179, 391,Leach等,2007年2月20日公開;美國專利號 7, 992, 725, Leach 等,2011 年 8 月 9 日公開;美國專利號 7, 806, 276, Leach 等,2010 年 10 月5日公開;和美國專利號8,048,297,Leach等,2011年11月1日公開。諸如GPS?血 小板濃縮系統(tǒng)的裝置市售獲自巴奧米特公司(美國印第安納州華沙),能用于分離脂肪細(xì) 胞。例如,可用于在步驟610和615分級分離BM的分離器和方法還描述于美國申請公開 號2006/0278588, Woodell-May, 2006年12月14日公開。根據(jù)各種實施方式,BMA可在步 驟610中置于分離器內(nèi)。一旦BM置于分離器內(nèi),選定部分的BM可在步驟615中與BM 分咼。
[0128] 一旦BMA置于分離器內(nèi),分離器在離心機(jī)中以約1,000-約8, 000RPM范圍旋轉(zhuǎn)。這 對分離器和BMA生成比正常重力高約65-約4500倍的力,如本領(lǐng)域通常所計算。在此力作 用下,BM樣品中密度較高的物質(zhì)被推向管底部。因此,分離器能用于從骨髓樣品移出有核 細(xì)胞。在各種實施方式中,濃縮BM的有核細(xì)胞濃度是BM中有核細(xì)胞濃度的至少2倍、至 少3倍、至少4倍、或至少5倍。
[0129] 從血凝塊獲得細(xì)胞因子細(xì)胞懸液
[0130] 在包括使用血液的其它實施方式中,含細(xì)胞因子生成細(xì)胞的液體可陷于血凝塊 內(nèi)。通過壓縮("擠壓")、血塊破碎或離心能從血凝塊產(chǎn)生細(xì)胞釋放物。通過聯(lián)合血或成 分血與凝血劑,血凝塊能用或未用抗凝劑且用或未用外源性凝血酶制備。合適的凝血劑包 括凝血酶(如牛、重組人、混和人或自體)、自體凝血蛋白和聚乙二醇。鈣可采用鈣鹽形式, 如氯化鈣。
[0131] 在一些實施方式中,所述凝血劑包括凝血蛋白。合適的凝血部分能通過如下方法 獲得:用鈣溶液(如溶于乙醇的氯化鈣)將全血或血漿加樣到血分離裝置;可選加熱全血 或血漿至少約20分鐘,溫度為至少約20°C ;和分離凝血部分。通過離心加熱的全血或血漿 可完成分離。合適的分離裝置作為Clotalyst?自體凝血酶收集系統(tǒng)(下文的"Clotalyst 系統(tǒng)")市售可得,由美國印第安納州華沙的巴奧米特公司銷售。
[0132] 用圖4的裝置400生成凝血劑的示例性過程起始于將含氯化鈣和乙醇的試劑經(jīng)第 一端口 410注入主室405。玻璃珠也置于主室405。注入試劑后,第一端口 410用第一替換 帽415密封。將帶抗凝劑的血液經(jīng)第二端口 420注入主室405。注入血液后,第二端口 420 用第二替換帽425密封。可選地,注射器和血分離裝置400預(yù)熱到約25°C的溫度。
[0133] 血組分分離裝置400的內(nèi)容物通過重復(fù)翻轉(zhuǎn)裝置400來混合,例如約12次,從而 使血液接觸玻璃珠。混合后,溫育裝置。溫育過程采用一定溫度和持續(xù)時間,從而允許裝置 400的內(nèi)容物在約25°C加熱約15分鐘。完成溫育階段后,紅細(xì)胞、血漿和玻璃珠的凝結(jié)團(tuán) 在主室405的第二末端406形成。完成溫育后,充分振蕩裝置400以去除和破壞任何可能 存在的凝膠。
[0134] 用非離心方法獲得細(xì)胞因子懸液
[0135] 如上所述,含白細(xì)胞的液體能通過非離心方法如培養(yǎng)獲得。如本文所示,"非離心 方法"包括從組織獲得含細(xì)胞因子生成細(xì)胞的組織部分的方法,而不采用離心。在一些實施 方式中,方法是"非重力的",其中基于密度以外的細(xì)胞物理、化學(xué)或物理化學(xué)性質(zhì),其中所 述部分的白細(xì)胞濃度高于組織中的白細(xì)胞濃度。特別地,這種非重力方法不同于白細(xì)胞部 分通過離心全血或其它組織而產(chǎn)生的方法。在一些實施方式中,所述非離心方法包括僅基 于密度以外的所述白細(xì)胞性質(zhì)的方法。非離心方法包括過濾、抗體結(jié)合和電泳法。
[0136] 例如,如上所討論,可通過過濾從全血、骨髓抽吸物或其它組織制備白細(xì)胞。獲自 血液、骨髓、脂肪組織或其它來源的白細(xì)胞和其它細(xì)胞因子生成細(xì)胞還能用本領(lǐng)域已知方 法培養(yǎng)。然后,所述細(xì)胞懸于合適介質(zhì)如血漿,從而維持其活力并促進(jìn)與固相提取材料混合 或其它接觸。含所述細(xì)胞的液體還可通過壓縮或破壞血凝塊來生成,如上所述。
[0137] 將細(xì)胞因子細(xì)胞懸液接觸提取材料并分離蛋白質(zhì)溶液
[0138] 進(jìn)一步參考圖1的示例過程,溫育細(xì)胞因子細(xì)胞懸液或另外與固相提取材料接觸 (步驟140)以生成含蛋白質(zhì)的液體。隨后,從固相提取材料分離此液體(步驟150),作為 本技術(shù)的蛋白質(zhì)溶液。不意在限制本技術(shù)的范圍、機(jī)制或功能,本文所用的固相提取材料濃 縮液體體積白細(xì)胞中的細(xì)胞因子或其它蛋白質(zhì),在一些實施方式中,可活化、刺激或另外增 加細(xì)胞因子生成,包括IL-lra。因此,在一些實施方式中,方法包括用固相提取材料活化細(xì) 胞因子細(xì)胞懸液。
[0139] 固相提取材料能包括提供特定表面積以接觸細(xì)胞的多種物質(zhì)。固相提取材料可以 是連續(xù)材料或不連續(xù),且包括多種單獨顆粒。例如,固相提取材料可采用多種珠、纖維、粉 末、多孔材料或容器表面形式,所述容器包括含所述細(xì)胞的液體。固相提取材料可包括具有 多種橫截面形狀的幾何體,如球形、橢圓形或多邊形等。固相提取材料還能包括類似海綿的 連續(xù)多孔網(wǎng)絡(luò),或能包括多種個體多孔顆粒。相較非多孔材料,固相提取材料還可因多孔而 提供更大的表面積。
[0140] 在一些實施方式中,固相提取材料包括具有大長寬比的顆粒,例如其中顆粒為針 樣形狀。固相提取材料還可形成為長纖維且可以是或采用類似玻璃棉的形式。
[0141] -些情況下,固相提取材料能包括保持細(xì)胞因子細(xì)胞懸液的容器內(nèi)壁。例如,固相 提取材料可包括含有細(xì)胞因子細(xì)胞懸液的注射器腔。其它容器包括管如離心管,或血液分 級分離裝置或濃縮器組件,如本文他處所述。
[0142] 固相提取材料是連續(xù)材料如多孔海綿樣材料時,該固相提取材料使用的量足以在 固相提取材料的孔或間隙內(nèi)吸收或吸附或納入基本完整液體體積的白細(xì)胞。固相提取材 料是不連續(xù)材料如多種顆粒時,該固相提取材料能與含所述細(xì)胞的液體聯(lián)合形成漿樣組合 物。從具有高固體部分的似膏體到具有低固體部分的易流動漿體,所述漿體的稠度可變,。
[0143] 固相提取材料能提供大表面積與細(xì)胞接觸。然而,一些情況下,固相提取材料能進(jìn) 一步處理以增加其表面積,例如通過物理或化學(xué)蝕刻或侵蝕固相提取材料表面。關(guān)于化學(xué) 侵蝕,根據(jù)材料性質(zhì),能采用腐蝕劑修飾固相提取材料表面。經(jīng)修飾表面可用堿或酸生成, 例如色磺酸(chromosulphonic acid),特別是約20% -約80%強(qiáng)度,優(yōu)選約50%色磺酸。 固相提取材料能用腐蝕劑溫育約5分鐘-約30分鐘以化學(xué)蝕刻表面并增加表面積。然后, 可洗滌固相提取材料去除腐蝕劑。例如,固相提取材料能包括保持細(xì)胞因子細(xì)胞懸液的容 器內(nèi)壁,其中內(nèi)壁蝕刻從而隨后增加接觸液體的表面積。
[0144] 多種聚合物、金屬、陶瓷和玻璃能用作固相提取材料。在一些實施方式中,固相提 取材料包括吸濕材料。合適固相提取材料的示例包括玻璃、礦物、聚合物、金屬和多糖。礦物 包括剛玉和石英。聚合物包括聚苯乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯和聚丙烯酰胺。金屬包 括鈦。多糖包括葡聚糖和瓊脂糖。優(yōu)選的固相提取材料包含聚丙烯酰胺或基本由其組成, 如下進(jìn)一步所述。
[0145] 例如,固相提取材料可包括玻璃的連續(xù)固相提取材料或多種玻璃顆粒、玻璃棉,金 屬如鈦的連續(xù)固相提取材料、多種金屬珠、金屬粉末,和其組合。金屬的連續(xù)固相提取材料 能包括塊狀或其它三維形狀,由帶開口細(xì)胞結(jié)構(gòu)的多孔金屬或金屬合金形成。固相提取材 料可包括多個珠或多種尺寸的顆粒,包含大致球形珠。珠包括聚苯乙烯珠、聚丙烯酰胺珠、 玻璃珠、金屬(如鈦)珠、或任何其它合適的珠。珠可以是適合容器和所用細(xì)胞因子懸液量 的任何尺寸。一些情況下,珠尺寸范圍可為約〇. 001毫米-約3毫米直徑。珠尺寸足夠小 時,所述珠看上去更像粉末。
[0146] 用作固相提取材料的聚丙烯酰胺珠能通過聚合丙烯酰胺單體而形成,使用本領(lǐng)域 已知的可控和標(biāo)準(zhǔn)操作以生成由聚丙烯酰胺凝膠形成的相對均勻珠。一般,聚丙烯酰胺通 過用合適雙功能交聯(lián)劑聚合丙烯酰胺來形成,最常見為Ν,Ν'-亞甲基雙丙烯酰胺(雙丙 烯酰胺)。凝膠聚合通常用過硫酸銨起始,通過加入催化劑如Ν,Ν,Ν',Ν' -四甲基乙二 胺(TEMED)來提高反應(yīng)速率。在各種實施方式中,聚丙烯酰胺珠包括0.5微摩爾羧基/毫 升珠,賦予輕微陰離子特性(負(fù)電荷)。所述珠通常還抗pH變化,且在許多水性和有機(jī)溶 液中穩(wěn)定。通過調(diào)整總丙烯酰胺濃度,聚丙烯酰胺凝膠可以廣泛范圍的孔徑形成。此外,聚 丙烯酰胺珠可以多種尺寸形成且能具有相對均勻的大小分布。珠尺寸范圍為數(shù)微米直徑到 數(shù)毫米直徑。例如,不同類型的Bio-Gel?聚丙烯酰胺凝膠珠(美國加利福尼亞州赫拉克勒 斯的伯樂公司(Bio-Rad Laboratories))的粒徑范圍是小于約45 μπι-約180 μπι。聚丙稀 酰胺珠還可獲自法國愛森(SNF Floerger)(美國喬治亞州Riceboro)、皮爾斯公司(Pierce Biotechnology, Inc.)(美國伊利諾伊州羅克福德)和聚合物公司(Polymers, Inc.)(美國 阿肯色州費耶特維爾)。
[0147] -旦聚合,聚丙烯酰胺珠可干燥并以粉末樣形式保存。干珠不溶于水,但再水合后 能顯著膨脹。再水合使聚丙烯酰胺珠恢復(fù)膠稠度,可為干燥狀態(tài)尺寸的約2-約3倍。因此, 干的聚丙烯酰胺珠(即使聚丙烯酰胺珠脫水)可用于吸收部分液體體積,包括小于珠孔徑 的溶質(zhì),且能用于濃縮IL-Ira和其它由白細(xì)胞生成的蛋白質(zhì)。例如,聯(lián)合干聚丙烯酰胺珠 與血液和/或富血小板血漿可通過白細(xì)胞激活I(lǐng)L-Ira生成,并且隨著干珠再水合和膨脹, 還降低總液體體積。
[0148] 不意在限制本技術(shù)的范圍、機(jī)制或功能,已發(fā)現(xiàn)與固相提取材料接觸的表面能激 活細(xì)胞,一些情況下,固相提取材料協(xié)助分離和濃縮所得蛋白質(zhì)溶液,所述溶液富含包括 IL-Ira在內(nèi)的細(xì)胞因子。例如,在多孔固相提取材料的情況中,含所述細(xì)胞的部分液體能進(jìn) 入孔并保留在其中。所述液體中的細(xì)胞可接觸此額外表面積。在一些實施方式中,孔過小 以至于細(xì)胞無法進(jìn)入,但部分液體能進(jìn)入孔。例如,液體能通過離心從固相提取材料和孔中 移除。
[0149] 固相提取材料優(yōu)選用本領(lǐng)域已知技術(shù)滅菌,以防止細(xì)胞因子細(xì)胞懸液污染。例如, 加熱和加壓滅菌法如高壓滅菌法可根據(jù)固相提取材料的具體組成來使用。能使用替代方法 如化學(xué)滅菌或輻照,其中固相提取材料可能受到高壓滅菌過程的不利影響。
[0150] 在一些實施方式中,所述細(xì)胞因子細(xì)胞懸液用固相提取材料溫育一段時間以有效 移出部分液體。溫育可在約30秒-約72小時階段內(nèi)完成且可在約20°C -約41°C溫度下 完成。例如,溫育可以是24小時或更少,10小時或更少,5小時或更少,2小時或更少,1小 時或更少,30分鐘或更少,15分鐘或更少,10分鐘或更少,5分鐘或更少,4分鐘或更少,3分 鐘或更少,2分鐘或更少。溫育可以是至少約15秒,至少約30秒,至少約1分鐘,至少約90 秒,至少約2分鐘,至少約10分鐘,或至少約30分鐘。在一些實施方式中,溫育是約1分 鐘-約3分鐘。在一些實施方式中,溫育在約37°C進(jìn)行。在一些實施方式中,所述液體不溫 育,但只在必須時與固相提取材料接觸以進(jìn)行后續(xù)處理。所述接觸可在周圍條件下進(jìn)行,例 如約20-25°C的溫度。
[0151] 在一些實施方式中,攪拌所述細(xì)胞因子細(xì)胞懸液和固相提取材料以在接觸期間 更充分混合這些組分。所述攪拌可通過翻轉(zhuǎn)、振蕩、搖動、攪拌或渦旋液體和固相提取材 料來完成。攪拌可增加液體內(nèi)細(xì)胞與固相提取材料的接觸。攪拌可進(jìn)行一次,重復(fù)多 次,定期重復(fù),或可連續(xù)。當(dāng)含所述細(xì)胞的液體用電磁場刺激時,還可攪拌該液體和固相 提取材料。涉及用聚丙烯酰胺珠和其它固相提取材料生成富含蛋白質(zhì)溶液的另外方面 和特征參見:美國專利申請公開號2009/0220482, Higgins等,2009年9月3日公開;美 國專利申請公開號2010/0055087, Higgins等,2010年3月4日公開;美國專利申請公 開 2011/0052561,Ho印pner, 2011 年 3 月 3 日公開;國際申請公開 2012/030593, Higgins 等,2012年3月8日公開;和美國專利申請公開2012/0172836, Higgins等,2012年7月5日 公開。本技術(shù)方面所用的組合物和方法還描述于和本公開同時提交的下列申請:美國專利 申請序列號13/841083Landrigan等;《用蛋白質(zhì)溶液治療炎癥性呼吸道疾病》(Treatment of Inflammatory Respiratory Disease Using Protein Solutions);美國專利申請序 列號13/83700, Woodell-May等;《治療炎癥性疾病的方法和非細(xì)胞組合物》(Methods and Acellular Compositions for Treating Inflammatory Disorders);美國專利申請序列 號 13/837480,0'Shaughnessey 等·《用蛋白質(zhì)溶液治療疼痛》(Treatment of Pain Using Protein Solutions);美國專利申請序列號13/839280, Leach等,《用非離心法從組織制 備細(xì)胞因子組合物的方法》(Methods for Making Cytokine Compositions from Tissue Using Non-Centrifugal Methods);美國專利申請序列號 13/840129,Matusuka 等,《用蛋 白質(zhì)溶液治療膠原缺陷》(Treatment of Collagen Defects Using Protein Solutions); 和美國專利申請序列號13/841103Landrigan等,《用蛋白質(zhì)溶液治療周圍血管疾病》 (Treatment of Peripheral Vascular Disease Using Protein Solutions);所有專利都 通過引用納入本文。
[0152] 含白細(xì)胞的液體與固相提取材料接觸可用合適容器或?qū)崿F(xiàn)接觸的其它裝置進(jìn) 行。接觸能在連續(xù)過程中進(jìn)行,其中液體流越過或穿過固相提取材料,或液體和固相提取 材料可包含于容器。如上所討論,所述容器能包括固相提取材料,或僅用作保持珠或其它 形式材料的容器。本技術(shù)所用的容器包括本領(lǐng)域已知的那些,如Plasmax? Plus血漿濃 縮器,市售獲自巴奧米特公司(美國印第安納州華沙),且可包括以下專利所述的那些裝 置和應(yīng)用方法:美國專利號7, 553, 413, Dorian等,2009年6月30日公開;和美國專利號 7, 694, 828, Swift 等,2010 年 4 月 13 日公開。
[0153] 這類裝置如圖3A和3B所示,用于與聚丙烯酰胺凝膠珠固相提取材料示例性應(yīng)用。 裝置300具有上室305和下室310。上室305具有端壁315,凝膠珠攪拌器325的攪拌器閥 桿320沿著其延伸。裝置300還具有沿著端壁315延伸并進(jìn)入上室305的入口 330。裝置 300還包括連通血漿濃縮物回路340的出口 335。上室305基底包括濾器345,其上表面支 撐干的濃縮聚丙烯酰胺珠350。
[0154] 使用中,含白細(xì)胞的液體355和可選的血小板經(jīng)入口 330注入上室305并與聚丙 烯酰胺珠350混合。流體355和聚丙烯酰胺珠350可通過旋轉(zhuǎn)攪拌器閥桿320和凝膠珠攪 拌器325來混合,以幫助混合流體355和聚丙烯酰胺珠350。然后,混合的流體355和聚丙 烯酰胺珠350在所需溫度下溫育所需時間。隨后,裝置300進(jìn)行離心,從而液體傳到下室 310,而聚丙烯酰胺珠350被濾器345保留,由此分離聚丙烯酰胺珠350與IL-Ira和其它蛋 白質(zhì)的所得溶液360,所述溶液收集于下室310。溶液360可經(jīng)出口 335從裝置移出。
[0155] 在一些實施方式中,蛋白質(zhì)溶液能以某一方法制備,其中含白細(xì)胞的液體從組織 中分離,隨后在連續(xù)過程中接觸固相提取材料。再次參考圖1,在一些實施方式中,分離 110、120、135和接觸140用單一設(shè)備進(jìn)行,本文稱為單一分離和濃縮裝置("S/C裝置")。 一個這種裝置參見美國專利申請序列號13/434, 245, 0' Connell,2012年3月29日提交。
[0156] S/C裝置包括分離區(qū)、第一濃縮區(qū)、第二濃縮區(qū)、浮標(biāo)系統(tǒng)、入口、止回閥、第一回收 端口和第二回收端口。圖5顯示S/C裝置500能從全血產(chǎn)生抗炎性細(xì)胞因子組合物。例 如,所述方法可起始于獲得一定體積的全血,其經(jīng)入口 510注射填入S/C裝置500的分離 區(qū)505。浮標(biāo)系統(tǒng)515位于分離區(qū)505內(nèi)。浮標(biāo)系統(tǒng)包括第一浮標(biāo)組件520、第二浮標(biāo)組 件525以及連接第一浮標(biāo)組件520與第二