効果を送達するように遺伝子操作される、請求項１〜５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項５４】
前記生体材料は、遺伝子操作された細胞を含む、請求項５３に記載のデバイス。
【請求項５５】
前記生体材料は、自己、非相同、同系、同種異系、および異種細胞から選択される細胞型のうちの１つ以上を含む組成物である、請求項１〜５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項５６】
前記生体材料は、哺乳類のものである、請求項１〜５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項５７】
前記生体材料は、ヒト由来である、請求項１〜５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項５８】
前記生体材料は非ヒト由来である、請求項１〜５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項５９】
前記生体材料は、異種細胞を含む組成物である、請求項１〜５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項６０】
前記生体材料は、ヒト死体ドナーに由来する細胞を含む、請求項１〜５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項６１】
前記生体材料は、幹細胞に由来する細胞を含む、請求項１〜５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項６２】
前記細胞は、臍帯血、羊水、月経血、胎盤、ホウォートンゼリー、および栄養膜細胞層のうちの１つ以上に由来する、請求項６１に記載のデバイス。
【請求項６３】
前記幹細胞は、胚由来である、請求項６１に記載のデバイス。
【請求項６４】
前記幹細胞は、成人由来である、請求項６１に記載のデバイス。
【請求項６５】
前記幹細胞は、全能性、多分化能性、または多能性である、請求項６１に記載のデバイス。
【請求項６６】
前記幹細胞は分化される、請求項６１に記載のデバイス。
【請求項６７】
前記生体材料は、島細胞、肝細胞、内分泌細胞、免疫系細胞、骨髄細胞、甲状腺細胞、肥満細胞、真皮細胞、神経系細胞、および皮膚細胞から選択される細胞型のうちの１つ以上を含む、請求項１〜５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項６８】
前記生体材料は、膵島細胞を含む、請求項１〜５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項６９】
前記生体材料は、寛容化細胞を含む、請求項５４〜６８のいずれかに記載のデバイス。
【請求項７０】
前記生体材料は、前記移植生体材料が前記治療効果を送達するのを助ける、ヘルパー細胞とともに移植される、請求項１〜５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項７１】
前記ヘルパー細胞は、セルトリ細胞、間葉および骨髄由来細胞、調節性Ｔ細胞Ｔｒｅｇ、内皮前駆細胞、および幹細胞から成る群より選択される、１つ以上の細胞型を含む、請求項７０に記載のデバイス。
【請求項７２】
前記ヘルパー細胞は、セルトリ細胞を含む、請求項７０に記載のデバイス。
【請求項７３】
前記生体材料の一部または全体は、カプセル化される、請求項１〜５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項７４】
前記生体材料の一部または全体は、生体適合性材料にカプセル化される、請求項１〜５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項７５】
前記生体適合性材料は、ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）を含むか、またはそれから成る、請求項７４に記載のデバイス。
【請求項７６】
前記生体適合性材料はＢｉｏｄｒｉｔｉｎ（登録商標）を含むか、またはそれから成る、請求項７４に記載のデバイス。
【請求項７７】
前記生体適合性材料は、アルギン酸塩を含むか、またはそれから成る、請求項７４に記載のデバイス。
【請求項７８】
前記生体適合性材料は化学的に改変される、請求項７４〜７７のいずれかに記載のデバイス。
【請求項７９】
前記生体適合性マトリクス材料は、前記生体材料の定着、維持、または長期生存および機能を補助する因子を含む、請求項７８に記載のデバイス。
【請求項８０】
前記生体適合性マトリクス材料は、抗炎症性因子を含む、請求項７８に記載のデバイス。
【請求項８１】
少なくとも１つの抗炎症性因子は、ｏＡＴＰ、コルチコステロイド、リゾフィリン、インターロイキン−１レセプタアンタゴニストペプチド（ＩＲＡＰ）、インターロイキン−１０（ＩＬ−１０）、α１−抗トリプシン（ＡＡＴ）、ＴＧＦ−β、ＩＬ−Ｉに対する抗体、インターフェロン−γ、ＴＮＦ−α、抗組織因子、および補体阻害剤のうちの１つ以上を含む、請求項８０に記載のデバイス。
【請求項８２】
前記少なくとも１つの抗炎症性因子は、ｏＡＴＰを含む、請求項８０に記載のデバイス。
【請求項８３】
前記生体適合性材料は、細胞外マトリクス因子を含む、請求項７８に記載のデバイス。
【請求項８４】
前記細胞外マトリクス因子は、Ｉ型またはＩＶ型コラーゲン、ラミニン、フィブロネクチン、およびアルギニン−グリシン−アスパラギン酸ペプチドのうちの１つ以上を含む、請求項８３に記載のデバイス。
【請求項８５】
前記生体材料は、マクロカプセル化またはマイクロカプセル化される、請求項７３に記載のデバイス。
【請求項８６】
前記生体材料は、高圧酸素療法を受ける、請求項３０または５４〜８５のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項８７】
前記生体材料は、結合された押し出しカプセルにカプセル化される、請求項７３に記載のデバイス。
【請求項８８】
前記生体材料は、ナノカプセル化される、請求項７３に記載のデバイス。
【請求項８９】
前記生体材料は、ナノコートされる、請求項８８に記載のデバイス。
【請求項９０】
前記生体材料は、ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）、ポリ（ビニルアルコール）（ＰＶＡ）、ポリ（ビニルピロリドン）（ＰＶＰ）、ポリ（チロキサゾリン）（ＰＥＯＸ）、ポリ（アミノ酸）、多糖、およびタンパク質のうちの１つ以上でナノコートされる、請求項８９に記載のデバイス。
【請求項９１】
前記多糖は、アルギン酸塩、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、デキストラン、硫酸デキストラン、ヘパリン、ヘパリン硫酸、ヘパラン硫酸、キトサン、ジェランガム、キサンタンガム、グアーガム、水溶性セルロース誘導体、およびカラギーナンのうちの１つ以上を含む、請求項９０に記載のデバイス。
【請求項９２】
前記タンパク質は、ゼラチン、コラーゲン、およびアルブミンのうちの１つ以上を含む、請求項９０に記載のデバイス。
【請求項９３】
前記生体適合性マトリクス材料は、ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）、Ｂｉｏｄｒｉｔｉｎ（登録商標）、またはアルギン酸塩を含むか、またはそれから成る、請求項８９に記載のデバイス。
【請求項９４】
請求項１〜９３のいずれか１項に記載のデバイスを移植する工程を含む、患者に生体材料を移植する方法。
【請求項９５】
請求項１〜５のいずれかに記載のデバイスを移植する工程を含む、患者に生体材料を移植する方法であって、該生体材料は、該デバイスが移植される外科手順の後に行われる外科手順において、該デバイス内に沈着される、方法。
【請求項９６】
２工程手順で患者に生体材料を移植する方法であって、（１）隣接する空間を画定する機械的保護表面と、流体または持続放出／徐放アセンブリを備える媒体を局所送達するためのシステムとを備え、該隣接する空間にプランジャ要素をさらに備える、デバイスを移植し、該デバイスの該隣接する空間内および／またはその周囲に組織内方成長を可能にする工程と、（２）該プランジャ要素を除去し、該プランジャ要素によって空けられる空間内に該生体材料を沈着させ、媒体を該隣接する空間内および／またはその周囲に選択的に送達する工程と、を含む、方法。
【請求項９７】
媒体の局所送達のための前記システムは、前記流体または持続放出／徐放アセンブリに動作可能に連結される、該媒体用のポンプまたはリザーバをさらに備える、請求項９６に記載の方法。
【請求項９８】
媒体の局所送達のための前記システムは、前記隣接する空間内および／またはその周囲に媒体を分配するための少なくとも１つの微小穿孔媒体分配管をさらに備える、請求項９７に記載の方法。
【請求項９９】
２工程手順で生体材料を患者に移植する方法であって、（１）隣接する空間を画定する機械的保護表面と、流体または持続放出／徐放アセンブリを備える媒体の局所送達のためのシステムと、該流体または持続放出／徐放アセンブリに動作可能に連結される、該媒体用のポンプまたはリザーバとを備える、デバイスを移植する工程であって、媒体の局所送達のための該システムは、加えて、該隣接する空間内および／またはその周囲に媒体を分配するための少なくとも１つの微小穿孔媒体分配管を備え、該隣接する空間にプランジャ要素をさらに備え、該デバイスの該隣接する空間内および／またはその周囲の組織内方成長を可能にする、工程と、（２）該プランジャ要素を除去し、該プランジャ要素によって空けられる空間内に該生体材料を沈着させ、媒体を該隣接する空間内および／またはその周囲に選択的に送達する工程と、を含む、方法。
【請求項１００】
請求項１〜５のいずれかに記載のデバイスを移植する工程を含む、患者に生体材料を移植する方法であって、該生体材料は、該デバイスが移植される同じ外科手順中に該デバイスに沈着される、方法。
【請求項１０１】
１工程手順で生体材料を患者に移植する方法であって、隣接する空間を画定する機械的保護表面と、流体または持続放出／徐放アセンブリを備える媒体の局所送達のためのシステムとを備える、デバイスを移植する工程を含み、該隣接する空間は、該生体材料を含む、方法。
【請求項１０２】
媒体の局所送達のための前記システムは、前記流体または持続放出／徐放アセンブリに動作可能に連結される、該媒体用のポンプまたはリザーバをさらに備える、請求項１０１に記載の方法。
【請求項１０３】
媒体の局所送達のための前記システムは、前記隣接する空間内および／またはその周囲に媒体を分配するための少なくとも１つの微小穿孔媒体分配管をさらに備える、請求項１０２に記載の方法。
【請求項１０４】
前記媒体は、免疫抑制および／または免疫調節因子を含む、請求項９４〜１０３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０５】
前記免疫抑制および／または免疫調節因子は、移植片に対する患者の耐性を誘発する、請求項１０４に記載の方法。
【請求項１０６】
前記免疫抑制および／または免疫調節因子の送達は、前記患者における耐性の誘発後に低減される、請求項１０５に記載の方法。
【請求項１０７】
前記移植の位置は、大網内、皮下、腹腔内、筋肉内、または腎被膜下である、請求項９６または１０１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
細胞置換療法は、種々の疾患に対する有望な潜在的治療オプションである。多くの臨床状態および病状は、生きた細胞または組織によって産生される因子の欠如から生じ、例えば、インスリン産生が適度でない糖尿病、ドーパミン産生が減少するパーキンソン病、およびエリトロポエチンが欠乏する貧血を含む。かかる状態または疾患は、損失または欠乏している因子を産生する細胞／組織移植によって治療され得る。
【０００２】
しかしながら、細胞置換療法の分野には多くの課題が残っている。移植細胞の生存性および機能性は、例えば、機械的保護の欠如、必要因子の欠如によって、例えば、適度でない血管新生、または血管系が移植部分に到達不能であること、および抗移植宿主免疫活性によって悪化する。したがって、移植細胞の生存性および機能性を最適化する方法およびデバイスの必要性がある。
【０００３】
特許文献１として公開されたＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＭＸ９９／０００３９号は、その全体開示が本参照により本明細書に組み込まれ、セルトリ島細胞混合物の異種移植のためのデバイスについて開示する。これは、不完全に閉塞されたプラスチック（例えば、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）またはＧｏｒｅＴｅｘ（登録商標））プランジャを含み、新しい毛細血管を円筒形の有孔金属メッシュを通して成長できるようにするデバイスである。プランジャとメッシュとの間に約１ｍｍのオープンスペースが画定され、新しい毛細血管がデバイスの外壁を通して成長できるようにし、プランジャとメッシュとの間に血管床を提供する。ある程度の時間が経過した後（４〜８週間）、プランジャは除去され、移植用に選択した細胞がその代わりに配置される。
【０００４】
例示的な島細胞クラスタにおいて、移植細胞にごく近接する毛細血管床のアベイラビリティは、細胞移植の移植を促進するとして開示される。さらに、共移植されるセルトリ細胞の存在は、デバイス内の免疫保護／免疫修飾をもたらすと考えられる。セルトリ細胞は、精巣に由来し、ＦａｓＬ（Ｆａｓリガンド）を発現する。これらの細胞は、局所免疫保護をもたらすと考えられ、精巣微環境の場合は、精巣に移植される他の細胞型の長期生存を可能にする。島などの細胞の精巣内移植、または島とセルトリ細胞との共移植は、被移植体の免疫系による移植細胞の免疫攻撃から免疫保護をもたらす目的で、過去２０年間試行されている。
【０００５】
上述のアプローチは、潜在的利点を有するが、システム設計によると、移植細胞は、依然として、被移植体の免疫系により非自己の生きた生物異組織として認識され得、そのため同種異系、特に異種または非相同移植の場合に、特に強力となる免疫反応の対象になり得る。例えば、図２０を参照されたい。その結果、移植細胞は異組織として攻撃され、共セルトリ細胞であっても、単独では治療細胞型を保護するには十分でない場合がある。したがって、それでもなお、特にブタからヒトなどの種間移植の場合は、患者の強力な全身免疫抑制が要求され得る。さらに、上記提案される円筒形デバイスの潜在的不利点は、沈着した細胞の円筒形カラムが新しい毛細血管からの栄養素がより内向きに沈着した細胞に到達するには厚すぎるため、全層の細胞移植は、抹消毛細血管床によって完全に血管新生され、これらの細胞は成長しない可能性があり、および／または移植細胞のごく一部が適度な再血管新生が生じるまで生存し得る。
【０００６】
宿主免疫反応は、生体適合性、半透過性の免疫保護材料または他の材料を用い、当技術分野において知られる方法による移植細胞のカプセル化によって回避または最小化され得る。かかる材料の透過性を選択することによって、細胞は酸素、栄養素、および他の小分子を宿主環境と交換することができるが、免疫細胞および抗体などの大型宿主免疫系構成要素によって、細胞の攻撃を軽減または回避する。この関連で、種々の細胞カプセル化方法が当技術分野において知られている。カプセル化細胞は、例えば、マクロ構造骨格、マイクロカプセル、ナノカプセル、結合された押し出しカプセル、またはそれらの任意の組み合わせの形態を取り得る。これらの形態は、サイズ、含有される細胞の量、ならびに強度および拡散特性を含む多くの変数において異なる。
【０００７】
しかしながら、カプセル化システム単独では、移植細胞に長期の機械的または免疫保護を提供しない。時間とともに、他の身体的損傷のうち蠕動、圧縮、および圧力に暴露されると、カプセルは破損、分解、または分裂し得、移植細胞を身体的損傷ならびに宿主免疫系からの損傷にさらされる。加えて、生体適合性材料内で長期間生きた細胞を維持することは困難である。酸素および他の成長要因に近接しない細胞、ならびに生体材料の中央部分にある組織などの血管新生した組織に連続的に送達される栄養素は、壊死状態になり、カプセルの周辺にある健康な細胞を汚染する。
【０００８】
故に、本発明の目的は、細胞移植の被受容者の長期全身免疫抑制のための要件を避けることであり、現在その要件は、細胞療法が適応される最も重篤な疾患状態（例えば、インスリン依存性糖尿病の場合の低血糖無認識および不安定な糖尿病）に対するかかる処置の適用を制限している。
【０００９】
また本発明の目的は、生体材料移植の再血管新生の前、間、後に、移植に有利に働くようにするための因子の追加、および移植細胞および組織の機能を促進する、アセンブリを提供することでもある。
【００１０】
さらに、本発明の目的は、機械的支持を提供することによって、細胞生存に有利に働く移植生体材料のレセプタクルを提供する一方で、（ａ）移植片のデバイス内および／または周囲で成長する新しい毛細血管への暴露を最大にする（例えば、ＶＥＧＦまたはＶＥＧＦ経路アゴニストの送達または分解性血管由来材料の使用によって）、および（ｂ）新しい毛細血管の成長を促進するだけでなく、移植される生体材料を保護／強化し得る物質、例えば、細胞／組織、および／またはその産生物（例えば、抗炎症性、抗アポトーシス産生物、および／またはコルチコステロイドなどの成長因子（例えば、プレドニゾロン、デキサメタゾン、エタボン酸ロテプレドノール、フルオシノロンアセトニドなど）、ＩＧＦ−Ｉ、ＩＧＦ−ＩＩ、ＨＧＦ、ＧＬＰ−Ｉ、エキセンディン−４、ＩＮＧＡＰ、リゾフィリン（ｌｙｓｏｐｈｙｌｌｉｎｅ）、ペントキシフィリン（ｐｅｎｔｏｘｙｆｉｌｌｉｎｅ）；ＣＯＸ−２阻害剤；インターロイキン−１レセプタアンタゴニストペプチド（ＩＲＡＰ）、インターロイキン−１０（ＩＬ−１０）、α１−抗トリプシン（ＡＡＴ）、ＴＧＦ−β；ＩＬ−１に対する抗体、インターフェロン−γ、およびＴＮＦ−α；抗組織因子、補体阻害剤、酸素生成、放出（カプセル化過酸化物）、または輸送増進（ペルフルオロカーボンＰＦＣなど）産物；ならびに内皮前駆細胞、幹細胞、調節性Ｔ細胞Ｔｒｅｇ、あるいは随意または追加的にカプセル化され得る、当業者に知られている任意の他の産物を局所送達する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】国際公開第００／３５３７１号パンフレット
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述および他の目的を達成するために、本発明は、細胞療法を、それを必要とする対象に移植する際に行うことができるハイブリッドデバイスを提供する。ハイブリッドデバイスは、（ａ）１つ以上の所望の細胞または組織型、あるいはかかる細胞または組織の産物から成る組成などの生体材料、および／または随意に他の生体適合性材料と、加えて（ｂ）外部、外部からアクセス可能、または内部のいずれかであって、免疫抑制／免疫調節分子および／または移植細胞の生存、および好ましくは、その再生および拡大を促進するよう選択される栄養素および成長因子などのうちの１つ以上の薬剤を局所送達する送達システム（例えば、ポンプまたは持続放出／徐放リザーバなど）と、を備える。理解されるように、選択される栄養素、因子、サイトカイン、薬物などの局所送達は、生体材料、例えば、移植細胞の定着、維持、ならびに長期生存および機能を促進する一方で、受容体の免疫抑制の副作用を最小限にする。
【００１３】
本発明は、局所免疫抑制／免疫調節を随意に提供して、治療レベルの免疫抑制／免疫調節物質の局所送達を可能にする一方で、被移植患者の長期全身免疫抑制の要件を避けることによって、移植による拒絶反応に関する課題を解決する。また本発明は、生体材料に有益な因子、例えば、細胞移植、成長、および機能に有利に働く因子などの局所送達を提供することによってこれらの課題を解決する。
【００１４】
ある実施形態においては、生体材料は、１つ以上の選択細胞型または組織から成る組成である。ある実施形態においては、生体材料は、本質的に１つ以上の選択細胞型または組織から成る組成である。ある実施形態においては、生体材料は、１つ以上の選択細胞型または組織から成る組成である。これらの実施形態においては、本発明は、例えば、マトリクス生体材料などの生体適合性材料内で細胞を随意にカプセル化し、機械的ストレスおよび宿主免疫系からの保護を提供することによって、細胞移植による拒絶反応の課題をさらに解決する。細胞のカプセル化は、移植時の免疫抑制／免疫調節物質の局所送達の必要性さえも低減する、または好ましくは、最小化する。カプセル化細胞は、ハイブリッドデバイスによって提供される機械的支持によってさらに保護される。いくつかの実施形態では、生体材料は、カプセル化および非カプセル化細胞／組織、および／またはその産生物の混合物から成る。
【００１５】
したがって、例示的実施形態においては、本発明は、例えば、移植生体材料に血管新生床を提供することによって、細胞および／または組織の生存および機能に有利に働くマイクロ環境、および１つ以上の栄養素、因子、サイトカイン、および免疫抑制／免疫調節分子を、デバイスに含有される移植生体材料に直接または間接的に局所送達するための送達系から成る、ハイブリッドデバイスを提供する。ポンプまたは他のリザーバなどの送達系（持続放出／徐放カートリッジ、コーティング、カプセル化、マイクロ−またはナノスフィアなどを含む）は、外部から、または対外的にアクセス可能であり得、概して、異なる媒体カートリッジの装填を容易にするために好適であるか、または内部から、例えば、皮下的にアクセス可能であって、好ましくは、装填口および送達速度を遠隔制御可能なデバイスを備える。
【００１６】
好ましくは、外部からアクセス可能なポンプ内の置換可能／使い捨て可能なカートリッジ、または前述のパラグラフに記載されるものから選択される他の送達系による選択薬剤の装填は、異なる時間に移植細胞環境の異なる要件に合わせて調整することができる。ある実施形態においては、移植生体材料（例えば、１つ以上の種類の細胞、組織、または細胞産生物の、あるいはそれらの組み合わせから成る組成）の一部または全部は、生体適合性、および好ましくは、免疫保護材料にカプセル化される。カプセル化細胞は、ハイブリッドデバイスにより提供される機械的支持によって身体的外傷から保護される。
【００１７】
ある実施形態においては、移植細胞（すなわち、治療効果、例えば、治療因子を患者に送達するために移植される細胞）は、自己、非相同、同系、同種異系、または異種膵島の単体、または成長因子および／または移植細胞の定着、維持、または拡大する、またはそうでなければ、移植細胞が治療効果を送達するのを助けるための他の有益な薬剤を提供する他の細胞型（例えば、セルトリ細胞、間葉および骨髄由来細胞、内皮膚前駆細胞、幹細胞、調節Ｔ細胞Ｔｒｅｇなどであって、それぞれ遺伝子的に移植「ヘルパー細胞」と称される）との組み合わせのうちの１つ以上であり得る。
【００１８】
糖およびエネルギー代謝のため、および糖尿病を治療するための１つの好適な細胞／組織型として考慮される膵島に加えて、本発明のハイブリッドデバイスおよびそれらのデバイスが関与する方法は、他の組織および細胞療法モデルシステムにも適用され得る。移植のための組織および細胞は、例えば、体内で治療因子を発現することによって治療効果を送達し得る。かかる組織および細胞の実施例は、それらに限定されないが、パーキンソン病を治療するためのドーパミンを産生する細胞（Ｍｉｎｑｕｅｚ−Ｃａｓｔｅｌｌａｎｏｓら、Ｊ  Ｎｅｕｒｏｌ  Ｎｅｕｒｏｓｕｒｇ  Ｐｓｙｃｈｉａｔｒｙ  ｉｎ  ｐｒｅｓｓ（２００７））、小人症を治療するための成長ホルモン（Ｃｈａｎｇら、Ｔｒｅｎｄｓ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ  １７：７８−８３（１９９９））、血友病を治療するための因子ＶＩＩＩおよび因子ＩＸ（Ｃｈａｎｇら、Ｔｒｅｎｄｓ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ  １７，７８−８３（１９９９））、および貧血を治療するためのエリスロポエチン（Ｒｉｎｓｃｈら、Ｋｉｄｎｅｙ  Ｉｎｔｅｒｎ  ６２：１３９５−１４０１（２００２））を含む。多くのより有益な細胞により産生される因子または細胞／組織活性が想像され得る。移植組織または細胞は、２つ以上の治療因子を発現および／または送達し得るか、または１つ以上の治療因子を送達する２つ以上の細胞型を含み得る。移植組織または細胞も、あるいは代替として、治療因子のアゴニスト、アナログ、誘導体、キメラ、融合体、または断片を発現および／または送達し、治療効果を送達し得る。
【００１９】
移植組織または細胞も、あるいは代替として、例えば、基板を有益な効果を有する産生物に変換する酵素活性を提供する、および／または有害な物質を代謝、隔離、または吸収するなどによって、有害な因子を分泌することなく治療効果を送達し得る。移植組織または細胞は、細胞表面に連結された因子などの生体材料に連結された因子を通して治療効果を送達し得る。
【００２０】
組織または細胞は、必然的に遺伝子改変されずに治療効果を送達し得るか、またはそれを行うために遺伝子操作され得る。例えば、本発明の生体材料は、１つ以上の治療および／またはヘルパー細胞因子を発現する発現ベクターで形質転換される細胞を含み得る。別の実施形態では、本発明の生体材料は、１つ以上の治療および／またはヘルパー細胞因子を発現する発現ベクターで形質転換される細胞から成り得る。別の実施形態では、本発明の生体材料は、１つ以上の治療および／またはヘルパー細胞因子を発現する発現ベクターで形質転換される細胞から成り得る。かかる発現は、例えば、ハイブリッドデバイスが暴露される血流または組織における生物学的修飾に応答して、構成的または統制的な方法で生じ得る。
【００２１】
いくつかの実施形態では、生体材料は非細胞性である。かかる非細胞性生体材料は、以下に記載されるように、カプセル化または非カプセル化され得る。
【００２２】
いくつかの実施形態では、移植に先立って、生体材料の一部または全部は、生体適合性材料でカプセル化され、生存性を向上させて、宿主環境からの保護を提供することができる。構造的な完全性および機械的強度を提供するとともに、かかるカプセル化は、さらに移植生体材料、例えば、細胞／組織またはその産生物を宿主の免疫反応から保護する。カプセル化細胞は、多くの異なる形態、例えば、マクロ構造骨格、マイクロカプセル、結合された押し出しカプセル、またはナノカプセルなどで具現化される。これらの形態は、サイズ、含有される細胞の量、ならびに強度および拡散特性を含む多くの変数において異なる。特定セットの変数は、デバイス、細胞型、移植位置、および治療因子または送達されている因子を考慮し、特定患者の状態および必要性に照らして、熟練医師により選択され得る。
【００２３】
好ましくは、細胞は、栄養素と細胞副産物の交換および治療因子の放出を可能にするが、宿主免疫エフェクタ分子がカプセルに侵入しないようにもし得る透過性特性を有するようにカプセル化される。
【００２４】
したがって、本発明は、カプセル化され得る移植生体材料を受容するための、血管新生され得るデバイスにおいて具現化され得、内部空間などの隣接する空間を画定し、機械的に保護する表面と、免疫抑制および／または成長因子の少なくとも１つを該空間に選択的に送達するためのアセンブリと、前記アセンブリに動作可能に連結される、かかる媒体のためのポンプまたはリザーバとを備える。デバイスは、円筒形または非円筒形状、あるいは円筒形または非円筒形形状のマトリクスまたはアセンブリを含む、任意の形状であってよい。デバイスの形状は、例えば、移植される生体材料、意図される治療効果、および／または移植の位置に基づいて異なり得る。熟練医師は、意図される用途に対して好適な形状を判断することができる。
【００２５】
ある実施形態では、デバイスは、ＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＭＸ９９／０００３９号（ＰＣＴ公開第ＷＯ００／３５３７１号として公開）に記載の円筒形デバイスと形状が類似し、新しい毛細血管はメッシュを通して成長することができる。
【００２６】
ある実施形態では、デバイスは米国特許出願第１１／１８５，０１１号（米国特許公報第ＵＳ２００６／００２４２７６号として公開）に記載のフラスコ形デバイスと類似し、新しい毛細血管はメッシュを通して成長することができる。本実施形態では、流体マニホールドアセンブリは、媒体をデバイスコンテンツに局所的に提供する、１つ以上の分配管に連結される（「スプリンクラーシステム」）。
【００２７】
ある実施形態では、デバイスは、円筒形または非円筒形であり得るケージ様デバイスであり、新しい毛細血管は、メッシュを通して成長することができる。本実施形態では、１つ以上の分配管は、媒体をデバイスコンテンツに局所的に提供する。
【００２８】
ある実施形態では、デバイスは、隣接する、例えば、内部空間を非完全に取り囲む外側コイル形要素を備える。コイル形状の開放性質は、移植細胞を受容するためのより大きな表面領域を提供する。さらに、コイル形状は、移植細胞により分泌される因子のより広い拡散を可能にする。本実施形態では、コイルは分配管を備える。コイルにより画定される空間内にある１つ以上の追加分配管は、媒体をデバイスコンテンツに局所的に提供することもできる。
【００２９】
ある実施形態では、デバイスは、例えば、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）またはＧｏｒｅＴｅｘ（登録商標）などの生体適合性プラスチック材料で形成される外側コイン形状フレームを備え得、移植後に血管新生可能な隣接する、例えば、内部空間を非完全に取り囲む。本実施形態では、１つ以上の分配管は、媒体をデバイスコンテンツに局所的に提供する。
【００３０】
ある実施形態では、デバイスは、メッシュ「スポンジ」要素を備え得、メッシュを通過できる被移植体の毛細血管によって、デバイスコンテンツの再血管新生を可能にする。スポンジ要素は、例えば、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）またはＧｏｒｅＴｅｘ（登録商標）などの生体適合性プラスチック材料で形成され得るディスクによって、丸みのある縁部で非完全に取り囲まれ、移植片の鋭端を解消し得る。本実施形態では、１つ以上の分配管は、媒体をデバイスコンテンツに局所的に提供する。
【００３１】
上述の実施形態のいずれかでは、デバイスは、デバイスとともに移植される非完全に閉塞するプランジャを含み得る。デバイス内および周囲の領域の適度な血管新生を可能にする期間が経過した後、プランジャを除去することができ、以前はプランジャによって占められていた空間を、移植される生体材料で充填することができる。
【００３２】
上述の実施形態のいずれかでは、デバイスは、例えば、薬物および栄養素／成長因子の送達を促進する送達システムを含み得、例えば、移植される細胞などの生体材料の定着、維持、ならびに長期生存および機能を促進する。かかる送達システムは、例えば、ポンプ／リザーバ、ポート、マニホールドアセンブリであってもよい流体または持続放出／徐放アセンブリ、媒体をデバイスコンテンツに局所的に提供する１つ以上の分配管を備え得る。かかる送達システムは、例えば、持続放出コーティング、持続放出（随意に再充填可能な）カートリッジ、または持続放出マイクロまたはナノスフィアも備え得る。持続放出／徐放組成および製剤は、当技術分野において知られている（例えば、米国特許公開第２００７／０２６４３４３号および第２００８／００２０９９８号を参照）。
【００３３】
上述の実施形態のいずれかでは、生体材料を受容するための隣接する空間は、ＰＥＴ（または、例えば、他のメッシュ材料）などの、生体分解性であり得る生体適合性材料を備え得る。移植前、生体適合性材料は、移植される生体材料とともに播種され得る。
【００３４】
上述の実施形態のいずれかでは、ハイブリッドデバイス送達システムを通して移植生体材料に送達される因子は、該因子の送達に持続放出／徐放特性を提供するように製剤またはカプセル化され得る。ある実施形態では、移植細胞に対する該因子を含有する媒体の連続的な局所送達は、該因子のボーラスを低い頻度で投与することによって置換され得る。
【００３５】
上述の実施形態のいずれかでは、投与される因子は、例えば、化学的または酵素的に不安定な部分のＰＥＧ化または包含を通して修飾され得、デバイスにより画定される空間を出る時に、該因子が容易に代謝されるようにする。これは、因子により引き起こされる望ましくない全身的効果を最小限にするのを助けることができる。
【００３６】
上述の実施形態のいずれかでは、デバイスはさらにテザーを備え、患者からのデバイスの操作および／または回収を容易にし得る。
【００３７】
上述の実施形態のいずれかでは、生体材料は、以下に記載されるような１段階または２工程手順で移植され得る。
【００３８】
本発明は、生体材料を受容するためのデバイスを提供する工程を含む、生体材料を患者に移植するための方法においても具現化され得、該デバイスは、隣接する、例えば、内部空間を画定する機械的保護表面（ｍｅｃｈａｎｏｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ  ｓｕｒｆａｃｅ）および媒体の局所送達のためのシステムを含む。
【００３９】
好適な実施形態では、本発明は、２工程手順で患者に生体材料を移植するための方法において具現化され得、（１）患者の体内の選択した位置で生体材料を受容するためのデバイスを移植する工程であって、該デバイスは、隣接する、例えば、内部空間を画定する機械的保護表面と、デバイスに隣接する空間の一部を占めるプランジャと、少なくとも１つの該隣接する空間に対する免疫抑制および／または成長因子媒体を選択的に送達するためのアセンブリ、および該アセンブリに対して動作可能に連結される、かかる媒体のためのポンプまたはリザーバと、を含み、組織を該隣接する空間に内方成長を可能にする工程と、（２）プランジャを除去し、例えば、プランジャによって空けられた隣接する空間内に選択した組織／細胞産生物を含む生体材料を配置して、該隣接する空間に対する免疫抑制および／または成長因子媒体のうちの少なくとも１つを選択的に送達する工程と、を含む。
【００４０】
代替として、本発明は、１工程手順で患者に生体材料を移植するための方法において具現化され得、患者の体内の選択した位置で生体材料を受容するためのデバイスを移植する工程を含み、デバイスは、隣接する空間を画定する機械的保護表面および媒体の局所送達のためのシステム該隣接する空間に少なくとも１つの免疫抑制および／または成長因子媒体を選択的に送達するためのアセンブリと、アセンブリに対して動作可能に連結される、かかる媒体のためのポンプまたはリザーバとを含み、ここで配置される生体材料は、デバイスに事前装填される。
【００４１】
いくつかの実施形態では、デバイスの形状が円筒形である実施形態などでは、本発明は、前述のように２段階または１工程手順でデバイスを移植するための方法で具現化され得、ルーメンの壁と接触して配置されないようにする。いくつかの実施形態では、デバイスの形状が円筒形である実施形態などでは、本発明は、前述のように２段階または１工程手順でデバイスを移植するための方法で具現化され得、免疫調節／免疫抑制剤が移植生体材料に送達されないようにする。
【００４２】
ある実施形態では、移植位置は、例えば、大網内（大網パウチ内）、皮下、または腹腔内であってもよい。かかる場合では、デバイスの出力は、門脈系内であってもよい。ある実施形態では、生体材料は、移植されると患者に治療利益を提供する細胞／組織またはその産生物を含む。
【００４３】
本発明は、患者に生体材料を移植するための方法においても具現化され得、ここで、デバイスによって画定される空間内に生体材料を配置する前に、生体材料はカプセル化され、細胞を分配し、構造的な完全性を与え、および／または免疫保護する手段を提供する。ある実施形態では、生体材料は、移植されると患者に治療利益を提供する細胞／組織またはその産生物から成る。
【００４４】
本発明は、患者に生体材料を移植するための方法においても具現化され得、ここで、デバイスによって画定される空間に配置される生体材料は、例えば、自己、非相同、同系、同種異系、または異種細胞／組織を含む。細胞は、屍体組織または生きた組織に由来し得る。細胞は、非哺乳類または哺乳類起源、非ヒト起源またはヒト起源、自己または非自己であり得る。細胞は、他の細胞型の中で、多分化能性、多能性、全能性、または分化した胎児または成人幹細胞、一次分化細胞、または不滅細胞であり得る。幹細胞は、例えば、臍帯血、羊水、月経血、胎盤、ホウォートンゼリー、および栄養膜細胞層などのうちの１つ以上に由来する細胞であり得る。生体材料は、上で列挙した細胞型の任意の組み合わせも含み得る。本発明の生体材料は、本質的に、上で列挙した細胞型を含むか、またはそれから成り、あるいは上で列挙した細胞型から成ってもよい。
【００４５】
本発明のこれらのおよび他の目的ならびに利点は、付随の図面に関連してなされる、本発明の現在好適な例示的実施形態の以下のさらなる発明を実施するための形態を検討することによって、より完全に理解および評価されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明を具現化するフラスコ形デバイスおよびポンプアセンブリの斜視図である。
【図２】図１のフラスコ形デバイスの実施形態の展開斜視図である。
【図３】本発明の代替実施形態によるフラスコ形デバイスのプランジャ構成要素の斜視図である。
【図４】本発明を具現化するケージ様円筒形デバイスの斜視図である。
【図５】図４のケージ様円筒形デバイスの実施形態の斜視図である。
【図６】図４のケージ様円筒形デバイスのプランジャ構成要素およびキャップ／プラグ構成要素の斜視図である。
【図７】本発明を具現化するコイル形デバイスの説明図である。
【図８】本発明を具現化するコイン形デバイスの斜視図である。
【図９】図８のコイン形デバイスのクローズアップ斜視図である。
【図１０】図９のコイン形デバイスの実施形態の展開斜視図である。
【図１１】図９のコイン形デバイスの代替実施形態の説明図である。
【図１２】本発明を具現化するスポンジ様デバイスの斜視図である。
【図１３】細胞移植のための代替部位としての２段階ハイブリッドデバイスの概念を説明する。ハイブリッドデバイスは、ＰＴＦＥプランジャで事前装填され、（１）そのルーメンの閉塞を回避する。移植後、（２）ハイブリッドデバイスは、十分な期間定位置に残り、被移植体の組織がそれを埋め込み、壁の血管新生を開始できるようにする（３）。後次の段階では、プランジャがデバイスから除去され（４）、島がルーメンに移植される（５）（新しい図１）。
【図１４】同系島の移植後に、時間をかけて化学的に誘発された糖尿病ラットにおける非空腹時血糖（ｍｇ／ｄＬ）を示すグラフである。
【図１５】本発明のハイブリッドデバイスにおける同系島の移植後に、時間をかけて化学的に誘発された糖尿病ラットにおける非空腹時血糖（ｍｇ／ｄＬ）を示すグラフである。
【図１６】同系島を受容するラットから事前血管新生への外植デバイスの代表的な組織病理を示す。
【図１７】Ｃ５７ＢＬ／６マウスの皮下空間に移植される代表的なハイブリッドデバイスを示す。移植後８０日を越える皮膚からのデバイスの外観（Ａ）。デバイスを埋め込む結合組織の周囲に集中血管ネットワークを示す皮下およびデバイスの暴露を可能にする皮膚の切開（Ｂ）。
【図１８】事前血管新生したハイブリッドデバイスへの同系島移植を受容するＣ５７ＢＬ／６マウスにおける糖尿病の好転を示す。
【図１９】全身的免疫抑制の下でハイブリッドデバイスに同種移植された異質ラット島の生存を示す。長期移植片機能（８０日を越える）は、同種移植島の移植後に、免疫抑制される被需要者において観察されたが（実円）、未処理の対照は、１２日以内に移植片を拒絶した（開いた三角）。
【図２０】同種島移植の生存時間をまとめた表である。
【図２１】ラットにおける全身的免疫抑制の下でハイブリッドデバイスに同種移植された島移植片の代表的な組織病理の評価を示す。移植後１８日目に受容されたハイブリッドデバイスへの移植組織の組織病理は、対照である未処理の動物において島の欠失および線維形成を示した（上位パネル）。長期の全身的免疫抑制を受ける動物からの外植片は、ハイブリッドデバイスにおいて保存状態のよい島構造を示し、単核細胞の浸透（下位パネル）および極度のインスリン免疫反応（下位右パネル：赤＝インスリン；青＝核染色）は最小であるか、または不在であった。
【図２２】全身的免疫抑制の下でハイブリッドデバイスにおける同種異系島のルイスラット被移植体の血糖プロファイルを示す。長期移植片機能（８０日を越える）は、免疫抑制される被移植体への同種異系島移植後に常に観察された。７，０００ＩＥＱを移植したにもかかわらず、フォローアップ中に安定した非空腹時正常血糖値を達成した動物はいなかったが、空腹時には正常血糖値を示した。８０日後のハイブリッドデバイスの除去または免疫抑制の離脱は、常に高い血糖値をもたらす。
【図２３】ラットにおける移植および移植片機能に関する同系島移植の時間に与えられる従来の免疫抑制剤の効果を示す。対照動物は、正常血糖を達成し、長期間維持したが、ラパマイシン、タクロリムス、または両方を受ける動物は、治療中に部分的または一次非機能のみを示した。免疫抑制の離脱は、移植片機能を改善せず、単一薬物治療のいずれかを受ける群における動物の１／４のみが、その後に正常血糖を達成する。
【図２４】ラットにおいて既に移植されている同系島の機能に対する、選択免疫抑制薬物の効果を示す。全身的免疫抑制を４０日間投与することによって、タクロリムス単独、またはラパマイシンとの組み合わせで、すべての群において移植片機能の不全を生じたが、ラパマイシン単独群において、治療中に動物の１／３のみが機能不全を呈した。薬物離脱後に、ラパマイシン単独を受ける動物およびタクロリムス単独を受ける群の１／３は、正常血糖に戻ったが、組み合わせ群の中で機能を回復した動物はいなかった。
【図２５】齧歯動物における拡張された局所免疫療法と組み合わされる、一時的な全身的免疫抑制の実験プロトコルを示す。
【図２６】ラットにおける局所免疫抑制下にある同種異系島移植片の生存を示す。グラフは、全身的免疫抑制の離脱プロトコル完了後の島同種移植の生存率（寿命予測カプラン・マイヤー曲線）をまとめる。括弧内のデータは、各実験群に対する浸透圧ポンプを介した局所治療を示す。リン酸デキサメタゾン（Ｄｅｘａ，２０ｍｇ／Ｌ）またはエタボン酸ロテプレドノール（軟ステロイドＳＳ；０．２，０．５，および１０ｍｇ／Ｌ）のいずれかとしてのステロイド、ならびスフィンゴシン−１−リン酸レセプタアゴニスト（ＳｌＰ  ａｇｏｎ；５０ｍｇ／Ｌ）の局所送達の使用によって、これらの実験における同種移植片の生存を大幅に延長することを可能にした。
【図２７】ラットにおける局所免疫抑制の下にある同種異系島移植片の生存を示す。グラフは、対照ラット（生理食塩水の局所注入を受ける）および２匹のＳ１Ｐアゴニスト処理したラットの非空腹時血糖値をまとめる。対照動物は、全身的免疫抑制の離脱プロトコルの完了後に、島同種移植を拒絶した（実円）。島移植部位（ハイブリッドデバイス内）における局所免疫抑制の注入口を介してＳ１Ｐアゴニストの注入を毎日受ける動物は、移植軸受デバイス（矢印）が除去されて高血糖をもたらすまで、移植片機能を維持した。
【図２８】局所免疫抑制下にある動物の外植ハイブリッドデバイスからの同種異系島移植片の組織病理を示す。対照動物は、全身的免疫抑制の離脱プロトコルの完了後に、島同種移植片を拒絶し、同種移植の拒絶反応を示す単核細胞の局所巣を伴う線維症の領域のみを示し（図２８Ａ，右パネル）、免疫蛍光顕微鏡法によって、インスリン免疫活性の不在を示した（図２８Ａ，左パネル）。全身的免疫抑制の中断後２週間以上が経過した４６日目に外植されたデバイスの組織は、デバイス内の単核細胞を浸潤させずに保存状態のよい島構造を示し、単核細胞巣の存在は最小であった（図２８Ｂ，右パネル）。さらに、これらの切片は、極度のインスリン免疫活性を示し（図２８Ｂ，左パネル）、これは機能的能力が保存されたことを示す。
【図２９】同種異系島のルイスラット被移植体の血糖プロファイル、およびハイブリッドデバイスにおける軟ステロイドビードの徐放を示す。全身的ＭＰＡの離脱プロトコル後に、対照動物は、それらの移植片を拒絶したが、局所軟ステロイドビード（ＳＳｂ）を受けた動物は、少なくともさらに１〜２週間正常血糖を維持した（進行中）。
【図３０】シクロスポリンＡ（ＣｓＡ）ポリマーナノ小胞およびミセルとともに共移植した後に、マウスにおいて事前血管新生したハイブリッドデバイスにおける島同種移植片の組織病理評価を示す。対照外植片は、単核細胞が重度に浸潤した構造を示し（上位パネル）、パターンは同種移植の拒絶反応に一致した。反対に、保存状態のよい島構造は、島−ＣｓＡナノ容器共移植片のデバイスにおいて観察された（下位パネル）。
【図３１】ヒヒ５Ｐ５６のインスリン／ｋｇおよび空腹時血糖（ＦＢＧ）を示す。１日のインスリン／ｋｇ要件は、横線で示され、空腹時血糖（ＦＢＧ）は実践で示される。機能に遅延が認められ、インスリン要件の減少およびＦＢＧの低下は、２０日目に明らかとなり、術後日数（ＰＯＤ）４２日間維持された。
【図３２】ヒヒ５Ｐ５５および５Ｐ５６のＦＢＧに対して訂正された空腹時ｃ−ペプチドを示す。最高ｃ−ペプチドレベルは、両動物の場合ＰＯＤ１７日に観察されたが、５Ｐ５６は、ＰＯＤ３８日の時点まで陽性ｃ−ペプチドを維持した。
【図３３】ヒヒ５Ｐ５５の結果に関する組織学を示す。インスリン陽性細胞が明らかに検出された（緑色に染色された）が、少数であった。血管系は、血液循環へのレクチン注入に続いて赤色に染色される。
【図３４】カニクイザルＣＷ３Ｇからの外移植組織のＨ＆Ｅ染色を示す。外移植時に、保存状態のよいインスリン陽性組織（茶色に染色される）が明らかに観察された。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
デバイスは、例えば、以下の設計において具現化され得る。
【００４８】
「フラスコ形」デバイス：本発明を具現化するフラスコ形ハイブリッドデバイス１０の実施形態は、図１および２において一例として説明される。ハイブリッドデバイスは、移植時または第２段階（デバイスの事前血管新生後）のいずれかにおいて、治療生体材料、例えば、細胞／組織またはその産生物を含有する植え込み型デバイス１２と、例えば、選択した栄養素、成長因子、および免疫調節／免疫抑制物質を送達するための外部ポンプまたは外部からアクセス可能なポンプ、あるいは他のリザーバ１４とを備え、移植生体材料、例えば、細胞／組織の血管新生、生存、機能、および成長を向上させる。植え込み型デバイス１２は、隣接する、例えば、内部空間または空洞１８を画定する、機械的保護表面、例えば、多孔性外側末梢壁１６を含む。機械的保護表面は十分に穿孔され、毛細血管が穿孔を通して成長し、以下に記載されるように、移植細胞の移植を促進するための血管床を提供する。したがって、穿孔は、例えば、１００〜１０００ミクロン、３００〜８００ミクロン、またはより好ましくは、４００〜７００ミクロンであり得る。一例として、約５００ミクロン（直径）の孔を有するステンレス鋼メッシュが提供され得るが、孔は、わずかに小さいか、または大きくてもよい。本発明の一部として、特定のデバイス位置および治療レジームに対して適度な血管新生を許可する任意の他のサイズが想定される。
【００４９】
一実施形態では、血管新生段階中に、機械的保護表面１６によって画定される空洞内にプランジャ２０が配置され、約１〜２ｍｍの壁で血管新生空間または空隙を画定する。この点では、デバイスのサイズを、好ましくは、全体の厚さを１ｃｍ未満、より好ましくは、０．７ｃｍ未満に制限することが好適であるが、１〜２ｍｍの毛細血管は、メッシュの内側で、プランジャの周囲全体に内方成長する。
【００５０】
説明される実施形態を参照して、血管新生段階中に、空洞１８内に選択的に配置され、新しい毛細血管のための空隙を画定する、挿入プランジャ２０のヘッドまたはキャップ２２で空洞１８の一端を閉鎖する。マニホールドアセンブリまたは構造２４は、デバイスの反対の端に提供される。マニホールド構造２４は、図１および２において図式的に示されるように、ポンプまたはリザーバ１４に動作可能に連結される管２８に、マニホールドを動作可能に連結するためのポート２６を含み、マニホールドキャップは、送達される媒体を複数の分配管３０に分配し、空洞のそれぞれの端を閉じる働きをする。説明される実施形態では、マニホールドキャップからデバイス１２の空洞１８に媒体を分配するために、４つの分配管３０が提供される。
【００５１】
各管は、媒体を空洞内で実質的に均一に送達および分配するために、有利には微小穿孔される。微小穿孔は、均一に分配され得る。代替では、微小穿孔は、管の長さに沿ってマニホールドから離れる方向の圧力減少を相殺する方法で、管の長さに沿って拡大縮小および分配され、以下により詳細に記載されるように、注入した媒体の均一な分配を保証し得る。
【００５２】
マニホールド構造２４を通しての栄養素、因子、サイトカイン、薬物などの送達に加えて、機械的保護表面および／またはプランジャ（提供される場合）は、好適な薬物および／または因子が含浸した生体適合性ポリマーなどの好適な媒体でコーティングされ得、特にデバイスが初めて移植される場合、調節または未調節薬物送達システムとしても作用することに留意されたい。
【００５３】
図２において説明される実施形態では、挿入プランジャ２０は、選択的に摺動可能に配置される縦方向のレセプタクル３２を含み、血管新生段階中に、マニホールドの管３０を受容する。したがって、プランジャ２０は、血管新生段階に続いて、全体として簡単に除去され得、マニホールド２４の管３０によって画定される「スプリンクラーシステム」を定位置に残す。好適な末端の閉鎖は、例えば、プランジャの外部（下位）部分に対応するプラグがデバイスに適用されて、血管床によって画定される空洞内の細胞媒体の配置に続いて、空洞の該端を閉鎖する。このプラグ（図示せず）は、「スプリンクラーシステム」の管３０の先端が留まるための陥凹をほとんど有しない。
【００５４】
代替では、マニホールドアセンブリは、個別に提供されないが、代わりに、血管床が形成されると、プランジャは、マニホールドキャップおよび図２に示される型の管を含むマニホールド構造と置換され得る。かかる場合では、プランジャ挿入端の反対の空洞の末端は、デバイスの固定された、好ましくは、穿孔した端壁として提供され得る。さらに、血管新生段階中に送達を提供するため、本実施形態に基づいて、プランジャは、好ましくは、それ自体が流体または持続放出／徐放マニホールドアセンブリを含み、かかるプランジャの実施例は、図３を参照して以下に説明される。
【００５５】
図２に説明される実施形態を再度参照して、血管新生段階中に、必要または望ましいとみなされると、ポンプ１４を利用して、マニホールド２４を通して媒体を送達し、選択媒体をそれぞれの管３０に分配することができる。プランジャ２０および該プランジャそれぞれのレセプタクル３２が存在するために、送達した媒体がレセプタクルから出て逆戻りし、空洞内でプランジャ２０の外側表面上に分配されることがあり、毛細血管形成の段階に応じて、メッシュを通過して周囲組織に至り得る。
【００５６】
血管新生が十分に進行すると、プランジャプラグに外科的にアクセスし、次いで、空洞内から摺動可能に移動させる。移植のための生体材料、例えば、細胞／組織および／またはその産生物は、次いで、プランジャ２０によって占領される前に、空洞１８内に配置される。
【００５７】
好適な媒体を送達してプランジャと新しい毛細血管との間を移動させ、プランジャの除去を容易にし得る。この点で、図３の代替プランジャ実施形態を参照して、アセンブリは、プランジャ１２０に組み込まれた管１３４を有する送達システムを含むことができ、それらを使用して媒体を送達し、プランジャ１２０の除去を促進できるようにする。かかる管１３４を使用して、プランジャ１２０をゆっくり回収する時に、生体材料、例えば、細胞／組織および／またはその産生物を送達することができる。この場合、生体材料、例えば、細胞／組織および／またはその産生物は、プランジャをゆっくり回収している間に、徐々に装填することができる。
【００５８】
管１３４は、「スプリンクラーシステム」の管３０のレセプタクル１３２と交互するように提供することができ、例えば、図示されるように、プランジャ１３４における３つの管は、「スプリンクラーシステム」の４つの管３０の間に入る。したがって、プランジャの３つの管１３４は、プランジャ１２０を除去する間に、溶液／細胞の装填を可能にする。代替では、例えば、プランジャは、図２の実施形態のように、細胞沈着のための管を組み込まず、生体材料、例えば、細胞／組織および／またはその産生物は、注射器に接続される小カテーテルを使用することによって、プランジャが除去されると、デバイスに送達され得る。
【００５９】
本発明の別の実施形態にしたがって、移植されるデバイスには、生体材料、例えば、細胞／組織および／またはその産生物が既に装填されているが、プランジャ構造はない。したがって、本実施形態では、第１の事前血管新生段階が省略されるが、マニホールドアセンブリ２４および管３０、いわゆる「スプリンクラーシステム」を依然として使用し、栄養素および成長因子を有する移植生体材料を供給する一方で、血管由来因子などの因子の送達を通して、血管新生に有利に働く。
【００６０】
プランジャ２０または１２０が提供され、後次の血管新生が除去される場合、前述のように、その後デバイスの開放端を、例えば、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）またはＧｏｒｅＴｅｘ（登録商標）閉鎖キャップまたは同様の閉鎖デバイスを用いて好適に閉鎖し、手術による開口部も同様に好適に閉鎖する。その後、抗炎症性、免疫抑制、または薬剤／分子の両方を、ポンプを使用して送達し、マニホールド２４および分配管３０を介して移植生体材料を分配する。理解されるように、デバイスの概して平坦な薄型構成は、新しい毛細血管から沈着した生体材料への栄養素の送達に寄与する。
【００６１】
ある実施形態では、フラスコ形デバイスは、カプセル化される生体材料を含有する。
【００６２】
「ケージ様」デバイス：本発明を具現化するケージ様ハイブリッドデバイスの実施形態は、図４〜６において一例として説明される。ハイブリッドデバイスは、円筒形または非円筒形であってよく、移植時または第２段階（デバイスの事前血管新生後）のいずれかにおいて、治療生体材料、例えば、細胞／組織および／またはその産生物を含有する植え込み型デバイス１２と、例えば、選択した栄養素、成長因子、および免疫調整／免疫抑制物質を送達して、移植した生体材料の血管新生、生存、機能および成長を向上させるための、外部ポンプまたは外部からアクセス可能なポンプ、またはフラスコ形デバイスに関して記載されるものに類似する他のリザーバと、を備える。植え込み型デバイス１２は、機械的保護表面、例えば、隣接する内部空間または空洞を画定する、多孔性メッシュ様外側末梢壁１６を含む。機械的保護表面は十分に穿孔され、以下に記載されるように、毛細血管が孔を通して成長し、移植細胞の移植を促進するための血管床を提供することができる。したがって、穿孔は、例えば、１００〜１０００ミクロン、３００〜８００ミクロン、またはより好ましくは、４００〜７００ミクロンであってもよい。一例として、約５００ミクロンの孔を有するステンレス鋼メッシュを提供することができるが、孔はわずかに小さいか、または大きくてもよい。本発明の一部として、特定のデバイス位置および治療レジームに対して適度な血管新生を許可する任意の他のサイズが想定される。
【００６３】
一実施形態では、血管新生段階中に、プランジャ２０は、機械的保護表面１６によって画定される空洞内に配置され、約１〜２ｍｍの壁で血管新生空間または空隙を画定する（図５を参照）。この点では、デバイスのサイズを、好ましくは、全体の厚さを１ｃｍ未満、より好ましくは、０．７ｃｍ未満に制限することが好適であるが、１〜２ｍｍの毛細血管は、メッシュの内側で、プランジャの周囲全体に内方成長する。
【００６４】
図４および５に説明される実施形態を参照して、血管新生段階中に、ポンプまたはリザーバに動作可能に連結される管２０に接続される空洞内で選択的に配置される、挿入プランジャ２０のヘッドまたはキャップ２２を用いて、空洞の一端を閉鎖する。送達媒体は、この管２８を通して分配管３０に送り込まれ、次いで、媒体をデバイスの空洞に分配する。管は、媒体を空洞内で実質的に均一に送達および分配するために、有利には微小穿孔される。微小穿孔は、均一に分配され得る。代替では、微小穿孔は、管の長さに沿ってマニホールドから離れる方向の圧力減少を相殺する方法で、管の長さに沿って拡大縮小および分配され、以下により詳細に記載されるように、注入した媒体の均一な分配を保証し得る。
【００６５】
管構造を通しての栄養素、因子、サイトカイン、薬物などの送達に加えて、機械的保護表面および／またはプランジャ（提供される場合）は、好適な薬物／因子が含浸した生体適合性ポリマーなどの好適な媒体でコーティングされ得、特にデバイスが初めて移植される場合、調節または未調節薬物送達システムとしても作用することに留意されたい。
【００６６】
図５および６において説明される実施形態では、挿入プランジャ２０は、選択的に摺動可能に配置される縦方向のレセプタクル３２を含み、血管新生段階中に、管３０を受容する。したがって、プランジャ２０は、血管新生段階に続いて、全体として簡単に除去され得、管３０によって画定される「スプリンクラーシステム」を定位置に残す。好適な末端の閉鎖３６は、例えば、プランジャの外部（下位）部分に対応するプラグがデバイスに適用されて、血管床によって画定される空洞内の細胞媒体の配置に続いて、空洞の該端を閉鎖する。このプラグは、「スプリンクラーシステム」の管３０の先端が留まるための陥凹４２を少し有し得る。
【００６７】
血管新生段階中に、必要または望ましいとみなされると、ポンプまたはリザーバによって管構造を通して媒体を送達し、管３０を通して選択媒体を隣接する空洞に分配することができる。プランジャ２０および該管のレセプタクル３２が存在するために、送達した媒体がレセプタクルから出て逆戻りし、空洞内でプランジャ２０の外側表面上に分配されることがあり、毛細血管形成の段階に応じて、メッシュを通過して周囲組織に至り得る。
【００６８】
血管新生が十分に進行すると、プランジャプラグに外科的にアクセスし、次いで、空洞内から移動（摺動）させる。移植のための生体材料、例えば、細胞／組織および／またはその産生物は、次いで、プランジャ２０によって占領される前に、空洞１８内に配置される。
【００６９】
血管新生段階中に媒体の送達を提供するために、図５および６に示されるように、プランジャ自体が注入流体または持続放出／徐放アセンブリを含み得る。好適な媒体を注入してプランジャと新しい毛細血管との間を移動させて、例えば、プランジャの除去を促進することができる。アセンブリは、プランジャ２０に組み込まれた管３４を有する送達システムを含むことができ、それらを使用して媒体を送達し、プランジャ２０の除去を促進できるようにする。かかる管１３４を使用して、プランジャ２０をゆっくり回収する時に、生体材料、例えば、細胞／組織および／またはその産生物を送達することができる。この場合、生体材料、例えば、細胞／組織および／またはその産生物は、プランジャをゆっくり回収している間に、徐々に装填することができる。
【００７０】
管１３４は、「スプリンクラーシステム」の管３０のレセプタクル３２と交互するように提供することができ、例えば、図示されるように、プランジャ１３４における２つの管は、「スプリンクラーシステム」の１つの管３０の間に入る。したがって、プランジャの２つの管１３４は、プランジャ２０を除去する間に、溶液／細胞の装填を可能にする。代替では、例えば、プランジャは、細胞沈着のための管を組み込まず、生体材料は、注射器に接続される小カテーテルを使用することによって、プランジャが除去されると、デバイスに送達され得る。
【００７１】
プランジャ２０または１２０が提供され、後次の血管新生が除去される場合、前述のように、その後デバイスの開放端を、例えば、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）またはＧｏｒｅＴｅｘ（登録商標）閉鎖キャップまたは同様の閉鎖デバイスを用いて好適に閉鎖し、手術による開口部も同様に好適に閉鎖する。その後、抗炎症性、免疫抑制、または薬剤／分子の両方を、ポンプを使用して送達し、マニホールドおよび分配管３０を介して移植生体材料、例えば、細胞／組織および／またはその産生物を分配する。
【００７２】
一実施形態では、ケージ様デバイスは、生体材料の沈着前に新血管形成される。
【００７３】
「コイル形」デバイス：本発明のコイル形ハイブリッドデバイスは、図７において一例として説明される。ハイブリッドデバイスは、移植時または第２段階（デバイスの事前血管新生後）のいずれかに、治療生体材料、例えば、細胞／組織および／またはその産生物を含有する植え込み型デバイスと、例えば、選択した栄養素、成長因子、および免疫調節／免疫抑制物質を送達するための外部ポンプまたは外部からアクセス可能なポンプ、あるいは他のリザーバ１４とを備え、移植細胞／組織の血管新生、生存、機能、および成長を向上させる。植え込み型デバイスは、例えば、隣接する、例えば、内部空間または空洞を画定する、コイル様形状の機械的保護表面を含む。機械的保護表面は、隣接する空間を完全に包囲しない。したがって、毛細血管は、例えば、コイルのループ間で成長し、以下に記載されるように、移植細胞の移植を促進するための血管床を提供することができる。
【００７４】
本実施形態では、コイル形機械的保護表面は、コイル状に形成された分配管３０であってもよい。ポンプまたはリザーバは、管２８を通して分配管３０に媒体を送達し、次いで、デバイスの空洞内および周囲に媒体を分配する。管は、媒体を空洞内で実質的に均一に送達および分配するために、有利には、微小穿孔される。微小穿孔は、均一に分配され得る。代替では、微小穿孔は、管の長さに沿ってマニホールドから離れる方向の圧力減少を相殺する方法で、管の長さに沿って拡大縮小および分配され、以下により詳細に記載されるように、注入した媒体の均一な分配を保証し得る。
【００７５】
マニホールド構造を通しての栄養素、因子、サイトカイン、薬物などの送達に加えて、機械的保護表面および／またはプランジャ（提供される場合）は、好適な薬物および／または因子が含浸した生体適合性ポリマーなどの好適な媒体でコーティングされ得、特にデバイスが初めて移植される場合、調節または未調節薬物送達システムとしても作用することに留意されたい。
【００７６】
血管新生段階中に、必要または望ましいとみなされると、ポンプまたは他のリザーバによって管構造を通して媒体を送達し、管３０を通して選択媒体をデバイス内および周囲に分配することができる。
【００７７】
血管新生が十分に進行すると、プランジャプラグに外科的にアクセスし、次いで、空洞内から回転可能に移動させる。移植のための生体材料、例えば、細胞／組織および／またはその産生物は、次いで、プランジャ２０によって占領される前に、他の因子、薬物、および／または栄養素放出製剤、ならびに必要とみなされる他の薬剤とともに、空洞１８内に配置される。
【００７８】
血管新生段階中に媒体の送達を提供するために、図７に示されるように、プランジャ自体が流体または持続放出／徐放マニホールドアセンブリを含み得る。好適な媒体を注入してプランジャと新しい毛細血管との間を移動させて、例えば、プランジャの除去を促進することができる。アセンブリは、プランジャ２０に組み込まれた管１３４を有する送達システムを含むことができ、それを使用して媒体を送達し、プランジャ２０の除去を促進できるようにする。かかる管１３４を使用して、プランジャ２０をゆっくり回収する時に、生体材料、例えば、細胞／組織および／またはその産生物を送達することもできる。この場合、生体材料、例えば、細胞／組織および／またはその産生物は、プランジャをゆっくり回収している間に、徐々に装填することができる。代替では、例えば、プランジャは、細胞沈着のための管を組み込まず、生体材料は、注射器に接続される小カテーテルを使用することによって、プランジャが除去されると、デバイスに送達され得る。
【００７９】
生体材料がデバイスに送達された後、抗炎症性、免疫抑制または他の薬剤／分子は、ポンプまたはリザーバを使用して送達され、分配管３０を介して、移植生体材料、例えば、細胞／組織およびその産生物に分配し得る。
【００８０】
「コイン形」デバイス：本発明を具現化するコイン形ハイブリッドのデバイスの実施形態は、図８〜１１において一例として説明される。ハイブリッドデバイスは、好ましくは、移植時または潜在的に第２段階（デバイスの事前血管新生後）のいずれかに、治療生体材料、例えば、細胞／組織および／またはその産生物を含有する植え込み型デバイス１２と、例えば、選択した栄養素、成長因子、および免疫調節／免疫抑制物質を送達するための外部ポンプまたは外部からアクセス可能なポンプ、あるいは他のリザーバ（図示せず）とを備え、移植細胞／組織の血管新生、生存、機能、および成長を向上させる。植え込み型デバイス１２は、例えば、隣接する、例えば、内部空間または空洞１８を画定し非完全に包囲する、機械的保護表面、例えば、コイン形フレーム１６を含む。
【００８１】
図９および１０において説明されるように、隣接する、例えば、内部空間は、生体材料とともに移植される、生体適合性マトリクス材料４０を含み得る。マトリクス材料は、例えば、ＰＥＴまたは他の生体適合性材料を含み得、好ましくは、生分解性である。移植前に、マトリクスは、移植のための生体材料とともに播種され得る。毛細血管は、マトリクス材料を通して成長することができ、移植生体材料の移植を促進する。
【００８２】
図８〜１０において説明される実施形態を参照すると、コイン形表面１６の中央「車軸」領域は、分配管３０を形成する。ポンプまたはリザーバ１４は、管２８を通して媒体を分配管３０に送達し、次いで、媒体をデバイスの空洞１８内および周囲に分配する。管３０は、媒体を空洞内で実質的に均一に送達および分配するために、有利には、微小穿孔される。微小穿孔は、均一に分配され得る。代替では、微小穿孔は、管の長さに沿ってマニホールドから離れる方向の圧力減少を相殺する方法で、管の長さに沿って拡大縮小および分配され、以下により詳細に記載されるように、注入した媒体の均一な分配を保証し得る。
【００８３】
図１１において説明されるように、コイン形デバイスは、じょうご状要素３８をさらに備え、分配管３０への媒体の送達を促進する。
【００８４】
デバイスの移植後に、抗炎症性、免疫抑制または他の薬剤／分子は、ポンプを使用して送達され、分配管３０を介して移植生体材料に分配される。
【００８５】
「スポンジ様」デバイス：本発明のスポンジ様デバイスの実施形態は、図１２において一例として説明される。ハイブリッドデバイスは、好ましくは、移植時に、治療生体材料、例えば、細胞／組織および／またはその産生物を含有する植え込み型デバイス１２と、例えば、選択した栄養素、成長因子、および免疫調節／免疫抑制物質を送達するための外部ポンプまたは外部からアクセス可能なポンプ、あるいは他のリザーバ（図示せず）とを備え、移植生体材料の血管新生、生存、機能、および成長を向上させる。植え込み型デバイス１２は、移植前に生体材料とともに播種され得る、スポンジ様メッシュ要素を備え得る。毛細血管は、メッシュ材料を通して成長することができ、移植生体材料の移植を促進する。
【００８６】
機械的保護表面は十分に穿孔され、以下に記載されるように、毛細血管が孔を通して成長し、移植細胞の移植を促進するための血管床を提供することができる。したがって、穿孔は、例えば、１００〜１０００ミクロン、３００〜８００ミクロン、またはより好ましくは、４００〜７００ミクロンであってもよい。一例として、約５００ミクロンの孔を有するステンレス鋼メッシュを提供することができるが、孔はわずかに小さいか、または大きくてもよい。本発明の一部として、特定のデバイス位置および治療レジームに対して適度な血管新生を許可する任意の他のサイズが想定される。
【００８７】
いくつかの実施形態では、デバイスは、管を通して１つ以上の分配管（上述のデバイスにおいて示されるものに類似する）に媒体を送達する、ポンプまたはリザーバを備えてもよく、次いで、デバイスのメッシュ要素内および周囲に媒体を分配する。管は、メッシュ要素を空洞内で実質的に均一に送達および分配するために、有利には微小穿孔される。微小穿孔は、均一に分配され得る。代替では、微小穿孔は、管の長さに沿ってマニホールドから離れる方向の圧力減少を相殺する方法で、管の長さに沿って拡大縮小および分配され、媒体の均一な分配を保証し得る。
【００８８】
メッシュ要素は、例えば、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）およびＧｏｒｅＴｅｘ（登録商標）などのプラスチック材料で形成され得るディスク、または丸みのある縁部を有する他の形状によって非完全に包囲され、移植片の鋭端を解消し得る。
【００８９】
デバイスの移植後に、抗炎症性、免疫抑制または他の薬剤／分子は、ポンプを使用して送達され、分配管を介して移植生体材料に分配される。
【００９０】
いくつかの実施形態では、本発明のデバイスは、随意に、ラベルおよび／またはデバイスの使用説明書を含む、滅菌包装にパッケージ化される。好ましくは、滅菌した事前パッケージ化デバイスは、本発明の１つ以上の方法に従って使用するために準備されている。本発明のデバイスは、滅菌段階が行われる場合に、生体材料と必ずしも関連付けられる必要はない。熟練者が容易に理解するように、１つ以上の生体材料が、滅菌前にデバイスと関連付けられる場合、滅菌方法は、好ましくは、生体材料の活性および／または生存性を保存するように選択される。代替として、本発明のデバイスは、本発明に従って生体材料と関連付けられる前に滅菌され得る。
【００９１】
上述の実施形態のうちのいずれかでは、デバイスは、既に生体材料が装填された状態で移植されるか、または任意のプランジャ構造なしに、デバイスの移植時に生体材料を装填してもよい。かかる実施形態では、第１の事前血管形成段階は省略されるが、流体または持続放出／徐放アセンブリおよび管３０、いわゆる「スプリンクラーシステム」を依然として使用し、例えば、栄養素および成長因子を有する移植生体材料を供給する一方で、血管由来因子などの因子の送達を通して、血管新生に有利に働く。
【００９２】
上述の実施形態のいずれかでは、生体材料をデバイスに追加するか、または生体材料の一部または全部を、移植前または後の任意の時点において、デバイス内で置換してもよい。一側面では、かかる追加または置換は、例えば、説明した送達システムを通して行うことができる。
【００９３】
上述の実施形態のいずれかでは、機械的保護表面またはメッシュは、寸法の安定性を提供するステンレス鋼、ポリマー、または任意の他の好適な材料であり得る。表面は、選択した生体材料、例えば、移植細胞によって提供される生体因子の治療効果の産生に適度に有利に働くために、治療必要性に従って、任意の好適な長さおよび幅であり得る。したがって、デバイスは、例えば、約３〜１５ｃｍの長さおよび幅であってもよい。これは、治療産生物（例えば、島細胞送達インスリン）を送達する細胞を含有するデバイスに対する典型的な範囲であり得る。しかしながら、より大きいデバイスは、肝細胞の移植を必要とする場合があり、例えば、所望の治療効果を提供するため、例えば、生命を維持するために移植される細胞の量は、より大きい（例えば、肝不全と天然肝臓の再生との間、または肝不全とアレルギー誘発性肝臓移植との間をつなぐためのデバイス移植の場合において）これらの場合では、デバイスは、最大１００〜２００ｍｌの細胞／組織量を収容するように構築することができ、したがって、より大きい寸法を要する。島の場合では、パックされる移植細胞の総量は、移植される細胞および患者の状態に応じて、例えば、１５ｃｃ未満の細胞／組織、典型的には、例えば、７ｃｃの組織、５ｃｃの組織、またはほんの１ｃｃの組織であり得る。
【００９４】
機械的保護表面１６は、好ましくは、丸みのある縁部を有し、移植中に患者にとって快適であり、ストレスの集中を最小限にするように比較的人間工学的である。しかしながら、デバイスは、流体または持続放出／徐放アセンブリが、栄養素、因子、免疫抑制剤、および他の媒体を、新しい毛細血管によって送達される栄養素が到達しない核に対して好適に分配するならば、管３０任意の円筒形または非円筒形形態、あるいは円筒形または非円筒形形態の任意のマトリクスまたはアセンブリが想定され得る。
【００９５】
理解されるように、多孔性外壁またはメッシュ要素を用いる実施形態では、外壁またはメッシュの多孔性の度合いは、血管床において新しく形成された血管のサイズを決定する。この理由から、メッシュまたは孔のサイズは、カプセル化デバイス構造の標的用途に従って決定してもよい。
【００９６】
デバイスのそれぞれの縦方向の末端において画定される閉鎖キャップまたはプラグ３６を含有する実施形態では、該キャップまたはプラグは、例えば、多孔性壁に対する密閉機能に好適な長さ、例えば、デバイスの長さの１０％を有し得る一方で、多孔体のそれらと類似する横断寸法を有する。必要または望ましいとみなされる場合は、追加の締め付け要素を提供して、プランジャ、マニホールド、および／または他の末端キャップを好適に定位置に固定する。
【００９７】
プランジャユニット２０または１２０を含有する実施形態では、該プランジャは、好ましくは、機械的保護表面１６のそれに概して対応するが、表面で空隙を画定するように各方向に縮小された形状を有する固体構成要素である。しかしながら、プランジャは、外側機械的保護表面とはわずかに異なる形状を有し、挿入および除去を促進する。したがって、例えば、プランジャの壁は、挿入方向にわずかに先細であり、および／または除去を促進するように処理される溝または表面であり得る。プランジャは、固体または中空であり得るが、固体（マニホールド管レセプタクルおよび／またはそれ自身の送達マニホールドを除く）は、寸法の正確性から好適であり、プランジャの内部を通る媒体の有効性を最小限にし、次いで、潜在的に時間をかけて分解する。プランジャは、例えば、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）またはＧｏｒｅＴｅｘ（登録商標）などのプラスチック材料、血管由来であり得る分解性生体材料、または血管由来であり得る分解性生体適合性材料で形成され得る。
【００９８】
生体材料がデバイス内で沈着する前に血管床が形成される実施形態では、デバイス１２のカプセル化によって形成される血管床の厚さおよび機械的保護表面１６内または周囲における毛細血管の成長は、機械的保護表面１６とプランジャ２０または１２０との間の空隙である、カプセル化デバイスの末端使用から生じる要件に従って決定される空間に依存する。機械的保護表面およびプランジャの横断寸法は、必要とされる量および厚さに応じて選択され、例えば、約１〜２ｍｍの分離または空隙を含めて約４〜１５ｍｍである。
【００９９】
本発明の実施形態に従って、血管床を形成して、ハイブリッドデバイス内で生体材料を受容するため、および生体材料の長期生存および機能を促進するためのリザーバを画定するための処置は、患者の体内にデバイスを、機械的保護表面の内部または隣接して配置され、組織の内方成長のための空隙を画定する、プランジャとともに（提供される場合）移植する工程を含む。移植位置は、例えば、大網内（大網パウチ）、肝臓、皮下、腹腔内、筋肉内、または腎臓被膜下であり得、これによって、デバイスの出力は、門脈系内であり得る。好適な実施形態では、移植位置は血管内でない。
【０１００】
このように移植される場合、多孔体は、患者の体の自然作用によって線維コラーゲンで重層され、線維カプセル化および患者の組織の内方成長に起因して、プランジャと機械的保護表面との間の空隙において血管床が成長する。組織の内方成長または血管新生段階は、ポンプを使用し、マニホールド構造を通して好適な因子を送達することによって促進または強化され得る。加えて、または代替では、機械的保護表面および／またはプランジャは、好適な薬物／因子が浸透した生体適合性ポリマーなどの好適な媒体でコーティングされ、薬物送達システムとして作用し得る。
【０１０１】
続いて、線維コラーゲン層が形成されると、部分切開を行って、デバイスのプランジャアクセス端を露出し、それを除去する。必要または望ましいとみなされる場合は、好適な媒体を、マニホールド構造を通して送達し、プランジャの除去を促進することができる。プランジャが除去されると、新血管形成されたレセプタクルは画定され、デバイスにおける開口を通して生体材料を移植するために好適である。本質的に細胞を産生する生体因子を含み得るか、またはそれから成り得、ある実施形態ではさらにカプセル化され得る生体材料、および随意に、移植される細胞の型にしたがって選択される培養媒体は、プランジャの除去によって空の状態である空間によって画定される。細胞を産生する生体因子は、新血管形成された組織と接触して作用し、生体因子は、患者の血流によって吸収される。並行して、免疫抑制／免疫調節分子および／または移植細胞の生存を促進し、潜在的に再生／拡大を支援する選択した栄養素および成長因子は、例えば、マニホールド構造を通して送達され得る。理解されるように、選択した栄養素、因子、サイトカイン、薬物などの局所送達は、移植細胞の長期生存および機能を促進する一方で、受容体の免疫抑制の副作用を最小限にする。
【０１０２】
流体または持続放出／徐放アセンブリおよび分配管を介した好適な媒体の送達、および持続放出／徐放アセンブリは、移植生体材料の適切な支持を保証し、有効な局所免疫抑制を提供して、宿主免疫系による拒絶を低減または排除する。かかる指令免疫抑制は、移植した生体材料に局所化されるため、全身的免疫抑制は必要とされ得ないか、または短期間のみ移植片の周囲で必要とされ得るか、または現在使用されている全身的免疫抑制と比較して、大幅に低い用量で必要とされ得る。局所送達される用量は、免疫抑制剤が新しい毛細血管を介して患者の体内の別の場所に輸送される程度で、濃度が患者への副作用を低減する、好ましくは、最小限にするようなものであるように、制御され得る。さらに、移植片の耐性は、それに限定されないが、免疫抑制および／または免疫調節因子（限定されないが、Ｔｒｅｇ細胞および以下に列挙される因子）を、デバイスに、ある決められた期間、例えば、最初の術後期間中送達するなどの、任意の方法によって誘発され得る。かかる動作耐性が誘発されると、免疫抑制および／または免疫調節因子の送達は、低減、漸減、または完全に停止され得る。別の側面では、細胞は、デバイスに沈着される前に耐性化される。さらに別の側面では、細胞は、デバイスが患者に移植される前に、デバイス内で耐性化される。
【０１０３】
生体適合性、免疫保護材料を用いた生体材料のカプセル化は、全身的または局所的のいずれかで、免疫抑制の必要性をさらに最小限にし得る。
【０１０４】
移植細胞の長期生存および機能のための例示的薬剤は、血管新生のための薬剤（例えば、ＶＥＧＦ）、抗炎症薬（例えば、抗ＴＮＦ−α、リソフィリン、α１−抗トリプシン（ＡＡＴ）、インターロイキン−１０（ＩＬ−１０）、α１−抗トリプシン（ＡＡＴ）、ペントキシフィリン、グルココルチコイド（例えば、プレドニゾロン、デキサメタゾン、エタボン酸ロテプレドノール、フルオシノロンアセトニド、ＣＯＸ−２阻害剤、ＴＧＦ−βなど）；細胞保護／抗アポトーシス剤／分子、耐性誘発分子（例えば、Ｚｈｅｎｇら、Ｉｍｍｕｎｉｔｙ  １９（４）：５０３−５１（２００３）に記載のＰｏｗｅｒ−Ｍｉｘ、または該Ｐｏｗｅｒ−Ｍｉｘは、（１）ＩＬ−２に対するアゴニスト、免疫グロブリン、および／または融合タンパク質；（２）アンタゴニストＩＬ１５型関連細胞傷害性免疫グロブリンおよび／または融合タンパク質；（３）プラスまたはマイナスラパマイシン）；ＩＬ−１０およびＩＬ−１０融合；抗体、融合タンパク質、小分子、ガラクチン−１、アプタマー、リンパ球活性化マーカに対する抗体およびアプタマー共刺激遮断剤（例えば、４ＢＢ１）を含む；接着分子（例えば、ＣＤ１０３など）およびにリンパ球に対するシグナルの送達に関与する他の分子（例えば、ＬＦＡ１、ＬＦＡ３、４ＢＢｌ、およびＣＤ４５など）；ＥＢＮＡ様分子；ＩＬ３５−、ＩＬ１２−、およびＩＬ１２レセプタ標的化抗体およびアプタマー；抗ＩＬ１７抗体；抗ＩＬ１７レセプタ抗体およびアプタマー；および抗ＩＬ６抗体およびＩＬ６レセプタ抗体およびアプタマーなど）；免疫抑制剤（例えば、ｏＡＴＰ、カルシニューリン阻害剤（例えば、シクロスポリン、タクロリムスなど）、プロテインキナーゼＣ阻害剤（例えば、ＡＥＢ０７１など）、増殖シグナルの阻害剤（例えば、シロリムス、エベロリムス、ＪＡＫ３阻害剤など）、ヌクレオチド合成の阻害剤（例えば、アザチオプリン、ミコフェノール酸ＭＰＡ／ミコフェノール酸モフェチルＭＭＦ、レフルノミド、ＦＫ７７８など）、グルココルチコイド（例えば、プレドニゾロン、デキサメタゾン、エタボン酸ロテプレドノール、フルオシノロンアセトニドなど）、リンパ球輸送の阻害剤（スフィンゴシン−１−ホスフェートレセプタ１調整因子など）；細胞表面レセプタ活性の阻害剤（それらに限定されないが、サイモグロブリンＡＴＧ、ムロモナブ−ＣＤ３、アレムツムマブ、ダクリズムマブ、バシリキシマブ、ベラタセプト、キャンパス−１Ｈ、プログラフ、抗ＩＬ−２ｒ、ＭＭＦ、ＦＴＹ、ＬＥＡなどを含む、破壊性または非破壊性抗体および融合タンパク質）；酸素生成、放出（カプセル化ペロキシドなど）、または輸送強化（ペルフルオロカーボンＰＦＣなど）産生物、および成長因子（例えば、ＩＧＦ−Ｉ、ＩＧＦ−ＩＩ、ＩＮＧＡＰ、エキセンディン−４、ＧＬＰ−Ｉ、ＨＧＦなど）である。
【０１０５】
一実施形態では、移植細胞の長期生存および機能を強化する薬剤は、酸化ＡＴＰ（ｏＡＴＰ）である。ｏＡＴＰは、ＡＴＰ結合、および種々の細胞型に関して存在するＡＴＰゲート付カチオンチャネルＰ２Ｘレセプタの活性を遮断する。Ｐ２Ｘレセプタは、免疫／炎症プロセスに関与することが知られている。したがって、ｏＡＴＰは、炎症および組織の破壊に関係している免疫系の種々の細胞型に対するＡＴＰの炎症促進作用を中和することによって、抗炎症効果を発揮することができる。ｏＡＴＰの全身または局所投与（例えば、本発明のデバイスを通して）は、単独または他の薬剤との組み合わせで、本発明の移植デバイスのＴ細胞媒介性の拒絶反応を阻害する。
【０１０６】
本発明のデバイスおよび方法は、移植細胞の長期生存および機能を強化する他のデバイスおよび方法とも組み合わされ得る。例えば、本発明のデバイスおよび方法は、高圧酸素療法と組み合わされ得る。一実施形態では、移植のための細胞は、高圧酸素を細胞に提供するデバイスを用いて処理される。別の実施形態では、移植片の受容体は、高圧酸素を受容体に提供するデバイスを用いて処理される。別の実施形態では、移植のための細胞は、高圧酸素を細胞に提供するデバイスに配置され、ここで該デバイスは、移植片受容体に移植される。高圧酸素療法を投与するための方法は、当技術分野において知られている。例えば、Ｊｕａｎｇら、Ｃｅｌｌ  Ｔｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎ  １１：９５−１０１（２００２）。
【０１０７】
本発明のデバイスおよび方法を使用して、限定されないが、糖尿病、アミロイド症、免疫系障害、炎症、慢性痛、関節炎、高血圧、神経系の障害、代謝障害、内分泌障害、リンパ増殖症候群、骨髄増殖性障害、骨髄異形成症候群、幹細胞障害、食細胞障害、組織球性障害、赤血球または血小板の異常、プラズマ細胞障害、急性白血病、慢性白血病、悪性腫瘍（乳がん、ユーイング肉腫、神経芽細胞腫、腎細胞腫など）、甲状腺機能低下症、下垂体機能低下症、性腺機能低下症、移植片障害、移植片対宿主拒絶反応（ＧＶＤ）、静脈閉塞性疾患、移植前化学療法からの副作用（過剰出血、不妊症、および腎臓、肺、心臓の合併症）、および熟練医師により認識される他の障害および疾患を含む疾患を治療することができる。
【０１０８】
ある実施形態では、生体材料が細胞を含み、細胞は、熟練医師によって認識される多くの他の細胞のうち、例えば、島細胞、肝細胞、内分泌腺細胞、免疫系細胞、甲状腺細胞、肥満細胞、内皮細胞、骨髄細胞、真皮細胞（ｄｅｒｍａｌ  ｃｅｌｌ）、神経系細胞、および皮膚細胞を含み得る。生体材料は、本質的に、これらの細胞型のうちのいずれかを含む、またはそれから成り得る、あるいはこれらの細胞型のうちのいずれかから成り得る。移植細胞は、例えば、自己、非相同、同系、同種異系、および異種細胞であり得る。それらは、屍体組織または生きた組織、非ヒト起源またはヒト起源の細胞、自己または非自己細胞に由来してもよい。細胞は、他の細胞型の中で、多分化能性、多能性、全能性、または分化した胎児または成人幹細胞、一次分化細胞、または不滅細胞であり得る。
【０１０９】
治療の効果をさらに高めるには、生体材料は、本質的に、分泌される治療因子などの患者に１つ以上の治療効果を産生するための公知技術によって遺伝子操作されている因子産生細胞を含み得るか、またはそれから成り得る。ある実施形態では、生体材料がインスリン産生のためのランゲルハンス島を含み、糖尿病の治療に一般に所望される細胞の量は、上記を参照すると、患者の体重１キログラムあたり約６，０００〜１２，０００島である。本発明において、これらは、１つ以上のヘルパー細胞または細胞型、例えば、セルトリ細胞と組み合わされ、宿主免疫媒介性の拒絶反応から島を免疫学的に保護し得る。加えて、または代替では、デバイス内に配置される細胞は、特に、甲状腺および副甲状腺細胞の場合と同様に、異なる治療作用を有する物質を産生する細胞を含み得る。
【０１１０】
移植細胞によって送達され得る、例示的治療因子は、それらに限定されないが、１つ以上のインスリン、グルカゴン、エリストポエチン；ＶＩＩＩ因子；ＩＸ因子；ヘモグロビン；アルブミン；ドーパミン、γアミノブチル酸（ＧＡＢＡ）、グルタミン酸、セロトニン、ノルエピネフリン、エピネフリン、およびアセチルコリンなどの神経伝達物質；神経成長因子（ＮＧＦ）、脳由来神経栄養因子（ＢＤＮＦ）、ニューロトロフィン−３（ＮＴ−３）、ニューロトロフィン−４／５（ＮＴ−４／５）、毛様体神経栄養因子（ＣＮＴＦ）、グリア細胞系由来神経栄養因子（ＧＤＮＦ）、コリン作動性分化因子／白血病阻害因子（ＣＤＦ／ＬＩＦ）、表皮成長因子（ＥＧＦ）、インスリン様成長因子（ＩＧＦ）、線維芽細胞成長因子（ＦＧＦ）、および血小板由来成長因子（ＰＤＧＦ）などの成長因子；Ｐ物質、カテコールアミン、ダイノルフィン、エンドルフィン、およびエンケファリンなどの疼痛阻害剤；副甲状腺ホルモンまたは成長ホルモンなどのホルモン；顆粒球−マクロファージコロニー刺激因子（ＧＭ−ＣＳＦ）などの免疫調整因子；神経修飾物質；リンフォカイン；共因子；抗体；アプタマー；および酵素を含む。１つ以上の治療因子、およびそれらが産生されて細胞、したがってハイブリッドデバイスから放出される濃度は、治療対象の患者の必要性によって決定され、熟練医師によって容易に経験的に決定され得る。
【０１１１】
いくつかの実施形態では、治療因子は、インスリン様またはインスリン調節作用を有する。ある実施形態では、治療因子はインスリンである。ある実施形態では、治療因子は、プレプロインスリンまたはプロインスリンなどのインスリンの前駆体形態である。ある実施形態では、治療因子はインスリンキメラまたは融合タンパク質である。
【０１１２】
いくつかの実施形態では、移植細胞は、例えば、必然的に１つ以上の治療因子を発現または送達することによって、必然的に治療効果を送達する。いくつかの実施形態では、移植細胞は、例えば、１つ以上の治療因子を調整方法または非調整方法で発現できる１つ以上の遺伝子の細胞への形質転換によって、治療利益を送達するように遺伝子操作される。
【０１１３】
いくつかの実施形態では、治療因子は、宿主からの刺激またはシグナルの受信により、移植細胞から放出される（例えば、血中グルコースの変化、ホルモン、代謝シグナル伝達剤、化学シグナル伝達分子など）。
【０１１４】
いくつかの実施形態では、治療効果は、血中のインスリンレベルの調整を含む。ある実施形態では、治療効果は、血中グルコースレベルの調整を含む。他の実施形態では、治療効果は、患者の血液中の１つ以上の他の生物学的反応調整因子のレベルの調整を含む。
【０１１５】
いくつかの実施形態では、ハイブリッドデバイスに送達する前に、細胞／組織、その産生物、および／または他の非細胞性生体材料は、生体適合性材料を含む物理的バリアによってカプセル化され、生存性を改善し、および／または宿主環境からの保護を提供する。構造的な完全性、細胞分配および機械的強度を提供するとともに、かかるカプセル化は、宿主の免疫反応から移植細胞を保護することができる。
【０１１６】
生きた細胞のカプセル化に好適な材料は、生体適合性であり、移植細胞の機能を干渉せず、患者における免疫反応を最小限または抹消する。細胞をカプセル化するための材料および方法は、当技術分野においてよく知られている。カプセル化に使用される一般的な材料は、それらに限定されないが、アルギン酸などの天然材料（Ｓｕｎら、Ｊ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｒｅｌｅａｓｅ  ２：１３７−１４１（１９８５）；Ｇｒａｎｔら、ＦＥＢＳ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  ３２（１）：１９５−１９８（１９７３）；Ｍａｒｔｉｎｓｅｎら、Ｂｉｏｔｅｃｈ  Ｂｉｏｅｎｇ  ３３：７９−８９（１９８９）；Ｌａｎｚａら、Ｔｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎ  ５９（１０）：１４８５−１４８７（１９９５））、アガロース（例えば、Ｔｕｎら、Ｃｅｌｌ  Ｔｒａｎｓｐｌａｎｔ  ５（Ｓｕｐｐｌ．ｌ）：Ｓ５９−６３（１９９６）；Ｓｈｏｉｃｈｅｔら、Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ  Ｂｉｏｅｎｇ  ５０：３７４−３８１（１９９６）；Ｉｗａｔａら、Ｊ  Ｂｉｏｍｅｄ  Ｍａｔｅｒ  Ｒｅｓ  ２６（７）：９６７−９７７（１９９２）を参照）、コラーゲン（例えば、Ｐｕｖｉａｎｉら、Ｉｎｔ  Ｊ  Ａｒｔｉｆ  Ｏｒｇａｎｓ  ２２（１１）：７７８−７８５（１９９９）；Ｒａｔｃｌｉｆｆｅ，Ｍａｔｒｉｘ  Ｂｉｏｌ  １９（４）：３５３−３５７（２０００）；Ｊａｉｎら、Ｔｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎ  ５９（３）：３１９−３２４（１９９５）を参照）、およびエラスチン（例えば、Ｇｅｕｔｊｅｓら、Ａｄｖ  Ｅｘｐ  Ｍｅｄ  Ｂｉｏｌ  ５８５：２７９−２９５（２００６）；Ｂｅｒｇｌｕｎｄら、Ｔｉｓｓｕｅ  Ｅｎｇ  １０（９−１０）：１５２６−１５３５（２００４）；Ｌｕら、Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ  ２５（２２）：５２２７−５２３７（２００４）を参照）、Ｂｉｏｄｒｉｔｉｎ（登録商標）などの天然由来材料（例えば、米国特許第６，６３０，１５４号を参照）；ピュアマトリクスなどの模倣薬（例えば、Ｒａｍａｃｈａｎｄｒａｎら、Ｂｉｏｄｒｕｇｓ  ２０（５）：２６３−２６９（２００６）；Ｌｅａｃｈ  ｅｔ  ａｌ，Ａｃｔａ  Ｂｉｏｍａｔｅｒ  １（２）：１５５−１６４（２００５）；Ｍａら、Ｔｉｓｓｕｅ  Ｅｎｇ  １１（１−２）：１０１−１０９（２００５）；Ｙａｍａｏｋａら、Ｊ  Ｂｉｏｍｅｄ  Ｍａｔｅｒ  Ｒｅｓ  Ａ７８（１）：１−１１（２００６）を参照）；またはポリ（乳酸）などの合成ポリマー（例えば、Ｗａｔａｎａｂｅら、Ｂｉｏｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ  ３（５）：１１０９−１１１４（２００２）；Ｃｈｅｎら、Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ  ２５（１１）：２０６５−２０７３（２００４）；Ｆｕｋｕｈｉｒａら、Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ  ２７（９）：１７９７−１８０２（２００６）を参照）、ポリ（ラクチド−ｃｏ−グリコリド）（ＰＬＧＡ）（例えば、Ｌｉら、Ｊ  Ｂｉｏｍｅｄ  Ｍａｔｅｒ  Ｒｅｓ  Ａ  ８０（１）：２２６−２３３（２００７）；Ｋａｎｇら、Ｊ  Ｂｉｏｍａｔｅｒ  Ｓｃｉ  Ｐｏｌｙｍ  Ｅｄ  １７（８）：９２５−９３９（２００６）；Ｅｌｌｉｓら、Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ  Ｂｉｏｅｎｇ  ９６（１）：１７７−１８７（２００６）を参照）、ポリエチレングリコール）（ＰＥＧ）（例えば、Ｃｏｎｔｒｅｒａｓら、Ｓｕｒｇｅｒｙ  １３６：５３７−５４７（２００４）；Ｐａｎｚａら、Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ  ２１：１１５５−１１６４（２０００）；Ｘｉｅら、Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ  ２６：４０３−４１２（２００５）；Ｃｈｅｎら、Ｂｉｏｄｒｕｇｓ  １５（１２）：８３３−８４７（２００１）を参照）、またはそれらの組み合わせ（例えば、Ｌｅｅら、Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ  ２７（３０）：５２６８−５２７６（２００６）；Ｃｈａｎｄｙら、Ａｒｔｉｆ  Ｏｒｇａｎｓ  ２３（１）：８９４−９０３（１９９９）；Ｃｒｏｏｋｓら、Ｊ  Ｂｉｏｍｅｄ  Ｍａｔｅｒ  Ｒｅｓ  ２４（９）：１２４１−１２６２（１９９０）；Ｌｅｅら、Ｊ  Ｂｉｏｍｅｄ  Ｍａｔｅｒ  Ｒｅｓ  ６２：３７２−３７７（２００２）を参照）。
【０１１７】
ある実施形態では、マトリクス材料は、ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）を含む。ある実施形態では、マトリクス材料は、本質的にポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）から成る。ある実施形態では、マトリクス材料は、ポリエチレングリコ‐ル）（ＰＥＧ）から成る。
【０１１８】
ある実施形態では、マトリクス材料は、アルギン酸を含む。ある実施形態では、マトリクス材料は、本質的にアルギン酸から成る。ある実施形態では、マトリクス材料は、アルギン酸から成る。
【０１１９】
いくつかの実施形態では、カプセル化に使用されるマトリクス材料は、化学的に改変され、カプセル化マトリクスの安定化のための機能群を含有し得る。さらに、材料は、化学的に改変されて、かかる治療因子と関連する治療因子または他の分子（すなわち、レセプタまたはアフィニティ剤）の付着を可能にする（例えば、Ｋｉｍら、Ｂｉｏｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ  ４（５）：１２１４−１２２３（２００３）を参照）。治療因子は、共有結合、乳化、イオン相互作用、特定のアフィニティ相互作用、単純エントラップメント、およびそれらの任意の組み合わせを介して、マトリクスに組み込まれ得る。
【０１２０】
一実施形態では、抗炎症分子は、マトリクスの表面にテザーされ、移植片に対する宿主炎症反応を低減する。例示的抗炎症薬は、コルチコステロイド（デキサメタゾン、コルチゾール、プレドニゾロン、エタボン酸ロテプレドノール、フルオシノロンアセトニドなど）、インターロイキン−１（ＩＬ−１）、インターロイキン−１０（ＩＬ−１０）、α１−抗トリプシン（ＡＡＴ）、リソフィリン、ペントキシフィリン、ＣＯＸ−２阻害剤、インターロイキン−１レセプタアンタゴニストペプチド（ＩＲＡＰ）、インターロイキン−１０（ＩＬ−１０）、α１−抗トリプシン（ＡＡＴ）、ＴＧＦ−β；ＩＬ−１に対する抗体、インターフェロン−γ、およびＴＮＦ−α；抗組織因子、および補体阻害剤である。別の実施形態では、コラーゲンＩ型またはＩＶ型、ラミニン、フィブロネクチン、またはアルギニン−グリシン−アスパラギン酸ぺプチドなどの細胞外マトリクス（ＥＣＭ）分子は、マトリクスの表面上に組み込まれる（Ｂｅｃｋら、Ｔｉｓｓｕｅ  Ｅｎｇ  １３（３）：１−１１（２００７））。
【０１２１】
ある実施形態では、カプセル化細胞は、例えば、マクロ構造骨格、マイクロカプセル、ナノカプセル、結合された押し出しカプセル、またはそれらの組み合わせの形態を取り得る。これらの形態は、サイズ、含有される細胞の量、ならびに強度および拡散特性を含む、多くの変数において異なる。
【０１２２】
一実施形態では、移植される生体材料は、マクロ構造骨格でカプセル化される。ハイブリッドデバイスのマクロ構造骨格は、好ましくは、機械的完全性を生体材料に提供し、生体材料のクランプおよびクラスタを避け、細胞移行および／または血管新生のための骨格も含み得る。マクロ構造骨格のサイズは異なり得るが、骨格の表面からもっとも遠い細胞に対する酸素および栄養素の近接性によって制限される。
【０１２３】
マクロ構造骨格を生成するために使用される共通の方法は、マトリクス材料および／または移植用生体材料を型に注入した後、マトリクスの形成を開始して、材料が型の形状を取るようにする。マトリクス形成は、限定されないが、温度変化（Ｙａｎｇら、Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ  １５（２）：１１３−１２０；Ｓｅｆｔｏｎ  ｅｔ  ａｌ，Ｊ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｒｅｌｅａｓｅ  ６５（１−２）：１７３−１８６（２０００））、光重合（Ａｎｄｒｅｏｐｏｕｌｏｓら、Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ  ２７（１１）：２４６８−２４７６（２００６）；Ｋｗｏｎら、Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ  ２７（７）：９８６−９９５（２００６））、共有結合（Ｇｅｕｔｊｅｓら、Ａｄｖ  Ｅｘｐ  Ｍｅｄ  Ｂｉｏｌ  ５８５：２７９−２９５（２００６）；Ｏｒｂａｎら、Ｊ  Ｂｉｏｍｅｄ  Ｍａｔｅｒ  Ｒｅｓ  Ａ  ６８（４）：７５６−７６２（２００４）；Ｈａｄａら、Ｂｌｏｏｄ  ６８（１）：９５−１０１（１９８６））、またはイオン架橋（Ｚｍｏｒａら、Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ  ２３（２０）：４０８７−４０９４（２００２）；Ｌｉら、Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ  ２６（１８）：３９１９−３９２８（２００５））を含む方法によって開始され得る。用途に応じて、骨格のマトリクス材料は、体内の組織を囲繞することによって分解され得るか、または長期安定性を維持し得る。
【０１２４】
別の実施形態では、生体材料は、マイクロカプセルにカプセル化される。マイクロカプセルは、典型的には、マクロ構造骨格よりもサイズが小さく、直径約３ミリメータ（ｍｍ）から５００マイクロメータの範囲である。これは、カプセル化細胞と囲繞環境との間のバリア距離を制限する。移植細胞を囲繞しているマイクロカプセル「シェル」は、半透過性であり、細胞は、酸素、栄養素、および他の小分子を宿主環境と交換する一方で、免疫細胞および抗体などの大型宿主免疫系構成要素によるカプセル化細胞の攻撃が回避される。
【０１２５】
マイクロカプセルは、細胞の生存性を高める生物活性分子をさらに含み得る。例えば、マイクロカプセルは、ペルフルオロカーボン（ＰＦＣ）などの酸素結合剤を含み、マイクロカプセル全体の酸素レベルを高め、カプセル化細胞の生存性を向上させる。
【０１２６】
マイクロカプセルを産生するために使用される一般的な方法は、それらに限定されないが、平行気流（Ｓｕｎら、Ｍｅｔｈｏｄ  Ｅｎｚｙｍｏｌ  １３７：５７５−５８０（１９８８）；Ｅｓｃｈら、Ｂｉｏｐｏｌｙｍｅｒ５０（３）：２２７−２３７（１９９９））、静電液滴形成（Ｌｅｗｉｎｓｋａら、Ａｒｔｉｆ  Ｃｅｌｌ  Ｂｌｏｏｄ  Ｓｕｂｓｔｉｔ  Ｉｍｍｏｂｉｌ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ  ３２（１）：４１−５３（２００４）；Ｓｕｎら、Ｔｉｓｓｕｅ  Ｅｎｇ  ９（Ｓｕｐｐｌ  ｌ）：Ｓ６５−７５（２００３））、乳化（Ｔｕｎら、Ｃｅｌｌ  Ｔｒａｎｓｐｌａｎｔ  ５（Ｓｕｐｐｌ．ｌ）：Ｓ５９−６３（１９９６）；Ｉｗａｔａら、Ｄｉａｂｅｔｅｓ  ３８（Ｓｕｐｐｌ．１）：２２４−２２５（１９８９））、および遠心分離（Ｃｒｏｏｋｓら、Ｊ  Ｂｉｏｍｅｄ  Ｍａｔｅｒ  Ｒｅｓ  ２４（９）：１２４１−１２６２（１９９０））を含む。結合されたカプセルは、一般的な押し出し方法、または平行気流および静電液滴形成に上述の参照を適応して、生成することができる。マイクロカプセルマトリクスは、光開始を介した架橋によって、さらに安定化され得る（Ｃｒｕｉｓｅら、Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ  Ｂｉｏｅｎｇ  ５７：６５５−６６５（１９９８）；Ｌｕら、Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ  Ｂｉｏｅｎｇ  ７０（５）：４７９−４８３（２０００））または他の方法（Ｄｕｓｓｅａｕｌｔら、Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ  ２６（１３）：１５１５−１５２２（２００５））。
【０１２７】
例示的実施形態では、生体材料は、ナノカプセルニカプセル化される。ナノカプセルは、典型的には、マイクロカプセルよりもサイズが小さく、単一細胞または細胞集団にカプセル化され得る。半透過性のナノカプセルシェルは、１ナノメータ（ｎｍ）の薄さであり得、効果的にバリア距離を最小化して、カプセル化細胞と宿主環境との間の小分子の最適交換を可能にする一方で、依然として、より大きい免疫細胞および抗体による攻撃を制限する。
【０１２８】
ナノカプセルは、単一細胞または細胞クラスタの周囲に生体適合性材料の薄層を沈着させることによって産生することができる。これらの生体適合性材料は、それらに限定されないが、ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）、アルギン酸、およびＢｉｏｄｒｉｔｉｎ（登録商標）、より生体適合性のあるアルギン酸誘導体を含む。一実施形態では、生体適合性材料は、ＰＥＧ、アルギン酸、および／またはＢｉｏｄｒｉｔｉｎ（登録商標）を含む。別の実施形態では、生体適合性材料は、本質的にＰＥＧ、アルギン酸、および／またはＢｉｏｄｒｉｔｉｎ（登録商標）から成る。別の実施形態では、生体適合性材料は、ＰＥＧ、アルギン酸、および／またはＢｉｏｄｒｉｔｉｎ（登録商標）から成る。
【０１２９】
細胞表面上にナノスケール層を沈着させるために採用される一般的な技術は、共有結合（Ｃｏｎｔｒｅｒａｓら、Ｓｕｒｇｅｒｙ  １３６：５３７−５４７（２００４）；Ｐａｎｚａら、Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ    ２１：１１５５−１１６４（２０００）；Ｘｉｅら、Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ  ２６：４０３−４１２（２００５））、静電相互作用（Ｋｒｏｌら、Ｎａｎｏ  Ｌｅｔｔ  ６（９）：１９３３−１９３９（２００６）；Ｍｉｕｒａら、Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ  ２７（３４）：５８２８−５８３５（２００６））、フリーラジカル架橋（Ｃｒｕｉｓｅら、Ｃｅｌｌ  Ｔｒａｎｓｐｌａｎｔ  ８（３）：２９３−３０６（１９９９）；Ｈｉｌｌら、Ａｎｎ  ＮＹ  Ａｃａｄ  Ｓｃｉ  ８３１：３３２−３４３（１９９７））、および乳化（Ｃｒｏｏｋｓら、Ｊ  Ｂｉｏｍｅｄ  Ｍａｔｅｒ  Ｒｅｓ  ２４（９）：１２４１−１２６２（１９９０）；Ｓｅｆｔｏｎら、Ｊ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｒｅｌｅａｓｅ  ６５（１−２）：１７３−１８６（２０００））を含む。
【０１３０】
ある実施形態では、生体材料は、２０ゲージニードルを介してアルギン酸を１．１％ＣａＣｌ２溶液に押し出すことによって「ナノコート」され、液滴サイズは、平行気流によって制御される。
【０１３１】
ある実施形態では、生体材料は、ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）；ポリビニルアルコール）（ＰＶＡ）；ポリ（ビニルピロリドン）（ＰＶＰ）；ポリ（チロキサゾリン）（ＰＥＯＸ）；ポリ（アミノ酸）；アルギン酸などのポリサッカリド、ヒアルロン酸、硫酸コンドロイチン、デキストラン、硫酸デキストラン、へパリン、硫酸へパリン、硫酸ヘパラン、キトサン、ジェランガム、キサンタンゴム、グアーガム、水溶性セルロース誘導体およびカラギーナン；およびゼラチン、コラーゲン、およびアルブミンなどのタンパク質から成る群より選択される水溶性分子によってナノコートされる。
【０１３２】
本発明に従う有用なナノカプセルの好適な実施形態では、水溶性分子は、ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）から成る。別の好適な実施形態では、水溶性分子は、ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）から成るか、または本質的にそれから成る。
【０１３３】
本発明に従う有用なナノカプセルの別の好適な実施形態では、水溶性分子は、アルギン酸を含む。別の好適な実施形態では、水溶性分子は、アルギン酸から成るか、または本質的にアルギン酸から成る。
【０１３４】
いくつかの実施形態では、「活性」ナノカプセルは、生物活性分子をナノカプセル表面に付着させることによって形成することができる。例えば、抗炎症性分子は、マトリクスの表面にテザーされ、カプセル化細胞／組織および／またはその産生物などのカプセル化生体材料に対する宿主炎症反応を低減し、カプセル化生体材料への損傷を削減する。例示的抗炎症薬は、コルチコステロイド（デキサメタゾン、コルチゾール、プレドニゾロン、エタボン酸ロテプレドノール、フルオシノロンアセトニドなど）、インターロイキン−１（ＩＬ−１）；インターロイキン−１０（ＩＬ−１０）；α１−抗トリプシン（ＡＡＴ）；リゾフィリン、ペントキシフィリン；ＣＯＸ−２阻害剤；インターロイキン−１レセプタアンタゴニストペプチド（ＩＲＡＰ）；インターロイキン−１０（ＩＬ−１０）；α１−抗トリプシン（ＡＡＴ）；ＴＧＦ−β；ＩＬ−１に対する抗体、インターフェロン−γ、およびＴＮＦ−α；抗組織因子：および補体阻害剤を含む。別の実施形態では、コラーゲンＩ型またはＩＶ型、ラミニン、フィブロネクチン、またはアルギニン−グリシン−アスパラギン酸ペプチドなどの細胞外マトリクス（ＥＣＭ）分子は、マトリクスの表面上に組み込まれる（例えば、Ｂｅｃｋら、Ｔｉｓｓｕｅ  Ｅｎｇ  １３（３）：１−１１（２００７））。
【実施例】
【０１３５】
（実施例１）ランゲルハンス島を含むハイブリッドデバイスを移植された動物における血糖値の調整
ルイスラットをストレプトゾトシンの静脈注射によって糖尿病にし、非空腹時血糖値が全体血液サンプルで３５０ｍｇ／ｄＬより大であった場合のみ、島移植受容体として使用した。次いで、島移植の４０日前、半数の動物に対して、肩甲下部の皮下空間に本発明のハイブリッドデバイスを移植した。事前移植は、デバイスの穿孔壁を受容体のコラーゲンに富む十分に血管形成された組織に埋め込むのを促進する。この期間中に、デバイスの隣接する空間は、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）プランジャを含有して、受容体組織が空間を閉塞するのを避ける。
【０１３６】
次いで、同系島を当技術分野において知られる方法で単離した。部分切開を動物対象のそれぞれに行い、デバイスを移植した動物対象からＴｅｆｌｏｎ（登録商標）プランジャを除去した。小カテーテルおよび注射器を使用して、島（３，０００ＩＥＱ）を、デバイスを移植した動物におけるプランジャによって空けられた新血管形成空間に配置し、デバイスを移植していない動物において、肩甲下部の皮下空間に島を直接移植した。
【０１３７】
移植後、動物の血糖値を毎日監視した。島単体を移植した動物では（デバイスなし）、３０％のみが移植後に正常血糖を達成した（図１４を参照）。対照的に、デバイスを移植した動物では、１００％が持続的な（長期）正常血糖（非空腹時血糖値２００ｍｇ／ｄＬ未満）を移植後に示した（図１５、赤色実線を参照）。移植片軸受デバイス（矢印）の除去によって、即時に高血糖に戻り、したがって、血糖値の正常化は、事前血管形成されたデバイスに移植された島の機能に起因することが確認される。肝臓における同系島の受容体（３，０００ＩＥＱ）も糖尿病の好転および持続的な（長期）正常血糖を示した（図１５、青色点線）。島移植から８０日より後に、デバイスを外植し、デバイスから外植された組織をトリクロムで、インスリンおよびフォン・ヴィレブランド因子の免疫活性について染色した。強度のインスリン免疫反応性を有する（図１６ｂ）保存状態のよい島（図１６ａおよびｂ）ならびに豊富な血管ネットワーク（図１６ａおよびｃ）が観察された。
【０１３８】
（実施例２）ランゲルハンス島を含むハイブリッドデバイスを移植した動物における糖尿病の用量以前性好転
ストレプトゾトシンの静脈注射によってＣ５７ＢＬ／６マウスを糖尿病にし、本発明のハイブリッドデバイスを皮下空間に移植した。移植から８０日以上後に皮膚の切開を行って、皮下空間およびデバイスの露出を可能にし、デバイスを埋め込む結合組織の周囲に強度の血管ネットワークを示す（図１７）。増大する数の同系島（５００、１，０００、および２，０００ＩＥＱ）を用いる滴定実験は、移植から６週間後に、事前血管形成されたハイブリッドデバイスに島を配置することによって行った。図１８において見られるように、糖尿病好転までの時間は、島の配置用量に依存した。
【０１３９】
（実施例３）全身的免疫抑制の有無による、ランゲルハンス島を含むハイブリッドデバイスを移植した動物における移植生存性
ストレプトゾシンの静脈注射によって、ルイスラットを糖尿病にした。島移植の６週間前に、化学的に糖尿病の動物に対し、肩甲下部の皮下空間に本発明のハイブリッドデバイスを移植した。事前移植は、デバイスの穿孔壁を受容体のコラーゲンに富む十分に血管形成された組織に埋め込むのを促進する。この期間中に、デバイスの隣接する空間は、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）プランジャを含有して、受容体組織が空間を閉塞するのを避ける。
【０１４０】
次いで、実施例１に記載の方法を使用して、ウィスターファースドナーラットから得た同種異系島（約７，０００ＩＥＱ）をハイブリッドデバイスの新血管形成された空間に配置する。移植後、島移植の日（０日目）から開始して、動物対象の半数を、シロリムス（ラパマイシン；０日、１日、２日目およびその後は１日おきに３．０ｍｇ／ｋｇの経口、強制飼養によって投与）およびタクロリムス（１日にＦＫ５０６；ＦＫ；１．０ｍｇ／ｋｇ  ＳＣ）から成る免疫抑制剤で全身的に処理し、残りの半数は、未処理の状態で維持した。未処理の対象は、移植の１２日以内に、常に島同種移植片に対する拒絶反応を示したが（図１９、開放三角）、シロリムスおよびタクロリムスで全身的に処理された動物は、常に８０日以上の間持続的な移植片機能を示した（図１９、実円；図２０）。
【０１４１】
デバイスは、対照動物か拒絶時に（およそ１２日目）、免疫抑制した動物からは８０日以上後に外植した。外植したハイブリッドデバイスにおける移植組織の組織病理は、対照の未処理動物における拒絶反応後に、島の喪失と線維症を示した（図２１、上位パネル）。慢性の全身的免疫抑制を受容する動物からの外植は、ハイブリッドデバイスにおいて保存状態のよい島構造を示し、単核細胞の浸潤（下位パネル）および強度のインスリン免疫反応性（図２１、下位右パネル：赤色＝インスリン；青色＝核染色）は最小または不在であった。
【０１４２】
長期移植片機能（８０日以上）は、免疫抑制された受容体への同種異系島移植後に常に観察された。特に、７，０００ＩＥＱの移植にもかかわらず、フォローアップ中に安定した非空腹時正常血糖を達成した動物は存在しなかったが、空腹時に正常血糖を示した（図２２）。ハイブリッドデバイスの除去または８０日後の免疫抑制の離脱は、一貫して高い血糖値をもたらした。これらのデータは、ハイブリッドデバイスに移植された島同種移植片の長期生存が、全身的免疫抑制下で得られることを示し、島移植および機能に対する選択した全身的免疫抑制の潜在的な負の影響も強調する。
【０１４３】
（実施例４）ランゲルハンス島を含むハイブリッドデバイスを移植した動物における島移植および機能に対する従来の全身的免疫抑制の効果
事前血管形成されたハイブリッドデバイスにおける島移植および機能に対する従来の前進的免疫抑制の影響を評価するために、実施例３に説明されるように、島移植の日から開始して４０日間、ラパマイシンまたはタクロリムスのいずれかで処理した化学的に糖尿病のルイスラットに同系島移植を実行した（単独または組み合わせで）。対照動物は治療を受けなかった。図２３に示されるように、続く島移植（３，０００ＩＥＱ）、対照動物は、長期正常血糖を達成し維持したが、免疫抑制剤のいずれかまたは両方を受容する動物は、治療中に部分的な機能または一次非機能を示した。免疫抑制の離脱は、移植片機能を向上せず、単一薬物治療いずれかを受容する群における動物の４分の１のみが後に正常血糖を達成した。これらのデータは、使用される従来の全身性免疫抑制が、ハイブリッドデバイスへの島の移植に悪影響を及ぼし得ること、またこれは機能的島量の大量（およびおそらく不可逆的）損失につながり得ることを示唆している。
【０１４４】
移植片の移植後４０日以上後に、既に移植されている機能的同系島移植片を所有する動物における同系島移植片機能に対するラパマイシンおよびタクロリムスの効果についても検討した。図２４に示されるように、４０日間投与される全身的免疫抑制は、タクロリムス単体またはラパマイシンとの組み合わせで受容するすべての群において、移植片機能の不全をもたらしたが、ラパマイシン単体群では、３分の１の動物のみが治療中に機能不全を示した。薬物からの離脱後、ラパマイシン単体を受容する動物およびタクロリムス単体を受容する動物の３分の１は、正常血糖に戻ったが、組み合わせ群では、機能を回復した動物は存在しなかった。われわれのデータは、タクロリムスの毒性に関する以前の研究を裏付け、ラパマイシンとの組み合わせがかかる効果を悪化させ得ることを示唆する。
【０１４５】
（実施例５）局所免疫抑制を伴うランゲルハンス島を含むハイブリッドデバイスで移植した動物の移植生存性
ストレプトゾトシンの静脈注射によって、ルイスラットを化学的に誘発して糖尿病にした。島移植の４０日前に、プランジャを含むデバイスを有する本発明のハイブリッドデバイスを、実施例３に記載されるように、皮下空間に移植した。次いで、同種異系島（ウィスターファースラットから単離した７，０００ＩＥ）をハイブリッドデバイスの新血管形成空間に配置し、移植後に、実施例１および３に記載されるように、動物の血糖値を毎日監視した。移植後、すべての動物は、Ｔ−細胞が減損している抗リンパ球血清（ＡＬＳ）を３日目に静脈投与する、単一用量誘発治療から成る全身的免疫抑制治療を受けた。島移植の日に開始して、ミコフェノール酸（ＭＰＡ，２０ｍｇ／ｋｇ）を用いる全身的維持免疫抑制を、少なくとも３週間毎日経口投与した。糖尿病受容体の腎臓カプセル下でのパイロット島異物移植は、６０日以上維持される移植片機能は、この長期にわたる全身的免疫抑制のこのレジメン下で達成することができるが、対照の未処理の動物は、島移植から１０日以内に常に拒絶反応を示した。治療から少なくとも２週間後、全身的免疫抑制は漸減および中断したが、局所免疫抑制は維持された。例えば、全身的治療の典型的な離脱プロトコルは、８日間のうち連続して２日間、ＭＰＡの２５％低減から成る。図２５は、局所拡張免疫療法と組み合わされる、一時的な全身性免疫抑制の実験プロトコルを説明する。
【０１４６】
島移植の日から開始して、動物は、Ａｌｚｅｔ（登録商標）１００マイクロＬ量２週間連続注入、送達速度０．２５マイクロＬ／ｈモデル１００２ポンプなどのマイクロ浸透ポンプを使用して、送達される局所免疫抑制も受ける（Ｄｕｒｅｃｔ  Ｃｏｒｐ．，Ｃｕｐｅｒｔｉｎｏ，ＣＡ）。デバイスおよびポンプの両方を齧歯類の背面領域に移植し、ＰＥチューブを介してそれらを接続した。局所生理食塩水を受ける対照または治療を受けない対照と、種々の免疫抑制剤、例えば、リン酸デキサメタゾン（２０ｍｇ／Ｌ）、エタボン酸ロテプレドノール（０．２、０．５、および１０ｍｇ／Ｌ）、またはスフィンゴシン−１−ホスフェート（Ｓ１Ｐ）レセプタアゴニスト（５０ｍｇ／Ｌ）をマイクロ浸透ポンプから受ける治療群とに分割した。いくつかの動物では、この局所治療によって、全身的な免疫抑制の中断から常に２週間以内に移植片の拒絶反応を示した対照動物と比較して、同種移植片生存の明らかな延長を可能にした（図２６）。
【０１４７】
局所免疫抑制の別の実施形態では、動物は、Ｓ１Ｐレセプタアゴニスト（６０μＬ，５０ｍｇ／Ｌ）の注射を、移植したデバイスに接続されるＰｏｒｔ−ａ−ｃａｔｈ（Ｍｉｎ−Ｕｔｅ  Ｍｏｕｓｅ  Ｐｏｒｔ，Ａｃｃｅｓｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｓｋｏｋｉｅ，ＩＬ）を通して毎日受けた。このアプローチは、マイクロ浸透ポンプと比較して、１日量を約１０倍増加させたが、それにもかかわらず、これらの用量は、当技術分野において免疫抑制効果を有することが知られる全身量よりも依然として約１００分の１であった。このアプローチを用いた局所免疫抑制は、島移植片の生存を最大６０日まで大幅に延長し（図２７）、得られた予備組織学的結果もまた、局所免疫抑制単独での有効性を確認している（図２８）。対照動物は、全身的免疫抑制の離脱プロトコル完了後に、島移植片の拒絶反応を示し、同種移植の拒絶反応を示す単核細胞の局在巣を伴う線維症の領域のみを示し（図２８Ａ，右パネル）、免疫蛍光顕微鏡法によって、インスリン免疫反応性の不在を示した（図２８Ａ，左パネル）。デバイスに接続された注入ポートを介して局所免疫抑制を毎日受ける動物は、移植片−軸受デバイスの除去まで移植片機能を維持した（図２７）。全身的免疫抑制の中断後２週間以上が経ち、４６日目に外植されたデバイスの組織は、デバイス内に単核細胞を浸潤しない、保存状態のよい島構造、および単核細胞の巣の最小存在のみを示した（図２８Ｂ，右パネル）。さらに、これらの断片における島は、保存された機能的能力を示す強度のインスリン免疫反応性を示した（図２８Ｂ，左パネル）。
【０１４８】
（実施例６）持続放出局所免疫抑制を伴う、ランゲルハンス島を含むハイブリッドデバイスを移植した動物における移植片の生存性
化学的に糖尿病であるルイスラット（上記参照）は、７，０００ＩＥＱのウィスターファース島を事前血管形成したハイブリッドデバイスに受容した。免疫抑制誘発は、３日目の単一静脈用量の抗リンパ球血清（ＡＬＳ）から成る。島移植の日から開始して、全身的マイコフェノリン酸（２０ｍｇ／ｋｇ）を少なくとも３週間投与した。局所免疫抑制は、最大４％のエタボン酸ロテプレドノールを含有する、持続放出ＰＬＡ（ポリラクチン酸）ミクロスフィア（軟ステロイドビード，ＳＳｂ；推定放出期間６０日）の共移植によって達成された。全身的ＭＰＡの離脱プロトコル後に、対照動物はそれらの移植片に対して拒絶反応を示したが、局所ＳＳｂを有する動物は、正常血糖を少なくとも追加の１〜２週間（継続的に）維持した（図２９）。これらのデータは、徐放ビードにより得られる局所免疫抑制が、ハイブリッドデバイスにおける細胞同種移植片の生存の延長を助け得ることを示唆する。
【０１４９】
（実施例７）持続放出局所免疫抑制を伴う、ランゲルハンス島を含むハイブリッドデバイスを移植した動物における島同種移植片の組織病理学的評価
Ｃ５７ＢＬ／６マウスへのハイブリッドデバイスの移植から６週間後に、ＤＢＡ／２ドナー島を、全身的免疫抑制なしに事前血管形成したデバイスに移植した。局所免疫抑制は、約２週間にわたる薬物の徐放を可能にする、シクロスポリンＡ（ＣｓＡ）ポリマーナノ容器の共移植から成る。対照動物は治療を受けなかった。島移植から１０日後に、デバイスを外植した。外植したデバイスから得た組織の組織病理学的パターンを示す。対照外植は、単核細胞が重度に浸潤した島構造（図３０，上位パネル）、同種移植片に対する拒絶反応と一致するパターンを示した。反対に、保存状態のよい島構造は、島−ＣｓＡナノ容器共移植片を含むデバイスにおいて観察された（図３０，下位パネル）。これらのデータは、局所免疫抑制が、ハイブリッドデバイスにおける同種異系移植細胞移植片に対する免疫反応の低減を助け得ることを示す。
【０１５０】
（実施例８）ランゲルハンス島を含むハイブリッドデバイスを移植した非ヒト霊長類における移植片の生存性および機能
非ヒト霊長類の大網パウチ部位に移植されたハイブリッドデバイスにおける同種異系島の生存能力を評価するために、２匹のヒヒ（マントヒヒ）（５〜６ｋｇ）および１匹のカニクイザル（Ｍａｃａｃａ  ｆａｓｃｉｃｕｌａｒｉｓ）（５ｋｇ）を、ストレプトゾトシンで糖尿病にした。部位を事前血管形成するために、島移植の２９〜５１日前に、ハイブリッドデバイスを移植した。島移植の１日前に、免疫抑制を開始した。ヒヒの場合、ＰＯＤ−１、０、＋１、および＋２において１０ｍｇ／ｋｇチモグロブリンＩＶ；ＰＯＤ−１、ＰＯＤ０において１０ｍｇ／ｋｇミコフェノール酸モフェチルを１日２回経口投与し、その後は２．５ｍｇ／ｋｇを１日２回；およびＰＯＤ−１から開始して０．０２ｍｇ／ｋｇ  ＦＫ５０６を筋肉内投与で１日２回、４〜６ｎｇ／ｍＬの値を維持するように調整して使用した。カニクイザルの場合、ＰＯＤ−１において１ｍｇ／ｋｇのダクリズマブを静脈投与し、その後２週間ごとに１ｍｇ／ｋｇを計５用量静脈注射し、ＰＯＤ−１および−１において０．０５ｍｇ／ｋｇラパマイシンを１日２回筋肉内投与し、その後は１５〜２０ｎｇ／ｍＬの値を維持するように調節して０．０２５ｍｇ／ｋｇを１日２回筋肉内投与し、ＰＯＤ−１に開始して、４〜６ｎｇ／ｍＬの値を維持するように調節して０．０２ｍｇ／ｋｇ  ＦＫ５０６を１日２回筋肉内投与した。
【０１５１】
２匹のヒヒのそれぞれに対して、２つのドナーから得た島を組み合わせ、受容体の体重１ｋｇ当たり島量１５，０００の島同等物（ＩＥＱ）を移植し、カニクイザルに対して、非常に少ない島量３，３２７  ＩＥＱ／ｋｇを１ドナーから移植した。体外グルコースに刺激されたインスリン放出分析の結果は、ヒヒの島は次善であるが、カニクイザルの島は優れていたことを示唆する。ヒヒは、チモグロブリン、マイコフェノール酸モフェチル、およびＦＫ５０６で免疫抑制され（用量およびタイミングに関する詳細は上記を参照）、カニクイザルは、ダクリズマブ、ラパマイシン、およびＦＫ５０６（用量およびタイミングに関する詳細は上記を参照）で処理した。空腹時および食後血糖値を毎日測定し、必要に応じて、対象をＮＰＨおよびＬａｎｔｕｓ（登録商標）で処理した。
【０１５２】
ヒヒ５Ｐ５６に対して最善の体内機能が得られた（図３１）。ＰＯＤ５１においてヒヒ５Ｐ５６にハイブリッドデバイスを移植し、ＰＯＤ４８において選択的な検査を行った。１日のインスリン／ｋｇ要件は、横棒で示され、空腹時血糖（ＦＢＧ）は実線で示される。デバイスなしで島移植に大網パウチ部位を利用するわれわれの以前の観察と同様に、機能の遅延、インスリン要件の減少、およびＦＢＧの低下が２０日目に明らかとなり、術後日数（ＰＯＤ）４２を通して維持された。図３２は、２匹のヒヒに対し、ＦＢＧに関して訂正した空腹時ｃペプチドを示す。最高ｃぺプチド値は、両動物に対してＰＯＤ１７の間観察されたが、５Ｐ５６はＰＯＤ３８の時点を通して陽性ｃペプチドを維持した。広範囲の実験に基づいて、両動物は、拒絶反応を経験したように思われ、これは、組織学的結果により支持され（図３３）、ここでインスリン陽性細胞は、明らかに検出されたが（緑色に染色）、少数であった。われわれがチモグロブリン／ＭＭＦ／ＦＫ５０６の組み合わせを免疫抑制に使用したのは初めてであり、チモグロブリンによって誘発される減損からリンパ球が回復し始めた後は、明らかに有効でなかった。
【０１５３】
島の量が極めて低いため、非ヒト霊長類における移植後最初の数ヶ月間有効であるとわれわれが証明したプロトコルで免疫抑制されたカニクイザルの機能に関する証拠は最小であった。しかしながら、外植時に、保存状態のよいインスリン陽性組織（茶色に染色される）が明確に観察された（図３４）。拒絶反応を経て、インスリン陽性細胞の散在する小クラスタのみを有したヒヒとは異なり、カニクイザルで観察された島組織は正常に思われた。
【０１５４】
この事前データは、島組織が、非ヒト霊長類における大網パウチ内に配置されるデバイス内で生存することができることを明確に示し、有効な免疫抑制（局所または全身的）で保護される適度な量の機能的島の移植が可能であることを強く示唆している。
【０１５５】
（実施例９）ランゲルハンス島のカプセル化および移植
隣接する空間にプランジャを含有する本発明のデバイスは、ポートが外部からアクセス可能になるような方法で、対象の腹腔内空洞に手動で配置される。移植処置に続いて、ポートの周囲で手術部位を閉鎖する。デバイスを該部位に２週間留置し、デバイスを囲繞する領域の血管新生を可能にする。この期間中に、分配管を通してＧＥＧＦを含む血管新生促進因子を送達し、血管新生プロセスを助ける外部ポンプまたは外部からアクセス可能なポンプにポートを接続する。
【０１５６】
２週間が経過したら、ランゲルハンス島をヒト屍体ドナーから単離する。コラゲナーゼを含有する冷ＨＢＳＳで膵臓をかん流する。冷溶液で拡張した膵臓を１０分間消化し、２８〜３２℃の範囲まで加温し、次いで、コラゲナーゼ溶液に浸漬し、続いて３４℃に加熱する。次いで、膵臓を手または機械で約１０〜１５分間振る。消化した組織を希釈し、ＨＳＡを含有する冷希釈溶液で収集して、酵素の効果を中和する。組織をろ過し、低速で遠心分離し、洗浄する。ＣＯＢＥ自動細胞分離器を用いて、Ｆｉｃｏｌｌ勾配で島細胞を分離し、次いで、Ｍｉａｍｉ  Ｍｅｄｉａ＃１Ａ中で、移植前に２４〜４８時間培養する。（例えば、Ｆｒａｋｅｒら、Ｃｅｌｌ  Ｔｒａｎｓｐｌａｎｔ．１３（５）：４９７−５０２（２００４）を参照）。
【０１５７】
次いで、島をナノコートする。単離した島を、１０％胎仔結成を含有する媒体中で懸濁し、次いで、３分間の遠心分離によってペレットする。次いで、ペレットを所望の装填濃度（ｖ／ｖ）で２％アルギン酸と混合する。次いで、アルギン酸／島懸濁液を、２０ゲージニードルを介して、１．１％ＣａＣｌ２溶液中に押し出し、平行気流によって液滴サイズを制御する。次いで、カプセルをＤＰＢＳで洗浄し、スピナーフラスコに入れ、完全に補完されたＲＰＭＩ媒体を供給し、３７℃の加湿培養器内に配置する。
【０１５８】
ポンプをデバイスのポートから取り外す。部分切開を行ってプランジャのアクセス端を露出し、プランジャをデバイスから除去する。注射器に接続される小カテーテルを使用して、プランジャによって占有される前に、ナノコートした島を血管新生された空間に送達する。ポートの周辺で手術部位を閉鎖し、外部ポンプまたは外部からアクセス可能なポンプをポートに再接続する。分配管を通して免疫調整および生存促進因子をナノコートした島に押し出す。
【０１５９】
（実施例１０）非カプセル化された島を含むハイブリッドデバイスを移植した動物における血糖値の調整
動物対象（カニクイザル）を化学的に糖尿病にする（例えば、ストレプトゾトシンの投与を通して）。次いで、動物対象に、実施例９と同様に、プランジャを備える本発明のデバイスを移植し、血管新生中の２週間回復させる。
【０１６０】
島細胞を実施例９と同様に単離する。部分切開を行い、実施例９と同様に、プランジャをデバイスから除去する。注射器に接続される小カテーテルを使用して、単離した島を動物対象の半数のデバイスに配置する。残り半数の動物対象のデバイスには、島を配置しない。移植後、動物の血糖値を毎日監視する。島細胞を移植した動物は、島細胞を移植していない動物よりも、優れた血糖値の調整を呈する。
【０１６１】
（実施例１１）マイクロカプセル化された島を含むハイブリッドデバイスを移植した動物における血糖値の調整
動物対象（カニクイザル）を実施例１０と同様に、糖尿病にする。次いで、実施例９と同様に、プランジャを備える本発明のデバイスを移植し、血管新生段階中の２週間回復させる。
【０１６２】
島細胞を実施例９と同様に単離する。以下のとおり、半数はカプセル化せず、半数はマイクロカプセル化する。島を１．４％アルギン酸ナトリウム中で懸濁し、液滴生成器に配置される。生成される島含有液滴は、１．１％ＣａＣｌ２を含有するジョウゴ中でゲル化する。結果として生じるマイクロカプセルを生理食塩水（ＮＳ）で洗浄し、０．０５％ポリ−Ｌ−リシンで培養し、ＮＳで再度洗浄し、アルギン酸で培養して、最後にＮＳで洗浄する。
【０１６３】
部分切開を行い、実施例９と同様に、プランジャをデバイスから除去する。注射器に接続される小カテーテルを使用して、動物対象の半数は、マイクロカプセル化された島をデバイスに受容する。残りの半数は、非カプセル化された島をデバイスに受容する。移植後、動物の血糖値を毎日監視する。マイクロカプセル化した島を含むデバイスを移植した動物は、非カプセル化した島を含むデバイスを移植した動物よりも、優れたより長期の血糖値の調整を呈する。
【０１６４】
（実施例１２）ナノコートした島を含むハイブリッドデバイスを移植した動物における血糖値の調整
動物対象（カニクイザル）を実施例１０と同様に糖尿病にする。動物対象の４分の３に、実施例９と同様に、プランジャを備える本発明のデバイスを移植し、血管新生段階中の２週間回復させる。
【０１６５】
実施例９と同様に、島を単離する。実施例９と同様に、島の半分をナノコートする一方で、残りの半分はナノコートしない。
【０１６６】
部分切開を行い、実施例９と同様に、デバイスを移植した動物対象のそれぞれに対して、プランジャをデバイスから除去する。注射器に接続される小カテーテルを使用して、ナノコートした島をデバイスの３分の１に配置し、ナノコートされていない島をデバイスの３分の１に配置し、同一容量の島を有しない溶液をデバイスの３分の１に配置する。動物対象の残りの４分の１は、デバイスなしで、ナノコートした島単体を腹腔内注入する。
【０１６７】
移植後、動物の血糖値を毎日監視する。島または島細胞を含有するデバイスを移植した動物は、島細胞を欠失するデバイスを移植した動物よりも、優れた血糖値の調整を呈することが予想される。さらに、血糖値の調整は、ナノコートされていない島またはナノコートされる島単体を含むデバイスを移植した動物よりも、ナノコートした島を含むデバイスを移植した動物よりも優れ、より長期となることが予想される。
【０１６８】
（実施例１３）マイクロカプセル化またはナノコートした島を移植した動物における血糖値の調整
動物対象（カニクイザル）を実施例１０と同様に糖尿病にする。次いで、実施例９と同様に、プランジャを備える、本発明のデバイスを動物対象に移植し、血管新生段階中の２週間回復させる。
【０１６９】
島細胞は、実施例９と同様に単離され、次いで、３分の１は実施例９と同様にナノコートされ、３分の１は実施例１１と同様にマイクロカプセル化され、３分の１はカプセル化されない。
【０１７０】
部分切開を行い、実施例９と同様に、プランジャをデバイスから除去する。注射器に接続される小カテーテルを使用して、動物対象の３分の１はナノコートした島をデバイスに受容し、３分の１はマイクロカプセル化した島を受容し、３分の１は非カプセル化した島を受容する。移植後、動物の血糖値を毎日監視する。ナノコートした島を移植した動物は、マイクロカプセル化した島またはナノコートされていない島を移植した動物よりも優れたより長期の血糖値の調整を呈することが予想される。
【０１７１】
（実施例１４）免疫抑制の有無にかかわらず、非カプセル化、マイクロカプセル化、またはナノコートした島を含むハイブリッドデバイスを移植した、または移植していない動物における血糖値の調整
実施例１０と同様に、動物対象（カニクイザル）を糖尿病にする。動物対象の４分の３に、実施例と同様にプランジャを備える本発明のデバイスを移植し、血管新生段階中の２週間回復させる。
【０１７２】
島は、実施例９と同様に単離する。デバイスの３分の１は、実施例１１と同様にマイクロカプセル化され、デバイスの３分の１は、実施例９と同様にナノコートされ、デバイスの３分の１は非カプセル化される。
【０１７３】
部分切開を行い、実施例９と同様に、デバイスを移植した動物対象のそれぞれに対して、プランジャをデバイスから除去する。注射器に接続される小カテーテルを使用して、ナノコートした島をデバイスの３分の１に配置し、マイクロカプセル化された島をデバイスの３分の１に配置し、非カプセル化された島をデバイスの３分の１に配置する。
【０１７４】
動物は、８つの群に分離される。
１．カプセル化なし、デバイスなし、免疫抑制なし
２．カプセル化なし、デバイスなし、免疫抑制
３．カプセル化なし、デバイス、免疫抑制なし
４．カプセル化なし、デバイス、免疫抑制
５．マイクロカプセル化、デバイス、免疫抑制なし
６．マイクロカプセル化、デバイス、免疫抑制
７．ナノコーティング、デバイス、免疫抑制なし
８．ナノコーティング、デバイス、免疫抑制
免疫抑制は、シロリムスおよびタクロリムスの形態で送達される。
【０１７５】
移植後、動物の血糖値を毎日監視する。ナノコートした島を移植した動物は、マイクロカプセル化または非カプセル化島を移植した動物よりも優れた血糖値の調整を呈することが予想される。さらに、血糖値の調整は、非ナノコート島またはナノコートした島単体を含むデバイスを移植した動物よりも、ナノコートした島を含むデバイスを移植した動物において優れ、より長期となることが予想される。さらに、非免疫抑制動物における血糖値の調整は、マイクロカプセル化された島を移植した動物よりも、ナノコートした島を移植した動物において優れ、より長期となることが予想される。
【０１７６】
（実施例１５）ナノコートしたヒト島を含むハイブリッドデバイスを移植したヒト患者の血糖値の調整
実施例９と同様に、単離およびナノコートした島を含む、本発明のデバイスを糖尿病のヒト患者に移植する。好ましくは、島は同種異系または同系である。
【０１７７】
移植後、患者の血糖値を毎日監視する。血糖値の調整は、デバイスの移植時に向上することが予想される。
【０１７８】
（実施例１６）ナノコートしたブタ島を含むハイブリッドデバイスを移植したヒト患者の血糖値の調整
実施例９と同様に、隣接する空間にプランジャを備える、本発明のデバイスを糖尿病のヒト患者に移植する。次いで、患者は、血管新生段階の２週間回復させる。
【０１７９】
島は、本質的に米国特許出願第１０／７６１，１８０号（米国特許公報第ＵＳ２００４／０１９５７１０として公開）に記載のとおり単離される。Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ溶液（Ｄｕｐｏｎｔ）を用いて、麻酔下にあるブタの膵臓をかん流し、次いで、膵切除によって除去する。膵管は、１ｍＭ  Ｔｒｏｌｏｘ（抗酸化剤）、１．５ｍｇ／ｍｌコラゲナーゼおよび１０，０００単位のＤＮＡｓｅ１を含有するＨＢＳＳを用いて拡張する。拡張された膵臓を、氷上で３０分間消化し、次いで、３７℃で２０分間培養する。次いで、膵臓を１分間手で振る。消化された組織は、メッシュでろ過され、ＣＭＲＬベースの培養媒体において低速度で遠心分離される。島細胞は、ＣＯＢＥ自動細胞分離器を用いて、Ｆｉｃｏｌｌ勾配で分離され、次いで、ストレプトマイシン／ペニシリン（１００ｍｌ培養媒体あたり）、１０ｍＭジメチルチオウレア、５ｍＭシチオロン、２ｍＭ  Ｌ−ＮＭＭＡ、および１０ｍＭ  ＧＳＨの５ｃｃの混合物を含有するＣＭＲＬベースの媒体中で１８〜２４時間培養する。
【０１８０】
部分切開を行い、実施例９と同様にプランジャをデバイスから除去する。注射器に接続される小カテーテルを使用して、単離、ナノコートした島をデバイスに配置し、外科的開口部を閉じる。
【０１８１】
移植後、患者の血糖値を毎日監視する。血糖値の調整は、デバイスの移植時に向上することが予想される。さらに、患者の全身的または局所化免疫抑制は、本発明の方法およびデバイスを使用することによって、低下させることができる。
【０１８２】
（実施例１７）  ＮＧＦ分泌細胞を含むハイブリッドデバイスを移植したアルツハイマー疾患患者における認知機能の向上
ＣＮＳに対する神経成長因子（ＮＧＦ）の送達は、アルツハイマー疾患患者における認知機能を向上すると考えられる。ＮＧＦ分泌細胞の移植は、長期治療利益を提供し得る。本発明の方法を通してナノコートされ、ポートを含むデバイスに装填された細胞は、周知の方法によって移植される細胞よりも長く生存し、すぐれた治療利益となることが予想される。
【０１８３】
ＢＨＫ細胞放出ヒトＮＧＦは、実施例９と同様にナノコートされる。ナノコートした細胞は、次いで、カテーテルを通して本発明のデバイスに装填される。デバイスは、対象の選択新皮質／海場領域において定位的に配置され、外科的開口部は、デバイスのポート周辺で閉鎖される。ポートは、外部ポンプまたは外部からアクセス可能なポンプである。免疫調節および／または生存促進因子は、ポートを通して、該因子をナノコートした細胞に送達する分配管に押し出され、移植細胞の生存を強化する。３〜４週間後に、患者は、（１）精神状態ミニテスト（Ｆｏｌｓｔｅｉｎら、Ｊ  Ｐｓｙｃｈｉａｔｒ  Ｒｅｓ  １２：１８９−１９８（１９７５））；（２）顔認識試験（Ｂａｃｋｍａｎら、Ｐｓｙｃｈｏｌ  Ａｇｉｎｇ  ６：４８９−４９２（１９９１））；（３）即時および遅延（３０分）を伴う空間記憶試験などの試験を通して、認知機能の向上について評価される。かかる試験における成績は、デバイスの移植時に向上することが予想される。
【０１８４】
本明細書で引用されるすべての刊行物および特許出願は、個々の各刊行物または特許出願が、具体的かつ個々に参照することによって組み込まれることが示されるかのように、参照することによって本明細書に組み込まれる。
【０１８５】
本発明は、現在最も実践的かつ好適な実施形態であると考えられるものに関連して説明されていることを理解されたい。本発明は、開示される実施形態に限定されないが、逆に、添付の請求項の精神および範囲内で、種々の修正および同等物配列を網羅することが意図される。例えば、代替構成では、前述のように、デバイスは、プランジャなしで、既に生体材料を含有している状態で移植することができ、メッシュとプランジャとの間の血管新生の第１段階を提供しないが、「スプリンクラーシステム」を使用して、例えば、栄養素および成長因子とともに移植生体材料を供給しながら、血管新生因子などの因子の送達を通して再血管新生に有利に働く。
【図１】
2010517621.tif 000003
【図２】
2010517621.tif 000004
【図３】
2010517621.tif 000005
【図４ａ】
2010517621.tif 000006
【図４ｂ】
2010517621.tif 000007
【図５ａ】
2010517621.tif 000008
【図５ｂ】
2010517621.tif 000009
【図６ａ】
2010517621.tif 000010
【図６ｂ】
2010517621.tif 000011
【図７ａ】
2010517621.tif 000012
【図７ｂ】
2010517621.tif 000013
【図８】
2010517621.tif 000014
【図９】
2010517621.tif 000015
【図１０】
2010517621.tif 000016
【図１１】
2010517621.tif 000017
【図１２】
2010517621.tif 000018
【図１３】
2010517621.tif 000019
【図１４】
2010517621.tif 000020
【図１５】
2010517621.tif 000021
【図１６】
2010517621.tif 000022
【図１７Ａ】
2010517621.tif 000023
【図１７Ｂ】
2010517621.tif 000024
【図１８】
2010517621.tif 000025
【図１９】
2010517621.tif 000026
【図２０】
2010517621.tif 000027
【図２１】
2010517621.tif 000028
【図２２】
2010517621.tif 000029
【図２３】
2010517621.tif 000030
【図２４】
2010517621.tif 000031
【図２５】
2010517621.tif 000032
【図２６】
2010517621.tif 000033
【図２７】
2010517621.tif 000034
【図２８Ａ】
2010517621.tif 000035
【図２８Ｂ】
2010517621.tif 000036
【図２９】
2010517621.tif 000037
【図３０】
2010517621.tif 000038
【図３１】
2010517621.tif 000039
【図３２】
2010517621.tif 000040
【図３３Ａ】
2010517621.tif 000041
【図３３Ｂ】
2010517621.tif 000042
【図３４Ａ】
2010517621.tif 000043
【図３４Ｂ】
2010517621.tif 000044
【手続補正書】
【提出日】平成21年10月1日(2009.10.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
本発明のこれらのおよび他の目的ならびに利点は、付随の図面に関連してなされる、本発明の現在好適な例示的実施形態の以下のさらなる発明を実施するための形態を検討することによって、より完全に理解および評価されるだろう。
したがって、本発明は、以下の項目を提供する：
（項目１）  移植生体材料を受容するためのデバイスであって、隣接する空間を画定する機械的保護表面と、このデバイスに移植される材料に媒体を局所送達するためのシステムと、を備える、デバイス。
（項目２）  上記システムは、流体または持続放出／徐放アセンブリを備える、項目１に記載のデバイス。
（項目３）  上記システムは、上記流体または持続放出／徐放アセンブリに動作可能に連結される、上記媒体用のポンプまたはリザーバをさらに備える、項目２に記載のデバイス。
（項目４）  上記システムは、上記隣接する空間内および／またはその周囲に媒体を分配するための少なくとも１つの微細穿孔媒体分配管をさらに備える、項目３に記載のデバイス。
（項目５）  上記デバイスの上記隣接する空間に沈着され、上記生体材料の沈着前に取りはずし可能である、プランジャ要素をさらに備える、項目１〜４のいずれかに記載のデバイス。
（項目６）  上記プランジャ要素の材料は、
（ａ）プラスチック材料、
（ｂ）Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）またはＧｏｒｅＴｅｘ（登録商標）、あるいは
（ｃ）血管由来であってもよい分解性生体適合性材料、
を含む、項目５に記載のデバイス。
（項目７）  上記隣接する空間は、上記機械的保護表面によって完全に包囲される、項目１〜５のいずれかに記載のデバイス。
（項目８）  上記隣接する空間は、上記機械的保護表面によって完全には包囲されない、項目１〜５のいずれかに記載のデバイス。
（項目９）  上記隣接する空間は、上記機械的保護表面を完全に囲繞する、項目１〜５のいずれかに記載のデバイス。
（項目１０）  上記隣接する空間は、上記機械的保護表面を完全には囲繞しない、項目１〜５のいずれかに記載のデバイス。
（項目１１）  上記ポンプまたはリザーバは、上記デバイスが患者に移植されると、外部にあるか、またはこの患者より外部からアクセス可能である、項目１〜５のいずれかに記載のデバイス。
（項目１２）  上記ポンプまたはリザーバは、患者の内部にある、項目１〜５のいずれかに記載のデバイス。
（項目１３）  上記デバイスは、患者からのこのデバイスの操作および／または回収を促進するように、さらにテザーを備える、項目１〜５のいずれかに記載のデバイス。
（項目１４）  上記デバイスは円筒形である、項目１〜５のいずれかに記載のデバイス。
（項目１５）  上記デバイスは、円筒形メッシュケージ、または円筒形メッシュケージのマトリクスもしくはアセンブリである、項目１４に記載のデバイス。
（項目１６）  上記デバイスは、非円筒形である、項目１〜５のいずれかに記載のデバイス。
（項目１７）  上記デバイスは、
（ａ）フラスコ形状、
（ｂ）コイル形状、
（ｃ）コイン形状、または
（ｄ）スポンジ様メッシュ、
である、項目１６に記載のデバイス。
（項目１８）  上記デバイスは、上記生体材料の沈着前に血管新生される、項目１４〜１７のいずれか１項に記載のデバイス。
（項目１９）  上記生体材料はカプセル化される、項目１４〜１８のいずれか１項に記載のデバイス。
（項目２０）  上記生体材料はナノコートされる、項目１４〜１９のいずれか１項に記載のデバイス。
（項目２１）  上記媒体は、１つ以上の免疫抑制／免疫調節剤を含む、項目１〜５のいずれかに記載のデバイス。
（項目２２）  上記媒体は、１つ以上の生存促進性因子（ｐｒｏ−ｓｕｒｖｉｖａｌ  ｆａｃｔｏｒ）を含む、項目１〜５のいずれかに記載のデバイス。
（項目２３）  上記因子が、血管新生薬、抗炎症薬、細胞保護／抗アポトーシス薬、耐性誘発剤（ｔｏｌｅｒａｎｃｅ  ｉｎｄｕｃｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）、免疫抑制剤、成長因子、ならびに、酸素生成、放出、および輸送増進産物（ｏｘｙｇｅｎ  ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ，ｒｅｌｅａｓｉｎｇ，  ａｎｄ  ｔｒａｎｓｐｏｒｔ−ｅｎｈａｎｃｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）のうちの１つ以上である、項目２１または２２に記載のデバイス。
（項目２４）  上記血管新生薬は、ＶＥＧＦを含む、項目２３に記載のデバイス。
（項目２５）  上記因子は、ｏＡＴＰ、抗ＴＮＦ‐α、リゾフィリン、インターロイキン−１０（ＩＬ−１Ｏ）、α１−抗トリプシン（ＡＡＴ）、ペントキシフィリン、コルチコステロイド、ＣＯＸ−２阻害剤、およびＴＧＦ−βから選択される抗炎症薬を含む、項目２３に記載のデバイス。
（項目２６）  上記抗炎症薬は、ｏＡＴＰであるか、またはｏＡＴＰを含む、項目２３に記載のデバイス。
（項目２７）  上記耐性誘発剤は、Ｐｏｗｅｒ−Ｍｉｘ、ＩＬ−１０、ＩＬ−１０融合体、共刺激遮断薬（ｃｏｓｔｉｍｕｌａｔｏｒｙ  ｂｌｏｃｋｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）、接着分子およびリンパ球へのシグナルの送達に関与する他の分子、ＥＢＮＡ様分子、ＩＬ３５−、ＩＬ−１２−、およびＩＬ１２−レセプタ標的化抗体およびアプタマー、抗ＩＬ−１７抗体、抗１７レセプタ抗体およびアプタマー、ならびに、抗ＩＬ−６抗体およびＩＬ−６レセプタ抗体およびアプタマーから選択される、１つ以上の薬剤を含む、項目２３に記載のデバイス。
（項目２８）  上記免疫抑制剤は、グルココルチコイド含む活性化シグナルの阻害剤、カルシニューリン阻害剤、プロテインキナーゼＣ阻害剤、増殖シグナルの阻害剤、ヌクレオチド合成の阻害剤、リンパ球移動の阻害剤、および細胞表面レセプタ活性化の阻害剤から選択される、１つ以上の薬剤を含む、項目２３に記載のデバイス。
（項目２９）  上記成長因子は、ＩＧＦ−Ｉ、ＩＧＦ−ＩＩ、ＩＮＧＡＰ、エキセンディン−４、ＧＬＰ−Ｉ、およびＨＧＦから選択される、１つ以上の薬剤を含む、項目２３に記載のデバイス。
（項目３０）  上記生体材料は、１つ以上の選択細胞型または組織を含む組成物を含む、項目１〜５のいずれかに記載のデバイス。
（項目３１）  上記生体材料は細胞性ではない、項目１〜５のいずれかに記載のデバイス。
（項目３２）  上記生体材料は、患者に移植されると治療効果を送達する能力があり、この治療効果は、血中インスリンまたはグルコースレベルの調節を含む、項目１〜５のいずれかに記載のデバイス。
（項目３３）  上記生体材料は、１つ以上の拡散性治療因子を提供することによって、１つ以上の治療効果を送達する、項目１〜５のいずれかに記載のデバイス。
（項目３４）  上記１つ以上の治療因子は、インスリン、グルカゴン、エリスロポエチン、第ＶＩＩＩ因子、第ＩＸ因子、ヘモグロビン、アルブミン、神経伝達物質、成長因子、疼痛阻害剤、ホルモン、免疫変調物質、神経修飾物質、リンフォカイン、サイトカイン、共同因子、抗体、酵素、およびアプタマーのうちの１つ以上を含む、項目３３に記載のデバイス。
（項目３５）  １つの因子は、ドーパミン、γ−アミノ酪酸（ＧＡＢＡ）、グルタミン酸、セロトニン、ノルエピネフリン、エピネフリン、およびアセチルコリンから選択される神経伝達物質である、項目３４に記載のデバイス。
（項目３６）  １つの因子は、神経成長因子（ＮＧＦ）、脳由来神経栄養因子（ＢＤＮＦ）、ニューロトロフィン−３（ＮＴ−３）、ニューロトロフィン−４／５（ＮＴ−４／５）、毛様体神経栄養因子（ＣＮＴＦ）、グリア細胞系由来神経栄養因子（ＧＤＮＦ）、コリン作動性分化因子／白血病阻害因子（ＣＤＦ／ＬＩＦ）、表皮成長因子（ＥＧＦ）、インスリン様成長因子（ＩＧＦ）、線維芽細胞成長因子（ＦＧＦ）、および血小板由来成長因子（ＰＤＧＦ）から選択される成長因子である、項目３４に記載のデバイス。
（項目３７）  上記１つ以上の因子は、Ｐ物質、カテコールアミン、ダイノルフィン、エンドルフィン、およびエンケファリンから選択される疼痛阻害物質である、項目３４に記載のデバイス。
（項目３８）  上記１つ以上の因子は、副甲状腺ホルモンおよび成長ホルモンから選択されるホルモンである、項目３４に記載のデバイス。
（項目３９）  上記１つ以上の因子は、顆粒球−マクロファージコロニー刺激因子（ＧＭ−ＣＳＦ）である、項目３４に記載のデバイス。
（項目４０）  上記１つ以上の因子は、インスリン調節活性を有する、項目３４に記載のデバイス。
（項目４１）  上記１つ以上の因子は、インスリン様活性を有する、項目３４に記載のデバイス。
（項目４２）  上記１つの因子はインスリンである、項目３４に記載のデバイス。
（項目４３）  上記１つの因子はインスリンの前駆体である、項目３４に記載のデバイス。
（項目４４）  上記１つの因子は、プロインスリン、プレプロインスリン、または開裂可能なインスリン前駆体である、項目３４に記載のデバイス。
（項目４５）  上記生体材料は、１つ以上の治療因子のアゴニスト、類似体、誘導体、キメラ、融合体、または断片を提供することによって、１つ以上の治療効果を送達する、項目１〜５のいずれかに記載のデバイス。
（項目４６）  上記生体材料は、インスリンのアゴニスト、類似体、誘導体、キメラ、融合体、または断片を提供することによって、１つ以上の治療効果を送達する、項目１〜５のいずれかに記載のデバイス。
（項目４７）  上記生体材料は、拡散性因子を分泌することなく治療効果を送達する、項目１〜５のいずれかに記載のデバイス。
（項目４８）  上記生体材料は、上記治療効果を活性化する酵素活性を含む、項目４７に記載のデバイス。
（項目４９）  上記生体材料は、有害物質を代謝、吸収、または隔離する、項目４７に記載のデバイス。
（項目５０）  上記治療効果は、生体材料に連結された因子に起因する、項目４７に記載のデバイス。
（項目５１）  上記治療効果は、細胞表面に連結された因子に起因する、項目４７に記載のデバイス。
（項目５２）  上記生体材料は、遺伝子改変されずに治療効果を送達する、項目１〜５のいずれかに記載のデバイス。
（項目５３）  上記生体材料は、治療効果を送達するように遺伝子操作される、項目１〜５のいずれかに記載のデバイス。
（項目５４）  上記生体材料は、遺伝子操作された細胞を含む、項目５３に記載のデバイス。
（項目５５）  上記生体材料は、自己、非相同、同系、同種異系、および異種細胞から選択される細胞型のうちの１つ以上を含む組成物である、項目１〜５のいずれかに記載のデバイス。
（項目５６）  上記生体材料は、哺乳類のものである、項目１〜５のいずれかに記載のデバイス。
（項目５７）  上記生体材料は、ヒト由来である、項目１〜５のいずれかに記載のデバイス。
（項目５８）  上記生体材料は非ヒト由来である、項目１〜５のいずれかに記載のデバイス。
（項目５９）  上記生体材料は、異種細胞を含む組成物である、項目１〜５のいずれかに記載のデバイス。
（項目６０）  上記生体材料は、ヒト死体ドナーに由来する細胞を含む、項目１〜５のいずれかに記載のデバイス。
（項目６１）  上記生体材料は、幹細胞に由来する細胞を含む、項目１〜５のいずれかに記載のデバイス。
（項目６２）  上記細胞は、臍帯血、羊水、月経血、胎盤、ホウォートンゼリー、および栄養膜細胞層のうちの１つ以上に由来する、項目６１に記載のデバイス。
（項目６３）  上記幹細胞は、胚由来である、項目６１に記載のデバイス。
（項目６４）  上記幹細胞は、成人由来である、項目６１に記載のデバイス。
（項目６５）  上記幹細胞は、全能性、多分化能性、または多能性である、項目６１に記載のデバイス。
（項目６６）  上記幹細胞は分化される、項目６１に記載のデバイス。
（項目６７）  上記生体材料は、島細胞、肝細胞、内分泌細胞、免疫系細胞、骨髄細胞、甲状腺細胞、肥満細胞、真皮細胞、神経系細胞、および皮膚細胞から選択される細胞型のうちの１つ以上を含む、項目１〜５のいずれかに記載のデバイス。
（項目６８）  上記生体材料は、膵島細胞を含む、項目１〜５のいずれかに記載のデバイス。
（項目６９）  上記生体材料は、寛容化細胞を含む、項目５４〜６８のいずれかに記載のデバイス。
（項目７０）  上記生体材料は、上記移植生体材料が上記治療効果を送達するのを助ける、ヘルパー細胞とともに移植される、項目１〜５のいずれかに記載のデバイス。
（項目７１）  上記ヘルパー細胞は、セルトリ細胞、間葉および骨髄由来細胞、調節性Ｔ細胞Ｔｒｅｇ、内皮前駆細胞、および幹細胞から成る群より選択される、１つ以上の細胞型を含む、項目７０に記載のデバイス。
（項目７２）  上記ヘルパー細胞は、セルトリ細胞を含む、項目７０に記載のデバイス。
（項目７３）  上記生体材料の一部または全体は、カプセル化される、項目１〜５のいずれかに記載のデバイス。
（項目７４）  上記生体材料の一部または全体は、生体適合性材料にカプセル化される、項目１〜５のいずれかに記載のデバイス。
（項目７５）  上記生体適合性材料は、ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）を含むか、またはそれから成る、項目７４に記載のデバイス。
（項目７６）  上記生体適合性材料はＢｉｏｄｒｉｔｉｎ（登録商標）を含むか、またはそれから成る、項目７４に記載のデバイス。
（項目７７）  上記生体適合性材料は、アルギン酸塩を含むか、またはそれから成る、項目７４に記載のデバイス。
（項目７８）  上記生体適合性材料は化学的に改変される、項目７４〜７７のいずれかに記載のデバイス。
（項目７９）  上記生体適合性マトリクス材料は、上記生体材料の定着、維持、または長期生存および機能を補助する因子を含む、項目７８に記載のデバイス。
（項目８０）  上記生体適合性マトリクス材料は、抗炎症性因子を含む、項目７８に記載のデバイス。
（項目８１）  少なくとも１つの抗炎症性因子は、ｏＡＴＰ、コルチコステロイド、リゾフィリン、インターロイキン−１レセプタアンタゴニストペプチド（ＩＲＡＰ）、インターロイキン−１０（ＩＬ−１０）、α１−抗トリプシン（ＡＡＴ）、ＴＧＦ−β、ＩＬ−Ｉに対する抗体、インターフェロン−γ、ＴＮＦ−α、抗組織因子、および補体阻害剤のうちの１つ以上を含む、項目８０に記載のデバイス。
（項目８２）  上記少なくとも１つの抗炎症性因子は、ｏＡＴＰを含む、項目８０に記載のデバイス。
（項目８３）  上記生体適合性材料は、細胞外マトリクス因子を含む、項目７８に記載のデバイス。
（項目８４）  上記細胞外マトリクス因子は、Ｉ型またはＩＶ型コラーゲン、ラミニン、フィブロネクチン、およびアルギニン−グリシン−アスパラギン酸ペプチドのうちの１つ以上を含む、項目８３に記載のデバイス。
（項目８５）  上記生体材料は、マクロカプセル化またはマイクロカプセル化される、項目７３に記載のデバイス。
（項目８６）  上記生体材料は、高圧酸素療法を受ける、項目３０または５４〜８５のいずれか１項に記載のデバイス。
（項目８７）  上記生体材料は、結合された押し出しカプセルにカプセル化される、項目７３に記載のデバイス。
（項目８８）  上記生体材料は、ナノカプセル化される、項目７３に記載のデバイス。
（項目８９）  上記生体材料は、ナノコートされる、項目８８に記載のデバイス。
（項目９０）  上記生体材料は、ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）、ポリ（ビニルアルコール）（ＰＶＡ）、ポリ（ビニルピロリドン）（ＰＶＰ）、ポリ（チロキサゾリン）（ＰＥＯＸ）、ポリ（アミノ酸）、多糖、およびタンパク質のうちの１つ以上でナノコートされる、項目８９に記載のデバイス。
（項目９１）  上記多糖は、アルギン酸塩、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、デキストラン、硫酸デキストラン、ヘパリン、ヘパリン硫酸、ヘパラン硫酸、キトサン、ジェランガム、キサンタンガム、グアーガム、水溶性セルロース誘導体、およびカラギーナンのうちの１つ以上を含む、項目９０に記載のデバイス。
（項目９２）  上記タンパク質は、ゼラチン、コラーゲン、およびアルブミンのうちの１つ以上を含む、項目９０に記載のデバイス。
（項目９３）  上記生体適合性マトリクス材料は、ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）、Ｂｉｏｄｒｉｔｉｎ（登録商標）、またはアルギン酸塩を含むか、またはそれから成る、項目８９に記載のデバイス。
（項目９４）  項目１〜９３のいずれか１項に記載のデバイスを移植する工程を含む、患者に生体材料を移植する方法。
（項目９５）  項目１〜５のいずれかに記載のデバイスを移植する工程を含む、患者に生体材料を移植する方法であって、この生体材料は、このデバイスが移植される外科手順の後に行われる外科手順において、このデバイス内に沈着される、方法。
（項目９６）  ２工程手順で患者に生体材料を移植する方法であって、（１）隣接する空間を画定する機械的保護表面と、流体または持続放出／徐放アセンブリを備える媒体を局所送達するためのシステムとを備え、この隣接する空間にプランジャ要素をさらに備える、デバイスを移植し、このデバイスのこの隣接する空間内および／またはその周囲に組織内方成長を可能にする工程と、（２）このプランジャ要素を除去し、このプランジャ要素によって空けられる空間内にこの生体材料を沈着させ、媒体をこの隣接する空間内および／またはその周囲に選択的に送達する工程と、を含む、方法。
（項目９７）  媒体の局所送達のための上記システムは、上記流体または持続放出／徐放アセンブリに動作可能に連結される、この媒体用のポンプまたはリザーバをさらに備える、項目９６に記載の方法。
（項目９８）  媒体の局所送達のための上記システムは、上記隣接する空間内および／またはその周囲に媒体を分配するための少なくとも１つの微小穿孔媒体分配管をさらに備える、項目９７に記載の方法。
（項目９９）  ２工程手順で生体材料を患者に移植する方法であって、（１）隣接する空間を画定する機械的保護表面と、流体または持続放出／徐放アセンブリを備える媒体の局所送達のためのシステムと、この流体または持続放出／徐放アセンブリに動作可能に連結される、この媒体用のポンプまたはリザーバとを備える、デバイスを移植する工程であって、媒体の局所送達のためのこのシステムは、加えて、この隣接する空間内および／またはその周囲に媒体を分配するための少なくとも１つの微小穿孔媒体分配管を備え、この隣接する空間にプランジャ要素をさらに備え、このデバイスのこの隣接する空間内および／またはその周囲の組織内方成長を可能にする、工程と、（２）このプランジャ要素を除去し、このプランジャ要素によって空けられる空間内にこの生体材料を沈着させ、媒体をこの隣接する空間内および／またはその周囲に選択的に送達する工程と、を含む、方法。
（項目１００）  項目１〜５のいずれかに記載のデバイスを移植する工程を含む、患者に生体材料を移植する方法であって、この生体材料は、このデバイスが移植される同じ外科手順中にこのデバイスに沈着される、方法。
（項目１０１）  １工程手順で生体材料を患者に移植する方法であって、隣接する空間を画定する機械的保護表面と、流体または持続放出／徐放アセンブリを備える媒体の局所送達のためのシステムとを備える、デバイスを移植する工程を含み、この隣接する空間は、この生体材料を含む、方法。
（項目１０２）  媒体の局所送達のための上記システムは、上記流体または持続放出／徐放アセンブリに動作可能に連結される、この媒体用のポンプまたはリザーバをさらに備える、項目１０１に記載の方法。
（項目１０３）  媒体の局所送達のための上記システムは、上記隣接する空間内および／またはその周囲に媒体を分配するための少なくとも１つの微小穿孔媒体分配管をさらに備える、項目１０２に記載の方法。
（項目１０４）  上記媒体は、免疫抑制および／または免疫調節因子を含む、項目９４〜１０３のいずれか１項に記載の方法。
（項目１０５）  上記免疫抑制および／または免疫調節因子は、移植片に対する患者の耐性を誘発する、項目１０４に記載の方法。
（項目１０６）  上記免疫抑制および／または免疫調節因子の送達は、上記患者における耐性の誘発後に低減される、項目１０５に記載の方法。
（項目１０７）  上記移植の位置は、大網内、皮下、腹腔内、筋肉内、または腎被膜下である、項目９６または１０１に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイスであって、以下：
a)移植されるカプセル化生体材料を受容するための隣接する空間を画定する機械的保護表面と、
ｂ）該デバイスに移植される材料に媒体を局所送達するためのシステムと、を備える、デバイス。
【請求項２】
前記生体材料は、ナノカプセル化される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記生体材料は、ナノコートされる、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記システムは、流体または持続放出／徐放アセンブリを備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項５】
前記システムは、前記流体または持続放出／徐放アセンブリに動作可能に連結される、前記媒体用のポンプまたはリザーバをさらに備える、請求項４に記載のデバイス。
【請求項６】
前記システムは、前記隣接する空間内および／またはその周囲に媒体を分配するための少なくとも１つの微細穿孔媒体分配管をさらに備える、請求項５に記載のデバイス。
【請求項７】
前記デバイスの前記隣接する空間に沈着され、前記生体材料の沈着前に取りはずし可能である、プランジャ要素をさらに備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項８】
前記デバイスは、前記生体材料の沈着前に血管新生される、請求項１〜７のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項９】
前記媒体は、１つ以上の生存促進性因子（ｐｒｏ−ｓｕｒｖｉｖａｌ  ｆａｃｔｏｒ）を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記因子が、血管新生薬、抗炎症薬、細胞保護／抗アポトーシス薬、耐性誘発剤（ｔｏｌｅｒａｎｃｅ  ｉｎｄｕｃｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）、免疫抑制剤、免疫調節剤、成長因子、ならびに、酸素生成、放出、および輸送増進産物（ｏｘｙｇｅｎ  ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ，ｒｅｌｅａｓｉｎｇ，  ａｎｄ  ｔｒａｎｓｐｏｒｔ−ｅｎｈａｎｃｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）のうちの１つ以上である、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記因子は、ｏＡＴＰであるか、またはｏＡＴＰを含む、請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記因子は、デキサメタゾンであるか、またはデキサメタゾンを含む、請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記因子は、持続放出／徐放特性による該因子の送達を提供するように製剤またはカプセル化される、請求項９〜１２のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記生体材料は、１つ以上の選択細胞型または組織を含む組成物を含む、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記生体材料は、膵島細胞を含む、請求項１４に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記生体材料は、前記移植生体材料が治療効果を送達するのを助ける、ヘルパー細胞とともに移植される、請求項１〜１５のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記ヘルパー細胞は、間葉細胞および調節性Ｔ細胞のうちの少なくとも１つを含む、請求項１６に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記隣接する空間は、生体適合性マトリクス材料を含み、該生体適合性マトリクス材料は、前記生体材料の定着、維持、または長期生存および機能を補助する因子を含む、請求項１〜１７のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記生体適合性マトリクス材料が、酸素生成、放出または輸送増進産物（ｏｘｙｇｅｎ  ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ，ｒｅｌｅａｓｉｎｇ，or  ｔｒａｎｓｐｏｒｔ−ｅｎｈａｎｃｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）および成長因子から選択される少なくとも１つの因子を含む、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれか１項に記載の移植可能なデバイスを備える、患者にカプセル化生体材料を移植するためのシステム。
【請求項２１】
前記移植の位置は、大網内、皮下、腹腔内、筋肉内、または腎被膜下である、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
患者にカプセル化生体材料を移植するためのシステムであって、該システムは：
a)移植されるカプセル化生体材料を受容するための隣接する空間を画定する機械的保護表面と、
ｂ）流体または持続放出／徐放アセンブリを備える、媒体の局所送達のために構成されたシステムとを備え、そして該隣接する空間にプランジャ要素をさらに備える移植可能なデバイスを備え、
該プランジャ要素は、除去されて、該プランジャ要素によって空けられる空間内に該カプセル化生体材料を沈着させることを可能にするように構成され、
該デバイスは、該デバイスの該隣接する空間内および／またはその周囲に組織内方成長を可能にするように構成され、そして
該デバイスは、媒体を該隣接する空間内および／またはその周囲に選択的に送達するように構成される、システム。
【請求項２３】
患者にカプセル化生体材料を移植するためのシステムであって、該システムは：
a)移植されるカプセル化生体材料を受容するための隣接する空間を画定する機械的保護表面と、
ｂ）流体または持続放出／徐放アセンブリを備える、デバイスに移植された材料へ媒体を局所送達するために構成されたシステムと、
を備えるデバイスを備える、システム。
【請求項２４】
前記隣接する空間が、生体適合性マトリクス材料を含み、該生体適合性マトリクス材料は、前記生体材料の定着、維持、または長期生存および機能を補助する因子を含む、請求項２２または２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記移植の位置は、大網内、皮下、腹腔内、筋肉内、または腎被膜下である、請求項２２または２３に記載のシステム。
【国際調査報告】
2010517621.tif 000045
2010517621.tif 000046
2010517621.tif 000047