KR100954987B1 - 조직 기재 치료를 위한 폐쇄된 자동화 시스템, 이를 이용한 투약 및 투여 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조직으로부터 형성된 적어도 두 개의 미세 기관 부분을 포함하는 미세 기관 구조로서, 상기 미세 기관 을 형성하는 조직으로부터 형성된 접합부에 의해 상기 적어도 두 개의 미세 기관 이 서로 연결됨을 특징으로 하는 미세 기관 구조에 관한 것이다.

미세 기관 , 생반응기, 형질전환, 유전자 변형, 이식

Description

조직 기재 치료를 위한 폐쇄된 자동화 시스템, 이를 이용한 투약 및 투여 방법 {CLOSED AUTOMATED SYSTEM FOR TISSUE BASED THERAPY, DOSING AND ADMINISTRATION OF USING SAME}

본원은 35 U.S.C. 119(e) 규정 하에 2001. 11. 5자로 출원된 미국 가출원 제 60/330,959 호 및 2002. 7. 8 자로 출원된 미국 가출원 제 60/393,746 호 및 제 60/393,745 호의 우선권을 주장하며, 상기 출원들의 모든 개시는 본원에 참조로 통합된다.

본 발명은 치료 조직을 기재로 한 미세기관(micro-organ)과 같은 조직 기재 미세기관에 관한 것이다.

치료제를 전달하기 위한 다양한 방법이 공지되어 있다. 예를 들면, 치료제는 경구, 경피, 흡입, 주사 및 서방형 저장에 의해 전달될 수 있다. 각각의 경우에 있어서, 전달 방법은 치료제가 적용되는 신체의 공정에 의해, 빈번한 투여 요구에 의하여, 및 이용될 수 있는 분자의 크기 상의 제한에 의하여 제한된다. 일부 방법에서, 치료제의 양은 투여에 따라 변화한다.

본 명세서는 치료제의 생산 및/또는 투여를 위한, 본원에서 TMO로 언급되는 치료 미세기관의 생산 및 이용을 위한 방법 및 장치를 기술한다.

일반적으로, 미세기관 및 치료적 미세기관의 생산 방법 및 용도가 미국특허 제 5,888,720 호, PCT/IL01/00979, EP 01 204 125.7 및 미국출원 제 09/589,736 호에 기재되어 있으며, 이들의 개시는 본원에 참조로 통합된다. 이들 문헌은 또한 종래 기술에 대한 리뷰를 포함하며, 이는 본원에서 반복하지 않는다. 이들 문헌은 또한 TMO의 가능한 용도 및 잠재적으로 생성될 수 있는 단백질 유형에 대한 정보를 포함한다.

Mitrani의 미국 특허 제 5,888,720 호 및 제 6,372,482 호, 및 미공개 미국특허출원 제 09/589,736 호, PCT/IL01/00979, 및 EP 01 204 125.7은 본원에 참조로 통합되며, 미세기관의 제조 및 유지, 및 유전적으로 변형된 미세기관의 제조 및 유지에 대한 정보를 제공한다. 미세기관의 유지를 위한 영양소 및 가스에 대한 정보 및 유전적 변형 가능성에 대한 정보를 포함한 일부 정보는 본 발명의 일부 양태에 적용될 수 있다. 본 발명은 일반적으로 미세기관 및 치료적 미세기관의 제조, 유지 및 이용에 대한 향상된 기술에 대한 것이므로, 상기 문헌들에 기재된 세부 사항은 반복하지 않는다.

일반적으로, 약은 도 1에 도시된 방법학을 이용하여 생성된다. 먼저 치료 모델을 소규모로 생산하고 효능을 테스트한다(10). 다음, 단백질일 수 있는 치료 분자의 대량 생산을 위한 방법학이 전개된다(12). 이들 분자는 분배되고(14), 저장된 다음(16), 환자 내로 주사(18) 또는 주입된다(20).

발명의 개요

미세기관 및 치료 미세기관의 생산 및 이용을 위한 방법 및 장치에 대하여 기술한다.

본원에 사용된 용어의 정의

본원에 사용된 용어 "외식편(explant)"은 대상의 하나 이상의 기관으로부터 제거된 생조직 부분을 의미한다.

본원에 사용된 용어 "미세기관(micro-organ)"은 적어도 일부의 생체내 상호작용을 유지하면서 세포 생존 및 기능에 도움이 되는 방식으로 제조된 외식편으로부터 유도된 조직 구조를 의미한다. 미세기관은 두 개 이상의 인접하는 조직 층으로 이루어지고, 그들이 유도된 기관 또는 기관들의 미세 구조를 유지하며, 적절한 영양소 및 가스의 세포로의 수동적 확산 및 세포 노폐물의 세포 밖으로의 확산을 가능케하여 세포 독성 및 불충분한 영양 및 노폐물의 축적에 수반하는 사망을 최소화한다.

본원에 사용된 용어 "공여체(donor)"는 그로부터 외식편이 제거되고 하나 이상의 미세기관을 형성하는데 이용되는 대상을 의미한다.

본원에 사용된 용어 "치료적 미세기관 (TMO)"은 단백질과 같은 치료제를 생산하도록 유전적으로 변형된 미세기관을 의미한다. 상기 치료제는 천연적인 신체 물질이거나 그렇지 않을 수도 있다.

본원에서 사용된 용어 "삽입(implantation)"은 하나 이상의 미세기관 또는 TMO의 수용체 내로의 도입을 의미하며, 상기 미세기관 또는 TMO는 상기 수용체의 조직 또는 다른 개체 또는 동물의 조직으로부터 유도된 것일 수 있다. 상기 미세기관 또는 TMO는 수용체의 피부 내로의 이식에 의하여, 피하 삽입에 의하여, 또는 수용체 내 기타 원하는 부위에 배치에 의하여 삽입될 수 있다.

본원에 사용된 용어 "수용체(recipient)"는 그 안으로 하나 이상의 미세기관 또는 TMO가 이식될 대상을 의미한다.

한편, 명확성 및 완전성을 위하여, TMO의 생산 및 이용의 모든 측면이 본 명세서에 기재되며, 본 발명의 예증적인 양태가 공정의 시작부터 끝까지 기재되나, 각각의 측면은 다른 방법학 및/또는 다른 측면을 수행하기 위한 장치와 함께 이용될 수 있으며, 일부 본원에 기술되지 않은 다른 목적을 위하여 사용될 수 있는 것으로 이해될 것이다. 본 발명은 TMO로의 변형을 위한 미세기관의 제조 및 유지에 대한 부분을 포함한다. 이러한 본 발명의 측면에 따라 생산된 미세기관은 TMO로의 변형 이외의 목적을 위해 이용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

일반적으로, TMO의 생산은 (1) 처리될 환자 또는 동물, 또는 동일 또는 상이한 유형의 다른 사람 또는 동물로부터 조직 샘플을 얻는 단계; (2) 상기 조직으로부터 생존가능한 미세기간 또는 미세기관 구조를 생산하는 단계; (3) 상기 미세기관을 유전적으로 변형하는 단계; 및(4) 바람직하게, 변형된 미세기관(TMO)에 의한 원하는 제제 (예컨대, 단백질)의 생산을 확인하는 단계를 포함한다. TMO의 이용은 환자 또는 동물의 체 내에서, 단백질과 같은 치료 물질의 생산을 포함한다. 예를 들면, TMO는 대상의 피부 상으로 삽입(implant) 또는 이식(graft)되어 생체 내에서 치료제를 생산할 수 있다. 다른 대상으로부터의 조직의 경우, 삽입은 임의로 수용체 면역 시스템에 의한 반응으로부터, 에컨대, TMO를 면역보호 캡슐 또는 시쓰(sheath) 내 하우징함으로써 보호된다. 예를 들면, TMO를 삽입 등 전에 캡슐 내 위치시킴으로써 막을 TMO를 둘러싸도록 배치할 수 있다. 상기 막은 영양소, 노폐물 및 치료제의 통과를 허용하기에 충분히 크나 면역 시스템의 세포를 통과시키지 않을 정도로 작은 크기의 기공 크기를 가져야 한다.

본 발명의 넓은 측면은 미세기관 제조를 위한 적절한 조직 샘플을 수확하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 예증적인 양태에서, 피부 조직을 TMO를 위한 기재로서 이용한다. 대안적으로, 조직은 폐, 장, 근육 또는 간 조직일 수 있따. 잠재적으로, 임의의 조직이 사용될 수 있다. 예컨대, 피부, 폐, 간과 같은 다양한 조직 유형이 미세기관 생산에 적합한 것으로 보여져 왔다. 수확된 조직은 생체검사(biopsy)와 같은 당업계에 공지된 임의의 조직 제거 수단에 의해 신체로부터 제거될 수 있다. 바람직하게, 수확 절차는 조직의 미세 구조를 손상하지 않고 유지시킨다.

본 발명의 한 예증적인 양태에서, 에컨대, 피부가 수확되는 조직인 경우, 조직 표면을 리프팅하고 피부 부분을 특정 깊이로 컷팅함으로써 조직 샘플을 수확한다. 상기 부분은 피부의 모든 원하는 층들을 포함하기에 충분히 두껍다. 임의로, 상기 원하는 층들은 표피 전체 및 그 아래의 진피 적어도 일부(피부의 전체 두께 이하 및 이를 포함하는)를 포함하며, 샘플이 채취되는 피부의 위치에 따라 0.3 내지 3mm에 상응한다. 사용되는 피부구조가 표피 및 일부 진피 (진피를 구성하는 모든 세포층, 매트릭스 및 기질 구조)를 포함하고, 이를 미세기관으로 가공할 때, 수확된 조직의 생존가능성은 삽입 후에 시험관내 및 생체내 모두에서 장기간 유지될 수 있다. 본원에서 사용된 용어 "컷" 및 "슬라이스"는 조직의 한 부분을 다른 부 분으로부터 날카로운 블레이드 또는 블레이드형 물건을 이용하여 분리함을 의미한다.

수확 후, 적절한 구조가 수확된 샘플로부터 시험관 내 생존 가능하도록, 바람직하게 재삽입 후 생체 내 생존 가능하도록 제조되어야 한다. 상기 샘플은 바람직하게 모든 생존 층들을 포함하며, 상기 샘플이 유지되는 매질로부터 상기 샘플의 모든 부분으로 영양소가 확산되고 노폐물이 임의의 제거를 위하여 (또는 상기 매질이 새로이 공급될 때) 상기 매질로 확산되기에 충분히 얇아야 한다. 외표면으로부터 각각의 세포까지의 거리는 바람직하게 100 내지 400μm이며, 보다 작거나 큰 거리 또한 생존가능하다. 사실상, 500, 600 또는 1000μm 의 거리도 일부 환경 하에서 성공적으로 이용될 수 있다. 물론, 슬라이스 자체들의 두께는 최대 거리의 두배이다.

본 명세서의 배경기술에 기재된 종래기술의 방법들은 컷팅 공정 중에 조직을 안정화하기 위한 수단을 제공하지 않으므로 제한적이다. 따라서, 이들 방법에 의해 얻어진 조직 슬라이스는 일반적으로 넓이 및 형태에 있어 균일하지 않다. 또한, 미세기관의 길이가 제한되고 단순한 평행 6면체 형태의 조각들만이 형성될 수 있으며, 이로 인하여 미세기관의 가공 및 이용이 어려워진다. 또한, 피부의 상피층은 질기고, 그 날카로운 모서리는 샘플이 슬라이싱되는 동안 샘플을 변형시키기 쉽다. 또한, 피부는 그것이 접촉하는 임의의 표면에 부착하려는 경향이 있어, 컷팅 공정을 더욱 복잡하게 한다.

본 발명의 일부 양태는 조직 샘플로부터 미세기관을 제조하는 것에 관한 것 이다. 본 발명의 예증적인 양태에 따라, 단순한 컷팅을 이용하기 보다는, 스탬핑 작용을 이용하는 지지체 상에서 피부 샘플에 대하여 구동되는 단일 어셈블리 내 복수의 컷팅 블레이드를 이용하여 수확된 피부 샘플을 미세기관으로 컷팅한다. 한 양태에서, 상기 블레이드는 두 셋트로 배열된다. 각각의 셋트의 블레이드는 다른 셋트의 블레이드와 얽혀지나, 블레이드의 길이를 따라 약간 어긋나게 배치(misalign)된다. 조직 샘플이 이러한 컷터를 이용하여 스탬핑될 때, 샘플의 교대 말단이 아코디온에서와 같이 부착된 채 남는다. 샘플을 꺼내면, 실질적으로 균일한 넓이와 두께 (피부 내로의 깊이)를 가진 긴 샘플이 생산된다. 본원에 기술된 바와 같이, 상기 샘플은 비교적 취급하기 용이하고, 큰 조직 부피를 가지며, 임의의 적절한 길이로 컷팅될 수 있다. 상기 샘플은 균일하므로, 각각의 섹션의 치료 물질의 가능성은 실질적으로 동일하며, 예컨대 대상 내 이식을 위하여, 필요한 샘플의 길이의 측정을 시험관 내 전체 샘플에 의한 치료 물질의 생산에 기초하여 행할 수 있다. 이러한 일반적인 공정은, 선상 구조 생산에 대하여 기술되었으나, 망상(mesh) 및 기타 유용한 미세기관 구조의 생산을 위해 변형될 수 있다.

상기 샘플을 상기 수단 또는 기타 수단에 의해 적절한 미세기관 구조로 형성한 후, 상기 미세기관을 임의로 유전적으로 변형한다. 임의의 종래 공지된 방법학을 조직의 유전적 변형을 위해 이용할 수 있다. 한 예증적인 방법은 유전자를 조직의 세포 내로 재조합 바이러스 벡터와 함께 삽입하는 것이다. 바이러스 벡터, 플라스미드 벡터, 선형 DNA 등 다수의 상이한 벡터를 이용하여 치료제를 인코딩하는 외생 핵산 분획을 표적 세포 및/또는 조직 내로 도입할 수 있다. 이들 벡터는 예컨대 감염, 형질도입, 트랜스펙션, 칼슘-포스페이트 중재 트랜스펙션, DEAE-덱스트란 중재 트랜스펙션, 일렉트로포레이션 (electroporation), 리포솜-중재 트랜스펙션, 바이오리스틱(biolistic) 유전자 전달, 융합유전자 및 음이온성 리포솜을 이용하는 리포솜유전자 전달(양이온성 리포솜 이용의 대안), 직접 주사, 수용체-중재 업테이크, 마그네토포레이션 (magnetoporation) 등 종래 공지된 임의의 방법을 이용하여 삽입할 수 있다. 상기 유전자 삽입은 벡터를 미섹관 근처로 도입하여 상기 벡터를 미세기관의 세포들과 반응할 수 있도록 함으로써 달성된다. 일단 외생 핵산 단편이 세포 내로 혼입되면, 핵산 분획에 의해 인코딩되는 치료제의 생산율을 정량할 수 있다.

상기한 바와 같이, 미세기관은 공정 중에 영양소 함유 용액과 접촉한다. 따라서, 상기 미세기관에 의해 생성되는 치료제는 상기 용액 내로 분비되며, 그 농도를 측정할 수 있다.

상기 유전적으로 변형 또는 변형되지 않은 미세기관은 몇몇 방법에 이용할 수 있다. 하나는 대상 내로 미세기관 (또는 생성된 전체 량의 일부)을 삽입하는 것이다. 본 발명의 중요한 예증적인 양태에서, TMO는 그것이 채취된 동일 대상 내 삽입된다. 예를 들면, 유전적으로 변형된 피부를 대상의 피부 밑에 삽입 또는 피부 상으로 이식할 수 있다. 동물 내 시험은 상기 삽입이 지속적으로 생체 내에서 상당한 시간 동안 치료제를 생산할 것임을 보여왔다.

대안적으로, TMO는 시험관 내 유지되고, 치료제는 TMO를 둘러싸는 상청액 매질 내 유지되건 또는 이로부터 분리되건 동일 또는 다른 대상에게 주입 또는 적용 될 수 있다.

대안적으로 또는 부가적으로, 상기 미세기관 또는 TMO는, 예컨대, 조직 샘플로부터 형성된 직후 또는 유전적 변형 후, 10% DMSO를 함유하는 DMEM 내 점진적 동결 (0℃, -20℃, -80℃, -196℃)과 같은 종래 공지된 방법에 의해 극저온 저장될 수 있다.

본 발명의 일부 양태에 의하면, 삽입되는 TMO의 양은 다음 중 하나 이상으로부터 결정된다:

유사 대상에 대한 일정한 가이드라인, 특정 임상적 프로토콜 또는 인구 통계학에 근거한, 대상에 일반적으로 투여되는 치료학적 단백질의 양에 상응하는 양.

대상이 주사 또는 다른 경로에 의해 사전에 치료학적 단백질을 투여받았을 경우, 동일 대상에 특이한 치료학적 단백질의 양에 상응하는 양.

체중, 연령, 물리적 컨디션, 임상 현상과 같은 대상의 데이터.

다른 유사 대상에게 TMO 투여로부터의 약리역학적 데이터.

그 대상에게 TMO 사전 투여에 대한 반응.

본 발명의 일부 양태에 의하면, 폐쇄 모듈의 장치를 이용하여 미세기관/TMO를 그것의 수확으로부터 삽입까지 운반, 지지 및 변형한다. 이상적으로, 전체 공정을 밀폐, 임의로, 살균 모듈을 이용하여, 살균, 조절된 환경 하에, 수동적인 미세기관/TMO의 취급없이, 미세기관/TMO의 전달을 수행한다.

본 발명의 한 양태에 의하면, 상기 모듈은 매칭 포트를 가져 모듈 사이에서 미세기관/TMO가 용이하게 전달되며 모듈이 공정의 수행을 용이하게 한다.

본 발명의 일부 양태에 의하면, 상기 모듈의 장치를 하나 이상의 일련의 도킹 스테이션 내로 적재하며, 여기서 공정을 수행하고/하거나 미세기관/TMO를 유지한다. 이 공정은 임의로 프로토콜에 따라 컴퓨터 조절된다.

본 발명의 일부 양태에 의하면, 생성된 TMO의 일부만이 주어진 처리 세션에 이용된다. 잔류 TMO 부분은 추후 사용을 위하여 유지 (또는 극저온 또는 기타 저장)된다.

본 발명의 일부 양태의 특징은, 다량의 미세기관이 함꼐 TMO로 가공된다는 것이다. 이로 인하여 TMO 분비의 측정이 보다 용이하고 정확하여 지며, 투여량 측정이 가능하게 된다.

따라서 본 발명의 예증적인 양태에 의하여, 조직 샘플을 대상으로부터 수확하는 방법이 제공된다.

상기 방법은 조직 샘플의 외부 표면을 실질적으로 평편한 표면에 부착하는 단계;

상기 표면을 상기 조직의 일부와 함께 리프팅하는 단계; 및

상기 부분의 표면 아래 소정의 거리에서 조직을 슬라이싱하여 조직 부분을 대상으로부터 분리하는 단계를 포함한다. 임의로, 상기 부착은 진공 흡입에 의해 제공된다. 대안적으로 또는 부가적으로, 상기 부착은 부착 표면을 상기 실질적으로 평편한 표면에 제공하는 단계를 포함한다.

본 발명의 예증적인 양태에서, 리프팅은 지지 요소를 평편한 표면의 연장 사이에 위치시켜 상기 부분의 표면이 둘러싸는 조직 표면 레벨 위 실질적으로 상기 소정의 거리에 의해 들려올려진다. 임의로, 상기 조직 표면으로부터 떨어진 지지 요소의 표면과 실질적으로 동일한 레벨에서 조직을 슬라이싱한다.

본 발명의 예증적인 양태에서, 상기 조직은 피부이고, 상기 조직 표면은 피부의 외부 표면이다. 임의로, 상기 소정의 거리는 0.3 내지 3mm이다. 임의로, 상기 거리는 0.5 내지 1.5mm이다.

본 발명의 예증적 양태에서, 수확된 조직의 크기는 3 내지 150 mm이다. 임의로, 최소 크기는 5 내지 20 mm이다. 대안적으로 또는 부가적으로, 최대 크기는 20 내지 60 mm이다.

본 발명의 예증적 양태에 의하여,

조직 표면을 그 표면에 부착시키도록 하는 조직 캐리어;

상기 조직 표면의 일부를 리프팅시키도록 하는 리프터; 및

상기 조직을 상기 표면 아래 조절된 거리에서 실질적으로 상기 표면에 평행하게 컷팅하도록 배치된 컷팅 블레이드를 포함하는 더모톰(dermotome)이 제공된다. 임의로, 상기 캐리어 표면은 홀을 가지도록 형성되며, 상기 홀에서 진공을 제공하는 진공 원을 추가로 포함하여, 부착을 제공한다. 대안적으로 또는 부가적으로, 상기 캐리어 표면은 점착성 표면이어서 부착을 제공한다.

본 발명의 예증적인 양태에서, 상기 컷팅 블레이드는 나란히 이동하면서 전진하여 슬라이싱 작용을 제공한다. 대안적으로 또는 부가적으로, 상기 컷팅 블레이드는 상기 컷팅 동안 상기 캐리어 표면으로부터 조절된 거리에 위치한다. 대안적으로 또는 부가적으로, 상기 컷팅 블레이드는 상기 컷팅 동안 상기 피부 표면으 로부터 조절된 거리에 위치한다. 임의로, 상기 더모톰은 상기 블레이드를 상기 조절된 거리에 세팅하는 가이드를 포함한다.

따라서 본 발명의 예증적인 양태에 의하여, 조직으로부터 형성된 적어도 두 개의 미세기관 부분을 포함하는 미세기관 구조로서, 상기 미세기관을 형성하는 조직으로부터 형성된 접합부에 의하여 상기 적어도 두 개의 미세기관이 서로 연결됨을 특징으로 하는 미세기관 구조가 제공된다. 임의로, 상기 미세기관을 형성하는 것과 동일한 조직으로부터 형성된 접합부를 경유하여 적어도 세 개의 미세기관이 서로 부착된다. 본 발명의 예증적 양태에서, 상기한 바와 같은 미세기관의 접합부로 형성된 미세기관 망상 구조로서, 복수의 접합부가 미세기관에 의해 상호연결되며, 적어도 하나의 미세기관이 그 말단에서 상기 접합부 중 하나에 부착되고 다른 말단에서 다른 접합부에 또한 부착됨을 특징으로 하는 미세기관 망상 구조가 제공된다.

본 발명의 예증적 양태에 의하면, 상호연결된 접합부를 가지는 구획된 선상 미세기관 구조로서, 상기 상호연결된 접합부 중 적어도 일부가 그에 연결된 두 개의 선상 미세기관을 가짐을 특징으로 하는 구획된 선상 미세기관 구조가 제공된다.

본 발명의 예증적 양태에 의하면, 상호 연결된 접합부를 가지는 구획된 선상 미세기관 구조로서, 상기 상호연결된 접합부중 적어도 일부가 그에 연결된 2개를 넘는 선상 미세기관을 가짐을 특징으로 하는 구획된 선상 미세기관 구조가 제공된다. 임의로, 각각의 상호연결된 접합부는 그에 연결된 네 개의 선상 미세기관 구조를 가진다. 임의로, 상기 선상 미세기관 구조 및 접합부는 망상 구조를 형성한 다.

본 발명의 예증적 양태에서, 상기 선상 미세기관 및 접합부는 한 줄의 교대하는 미세기관 및 접합부를 포함하는 초선상(super linear) 구조를 형성한다.

본 발명의 예증적 양태에서, 상기 미세기관은 다수의 조직층으로 이루어지며, 상기 접합부는 동일층을 포함한다. 임의로, 상기 접합부는 미세기관이다.

본 발명의 예증적 양태에서, 다수의 조직층으로 이루어지며, 상기 접합부가 미세기관 보다 적은 층을 포함하는 미세기관 구조가 제공된다.

본 발명의 예증적 양태에서, 미세기관은 조직으로서 인간 피부조직을 이용한다.

본 발명의 예증적 양태에 의하면, 컷팅에 의하여 다량의 조직으로부터 미세기관을 제조하기 위한 장치로서, 하기를 포함하는 장치가 제공된다:

a) 그들 각각의 길이 중 적어도 하나의 구획을 따라 서로 근접하고 평행하게 배치되며, 상기 구획을 따라 서로 대략 등거리로 유지되는 다수의 인접 컷팅 블레이드를, 상기 인접 컷팅 블레이드의 컷팅 모서리가 상기 구획을 따라 약 200 내지 약 2000μm의 슬라이스 거리에 의해 분리되도록 포함하는 컷팅 어레이; 및

b) 캐리어 상에 수용된 조직이 상기 컷팅 어레이에 대하여 가압될 때, 상기 조직이 상기 컷팅 블레이드에 의해 슬라이싱되도록, 조직 슬라이스를 수용하는 조직 샘플 캐리어. 임의로, 상기 장치는 하기를 포함한다:

블레이드의 컷팅 작용을 방해하지 않고 컷팅 블레이드의 평행 구획들 사이에 피팅되는 적어도 하나의 삽입물을 포함하는 제거 마스크. 임의로, 상기 적어도 하 나의 삽입물은 다수의 상기 삽입물을 포함한다. 임의로, 상기 다수의 삽입물은 함께 연결되어 상기 컷팅 블레이드 사이에 함께 삽입되거나 이로부터 함께 제거될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 상기 다수의 선상 삽입물은 그 말단에서 함께 부착되어 있다.

본 발명의 예증적 양태에서, 상기 장치는 상기 샘플 캐리어 및 상기 컷팅 어레이 사이에 압력을 가하기 위한 수단을 포함한다.

본 발명의 예증적 양태에서, 상기 컷팅 블레이드는 모두 동일한 길이를 가져 상기 조직 샘플로부터 다수의 선상 미세기관을 컷팅한다.

본 발명의 예증적 양태에서, 상기 컷팅 블레이드는 실질적으로 동일한 길이를 가지나, 서로 길이 방향으로 오프셋이어서, 그 교대 말단에서 접합 미세기관 구조에 의하여 인접하는 선상 미세기관에 연결된 다수의 선상 미세기관을 컷팅한다.

본 발명의 예증적 양태에서, 상기 컷팅 어레이는 소정의 간격에 의해 이격된 선상 블레이드 어레이 내에서 각각 말단 대 말단으로 배열된 적어도 세 개의 블레이드를 포함하며, 상기 선상 어레이는 나란히 배열되고, 하나의 어레이의 공간은 인접 어레이들의 스페이싱 사이에 위치한다. 임의로, 소정의 스페이싱은 상기 슬라이스 스페이싱의 0.5 내지 2 배이다.

본 발명의 예증적 양태에서, 상기 컷팅 블레이드는 모두 동일한 길이를 가지며 서로로부터 오프셋이 아니며, 상기 블레이드의 컷팅 모서리는 인접하는 블레이드의 교대 말단에서 남아있는 블레이드 모서리 아래에 위치하여, 상기 블레이드가 상기 조직의 전체 두께 미만의 두께를 가지는 접합부에 의해 연결된 조직으로부터 다수의 선상 미세기관을 컷팅한다.

본 발명의 예증적 양태에서, 상기 컷팅 블레이드는 모두 동일한 길이를 가지며 서로로부터 오프셋이 아니며, 상기 조직 홀더는 인접 블레이드의 교대 말단에 상응하는 부위에서 함몰을 가지도록 형성되어, 상기 블레이드가 조직의 전체 두께 미만의 두께를 가지는 접합부에 의해 연결된 조직으로부터 다수의 선상 미세기관을 컷팅한다.

본 발명의 예증적 양태에서, 상기 컷팅 어레이는 적어도 세 개의 블레이드를 포함하며, 상기 블레이드는 그 위에 주기적으로 이격된 상기 블레이드의 나머지 컷팅 표면 아래에 컷팅 모서리를 가지며, 상기 선상 어레이는 나란히 배열되고, 상기 하나의 블레이드의 낮은 컷팅 표면은 인접하는 블레이드의 낮춰진 컷팅 표면 사이에 위치하여, 조직 샘플의 두께 미만의 두께를 가지는 일련의 접합부가 낮춰진 컷팅 표면에서 형성된다.

본 발명의 예증적 양태에서, 상기 컷팅 어레이는 적어도 세 개의 블레이드를 포함하며, 상기 조직 캐리어는 상기 컷팅 블레이드의 부위에 상응하는 주기적으로 이격된 함몰의 복수 평행 어레이를 가지도록 형성되며, 하나의 어레이의 함몰은 인접 어레이의 함몰 사이에 위치하여, 조직 샘플의 두께 미만의 두께를 가지는 일련의 접합부가 상기 함몰에서 형성된다.

본 발명의 예증적 양태에서, 상기 블레이드는 상기 슬라이스 스페이싱에 의해 이격된 일련의 동심원으로서 배열되어, 고리 모양을 가지는 복수의 미세기관이 조직으로부터 생산된다.

본 발명의 예증적 양태에서, 상기한 바와 같은 블레이드는 상기 슬라이스 스페이싱에 의해 이격된 연속 나선 형태를 가져, 나선 형태의 미세기관이 생산된다.

본 발명의 예증적 양태에서, 상기 조직 캐리어는 진공에 의해 상기 조직을 수용한다. 대안적으로 또는 부가적으로, 상기 조직 캐리어는 상기 캐리어 표면에의 부착에 의해 상기 조직을 수용한다.

본 발명의 예증적 양태에 의하여, 하기 단계를 포함하는 컷팅에 의하여 조직으로부터 접근가능한 미세기관 또는 미세기관 구조를 생산하는 방법이 제공된다:

a) 이로부터 미세기관을 형성할 적절한 두께의 조직을 제공하는 단계;

b) 상기한 바와 같은 장치를 제공하는 단계;

c) 상기 조직을 상기 장치의 샘플 캐리어 상에 배치하는 단계;

d) 조직을 상기 캐리어 상에 상기 장치의 컷팅 블레이드와 접촉하도록 배치하는 단계; 및

e) 상기 조직을 상기 블레이드에 대하여 가압하여, 상기 조직의 적어도 일부가 그 두께를 통하여 컷팅시켜 적어도 하나의 미세기관 또는 미세기관 구조를 창출하는 단계.

본 발명의 예증적 양태에 의하면, 하기 단계를 포함하는 컷팅에 의하여 조직으로부터 접근가능한 미세기관 또는 미세기관 구조를 생산하는 방법이 제공된다:

a) 이로부터 미세기관을 형성할 적절한 두께의 조직을 제공하는 단계;

b) 상기한 바와 같은 장치를 상기 삽입물이 상기 블레이드들 사이에 위치하도록 제공하는 단계;

c) 상기 조직을 상기 장치의 조직 캐리어 상에 배치하는 단계;

d) 조직을 상기 캐리어 상에 상기 장치의 컷팅 블레이드와 접촉하도록 배치하는 단계;

e) 상기 조직을 상기 블레이드에 대하여 가압하여, 상기 조직의 적어도 일부를 그 두께를 통하여 컷킹하여, 적어도 하나의 미세기관 또는 미세기관 구조를 창출하는 단계; 및

f) 상기 컷팅 블레이드들 사이로부터 마스크를 제거하여 컷팅 블레이드 사이로부터 적어도 하나의 미세기관 또는 미세기관 구조를 제거함으로써, 상기 제거된 마스크의 표면 상에 컷팅된 미세기관을 배치하는 단계.

본 발명의 예증적 양태에 의하면, 가압은 원통형 드럼을 캐리어의 한 말에서 다른 말단으로 롤링하고, 조직을 롤링하면서 컷팅하는 단계를 포함한다.

본 발명의 예증적 양태에 의하면, 하기 단계를 포함하는 조직 샘플로부터 미세기관을 생산하는 방법이 제공된다:

두께 및 두께 방향에 수직인 넓이를 가지는 얇은 조직 샘플을 제공하는 단계; 및

상기 샘플을 적어도 그 일부 상에서 그 두께를 통하여 컷팅하여 2000μm 보다 작은 적어도 하나의 칫수 및 넓이의 최대 칫수 보다 큰 적어도 하나의 다른 칫수를 가지는 미세기관을 생산하는 단계. 임의로, 상기 컷팅은 스탬핑 작용을 포함한다. 대안적으로 또는 부가적으로, 상기 얇은 조직 샘플은 얇고 실질적으로 직사각형인 조직 샘플이며, 상기 컷팅은 실질적으로 한 말단에 평행한 일련의 실질적으 로 직선 컷 형태이며, 상기 컷팅은 유사 길이를 가지며 서로로부터 길이방향 오프셋이어서, 상기 컷의 교대 말단에서 교대 스트립 조직 사이에 상기 조직의 접합부를 남긴다. 임의로, 상기 방법은 형성된 컷 샘플을 언폴딩하여 상기 접합부에 의하여 연결된 조직 스트립을 포함하는 연장된 미세기관을 생산한다.

본 발명의 예증적 양태에서, 컷팅은 나선 형태로 한다. 임의로, 상기 방법은 상기 나선을 풀어 연장된 긴 미세기관을 제공하는 단계를 포함한다.

본 발명의 예증적 양태에서, 일련의 동심원 컷으로 조직을 컷팅한다.

본 발명의 예증적 양태에 의하면, 하기 단계를 포함하는 조직으로부터 미세기관을 생산하는 방법이 제공된다:

두께 및 두께 방향에 수직인 넓이를 가지는 얇은 조직 샘플을 제공하는 단계; 및

상기 샘플을 그 두께를 통하여 다수의 컷으로 동시에 컷팅하는 단계,

상기 컷은 상기 컷의 연장 방향에서의 열 내 형성되고, 각각의 열은 피치에 의해 이격되고 간격에 의해 분리된 다수의 이격된 컷을 가지며, 교대하는 열 내 컷은 컷 방향으로 오프셋이어서, 소정의 열의 간격이 인접 열의 컷 부위에 인접하도록 배치된다. 임의로, 상기 오프셋은 상기 피치의 대략 1/2이고, 각각의 열의 컷은 실질적으로 인접 열의 간격에 집중된다. 대안적으로 또는 부가적으로, 인접 컷 사이의 거리는 200 내지 2000μm이다. 임의로, 상기 거리는 500 내지 1500μm이다.

본 발명의 예증적 양태에서, 인접 컷 사이의 거리는 인접 열 사이의 거리의 1/5 내지 5 배이다. 대안적으로 또는 부가적으로, 인접 컷 사이의 거리는 인접 열 사이의 거리의 1/2 내지 2배이다.

본 발명의 예증적 양태에서, 상기 간격은 인접 열 사이의 거리와 대략 동일하다.

본 발명의 예증적 양태에서, 상기 방법은 상기 컷팅된 조직 샘플을 스트레칭하여 망상을 형성하도록 하는 단계를 포함한다.

본 발명의 예증적 양태에서, 상기 얇은 조직 샘플은 적어도 표피의 기저층 및 진피 일부를 포함하는 피부 조직이다. 임의로, 상기 조직 샘플은 표피 전체를 포함한다. 대안적으로 또는 부가적으로, 상기 조직 샘플은 각질층을 포함한다. 대안적으로 또는 부가적으로, 상기 조직 샘플은 대부분 진피를 포함한다. 대안적으로 또는 부가적으로, 상기 샘플은 실질적으로 표피 전체를 포함한다.

본 발명의 예증적 양태에서, 상기 얇은 조직 샘플은 0.3 내지 3 mm 두께를 가진다. 임의로 상기 조직 샘플의 두께는 0.5 내지 1.5 mm이다.

본 발명의 예증적 양태에서, 상기 컷 사이의 거리는 200 내지 2000μm이다. 임의로 상기 거리는 500 내지 1500μm이다.

본 발명의 예증적 양태에서, 상기 블레이드의 길이 대 상기 블레이드 사이의 간격의 비는 1:1 내지 100:1이다.

본 발명의 예증적 양태에 의하여, 미세기관의 유지 및 임의의 유전적 변형 공정 또는 수송 중에 생반응기(bioreactor) 내에 미세기관을 수용하기 위한 정착물(fixture)이 제공되며, 이는 하기를 포함한다:

그 위에 미세기관이 장착되는 하나 이상의 구멍을 가지는 홀더; 및

다수의 미세기관 고정 요소로서, 상기 요소는 상기 미세기관을 상기 하나 이상의 구멍에 대하여 병렬로 수용하여, 상기 미세기관의 70% 이상의 양면이 노출된다. 임의로, 상기 미세기관의 양면의 80% 이상이 노출된다. 임의로, 상기 미세기관의 양면의 90% 이상이 노출된다.

본 발명의 예증적 양태에서, 상기 미세기관은 망상 구조를 가지며, 상기 고정 요소는 상기 망상을 상기 망상 및 상기 구멍 주위에서 맞물리도록 하는 요소를 포함한다. 임의로, 상기 솔더는 부분적으로 또는 전체적으로 스트레칭된 망 내 구멍을 통하여 배치된 핀 또는 로드를 포함하여, 사익 구멍 상에서 망상을 고정한다.

본 발명의 예증적 양태에서, 상기 미세기관은 망상 구조를 가지며, 상기 고정 요소는 상기 망를 그 비-미세기관 주위에서 맞물리도록 하는 요소를 포함한다. 임의로, 상기 홀더는 상기 비-미세기관 주위에서 구멍을 통하여 배치되거나 관통하는 핀 또는 로드를 포함하여, 상기 구멍 상에서 망를 고정한다.

본 발명의 예증적 양태에서, 상기 홀더는 상기 구멍을 포함하는 원주 슬롯을 가지도록 형성되는 고리이다.

본 발명의 예증적 양태에서, 상기 슬롯은 300 내지 2000μm 축 크기를 가진다. 임의로, 상기 슬롯은 500μm 보다 큰 축 크기를 가진다. 임의로, 상기 슬롯은 1mm 이상의 축 크기를 가진다.

본 발명의 예증적 양태에서, 상기 고정 요소는 고리의 원주를 따라 배치되고 상기 원주를 따라 그 길이로 배향된 긴 미세기관을 수용하여, 상기 고정 요소들 사 이에서, 미세기관이 노출된다.

본 발명의 예증적 양태에 의하면, 하기 단계를 포함하는 미세기관의 유지 및 임의의 유전적 변형 공정 및 수송 동안에 미세기관을 수용하는 방법이 제공된다:

적어도 두 개의 미세기관 고정 요소를 가지는 수용 정착물을 제공하는 단계;

상기 미세기관을 상기 고정 요소내에 고정하여, 상기 미세기관의 적어도 표면이 상기 요소 사이에 삽입되고 양면에서 노출되도록 하는 단계.

본 발명의 예증적 양태에 의하면, 환자 내로 삽입될 치료적 미세기관의 양의 측정 방법이 제공되며, 상기 방법은 하기 단계를 포함한다:

시험관내 미세기관의 양에 의하여 치료제의 분비 레벨을 측정하는 단계;

시험관내 치료제 분비 및 생체내 치료제의 혈청 레벨 사이의 관계를 평가하는 단계; 및

삽입된 치료적 미세기관의 양을, 상기 평가된 관계 및 상기 측정된 분비 레벨에 근거하여 측정하는 단계. 임의로, 상기 관계는 하기 요소 군으로부터 선택되는 하나 이상의 요소에 근거하여 평가한다:

a) 체중, 연령, 물리적 상태, 임상적 상황과 같은 대상 데이터;

b) 기타 유사 대상에게의 사전 TMO 투여로부터의 약리역학적 데이터; 및

c) 그 대상에게의 사전 TMO 투여로부터의 약리역학적 데이터.

임의로, 상기 관계는 상기 요소 중 적어도 두 개에 근거하여 평가한다. 임의로, 상기 관계는 상기 요소 중 세개에 근거한다.

본 발명의 예증적 양태에서, 환자내 삽입된 치료 미세기관의 양의 측정은 하 기 중 하나 또는 이들 모두에 근거한다:

유사 대상에 대한 일정한 가이드라인, 특정 임상학적 프로토콜 또는 인구 통게학에 근거한 대상에게 통상 투여되는 치료 단백질의 양에 상응하는 양.

대상이 주사 또는 기타 투여 경로로 사전에 치료 제제를 투여받은 경우, 동일 대상에 특이적인 치료제의 양에 상응하는 양.

본 발명의 예증적인 양태에서, 상기 방법은 측정된 양에 따라 삽입을 위한 치료적 미세기관을 제조하는 단계를 포함한다.

본 발명의 예증적 양태에 의하여, 하기를 포함하는 환자내 미세기관 삽입 방법이 제공된다:

피부 표면의 공지 배향을 가지는 미세기관을 제조하는 단계;

환자의 피부 내 슬릿을 형성하는 단계; 및

피부와 동일한 배향에 상응하는 배향으로 상기 슬릿 내 미세기관을 삽입하는 단계. 임의로, 소정의 크기 및 형태의 슬릿을 형성한다. 부가적으로 또는 대안적으로, 상기 미세기관은 피부 조직 미세기관이다.

본 발명의 예증적 양태에서, 삽입은 하기를 포함한다:

미세기관을 슬릿 내 배치하여, 피부 표면 및 상응하는 미세기관의 표면이 실질적으로 동일 레벨로 있도록 하는 단계. 임의로, 상기 방법은 상기 컷을 상기 레벨로 미세기관과 함께 일정 장소에서 밀폐시켜 상기 미세기관을 일정 장소에 수용하는 단계를 포함한다.

본 발명의 예증적 양태에서, 상기 미세기관은 치료제제를 분비하는 유전적으 로 변형된 치료적 미세기관이다.

본 발명의 예증적 양태에서, 하기 단계를 포함하는 환자내 미세기관 삽입 방법이 제공된다:

조직 표면에 구멍을 내는 단계;

상기 구멍으로부터 피부 표면 바로 밑에 카테터를 전진시키는 단계;

알려진 부위에서 그에 부착된 미세기관을 가지는 연장된 캐리어를 상기 카테터를 통하여 삽입하여, 상기 캐리어를 조직 표면에 존재하도록 하는 단계;

상기 미세기관이 상기 조직 표면 아래 카테터 내 알려진 부위에 있도록 상기 캐리어를 배치하는 단계; 및

상기 미세기관을 부위에 수용하면서 상기 카테터를 제거하는 단계. 임의로, 상기 미세기관은 치료 제제를 분비하는 유전적으로 변형된 치료 미세기관이다.

본 발명의 예증적 양태에 의하면, 하기 단계를 포함하는 대상 내 삽입된 치료 미세기관에 의해 생산되는 치료 제제의 투여량을 조절하고 치료 제제를 분비하는 방법에 제공된다:

a) 대상 내 치료제제의 레벨을 모니터링하는 단계;

b) 제제의 레벨을 원하는 레벨과 비교하는 단계;

c) 상기 레벨이 최소 레벨보다 낮으면, 부가적인 치료 미세기관을 삽입하는 단계; 및

d) 상기 레벨이 최대 레벨보다 높으면, 삽입된 미세기관의 일부를 불활성화 또는 제거하는 단계. 임의로, 상기 방법은 (a)-(d) 단계를 반복하는 단계를 포함 한다. 대안적으로 또는 부가적으로, 불활성화 또는 제거는 삽입된 미세기관의 일부를 제거하는 것으로 이루어진다. 임의로, 제거는 수술에 의한 제거를 포함한다. 대안적으로 또는 부가적으로, 불활성화 또는 제거는 불활성화를 포함한다. 임의로, 불활성화는 삽입된 미세기관의 일부를 킬링함을 포함한다. 임의로, 불활성화는 삽입된 미세기관의 일부를 제거(ablating)함을 포함한다.

본 발명의 예증적 양태에 의하여, 하기를 포함하는 미세기관 가공 시스템이 제공된다:

각각 조직 샘플로부터 상기 미세기관을 생산하는 공정의 일부 또는 전부를 수행하는 다수의 작동 모듈; 및

상기 조직 샘플 또는 미세기관을 공정 내에서 모듈 내 포트를 경유하여 상기 모듈로부터 조직 샘플의 제거 없이 하나의 모듈로부터 다음 모듈로 전달하기 위한 수단. 임의로, 상기 모듈의 하나는 조직에 대하여 가압되고 조절된 두께의 조직 슬라이스 표면을 수확하는 조직 수확기 모듈이다. 임의로 상기 수확기는 조절된 넓이 및 길이의 조직의 슬라이스를 수확한다. 대안적으로 또는 부가적으로, 상기 모듈 중 하나는 미세기관 모듈이며, 여기서 상기 조직 샘플이 하나 이상의 미세기관으로 컷팅된다. 임의로, 상기 조직 샘플은 샘플 캐리어 상에 수용되고 상기 캐리어 상에 수용된 채 캐리어 상으로 스탬핑되어 미세기관을 형성한다.

본 발명의 예증적 양태에서, 상기 모듈 중 하나는 미세기관 모듈이며, 여기서 조직 샘플이 하나 이상의 미세기관으로 컷팅된다.

본 발명의 예증적 양태에서, 상기 조적인 구불구불한 컷이어서, 형성된 미세 기관은 펼쳐지지 않은 아코디온 형태를 가진다.

본 발명의 예증적 양태에서, 상기 미세기관은 추가의 모듈로 이송되어, 상기 미세기관을 조직 샘플보다 긴 길이를 가지는 긴 초선상으로 전개시킨다. 임의로, 상기 미세기관의 리딩 모서리를 추가 모듈로 이송하여, 전개된 미세기관을 그 안의 홀더 상으로 이송한다. 임의로, 상기 홀더는 미세기관과 표면이 제한된 부분에 걸쳐 접촉하도록 미세기관을 수용한다. 임의로, 상기 부분은 미세기관의 10% 미만이다. 임의로, 상기 부분은 미세기관의 5% 미만이다.

본 발명의 예증적 양태에서, 상기 추가적인 모듈은 영양소를 위한 입구 및 노폐물을 위한 출구에 피팅되어, 미세기관이 그 안에 유지될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 추가의 모듈은 형질도입 제제를 공급하기 위한 입구에 피팅되어, 미세기관이 그 안에서 유전적으로 변형될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 상기 추가 모듈은 그 안의 유체를 샘플링하기 위한 샘플링 출구에 피팅된다. 대안적으로 또는 부가적으로, 상기 추가 모듈은 미세기관을 하나 이상의 적은 조각으로 컷팅하는 컷팅 장치에 피팅된다.

본 발명의 예증적 양태에서, 상기 시스템은 상기 추가 모듈 내 포트를 통과하는 암을 가지며 수송 모듈을 포함하며, 상기 수송 모듈로의 전달을 위하여 미세기관 의 적어도 선택된 일부를 제거한다.

본 발명의 예증적 양태에서, 상기 모듈은 매칭 포트를 구비하며, 물질이 이들 사이에서 외부 환경에 노출되지 않고 이송될 수 있도록 메커니즘을 연결한다. 대안적으로 또는 부가적으로, 상기 모듈은 조직 샘플의 도입으로부터 살균 조건 하 에 공정을 수행한다.

본 발명의 예증적 양태에 의하여, 하기를 포함하는 미세기관의 유지 및 임의의 유전적 변형의 조절을 위한 미세기관 가공 스페이션이 제공된다:

모듈 또는 다수의 연결된 모듈들을 도킹하기 위한 적어도 하나의 포트;

하나 이상의 유체 및 노페물의 흐름을 상기 모듈 중 적어도 하나에서 및 그로부터 조절하도록 작동하는 유체 조절 시스템; 및

모티브 파워를 상기 모듈 중 적어도 일부 내에 요소에 제공하도록 작동하는 파워 조절 시스템. 임의로, 상기 스테이션은 적어도 하나의 모듈 내 물질을 수용하기 위하여 조절된 진공을 상기 모듈 중 적어도 하나에 제공하도록 작동하는 진공 조절 시스템을 포함한다. 임의로, 상기 유체 조절 시스템은 하나의 모듀 내에서 미세기관의 유전적 변형을 야기하는 적어도 하나의 물질의 도입을 조절하도록 작동한다.

본 발명의 한 예증적 양태에서, 상기 스테이션은 적어도 한 모듈로부터 유체를 샘플링하기 위한 샘플링 메커니즘을 포함한다. 대안적으로 또는 부가적으로, 상기 스페이션은 글루코스, 락테이트, 용존 산소, 용존 이산화탄소, 암모니아, 글루타민, pH, 오염물질 또는 분비된 치료제제를 포함하는 하나 이상의 공정 패러미터에 대하여 유체를 분석하기 위한 분석기를 포함한다. 임의로, 상기 분석기는 상기 유체를 미세기관에 의해 분비된 치료 제제에 대하여 분석한다.

본 발명의 예증적 양태에서, 상기 스테이션은 치료 제제의 양을 모니터링하고 미세기관이 삽입에 적절할 때 표시를 제공하는 컨트롤러를 포함한다. 임의로, 상기 스테이션은 미세기관의 유전적 변형을 증진하기 위한 수단을 포함한다. 임의로, 상기 증진 수단은 기계적 또는 음향 진동을 포함한다.

본 발명의 예증적 양태에서, 상기 파워 조절 시스템은 조직의 하나 이상의 미세기관으로의 컷팅을 조절한다.

이하 본원 발명의 예증적이고 비-제한적인 양태에 대하여 첨부 도면을 참조로 하여 기술한다. 도면에서, 하나 이상의 도면에서 나타나는 동일 및 유사한 구조, 요소 또는 부분은 일반적으로 동일 또는 유사 도면 부호로 표시한다. 도면에 도시된 성분 및 특징들의 규모는 편의 및 제시의 명확성을 위하여 선택된 것이며 반드시 그 규모일 필요는 없다. 첨부 도면은 이하와 같다:

도 1은 약제의 생산 및 이용을 위한 예증적인 종래기술의 제약학적 패러다임에 대한 개략도이다.

도 2는 본 발명의 양태에 따라 유전적으로 변형된 미세기관 (TMO)을 생산 및 이용하는 예증적인 방법학에 대한 개략적 블록 다이어그램이다.

도 3a 및 3b는 본 발명의 양태에 따라 대상으로부터 피부 샘플을 수확하는 예증적인 방법을 도시한다.

도 4(A)-(D)는 본 발명의 예증적인 양태에 따라, 도 3에 도시된 방법을 이용하여 수확된 것과 같은 조직 샘플, 예컨대 피부 조직 샘플로부터 미세기관을 생산하기 위한 예증적인 장치를 도시한다.

도 5(A)-(B)는 본 발명의 예증적 양태에서, 도 3에 도시된 방법을 이용하여 수확된 것과 같은 조직 샘플, 예컨대 피부 조직 샘플로부터 미세기관을 생산하기 위한 예증적인 블레이드 구조, 및 결과 생성되는 미세기관을 도시한다.

도 6(A)-(C)는 본 발명의 예증적 양태에 의한 망상 미세기관 구조를 도시한다.

도 7은 본 발명의 예증적 양태에 의한, 망상 미세기관이 이로부터 형성될 수 있도록 하는 방식의 피부 샘플 컷을 도시한다.

도 8은 본 발명의 양태에 의한, 도 7의 패턴을 컷팅하기 위한 도구를 도시한다.

도 9a 및 9b는 본 발명의 양태에 따라, 미세기관의 수송, 유지 및 유전전 변형 중 하나 이상 동안에 초선상 및 망상 패터닝된 미세기관을 수용하기 위한 정착물의 구조를 개략적으로 도시한다.

도 10은 본 발명의 예증적 양태에 따라 미세기관을 가공하여 TMO를 생산하기 위한 생반응기 (bioreactor)를 도시한다.

도 11은 본 발명의 예증적 양태에 따라 TMO 또는 미세기관을 삽입하는데 이용되는 도구를 도시한다.

도 12(A)-(D)는 본 발명의 예증적 양태에 의한 제1 피하 삽입 절차에서의 연속 단계들을 예시한다.

도 13(A)-(E)는 본 발명의 예증적 양태에 의한 제2 피하 삽입 절차에서의 연속 단계들을 예시한다.

도 14(A)는 본 발명의 양태에 의한, 전-삽입 mIFNα-TMO의 시험관내 분비와 그 삽입 후의 생체내 혈청 레벨 간의 상관관계 분석을 도시한다.

도 14(B)는 본 발명의 양태에 따라, SCID 마우스 내 인간 피부 TMO에 의하여 생산되고 전달된 mIFNα와 함께 대상 내에 주입된 다양한 재조합 치료 단백질의 약리역학을 나타낸다.

도 15는 본 발명의 양태에 따라 상이한 시간으로 처리된 상이한 환자의 피부 샘플로부터 시험관내 분비 레벨의 변화가능성 정도를 도시한다.

도 16은 본 발명의 양태에 의한 삽입후 SCID 마우스 내 에리쓰로포이에틴의 증가된 레벨을 도시한다.

도 17은 상이한 숫자의 삽입된 TMO에 대한 함수로서 삽입된 마우스 내 에리쓰로포이에틴의 생체내 반응을 도시한다.

도 18(A) 및 (B)는 각각 본 발명의 양태에 의한, ELISA 분석에 의해 측정된 증가된 혈청 hEPO 레벨 및 소형 돼지 내 자가 TMO 삽입 후 망상적혈구 (reticulocyte) 카운트 증가를 도시한다.

도 19(A)-(B) 및 19c는 본 발명의 다양한 양태에 의한 형질도입 후 검출된 시험ㄱ롼내 hEPO 단백질 분비를 도시한다.

도 20은 본 발명의 양태에 의한 폐쇄 살균 미세기관 프로세싱 카세트의 주된 모듈을 도시하며, 시각화의 편의상 모듈을 분리하였다.

도 21 및 22는 본 발명의 양태에 의한 조직 수확기 모듈의 작동 및 세부를 도시한다.

도 23-25는 본 발명의 양태에 의한 피부조직 샘플로부터의 미세기관의 형성 을 예시한다.

도 26-28은 본 발명의 양태에 의한 TMO 바이오-프로세싱 모듈 및 미세기관의 상기 모듈로의 전달의 세부를 도시한다.

도 29는 본 발명의 양태에 의한 각각 그 안에 장착된 다수의 모듈로 구성된 카세트를 가지는 프로세싱 스테이션을 도시한다.

도 30-32는 본 발명의 양태에 의한 초선상 미세기관의 구획들로의 컷팅을 예시한다.

도 33은 본 발명의 양태에 의한 전달 모듈을 개략적으로 예시한다.

도 34-37은 본 발명의 양태에 의한, 바이오-프로세싱 모듈로부터의 미세기관/TMO의 구획의 제거 및 그들의 전달 모듈로의 전달을 개략적으로 예시한다.

도 38은 삽입 홀더로의 미세기관/TMO 구획의 전달을 개략적으로 예시한다.

예증적인 양태에 대한 기술

시스템에 대한 개요

도 2는 본 발명의 양태에 의하여 미세기관 및 유전적으로 변형된 미세기관 (TMO)을 생산하고 이용하기 위한 방법학(200)을 블록 다이어그램 형태로 개략적으로 도시한다. (202)에서, 조직 외식편이 대상으로부터 수확된다. 본 발명의 일부 양태에서, 상기 외식편은 치료요법이 적용될 동일 대상으로부터 수확된다. 본 발명의 예증적 양태에서, 상기 샘플은 피부 샘플이다. 임의로, 다른 조직이 피부 샘플에 대하여 이하 기술되는 바와 유사한 방식으로 수확되고 이용된다. 이하 기술 되는 방법은 예증적인 것이며, 코어링, 펀칭 등 기타 조직 샘플 수확 방법이 본 발명의 일부 양태에서 사용될 수 있다. 또한, 일반적으로, 임의의 상업적으로 유용한 더마톰(dermatome)을 이용할 수 있다. 수확된 샘플은 임의로 그 상황을 측정하기 위하여 검사된 다음, 임의로 이하 기술하는 방법학을 이용하여 미세기관 형성 장치로 이송된다. 바람직하다면, 조직 외식편은 추후 사용(즉, 동일 공정 단계에서의 도입)을 위하여 극저온 저장될 수 있다.

(204)에서, 생존 가능한 미세기관이 외식편으로부터 생산된다. 생존가능하기 위하여, 미세기관은 영양소가 미세기관과 접촉하는 영양소 매질로부터 미세기관의 모든 세포로 확산되고 노폐물이 미세기관 밖으로 및 상기 매질 내로 확산되기에 충분히 작은 적어도 하나의 규모를 가져야 한다. 이로 인하여 미세기관은 시험관내에서 이하 기술하는 후의 프로세싱 및 임의로 미세기관의 단백질과 같은 치료제 급원으로서의 추가적인 이용을 위해 충분히 장기간 생존가능하게 된다. 미세기관의 외부 표면으로부터 생존가능하게 유지되는 임의의 조직까지의 최대 거리는 약 1000μm 미만이나, 보다 큰 거리 또한 생존가능한 구조를 생산할 수 있다. 이하 기술하는 바와 같은 조직 샘플로부터 미세기관을 생산하는 방법은 일반적으로 몇 개우러의 시험관내 수명을 가지는 미세기관을 생성한다.

미세기관을 생산한 후, 이를 임의로 가시적으로 검사하여 적절히 형성되었는지 여부 및 요구되는 규모를 가지는지 여부를 측정한다. 검사는 또한 광학적으로 수행될 수 있다. 다음, 상기 미세기관은 홀더 상에 장착되고 그 안에서 유전적으로 변형될 수 있는 장치로 이송된다(206). 적절한 유전적 변형제가 제조된다(208). 상기 제제를 제조하는 대안적 예증적 방법은 바이러스 입자의 소정의 희석 완충액을 이용하여 요구되는 역가를 가진 분취액을 제조하고, 가능한 극저온 저장하고, 바이러스 분취액을 조절된 온도 (0-4℃)하에 해동하고, 바이러스 벡터의 활성을 확인하는 단계를 포함한다. 이들 공정 모두 당업계에 잘 공지되어 있다. 여기서, 미세기관은 추후 공정에서 동일 위치에서의 도입을 위해 극저온 저장될 수 있다. 이는 점진적 조직 및 세포의 동결을 위한 공지 프로토콜, 예컨대 10% DMSO를 함유하는 DMEM 배지를 이용하여 수행될 수 있다.

(210)에서, 미세기관은 유전적으로 변형된다. 발명의 개요에서 기재한 바와 같이, 유전적 변형을 위한 많은 방법이 공지되어 있고 본 발명에서 사용될 수 있다. 예컨대, 이하의 기술은 바이러스 벡터를 이용하여 유전자를 미세기관의 세포 내로 삽입하는 것에 근거한 것이다. 이러한 공정은 공지되어 있고, 바이러스를 미세기관으로 도입하기 위한 특정 방법학 및 장치를 제외하고는 추가로 기술되지 않는다.

(212)에서, 유전적으로 변형된 미세기관 (TMO)는 임의로 치료제의 분비율에 대하여 테스트된다. 예컨대, ELISA, 기타 면역분석, 스펙트럼 분석 등과 같이 분비양을 측정하기 위한 다양한 방법이 있다. 또한, 분비의 질, 예컨대 분비된 단백질의 살균성 및 활성에 대하여 임의로 테스트한다. 이는 주기적으로 또는 연속적으로 수행될 수 있다.

여기서, TMO는 추후 사용을 위해 극저온 저장될 수 있다.

(214) 및 (216)에서, 원하는 치료 효과를 얻기 위한 TMO의 양을 측정한다. 이하와 같이, 치료적 투여량 요구를 시험관내 분비 및 생체내 혈청 레벨 간의 평가된 또는 알려진 상관관계에 대한 측정된 분비율, 환자 패러미터 및 인구 통계학으로부터 추정할 수 있다.

(218)에서, TMO의 선택된 부분을 삽입 도구로 전달한다. 예증적인 실행 도구는 이하 기술한다. 필요하다면, 알로그라프트(allograft) 또는 제노그라프트(xenograft)를 위하여 또는 기타 이유로, TMO를 캡슐화한다. 충전된 실행 도구 (또는 TMO)가 이송되면, 이는 임의로 유지 스테이션 내에 수용되고 (220), 여기서 온도, 습도 등을 TMO가 수송 중 생존할 수 있는 레벨로 유지한다. 잔류 TMO 물질은 임의로 추후 사용을 위해 시험관 내 유지된다. 이는 가온 인큐베이터 조건 (37℃)에서, 상기 조건에서, 또는 시험관내 생존가능성을 연장시킬 냉각 인큐베이터 조건 (4℃)일 수 있다.

(224)에서, TMO의 일부 (또는 사전 작용에 의해 생산된 TMO의 일부)가 대상 내로 삽입된다. 이러한 삽입 절차를 위한 많은 방법이 본원에 기술된다. 다른 방법은 당업자에게 공지되어 있으며, 주로 사용되는 미세기관의 특정 기하학에 의존한다. 동물 연구에 의하면, TMO가 삽입 후 수개월 동안 치료제를 지속적으로 생산 및 분비한 점으로 보아, 미세기관 및 TMO가 생체내에서 생존가능하게 유지되었음을 보인다. 동물 연구에서, 치료학적 양은 120일 (또는 그 이상)까지의 주기 동안 생산되었다. 미세기관 또는 TMO의 조직은 그것이 삽입된 대상의 조직 내로 통합된 것으로 보이나 (특히 조직이 그것이 수확된 것과 동일한 유형의 조직 내에 삽입되었다면), 상기 미세기관 또는 TMO를 포함하는 세포는 지속적으로 치료제를 생산 및 분비한다.

본 발명의 대안적 양태에서, 상기 치료제는 시험관 내에서 TMO로부터 수확되고 정제되어 영양소 및 노폐물을 제거한다. 정제된 치료제는 주입 또는 기타 경로에 의해 대상에게 투여된다.

어느 경우이든, TMO의 생체내 성능을 임의로 측정한다 (228). 이러한 측정 및/또는 과거 환자 데이터 (226)에 근거하여, 이하 기술하는 바와 같이 삽입물의 양을 증가시키거나 삽입물의 일부를 제거함으로써 환자 투여량을 조절한다 (230). 삽입물의 효능이 변화함에 따라, 부가적인 TMO 구획을 삽입한다.

이하 상기한 작용 및 그 변형에 대하여 보다 상세히 설명한다.

외식편의 수확

도 3a 및 3b은 본 발명에 따라 대상으로부터 피부 샘플을 수확하는 예증적 방법을 개략적으로 도시한다. 베이스 플레이트(314)를 이로부터 피부 샘플이 수확될 대상의 공여체 부위 (311)에 대하여 위치시킨다. 상기 베이스 플레이트를 임의로 상기 피부에 대하여 약간의 압력으로, 예컨대 팔 주위의 스트랩 (313) 또는 기타 수단에 의하여 가압한다. 이 베이스 플레이트는 수확될 조직의 길이 및 넓이를 정의하며 또한 공여체 부위 주위의 피부를 안정화하는 컷아웃 윈도우를 가진다. 샘플 캐리어(310)를 상기 베이스 플레이트의 상부 표면 위에 알려진 거리에 위치시킨다 (수확될 조직의 깊이). 본 발명의 양태에서, 샘플 캐리어(310)는 작은 홀 또는 슬롯을 가지도록 형성되고, 진공 헤드(312)가 샘플 캐리어(310) 뒤에 위치하여 피부표면을 샘플 캐리어를 향하여 잡아당기고, 진공원(320)이 활성화되면 상기 베 이스 플레이트 위 소정의 높이에서 피부표면이 캐리어에 대하여 고정되도록 한다. 다양한 홀 구조가 이하 도시하는 다양한 형태의 미세기관 구조에 대하여 제공될 수 있다. 진공은 수확될 피부 샘플을 안정화하고 조직을 대상으로부터 제거한 후 수확된 피부 샘플을 캐리어에 부착되게 유지시킨다. 대안적으로, 점착제를 샘플 캐리어 상에 위치시켜 피부가 부착되도록 한다. 예컨대, 양면 점착제를 샘플 캐리어(310)의 아래면 상에 위치시킨다. 점착제가 사용되는 경우, 피부가 주위 피부 로부터 리프팅되기 전에 샘플 캐리어가 피부에 접촉할 수 있다.

얇고 날카로운 블레이드(316)를 상기 베이스 플레이트 상부 표면을 가로질러 잡아당겨 피부 샘플을 수확한다(318). 샘플 캐리어(31) 상의 상기 샘플의 두께는 샘플 캐리어(310)의 아래면으로부터의 베이스 플레이트 상부 표면의 거리에 의해 결정된다. 상기 블레이드는 임의로 나란히 이동되며, 전진하면서 샘플의 슬라이싱을 촉진한다. 이러한 움직인은 동력화될 수 있거나, 전체 움직인이 수동에 의할 수 있다. 또한, 상기 블레이드의 전방 움직임을 동력화할 수 있다. 상기 진공 헤드를 샘플 캐리어에 부착되도록 유지시켜 피부 샘플(318)이 이하의 공정 동안에 샘플 캐리어(310)로부터 이탈됨을 방지할 수 있다.

전형적으로, 피부 샘플은 넓이 6mm 길이 35mm 및 두께 1mm이다. 그러나, 다른 길이, 넓이 및 두께 또한 유용하다. 측면 규모는 중요하지 않다. 그러나, 이하 공정에 의한 일관된 미세기관의 생산에서, 표준 크기의 외식편을 가지는 것이 유용하다.

미세기관의 생산 및 장착

도 4(A) 및 (B)는 본 발명의 예증적 양태에 의한, 도 3에 도시한 방법을 이용하여 수확된 것과 같은 조직 샘플, 예컨대 피부 조직 샘플로부터 미세기관을 생산하기 위한 예증적 장치(410)를 도시한다.

도 4(A)에서, 샘플 캐리어(310)(도시하지 않음) 상에 장착되고 진공헤드(312)에 의해 수용된 피부 샘플(318)을 블록(414)상에 장착된 일련의 블레이드(412)와 접촉시키고 가압한다. 상기 블레이드는 평행하며 동일 길이를 가지며, 샘플 크기보다 약간 더 길다. 미세기관 마스크(416)를 조직 컷팅 전에 블레이드(412) 사이에 세팅한다. 샘플 캐리어를 충분한 힘으로 블레이드에 대하여 가압하면, 조직이 슬라이싱되고 피부 샘플 (이제 미세기관 (418))이 블레이드 사이에서 잡힌다. 미세기관이 블레이드 사이에서 편안하게 수용되면, 상기 캐리어를 점착제의 진공원과 함께 제거할 수 있다. 그렇지 않으면, 진공 또는 점착이 방출될 것이다. 이는 도 4(B), 4(C)에 각각 도시하며, 이들 도면은 슬라이싱 후의 미세기관의 같은 크기의 단면도이다. 블레이드 사이의 간격 W는 컷팅된 미세기관의 넓이를 결정한다. 미세기관 마스크(416)를 그 다음 블레이드로부터 리프팅하고(도 4(D)), 미세기관의 슬라이스를 추가적인 스로세싱을 위해 제거할 수 있다. 상기 가압 작용은 가압 정착물에 의해 보조되거나 샘플 캐리어 상부에 로드를 롤링함에 의해 보조될 수 있다.

도 5(A)는 상이한 형태의 미세기관을 컷팅하기 위한 구조의 같은 크기의 도면이다. 이 구조에서, 블레이드(512)는 축방향으로 서로 오프셋인 두 그룹으로 나누어진다. 마스크(416)과 유사한 미세기관 마스크가 블레이드(512) 사이에 장착된 다. 피부 샘플을 블레이드와 접촉하고 가압하면, 피부 샘플이 도 5(B)에 도시된 바와 같이 패턴으로 컷팅되며, 여기서 컷팅된 피부 샘플 (이후 미세기관)은 (518)로 표시된다. 미세기관 마스크(416)를 들어올리고, 미세기관(518)을 미세기관 마스크(416)상에서 제거한다. 도 5(B)로부터 명백하듯이, 미세기관 (518)은 컷팅되었을 때 S자 곡선 형태이다.

상기 방법에서 샘플의 전체 두께가 선상 구조 사이의 말단 접합부에서 보존되나, 일반적으로 이후 프로세싱에서 선상 조각을 함꼐 수용하기에 충분한 구조만이 실제로 요구된다. 에컨대, 피부 샘플의 경우, 상피층만을 남기는 것으로 충분하다. 하나의 접근은 정렬되고 동일 길이의 블레이드를 가지는 것이다. 조직 샘플 캐리어 내 만입이 형성되어(도 3e), 블레이드가 이들 부위에서 조직의 전체 깊이를 통하여 컷팅하지 않을 것이다. 이로 인하여 조직의 부분적인 깊이인 접합부가 생성된다.

상기 구조를 전개하면 즉, 그 전체 길이로 연장하면, 미세기관은 거의 평행6면체 형상의 매우 긴 구조이다. 원래의 샘플의 길이와 비교하여 매우 긴 길이로 인하여, 이러한 구조는 본원에서 "초선상"구조로도 불리운다. 기타 형태 또한 가능하다. 예컨대, 나선 패턴이 외식편 내 컷팅되면, 결과적으로 도 5를 참조로 기술한 방법에 의해 생산된 것과 유사하다. 고리 구조 또는 직사각형 얇은 벽 구조 또한 스탬핑 또는 컷팅에 의해 생산될 수 있다. 다른 큰 미세기관 구조의 변형은 양말단에서 접합에 의해 구조가 오프닝되어 미세기관 조직 고리를 형성하도록 연결된 두 개의 인접한 선상 미세기관이다.

예증적인 망상 미세기관(600)의 개략도를 도 6(A)에 도시하며, 세부를 도 6(B) 및 6(C)에 도시한다.

도 6에서, 도면에서 보이는 표면은 피부층(각질층) 외부 또는 마주보는 내부 피부표면 (낮은 진피)인 것을 이해될 것이다. 망상 구조(600)는 각각의 망상 구조의 섹션이 이를 영양소를 받아들이고 노폐물을 주위 영양소욕으로 전달할 수 있고, 또한 전체 조직 샘플을 하몌 수용하여 조직 핸들링 및 프로세싱을 단순화할 수 있는 표면으로부터의 거리를 가진다. 또한, 상기 구조는 피부의 면을 지속적으로 확인하여 미세기관 또는 TMO가 이하와 같이 적절한 배향으로 삽입될 있도록 한다.

도 6(B)에 도시한 바와 같이, 두 개의 망상 요소 사이의 접합부(604)의 넓이(602)가 망의 암(608)의 두께 (606)(도 6(C))와 동일하게 되면, 암(608)의 가장깊은 조직보다 영양소로부터 떨어진 영역은 매우 적게 된다. 또한, 이는 영양소 등의 급원으로부터 단지 약간 더 제거될 뿐이다. 넓이(602)를 보다 짧게 함으로써 면적 및 거리를 감소시킨다. 본 발명의 일부 양태에서, 넓이를 두께(606)와 동일하게 한다. 기타 양태에서, 넓이는 두께보다 크거나 미만이다. 도 6(B)에서 도시되는 바와 같이, 각각의 메수 구획은 실질적으로 선상 미세기관과 동일하다.

도 6(A)-(C)에 도시되는 바와 같이 망를 생산하는 방법은 도 7에 도시하는 바와 같이 패턴(700)을 조직 샘플 부분에서 가압하는 것이다. 슬릿 길이 대 접합부 길이의 비는 1:1 내지 1:100 범위 =로 광범위한 값일 수 있음을 인지할 수 있다. 상기 비율은 망의 타이트함 및 스트레칭 오픈될 때 연장될 수 있는 정도를 조절한다. 컷팅을 가압하기 위한 예증적인 블레이드 카트리지 배열(800)(도 4(A)의 장치 (414)에 상응)을 도 8에 도시한다. 대안적으로, 상기초선상 구조에 대하여 언급한 바와 같이, 비변형 동길이의 블레이드를 망로서 구조를 함께 수용하기에 충분한 부분 두께 접합부를 창출하도록 특별히 고안된 캐리어 상에서 이용할 수 있다.

초선상 및 망상 미세기관 구조 모두 미세기관 자체이거나 비-미세기관 조직 부분일 수 있는 접합부에서 함께 연결된 선상 미세기관 구조로서 고려됨을 이해할 것이다.

도 7에서와 같이 조직을 가압하여 구조를 형성한 후, 조직을 측면 스트레칭하여 도 6(A)에 도시한 망를 형성한다. 도 7 상에 도면 부호는 도 6(A) 상의 동일 숫자에 의해 참조로된 특징들에 상응한다. 상기 망는 슬릿이 다이아몬드 형태로 오핀될 때까지 스트레칭될 수 있다. 대안적으로, 망는 최대 미만으로 오프닝된다.

도 9a는 프로세싱 동안 초선상 미세기관을 수용하는데 이용되는 예증적인 구조(900)를 도시한다. 구조(900)의 다른 기능은 미세기관의 생반응기 내로의 도입 및 그로부터의 제거를 촉진하는 것이다.

도 9a에 도시하는 바와 같이, 구조(900)는 조직 샘플과 동일 또는 이보다 약간 더 큰 넓이를 가지는 슬롯(912)를 가지도록 형성된 실질적으로 직사각형인 (그러나 곡선 모양의) 몸체를 포함한다. 상기 슬롯은 유체가 미세기관의 양면으로 자유로이 통과할 수 있도록 한다.

몸체(910)의 길이를 따라 주기적으로, 클립(14) 또는 기타 미세기관을 적절한 위치에서 수용하기 위한 수단이 형성된다. 미세기관(518)이 몸체(910) 상으로 적재됨에 따라, 클립이 닫혀져 미세기관을 수용한다. 미세기관을 클립 내로의 초기 배치는 미세기관의 말단을 당업계에 공지된 진공 픽업 도구를 이용하여 포착함에 의해 실행될 수 있다. 첫번째 클립((914')로 표시함)은 닫혀지고 미세기관을 수용하는 것으로 도시된다. 미세기관이 몸체(910) 상에 수용되면, 그 표면적 대부분이 미세기관의 한면 상에서의 자유롭게 노출된 표면 및 다른 면 상에서의 슬롯으로 인하여 노출된다. 이로 인하여 미세기관이 그를 둘러싸는 유체 또는 제제와 물리적으로 접촉하게 된다. 이는 미세기관의 시험관 내 주이 동안 생존가능성을 향상시킨다. 대안적으로, 클립 (첫번째 및 마지막 사이의)은 미세기관 상에서 닫혀지지 않는다. 그보다, 클립은 오픈된 채로 남겨지며, 오픈된 클립이 미세기관의 움직임을 방지한다. 대안적으로, 중재 클립을 미세기관의 미끄러짐을 방지하는 홀더 표면에 수직인 요소로 대체할 수 있다.

도 9b는 프로세싱 중 망상 미세기관을 수용하는데 이용되는 예증적 구조(960)를 도시한다. 구조(960)의 다른 기능은 미세기관을 생반응기 내로 도입 및 그로부터 제거를 촉진하는 것이다.

도 B에 도시하는 바와 같이, 망상 미세기관(600)을 그 (중심 부위에 구멍(964)을 가지는 홀더(962) 상에 장착한다. 다수의 핀(966)이 구멍(964) 주위에 형성된다. 망상 구조(600)가 상기한 바와 같이 스트레칭되고, 핀(966)에 의해 구명 내 수용된다. 핀 또는 로드 형 홀더를 도시하지만, 망의 모서리를 수용하는 기타 홀더 (클립과 같은)를 이용할 수 있다. 또한, 정사각형 구멍을 도시하지만, 직사각형, 원형 또는 4면 이상을 가진 형태 또한 이용될 수 있다. 완전히 오픈된 망를 도시하나, 다른 규모 및 크기의 미세기관은 망의 부분적인 오프닝을 초래할 것이다.

미세기관 생반응기 및 유전적 변형

미세기관을 제조해 탑재하면, 미세기관의 유전적 변형이 용이하다.

일반적으로, 유전적 변형은 세포로 하여금 단백질과 같은 원하는 치료제를 생산해 선택적으로 분비하도록, 선택된 유전자 또는 유전자들을 유전적으로 조작해 세포에 삽입하는 단계를 포함한다. 본 발명의 대표적인 일면에서, 유전적 변형 과정 동안 미세기관을 억제하는 과정의 적어도 일부, 및 유전적 변형 자체는 상술한 바와 같이 생반응기 내에서 실시된다. 그러한 생반응기는 다음과 같은 특성의 일부 또는 모두를 가지는 것이 바람직하다:

1) 미세기관의 표면에 영양소 및 기체를 공급하여, 이들이 미세기관으로 확산될 수 있도록 함으로써, 미세기관이 생존 가능한 상태를 유지할 수 있도록 하는 특성. 그리하여, 미세기관의 유의한 면적 및 용적이 주변 유체와 접촉하는 것을 차단해야 한다.

2) 미세기관을 원하는 온도로 유지시키는 특성.

3) 미세기관 부근의 pH 및 기체 조성을 원하는 수준으로 유지시키는 특성.

4) 미세기관 및 바이오 반응기로부터 폐산물을 제거하는 특성.

5) 벡터의 삽입으로 인하여 주변이 오염될 위험이 실질적으로 없는, 유전적으로 변형시킨 벡터를 삽입하는 간단한 방법을 가능하게 하는 특성.

6) 과량의 미사용 벡터를 제거하는 특성.

7) 생성된 치료제의 양이 측정 가능한 특성.

8) 실질적으로 살균된 치료제의 제거가 가능한 특성.

9) 미세기관의 용이한 삽입 및 TMO의 모든 양 또는 측정된 양의 용이한 제거.

도 10은 본 발명의 일면에 따르는 생반응기(1000)의 개략적인 단면도를 나타낸다. 생반응기(1000)는 원하는 품질의 궁극적인 생반응기를 모두 함유하지는 않으나, 생반응기의 간단하고 유용한 모델의 일례이다. 도시한 구조는 도 9에 도시된 바와 같은 홀더에 고정된 망상 미세기관 용도로 가장 적합하나, 상기 구조를 간단한 변형시켜 종래의 초선상 구조(초선상 structure) 및 짧은 선상 구조에 사용할 수도 있다.

플라스틱 또는 기타 비반응성 재료의 컨테이너(1002)는 그 저부의 디프레션(depression)(1004)으로 형성된다. 디프레션(1004)은 홀더(962) 내의 미세기관(600)과 같은 미세기관을 홀딩하는 데 적합하다(도 6(A) 및 9b). 상기 컨테이너의 최저부에 선택적으로 존재하는 배수로(1006)은 밸브(1008)에 의하여 제어된다.

입구 포트(1010)는 컨테이너 내에 형성된다. 미세기관의 내구에 필요한 영양소 용액, 예를 들면 글루타민 및 항체를 포함하는 미네랄 DMEM은 선택적으로 용존 기체와 함께, 영양소 저장소(1012)로부터 펌프(1014)에 의하여 상기 컨테이너로 펌프된다.

범람 출구(1016)는 역시, 컨테이너(1002) 내의 과량의 영양소 용액이 범람 컨테이너(1018)로 범람하도록, 컨테이너(1002) 내에 형성된다. 평형 상태의 유체 수준이 유지됨으로써, 생반응기로부터의 평균 배수 유속은 입구 유속과 동등하다. 컨테이너(1002)는 적합한 캐스킷 시스템(도시하지 않음)에 의하여 고정된 커버(1020)로 커버되어, 기밀 상태 및 살균성이 유지된다. 컨테이너 내의 살균성을 보존하도록 여과된 선택적인 공기 입구(1021)(또는 출구)가 컨테이너(1002), 영양소 저장소(1012), 및 범람 컨테이너(1018)에 제공된다. 공기 입구의 주요 동기는 압력 평형을 보존시키는 것이다. 그러나, 기체 유동 시스템은, 산소 및/또는 기타 기체의 농도를 제어하기 위하여, 선택적으로 컨테이너(1002) 내의 영양소의 수준 이상으로 제공된다. 선택적으로, 기체는 저장소(1012) 또는 컨테이너(1006) 내의 영양소 중으로 기포를 발생시킴으로써 영양액에 용해될 수 있다.

작동 시, 미세기관(600)은 도 2에서 206으로 나타내진 바와 같이 컨테이너(1002)로 삽입된다. 선택적인 한 일면에서, 미세기관 홀더는 커버가 밀폐되는 경우, 미세기관을 컨테이너(1002) 내부에 정확하게 배치시키는 로드에 의하여 커버(1020)의 하부에 물리적으로 부착될 수 있다. 컨테이너는 영양소(1030)로 부분적으로 충전되고, 체온에 가까운 적합한 온도로 유지된다. 새로운 영양소가 컨테이너로 지속적으로 펌프되고, (출구(1016)를 통해 배출되는) 범람 영양소는 미세기관에 의하여 생산된 폐산물의 일부를 운반한다. 선택적으로, 기계적으로 또는 수동으로(acoustically), 혹은 유동 혼합을 통해 영양소를 혼합하여 상기 영양소를 교반함으로써, 새로운 영양소가 미세기관으로 평형 상태로 유입되도록 하고, 폐산물이 생기관 인근에 농축되지 않도록 한다.

대안적으로, 동등한 속도의 영양소가 컨테이너(1002)로 펌프되고, 배수로(1006)를 통해 제거된다. 배수로(1006)는 미세기관 인근에 위치하며, 흐름은 항상 미세기관에서 배수로 방향이기 때문에, 새로운 영양소는 항상 미세기관으로 전달되고, 폐산물은 효과적으로 제거된다. 입구 및 출구 유속은 필요한 농도의 영양소 및 기체가 유지되기에 충분한 수준이어야 하나, 미세기관에 의하여 자연적으로 생산되어 그의 생존을 유지하는 데 필요한 성장 인자를 씻어 낼 정도는 아니어야 한다.

이 경우, 컨테이너(1006)로부터 방출되는 영양 물질을 선택적으로 주기적으로 또는 지속적으로 체크함으로써, 글루코오스, 락테이트, 암모니아, 용존 0₂, 용존 C0₂, 및 아미노산과 같은 기타 영양소의 수준을 측정한다.

미세기관의 바이러스 형질전환이 이루어지도록, 소정의 잠복기, 통상은 대략 24시간 방치한 후(또는 선택적으로, 미세기관을 컨테이너(1002)에 삽입한 즉시), 영양소(1030)는 배수로(1006)를 통해 제거하고, 바이러스 벡터를 함유하는 새로운 영양소로 교체한다. 미세기관을 커버하기에 충분한 영양소 용액만이 제공되나, 그 이상이 사용될 수도 있다. 선택적으로, 개별적인 격막 포트(1023)를 통한 주입에 의하여 바이러스 벡터가 첨가된다. 대안적으로, 포트(1010) 및 포트(1010)까지 안내되는 라인의 3차원적 연결을 통해 전달된다. 선택적으로, 영양소의 단지 일부만이 제거되고, 나머지는 유전자 삽입 과정 동안 영양소를 공급하는 데 사용된다.

선택적으로, 영양소는 유전자 변형 과정 동안에는 교체하지 않는다. 상기 유전자 변형 과정 후, 영양 물질을 함유하는 바이러스가 컨테이너(1002)로부터 방출되고, 컨테이너에 대해 1회 이상 충전 및 방전을 실시해 미량의 바이러스를 제거한다.

새로운 영양소 용액을 첨가하고, 소정의 시간, 통상 대략 수일 동안 살수를 지속한다. 이는, 선택적으로 분비 수분의 정확한 측정 및 살균성 등의 테스트를 가능하게 한다.

선택적으로, 모든 처리 과정 동안, 구체적으로는 잠복기, 형질전환기, 및 형질전환 이후의 유지기 동안, 상기한 수단들(쉐이킹, 록킹(rocking), 롤링(rolling), 유동 혼합(fluid-flow mixing), 수동 교반, 등) 중 하나에 의하여 미세기관의 교반이 실시될 수 있다. 이어서, 예를 들면 배수로(1006) 또는 출구(1016)를 통해 제거되는 물질 중의 치료체의 농도를 측정함으로써, 치료제의 분비 상태를 주기적으로 체크한다. 선택적으로, 상기 분비 데이터를 기준으로, 교정 작업이 실시될 수 있으며, 예를 들면 부가적인 형질전환이 실시될 수 있다.

나아가, 미세기관으로부터 원하는 제제의 분비 수준을 알게 되면, 그 정보는 적합한 약물동력학 모델 및/또는 개체군 통계 데이터와 함께, 생체내에서 원하는 치료 효과를 달성하기 위하여 대상에게 복귀시키는 데 필요한 미세기관/TMO의 개수를 측정하는 데 사용될 수 있다. TMO는, 장기간 동안 안전하고 유효한 치료에 요구되는 수준의 제제를 생산하여 전달하면서, 생존 가능한 상태를 유지해, 혈관을 신생시키고, 능동적인 생리학적 기능을 유지하도록, 환자의 피부 또는 기타 조직 내에 또는 하에 삽입된다. 본 발명의 일면에서, 상기 미세기관/TMO는 원조직 샘플 을 채취한 대상과 동일한 대상에게 삽입된다(자가 이식). 다른 선택적인 일면에서, 상기 미세기관/TMO는 상이한 대상에게 삽입될 수 있다(타가 이식). 삽입에 대한 추가의 정보는 이하에 설명한다.

미세기관/TMO의 삽입

본 발명의 일면에 따르는 TMO의 이식은 비교적 간단하고 유효한 것으로 입증되었다.

삽입에 앞서, TMO의 일부를 생반응기로부터 제거해, 삽입용으로 제조해야 한다. 도 9a 및 9b의 일례에서, TMO가 탑재된 홀더(962)(또는 900)를 생반응기로부터 제거하고, 원하는 부분의 TMO을 삽입을 위하여 제거한다. 제거되는 물질의 양은 선택적으로, 생반응기 내의 분비 수준에 대한 측정값을 기준으로 한다.

TMO의 완전한 치료 잠재력은 치료제 단백질이 필요한 대상에게 TMO를 삽입함으로 최상의 수준으로 달성된다. 삽입 절차는 TMO를 이용한 치료에 있어 가능한 부작용 및 효능에 대해 유의한 효과를 가질 수 있다.

TMO의 효능을 최대화하기 위하여, 조직은 TMO에 의하여 분비된 치료제 단백질의 장점을 최적화하는 방식으로 환자에게 도입되어야 한다. 예를 들면, TMO는 국부적인 단백질 전달이 요구되는 구역에 삽입될 수도 있고, 전신 전달을 제공하도록(또는 최적화하도록) 삽입될 수 있다. 최상의 것은, 삽입되는 조직이 이러한 과정 동안 어떠한 방식으로든 변하거나 손상되지 않아야 한다는 것인데, 이는 그러한 손상이 처치에 의한 치료 성과에 영향을 줄 수 있기 때문이다. 또한, 다른 일면에서는, 삽입 과정의 실시가 간편하고, 바람직하게는 삽입 과정에 있어 외과적 수술 의 전문적 기술이 요구되지 않는 것이 바람직하다. 상기 과정은, 치료받는 환자의 고통을 최소화하면서 신속하게 실시되어야 한다.

삽입되는 TMO의 개수 및 크기에 따라 치료 용량을 조절할 수 있다. 환자 내에서의 분비 수준을 조절하기 위하여, TMO의 전체 또는 일부를 삽입하거나, 제거/중화시킬 수 있다. 각각 상이한 치료제를 생산하는 다수의 TMO를 삽입할 수도 있다.

선상 TMO의 이식 방법 및 TMO의 피하 삽입 방법 2가지를 이하에 설명한다.

선상 TMO 이식:

도 11은 피부면(1106)의 절단부(1104)로 TMO를 종방향으로 삽입하는 기구(1102)를 나타낸다. 도 11에 도시된 바와 같이, 기구(1102)는 튜브(1110)를 통해 진공 공급원(vaccum source)(도시하지 않음)에 연결된 복수의 홀(1108)로 이루어진다. 상기 홀은 진공에 의하여 홀딩된 각막층 에지에 의해 TMO를 종방향으로(1112)를 홀딩한다. 이러나 진공 픽업 기구는 TMO를 슬릿(1104)으로 안내하는 데 사용된다.

선상 TMO는, 수령 자리에 적합한 깊이 및 길이의 절개부를 만들고, 선상 TMO를 절개부에 배치하고, 상처를 TMO로 적당히 봉합함으로써, 환자의 피부로 이식될 수 있다. 이식된 TMO는 수령 자리에서 피부의 완전한 부분이 된다. 최상의 결과를 위하여, TMO 배향은 TMO의 각질층, 상피층, 및 진피층이 주변 피부 조직의 해당 층과 정렬되도록 하는 방향이어야 한다. 선택적으로, 절단에 사용되는 스칼펠은 절단부의 길이를 조절하는 구조로 홀딩된다. 슬릿을 만드는 데 사용되는 스칼펠 기구는, 절단 길이를 규정하고, 절개에 앞서 주변 피부를 슬릿 장력 하에 배치하는 윈도우 컷아웃(window cutout)이 장착된 베이스 플레이트를 가져야 한다. 스칼펠 기구는 베이스 플레이트에 배치되고, 스칼펠 팁은 슬릿의 깊이가 정확하게 제어되도록 베이스 플레이트의 바닥 표면 이하로 대략 1 mm 돌출한다.

슬릿이 만들어지면, 스칼펠 기구는 제거되고, 기구 상의 TMO가 슬릿 내로 정확하게 배치되도록 하는 정확한 방향으로 진공 픽업 기구를 하강시키는 데 사용되는 가이드가 교체될 수 있다. 적합한 위치에서, 조직 주변의 장력이 이완되어, 슬릿이 선상 TMO 이식편 주위를 밀폐하고, 선택적으로 상처를 밀폐시키기 위하여 가압될 수 있다. 이 단계에서, 진공이 해제될 수 있고, 베이스 플레이트를 따라 배치된 진공 기구는 제거될 수 있다.

상처를 붕대로 감아주면, 치유 기간 동안 이식편이 밀려나오거나, 환경에 노출되지 않도록 할 수 있다. 붕대는 선택적으로 이식편을 적당한 가압함으로써, 이식편을 제 위치에 유지시켜, 결속을 조력할 것이다. 이식된 TMO에 의하여 생산된 단백질은 피부 조직으로 분비되어, 진피 및 피하 공간으로 유입된다. TMO는 자가이식 피부 샘플이므로, 거부반응에 대한 염려가 없다.

피하 선상 TMO 삽입:

피하로 삽입된 TMO는 제 위치에 유지되어(밀려나오지 않고), 작은 외상도 방지된다. 이러한 삽입은, 이식 과정보다 피부에 대한 외상이 작으므로, 고통이 덜하고, 보다 더 심미적이다. 피하 삽입 과정은 외과적 절단 과정보다는 주사에 더 가깝다.

피하 삽입 과정에서, 카테터는 피하 공간을 통해 피부 단면을 통과하고, 예리한 단부는 피부면의 반대쪽으로 나온다. 피부 아래로의 카테터의 통과 길이를 알기 위하여, 양면 테이프의 부착편을 들어올리거나, 진공 공급원과 같은 몇몇 기계적 수단을 이용해 수령 자리의 환자의 피부를 융기시키고, 카테터를 피부의 이러한 융기부의 기부로 통과시킬 수 있다. 기부의 길이는 진공을 생성시키는 기구의 크기, 또는 사용되는 양면 테이프 조각의 크기에 따라 결정될 수 있다.

피하로 삽입되면, TMO는 피하 공간의 세포내 유체에 접근하게 되고, 분비된 모든 단백질은 상기 피하 공간을 통과한다. 이 공간은 많은 치료제 단백질의 덩어리(bolus) 주사 자리와 동일하다.

도 12(A)-(D)는 본 발명의 일면에 따르는 피하 이식 과정의 연속적인 단계를 예시한다. 이 과정에서, 삽입을 준비하기 위하여, TMO(1202)는 먼저 예를 들면, 티타늄 클립 또는 기타 결박 수단을 이용하여 외과용 실(1204) 또는 기타 유사한 유형의 실에 부착된다. 카테터(1206)는 한쪽 단부가 다른 쪽으로 배출되도록 피부(1208) 아래로 삽입된다(도 12(A)). 실은 경성이거나 가요성일 수 있고, 흡수성이거나 그렇지 않은 것일 수 있으며, 생체 적합성 물질일 수 있고, 이들을 다양한 범위의 직경으로 방적한 것일 수도 있다. 이러한 실은 리딩 봉합 니들(1203), 또는 그 리딩 단부에 부착된 대상과 유사한 기타 니들에 부착될 수 있으며, 이는 카테터의 길이보다 길다. 부착된 실을 가지는 니들 및 클리핑된 TMO를 상기 카테터로 도입시키고(도 12b), 카테터의 리딩 단부를 지나 피부를 관통시킨 후, TMO가 상술한 바와 같이 피부 아래의 피하 공간에 정확하게 배치될 때까지 잡아당긴다(도 12c). 의사는 니들 및/또는 실을 잡고, 카테터를 잡아당기고, 실과 TMO는 그 위치에 남겨둔다(도 12d). 실은 한쪽 단부는 피부와 같은 높이로 정리하고 한쪽 단부는 약간 돌출되도록 정리할 수도 있고, 양쪽 단부가 모두 약간 돌출되도록 정리할 수도 있다.

실은 TMO의 위치를 표시해 줄 수 있으므로, 단백질 요법을 조절하거나 중단하기 위하여 필요한 경우, 그의 동정 및 이후의 제거를 용이하게 한다. 보다 중요한 것은, 이러한 실이 TMO 피부에 의하여 생산된 케라틴이 피하 영역 밖으로 배출될 수 있는 채널을 제공한다는 것이다. TMO 피부의 각질층으로부터 탈피된 케라틴은 피하 삽입물 구역에 축적될 수 있으며, 이는 포함물 낭포(inclusion cyst)의 형성을 초래한다. 실의 존재는 케라틴이 실의 세로축을 따라 이동하도록 하여, 체외로 방출되도록 할 수 있다. TMO의 상피는 실 주위에 상피 세포를 생성시켜, 일부의 경우 케라틴의 안정된 채널이 그 주위에 형성되도록 할 것이다.

상기 방법의 한 변형된 방식으로서, 카테터는 예리한 단부가 피부면을 통과해 반대쪽으로 나오도록 피하 공간에 배치된다. 이어서, 봉합 니들은 다른 쪽은 TMO에 부착된 외과용 실의 선도 단부에 부착된다. 나머지 과정은 이상와 같다.

또 다른 방식에서, 실은 후크형으로 융기되게 만들어질 수 있다. 바늘에 부착되고 TMO에는 부착되지 않은 이러한 실은 카테터를 피해 공간으로 배치하기 전에 카테터에 적재된다. 이상과 같이, 카테터는 피부면으로부터 돌출되지 않도록 반대쪽에 배치된다. 카테터가 배치되는 경우에는, 즉시 잡아당기고, 이때 실의 후크는 실이 카테터와 함께 당겨 나가지 않도록 한다.

일반적으로, 피하 과정의 경우, TMO는 캡슐화되지 않을 수도 있고, 막으로 캡슐화되거나 밀폐될 수 있다. 상기 막은, 영양소 폐기물 및 치료제의 통과를 용인할 정도로 충분히 크나, 면역계의 세포는 통과하지 못하도록 충분히 작은 기공 크기를 가질 수 있다.

도 13(A)-(E)는 본 발명에 따르는 2차 피하 삽입 과정의 연속적인 단계를 예시한다.

이 과정은 1차 피하 삽입 과정과 유사하나, 이 경우, 실은 배제된다. 이 과정에서, 빈 카테터(1302)는 상술한 바와 같이 피하 공간을 관통해, 예리한 단부가 피부면을 따라 다른 쪽으로 나온다. 진공 픽업 기구(1304)는 카테터를 관통해, 카테터의 배출 단부 상의 TMO(1306)의 한쪽 단부에 부착된다(도 13(A)). 또 다른 진공 픽업 기구(1308)는 TMO의 다른 쪽 단부를 홀딩하는 데 사용된다. 이어서, 이들 두 진공 픽업 기구 모두, TMO(1306)가 카테터의 내부에 배치되도록 동시에 이동된다(도 13(B) 및 13(C)). 사익 기구는 여전히 TMO를 홀딩하고 있는 한편, 카테터는 TMO가 피하 공간에 배치되도록 잡아당긴다(도 13(D)). 이 위치에서, TMO의 두 단부는 선택적으로 피부면 밖으로 확장된다. 이어서, 스칼펠을 사용해 피부 내의 수령 위치에 짧은 슬릿을 TMO의 각각의 단부에 하나씩 서로 인접되게 만들 수 있다. 이어서, 진공을 종료하고, 픽업 기구를 잡아당겨 뺀다. 그런 다음, 상기 선상 TMO 이식 과정과 유사하게, TMO의 돌출 단부를 환자 피부 내 수령 자리의 인접 슬릿으로 이식한다(도 13(E)).

이 과정에서, 두 단부에 이식된 TMO 단면은 TMO의 위치에 대한 마커로서 작 용한다. 또한, TMO 자체의 피부 각질층은 케라틴을 체외로 유출시키는 채널을 형성한다. 실을 이용한 경우와 같이, TMO의 상피는 각질층의 케라틴 주위에 상피 세포를 생성시켜, TMO의 각질층 주위에 안정된 케라틴 채널이 형성된다. 케라틴은 이 채널을 통해 분비되므로, TMO에 인접한 포함물 낭포의 형성을 방지할 것이다.

삽입되지 않은 미세기관/TMO 물질은 이후의 사용을 위해, 예를 들면, 삽입된 물질의 효능이 일부 요구량 이하에서 감소하는 경우, 극저온 조건 하에 보관될 수 있다.

대안적으로, 상기 제제는 영양 물질로부터 분리 정제하여, 주사 또는 기타 방식으로 대상에게 투여될 수 있다.

TMO 제거 또는 중화:

치료에 있어 미세기관/TMO의 장점은 치료제를 분비하는 조직이 체내의 소정의 위치에 편재될 수 있다는 것이다. 따라서, 어떠한 이유로든 처치를 종결해야 하는 경우, 이러한 조직을 간단히 제거하면 단백질 전달이 중단된다. 대안적으로, 삽입된 조직은 하기에 설명한 바와 같이 제거되거나, 기능을 중단시킬 수 있다.

미세기관/TMO의 위치를 가시화화하는 경우에 참조할 사항은, 이식의 경우에는 TMO 자체에 의하여 제공되고, 피하 삽입의 경우에는 실에 의하여 제공되거나, 그러한 목적으로 TMO와 함께 삽입된 기타 물질에 의하여 제공된다는 것이다. 예를 들면, 형광성 비드를 TMO의 각각의 단부에 삽입함으로써, 형광원이 TMO 제거용 비드를 배치하는 데 사용될 수 있도록 할 수 있다. 유사하게, 초음파, X-선, MRI 또는 기타 가시화 소스 하에 가시화될 수 있는 물질을 사용할 수도 있고, 자성 물질 을 사용할 수도 있다.

이식의 경우, 미세기관/TMO는 스칼펠 피부구획기(dermatome) 또는 기타 절단 수단을 이용해 외과적으로 제거될 수 있다. 제거 대신, TMO를 제 위치에 남겨둘 수 있으나, TMO 세포의 일부 또는 모두는 레이저, 극저온, 방사 형광, 및 마이크로파 에너지와 같은 외부 에너지원를 이용해 제거될 수 있다. 이러한 중화 과정의 일면에서, 미세기관/TMO 다음에 프로브를 피부면 상의 삽입 경로를 따라 도입하는 단계를 포함한다. 프로브는 TMO 영역에 RF 또는 마이크로파 방사물을 담지할 수 있고, TMO 주위에 존재할 수 있는 소량의 조직과 함께 TMO 세포를 죽이기 위하여 극저온으로 냉각될 수 있다.

피하 삽입의 경우, 스칼펠 또는 기타 절단 수단을 이용해 TMO를 외과적으로 제거할 수 있다. 예를 들면, 응결 기구(coring device)를 이용해 TMO의 경로를 추적해, 삽입된 조직을 최소의 주변 숙주 조직과 함께 제거할 수 있다. 피하 TMO는 또한 상술한 에너지원을 이용해 제거함으로써 중화될 수 있다. 일면에 있어서, 프로브는 삽입 경로를 따라 도입된다. 이 프로브는 예를 들면 RF 에너지를 전달해, TMO 인근에 고열(hyperthermia)을 유발하는 데 사용될 수 있다. 이는 TMO 세포의 대부분에 대해 유의한 손상을 초래하여, 단백질 분비를 중단시킬 것이다.

실시예 1: SCID 마우스에 삽입된 마우스 인터페론 알파(mIFNα)를 발현시키는 인간 피부 TMO

개복(tummy-tuck) 외과적 절차로부터 얻어진 새로운 피부 조직 샘플로부터 인간 피부 미세기관을 준비하였다. 1.4-1.5 mm 두께(깊이)의 피부 구획을 절제하고, 하이포클로라이드 용액(10% 밀톤 용액)을 이용해 세정하였다. 조직 초퍼(TC-2 chopper, Sorval, Du-pont instruments)를 이용해, 살균 조건 하에서 세정된 피부 샘플을 450㎛(폭)의 구획으로 절개하였다. 37℃ 및 5% CO₂ 하에서 24시간 동안, 혈청 부재 하에, 웰당 400㎕의 DMEM (Biological Industries-Beit Haemek)를 함유하는 48웰 마이크로 플레이트에 얻어진 미세기관을 웰당 하나씩 배치하였다. 그런 다음, 마우스 인터페론 알파(아데노-mIFNα)에 대한 유전자를 함유하는 아데노 바이러스 벡터(1x10⁹ IP/㎖)를 이용해, 각각의 웰에 형질전환을 실시해, 치료제 미세기관(TMO)을 생성시켰다. 이후, TMO를 다시 400㎕/웰의 DMEM 내에 유지시켰다. 배지를 2-3일 주기로 교체하고, ELISA 키트(Cat. # CK2010-1, Cell Science Inc.)를 이용하여 분비된 mIFNα의 존재에 대하여 분석하였다. 상기 인간 피부 mIFNα TMO를 여러 마리의 SCID(Severe Combined ImmunoDeficiency) 마우스에 피하를 통해 삽입하였다. 삽입된 마우스는 수주 동안 그들의 혈청에서 상승된 인터페론 알파 수준을 나타내었다. 바이러스 세포병변성 저해 분석에 의하여 평가한 바, SCID 마우스 혈청에서 검출된 분비된 mIFNα는 생물학적으로 활성인 것으로 확인되었다(데이터는 제시하지 않음). 도 14(A)는 사전-삽입된 mIFNα-TMO의 시험관내 분비와 삽입 후 혈청의 생체내 수준 사이의 상관성을 분석한 결과를 나타낸다. 이 상관성 데이터는, 삽입 전에 측정된 시험관내 분비 수준이, 원하는 치료 효과를 달성하기 위하여 삽입되어야 하는 TMO의 투여용량을 산출하는 데 사용될 수 있음을 시사한 다.

도 14(B)는 SCID 마우스에서 인간 피부 TMO에 의하여 생산되어 전달되는 mIFNα과 함께, 대상에게 다양하게 주입된 재조합 치료제 단백질의 약물동력학을 나타낸다. 표시된 값들은 TMO 기술을 이용해 SCID 마우스의 혈청 및 주입된 단백질의 라벨로부터 채취해 비교한 단백질의 혈청 수준을 나타내며, 각 단백질에 대한 개별적인 Cmax의 백분율(%)로 표시한다.

실시예 2: 마우스 인터페론 알파(mIFNα)를 발현시키는 인간 피부 TMO는 단백질 산출량에 있어 환자에 대해 높은 재현성(reproducibility)을 나타냄

TMO를 제조하고, 아데노 바이러스 역치 1x10⁹ IP/㎖를 포함하는 상술한 바와 같은 표준(비최적화) 프로토콜를 이용해, Ad5/CMV-mIFNα 벡터로 형질전환시켰다. 형질전환은 미세기관을 제조한 뒤 24시간 후에 실시하였다. 특정 ELISA 키트(Cat. # CK2010-1, Cell Science Inc.)를 이용하여, 형질전환시킨 뒤 6일 후에 시험관내 mIFNα 분비에 대하여 배지를 분석하였다. 도 15에는, 상이한 시간에 처치한 상이한 환자로부터 채취한 피부 샘플들 사이의 가변 정도가 현저히 작은 것으로 나타나 있다. 인간 환자들 사이의 이러한 작은 가변성은, 원하는 치료 효과를 달성하기 위하여 삽입해야 하는 TMO의 양을 투여 및 적정(titrating)하는 용도로 환자로부터 채취한 표준 크기의 피부 샘플로부터, 충분히 필적하는 단백질 분비 수준이 얻어질 수 있음을 시사한다.

실시예 3: SCID 마우스에 삽입된, 인간 에리스로포이에틴(hEPO)을 발현시키 는 인간 피부 선상 TMO

개복 외과적 절차로부터 얻어진 새로운 피부 조직 샘플로부터 선상(20 mm 길이 및 0.4 ㎛ 폭) 인간 피부 미세기관을 준비하였다. 0.85-1.1 mm의 슬릿 피부 두께(깊이)의 조직 샘플을 절제하여, 페트리 디시(90 mm)에서 Pen-Strep 및 글루타민을 함유하는 DMEM을 이용해 세정하였다.

선상 미세기관을 생산하기 위하여, 상술한 바와 같은 블레이드 구조를 이용한 프레스기에 의하여, 상기 조직 샘플을 원하는 크기: 20mm×40㎛로 절단하였다. 얻어진 선상 미세기관을, 37℃ 및 5% CO₂ 하에서 24시간 동안, 혈청 부재 하에, 웰당 500㎕의 DMEM(Biological Industries-Beit Haemek)를 함유하는 24웰 마이크로플레이트에 웰당 하나씩 배치하였다. 플레이트를 교반하면서, 24시간 동안 인간 에리스로포이에틴(아데노-hEPO)에 대한 유전자를 함유하는 아데노 바이러스 벡터(1x10⁹ IP/㎖)를 이용해, 각각의 웰에 형질전환을 실시해, 치료제 미세기관(TMO)을 생성시켰다. 배지를 2-3일 주기로 교체하고, 특정 ELISA 키트(Cat. # DEP00, Quantikine IVD, R & D Systems)를 이용해 분비된 hEPO의 존재에 대하여 분석하였다.

상기 인간 피부 hEPO 선상 TMO를 여러 마리의 SCID 마우스에게 피하를 통해 삽입하였다. 도 16에서 알 수 있는 바와 같이, 삽입된 마우스는 수주 동안 그들의 혈청에서 상승된 수준의 에리스로포이에틴을 나타내었다. 세포병변의 발생을 통해 알 수 있는 바와 같이, 이들 SCID 마우스 혈청에서 검출된 분비된 hEPO는 생물학적 으로 활성인 것으로 확인되었다. 삽입 70일 후, 여러 마리의 마우스에게 2차 삽입을 실시하여, 부가의 선상 hEPO TMO를 삽입하고, 장기간의 hEPO 분비를 달성함으로써, 보다 장기간의 치료 효과를 얻었다.

실시예 4: SCID 마우스에게 다양한 용량으로 삽입된, 인간 에리스로포이에틴(hEPO)을 발현시키는 인간 피부 선상 TMO

개복 외과적 절차로부터 얻어진 새로운 피부 조직 샘플로부터 선상(30.6 mm 길이 및 0.6 ㎛ 폭) 인간 피부 미세기관을 준비하였다. 0.85-1.2 mm의 슬릿 피부 두께(깊이)의 조직 샘플을 절제하여, 페트리 디시(90 mm)에서 Pen-Strep 및 글루타민을 함유하는 DMEM을 이용해 세정하였다.

선상 미세기관을 생산하기 위하여, 상술한 바와 같은 블레이드 구조를 이용한 프레스기에 의하여 상기 조직 샘플을 원하는 크기: 30.6mm×600㎛로 절단하였다. 얻어진 선상 미세기관을, 37℃ 및 5% CO₂ 하에서 24시간 동안, 혈청 부재 하에, 웰당 500㎕의 DMEM(Biological Industries-Beit Haemek)를 함유하는 24웰 마이크로플레이트에 웰당 하나씩 배치하였다. 플레이트를 교반하면서, 24시간 동안 인간 에리스로포이에틴(아데노-hEPO)에 대한 유전자를 함유하는 아데노 바이러스 벡터(1x10⁹ IP/㎖)를 이용해, 각각의 웰에 형질전환을 실시해, 치료제 미세기관(TMO)을 생성시켰다. 배지를 2-3일 주기로 교체하고, 특정 ELISA 키트(Cat. # DEP00, Quantikine IVD, R & D Systems)를 이용해 분비된 hEPO의 존재에 대하여 분석하였다.

3가지 용량(1, 2, 3 선상 TMO/마우스)의 인간 피부 hEPO 선상 TMO를 여러 마리의 SCID 마우스에게 피하를 통해 삽입하였다. 도 17에서 알 수 있는 바와 같이, 삽입된 마우스는 수주 동안 그들의 혈청에서 상승된 수준의 에리스로포이에틴을 나타내었다. 나아가, 다양한 마우스에서 확인된 혈청 수준은 삽입된 TMO의 개수와 상관성이 있으며, 이는 용량-관련 효과가 달성되었음을 시사한다. 세포병변의 발생을 통해 알 수 있는 바와 같이, 이들 SCID 마우스 혈청에서 검출된 분비된 hEPO는 생물학적으로 활성인 것으로 확인되었다.

실시예 5: 인간 에리스로포이에틴(면역 경쟁적 동물로 hEPO)을 발현시키는 돼지 피부 선상 TMO의 자가이식성 삽입

전신 마취 절차 하에 살아 있는 동물로부터 얻은 새로운 피부 조직 샘플로부터 선상(30.6 mm 길이 및 0.6 ㎛ 폭) 미니어쳐 돼지(Sincler swine) 피부 미세기관을 제조하였다. 시판용 피부구획기(Aesculap GA630)를 이용해 0.9-1.1 mm의 슬릿 피부 두께(깊이)의 조직 샘플을 절제하여, 페트리 디시(90 mm)에서 Pen-Strep 및 글루타민을 함유하는 DMEM을 이용해 세정하였다.

선상 미세기관을 생산하기 위하여, 상술한 바와 같은 블레이드 구조를 이용한 프레스기에 의하여 상기 조직 샘플을 원하는 크기: 30.6mm×600㎛로 절단하였다. 얻어진 선상 미세기관을, 37℃ 및 5% CO₂ 하에서 24시간 동안, 혈청 부재 하에, 웰당 500㎕의 DMEM(Biological Industries-Beit Haemek)를 함유하는 24웰 마이크로플레이트에 웰당 하나씩 배치하였다. 플레이트를 교반하면서, 24시간 동안 인 간 에리스로포이에틴(아데노-hEPO)에 대한 유전자를 함유하는 아데노 바이러스 벡터(1x10⁹ IP/㎖)를 이용해, 각각의 웰에 형질전환을 실시해, 미니어쳐 돼지 피부 치료제 미세기관(피그 피부-TMO)을 생성시켰다. 배지를 2-3일 주기로 교체하고, 특정 ELISA 키트(Cat. # DEP00, Quantikine IVD, R & D Systems)를 이용해 분비된 hEPO의 존재에 대하여 분석하였다.

상기 미니어쳐 돼지 피부 hEPO 선상 TMO를 여러 마리의 면역 경쟁적 소형 돼지에게 각각 피하를 통해 삽입하고, 피부 이식편으로서 이식하였다(2마리의 미니어쳐 돼지에게 TMO-hEPO를 피하로 삽입하고, 다른 2마리의 미니어쳐 돼지에게는 TMO-hEPO를 1mm 깊이의 슬릿에 이식함). 충분한 개수의 TMO-hEPO를 각각의 미니어쳐 돼지에게 삽입한 결과, 각 피그에서 조합한 사전-삽입 분비 수준은 대략 7㎍/일이었다. ELISA 분석에 의하여 측정한 바, 상승된 수준의 혈청 hEPO 수준(도 18(A)), 및 세망세포 총수에 있어서의 상승은 삽입 후 7일 동안 나타났다. 도 18(A) 및 18(B)는 치료 유효량의 생리학적 활성(에리스포이에틴 효과) hEPO이 피그 혈청으로 전달되었음을 시사한다.

실시예 6: 시험관내에서 인간 에리스로포이에틴(hEPO)을 발현시키는 인간 피부 선상 및 망상 TMO

시판용 피부구획기를 이용한 개복 외과적 절차로부터 얻어진 새로운 피부 조직 샘플로부터 선상(28 mm 길이 및 0.6 ㎛ 폭) 및 망상(각 그물 구획의 폭 28 ㎛) 인간 피부 미세기관을 제조하였다. 0.85-1.2 mm의 슬릿 피부 두께(깊이)의 조직 샘플을 절제하여, 페트리 디시(90 mm)에서 Pen-Strep 및 글루타민을 함유하는 DMEM을 이용해 세정하였다.

선상 및 망상 미세기관을 생산하기 위하여, 선상 미세기관의 생성에는 도 4(A)에 나타낸 블레이드 구조를 이용하고, 망상 미세기관의 생성에는 도 8에 나타낸 블레이드 구조를 이용하여, 프레스기에 의하여 상기 조직 샘플을 절단하였다. 얻어진 선상/망상 미세기관을 각각, 37℃ 및 5% CO₂ 하에서 24시간 동안, 혈청 부재 하에, 웰당 500㎕/1000㎕의 DMEM(Biological Industries-Beit Haemek)를 함유하는 48웰/24웰 마이크로플레이트에 웰당 하나씩 배치하였다. 플레이트를 교반하면서 24시간 동안 인간 에리스로포이에틴(아데노-hEPO)에 대한 유전자를 함유하는 아데노 바이러스 벡터(1x10⁹ IP/㎖)를 이용해, 각각의 웰에 형질전환을 실시해, 치료제 미세기관(TMO)을 생성시켰다. 배지를 3-4일 주기로 교체하고, 특정 ELISA 키트(Cat. # DEP00, Quantikine IVD, R & D Systems)를 이용해 분비된 hEPO의 존재에 대하여 분석하였다. 도 19(A)에서 알 수 있는 바와 같이, hEPO 단백질은 형질전환 후 31일 동안 시험관내 분비되는 것으로 검출되었다.

실시예 7: 시험관내에서 인간 에리스로포이에틴(hEPO)을 발현시키는 인간 피부 선상 및 초선상 TMO

개복 외과적 절차로부터 얻어진 새로운 피부 조직 샘플로부터 선상(28 mm 길이 및 0.6 ㎛ 폭) 및 초선상(15 mm 길이 및 0.6 ㎛ 폭) 인간 피부 미세기관을 제조하였다. 0.85-1.2 mm의 슬릿 피부 두께(깊이)의 조직 샘플을 절제하여, 페트리 디 시(90 mm)에서 Pen-Strep 및 글루타민을 함유하는 DMEM을 이용해 세정하였다.

선상 및 초선상 미세기관을 생산하기 위하여, 선상 미세기관의 생성에는 도 4(A)에 나타낸 블레이드 구조를 이용하고, 초선상 미세기관의 생성에는 도 5(A)에 나타낸 블레이드 구조를 이용하여, 프레스기에 의하여 상기 조직 샘플을 절단하였다. 얻어진 선상/초선상 미세기관을, 37℃ 및 5% CO₂ 하에서 24시간 동안, 혈청 부재 하에, 500㎕의 DMEM(Biological Industries-Beit Haemek)를 함유하는 웰당 하나씩 배치하고, 3750㎕의 DMEM(Biological Industries-Beit Haemek)를 함유하는 페트리 디시에 배치하였다. 플레이트를 교반하면서, 24시간 동안 인간 에리스로포이에틴(아데노-hEPO)에 대한 유전자를 함유하는 아데노 바이러스 벡터(1x10⁹ IP/㎖)를 이용해, 각각의 웰에 형질전환을 실시해, 치료제 미세기관(TMO)을 생성시켰다. 배지를 3-4일 주기로 교체하고, 특정 ELISA 키트(Cat. # DEP00, Quantikine IVD, R & D Systems)를 이용해 분비된 hEPO의 존재에 대하여 분석하였다. 도 19(B)에서 알 수 있는 바와 같이, hEPO 단백질은 형질전환 후 14일 동안 시험관내 분비되는 것으로 검출되었다.

실시예 8: 시험관내에서 인간 에리스로포이에틴(hEPO)을 발현시키는, 새로운 피부구획기에 의하여 수확된 피부 샘플로부터 유래된 인간 피부 선상 TMO

개복 외과적 절차로부터 얻어진 새로운 피부 조직 샘플로부터 선상(30.6 mm 길이 및 0.6 ㎛ 폭) 인간 피부 미세기관을 제조하였다. 도 3a-3e와 관련하여 설명한 피부구획기를 이용하여 0.9-1.1 mm의 슬릿 피부 두께(깊이)의 조직 샘플을 절제 하여, 페트리 디시(90 mm)에서 Pen-Strep 및 글루타민을 함유하는 DMEM을 이용해 세정하였다.

선상 미세기관을 생산하기 위하여, 선상 미세기관의 생산을 위하여 도 4(A)에 나타낸 블레이드 구조를 이용하여 프레스기에 의하여 상기 조직 샘플을 절단하였다. 얻어진 선상 미세기관을, 37℃ 및 5% CO₂ 하에서 24시간 동안, 혈청 부재 하에, 500㎕의 DMEM(Biological Industries-Beit Haemek)를 함유하는 웰당 하나의 선상 구획을 배치하였다. 플레이트를 교반하면서 24시간 동안 인간 에리스로포이에틴(아데노-hEPO)에 대한 유전자를 함유하는 아데노 바이러스 벡터(1x10⁹ IP/㎖)를 이용해, 각각의 웰에 형질전환을 실시해, 치료제 미세기관(TMO)을 생성시켰다. 배지를 3-4일 주기로 교체하고, 특정 ELISA 키트(Cat. # DEP00, Quantikine IVD, R & D Systems)를 이용해 분비된 hEPO의 존재에 대하여 분석하였다. 도 19c에서 알 수 있는 바와 같이, hEPO 단백질은 형질전환 후 23일 동안 시험관내 분비되는 것으로 검출되었다.

폐쇄형 살균 미세기관 프로세싱 카세트

도 20-39는 조직 수확 과정으로부터 대상내 삽입하는 과정에 전반에 걸쳐 미세기관/TMO 프로세싱 단계의 모든 프로세싱에 사용되는 카세트 모듈을 나타낸다. 상기 카세트 모듈에서, 유효하고 살균된 제어 가능한 방식으로 실시된 모듈간의 미세기관/TMO의 운반과 함께, 상술한 다양한 기능은 살균 환경에서 실시된다.

도 20은 용이한 가시화를 위하여 분리된 모듈을 가지는 주요 카세트 모듈(2000)을 나타낸다. 주요 모듈은 조직 수확기(2002), 미세기관 모듈(2010), 바이오-프로세싱 모듈(2020), 및 유체공학 모듈(2040)이다. 각각의 모듈은 플라스틱 또는 기타 생체 적합성 하우징을 포함한다. 일반적으로, 조직 수확기(2002)는 조직을 수확하는 경우 나머지 카세트로부터 분리된 뒤, 미세기관 모듈(2010)에 부착되어, 수확된 조직을 운반한다. 각각의 모듈 세트는 바코드와 같은 수단에 의하여 동정된, 주어진 대상 및 샘플에 대해 독특하다. 사용 후, 모듈은 폐기하는 것이 바람직하다.

도 21 및 22는 수확기(2002)의 작동 및 사양을 나타낸다.

피부 샘플은, 외래 환자 진료실 및 수술실과 같은 임상적으로 살균된 환경에서, 피부 수확기(2002)를 이용해 대상으로부터 채취된다. 수확기(2002)는 개별적인 동력 모듈 내에 또는 보드 상의 배터리에 의하여 선택적으로 동력이 공급되나(도시하지 않음), 의학적으로 분리된 동력원과 같은 수단에 의하여 동력이 공급될 수도 있다.

도 3과 관련하여, 상기 조직 수확기의 설계 원리에 따르면, 수확기(2002)는 진공 공급원(2102)을 사용하며, 이는 전용의 휴대용 진공 공급원이거나, 장착된 비휴대용 진공 공급원으로부터 유래될 수 있다. 표준 외과적 자리 제제(surgical site preparation)는 공여체 자리에 만들어지거나, 국부적인 마취제 투여에 의하여 이루어진다.

포트(2116)는 베이스 플레이트(2412) 상에 개방되어, 윈도우(2120)를 형성하고, 이는 살균 조직 수확기에 대해서만 개방된다. 이어서, 이는 윈도우(2120)를 통해 피부면(2114)이 부풀어오르게 할 수 있는 충분한 압력을 제공하는 수단(도시하지 않음)에 의하여 대상의 원하는 위치에 탑재된다.

플런저(2106)는 피부 접촉에 요구되는 봉입 하우징(2105) 내의 살균 부싱(2104)을 따라 하강하고, 진공은 접근 홀(2100)을 통해 샘플 캐리어(2108)를 따라 적용되어, 피부 평면을 샘플 캐리어의 표면에 반대로 수용한다.

샘플 캐리어의 접촉 표면은 플런저에 수직으로 배치되고, 블레이드의 절단 에지 상의 원하는 거리에 배치되어, 피부 샘플을 원하는 두께로 절단한다.

블레이드(2118)(도면의 후미에 나타냄)는 선택적으로 모터(2122)에 의하여 횡방향으로 진동하고, 이는 예를 들면 조직(예를 들면, 피부)을 절단하는 스크루 드라이브(2126)에 의하여 구동된다. 드라이브(2126)는 모터(도시하지 않음)에 의하여 가동된다.

도 22는 폐쇄 위치의 포트(2116)에 의하여 캐리어에 부착된 상태로 얻어진 수확 피부 샘플(2202)을 나타낸다. 이때, 조직 수확기 모듈은 살균 방식으로 밀봉되어, 미세기관을 미세기관 모듈로 운반할 준비를 갖춘다.

도 23-25는 본 발명의 일면에 따르는 피부 샘플로부터 얻은 미세기관의 형성을 예시한다.

이어서, 캐리어 상에 피부 샘플을 가지는 밀폐된 수확기(2002)는 도 23에 나타내 바와 같이 클립(2302)에 의해 기밀 캐스킷(2304)을 통해 미세기관 모듈(2010)에 탈착 가능하게 탑재된다. 수확기 모듈의 장착 위치의 평면도를 도 20의 2014에 나타낸다.

미세기관 모듈(2010)에서, 트리밍 카트리지(2320)는 보통 초선상 미세기관의 개별 구획에 원하는 길이, 통상 30 mm 범위로 배치되고, 베이스(2321)에 지지된 2개의 평행한 블레이드(2318)를 포함한다. 선택적으로, 트리밍 카트리지(2320)는 샘플의 길이 및 폭의 크기를 나타내는 직사각형을 형성하는 4개의 블레이드를 포함한다.

트리밍 카트리지(2320)는 수확기(2002)의 샘플 카트리지 및 상기 수확기 상의 포트(2116)와 직렬 배열되고, 미세기관 모듈 상의 2306은 개방된다.

절단 및 운반 과정 동안 조직 샘플의 수분을 유지하지 위하여 사용하는 습윤제는 디스펜서(도 23에는 도시되지 않았으나, 도 29의 평면도에 도시됨)를 통해 트리밍 및 절단 카트리지로 전달된다.

플런저(2106)는 카트리지(2320)의 반대로 구동되고, 이를 통해 블레이드에 의해 피부를 따라 캐리어 하부까지 절단되어, 피부 샘플의 2개의 에지가 트리밍된다.

플런저(2106)는, 진공을 유지하면서 블레이드(2318) 바로 위의 높이로 오목하게 들어가고, 따라서 캐리에에 대하여 트리밍된 샘플 및 절단 외주가 수용된다.

도 4 및 도 5와 관련하여 설명한 원리에 따라, 절단 카트리지(2321)는 지지 베이스(2322)에 탑재된 스페이서(2331)에 의하여 이격되어, 홀수 번호의 블레이드가 짝수 번호의 대응부에 대하여 미세기관의 폭과 동등한 거리, 통상적으로 수천 ㎛ 범위의 거리만큼 종방향으로 전치되도록 배열된 평행한 절단 블레이드(2330)의 스택을 포함한다.

제거 마스크(2328)는 블레이드(2330) 사이에 삽입되고, 오프세트(2324)에 탑재된 브래킷(2326)에 의하여 제 위치에 홀딩된다. 브래킷(2326)은 선택적으로 래치(도시하지 않음)에 의하여 그 위치에 홀딩된 압착 스프링과 같은 압력에 대항하는 위치에 정박된다.

트리밍 카트리지(2320) 및 미세기관 카트리지(2321)는 스크루 드라이브(2233)에 의하여 미세기관 카트리지(2321)가 캐리어와 직렬 배열되도록 구동된다.

플런저(2106)는 도 24에 도시된 바와 같이, 블레이드(2330)가 피부를 따라 캐리어 하부까지 절단할 때까지 블레이드(2330)에 대항하여 구동된다.

플런저(2306)는 도 25에 나타낸 바와 같이 2010에 탑재되기 전에, 통상 초기 출발 위치로 되돌려 세운다.

마스크(2328)는 그것을 홀딩하는 래치의 방출에 의하여 작동하는 압축 스프링의 반동과 같은 여러 수단 중 하나에 의하여 리프팅된 브래킷(2326)에 의하여 블레이드(2330) 위에 세워진다(도시하지 않음). 래치는 다른 것들 중에서 절단 카트리지에 의하여 절단되는 동안 플런저로부터 발생한 압력에 의하여 작동될 수 있다.

얻어진 초선상 미세기관(2502)은 전송 준비된 기지의 위치 및 배향으로 마스크(2328) 상부에 안장된다. 이때, 캐리어(2108)는, 초선상 미세기관은 마스크 상에 남긴 상태에서 트리밍된 조직의 외주를 홀딩한다.

도 26-28은 도 20에 도시한 바 있는 바이오-프로세싱 모듈(2020)의 세부 사항의 일부를 나타내며, 여기서는 미세기관의 운반에 대하여 보다 상세히 예시한다. 바이오-프로세싱 모듈(2020)은 그 내부에 형성된 포트(2024)를 가지는 하우징(2021)을 포함한다. 하우징(2020) 내에서, 탑재 메커니즘(2602)은 이하에 설명하는 바와 같이 회전 가능하게 탑재된다. 하우징(2020) 역시 유체공학 모듈(2040)로부터 모듈(2020) 내의 부재에 동력을 운반하는 복수의 유체공학 포트(2023)로 형성된다. 하우징(2020)은 또한 모듈(2010) 하우징 내의 매칭 홀(2013)과 짝을 이루며 2개의 모듈을 실링 캐스킷(3037)으로 밀봉하는 탑재 핀(2027)으로 형성된다.

도 20에 나타낸 바와 같이, 진공 가이드(2011)는 모듈(2010)로 잡아당겨진다.

탑재 메커니즘(2602)에 대한 세부 사항은 도 26 및 27에 나타낸다. 메커니즘(2606)은 내부 회전 메커니즘(2702) 및 회전 미세기관 홀더(2704)를 포함한다. 내부 회전 메커니즘에 부가하여, 진공 픽업 리드(2604)는 내부 회전 메커니즘의 회전에 의하여 방출된다.

도 26은 모듈(2010)과 모듈(2020) 사이의 미세기관의 운반을 개략적으로 나타낸다. 포트(2025 및2306)는 개방되어 있다(도시하지 않음). 진공 가이드(2011)는 모듈 사이의 포트 영역에 출발 위치를 가지며, 진공 픽업 리드(2604)는 그의 픽업(2606) 위치가 마스크(2328) 상에 안장된 미세기관(2502)으로부터 다소 이격되게 위치하도록 진공 가이드(2011) 상에 안장된다. 미세기관(2502)을 포착하기 위하여, 내부 회전 메커니즘(2702)을 시계 방향으로 회전시켜, 픽업(2604)을 미세기관(2502) 쪽에 인접하도록 밀어, 그 단부를 중첩시킨다. 내부 메커니즘(2702)을 반시계 방향으로 회전시켜, 밀착시킨 후, 진공 픽업 리드(2604) 및 미세기관(2502)을 유지시키기에 충분한 진공 압력을 가지는 진공 가이드(2011) 상으로 안내함으로써 진공 픽업(2606)을 활성화하고, 픽업 리드는 모듈(2020)로 잡아당긴다. 미세기관의 리딩 단부가 회전 미세기관 홀더(2704)에 도달하면, 이는 구획 마운트(2610) 상에 놓이게 된다. 구획 마운트(2610)(확대 서클에 확대하여 도시함)는 적어도 2개의 폐쇄 위치(2608), 선택적으로 팽창 가능한 크로스바(2614)(이하에서 설명함), 및 선택적으로 아이(eye)(2612)를 포함하며, 아이에 대해서는 이하에 설명한다. 미세기관이 미세기관 홀더(2704)에 도달하면, 내부 회전 메커니즘(2702)이 외부 회전 메커니즘(2703)을 잠그게 되고, 이때 이 둘 모두는 유닛과 함께 회전하여, 미세기관 홀더(2704)가 반시계 방향으로 회전하여, 거기에 미세기관을 적재하는 효과가 있다.

진공 가이드(2011)는 낮은 수준의 진공을 미세기관에 가함으로써, 상기 기관이 운반되는 동안 방향을 유지하고, 꼬이지 않도록 한다. 선택적으로, 이는 측면에 밀착되면서 미세기관이 그것을 따라 슬라이딩하기에 충분한 약간의 진공이 가해지는 홀(2630)에 의하여 형성된 직사각형 튜브(삽입(A-A)으로 나타냄)의 형태를 취한다. 선택적으로, 미세기관이 정렬되고, 컬링을 방지하는 정렬 부재(2632)가 부착된다. 트로우(trough) 또한 가이드(2011) 내에 배치된 리드(2604)를 유지시킨다.

회전 미세기관 홀더(2704)에는 미세기관의 단일 구획의 각각의 길이에 일련의 구획 마운트(2610)(확대 서클에 확대하여 도시함)가 제공되고, 마운트의 각 단 부 상의 하나에 클립(2608)이 배치된다. 따라서, 미세기관 홀더가 회전함에 따라, 미세기관 구획의 하나는 구획 마운트의 한 단부 상의 클립에 놓이게 되고, 또 다른 단부는 구획 마운트의 다른 단부 상의 클립에 놓이게 된다. 구획 마운트가 폐쇄 메커니즘(2616)을 통과함에 따라, 상기 메커니즘이 회전하여, 구획 마운트 단부 상의 클립(2608)을 폐쇄하는 2개의 패들을 리프트한다. 미세기관이 완전히 홀딩되면, 진공 픽업 및 진공 가이드의 진공이 방출될 수 있다. 미세기관(2502)이 미세기관 홀더(2704) 상에 안전하게 탑재됨으로써, 이어서 가이드(2011)는 포트를 청소할 때까지 스크루 드라이브에 의하여 작동되는 미세기관 카세트(2010)로 잡아당겨지고, 이후 폐쇄된다. 이어서, 조직 수확기 모듈(2202)을 따라 배열된 미세기관 모듈(2010)은 폐기될 수 있다.

도 28a는 상기 공정의 측면도를 나타내고, 도 28b는 구획 마운트 상에 탑재된 미세기관을 나타낸다.

생반응기 베이스(2802)는 초선상 미세기관 홀더(2704)가 베이스(2802)의 내면에 안착될 때가지 일으켜진다. 베이스(2802)는, 예를 들면 커플링(2808)을 따라 모터(2806)에 의하여 구동되는 지지 플레이트(2805)를 통해 일으켜진다. 일면에 있어서, 그 내부에 초선상 미세기관을 가지는 베이스는 커버로 커버되지 않는다. 선택적으로, 커버는 교반으로 인한 생반응기 내에서의 유체의 스플래싱(splashing)을 방지하거나, 증발을 감소시키기 위하여, 필요한 경우 활용할 수 있다. 커버는 페트리 디시와 같은 베이스 상에 느슨하게 고정된 커버일 수도 있고, 전체 밀봉 생반응기를 밀봉 커버할 수도 있다. 상기 커버는 경질 플라스틱 재료 또는 기타 생 체 적합성 재료로 만들어질 수도 있고, 기체 투과성, 액체 불투과성 부재 또는 기타 유형의 부재로 만들어질 수도 있다. 기체 투과성 부재는 상기 생반응기 주변의 부가적인 체임버 내에 기체를 농축함으로써 기체 환경을 제어할 수 있다는 부가적인 장점을 가질 수 있다. 상기 커버는 블레이드 어셈블리(3220)(이하에서 설명함) 하부 또는 상부에 배치될 수 있다.

도 29는 일련의 모듈이 탑재된 프로세싱 스테이션(2900)을 나타낸다. 본 발명의 일례에서, 도시한 바와 같이 제어 모듈(2900) 부분의 왼쪽에 대기되는 경우, 도 23-28과 관련하여 상기에서 설명한 기능이 실시된다. 모듈(2010, 2020 및 2040)과 같이, 모듈(2002)은 모듈(2010) 상에 도 20 및 29에서 2014로 표시된 포트에 연결된다. 작동 시, 모듈(2002, 2010, 2020 및 2040)은 예를 들면 신속한 단절(disconnect)에 의하여 진공 조절기(2923) 및 유체공학 제어기(2921)까지 후크 형태로 구부러진다. 진공 조절기(2923) 및 유체공학 제어기(2921)는 교대로 마스터 컨트롤(2940)의 제어 하에 있는 국소 제어기(2960)의 제어 하에 있다. 국소 제어기(2960) 역시 상술한 바와 같이 홀더 등을 회전시키는 포트의 개방에 필요한 모터를 제어한다. 유체공학적 및 전기적(모터) 제어의 혼합 제어 방식에 대하여 설명하였으나, 유체공학적 제어 또는 전기적 제어 각각이 사용될 수 있음을 이해해야 한다.

수확기 모듈(2002)에 의하여 조직 샘플이 수확된 후, 수확기 모듈(2002)은 포트(2014)를 통해 모듈(2010)에 결합된다. 수확된 조직 샘플은 절단되고(도 23-25), 절단된 미세기관은 도 26-28과 관련하여 설명한 바와 같이 모듈(2020)로 운반 된다.

이때, 모듈(2010)은, 여전히 그에 부착된 모듈(2002)과 함께, 더 이상 필요가 없으므로, 모듈(2020)로부터 단절되거나 폐기될 수 있다.

이어서, 바이오-프로세싱 모듈(2020) 및 유체공학 모듈(2040)은 도시한 방향으로 도 29의 우측의 도킹 스테이션으로 운반된다. 많은 환자/자리 중 하나로부터 생산될 수 있는 상이한 조직 샘플을 함유하는 카세트를 위하여 프로세싱 스테이션(2900)에 복수의 도킹 스테이션이 제공될 수 있다. 복수의 도킹 스테이션 내의 모든 카세트는 그들의 프로세싱의 개시 시 좌측의 도크를 관통해야 한다. 이 도면에서, 모듈(2020 및 2040)은 유체공학 발동기(2920)(유체공학 제어기(2932)에 의하여 제어됨) 및 진공 조절기(2922)(진공 제어기(2934)에 의하여 제어됨)에 부착된 것으로 도시되어 있다. 모터(2224, 2226, 2906, 및 2912)는 모터 컨트롤(2936)에 의하여 작동된다.

모듈(2020 및 2040)은 엔벨롭(2901) 내에 배치되고, 온도 센서(도시하지 않음)에 반응하여, 히터 제어기(2938)에 의하여 제어되는 히터(2942)에 의하여 원하는 온도로 유지된다. 제어기는 개별적인 제어기일 수도 있고, 거대 국소 제어기(2930)의 일부일 수도 있다. 국소 제어기(2930) 역시 샘플러(2912)를 통한 TMO의 샘플링 및 분석을 제어하며, 상기 샘플러는 격막과 같은 살균 포트(2943)를 통해 생반응기(2037)로부터 유래된 유체를 샘플링하여, 마스터 컨트롤(2940)과 교신하는 분석기(2996)로 공급한다. 센서는 온도, 습도, CO₂, pH 또는 문서화 또는 제어에 사용되는 생반응기에 사용되는 기타 보편적인 모니터링 매개변수와 같은 다수의 매개변수를 선택적으로 감지할 수 있다.

영양소, 폐산물, 기체 등과 같은 유체는 유체공학 모듈(2040)에 의하여 생반응기(2037)로 또는 생반응기(2037)로부터 운반된다.

성장 배지는 유체공학 제어기(2932)의 제어 하에 분배 볼륨(dispensing volume)(2905)에 저장되고, 생반응기(2037)로 전달된다.

폐기물 배지는 유체공학 제어기(2932)의 제어 하에 분배 볼륨(2909)으로 제거된다.

분배 볼륨(2907)은 산소, 질소, CO₂ 또는 이들의 혼합물과 같은 살균 기체를 전달할 수 있다. 대안적으로, 불륨(2907)은 항생제, 살균제, 또는 기타 원하는 유체를 전달하는 데 사용될 수 있다.

살균 공기 필터(도시하지 않음)는 진공을 가하는 동안 공기 압력과 평형을 유지시키기 위하여 각각의 모듈에 첨가될 수 있다.

마스터 제어기(2940)에 의하여 실행되는 마스터 TMO 프로세싱 알고리즘의 제어 하에, 단계들의 시간적 순서는 유체의 도입 및 제거를 수반하고, 적합한 시간에 유전자 운반 벡터, 및 생반응기(2037) 내에 탑재된 미세기관의 회전식 및 병진식 이동과 같은 수단, 또는 생반응기(2037) 내의 유체에 인가된 수동 에너지 또는 기타 수단에 의한 교반을 수반한다. 이들 단계의 타이밍 및 기간은 예를 들면, 사전 설정 프로그램 및/또는 측정된 프로세스 조건에 의하여 결정되며, 통상적으로 적용 하고자 하는 특정 유전자 또는 유전자 운반 벡터의 특성, 및 대상으로부터 얻은 특정 데이터를 매치시켜 선택한다.

유전자 운반 벡터 투여 볼륨(dosing volume)(2950)은 보통 극저온으로 유지되며, 적합한 시간에 제거 및 해동되어, 격막과 같은 살균 포트(2929)를 통해 투여되어, 분배 볼륨(2911)으로 충전된 뒤, 유체공학 제어기(2932)의 제어 하에 생반응기(2937)로 전달된다.

초선상 미세기관이 형성된 후 적합한 시간, 통상적으로 24시간에, 유전자 운반 벡터를 살균 포트(2929)를 통해 투여해 분배 볼륨(2911)을 충전시키고, 상기 벡터의 제1 부분의 전달을 개시한다.

TMO 성능 평가:

단위 시간당 원하는 범위로 단백질을 생산하는 것과 같이, 원하는 범위의 성능을 가지는 TMO가 얻어지도록 제조 과정을 감시하고 조절하기 위하여, 유전자 운반 벡터를 적용하기 전과 후, 그리고 적용하는 동안의 다양한 시기에 단백질 생산율과 같은 TMO의 성능 매개변수의 평가를 실시할 수 있다. 그러한 평가 방법 중 하나는 생반응기로부터 물리적으로 제거되는 주변 유체 또는 조직의 샘플을 요구하는 수단, 예를 들면 샘플링된 물질의 일부를 사용하는 면역분석 또는 그와 유사한 화학적 또는 생물학적 분석에 의하여 실시될 수 있다. 단독으로 이용하거나 상기 방법과 병용할 수 있는 다른 방법 중 하나는, 물리적 제거를 요하지 않고 생반응기 내의 TMO 또는 배지의 성능 파라미터를 감지할 수 있는 수단, 예를 들면 광학적 수단, DNA 또는 단백질 어레이(array)와 같은 분자 프로브 센서 기술, 또는 당 기술 분야에 공지된 기타 수단에 의한 것이다. 이들 방법에서, TMO 성능은 미세기관을 생반응기로 도입한 시점부터 사용을 위해 제거하기 전까지 다양한 시기에 평가될 수 있다.

정해진 대상의 미세기관의 TMO로의 전환을 제어하는 데 사용되는 프로토콜은, 원하는 성능 범위에 도달하기 위하여 TMO를 제조하는 동안, 이하에 예를 든 하나 이상의 변수를 사용할 수 있으나, 이들로 제한되는 것은 아니다:

1. 벡터 처리 횟수: 미세기관을 함유하는 생반응기 배지로 첨가함으로써, 미세기관을 유전자 운반 벡터에 1회 이상 노출시킨다.

2. 각각의 처리 기간: 각각의 노출은 통상적으로 배지의 일부 또는 전체를 교체해, 생반응기로부터 잔류 벡터를 제거함으로써 종료된다. 한편, 간단히 시간 경과에 따라 이들을 비활성화시키거나, 가열하여 비활성화시킴으로써, 또는 기타 수단을 통하여 생반응기 내에서 벡터 활성을 감소시킬 수 있다.

3. 사용되는 벡터의 용량: 각각의 노출은 다양한 노출에 대해 동일하거나 상이하게 선택될 수 있는 유전자 운반 벡터의 양 또는 소정의 용량을 활용한다. 적용되는 벡터의 양은 통상 동일하거나 상이한 소정의 벡터 효율(바이러스 벡터의 경우, 감염성 및 비감염성 바이러스 입자의 역치)을 이용하거나, 생반응기에 첨가되는 총량을 달리함으로써 변화시킬 수 있다.

4. 벡터 강화 수단: 벡터 작용은, 벡터가 미세기관의 배지에 존재하는 지, 또는 그 전 또는 후에 존재하는 지에 관계없이, 유전자 운반 효율을 증가시키는 하나 이상의 수단을 이용하여 선택적으로 강화될 수 있다. 그러한 수단에는 예를 들 면, 벡터 흡수 또는 효과를 강화하는 것으로 알려진 다양한 형태의 화학적 제제의 첨가; 벡터의 유입을 증대시키기 위한, 조직(예를 들면, 피부의 경우에는 각질층 또는 진피)의 마찰 또는 천공과 같은 미세기관의 물리적 처리; 배지 내에서의 미세기관의 물리적 교반; 미세기관 또는 그들 배지의 물리적 진동 유발; 미세기관 또는 그들 배지의 음파 또는 초음파 에너지에의 노출; 및 벡터의 흡수 및 효과를 강화하기 위한 다양한 전기적 수단, 예를 들면 전기천공의 활용 및 전자기장의 인가가 있다.

5. 유지 조건 조절: 생반응기 내의 성장 배지의 원하는 조건을 유지시키기 위하여, 계획된 양 및 타이밍의 배지 제거 및 교체, 기체 교환 속도, 완충제 또는 기타 화학물질과 같은 제제의 생반응기로의 첨가.

6. 단계의 계획화(Scheduling): 미세기관을 제조해 TMO를 사용하기 전까지, 미세기관으로부터 TMO로의 전환 시 각 단계의 타이밍 및 기간.

TMO의 제조에 사용되는 알고리즘은 상기 변수 및 단계의 계획화에 대하여 사전 설정된 고정된 값을 포함하는, 사전 설정된 기지의 타이밍 및 기간의 고정된 순서의 특정 단계일 수 있다. 대안적으로, 상기 알고리즘은, TMO 성능을 변경시켜 환자 치료에 사용 시 원하는 값의 범위에 도달하기 위하여, 제조 시 다양한 단계에서 측정된 TMO 성능을 기준으로 하나 이상의 변수를 자가 조절하도록 적응되어 설계될 수 있다.

프로세싱 과정 동안, 생반응기(2937) 내의 배지 샘플은 샘플러(2912)에 의해 채취되고, 통상 ELISA와 같은 당 기술분야에 공지된 수단을 이용하여 원하는 특정 단백질의 생산량을 정량하는 분석기(2996)에 의해 분석된다. TMO에 의하여 생산된 단백질의 특성을 확인하기 위하여, 스펙트럼 분석과 같은 기타 테스트가 사용될 수 있다.

또한, 샘플링은 통상적으로 살균성 및 일부 유해 제제의 부재와 같은 TMO의 안정성을 테스트하는 데 사용된다.

프로세스 결과 TMO가 대상에게 투여될 준비가 된 것으로 나타난 경우, 베이스(2802)가 더욱 융기해(도 30에 도시된 바와 같이), 이를 블레이드 어셈블리(3220)로 안내한다. 이때, 블레이드(2804)는 인접 구획 마운트 사이에 수행된 슬롯에 고정된다(도 32). 도 31은 블레이드의 평면도를 나타낸다(도 30의 측면도와 비교). 베이스에 도달 시, 블레이드(3804)는 초선상 TMO를 개별 구획으로 절단한다.

선택적으로, 블레이드 어셈블리(3220)는 제 위치에 남겨져, 유체 및 개개의 미세기관/TMO을 개별적인 체임버로 실질적으로 분리하는 데 사용될 수 있다.

이는 개별적으로 절단된 각각의 미세기관/TMO 구획으로부터 개별적인 샘플링을 하는 데 사용될 수 있다. 이 경우, 베이스(2802)는 저부를 따라, 실리콘 고무와 같은 부드럽운 생체 적합성 불투과층(3004)과 나란히 정렬되고, 블레이드 어셈블리(3220)는 그 하측에 내장된 동일한 재료의 내부 디스크(3012)를 갖는다. 블레이드(3220)는 베이스(2802)의 내부 직경 사이의 아늑한 위치에 고정되며, 이의 하강 시 층(3004)이 절단되고, 디스크(3012)는 베이스(2802) 저부에 마주하여 단단히 접합된다. 그 결과로서, 구획들이 서로 실질적으로 분리되는 각각의 TMO 구획에 대한 개별 체임버가 만들이지고, 이로써 각각의 구획으로부터 개별적인 분비 수준을 측정할 수 있게 된다.

대상에게 투여하기 위한 TMO를 제조하기 위하여, 통상 다음과 같은 데이터를 이용해 투여할 구획의 필수적인 개수를 평가하나, 이들로 제한되는 것은 아니다:

a) 조절 지침, 특정 임상 프로토콜, 또는 유사한 대상에 대한 모집단 통개값을 기준으로 그 대상에게 통상 투여되는 동일한 치료제 단백질의 해당 양.

b) 동일한 주사 또는 기타 경로를 통해 이미 수여를 받은 경우와 구체적으로 동일한 치료제 단백질의 해당 양.

c) 체중, 연령, 물리적 상태, 임상적 상태와 같은 대상에 대한 데이터.

d) 이전에 다른 유사한 대상에게 TMO를 투여한 경우에 얻은 약물동력학적 데이터.

e) 동일 대상에게 이전에 TMO를 투여한 경우에 나타난 반응.

상기 모듈은 도킹 스테이션으로부터 제거되고, TMO 운반 모듈(3300)은 탈착되어, 커넥트(3304) 및 실링 캐스킷(3306)에 의해 바이오-프로세서(2020)에 밀착되고(도 33), 프로세싱 스테이션(2900) 좌측으로 도킹 스테이션에 삽입된다(도 34). (3402는 도킹 스테이션임.)

도 33 및 34에 도시된 바와 같이, 운반 모듈(3300)은 모터(3406)(도시하지 않음)에 의하여 구동되는 2개의 리드 스크루(3312 및 3314)를 포함하는 x-y 스테이지(3310) 상에 탑재된 복수의 운반 핀(3310), 포트(3305)를 가지는 하우징(3302)을 포함하며, 상기 운반 핀(3310)은 포트(3305)를 관통하는 선택적인 통로로 개조된 다.

도 34에 도시된 바와 같이, 모듈(2020)은 모듈(3300)에 접합되고, 나머지는 모듈(2040)에 접합되어, 어셈블리(3402)를 형성한다. 모듈(2020)과 모듈(3300) 사이의 포트는 개방된다. 2개의 모터(3404 및 3406)는 매우 개략적으로 도시되어 있다. 이들 모터는 미세기관 홀더(2704)를 회전시키고, x-y 스테이지(3311)를 작동시키는 작동을 한다.

도 35는 모듈(2020)로 연장되어 미세기관 구획 마운트(2610)와 맞물리는 핀(310) 중 하나를 도시한 것이다. 도 37(A)은 구획 마운트(2610) 상부의 아이(2612)와 맞물려 있는 핀(3310)을 도시한 것이다. 미세기관 홀더(2704)의 약간의 회전 또는 핀(3310)의 측방향 이동(x-y 스테이지)에 의해 홀더(2704)로부터 구획 마운트가 탈착되어(미세기관/TMO 구획(3702)과 함께), 미세기관 구획(3702)이 핀(3310)에 의하여 홀딩된다(B). 아일릿(2612)은 환형 구조로 도시되어 있으나, 튜브형일 수도 있고, 핀(3110)의 리딩 위치를 포착시키는 기타 형태일 수 있다.

이어서, 핀(3310)은, 구획(3702)과 함께, 도 36에 도시된 바와 같이 x-y 스테이지에 의하여 모듈(3300)로 잡아당겨질 수 있다. 이 과정은, 삽입에 요구되는 원하는 구획의 개수에 따라, 또 다른 핀을 x-y 스테이지에 적재하여, 모듈(2020)로부터 또 다른 미세기관 구획 모듈(2020)을 포착함으로써, 반복될 수 있다. 포트는 폐쇄되고, 이어서 모듈(2020)은 모듈(2040)과 함께 비적재 미세기관/TMO의 지속적인 유지를 위하여 도 29의 우측으로 도킹 스테이션에 복귀될 수 있다.

전체 TMO 운반 모듈(3300)은 어셈블리로부터 단절되고, 선택적으로 제공된 온도, 습도 기체, 및 기타 환경 매개변수 컨트롤과 함께, 처리 센터로 운반된다. 모듈(3300)은 선택적으로 원하는 핀(3310)을 제거하기 위하여 수동으로 작동시킬 수 있다.

미세기관/TMO을 삽입하고자 하는 경우에는, 도 11에 대하여 설명한 바와 같이 모듈(3300)로부터 핀을 제거하고, 삽입을 위해 기구(1110)로 운반한다(도 38). 물론, 당 기술분야에 공지된 방법이나 본 명세서에 제시한 바와 같은 다른 삽입 방법도 사용할 수 있다.

미세기관/TMO 투여는 통상 외래 환자 진료실 또는 수술실과 같은 임상적으로 청결한 방에서 실시된다. 모듈(3300)은 통상 환자의 존재 하에 치료실에서 수동으로 사용된다.

제거된 각각의 핀(3310)은 예를 들면 도 38에 도시한 바와 같이 스트레이트닝 처리될 수 있다. 미세기관/TMO 구획(3702)이 그의 프로세싱 과정 동안 이완되어, 도면의 우측에 나타낸 바와 같이 다음 단계에 사용할 수 있을 정도로 충분히 구획이 곧지 못한 경우, 스트레이트닝은 다음과 같이 달성할 수 있다.

각각의 구획 마운트는 공통 래치트 로드(3810) 상의 3개의 구획(3802, 3804, 및 3806)으로 구성된다는 점을 유의한다. 중앙 구획(3804)으로부터 구획(3802 및/또는 3806)을 잡아당겨, TMO 구획에 장력을 인가해, 구획(3812)을 곧게 만든다.

이때, 곧은 미세기관/TMO 구획은 구획 마운트로부터 확실한 배향으로 제거될 수 있다. 이는 통상 도 11에 대하여 설명한 방법을 병용하는 대신, 진공 픽업 기구(1110)를 이용해 실시된다. 기구(1110)는 진공 공급원에 연결되면서 곧은 구획(3812)과 가까이 접촉하게 되어, 곧은 구획(3812) 측의 각질층(3816)에 마주하게 홀딩 될 수 있고, 미세기관/TMO는 진공 홀에 의하여 홀딩될 수 있다.

이 과정은 미세기관/TMO의 필수 개수가 대상에게 투여될 때까지 반복된다.

본 발명의 일면에서, 생반응기는 체온(예를 들면, 36-38℃, 높은 습도, 바람직하게는 습도 95%, 및 CO₂ 강화 대기(3-10% CO₂, 90-97% 공기))에 가까운 온도로 유지될 수 있다. 선택적으로, 미세기관은 항생제, 항균제, 및/또는 기타 제제로 조건화된다. 단백질 분비의 정확한 측정에 요구되는 화학물질 또는 시료는 사용 전까지 냉동 보관으로 유지될 수 있다.

명령을 입력하고 데이터를 수령하는 통제 센터도 선택적으로 제공된다. 제어기(2940)에는, 자동 또는 반자동으로 프로세싱하여, 디스플레이에 데이터를 제공하는 소프트웨어가 제공된다.

본 발명은 구체적인 예를 들어 비제한적인 방식으로 상세히 설명되었으나, 그러한 예는 이는 단지 예시를 위한 것으로서, 본 발명의 범위를 제한하지 않는다. 보다 구체적으로, 개시된 시스템들은 보다 상세히 도시된다. 당업자는 개시한 많은 작동 과정이 다른 수단에 의해서도 실시될 수 있으며, 설명한 많은 작용 및 도시한 특징들이 절대적으로 필요한 것들이 아니라는 사실을 명확히 이해할 것이다.

예를 들어, 제한된 수의 유전적 변화만을 개시하였으나, 생조직을 환자의 체내에 재삽입하는 본 명세서에 개시한 방법들, 및 삽입 후 그 조직의 체내 생존율을 기준으로, 실질적으로 공지된 임의의 방법에 의해서 유도되는 조직 내에서의 실질 적인 임의의 유전적 변화가 환자 체내에서 표적 단백질 또는 기타 치료제의 분비를 유발할 것임은 자명하다.

당업자는 본 발명의 특징을 조합해 다양한 변화를 가할 수 있을 것이다. 본 발명의 범위는 하기 청구의 범위에 의해서만 한정된다. 또한, 청구의 범위와 관련하여, 사용된 "포함" 및 "함유"란 용어, 그리고 그들의 어미 변환어와 관련한 의문을 피하기 위하여, 이들 용어는 "반드시 제한적인 것이 아닌 의미로서, 포함한다"는 것을 의미한다.

Claims (72)

1. A) 각각 조직(tissue) 샘플로부터 미세 기관(micro organ)을 생산하는 공정 전체 또는 일부를 수행하는 복수의 작동 모듈로서, 상기 미세 기관은 그로부터 유래하는 기관(organ) 또는 기관(organ)들의 미세조직(micro-architecture)을 보유하는 손상되지 않은 조직(intact tissue)의 한 조각(section)이며, 상기 모듈 중 하나는, 상기 미세 기관 이 그 안에서 유지될 수 있도록, 영양소 유입구와 배설물 유출구를 포함하는 모듈인 복수의 작동 모듈과;

   B) 상기 조직 샘플 또는 미세 기관을, 상기 모듈로부터 조직 샘플을 제거하지 않고, 공정 중에 하나의 모듈로부터 다음 모듈로 모듈 내 포트를 경유하여 이송하기 위한 수단

   을 포함하는 미세 기관 프로세싱 시스템.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 모듈은, 상기 미세 기관이 그 안에서 유전적으로 변형될 수 있도록, 형질도입제를 공급하기 위한 입구가 달려 있는 것인 미세 기관 프로세싱 시스템.
4. 제1항에 있어서, 영양소 유입구와 배설물 유출구를 포함하는 상기 모듈은 그 안의 주변 유체를 샘플링하기 위한 샘플링 출구가 달려 있는 것인 미세 기관 프로세싱 시스템.
5. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 복수의 모듈은 수송 모듈로서, 상기 수송 모듈은 상기 영양소 유입구와 배설물 유출구를 포함하는 모듈 내 포트로 들어가서 그로부터 미세 기관의 적어도 선택된 부분을 제거하여 상기 수송 모듈로 전달하도록 적용된 아암(arm)을 가지는 것인 미세 기관 프로세싱 시스템.
6. 제1항에 있어서, 상기 모듈들은 물질을 외부 환경에 노출시키지 않고 그들 사이에서 수송할 수 있도록 하는 연결 메커니즘 및 매칭 포트를 구비하는 것인 미세 기관 프로세싱 시스템.
7. 제1항에 있어서, 상기 모듈들은 조직 샘플의 도입에서부터 시작되는 살균 조건 하에 공정을 수행하는 것인 미세 기관 프로세싱 시스템.
8. 미세 기관의 유지 및 임의의 유전적 변형의 조절을 위한 미세 기관 프로세싱 스테이션으로서,

   A) 제1항의 미세 기관 프로세싱 시스템과;

   B) 모듈 또는 다수의 연결된 모듈들을 도킹하기 위한 적어도 하나의 포트로서, 상기 모듈은 조직 샘플로부터 하나 이상의 미세 기관을 생성하는 공정의 일부 또는 전부를 수행하는 것인 모듈 또는 다수의 연결된 모듈들을 도킹하기 위한 적어도 하나의 포트와;

   C) 적어도 하나의 모듈에서 및 그로부터의 유체의 흐름을 조절하도록 작동되는 유체 조절 시스템; 및

   D) 상기 모듈들의 적어도 일부 내에서 요소들에 모티브 파워를 공급하도록 작동되는 파워 조절 시스템

   을 포함하는 미세 기관 프로세싱 스테이션.
9. 제8항에 있어서,

   적어도 하나의 모듈 내에서 물질을 수용하기 위하여, 적어도 하나의 상기 모듈들에 조절된 진공을 공급하도록 작동되는 진공 조절 시스템을 추가로 포함하는 미세 기관 프로세싱 스테이션.
10. 제8항에 있어서, 상기 유체 조절 시스템은 하나의 모듈 내에서 미세 기관의 유전적 변형을 야기하는 적어도 하나의 물질의 도입을 조절하도록 작동되는 것인 미세 기관 프로세싱 스테이션.
11. 제8항에 있어서, 적어도 하나의 상기 모듈로부터 유체를 샘플링하기 위한 샘플링 메커니즘을 추가로 포함하는 미세 기관 프로세싱 스테이션.
12. 제8항에 있어서, 상기 유체 내 글루코스, 락테이트, 용존 산소, 용존 이산화탄소, 암모니아, 글루타민, pH, 오염물질, 분비된 치료제 또는 이들의 혼합물을 분석하기 위한 분석기를 추가로 포함하는 미세 기관 프로세싱 스테이션.
13. 제12항에 있어서, 상기 분석기는 미세 기관에 의해 분비된 치료제에 대해 상기 유체를 분석하는 것인 미세 기관 프로세싱 스테이션.
14. 제8항에 있어서, 상기 미세 기관이 삽입에 적절한 때를 표시하고, 또한 치료제의 양을 모니터링하기 위한 컨트롤러를 추가로 포함하는 미세 기관 프로세싱 스테이션.
15. 제8항에 있어서, 상기 미세 기관의 유전적 변형을 증진하기 위한 수단을 포함하는 미세 기관 프로세싱 스테이션.
16. 제15항에 있어서, 상기 증진 수단이 기계적 또는 음향 진동을 위한 수단을 포함하는 것인 미세 기관 프로세싱 스테이션.
17. 제15항에 있어서, 상기 증진 수단이 전기천공(electroporation) 또는 전자기장 생성을 위한 수단을 포함하는 것인 미세 기관 프로세싱 스테이션.
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제
21. 삭제
22. 삭제
23. 삭제
24. 삭제
25. 삭제
26. 삭제
27. 삭제
28. 삭제
29. 삭제
30. 삭제
31. 삭제
32. 삭제
33. 제1항에 있어서, 상기 모듈들 중 하나는 상기 조직을 커팅(cutting)하는 수단을 포함하는 하비스터(harvester) 모듈인 미세 기관 프로세싱 시스템.
34. 제33항에 있어서, 상기 하비스터 모듈은 상기 조직의 핵을 들어내는 수단을 포함하는 것인 미세 기관 프로세싱 시스템.
35. 제33항에 있어서, 상기 하비스터 모듈은 상기 조직을 안정화하기 위한 진공 헤드를 포함하는 것인 미세 기관 프로세싱 시스템.
36. 제1항의 미세 기관 프로세싱 시스템의 작동 모듈들 중 하나 내로 조직 샘플을 도입하는 것을 포함하는 미세 기관을 생성하는 방법.
37. 삭제
38. 삭제
39. 삭제
40. 삭제
41. 삭제
42. 삭제
43. 삭제
44. 삭제
45. 삭제
46. 삭제
47. 삭제
48. 삭제
49. 삭제
50. 삭제
51. 삭제
52. 삭제
53. 삭제
54. 삭제
55. 삭제
56. 삭제
57. 삭제
58. 삭제
59. 삭제
60. 삭제
61. 삭제
62. 삭제
63. 삭제
64. 삭제
65. 삭제
66. 삭제
67. 삭제
68. 삭제
69. 삭제
70. 삭제
71. 삭제
72. 삭제

Images