[go: up one dir, main page]

RU2785894C2 - Intervertebral disc prostheses and their manufacturing methods - Google Patents

Intervertebral disc prostheses and their manufacturing methods Download PDF

Info

Publication number
RU2785894C2
RU2785894C2 RU2021111869A RU2021111869A RU2785894C2 RU 2785894 C2 RU2785894 C2 RU 2785894C2 RU 2021111869 A RU2021111869 A RU 2021111869A RU 2021111869 A RU2021111869 A RU 2021111869A RU 2785894 C2 RU2785894 C2 RU 2785894C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
biocompatible
intervertebral disc
support structure
gpa
plate
Prior art date
Application number
RU2021111869A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2021111869A (en
Inventor
Скотт Дуглас КОРНЕЗ
Джерсон МЕККИТА
Натаниэль БАХРАХ
Original Assignee
ТДБТ АйПи ИНК.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ТДБТ АйПи ИНК. filed Critical ТДБТ АйПи ИНК.
Publication of RU2021111869A publication Critical patent/RU2021111869A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2785894C2 publication Critical patent/RU2785894C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: group of inventions relates to the field of intervertebral disc prostheses and their manufacturing methods. A biologically compatible supporting structure for an intervertebral disc prosthesis contains an annular element of biologically compatible material. At the same time, the specified annular element contains an inner surface of a wall, an outer surface of the wall, the first flat surface, and the second flat surface opposite to the first flat surface. The specified biologically compatible material is present in amount from 1% to 100 wt.% of the biologically compatible supporting structure. The specified annular element has at least one hole passing through from the outer surface of the wall to the inner surface of the wall and having an average size from 10±10% mcm to 10,000±10% mcm. A method for the manufacture of a biologically compatible supporting structure for an intervertebral disc prosthesis, a composition of an intervertebral disc prothesis, as well as a method for the manufacture of a composition of an intervertebral disc prosthesis are also disclosed.
EFFECT: obtainment of an intervertebral disc prothesis.
29 cl, 9 dwg

Description

Перекрестная ссылка на родственные заявки на патентCross reference to related patent applications

Для настоящей заявки испрашивается приоритет по предварительной заявке на патент США №62/737,915 поданной 27 сентября 2018 года, которая включена в данный документ в полном объёме посредством ссылки.This application claims priority over U.S. Provisional Application No. 62/737,915 filed September 27, 2018, which is hereby incorporated by reference in its entirety.

Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention belongs

Предлагаемая технология относится, в целом, к протезам межпозвонковых дисков и способам их изготовления. Более конкретно, данная технология относится к протезам межпозвонковых дисков, имеющим биологически совместимую поддерживающую структуру и тканеинженерную конструкцию, а также к способам изготовления с использованием 3D-печати или литья под давлением.The proposed technology relates, in general, to prostheses of intervertebral discs and methods for their manufacture. More specifically, this technology relates to intervertebral disc prostheses having a biocompatible supporting structure and tissue engineering design, as well as manufacturing methods using 3D printing or injection molding.

Уровень техникиState of the art

Межпозвонковые диски могут быть повреждены из-за образования грыжи, выпячивания, дистрофии или травмы, и они не излечиваются сами по себе. Современные хирургические варианты исправления повреждений межпозвонковых дисков включают синтетические диски, кейджи или фиксацию позвонков. При использовании полностью синтетических дисков проблема заключается в том, что они остаются на месте и врастают в тело, что может приводить к дальнейшим операциям. Фиксация позвонков ограничивает диапазон движений пациента и не восстанавливает качество жизни. Данная технология направлена на преодоление этих и других недостатков. Кроме того, протезы межпозвонковых дисков по данной технологии сохраняют структурную целостность тканеинженерных конструкций, например, тканеинженерные межпозвонковые диски.Intervertebral discs can be damaged due to herniation, protrusion, dystrophy or trauma, and they do not heal on their own. Modern surgical options for repairing intervertebral disc injuries include synthetic discs, cages, or vertebral fixation. When using fully synthetic discs, the problem is that they remain in place and grow into the body, which can lead to further operations. Fixation of the vertebrae limits the patient's range of motion and does not restore quality of life. This technology is aimed at overcoming these and other disadvantages. In addition, intervertebral disc prostheses using this technology retain the structural integrity of tissue-engineered structures, for example, tissue-engineered intervertebral discs.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

В одном аспекте, данной технологией предлагается состав протеза межпозвонкового диска, который включает биологически совместимую поддержку, которая включает один или более из: кольцевидного элемента, первой пластинки или второй пластинки в структуре из биологически совместимого материала, и тканеинженерную конструкцию, которая включает биочернила, причём кольцевидный элемент включает внутреннюю поверхность, наружную поверхность, первую плоскую поверхность и вторую плоскую поверхность, а биологически совместимый материал присутствует в количестве от около 1% до около 100 мас.% биологически совместимой поддерживающей структуры. In one aspect, this technology provides an intervertebral disc prosthesis composition that includes a biocompatible support that includes one or more of: an annular element, a first plate, or a second plate in a biocompatible material structure, and a tissue-engineered construct that includes a bioink, wherein the annular the element includes an inner surface, an outer surface, a first flat surface, and a second flat surface, and the biocompatible material is present in an amount of from about 1% to about 100% by weight of the biocompatible supporting structure.

В другом аспекте, данной технологией предлагается биологически совместимая поддерживающая структура, которая включает один или более из: кольцевидного элемента, первой пластинки или второй пластинки из биологически совместимого материала; причём кольцевидный элемент включает внутреннюю поверхность стенки, наружную поверхность стенки, первую плоскую поверхность и вторую плоскую поверхность; а биологически совместимый материал присутствует в количестве от около 1% до около 100 мас.% биологически совместимой поддерживающей структуры.In another aspect, the present technology provides a biocompatible support structure that includes one or more of: an annular element, a first plate, or a second plate of biocompatible material; moreover, the annular element includes the inner surface of the wall, the outer surface of the wall, the first flat surface and the second flat surface; and the biocompatible material is present in an amount of from about 1% to about 100% by weight of the biocompatible support structure.

В родственном аспекте, данной технологией предлагается способ изготовления биологически совместимой поддерживающей структуры, описанной в данном документе в любом из вариантов осуществления изобретения, при этом указанный способ включает нанесение биологически совместимого материала на подложку; необязательно, сшивание нанесённого биологически совместимого материала; и, необязательно, повторение стадий нанесения и необязательного сшивания с образованием биологически совместимой поддерживающей структуры; причём биологически совместимая поддерживающая структура включает один или более из: кольцевидного элемента, первой пластинки или второй пластинки из биологически совместимого материала, причем указанный кольцевидный элемент включает внутреннюю поверхность стенки, наружную поверхность стенки, первую плоскую поверхность и вторую плоскую поверхность; а биологически совместимый материал присутствует в количестве от около 1% до около 100 мас.% биологически совместимой поддерживающей структуры.In a related aspect, this technology provides a method of manufacturing a biocompatible support structure, described in this document in any of the embodiments of the invention, while this method includes applying a biocompatible material to a substrate; optionally, crosslinking the applied biocompatible material; and optionally repeating the steps of applying and optionally crosslinking to form a biocompatible support structure; moreover, the biologically compatible supporting structure includes one or more of: an annular element, a first plate or a second plate of a biologically compatible material, and the specified annular element includes an inner wall surface, an outer wall surface, a first flat surface and a second flat surface; and the biocompatible material is present in an amount of from about 1% to about 100% by weight of the biocompatible support structure.

Ещё в одном родственном аспекте, данной технологией предлагается способ изготовления протеза межпозвонкового диска, который включает изготовление биологически совместимой поддерживающей структуры, описанной в данном документе в любом из вариантов осуществления изобретения, включающее: нанесение биологически совместимого материала на подложку; необязательно, сшивание нанесённого биологически совместимого материала; и, необязательно, повторение стадий нанесения и необязательного сшивания с образованием биологически совместимой поддерживающей структуры; изготовление тканеинженерной конструкции, описанной в данном документе в любом из вариантов осуществления изобретения, включающее: нанесение биочернил, описанных в данном документе в любом из вариантов осуществления изобретения, в биологически совместимую поддерживающую структуру или вокруг неё; сшивание биочернил, и, необязательно, повторение стадий нанесения и сшивания с образованием тканеинженерной конструкции; отверждение состава протеза межпозвонкового диска; причём биологически совместимая поддерживающая структура включает один или более из: кольцевидного элемента, первой пластинки или второй пластинки из биологически совместимого материала, указанный кольцевидный элемент включает внутреннюю поверхность стенки, наружную поверхность стенки, первую плоскую поверхность и вторую плоскую поверхность; а биологически совместимый материал присутствует в количестве от около 1% до около 100 мас.% биологически совместимой поддерживающей структуры.In yet another related aspect, this technology provides a method of manufacturing a prosthesis of the intervertebral disc, which includes the manufacture of a biocompatible supporting structure, described herein in any of the embodiments of the invention, including: applying a biocompatible material to a substrate; optionally, crosslinking the applied biocompatible material; and optionally repeating the steps of applying and optionally crosslinking to form a biocompatible support structure; fabrication of a tissue engineering construct described herein in any of the embodiments of the invention, including: applying the bioink described herein in any of the embodiments of the invention to or around a biocompatible supporting structure; crosslinking the bioink, and optionally repeating the application and crosslinking steps to form a tissue engineered construct; curing the composition of the intervertebral disc prosthesis; moreover, the biologically compatible supporting structure includes one or more of: an annular element, a first plate or a second plate of a biologically compatible material, the specified annular element includes an inner wall surface, an outer wall surface, a first flat surface and a second flat surface; and the biocompatible material is present in an amount of from about 1% to about 100% by weight of the biocompatible support structure.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

На фиг. 1A проиллюстрирован перспективный вид биологически совместимой поддерживающей структуры, имеющей кольцевидный элемент в соответствии с вариантом осуществления изобретения.In FIG. 1A is a perspective view of a biocompatible support structure having an annular element in accordance with an embodiment of the invention.

На фиг. 1B проиллюстрирован вид сверху, вид в поперечном сечении и вид сбоку биологически совместимой поддерживающей структуры, имеющей кольцевидный элемент в соответствии с вариантом осуществления изобретения.In FIG. 1B illustrates a top view, a cross-sectional view and a side view of a biocompatible support structure having an annular element in accordance with an embodiment of the invention.

На фиг. 1C проиллюстрирован вид сбоку биологически совместимой поддерживающей структуры, имеющей кольцевидный элемент в соответствии с вариантом осуществления изобретения.In FIG. 1C illustrates a side view of a biocompatible support structure having an annular element in accordance with an embodiment of the invention.

На фиг. 2 проиллюстрирован вид сверху и вид сбоку биологически совместимой поддерживающей структуры, имеющей кольцевидный элемент в соответствии с вариантом осуществления изобретения.In FIG. 2 illustrates a top and side view of a biocompatible support structure having an annular element in accordance with an embodiment of the invention.

На фиг. 3 проиллюстрирован вид сверху и вид сбоку биологически совместимой поддерживающей структуры, имеющей первую (или вторую) пластинку в соответствии с вариантом осуществления изобретения.In FIG. 3 illustrates a top and side view of a biocompatible support structure having a first (or second) plate, in accordance with an embodiment of the invention.

На фиг. 4 проиллюстрирован вид сверху и вид сбоку биологически совместимой поддерживающей структуры, имеющей первую (или вторую) пластинку в соответствии с вариантом осуществления изобретения.In FIG. 4 illustrates a top and side view of a biocompatible support structure having a first (or second) plate in accordance with an embodiment of the invention.

На фиг. 5 проиллюстрирован вид сверху, перспективный вид и вид сбоку биологически совместимой поддерживающей структуры, имеющей первую (или вторую) пластинку и один или более выступающих элементов в соответствии с вариантом осуществления изобретения.In FIG. 5 illustrates a top, perspective, and side view of a biocompatible support structure having a first (or second) plate and one or more protrusions, in accordance with an embodiment of the invention.

На фиг. 6 проиллюстрирован вид сверху, вид сбоку и перспективный вид биологически совместимой поддерживающей структуры, имеющей первую пластинку и вторую пластинку, имеющую выступающие элементы (т.е. стойки), соединяющие плоскую поверхность первой пластинки и второй пластинки в соответствии с вариантом осуществления изобретения.In FIG. 6 illustrates a top view, side view, and perspective view of a biocompatible support structure having a first lamina and a second lamina having protrusions (i.e., struts) connecting the flat surface of the first lamina and the second lamina, in accordance with an embodiment of the invention.

На фиг. 7 проиллюстрирован вид сверху, вид сбоку и перспективный вид протеза межпозвонкового диска в соответствии с вариантом осуществления изобретения.In FIG. 7 illustrates a top view, a side view and a perspective view of an intervertebral disc prosthesis in accordance with an embodiment of the invention.

На фиг. 8 проиллюстрирован вид сверху, вид сбоку и перспективный вид тканеинженерной конструкции в соответствии с вариантом осуществления изобретения.In FIG. 8 illustrates a top view, a side view, and a perspective view of a tissue engineered construct in accordance with an embodiment of the invention.

На фиг. 9 проиллюстрирована блок-схема, где представлен типовой способ изготовления биологически совместимой поддерживающей структуры и тканеинженерной конструкции протеза межпозвонкового диска.In FIG. 9 is a flow chart illustrating a typical method for fabricating a biocompatible support structure and tissue engineered intervertebral disc prosthesis.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

В данном документе ниже описаны различные варианты осуществления изобретения. Следует отметить, что конкретные варианты осуществления изобретения не предназначены для исчерпывающего описания или ограничения более широких аспектов, рассматриваемых в данном документе. Один аспект, описанный вместе с конкретным вариантом осуществления изобретения, не обязательно ограничивается этим вариантом осуществления изобретения и может быть осуществлен на практике с любым(и) другим(и) вариантом(ами) осуществления изобретения.In this document, various embodiments of the invention are described below. It should be noted that specific embodiments of the invention are not intended to exhaustively describe or limit the broader aspects discussed in this document. One aspect described in conjunction with a particular embodiment of the invention is not necessarily limited to this embodiment, and may be practiced with any(s) other(s) embodiment(s) of the invention.

В контексте данного документа, термин «около» будет понятен специалистам в данной области техники и будет варьироваться до некоторой степени в зависимости от контекста, в котором он используется. Если существуют варианты использования указанного термина, которые не ясны специалистам в данной области техники, учитывая контекст, в котором оно используется, термин «около» будет означать до плюс-минус 10% от конкретного значения.In the context of this document, the term "about" will be understood by those skilled in the art and will vary to some extent depending on the context in which it is used. If there are uses of said term that are not clear to those skilled in the art, given the context in which it is used, the term "about" will mean up to plus or minus 10% of the specific meaning.

Использование терминов в единственном числе и подобных ссылок в контексте описания элементов (в частности, в контексте приведенной ниже формулы изобретения) должно толковаться как охватывающее как единственное, так и множественное число, если только в данном документе не указано иное или иное явно не противоречит контексту. Перечисление диапазонов значений в данном документе просто предназначено для использования в качестве сокращенного способа ссылки на каждое отдельное значение, попадающее в этот диапазон, если в данном документе не указано иное, и каждое отдельное значение включается в описание, как если бы оно было изложено в данном документе отдельно. Все способы, описанные в данном документе, могут быть осуществлены в любом подходящем порядке, если иное не указано в данном документе или иное явно не противоречит контексту. Использование любых и всех примеров или вводного слова перед примером (например, «такой как»), предложенных в данном документе, предназначено просто для лучшего освещения вариантов осуществления изобретения и не налагает ограничения на объём формулы изобретения, если не указано иное. Никакие формулировки в описании не должны толковаться как указывающие на какие-либо не заявленные элементы как существенные.The use of terms in the singular and similar references in the context of the description of the elements (in particular, in the context of the following claims) should be construed as covering both the singular and the plural, unless otherwise indicated in this document or otherwise clearly contrary to the context. The listing of ranges of values in this document is simply intended to be used as a shorthand way of referring to each individual value falling within that range, unless otherwise noted in this document, and each individual value is included in the description as if it were set forth in this document. separately. All methods described herein may be carried out in any suitable order, unless otherwise specified herein or otherwise clearly contradicts the context. The use of any and all examples or a pre-example word (eg, "such as") provided herein is merely intended to better illuminate embodiments of the invention and is not meant to limit the scope of the claims, unless otherwise indicated. Nothing in the description should be construed as indicating any non-declared elements as essential.

В контексте данного документа, термин «межпозвонковый диск» относится к дискам, отделяющим позвонки друг от друга и действующим как естественные амортизаторы посредством смягчения сотрясений и поглощения нагрузки и деформации, передаваемых позвоночнику. Ткани межпозвонкового диска, главным образом, состоят из трех областей: замыкательных пластинок, фиброзного кольца и пульпозного ядра. Фиброзное кольцо представляет собой прочную структуру из коллагеновых волокон, которая имеет наружный ободок из коллагеновых волокон I типа, окружающий менее плотный волокнистый хрящ и переходную зону. Эти коллагеновые волокна структурированы в виде цилиндрических слоёв. В каждом слое волокна параллельны друг другу; однако ориентация волокон между слоями изменяется в интервале от 30 до 60 градусов. Это строение обеспечивает поддержку при скручивающих, изгибающих и сжимающих нагрузках на позвоночник. Замыкательные пластинки, которые находятся на верхней и нижней поверхностях диска, работают вместе с фиброзным кольцом, удерживая гелеобразную матрицу пульпозного ядра внутри межпозвонкового диска. Пульпозное ядро состоит из мягкой матрицы протеогликанов и беспорядочно ориентированных коллагеновых волокон II типа в воде. Наибольшее содержание протеогликана и воды в центре диска и оно уменьшается к периферии диска. Ткани, которые эффективно имитируют эти структуры, могут быть получены в соответствии со способами, описанными в данном документе. Эти коллагеновые волокна структурированы в виде цилиндрических слоёв. In the context of this document, the term "intervertebral disc" refers to the discs that separate the vertebrae from each other and act as natural shock absorbers by dampening shock and absorbing stress and strain transmitted to the spine. The tissues of the intervertebral disc are mainly composed of three regions: the endplates, the annulus fibrosus, and the nucleus pulposus. The annulus fibrosus is a strong structure of collagen fibers that has an outer rim of type I collagen fibers surrounding less dense fibrous cartilage and the transition zone. These collagen fibers are structured in cylindrical layers. In each layer, the fibers are parallel to each other; however, the orientation of the fibers between layers varies from 30 to 60 degrees. This structure provides support for twisting, bending and compressive loads on the spine. The endplates, which are found on the upper and lower surfaces of the disc, work together with the annulus fibrosus to hold the gel-like matrix of the nucleus pulposus within the intervertebral disc. The nucleus pulposus consists of a soft matrix of proteoglycans and randomly oriented type II collagen fibers in water. The highest content of proteoglycan and water is in the center of the disc and it decreases towards the periphery of the disc. Fabrics that mimic these structures effectively can be made according to the methods described herein. These collagen fibers are structured in cylindrical layers.

Термин «биологически совместимый материал» относится к материалу, полученному из природного или синтетического источника, обладающему способностью выполнять свою желаемую функцию в организме субъекта, не вызывая каких-либо нежелательных местных или системных эффектов. В контексте данного документа, биологически совместимые материалы также могут относиться к материалам, которые в физиологических условиях являются биораспадаемыми, биопоглощаемыми, биорассасываемыми или комбинацией двух или более из них. Термин «биораспадаемый» относится к материалу, который может быть расщеплен на основные вещества в результате нормальных процессов, обусловленных окружающими условиями, и/или под действием живых существ, например, микроорганизмов. Термин «биопоглощаемый» относится к материалу, способному всасываться в живые ткани. Термин «биорассасываемый» относится к материалу, который при размещении внутри человеческого тела начинает растворяться (рассасываться) и медленно замещается растущей тканью. В контексте данного документа, в любом из вариантов осуществления изобретения термины «биораспадаемый», «биопоглощаемый» и «биорассасываемый» используются взаимозаменяемо.The term "biocompatible material" refers to a material derived from a natural or synthetic source that is capable of performing its desired function in a subject's body without causing any undesirable local or systemic effects. As used herein, biocompatible materials may also refer to materials that under physiological conditions are biodegradable, bioabsorbable, bioresorbable, or a combination of two or more of these. The term "biodegradable" refers to a material that can be broken down into basic substances as a result of normal processes due to environmental conditions, and/or under the action of living things, such as microorganisms. The term "bioabsorbable" refers to a material capable of being absorbed into living tissues. The term bioresorbable refers to a material that, when placed inside the human body, begins to dissolve (resorb) and is slowly replaced by growing tissue. In the context of this document, in any of the embodiments of the invention, the terms "biodegradable", "bioabsorbable" and "bioresorbable" are used interchangeably.

В контексте данного документа, «субъект» или «пациент» - это млекопитающее, как описано в данном документе. Термины «субъект» и «пациент» могут быть используемы взаимозаменяемо. В контексте данного документа, термин млекопитающее включает, но не ограничивается ими, кошку, собаку, грызуна или примата. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе, млекопитающее - это человек. In the context of this document, "subject" or "patient" is a mammal, as described in this document. The terms "subject" and "patient" may be used interchangeably. As used herein, the term mammal includes, but is not limited to, a cat, dog, rodent, or primate. For example, in any of the embodiments herein, the mammal is a human.

Термин «гидрогель» или «гель» относится к веществу, которое образуется, когда органический полимер (природный или синтетический) затвердевает с образованием трехмерной структуры с открытой решеткой, которая захватывает молекулы воды или другого раствора с образованием геля. Затвердевание может происходить, например, посредством агрегации, коагуляции, гидрофобных взаимодействий или сшивания. Гидрогели могут быть клеточными (т.е. содержащими клетки) или бесклеточными (т.е. не содержащими клеток). Гидрогели, содержащие клетки, могут быстро затвердевать, чтобы клетки оставались равномерно суспендированными в форме (или вокруг или внутри другого затвердевшего геля), пока гель не затвердеет. Гидрогели также могут быть биосовместимыми, например, не токсичными для клеток, суспендированных в гидрогеле. The term "hydrogel" or "gel" refers to a substance that is formed when an organic polymer (natural or synthetic) solidifies into a three-dimensional open lattice structure that traps water or other solution molecules to form a gel. Solidification may occur, for example, through aggregation, coagulation, hydrophobic interactions or crosslinking. Hydrogels can be cellular (ie containing cells) or acellular (ie not containing cells). Hydrogels containing cells can quickly solidify so that the cells remain evenly suspended in the mold (or around or within another solidified gel) until the gel solidifies. Hydrogels can also be biocompatible, eg non-toxic to the cells suspended in the hydrogel.

В контексте данного документа, термин «коллаген» относится к основному белку соединительной ткани, обладающему высокой прочностью на разрыв и обнаруженному в большинстве многоклеточных организмов. Коллаген является основным фибриллярным белком, а также нефибриллярным белком базальных мембран. Он содержит большое количество глицина, пролина, гидроксипролина и гидроксилизина. Коллаген встречается по всему телу и бывает по меньшей мере 12 типов (тип I-XII).In the context of this document, the term "collagen" refers to the main connective tissue protein with high tensile strength and found in most multicellular organisms. Collagen is the main fibrillar protein and also the non-fibrillar basement membrane protein. It contains large amounts of glycine, proline, hydroxyproline and hydroxylysine. Collagen is found throughout the body and comes in at least 12 types (types I-XII).

Протез межпозвонкового диска по данной технологииIntervertebral disc prosthesis using this technology

В одном аспекте, данной технологией предлагается протез межпозвонкового диска, который включает биологически совместимую поддерживающую структуру, которая включает один или более из: кольцевидного элемента, первой пластинки или второй пластинки из биологически совместимого материала и тканеинженерную конструкцию, которая включает биочернила, причём кольцевидный элемент включает внутреннюю поверхность, наружную поверхность, первую плоскую поверхность и вторую плоскую поверхность, а биологически совместимый материал присутствует в количестве от около 1% до около 100 мас.% биологически совместимой поддерживающей структуры. In one aspect, this technology provides an intervertebral disc prosthesis that includes a biocompatible support structure that includes one or more of: an annular element, a first plate, or a second plate of a biocompatible material, and a tissue-engineered structure that includes a bioink, the annular element including an internal a surface, an outer surface, a first planar surface, and a second planar surface, and the biocompatible material is present in an amount of from about 1% to about 100% by weight of the biocompatible support structure.

На фиг. 1A проиллюстрирован перспективный вид биологически совместимой поддерживающей структуры 100 в соответствии с вариантом осуществления изобретения, которая включает кольцевидный элемент 110, причём кольцевидный элемент имеет внутреннюю поверхность стенки 120, наружную поверхность стенки 130, первую плоскую поверхность 140 и вторую плоскую поверхность 150. В биологически совместимой поддерживающей структуре 100 дополнительно проиллюстрировано одно или более отверстий 160, проходящих насквозь от наружной поверхности стенки 130 до внутренней поверхности стенки 120, в жидкостном сообщении с внешней физиологической средой кольцевидного элемента 110 до внутренней полости 170 кольцевидного элемента 110. На фиг. 1B и 1C проиллюстрирован вид сверху, вид в разрезе и вид сбоку биологически совместимой поддерживающей структуры 100.In FIG. 1A illustrates a perspective view of a biocompatible support structure 100 in accordance with an embodiment of the invention that includes an annular element 110, wherein the annular element has an inner wall surface 120, an outer wall surface 130, a first planar surface 140, and a second planar surface 150. the structure 100 further illustrates one or more apertures 160 extending through the outer surface of the wall 130 to the inner surface of the wall 120, in fluid communication with the external physiological environment of the annular element 110 to the internal cavity 170 of the annular element 110. In FIG. 1B and 1C illustrate top, sectional, and side views of a biocompatible support structure 100.

На фиг. 2 проиллюстрирован вид сверху и вид сбоку биологически совместимой структуры 200 в соответствии с вариантом осуществления изобретения, которая включает кольцевидный элемент 210, причём кольцевидный элемент имеет внутреннюю поверхность стенки 220, наружную поверхность стенки 230, первую плоскую поверхность 240 и вторую плоскую поверхность 250. В биологически совместимой поддерживающей структуре 200 дополнительно проиллюстрировано одно или более отверстий 260, проходящих насквозь от наружной поверхности стенки 230 до внутренней поверхности стенки 220, в жидкостном сообщении с внешней физиологической средой кольцевидного элемента 210 до внутренней полости 270 кольцевидного элемента.In FIG. 2 illustrates a top and side view of a biocompatible structure 200 in accordance with an embodiment of the invention that includes an annular member 210, wherein the annular member has an inner wall surface 220, an outer wall surface 230, a first planar surface 240, and a second planar surface 250. The compatible support structure 200 is further illustrated with one or more apertures 260 extending through from the outer surface of the wall 230 to the inner surface of the wall 220, in fluid communication with the external physiological environment of the annular element 210 to the internal cavity 270 of the annular element.

На фиг. 3 проиллюстрирован вид сверху и вид сбоку биологически совместимой поддерживающей структуры 300 в соответствии с вариантом осуществления изобретения, которая включает первую (или вторую) пластинку 310, причём пластинка имеет первую плоскую поверхность 320 и вторую плоскую поверхность 330. Первая (или вторая) пластинка 310 включает одно или более отверстий 340, проходящих насквозь от первой плоской поверхности до второй плоской поверхности. На фиг. 4 проиллюстрирован вид сверху и вид сбоку биологически совместимой поддерживающей структуры 400 в соответствии с вариантом осуществления изобретения, которая включает первую (или вторую) пластинку 410, причём пластинка имеет первую плоскую поверхность 420 и вторую плоскую поверхность 430. Первая (или вторая) пластинка 410 включает одно или более отверстий 440, проходящих насквозь от первой плоской поверхности до второй плоской поверхности. Первая (или вторая) пластинка дополнительно включает один или более выступающих элементов 450, присоединенных к первой плоской поверхности 420 и проходящих в дальнюю сторону от неё. На фиг. 5 проиллюстрирован вид сверху и вид сбоку биологически совместимой поддерживающей структуры 500 в соответствии с вариантом осуществления изобретения, которая включает первую (или вторую) пластинку, причём пластинка имеет первую плоскую поверхность 510 и вторую плоскую поверхность 520. Первая (или вторая) пластинка включает одно или более отверстий 540, проходящих от первой плоской поверхности до второй плоской поверхности. Первая (или вторая) пластинка дополнительно включает один или более выступающих элементов (т.е. шипов) 530, присоединенных ко второй плоской поверхности 520 и проходящих в дальнюю сторону от неё.In FIG. 3 illustrates a top and side view of a biocompatible support structure 300 in accordance with an embodiment of the invention that includes a first (or second) lamina 310, the lamella having a first flat surface 320 and a second flat surface 330. The first (or second) lamina 310 includes one or more holes 340 passing through from the first flat surface to the second flat surface. In FIG. 4 illustrates a top and side view of a biocompatible support structure 400 in accordance with an embodiment of the invention that includes a first (or second) lamella 410, the lamella having a first flat surface 420 and a second flat surface 430. The first (or second) lamina 410 includes one or more holes 440 passing through from the first flat surface to the second flat surface. The first (or second) plate further includes one or more protruding elements 450 attached to the first flat surface 420 and extending away from it. In FIG. 5 illustrates a top and side view of a biocompatible support structure 500 in accordance with an embodiment of the invention that includes a first (or second) lamina, the lamella having a first flat surface 510 and a second flat surface 520. The first (or second) lamina includes one or more holes 540 extending from the first flat surface to the second flat surface. The first (or second) plate further includes one or more protruding elements (ie, spikes) 530 attached to the second flat surface 520 and extending away from it.

На фиг. 6 проиллюстрирован вид сверху, перспективный вид и вид сбоку биологически совместимой поддерживающей структуры 600 в соответствии с вариантом осуществления изобретения, которая включает первую пластинку 610 и вторую пластинку 620. Первая (или вторая) пластинка включает одно или более отверстий 640, проходящих насквозь. Первая и/или вторая пластинка дополнительно включают один или более выступающих элементов (т.е. стоек) 630, соединяющих плоскую поверхность первой пластинки 610 со второй пластинкой 620.In FIG. 6 illustrates a top, perspective, and side view of a biocompatible support structure 600 in accordance with an embodiment of the invention that includes a first plate 610 and a second plate 620. The first (or second) plate includes one or more holes 640 passing through. The first and/or second plate further includes one or more protrusions (i.e. posts) 630 connecting the flat surface of the first plate 610 to the second plate 620.

На фиг. 7 проиллюстрирован вид сверху, перспективный вид и вид сбоку протеза межпозвонкового диска 700 в соответствии с вариантом осуществления изобретения, который включает кольцевидный элемент 710. Кольцевидный элемент 710 включает внутреннюю стенку 720, наружную стенку 730, первую плоскую поверхность 740 и вторую плоскую поверхность 750. Кольцевидный элемент дополнительно включает одно или более отверстий 760, проходящих насквозь к тканеинженерной конструкции 780, обеспечивая жидкостное сообщение между внешней физиологической средой и тканеинженерной конструкцией.In FIG. 7 illustrates a top, perspective, and side view of an intervertebral disc prosthesis 700 according to an embodiment of the invention, which includes an annular member 710. The annular member 710 includes an inner wall 720, an outer wall 730, a first flat surface 740, and a second flat surface 750. the element further includes one or more apertures 760 extending through to the tissue engineered construct 780 to provide fluid communication between the external physiological environment and the tissue engineered construct.

На фиг. 8 проиллюстрирован вид сверху, перспективный вид и вид сбоку тканеинженерной конструкции 800 в соответствии с вариантом осуществления изобретения, имеющей кольцевидную (аналогичную форме межпозвонкового диска (МПД)) форму.In FIG. 8 illustrates a top, perspective, and side view of a tissue engineered construct 800 in accordance with an embodiment of the invention having an annular (similar to the shape of an intervertebral disc (IVD)) shape.

Биологически совместимая поддерживающая структураBiocompatible support structure

В одном аспекте, данной технологией предлагается биологически совместимая поддерживающая структура, которая включает один или более из: кольцевидного элемента, первой пластинки или второй пластинки из биологически совместимого материала. В контексте данного документа, «кольцевидный элемент» относится к кольцевидной или обручевидной форме, которая может быть выполнена круглой, яйцеобразной или овальной формы. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе, кольцевидная или обручевидная форма может включать полость (т.е. отверстие), проходящую сквозь внутреннюю часть кольцевидного элемента для обеспечения потока материалов (например, питательных веществ, биологических отходов, клеточных и тканевых материалов и аналогичных материалов или их комбинаций). В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе, кольцевидный элемент может иметь кольцевидную форму межпозвонкового диска (МПД) субъекта. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе, один или более частей кольцевидного элемента могут иметь профиль, который может быть плоским, вогнутым, выпуклым или их комбинацией. На фиг. 1A-1C проиллюстрирован вариант осуществления заявленной биологически совместимой поддержки 100, которая включает кольцевидный элемент 110, причём один или более частей кольцевидного элемента 110 имеют вогнутый и выпуклый профиль. In one aspect, the present technology provides a biocompatible support structure that includes one or more of: an annular element, a first plate, or a second plate of a biocompatible material. In the context of this document, "ring-shaped element" refers to an annular or hoop-shaped form, which can be made in a round, egg-shaped or oval shape. For example, in any of the embodiments of the invention herein, the annular or hoop shape may include a cavity (i.e., an opening) passing through the interior of the annular element to allow the flow of materials (e.g., nutrients, biological waste, cellular and tissue materials and similar materials or combinations thereof). In any of the embodiments of the invention herein, the annular element may have an annular shape of the intervertebral disc (IVD) of the subject. For example, in any of the embodiments of the invention herein, one or more parts of the annular element may have a profile that may be flat, concave, convex, or a combination thereof. In FIG. 1A-1C illustrate an embodiment of the claimed biocompatible support 100 that includes an annular element 110, with one or more parts of the annular element 110 having a concave and convex profile.

Кольцевидный элемент может включать внутреннюю поверхность стенки, наружную поверхность стенки, первую плоскую поверхность и вторую плоскую поверхность. В контексте данного документа, «внутренняя поверхность стенки» относится к поверхности кольцевидного элемента вдоль любой точки, обращенной к внутренней полости кольцевидного элемента. В контексте данного документа, «наружная поверхность стенки» относится к поверхности кольцевидного элемента вдоль любой точки, обращенной к внешней или противоположной стороне внутренней части кольцевидного элемента. В контексте данного документа, «плоская поверхность» относится к поверхностям, которые, в целом, признаны плоскими или могут быть проложены плоскопараллельно. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе, как правило, плоская поверхность может включать волнистости, отклонения или элементы текстуры (например, вкрапления, шипы, углубления или аналогичные элементы или их комбинации). Например, в варианте осуществления изобретения на фиг. 1A проиллюстрирован перспективный вид биологически совместимой поддерживающей структуры 100, которая включает кольцевидный элемент 110, причём кольцевидный элемент имеет внутреннюю поверхность стенки 120, наружную поверхность стенки 130, первую плоскую поверхность 140 и вторую плоскую поверхность 150. На фиг. 2 проиллюстрирован вид сверху и вид сбоку биологически совместимой структуры 200 в соответствии с вариантом осуществления изобретения, которая включает кольцевидный элемент 210, причём кольцевидный элемент имеет внутреннюю поверхность стенки 220, наружную поверхность стенки 230, первую плоскую поверхность 240 и вторую плоскую поверхность 250.The annular element may include an inner wall surface, an outer wall surface, a first flat surface, and a second flat surface. In the context of this document, the "inner surface of the wall" refers to the surface of the annular element along any point facing the internal cavity of the annular element. In the context of this document, "outer wall surface" refers to the surface of the annular element along any point facing the outside or opposite side of the inside of the annular element. In the context of this document, "flat surface" refers to surfaces that are generally recognized as flat or can be laid in a plane-parallel manner. For example, in any of the embodiments of the invention herein, a generally flat surface may include undulations, deviations, or texture elements (eg, inclusions, spikes, depressions, or the like, or combinations thereof). For example, in the embodiment of the invention in FIG. 1A illustrates a perspective view of a biocompatible support structure 100 that includes an annular member 110, the annular member having an inner wall surface 120, an outer wall surface 130, a first planar surface 140, and a second planar surface 150. FIG. 2 illustrates a top and side view of a biocompatible structure 200 in accordance with an embodiment of the invention that includes an annular member 210, wherein the annular member has an inner wall surface 220, an outer wall surface 230, a first planar surface 240, and a second planar surface 250.

Не ограничиваясь теорией, можно предположить, что кольцевидный элемент усиливает осевую жёсткость тканеинженерной конструкции за счёт радиального сжатия тканеинженерной конструкции кольцевидным элементом. Радиальное сжатие, прилагаемое кольцевидным элементом, предотвращает или снижает степень выпячивания тканеинженерной конструкции в ответ на сжимающую силу, улучшая осевую жёсткость тканеинженерной конструкции. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе, кольцевидный элемент биологически совместимой поддерживающей структуры увеличивает осевую жёсткость тканеинженерной конструкции от её 5-кратной жёсткости до около её 10000-кратной жёсткости. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе, осевая жёсткость может быть увеличена приблизительно в 5 раз, приблизительно в 10 раз, приблизительно в 20 раз, приблизительно в 30 раз, приблизительно в 40 раз, приблизительно в 50 раз, приблизительно в 60 раз, приблизительно в 70 раз, приблизительно в 80 раз, приблизительно в 90 раз, приблизительно в 100 раз, приблизительно в 200 раз, приблизительно в 300 раз, приблизительно в 400 раз, приблизительно в 500 раз, приблизительно в 1000 раз, приблизительно в 5000 раз, приблизительно в 10000 раз или в любом диапазоне, включающем и/или между любыми двумя из предшествующих значений.Without being limited by theory, it can be assumed that the annular element enhances the axial rigidity of the tissue engineered structure due to the radial compression of the tissue engineered structure by the annular element. The radial compression applied by the annulus prevents or reduces the amount of bulging of the tissue engineered structure in response to the compressive force, improving the axial stiffness of the tissue engineered structure. In any of the embodiments herein, the annular biocompatible support structure increases the axial stiffness of the tissue engineered construct from its 5-fold stiffness to about 10,000-fold stiffness. For example, in any of the embodiments herein, the axial stiffness can be increased by about 5 times, about 10 times, about 20 times, about 30 times, about 40 times, about 50 times, about 60 times. times, approximately 70 times, approximately 80 times, approximately 90 times, approximately 100 times, approximately 200 times, approximately 300 times, approximately 400 times, approximately 500 times, approximately 1000 times, approximately 5000 times times, approximately 10,000 times, or any range including and/or between any two of the preceding values.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе, первая плоская поверхность и вторая плоская поверхность кольцевидного элемента противоположны друг другу и кольцевидный элемент имеет среднюю толщину, перпендикулярную плоским поверхностям. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе, кольцевидный элемент имеет среднюю толщину от около 100 мкм до около 6000 мкм. Подходящие значения средней толщины включают, но не ограничиваются ими, около 100 мкм, около 150 мкм, около 200 мкм, около 250 мкм, около 300 мкм, около 350 мкм, около 400 мкм, около 450 мкм, около 500 мкм, около 550 мкм, около 600 мкм, около 650 мкм, около 700 мкм, около 750 мкм, около 800 мкм, около 850 мкм, около 900 мкм, около 950 мкм, около 1000 мкм, около 1250 мкм, около 1500 мкм, около 1750 мкм, около 2000 мкм, около 2250 мкм, около 2500 мкм, около 2750 мкм, около 3000 мкм, около 3250 мкм, около 3500 мкм, около 3750 мкм, около 4000 мкм, около 4250 мкм, около 4500 мкм, около 4750 мкм, около 5000 мкм, около 5250 мкм, около 5500 мкм, около 5750 мкм, около 6000 мкм или находятся в диапазоне, включающем и/или между двумя предшествующими значениями. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе, средняя толщина может составлять от около 100 мкм до около 6000 мкм, от около 1000 мкм до около 6000 мкм, от около 3000 мкм до около 6000 мкм, от около 4000 мкм до около 6000 мкм или находится в диапазоне, включающем и/или между любыми двумя из предшествующих значений.In any of the embodiments of the invention herein, the first flat surface and the second flat surface of the annular element are opposed to each other and the annular element has an average thickness perpendicular to the flat surfaces. For example, in any of the embodiments of the invention herein, the annular element has an average thickness of from about 100 microns to about 6000 microns. Suitable average thicknesses include, but are not limited to, about 100 µm, about 150 µm, about 200 µm, about 250 µm, about 300 µm, about 350 µm, about 400 µm, about 450 µm, about 500 µm, about 550 µm , approx. 600 µm, approx. 650 µm, approx. 700 µm, approx. 750 µm, approx. 800 µm, approx. 850 µm, approx. 900 µm, approx. 2000 µm, approx. 2250 µm, approx. 2500 µm, approx. 2750 µm, approx. 3000 µm, approx. 3250 µm, approx. , about 5250 µm, about 5500 µm, about 5750 µm, about 6000 µm, or are in the range including and/or between the two previous values. For example, in any of the embodiments of the invention herein, the average thickness may be from about 100 µm to about 6000 µm, from about 1000 µm to about 6000 µm, from about 3000 µm to about 6000 µm, from about 4000 µm to about 6000 µm or is in the range including and/or between any two of the preceding values.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе, кольцевидный элемент может иметь поперечную толщину, перпендикулярную внутренней и наружной поверхности стенок. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе, кольцевидный элемент имеет поперечную толщину от около 100 мкм до около 2000 мкм. Подходящие значения поперечной толщины включают, но не ограничиваются ими, около 100 мкм, около 150 мкм, около 200 мкм, около 250 мкм, около 300 мкм, около 350 мкм, около 400 мкм, около 450 мкм, около 500 мкм, около 550 мкм, около 600 мкм, около 650 мкм, около 700 мкм, около 750 мкм, около 800 мкм, около 850 мкм, около 900 мкм, около 950 мкм, около 1000 мкм, около 1100 мкм, около 1200 мкм, около 1300 мкм, около 1400 мкм, около 1500 мкм, около 1600 мкм, около 1700 мкм, около 1800 мкм, около 1900 мкм, около 2000 мкм или находятся в диапазоне, включающем и/или между двумя предшествующими значениями. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе, средняя толщина может составлять от около 100 мкм до около 2000 мкм, от около 300 мкм до около 1500 мкм, от около 500 мкм до около 1000 мкм, от около 700 мкм до около 1000 мкм, от около 500 мкм до около 750 мкм или находится в диапазоне, включающем и/или между любыми двумя из предшествующих значений. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе внутренняя поверхность или наружная поверхность периферийной стенки может быть выполнена плоской, вогнутой, выпуклой или в виде комбинации вышеуказанного. In any of the embodiments of the invention herein, the annular element may have a transverse thickness perpendicular to the inner and outer wall surfaces. For example, in any of the embodiments of the invention herein, the annular element has a transverse thickness from about 100 microns to about 2000 microns. Suitable transverse thicknesses include, but are not limited to, about 100 µm, about 150 µm, about 200 µm, about 250 µm, about 300 µm, about 350 µm, about 400 µm, about 450 µm, about 500 µm, about 550 µm , approx. 600 µm, approx. 650 µm, approx. 700 µm, approx. 750 µm, approx. 800 µm, approx. 850 µm, approx. 900 µm, approx. 1400 µm, about 1500 µm, about 1600 µm, about 1700 µm, about 1800 µm, about 1900 µm, about 2000 µm, or within a range including and/or between the two preceding values. For example, in any of the embodiments herein, the average thickness may be from about 100 µm to about 2000 µm, from about 300 µm to about 1500 µm, from about 500 µm to about 1000 µm, from about 700 µm to about 1000 µm, from about 500 µm to about 750 µm, or is in the range including and/or between any two of the preceding values. In any of the embodiments of the invention herein, the inner surface or the outer surface of the peripheral wall can be made flat, concave, convex, or a combination of the above.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе кольцевидный элемент может включать одно или более отверстий, проходящих насквозь от наружной поверхности стенки до внутренней поверхности стенки кольцевидного элемента, обеспечивая поток материалов (например, питательных веществ, биологических отходов, клеточных и тканевых материалов и аналогичных материалов или их комбинаций). Одно или более отверстий могут иметь средний размер в диапазоне от около 10 мкм до около 10000 мкм. На фиг. 1A проиллюстрирован вариант осуществления изобретения биологически совместимой поддерживающей структуры 100, имеющей одно или более отверстий 160, проходящих насквозь от наружной поверхности стенки 130 до внутренней поверхности стенки 120, в жидкостном сообщении с внешней физиологической средой кольцевидного элемента 110 до внутренней полости 170 кольцевидного элемента 110. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе средний размер одного или более отверстий может включать, но не ограничивается этим, около 10 мкм, около 20 мкм, около 30 мкм, около 40 мкм, около 50 мкм, около 60 мкм, около 70 мкм, около 80 мкм, около 90 мкм, около 100 мкм, около 200 мкм, около 300 мкм, около 400 мкм, около 500 мкм, около 600 мкм, около 700 мкм, около 800 мкм, около 900 мкм, около 1000 мкм, около 1500 мкм, около 2000 мкм, около 2500 мкм, около 3000 мкм, около 3500 мкм, около 4000 мкм, около 4500 мкм, около 5000 мкм, около 5500 мкм, около 6000 мкм, около 6500 мкм, около 7000 мкм, около 7500 мкм¸ около 8000 мкм, около 8500 мкм, около 9000 мкм, около 9500 мкм, около 10000 мкм или находится в любом диапазоне, включающем и/или между любыми двумя из предшествующих значений. Подходящие диапазоны включают от около 10 мкм до около 10000 мкм, от около 500 мкм до около 7500 мкм, от около 1000 мкм до около 7000 мкм, от около 2000 мкм до около 5000 мкм, от около 3500 мкм до около 6500 мкм или находятся в диапазоне, включающем и/или между любыми двумя из предшествующих значений. Одно или более отверстий могут иметь любую форму; например, форма одного или более отверстий может быть круглой, яйцеобразной, овальной, многоугольной или аналогичной формой или их комбинациями. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе, первая плоская поверхность или вторая плоская поверхность может включать один или более выступающих элементов, присоединенных к и проходящих в дальнюю сторону от первой плоской поверхности и/или второй плоской поверхности кольцевидного элемента. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе выступающие элементы могут включать, но не ограничиваются ими, шипы, вкрапления, утолщения, стойки, выступы или аналогичные элементы или их комбинации.In any of the embodiments of the invention herein, the annular element may include one or more holes extending through from the outer surface of the wall to the inner surface of the wall of the annular element, allowing the flow of materials (for example, nutrients, biological waste, cellular and tissue materials and similar materials or combinations thereof). The one or more holes may have an average size in the range of about 10 microns to about 10,000 microns. In FIG. 1A illustrates an embodiment of the invention of a biocompatible support structure 100 having one or more apertures 160 extending through from the outer surface of the wall 130 to the inner surface of the wall 120, in fluid communication with the external physiological environment of the annular element 110 to the internal cavity 170 of the annular element 110. B in any of the embodiments herein, the average size of one or more apertures may include, but is not limited to, about 10 µm, about 20 µm, about 30 µm, about 40 µm, about 50 µm, about 60 µm, about 70 µm, approx. 80 µm, approx. 90 µm, approx. 100 µm, approx. 200 µm, approx. 300 µm, approx. 400 µm, approx. µm, approx. 2000 µm, approx. 2500 µm, approx. 3000 µm, approx. 3500 µm, approx. 4000 µm, approx. about 7500 µm, about 8000 µm, about 8500 µm, about 9000 µm, about 9500 µm, about 10000 µm, or is in any range including and/or between any two of the preceding values. Suitable ranges include about 10 µm to about 10000 µm, about 500 µm to about 7500 µm, about 1000 µm to about 7000 µm, about 2000 µm to about 5000 µm, about 3500 µm to about 6500 µm, or within a range including and/or between any two of the preceding values. One or more holes may be of any shape; for example, the shape of one or more holes may be round, egg-shaped, oval, polygonal, or the like, or combinations thereof. In any of the embodiments of the invention herein, the first flat surface or the second flat surface may include one or more protruding elements attached to and extending away from the first flat surface and/or the second flat surface of the annular element. For example, in any of the embodiments of the invention herein, the protruding elements may include, but are not limited to, spikes, inclusions, bulges, posts, protrusions, or the like, or combinations thereof.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе кольцевидный элемент может выдерживать кольцевое напряжение от около 1 МПа до около 100 МПа. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе кольцевидный элемент может выдерживать кольцевое напряжение около 1 МПа, около 2 МПа, около 3 МПа, около 4 МПа, около 5 МПа, около 6 МПа, около 7 МПа, около 8 МПа, около 9 МПа, около 10 МПа, около 15 МПа, около 20 МПа, около 30 МПа, около 40 МПа, около 50 МПа, около 60 МПа, около 70 МПа, около 80 МПа, около 90 МПа, около 100 МПа или в любом диапазоне, включающем и/или между любыми двумя из предшествующих значений.In any of the embodiments of the invention herein, the annular element can withstand hoop stress from about 1 MPa to about 100 MPa. For example, in any of the embodiments of the invention herein, the annular element can withstand a hoop stress of about 1 MPa, about 2 MPa, about 3 MPa, about 4 MPa, about 5 MPa, about 6 MPa, about 7 MPa, about 8 MPa, about 9 MPa, about 10 MPa, about 15 MPa, about 20 MPa, about 30 MPa, about 40 MPa, about 50 MPa, about 60 MPa, about 70 MPa, about 80 MPa, about 90 MPa, about 100 MPa or any range , including and/or between any two of the preceding values.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе первая пластинка и вторая пластинка может иметь, в целом, плоскую конфигурацию, включающую две, в целом, плоские поверхности напротив друг друга, а также толщину, в целом, перпендикулярную плоским поверхностям. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе, плоские поверхности первой пластинки и второй пластинки могут включать волнистости, отклонения или элементы текстуры (например, вкрапления, шипы, углубления или аналогичные элементы или их комбинации). Например, в варианте осуществления изобретения на фиг. 3 проиллюстрирован вид сверху и вид сбоку биологически совместимой поддерживающей структуры 300, которая включает первую (или вторую) пластинку 310, причём пластинка имеет первую плоскую поверхность 320 и вторую плоскую поверхность 330. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе первая пластинка и вторая пластинка может иметь толщину от около 100 мкм до около 1200 мкм. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе первая пластинка и вторая пластинка могут иметь толщину около 100 мкм, около 150 мкм, около 200 мкм, около 250 мкм, около 300 мкм, около 350 мкм, около 400 мкм, около 450 мкм, около 500 мкм¸ около 550 мкм, около 600 мкм, около 650 мкм, около 700 мкм, около 750 мкм, около 800 мкм, около 850 мкм, около 900 мкм, около 950 мкм, около 1000 мкм, около 1050 мкм, около 1100 мкм, около 1150 мкм, около 1200 мкм или в любом диапазоне, включающем и/или между любыми из предшествующих значений. Подходящие значения толщины включают, но не ограничиваются ими, от около 100 мкм до около 600 мкм, от около 200 мкм до около 600 мкм, от около 400 мкм до около 600 мкм, от около 100 мкм до около 300 мкм или находятся в диапазоне, включающем и/или между любыми из предшествующих значений.In any of the embodiments herein, the first lamina and the second lamina may have a generally flat configuration, including two generally flat surfaces opposite each other, and a thickness generally perpendicular to the flat surfaces. For example, in any of the embodiments of the invention herein, the planar surfaces of the first plate and the second plate may include undulations, deviations, or texture elements (eg, inclusions, spikes, depressions, or the like, or combinations thereof). For example, in the embodiment of the invention in FIG. 3 illustrates a top and side view of a biocompatible support structure 300 that includes a first (or second) lamina 310, the lamella having a first flat surface 320 and a second flat surface 330. In any of the embodiments herein, the first lamina and the second lamina may have a thickness of from about 100 microns to about 1200 microns. For example, in any of the embodiments herein, the first plate and the second plate may have a thickness of about 100 µm, about 150 µm, about 200 µm, about 250 µm, about 300 µm, about 350 µm, about 400 µm, about 450 µm , approx. 500 µm¸ approx. 550 µm, approx. 600 µm, approx. 650 µm, approx. 1100 µm, about 1150 µm, about 1200 µm, or any range including and/or between any of the preceding values. Suitable thicknesses include, but are not limited to, about 100 µm to about 600 µm, about 200 µm to about 600 µm, about 400 µm to about 600 µm, about 100 µm to about 300 µm, or in the range, including and/or between any of the preceding values.

Первая пластинка и вторая пластинка могут включать одно или более отверстий, проходящих насквозь, обеспечивающих поток материалов (например, питательных веществ, биологических отходов, клеточных и тканевых материалов и аналогичных материалов или их комбинаций). Одно или более отверстий могут иметь средний размер в диапазоне от около 10 мкм до около 10000 мкм, как описано в данном документе в любом из вариантов осуществления изобретения. Например, подходящие диапазоны включают от около 10 мкм до около 10000 мкм, от около 500 мкм до около 7500 мкм, от около 1000 мкм до около 7000 мкм, от около 3500 мкм до около 6500 мкм или находятся в диапазоне, включающем и/или между любыми двумя из предшествующих значений. Одно или более отверстий могут иметь любую форму; например, форма одного или более отверстий может быть круглой, яйцеобразной, овальной, многоугольной или аналогичной формой или их комбинациями. Например, на фиг. 3 и 4 проиллюстрирован вид сверху первой (или второй) пластинки 310, 410, которая включает одно или более отверстий 340, 440, проходящих насквозь от первой плоской поверхности 320, 420 до второй плоской поверхности 330, 430. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе плоская поверхность первой пластинки или второй пластинки может включать один или более выступающих элементов, присоединенных к и проходящих в дальнюю сторону от плоской поверхности первой пластинки или второй пластинки. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе выступающие элементы могут включать, но не ограничиваются ими, шипы, вкрапления, утолщения, стойки, выступы или аналогичные элементы или их комбинации. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе один или более выступающих элементов могут соединять первую пластинку со второй пластинкой. На фиг. 4 проиллюстрирована биологически совместимая поддерживающая структура, которая включает первую (или вторую) пластинку 410, которая включает один или более выступающих элементов 450, присоединенных к и проходящих в дальнюю сторону от первой плоской поверхности 420.The first plate and the second plate may include one or more holes passing through, allowing the flow of materials (eg, nutrients, biological waste, cellular and tissue materials and similar materials, or combinations thereof). The one or more holes may have an average size in the range of about 10 microns to about 10,000 microns, as described herein in any of the embodiments of the invention. For example, suitable ranges include about 10 µm to about 10,000 µm, about 500 µm to about 7500 µm, about 1000 µm to about 7000 µm, about 3500 µm to about 6500 µm, or within a range including and/or between any two of the previous values. One or more holes may be of any shape; for example, the shape of one or more holes may be round, egg-shaped, oval, polygonal, or the like, or combinations thereof. For example, in FIG. 3 and 4 illustrate a plan view of a first (or second) plate 310, 410 that includes one or more holes 340, 440 extending through from the first flat surface 320, 420 to the second flat surface 330, 430. In any of the embodiments of the invention, in herein, the flat surface of the first plate or second plate may include one or more protrusions attached to and extending away from the flat surface of the first plate or second plate. For example, in any of the embodiments of the invention herein, the protruding elements may include, but are not limited to, spikes, inclusions, bulges, posts, protrusions, or the like, or combinations thereof. In any of the embodiments of the invention herein, one or more protruding elements can connect the first plate to the second plate. In FIG. 4 illustrates a biocompatible support structure that includes a first (or second) plate 410 that includes one or more protrusions 450 attached to and extending away from the first flat surface 420.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе первая пластинка, вторая пластинка или их комбинация могут увеличивать осевую предельную нагрузку тканеинженерной конструкции на от около 1% до около 10000%. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе осевая предельная нагрузка тканеинженерной конструкции может быть увеличена на от около 1% до около 10000%, от около 1% до около 1000%, от около 1% до около 100%, от около 1% до около 10% или в любом диапазоне, включающем и/или между любыми двумя из предшествующих значений. Подходящие значения увеличения осевой предельной нагрузки могут включать, но не ограничиваются ими, около 1%, около 2%, около 3%, около 4%, около 5%, около 6%, около 7%, около 8%, около 9%, около 10%, около 11%, около 12%, около 13%, около 14%, около 15%, около 16%, около 17%, около 18%, около 19%, около 20%, около 30%, около 40%, около 50%, около 60%, около 70%, около 80%, около 90%, около 100%, около 200%, около 300%, около 400%, около 500%, около 600%, около 700%, около 800%, около 900%, около 1000%, около 2000%, около 3000%, около 4000%, около 5000%, около 6000%, около 7000%, около 8000%, около 9000%, около 10000% или находятся в любом диапазоне, включающем и/или между любыми двумя из предшествующих значений. Не ограничиваясь теорией, можно предположить, что первая пластинка и/или вторая пластинка распределяют осевую нагрузку тканеинженерной конструкции в ответ на сжимающее усилие.In any of the embodiments of the invention herein, the first plate, the second plate, or a combination thereof may increase the axial ultimate load of the tissue engineered structure by from about 1% to about 10,000%. For example, in any of the embodiments herein, the axial ultimate load of the tissue engineered structure may be increased by about 1% to about 10000%, about 1% to about 1000%, about 1% to about 100%, about 1 % up to about 10% or any range including and/or between any two of the preceding values. Suitable axial ultimate load increases may include, but are not limited to, about 1%, about 2%, about 3%, about 4%, about 5%, about 6%, about 7%, about 8%, about 9%, about 10%, about 11%, about 12%, about 13%, about 14%, about 15%, about 16%, about 17%, about 18%, about 19%, about 20%, about 30%, about 40 %, about 50%, about 60%, about 70%, about 80%, about 90%, about 100%, about 200%, about 300%, about 400%, about 500%, about 600%, about 700%, about 800%, about 900%, about 1000%, about 2000%, about 3000%, about 4000%, about 5000%, about 6000%, about 7000%, about 8000%, about 9000%, about 10000% or are in any range including and/or between any two of the preceding values. Without being limited by theory, it can be assumed that the first plate and/or the second plate distribute the axial load of the tissue engineered structure in response to a compressive force.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биологически совместимая поддерживающая структура может включать любую комбинацию кольцевидного элемента, первой пластинки или второй пластинки. Например, биологически совместимая поддерживающая структура может включать только кольцевидный элемент, описанный в данном документе в любом из вариантов осуществления изобретения. Биологически совместимая поддержка, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе, может включать только первую пластинку. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биологически совместимая поддерживающая структура может включать кольцевидный элемент и первую пластинку, причём плоская поверхность первой пластинки соприкасается с первой или второй плоской поверхностью кольцевидного элемента. Например, первая пластинка может быть присоединена к первой или второй плоской поверхности кольцевидного элемента, таким образом, что первая пластинка полностью или частично покрывает внутреннюю полость с одной стороны кольцевидного элемента. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биологически совместимая поддерживающая структура может включать кольцевидный элемент, первую пластинку и вторую пластинку. Например, плоская поверхность первой пластинки может соприкасаться с первой плоской поверхностью кольцевидного элемента, а плоская поверхность второй пластинки может соприкасаться со второй плоской поверхностью кольцевидного элемента, таким образом, первая и вторая пластинки полностью или частично покрывают внутреннюю полость кольцевидного элемента с обеих сторон. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе первая пластинка и/или вторая пластинка могут быть включены в виде плоской поверхности, прилегающей к границе первой и/или второй плоских поверхностей кольцевидного элемента. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биологически совместимая поддерживающая структура может включать первую пластинку и вторую пластинку, причём плоская поверхность первой пластинки и второй пластинки соприкасается с тканеинженерной конструкцией. In any of the embodiments of the invention herein, the biocompatible support structure may include any combination of an annular element, a first plate, or a second plate. For example, a biocompatible support structure may include only the annular element described herein in any of the embodiments of the invention. Biocompatible support, in any of the embodiments of the invention herein, may include only the first plate. In any of the embodiments of the invention herein, the biocompatible support structure may include an annular element and a first plate, with the flat surface of the first plate in contact with the first or second flat surface of the annular element. For example, the first plate may be attached to the first or second flat surface of the annular element, such that the first plate completely or partially covers the internal cavity on one side of the annular element. In any of the embodiments of the invention herein, the biocompatible support structure may include an annular element, a first plate, and a second plate. For example, the flat surface of the first plate may be in contact with the first flat surface of the annular element, and the flat surface of the second plate may be in contact with the second flat surface of the annular element, thus, the first and second plates completely or partially cover the internal cavity of the annular element on both sides. In any of the embodiments of the invention herein, the first plate and/or the second plate may be included as a flat surface adjacent to the border of the first and/or second flat surfaces of the annular element. In any of the embodiments of the invention herein, the biocompatible support structure may include a first plate and a second plate, with the flat surface of the first plate and the second plate in contact with the tissue engineered structure.

Биологически совместимая поддерживающая структура может включать один или более связующих элементов. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе один или более связующих элементов могут включать стержни, стойки, балки или аналогичные элементы или их комбинации. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе связующие элементы могут соединять площадь поперечного сечения кольцевидного элемента от одной точки контакта внутренней поверхности стенки до другой точки контакта внутренней поверхности стенки. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе связующие элементы могут соединять плоскую поверхность первой пластинки с плоской поверхностью второй пластинки. Один или более связующих элементов могут быть выполнены с возможностью формирования фермоподобной структуры внутри кольцевидного элемента или между первой пластинкой и второй пластинкой. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе фермоподобная структура может включать ферму Уоррена, октет-ферму, ферму Пратта, раскосную арочную ферму, ферму кингпост, рыбообразную ферму, многорешётчатую ферму Тауна, ферму Виренделя или аналогичные фермы или комбинацию двух или более из них. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе фермоподобная структура может быть 2-мерной при образовании одной или более внутренних поверхностей или одной или более наружных поверхностей. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе фермоподобная структура может быть 3-мерной конструкцией для обеспечения непрерывной поддержки. Кроме того один или более связующих элементов могут быть объединены, таким образом, плоские поверхности первой пластинки или второй пластинки могут быть соединены или могут быть использованы несколько концентрических кольцевидных элементов.The biocompatible support structure may include one or more connecting elements. For example, in any of the embodiments of the invention herein, one or more connecting elements may include rods, posts, beams, or similar elements, or combinations thereof. In any of the embodiments of the invention herein, the tie elements can connect the cross-sectional area of the annular element from one point of contact of the inner surface of the wall to another point of contact of the inner surface of the wall. In any of the embodiments of the invention herein, the connecting elements can connect the flat surface of the first plate to the flat surface of the second plate. One or more connecting elements may be configured to form a truss-like structure within the annular element or between the first plate and the second plate. For example, in any of the embodiments herein, the truss-like structure may include a Warren truss, an octet truss, a Pratt truss, a diagonal arch truss, a kingpost truss, a fish truss, a Towne truss truss, a Wierendel truss, or similar trusses, or a combination of two or more of them. In any of the embodiments of the invention herein, the truss-like structure may be 2-dimensional in the formation of one or more internal surfaces or one or more external surfaces. In any of the embodiments herein, the truss structure may be a 3-dimensional structure to provide continuous support. In addition, one or more connecting elements can be combined, so that the flat surfaces of the first plate or the second plate can be connected or several concentric annular elements can be used.

Биологически совместимая поддерживающая структура может включать биологически совместимый материал. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биологически совместимый материал может включать, но не ограничивается ими, полисахариды, биосовместимые полимеры, каучук, кремний, биосовместимые металлы (например, сталь, кобальт-хромовые сплавы, титан, сплавы титана, магний, сплавы магния, цинк, сплавы цинка, сплавы железа или аналогичные металлы или их комбинации), биосовместимую керамику, полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль, полиаминокислоты, природные и биополимеры (например, гликозаминогликаны, целлюлозу, хитозан, хитин, декстраны, желатин, коллаген, лигнины, полиаминокислоты, гликопротеины, эсластин, ламинины) или комбинации двух или более из них. В любом из вариантов осуществления изобретения биологически совместимый материал может включать биосовместимые полимеры; например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биосовместимые полимеры могут включать полилактиды (PLA), полигликолевою кислоту (PGA), поли(лактид-со-гликолид) (PLGA), полидиоксанон (PDO), поликапролактоны и их комбинации. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биосовместимый полимер может иметь температуру плавления в интервале от около 50°C до около 290°C. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биосовместимый полимер может иметь температуру плавления около 50°C, около 55°C, около 60°C, около 65°C, около 70°C, около 75°C, около 80°C, около 85°C, около 90°C, около 95°C, около 100°C, около 110°C, около 120°C, около 130°C, около 140°C, около 150°C, около 160°C, около 170°C, около 180°C, около 190°C, около 200°C, около 210°C, около 220°C, около 230°C, около 240°C, около 250°C, около 260°C, около 270°C, около 280°C, около 290°C или в любом диапазоне, включающем и/или между любыми двумя из предшествующих значений.The biocompatible support structure may include a biocompatible material. For example, in any of the embodiments of the invention herein, the biocompatible material may include, but is not limited to, polysaccharides, biocompatible polymers, rubber, silicon, biocompatible metals (e.g., steel, cobalt-chromium alloys, titanium, titanium alloys, magnesium, magnesium alloys, zinc, zinc alloys, iron alloys or similar metals or combinations thereof), biocompatible ceramics, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyamino acids, natural and biopolymers (e.g. glycosaminoglycans, cellulose, chitosan, chitin, dextrans, gelatin, collagen, lignins, polyamino acids , glycoproteins, eslastin, laminins) or combinations of two or more of them. In any of the embodiments of the invention, the biocompatible material may include biocompatible polymers; for example, in any of the embodiments herein, biocompatible polymers can include polylactides (PLA), polyglycolic acid (PGA), poly(lactide-co-glycolide) (PLGA), polydioxanone (PDO), polycaprolactones, and combinations thereof. In any of the embodiments of the invention herein, the biocompatible polymer may have a melting point in the range from about 50°C to about 290°C. For example, in any of the embodiments herein, the biocompatible polymer may have a melting point of about 50°C, about 55°C, about 60°C, about 65°C, about 70°C, about 75°C, about 80° C, about 85°C, about 90°C, about 95°C, about 100°C, about 110°C, about 120°C, about 130°C, about 140°C, about 150°C, about 160° C, about 170°C, about 180°C, about 190°C, about 200°C, about 210°C, about 220°C, about 230°C, about 240°C, about 250°C, about 260° C, about 270°C, about 280°C, about 290°C, or any range including and/or between any two of the preceding values.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биологически совместимый материал может дополнительно включать одну или более добавок. Например, одна или более добавок может включать, но не ограничивается ими, сшивающие агенты. In any of the embodiments of the invention herein, the biocompatible material may further include one or more additives. For example, one or more additives may include, but are not limited to, cross-linking agents.

Биологически совместимый материал может быть биораспадаемым, биопоглощаемым и биорассасываемым или их комбинацией. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биологически совместимый материал может распадаться, всасываться или рассасываться в физиологических условиях со скоростью от около 1 месяца до около 7 лет. Подходящая скорость распада, всасывания или рассасывания может включать, но не ограничивается этим, около 1 месяца, около 2 месяцев, около 3 месяцев, около 4 месяцев, около 5 месяцев, около 6 месяцев, около 7 месяцев, около 8 месяцев, около 9 месяцев, около 10 месяцев, около 11 месяцев, около 1 года, около 1,5 лет, около 2 лет, около 2,5 лет, около 3 лет, около 3,5 лет, около 4 лет, около 4,5 лет, около 5 лет, около 5,5 лет, около 6 лет, около 6,5 лет, около 7 лет или находится в диапазоне, включающем и/или между любыми двумя из предшествующих значений. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе скорость распада, всасывания или рассасывания может включать от около 1 месяца до около 7 лет, от около 1 месяца до около 5 лет, от около 1 месяца до около 3 лет, от около 1 месяца до около 1 года, от около 1 месяца до около 6 месяцев, от около 1 месяца до около 3 месяцев. Подходящие биораспадаемые, биопоглощаемые и/или биорассасываемые материалы включают, но не ограничиваются ими, PLA, PGA, PLGA, PDO, поликапролактоны, биорассасываемые сплавы металлов и их комбинации.The biocompatible material may be biodegradable, bioabsorbable, and bioresorbable, or a combination thereof. For example, in any of the embodiments of the invention herein, the biocompatible material may be degraded, absorbed, or resorbed under physiological conditions at a rate of from about 1 month to about 7 years. Suitable disintegration, absorption or resorption rates may include, but are not limited to, about 1 month, about 2 months, about 3 months, about 4 months, about 5 months, about 6 months, about 7 months, about 8 months, about 9 months , about 10 months, about 11 months, about 1 year, about 1.5 years, about 2 years, about 2.5 years, about 3 years, about 3.5 years, about 4 years, about 4.5 years, about 5 years, about 5.5 years, about 6 years, about 6.5 years, about 7 years, or within a range including and/or between any two of the preceding values. For example, in any of the embodiments herein, the rate of disintegration, absorption, or resorption may include from about 1 month to about 7 years, from about 1 month to about 5 years, from about 1 month to about 3 years, from about 1 month up to about 1 year, from about 1 month to about 6 months, from about 1 month to about 3 months. Suitable biodegradable, bioabsorbable and/or bioresorbable materials include, but are not limited to, PLA, PGA, PLGA, PDO, polycaprolactones, bioresorbable metal alloys, and combinations thereof.

Биологически совместимый материал может иметь плотность от около 1500 мг/мл до около 2500 мг/мл. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биологически совместимый материал может иметь плотность около 1500 мг/мл, около 1600 мг/мл, около 1700 мг/мл, около 1800 мг/мл, около 1900 мг/мл, около 2000 мг/мл, около 2100 мг/мл, около 2200 мг/мл, около 2300 мг/мл, около 2400 мг/мл, около 2500 мг/мл или в любом диапазоне, включающем и/или между любыми двумя из предшествующих значений. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биологически совместимый материал может иметь плотность от около 1500 мг/мл до около 2500 мг/мл, от около 1750 мг/мл до около 2200 мг/мл, от около 2000 мг/мл до около 2300 мг/мл или в любом диапазоне, включающем и/или между любыми двумя из предшествующих значений.The biocompatible material may have a density from about 1500 mg/mL to about 2500 mg/mL. For example, in any of the embodiments herein, the biocompatible material may have a density of about 1500 mg/mL, about 1600 mg/mL, about 1700 mg/mL, about 1800 mg/mL, about 1900 mg/mL, about 2000 mg /ml, about 2100 mg/ml, about 2200 mg/ml, about 2300 mg/ml, about 2400 mg/ml, about 2500 mg/ml, or any range including and/or between any two of the preceding values. In any of the embodiments of the invention herein, the biocompatible material may have a density of from about 1500 mg/ml to about 2500 mg/ml, from about 1750 mg/ml to about 2200 mg/ml, from about 2000 mg/ml to about 2300 mg/ml or in any range including and/or between any two of the preceding values.

Биологически совместимый материал может присутствовать в биологически совместимой поддерживающей структуре в количестве от около 1% мас. до 100% мас. биологически совместимой поддерживающей структуры. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе количество биологически совместимого материала, присутствующего по массе в биологически совместимой поддерживающей структуре, может составлять около 1%, около 5%, около 10%, около 15%, около 20%, около 25%, около 30%, около 35%, около 40%, около 45%, около 50%, около 55%, около 60%, около 65%, около 70%, около 75%, около 80%, около 85%, около 90%, около 95% или находится в любом диапазоне, включающем и/или между любыми двумя из предшествующих значений. Подходящие количества биологически совместимого материала в биологически совместимой поддержке включают, но не ограничиваются ими, от около 5% до около 100%, от 10% до около 100%, от около 50% до около 100%, от около 5% до около 20%, от около 90% до около 100% или любой диапазон, включающий и/или между любыми двумя из предшествующих значений.The biocompatible material may be present in the biocompatible support structure in an amount of from about 1% wt. up to 100% wt. biocompatible support structure. For example, in any of the embodiments herein, the amount of biocompatible material present by weight in a biocompatible support structure may be about 1%, about 5%, about 10%, about 15%, about 20%, about 25%. , about 30%, about 35%, about 40%, about 45%, about 50%, about 55%, about 60%, about 65%, about 70%, about 75%, about 80%, about 85%, about 90%, about 95%, or any range including and/or between any two of the preceding values. Suitable amounts of biocompatible material in a biocompatible support include, but are not limited to, about 5% to about 100%, 10% to about 100%, about 50% to about 100%, about 5% to about 20% , from about 90% to about 100%, or any range including and/or between any two of the preceding values.

Биологически совместимый материал может присутствовать в биологически совместимой поддерживающей структуре в количестве от около 1% мас. до 100% мас. биологически совместимой поддерживающей структуры. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе количество биологически совместимого материала, присутствующего по массе в биологически совместимой поддерживающей структуре, может составлять около 1%, около 5%, около 10%, около 15%, около 20%, около 25%, около 30%, около 35%, около 40%, около 45%, около 50%, около 55%, около 60%, около 65%, около 70%, около 75%, около 80%, около 85%, около 90%, около 95% или находится в любом диапазоне, включающем и/или между любыми двумя из предшествующих значений. Подходящие количества биологически совместимого материала в биологически совместимой поддержке включают, но не ограничиваются ими, от около 5% до около 100%, от 10% до около 100%, от около 50% до около 100%, от около 5% до около 20%, от около 90% до около 100% или любой диапазон, включающий и/или между любыми двумя из предшествующих значений.The biocompatible material may be present in the biocompatible support structure in an amount of from about 1% wt. up to 100% wt. biocompatible support structure. For example, in any of the embodiments herein, the amount of biocompatible material present by weight in a biocompatible support structure may be about 1%, about 5%, about 10%, about 15%, about 20%, about 25%. , about 30%, about 35%, about 40%, about 45%, about 50%, about 55%, about 60%, about 65%, about 70%, about 75%, about 80%, about 85%, about 90%, about 95%, or any range including and/or between any two of the preceding values. Suitable amounts of biocompatible material in a biocompatible support include, but are not limited to, about 5% to about 100%, 10% to about 100%, about 50% to about 100%, about 5% to about 20% , from about 90% to about 100%, or any range including and/or between any two of the preceding values.

Биологически совместимая поддерживающая структура имеет механические свойства, позволяющие улучшить механические свойства тканеинженерной конструкции. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биологически совместимая поддерживающая структура может иметь один или более из: модуля упругости при изгибе от около 0,2 ГПа до около 100 ГПа, модуля продольной упругости от около 0,02 ГПа до около 100 ГПа или прочности на разрыв от около 1 МПа до около 1000 МПа.The biocompatible support structure has mechanical properties to improve the mechanical properties of the tissue engineered structure. In any of the embodiments herein, the biocompatible support structure may have one or more of: a flexural modulus of about 0.2 GPa to about 100 GPa, a buckling modulus of about 0.02 GPa to about 100 GPa, or a strength at a break from about 1 MPa to about 1000 MPa.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биологически совместимая поддерживающая структура может иметь модуль упругости при изгибе от около 0,2 ГПа до около 100 ГПа. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биологически совместимая поддерживающая структура может иметь модуль упругости при изгибе около 0,2 ГПа, около 0,3 ГПа, около 0,4 ГПа, около 0,5 ГПа, около 0,6 ГПа, около 0,7 ГПа, около 0,8 ГПа, около 0,9 ГПа, около 1 ГПа, около 2 ГПа, около 3 ГПа, около 4 ГПа, около 5 ГПа, около 6 ГПа, около 7 ГПа, около 8 ГПа, около 9 ГПа, около 10 ГПа, около 11 ГПа, около 12 ГПа, около 13 ГПа, около 14 ГПа, около 15 ГПа, около 16 ГПа, около 17 ГПа, около 18 ГПа, около 19 ГПа, около 20 ГПа, около 25 ГПа, около 30 ГПа, около 35 ГПа, около 40 ГПа, около 45 ГПа, около 50 ГПа, около 55 ГПа, около 60 ГПа, около 65 ГПа, около 70 ГПа, около 75 ГПа, около 80 ГПа, около 85 ГПа, около 90 ГПа, около 95 ГПа, около 100 ГПа или в любом диапазоне, включающем и/или между любыми двумя из предшествующих значений. Подходящие значения модуля упругости при изгибе могут включать, но не ограничиваются ими, от около 0,2 ГПа до около 100 ГПа, от около 0,2 ГПа до около 50 ГПа, от около 0,2 ГПа до около 25 ГПа, от около 0,2 ГПа до около 15 ГПа, от около 1 ГПа до около 15 ГПа, от около 5 ГПа до около 15 ГПа или находятся в диапазоне, включающем и/или между любыми двумя из этих значений.In any of the embodiments herein, the biocompatible support structure may have a flexural modulus of about 0.2 GPa to about 100 GPa. For example, in any of the embodiments herein, the biocompatible support structure may have a flexural modulus of about 0.2 GPa, about 0.3 GPa, about 0.4 GPa, about 0.5 GPa, about 0.6 GPa. , about 0.7 GPa, about 0.8 GPa, about 0.9 GPa, about 1 GPa, about 2 GPa, about 3 GPa, about 4 GPa, about 5 GPa, about 6 GPa, about 7 GPa, about 8 GPa , about 9 GPa, about 10 GPa, about 11 GPa, about 12 GPa, about 13 GPa, about 14 GPa, about 15 GPa, about 16 GPa, about 17 GPa, about 18 GPa, about 19 GPa, about 20 GPa, about 25 GPa, about 30 GPa, about 35 GPa, about 40 GPa, about 45 GPa, about 50 GPa, about 55 GPa, about 60 GPa, about 65 GPa, about 70 GPa, about 75 GPa, about 80 GPa, about 85 GPa , about 90 GPa, about 95 GPa, about 100 GPa, or any range including and/or between any two of the preceding values. Suitable flexural modulus values may include, but are not limited to, about 0.2 GPa to about 100 GPa, about 0.2 GPa to about 50 GPa, about 0.2 GPa to about 25 GPa, about 0 .2 GPa to about 15 GPa, about 1 GPa to about 15 GPa, about 5 GPa to about 15 GPa, or a range including and/or between any two of these values.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биологически совместимая поддерживающая структура может иметь модуль продольной упругости от около 0,02 ГПа до около 100 ГПа. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биологически совместимая поддерживающая структура может иметь модуль продольной упругости около 0,02 ГПа, 0,04 ГПа, около 0,06 ГПа, около 0,08 ГПа, около 0,1 ГПа, около 0,2 ГПа, около 0,3 ГПа, около 0,4 ГПа, около 0,5 ГПа, около 0,6 ГПа, около 0,7 ГПа, около 0,8 ГПа, около 0,9 ГПа, около 1 ГПа, около 2 ГПа, около 3 ГПа, около 4 ГПа, около 5 ГПа, около 6 ГПа, около 7 ГПа, около 8 ГПа, около 9 ГПа, около 10 ГПа, около 11 ГПа, около 12 ГПа, около 13 ГПа, около 14 ГПа, около 15 ГПа, около 16 ГПа, около 17 ГПа, около 18 ГПа, около 19 ГПа, около 20 ГПа, около 25 ГПа, около 30 ГПа, около 35 ГПа, около 40 ГПа, около 45 ГПа, около 50 ГПа, около 55 ГПа, около 60 ГПа, около 65 ГПа, около 70 ГПа, около 75 ГПа, около 80 ГПа, около 85 ГПа, около 90 ГПа, около 95 ГПа, около 100 ГПа или в любом диапазоне, включающем и/или между любыми двумя из предшествующих значений. Подходящие значения модуля продольной упругости могут включать, но не ограничиваются ими, от около 0,2 ГПа до около 100 ГПа, от около 0,2 ГПа до около 50 ГПа, от около 0,2 ГПа до около 25 ГПа, от около 0,2 ГПа до около 15 ГПа, от около 1 ГПа до около 15 ГПа, от около 5 ГПа до около 15 ГПа или находятся в диапазоне, включающем и/или между любыми двумя из этих значений.In any of the embodiments herein, the biocompatible support structure may have a modulus of elasticity from about 0.02 GPa to about 100 GPa. For example, in any of the embodiments herein, the biocompatible support structure may have a modulus of elasticity of about 0.02 GPa, 0.04 GPa, about 0.06 GPa, about 0.08 GPa, about 0.1 GPa, about 0.2 GPa, about 0.3 GPa, about 0.4 GPa, about 0.5 GPa, about 0.6 GPa, about 0.7 GPa, about 0.8 GPa, about 0.9 GPa, about 1 GPa , about 2 GPa, about 3 GPa, about 4 GPa, about 5 GPa, about 6 GPa, about 7 GPa, about 8 GPa, about 9 GPa, about 10 GPa, about 11 GPa, about 12 GPa, about 13 GPa, about 14 GPa, about 15 GPa, about 16 GPa, about 17 GPa, about 18 GPa, about 19 GPa, about 20 GPa, about 25 GPa, about 30 GPa, about 35 GPa, about 40 GPa, about 45 GPa, about 50 GPa , about 55 GPa, about 60 GPa, about 65 GPa, about 70 GPa, about 75 GPa, about 80 GPa, about 85 GPa, about 90 GPa, about 95 GPa, about 100 GPa, or any range including and/or between any two of the previous values. Suitable values for modulus of elasticity may include, but are not limited to, about 0.2 GPa to about 100 GPa, about 0.2 GPa to about 50 GPa, about 0.2 GPa to about 25 GPa, about 0, 2 GPa to about 15 GPa, about 1 GPa to about 15 GPa, about 5 GPa to about 15 GPa, or a range including and/or between any two of these values.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биологически совместимая поддерживающая структура может иметь прочность на разрыв от около 1 МПа до около 1000 МПа. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биологически совместимая поддерживающая структура может иметь прочность на разрыв около 1 МПа, около 2 МПа, около 3 МПа, около 4 МПа, около 5 МПа, около 6 МПа, около 7 МПа, около 8 МПа, около 9 МПа, около 10 МПа, около 20 МПа, около 25 МПа, около 30 МПа, около 35 МПа, около 40 МПа, около 45 МПа, около 50 МПа, около 55 МПа, около 60 МПа, около 65 МПа, около 70 МПа, около 75 МПа, около 80 МПа, около 85 МПа, около 90 МПа, около 95 МПа, около 100 МПа, около 150 МПа, около 200 МПа, около 250 МПа, около 300 МПа, около 350 МПа, около 400 МПа, около 450 МПа, около 500 МПа, около 550 МПа, около 600 МПа, около 650 МПа, около 700 МПа, около 750 МПа, около 800 МПа, около 850 МПа, около 900 МПа, около 950 МПа, около 1000 МПа или находится в диапазоне, включающем и/или между любыми двумя из предшествующих значений.In any of the embodiments of the invention herein, the biocompatible support structure may have a tensile strength of from about 1 MPa to about 1000 MPa. For example, in any of the embodiments herein, the biocompatible support structure may have a tensile strength of about 1 MPa, about 2 MPa, about 3 MPa, about 4 MPa, about 5 MPa, about 6 MPa, about 7 MPa, about 8 MPa, about 9MPa, about 10MPa, about 20MPa, about 25MPa, about 30MPa, about 35MPa, about 40MPa, about 45MPa, about 50MPa, about 55MPa, about 60MPa, about 65MPa, about 70 MPa, about 75 MPa, about 80 MPa, about 85 MPa, about 90 MPa, about 95 MPa, about 100 MPa, about 150 MPa, about 200 MPa, about 250 MPa, about 300 MPa, about 350 MPa, about 400 MPa, approx. 450 MPa, approx. 500 MPa, approx. 550 MPa, approx. 600 MPa, approx. 650 MPa, approx. 700 MPa, approx. 750 MPa, approx. 800 MPa, approx. is in the range including and/or between any two of the preceding values.

Тканеинженерная конструкцияTissue engineering design

Протез межпозвонкового диска по данной технологии включает тканеинженерную конструкцию, которая включает биочернила. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе тканеинженерная конструкция может быть выполнена в любой форме или размере. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе тканеинженерная конструкция может иметь круглую форму, яйцеобразную форму, овальную форму или многоугольную форму. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе тканеинженерная конструкция может иметь форму межпозвонкового диска (МПД). Например, тканеинженерная конструкция формы МПД может быть стандартной тканеинженерной конструкцией. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе тканеинженерная конструкция формы МПД может включать структуру фиброзного кольца и структуру пульпозного ядра, причём структура фиброзного кольца расположена по окружности вокруг пульпозного ядра. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе тканеинженерная конструкция формы МПД может включать структуру фиброзного кольца, структуру пульпозного ядра и структуру замыкательной пластинки, причём структура фиброзного кольца расположена по окружности вокруг пульпозного ядра. В любом из вариантов осуществления изобретения тканеинженерная конструкция по данной технологии может иметь форму МПД субъекта. В любом из вариантов осуществления изобретения тканеинженерная конструкция может иметь форму отрицательного пространства между позвонками субъекта (например, между позвонками, как видно на МРТ- или КТ-сканировании). An intervertebral disc prosthesis using this technology includes a tissue-engineered structure that includes bioink. In any of the embodiments of the invention herein, the tissue engineered construct can be made in any shape or size. For example, in any of the embodiments herein, the tissue engineered construct may be circular, egg-shaped, oval, or polygonal in shape. In any of the embodiments of the invention herein, the tissue engineered construct may be in the form of an intervertebral disc (IVD). For example, the tissue-engineered design of an IVD shape may be a standard tissue-engineered design. In any of the embodiments of the invention herein, the tissue-engineered design of the IVD shape may include an annulus structure and a nucleus pulposus structure, with the annulus structure located circumferentially around the nucleus pulposus. In any of the embodiments of the invention herein, the tissue-engineered design of the IVD form may include an annulus structure, a nucleus pulposus structure, and an endplate structure, with the annulus structure located circumferentially around the nucleus pulposus. In any of the embodiments of the invention, the tissue-engineered construct according to this technology may be in the form of the IVD of the subject. In any of the embodiments of the invention, the tissue engineered construct may be in the form of a negative space between the subject's vertebrae (eg, between the vertebrae as seen on an MRI or CT scan).

Тканеинженерная конструкция может быть выполнена таким образом, чтобы размер тканеинженерной конструкции был больше, чем размер биологически совместимой поддерживающей структуры, причём тканеинженерная конструкция частично или полностью соприкасается с биологически совместимой поддерживающей структурой. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе тканеинженерная конструкция может быть выполнена таким образом, чтобы биологически совместимая поддерживающая структура полностью или частично была инкапсулирована внутрь тканеинженерной конструкции. The tissue engineered construct can be configured such that the size of the tissue engineered construct is larger than the size of the biocompatible support structure, wherein the tissue engineered construct is partially or completely in contact with the biocompatible support structure. For example, in any of the embodiments of the invention herein, the tissue engineered construct can be configured such that the biocompatible support structure is fully or partially encapsulated within the tissue engineered construct.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе тканеинженерная конструкция может быть выполнена таким образом, чтобы размер тканеинженерной конструкции был меньше, чем размер биологически совместимой поддержки, при этом тканеинженерная конструкция заключена в биологически совместимую поддерживающую структуру и не соприкасается с ней. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе тканеинженерная конструкция может быть заключена внутрь кольцевидного элемента биологически совместимой поддерживающей структуры таким образом, чтобы тканеинженерная конструкция не соприкасалась с поверхностью внутренней стенки кольцевидного элемента. In any of the embodiments of the invention herein, the tissue engineered construct can be configured so that the size of the tissue engineered construct is smaller than the size of the biocompatible support, while the tissue engineered construct is enclosed in and does not come into contact with the biocompatible support structure. For example, in any of the embodiments of the invention herein, the tissue engineered construct may be enclosed within the annular element of the biocompatible support structure such that the tissue engineered structure does not come into contact with the surface of the inner wall of the annular element.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе тканеинженерная конструкция может быть выполнена в таком размере, чтобы указанная тканеинженерная конструкция частично или полностью была заключена внутрь биологически совместимой поддерживающей структуры и соприкасалась с одной или более её поверхностями. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе тканеинженерная конструкция может быть выполнена в таком размере, чтобы указанная тканеинженерная конструкция соприкасалась с поверхностью внутренней стенки кольцевидного элемента, с плоской поверхностью первой и/или второй пластинки или их с комбинацией. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе тканеинженерная конструкция может иметь размер, который превышает ёмкость биологически совместимой поддерживающей структуры, таким образом, тканеинженерная конструкция проходит (или выступает) за пределы средней толщины или поперечной толщины кольцевидного элемента или окружности первой пластинки и/или второй пластинки. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе тканеинженерная конструкция может проходить (или выступать) через одно или более отверстий кольцевидного элемента, первую пластинку и/или вторую пластинку биологически совместимой поддерживающей структуры. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе тканеинженерная конструкция может проходить (или выступать) через внутреннюю полость кольцевидного элемента за пределы первой и/или второй плоской поверхности кольцевидного элемента, причём биологически совместимая поддерживающая структура может включать первую пластинку и/или вторую пластинку, которая может опираться на поверхность тканеинженерной конструкции или может быть инкапсулирована в тканеинженерную конструкцию, не соприкасаясь с кольцевидным элементом. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе тканеинженерная конструкция может быть выполнена с возможностью инкапсулирования одного или более соединений биологически совместимой поддерживающей структуры. In any of the embodiments of the invention herein, the tissue engineered construct can be sized such that said tissue engineered construct is partially or completely enclosed within a biocompatible support structure and is in contact with one or more of its surfaces. For example, in any of the embodiments of the invention herein, the tissue engineered structure can be sized so that the tissue engineered structure is in contact with the surface of the inner wall of the annular element, with the flat surface of the first and/or second plate, or a combination of them. In any of the embodiments of the invention herein, the tissue-engineered construct may be sized to exceed the capacity of the biocompatible support structure, such that the tissue-engineered construct extends (or protrudes) beyond the average thickness or transverse thickness of the annulus or circumference of the first plate and/or second plates. For example, in any of the embodiments of the invention herein, the tissue engineered construct may pass through (or protrude from) one or more of the annulus holes, the first plate, and/or the second plate of the biocompatible support structure. In any of the embodiments of the invention herein, the tissue engineered structure may extend (or protrude) through the internal cavity of the annular element beyond the first and/or second flat surface of the annular element, and the biologically compatible supporting structure may include a first plate and/or a second plate, which may rest on the surface of the tissue engineered construct or may be encapsulated in the tissue engineered construct without contacting the annular element. In any of the embodiments of the invention herein, the tissue engineered construct may be configured to encapsulate one or more compounds of a biologically compatible support structure.

Не ограничиваясь теорией, можно предположить, что если тканеинженерная конструкция выполнена таким образом, чтобы она была заключена в биологически совместимую поддержку и соприкасалась с ней таким образом, чтобы тканеинженерная конструкция проходила (или выступала) через одно или более отверстий одного или более из: кольцевидного элемента, первой пластинки или второй пластинки, то это создаёт трение между биологически совместимой поддерживающей структурой и тканеинженерной конструкцией. В этом отношении, возникающее трение предотвращает соскальзывание тканеинженерной конструкции, таким образом, она остаётся внутри биологически совместимой поддержки. Кроме того также считается, что выступающие части тканеинженерной конструкции создают трение между протезом межпозвонкового диска и замыкательными пластинками позвонков, что также может предотвращать соскальзывание протеза межпозвонкового диска.Without being limited by theory, it can be assumed that if the tissue engineered structure is made in such a way that it is enclosed in a biologically compatible support and comes into contact with it in such a way that the tissue engineered structure passes (or protrudes) through one or more openings of one or more of: , the first lamina or the second lamina, this creates friction between the biocompatible support structure and the tissue-engineered construct. In this respect, the resulting friction prevents the tissue engineered structure from slipping off, so it remains within the biocompatible support. In addition, it is also believed that the protruding portions of the tissue engineered structure create friction between the intervertebral disc prosthesis and the vertebral endplates, which may also prevent slippage of the intervertebral disc prosthesis.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе тканеинженерная конструкция может включать уникальный набор механических свойств, обеспечивающий её надлежащее функционирование. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе тканеинженерная конструкция может иметь один или более из: равновесного модуля от около 2 МПа до около 15 МПа, мгновенного модуля от около 5 кПа до около 2000 кПа и гидравлической проницаемости от около 1×10-16 м2/Па⋅с до около 1×10-8 м2/Па⋅с. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе тканеинженерная конструкция может иметь равновесный модуль от около 2 МПа до около 15 МПа, от около 2 МПа до около 12 МПа, от около 2 МПа до около 10 МПа, от около 2 МПа до около 8 МПа, от около 2 МПа до около 6 МПа, от около 2 МПа до около 4 МПа или в любом диапазоне, включающем и/или между любыми двумя из предшествующих значений. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе равновесный модуль может составлять 2 МПа, около 2,5 МПа, около 3 МПа, около 3,5 МПа, около 4 МПа, около 4,5 МПа, около 5 МПа, около 5,5 МПа, около 6 МПа, около 6,5 МПа, около 7 МПа, около 7,5 МПа, около 8 МПа, около 8,5 МПа, около 9 МПа, около 9,5 МПа, около 10 МПа, около 11 МПа, около 12 МПа, около 13 МПа, около 14 МПа, около 15 МПа или находится в любом диапазоне, включающем и/или между любыми двумя из предшествующих значений.In any of the embodiments of the invention herein, the tissue engineered construct may include a unique set of mechanical properties to ensure its proper functioning. For example, in any of the embodiments herein, the tissue engineered construct may have one or more of: an equilibrium modulus of about 2 MPa to about 15 MPa, an instantaneous modulus of about 5 kPa to about 2000 kPa, and a hydraulic permeability of about 1×10 - 16 m 2 /Pa⋅s to about 1×10 -8 m 2 /Pa⋅s. In any of the embodiments herein, the tissue engineered construct may have an equilibrium modulus of about 2 MPa to about 15 MPa, about 2 MPa to about 12 MPa, about 2 MPa to about 10 MPa, about 2 MPa to about 8 MPa , from about 2 MPa to about 6 MPa, from about 2 MPa to about 4 MPa, or in any range including and/or between any two of the preceding values. For example, in any of the embodiments herein, the equilibrium modulus may be 2 MPa, about 2.5 MPa, about 3 MPa, about 3.5 MPa, about 4 MPa, about 4.5 MPa, about 5 MPa, about 5 .5 MPa, about 6 MPa, about 6.5 MPa, about 7 MPa, about 7.5 MPa, about 8 MPa, about 8.5 MPa, about 9 MPa, about 9.5 MPa, about 10 MPa, about 11 MPa, about 12 MPa, about 13 MPa, about 14 MPa, about 15 MPa, or any range including and/or between any two of the preceding values.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе тканеинженерная конструкция может иметь мгновенный модуль от около 5 кПа до около 2000 кПа, от 5 кПа до около 1500 кПа, от около 5 кПа до около 1000 кПа, от около 5 кПа до около 500 кПа, от около 5 кПа до около 100 кПа, от около 5 кПа до около 40 кПа или в любом диапазоне, включающем и/или между любыми двумя из предшествующих значений. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе тканеинженерная конструкция может иметь мгновенный модуль около 5 кПа, около 6 кПа, около 7 кПа, около 8 кПа, около 9 кПа, около 10 кПа около 12 кПа, около 14 кПа, около 16 кПа, около 18 кПа, около 20 кПа, около 22 кПа, около 24 кПа, около кПа, около 26 кПа, около 28 кПа, около 30 кПа, около 32 кПа, около 34 кПа, около 36 кПа, около 38 кПа, около 40 кПа, около 60 кПа, около 80 кПа, около 100 кПа, около 200 кПа, около 300 кПа, около 400 кПа, около 500 кПа, около 600 кПа, около 700 кПа, около 800 кПа, около 900 кПа, около 1000 кПа, около 1100 кПа, около 1200 кПа, около 1300 кПа, около 1400 кПа, около 1500 кПа, около 1600 кПа, около 1700 кПа, около 1800 кПа, около 1900 кПа, около 2000 кПа или в любом диапазоне, включающем и/или между любыми двумя из предшествующих значений. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе тканеинженерная конструкция может иметь гидравлическую проницаемость от около 1×10-16 м2/Па⋅с до около 1×10-8 м2/Па⋅с, от около 1×10-13 м2/Па⋅с до около 9×10-10 м2/Па⋅с, от около 1×10-12 м2/Па⋅с до около 6×10-10, от около 1×10-11 м2/Па⋅с до около 3×10-10 м2/Па⋅с или в любом диапазоне, включающем и/или между любыми двумя из предшествующих значений.In any of the embodiments herein, the tissue engineered construct may have an instantaneous modulus of about 5 kPa to about 2000 kPa, 5 kPa to about 1500 kPa, about 5 kPa to about 1000 kPa, about 5 kPa to about 500 kPa, from about 5 kPa to about 100 kPa, from about 5 kPa to about 40 kPa, or any range including and/or between any two of the preceding values. For example, in any of the embodiments herein, the tissue engineered construct may have an instantaneous modulus of about 5 kPa, about 6 kPa, about 7 kPa, about 8 kPa, about 9 kPa, about 10 kPa, about 12 kPa, about 14 kPa, about 16 kPa, approx. 18 kPa, approx. 20 kPa, approx. 22 kPa, approx. 24 kPa, approx. kPa, approx. 26 kPa, approx. 28 kPa, approx. 40 kPa, approx. 60 kPa, approx. 80 kPa, approx. 100 kPa, approx. 200 kPa, approx. 300 kPa, approx. 400 kPa, approx. 500 kPa, approx. 600 kPa, approx. , about 1100 kPa, about 1200 kPa, about 1300 kPa, about 1400 kPa, about 1500 kPa, about 1600 kPa, about 1700 kPa, about 1800 kPa, about 1900 kPa, about 2000 kPa or any range including and/or between any two of the previous values. In any of the embodiments of the invention herein, the tissue engineered structure may have a hydraulic permeability from about 1×10 -16 m 2 /Pa s to about 1×10 -8 m 2 /Pa s, from about 1×10 -13 m 2 /Pa⋅s to about 9×10 -10 m 2 /Pa⋅s, from about 1×10 -12 m 2 /Pa⋅s to about 6×10 -10 , from about 1×10 -11 m 2 / Pa⋅s up to about 3×10 -10 m 2 /Pa⋅s or any range including and/or between any two of the preceding values.

Тканеинженерная конструкция может включать биочернила. Термин «биочернила» относится к чернилам, полученным из биоматериала. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биочернила могут включать, но не ограничиваются ими, гидрогель (например, альгинатный гидрогель), агарозу, коллаген, хитозан, фибрин, гиалуроновую кислоту, каррагинан, полиэтиленоксид, полипропиленоксид, сополимер полиэтиленоксида и полипропиленоксида, гидроксипропилметилцеллюлозу, поли(пропиленфумарат-со-этиленгликоль), поли(этиленгликоль)-со-поли(молочную кислоту), поли(виниловый спирт), олигопептиды KDLl 2, поли(н-изопропилакриламид) или комбинацию двух или более из них. Биочернила могут иметь контролируемую скорость сшивания за счет регулирования переменных окружающей среды, включая, но не ограничиваясь этим, температуру, pH, ионную силу, тепло, свет или добавление химических сшивающих агентов, например, кальция, магния, бария, хондроитина, сульфата, карбодиимидов, рибозы, рибофлавина и тромбина. Подходящие гидрогели для использования в биочернилах для тканеинженерных конструкций описаны в патенте США № 9,044,335, озаглавленном «COMPOSITE TISSUE-ENGINEERED INTERVERTEBRAL DISC WITH SELF-ASSEMBLED ANNULAR ALIGNMENT», поданном 5 мая 2010 года, содержание которого включено в данный документ в полном объёме посредством ссылки. The tissue engineered construct may include bioink. The term "bio-ink" refers to an ink derived from a biomaterial. For example, in any of the embodiments of the invention herein, the bioink may include, but is not limited to, hydrogel (e.g., alginate hydrogel), agarose, collagen, chitosan, fibrin, hyaluronic acid, carrageenan, polyethylene oxide, polypropylene oxide, copolymer of polyethylene oxide and polypropylene oxide, hydroxypropyl methylcellulose, poly(propylene fumarate-co-ethylene glycol), poly(ethylene glycol)-co-poly(lactic acid), poly(vinyl alcohol), KDLl 2 oligopeptides, poly(n-isopropylacrylamide), or a combination of two or more of these. The bioink can have a controlled crosslinking rate by adjusting environmental variables including, but not limited to, temperature, pH, ionic strength, heat, light, or the addition of chemical crosslinkers, e.g., calcium, magnesium, barium, chondroitin, sulfate, carbodiimides, ribose, riboflavin and thrombin. Suitable hydrogels for use in tissue engineered bioinks are described in U.S. Patent No. 9,044,335 entitled "COMPOSITE TISSUE-ENGINEERED INTERVERTEBRAL DISC WITH SELF-ASSEMBLED ANNULAR ALIGNMENT" filed May 5, 2010, the contents of which are hereby incorporated by reference in their entirety.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биочернила тканеинженерной конструкции могут включать альгинатный гидрогель. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе альгинатный гидрогель может присутствовать в количестве от около 0,5% (мас./об.) до около 10% (мас./об.). Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе альгинатный гидрогель может присутствовать в количестве около 0,5% (мас./об.), около 0,6% (мас./об.), около 0,7% (мас./об.), около 0,8% (мас./об.), около 0,9% (мас./об.), около 1,0% (мас./об.), около 1,5% (мас./об.), около 2,0% (мас./об.), около 2,5% (мас./об.), около 3,0% (мас./об.), около 3,5% (мас./об.), около 4,0% (мас./об.), около 4,5% (мас./об.), около 5,0% (мас./об.), около 5,0% (мас./об.), около 5,5% (мас./об.), около 6,0% (мас./об.), около 6,5% (мас./об.), около 7,0% (мас./об.), около 7,5% (мас./об.), около 8,0% (мас./об.), около 8,5% (мас./об.), около 9,0% (мас./об.), около 9,5% (мас./об.), около 10,0% (мас./об.) или в любом диапазоне, включающем и/или между любыми двумя из предшествующих значений.In any of the embodiments of the invention herein, the bioink of the tissue engineered construct may include an alginate hydrogel. For example, in any of the embodiments herein, the alginate hydrogel may be present in an amount of from about 0.5% (w/v) to about 10% (w/v). For example, in any of the embodiments herein, the alginate hydrogel may be present in an amount of about 0.5% (w/v), about 0.6% (w/v), about 0.7% (w/v). ./v), about 0.8% (w/v), about 0.9% (w/v), about 1.0% (w/v), about 1.5% (w/v), about 2.0% (w/v), about 2.5% (w/v), about 3.0% (w/v), about 3, 5% (w/v), about 4.0% (w/v), about 4.5% (w/v), about 5.0% (w/v), about 5.0% (w/v), about 5.5% (w/v), about 6.0% (w/v), about 6.5% (w/v) , about 7.0% (w/v), about 7.5% (w/v), about 8.0% (w/v), about 8.5% (w/v .), about 9.0% (w/v), about 9.5% (w/v), about 10.0% (w/v), or any range including and/or between any two of the preceding values.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биочернила тканеинженерной конструкции могут включать коллаген. Материалы на основе коллагена являются предпочтительными для использования в тканеинженерных конструкциях. Способы сбора коллагена для использования в составах биогелей, способы создания 3D-структур с использованием составов биогелей и способы приготовления составов биогелей для использования в системах 3D-печати описаны в заявке PCT с серийным номером PCT/US2017/034582, озаглавленной «3D PRINTABLE BIO GEL AND METHOD OF USE», поданной 25 мая 2017 года и имеющей номер патентного реестра 113066-0104, содержание которой включено в данный документ в полном объёме посредством ссылки для дополнительной информации, а также в ней изложены способы. In any of the embodiments of the invention herein, the bioink of the tissue engineered construct may include collagen. Collagen-based materials are preferred for use in tissue engineering constructs. Methods for harvesting collagen for use in biogel formulations, methods for generating 3D structures using biogel formulations, and methods for preparing biogel formulations for use in 3D printing systems are described in PCT Application Serial No. PCT/US2017/034582 entitled "3D PRINTABLE BIO GEL AND METHOD OF USE, filed May 25, 2017, with Patent Registry Number 113066-0104, the contents of which are incorporated herein in their entirety by reference for additional information, and the methods.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биочернила тканеинженерной конструкции могут включать коллаген в количестве более чем около 5 мг/мл. Подходящие количества коллагена в биочернилах могут включать, но не ограничиваются ими, от около 5 мг/мл до около 200 мг/мл. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе коллаген может присутствовать в количестве около 5 мг/мл, около 10 мг/мл, около 15 мг/мл, около 20 мг/мл, около 25 мг/мл, около 30 мг/мл, около 35 мг/мл, около 40 мг/мл, около 45 мг/мл, около 50 мг/мл, около 55 мг/мл, около 60 мг/мл, около 65 мг/мл, около 70 мг/мл, около 75 мг/мл, около 80 мг/мл, около 85 мг/мл, около 90 мг/мл, около 95 мг/мл, около 100 мг/мл, около 105 мг/мл, около 110 мг/мл, около 115 мг/мл, около 120 мг/мл, около 125 мг/мл, около 130 мг/мл, около 135 мг/мл, около 140 мг/мл, около 145 мг/мл, около 150 мг/мл, около 155 мг/мл, около 160 мг/мл, около 165 мг/мл, около 170 мг/мл, около 175 мг/мл, около 180 мг/мл, около 185 мг/мл, около 190 мг/мл, около 195 мг/мл, около 200 мг/мл или в любом диапазоне, включающем и/или между любыми двумя из предшествующих значений.In any of the embodiments herein, the bioink of the tissue engineered construct may include more than about 5 mg/mL of collagen. Suitable amounts of collagen in the bioink may include, but are not limited to, from about 5 mg/mL to about 200 mg/mL. For example, in any of the embodiments of the invention herein, collagen may be present in an amount of about 5 mg/ml, about 10 mg/ml, about 15 mg/ml, about 20 mg/ml, about 25 mg/ml, about 30 mg/ml. ml, about 35 mg/ml, about 40 mg/ml, about 45 mg/ml, about 50 mg/ml, about 55 mg/ml, about 60 mg/ml, about 65 mg/ml, about 70 mg/ml, about 75 mg/ml, about 80 mg/ml, about 85 mg/ml, about 90 mg/ml, about 95 mg/ml, about 100 mg/ml, about 105 mg/ml, about 110 mg/ml, about 115 mg/ml, about 120 mg/ml, about 125 mg/ml, about 130 mg/ml, about 135 mg/ml, about 140 mg/ml, about 145 mg/ml, about 150 mg/ml, about 155 mg/ml ml, about 160 mg/ml, about 165 mg/ml, about 170 mg/ml, about 175 mg/ml, about 180 mg/ml, about 185 mg/ml, about 190 mg/ml, about 195 mg/ml, about 200 mg/ml, or in any range including and/or between any two of the preceding values.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе тканеинженерная конструкция может включать биочернила, имеющие коллаген I типа, коллаген II типа или их комбинацию. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе, если тканеинженерная конструкция включает структуру фиброзного кольца и структуру пульпозного ядра, то структура фиброзного кольца может включать коллаген I типа, а структура пульпозного ядра может включать коллаген II типа.In any of the embodiments of the invention herein, the tissue engineered construct may include a bioink having type I collagen, type II collagen, or a combination thereof. For example, in any of the embodiments herein, if the tissue engineered construct includes an annulus structure and a nucleus pulposus structure, then the annulus structure may include type I collagen and the nucleus pulposus structure may include type II collagen.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биочернила тканеинженерной конструкции могут дополнительно включать нейтрализатор и клеточный материал, как описано в данном документе в любом из вариантов осуществления изобретения. Подходящие нейтрализаторы могут включать, но не ограничиваются ими, например, составы, содержащие слабую кислоту. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе тканеинженерная конструкция может быть клеточной или бесклеточной. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биочернила тканеинженерной конструкции могут включать клеточный материал, содержащий популяцию клеток, которая может включать, но не ограничивается ими, живые клетки, полученные и/или выделенные из ткани межпозвонкового диска, например, пульпозного ядра или фиброзного кольца. Клеточный материал может дополнительно включать другие живые клетки; например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биочернила могут включать эпидермальные клетки, хондроциты и другие клетки, которые образуют мезенхимальные стволовые клетки, стволовые клетки МПД, хрящи, макрофаги, адипоциты, дермальные клетки, мышечные клетки, волосяные фолликулы, фибробласты, клетки органов, остеобласты, остеоциты и другие клетки, образующие кости, эндотелиальные клетки, клетки слизистой оболочки, клетки плевры, клетки слухового прохода, клетки барабанной перепонки, клетки брюшины, клетки Шванна, эпителиальные клетки роговицы, клетки десны, нейральные стволовые клетки центральной нервной системы, эпителиальные клетки трахеи или комбинации двух или более из вышеуказанных. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биочернила тканеинженерной конструкции могут быть бесклеточными, когда биочернила не содержат живых клеток. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе тканеинженерная конструкция может быть выполнена таким образом, чтобы указанная тканеинженерная конструкция имела области или компоненты (например, фиброзное кольцо, пульпозное ядро или замыкательную пластинку) которые могут быть бесклеточными или клеточными.In any of the embodiments of the invention herein, the bioink of the tissue engineered construct may further include a neutralizer and cellular material, as described herein in any of the embodiments of the invention. Suitable neutralizers may include, but are not limited to, for example, formulations containing a weak acid. In any of the embodiments of the invention herein, the tissue engineered construct may be cellular or acellular. For example, in any of the embodiments of the invention herein, the tissue-engineered bioink may include cellular material containing a population of cells, which may include, but is not limited to, living cells obtained and/or isolated from intervertebral disc tissue, for example, nucleus pulposus or fibrous ring. The cellular material may further include other living cells; for example, in any of the embodiments of the invention herein, the bioink may include epidermal cells, chondrocytes and other cells that form mesenchymal stem cells, IVD stem cells, cartilage, macrophages, adipocytes, dermal cells, muscle cells, hair follicles, fibroblasts, cells organs, osteoblasts, osteocytes and other bone-forming cells, endothelial cells, mucosal cells, pleura cells, ear canal cells, tympanic membrane cells, peritoneal cells, Schwann cells, corneal epithelial cells, gingival cells, neural stem cells of the central nervous system, tracheal epithelial cells; or combinations of two or more of the above. In any of the embodiments of the invention herein, the tissue-engineered bioink can be cell-free when the bioink does not contain living cells. In any of the embodiments herein, the tissue engineered construct may be configured such that said tissue engineered construct has areas or components (eg, annulus fibrosus, nucleus pulposus, or endplate) that may be acellular or cellular.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе популяция клеток может присутствовать в количестве от около 1,0×105 клеток/мл до около 5,0×107 клеток/мл. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе количество клеток, присутствующих в биочернилах тканеинженерной конструкции может включать около 1,0×105 клеток/мл, около 2,0×105 клеток/мл, около 3,0×105 клеток/мл, около 4,0×105 клеток/мл, около 5,0×105 клеток/мл, около 6,0×105 клеток/мл, около 7,0×105 клеток/мл, около 8,0×105 клеток/мл, около 9,0×105 клеток/мл, около 1,0×106 клеток/мл, около 2,0×106 клеток/мл, около 3,0×106 клеток/мл, около 4,0×106 клеток/мл, около 5,0×106 клеток/мл, около 6,0×106 клеток/мл, около 7,0×106 клеток/мл, около 8,0×106 клеток/мл, около 9,0×106 клеток/мл, около 1,0×107 клеток/мл, около 2,0×107 клеток/мл, около 3,0×107 клеток/мл, около 4,0×107 клеток/мл, около 5,0×107 клеток/мл или находится в любом диапазоне, включающем и/или между любыми двумя из предшествующих значений. Подходящие количества клеток, присутствующих в биочернилах тканеинженерной конструкции включают, но не ограничиваются этим, от около 1,0×105 клеток/мл до около 5,0×107 клеток/мл, от около 1,0×105 клеток/мл до около 1,0×107 клеток/мл, от около 1,0×105 клеток/мл до около 5,0×106 клеток/мл, от около 1,0×105 клеток/мл до около 5,0×106 клеток/мл или любой диапазон, включающий и/или между любыми двумя из предшествующих значений.In any of the embodiments of the invention herein, the cell population may be present in an amount from about 1.0×10 5 cells/ml to about 5.0×10 7 cells/ml. For example, in any of the embodiments herein, the number of cells present in the bioink of the tissue engineered construct may include about 1.0×10 5 cells/mL, about 2.0×10 5 cells/mL, about 3.0×10 5 cells/ml, about 4.0×10 5 cells/ml, about 5.0×10 5 cells/ml, about 6.0×10 5 cells/ml, about 7.0×10 5 cells/ml, about 8 .0×10 5 cells/ml, about 9.0×10 5 cells/ml, about 1.0×10 6 cells/ml, about 2.0×10 6 cells/ml, about 3.0×10 6 cells /ml, about 4.0×10 6 cells/ml, about 5.0×10 6 cells/ml, about 6.0×10 6 cells/ml, about 7.0×10 6 cells/ml, about 8, 0×10 6 cells/ml, about 9.0×10 6 cells/ml, about 1.0×10 7 cells/ml, about 2.0×10 7 cells/ml, about 3.0×10 7 cells/ ml, about 4.0×10 7 cells/ml, about 5.0×10 7 cells/ml, or is in any range including and/or between any two of the preceding values. Suitable amounts of cells present in the tissue engineered bioink include, but are not limited to, from about 1.0×10 5 cells/ml to about 5.0×10 7 cells/ml, from about 1.0×10 5 cells/ml up to about 1.0×10 7 cells/ml, from about 1.0×10 5 cells/ml to about 5.0×10 6 cells/ml, from about 1.0×10 5 cells/ml to about 5, 0×10 6 cells/ml or any range including and/or between any two of the preceding values.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биочернила тканеинженерной конструкции могут дополнительно включать носители или добавки. Подходящие носители могу включать, но не ограничиваются ими, воду, водные ионные растворы солей (например, гидроксид натрия), забуференный фосфатом физиологический раствор (PBS), клеточный материал, эмбриональную телячью сыворотку (FBS), модифицированную Дульбекко минимальную питательную среду Игла (DMEM), фактор роста фибробластов (bFGF) или аналогичные носители или комбинации вышеуказанных. Подходящие добавки включают, но не ограничиваются ими, факторы роста и сшивающие агенты. Подходящие сшивающие агенты включают, но не ограничиваются ими, рибофлавин, рибозу, полиэтиленгликоль (PEG), глутаральдегид, гидрохлорид 1-этил-3-(3-диметиламинопропил) карбодиимида, генипин, хитозан или аналогичные сшивающие агенты или комбинации вышеуказанных. In any of the embodiments of the invention herein, the tissue-engineered bioink may further include carriers or additives. Suitable carriers may include, but are not limited to, water, aqueous ionic salt solutions (e.g., sodium hydroxide), phosphate buffered saline (PBS), cell material, fetal calf serum (FBS), Dulbecco's Modified Eagle's Minimal Medium (DMEM) , fibroblast growth factor (bFGF) or similar carriers or combinations of the above. Suitable additives include, but are not limited to, growth factors and cross-linking agents. Suitable crosslinkers include, but are not limited to, riboflavin, ribose, polyethylene glycol (PEG), glutaraldehyde, 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride, genipin, chitosan, or similar crosslinkers or combinations of the foregoing.

Состав протеза межпозвонкового диска включает тканеинженерную конструкцию вместе с биологически совместимой поддерживающей структурой в любой конфигурации, раскрытой в данном документе, и обладает улучшенными механическими свойствами (т.е. прочностью). Протез межпозвонкового диска, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе, может выдерживать осевую компрессию от около 1 кН до около 10000 кН и сдвигающее усилие от около 0,2 кН до около 1000 кН. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе протез межпозвонкового диска по данной технологии может выдерживать осевую компрессию около 1 кН, 2 кН, около 3 кН, около 4 кН, около 5 кН, около 6 кН, около 7 кН, около 8 кН, около 9 кН, около 10 кН, около 20 кН, около 30 кН, около 40 кН, около 50 кН, около 60 кН, около 70 кН, около 80 кН, около 90 кН, около 100 кН, около 200 кН, около 300 кН, около 400 кН, около 500 кН, около 600 кН, около 700 кН, около 800 кН, около 900 кН, около 1000 кН, около 1500 кН, около 2000 кН, около 2500 кН, около 3000 кН, около 3500 кН, около 4000 кН, около 4500 кН, около 5000 кН, около 5500 кН, около 6000 кН, около 6500 кН, около 7000 кН, около 7500 кН, около 8000 кН, около 8500 кН, около 9000 кН, около 9500 кН, около 10000 кН или в диапазоне, включающем и/или между любыми двумя из предшествующих значений. Подходящая осевая компрессия может включать, но не ограничиваются этим, от около 1 кН до около 10000 кН, от около 1 кН до около 5000 кН, от около 1 кН до около 1000 кН, от около 1 кН до около 500 кН, от около 1 кН до около 15 кН, от около 4 кН до около 10 кН или находится в диапазоне, включающем и/или между любыми двумя из предшествующих значений.The composition of the intervertebral disc prosthesis includes a tissue-engineered design along with a biocompatible support structure in any configuration disclosed herein, and has improved mechanical properties (ie, strength). An intervertebral disc prosthesis, in any of the embodiments herein, can withstand an axial compression of about 1 kN to about 10,000 kN and a shear force of about 0.2 kN to about 1,000 kN. For example, in any of the embodiments of the invention herein, a prosthesis of the intervertebral disc according to this technology can withstand axial compression of about 1 kN, 2 kN, about 3 kN, about 4 kN, about 5 kN, about 6 kN, about 7 kN, about 8 kN, about 9 kN, about 10 kN, about 20 kN, about 30 kN, about 40 kN, about 50 kN, about 60 kN, about 70 kN, about 80 kN, about 90 kN, about 100 kN, about 200 kN, approx. 300 kN, approx. 400 kN, approx. 500 kN, approx. 600 kN, approx. 700 kN, approx. 800 kN, approx. 900 kN, approx. 1000 kN, approx. kN, approx. 4000 kN, approx. 4500 kN, approx. 5000 kN, approx. 5500 kN, approx. 6000 kN, approx. 6500 kN, approx. 7000 kN, approx. about 10,000 kN or in a range including and/or between any two of the preceding values. Suitable axial compression may include, but is not limited to, about 1 kN to about 10,000 kN, about 1 kN to about 5,000 kN, about 1 kN to about 1,000 kN, about 1 kN to about 500 kN, about 1 kN to about 15 kN, from about 4 kN to about 10 kN, or within a range including and/or between any two of the preceding values.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе протез межпозвонкового диска по данной технологии может выдерживать сдвигающее усилие от около 0,2 кН до около 1000 кН. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе протез межпозвонкового диска по данной технологии может выдерживать сдвигающее усилие, которое может составлять около 0,2 кН, около 0,3 кН, около 0,4 кН, около 0,5 кН, около 0,6 кН, около 0,7 кН, около 0,8 кН, около 0,9 кН, около 1,0 кН, около 10 кН, около 50 кН, около 100 кН, около 150 кН, около 200 кН, около 250 кН, около 300 кН, около 350 кН, около 400 кН, около 450 кН, около 500 кН, около 550 кН, около 600 кН, около 650 кН, около 700 кН, около 750 кН, около 800 кН, около 850 кН, около 900 кН, около 950 кН, около 1000 кН или находится в диапазоне, включающем и/или между любыми двумя из предшествующих значений. Подходящие диапазоны сдвигающего усилия включают, но не ограничиваются ими, от около 0,2 кН до около 1000 кН, от около 1 кН до около 500 кН, от около 10 кН до около 100 кН, от около 0,2 кН до около 0,9 кН или находятся в диапазоне, включающем и/или между любыми двумя из предшествующих значений.In any of the embodiments herein, an intervertebral disc prosthesis of this technology can withstand a shear force of about 0.2 kN to about 1000 kN. For example, in any of the embodiments of the invention herein, a prosthesis of the intervertebral disc according to this technology can withstand a shear force, which can be about 0.2 kN, about 0.3 kN, about 0.4 kN, about 0.5 kN, about 0.6 kN, approx. 0.7 kN, approx. 0.8 kN, approx. 0.9 kN, approx. 1.0 kN, approx. 10 kN, approx. 50 kN, approx. 100 kN, approx. 250 kN, approx. 300 kN, approx. 350 kN, approx. 400 kN, approx. 450 kN, approx. 500 kN, approx. 550 kN, approx. 600 kN, approx. 650 kN, approx. 700 kN, approx. , about 900 kN, about 950 kN, about 1000 kN, or is in the range including and/or between any two of the preceding values. Suitable shear force ranges include, but are not limited to, about 0.2 kN to about 1000 kN, about 1 kN to about 500 kN, about 10 kN to about 100 kN, about 0.2 kN to about 0, 9 kN or are in the range including and/or between any two of the preceding values.

СпособыWays

В родственном аспекте, данной технологией предлагается способ изготовления биологически совместимой поддерживающей структуры, описанной в данном документе в любом из вариантов осуществления изобретения, причём указанный способ включает нанесение биологически совместимого материала на подложку; необязательно, сшивание нанесённого биологически совместимого материала; и, необязательно, повторение стадий нанесения и необязательного сшивания с образованием биологически совместимой поддерживающей структуры; причём биологически совместимая поддерживающая структура включает один или более из: кольцевидного элемента, первой пластинки или второй пластинки из биологически совместимого материала, при этом указанный кольцевидный элемент включает внутреннюю поверхность стенки, наружную поверхность стенки, первую плоскую поверхность и вторую плоскую поверхность; а биологически совместимый материал присутствует в количестве от около 1% до около 100 мас.% биологически совместимой поддерживающей структуры. In a related aspect, this technology provides a method of manufacturing a biocompatible support structure, described in this document in any of the embodiments of the invention, and this method includes applying a biocompatible material to a substrate; optionally, crosslinking the applied biocompatible material; and optionally repeating the steps of applying and optionally crosslinking to form a biocompatible support structure; moreover, the biologically compatible supporting structure includes one or more of: an annular element, a first plate or a second plate of a biologically compatible material, while the specified annular element includes an inner wall surface, an outer wall surface, a first flat surface and a second flat surface; and the biocompatible material is present in an amount of from about 1% to about 100% by weight of the biocompatible support structure.

Способ изготовления биологически совместимой поддерживающей структуры может включать одну или более систем изготовления или способов, включая, но не ограничиваясь ими, литьё под давлением, центробежное формование, позитивные отливные формы, негативные отливные формы, субтрактивную обработку, фрезерование и механическую обработку, а также трехмерную (3D) печать. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе способ изготовления может включать 3D-печать. Подходящие способы 3D-печати могут включать, но не ограничиваются ими, струйную печать, послойную печать, экструзионную печать и биопечать. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе нанесение может включать нанесение одного или более слоёв биологически совместимого материала. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе 3D-печать может включать: нанесение одного или более слоёв биологически совместимого материала на подложку; необязательно, сшивание нанесённого биологически совместимого материала; и, необязательно, повторение стадий нанесения и необязательного сшивания с образованием биологически совместимой поддерживающей структуры; причём биологически совместимая поддерживающая структура включает один или более из: кольцевидного элемента, первой пластинки или второй пластинки из биологически совместимого материала, причём указанный кольцевидный элемент включает внутреннюю поверхность стенки, наружную поверхность стенки, первую плоскую поверхность и вторую плоскую поверхность; а биологически совместимый материал присутствует в количестве от около 1% до около 100 мас.% биологически совместимой поддерживающей структуры. A method for manufacturing a biocompatible support structure may include one or more manufacturing systems or methods, including, but not limited to, injection molding, rotational molding, positive moulds, negative moulds, subtractive machining, milling and machining, and three-dimensional ( 3D) printing. For example, in any of the embodiments of the invention herein, the manufacturing method may include 3D printing. Suitable 3D printing techniques may include, but are not limited to, inkjet printing, layer-by-layer printing, extrusion printing, and bioprinting. For example, in any of the embodiments of the invention herein, the application may include the application of one or more layers of biocompatible material. For example, in any of the embodiments of the invention herein, 3D printing may include: applying one or more layers of a biocompatible material to a substrate; optionally, crosslinking the applied biocompatible material; and optionally repeating the steps of applying and optionally crosslinking to form a biocompatible support structure; moreover, the biologically compatible supporting structure includes one or more of: an annular element, a first plate or a second plate of a biologically compatible material, and the specified annular element includes an inner wall surface, an outer wall surface, a first flat surface and a second flat surface; and the biocompatible material is present in an amount of from about 1% to about 100% by weight of the biocompatible support structure.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биологически совместимая поддерживающая структура может быть изготовлена с использованием биологически совместимых материалов, как описано в данном документе в любом из вариантов осуществления изобретения, с использованием систем 3D-печати, описанных в заявке PCT с серийным номером PCT/2018/034457, озаглавленной «ASEPTIC PRINTER SYSTEM INCLUDING DUAL ARM-MECHANISM», поданной 24 мая 2018 года и имеющей номер патентного реестра 113066-0107, содержание которой включено в данный документ в полном объёме посредством ссылки для дополнительной информации, а также в ней изложены способы.In any of the embodiments of the invention herein, a biocompatible support structure can be manufactured using biocompatible materials, as described herein in any of the embodiments of the invention, using 3D printing systems described in the PCT application with serial number PCT / 2018/034457 entitled "ASEPTIC PRINTER SYSTEM INCLUDING DUAL ARM-MECHANISM", filed on May 24, 2018 and bearing Patent Registry Number 113066-0107, the contents of which are incorporated herein in their entirety by reference for additional information, and set forth herein ways.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе способ изготовления биологически совместимой поддерживающей структуры может включать литьё под давлением. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе нанесение биологически совместимого материала может включать литьё под давлением. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе нанесение может включать нанесение биологически совместимого материала в форму биологически совместимой поддерживающей структуры; необязательно, сшивание биологически совместимого материала в форме и, необязательно, повторение стадий нанесения и необязательного сшивания; и извлечение биологически совместимой поддерживающей структуры из формы.In any of the embodiments of the invention herein, a method for manufacturing a biocompatible support structure may include injection molding. For example, in any of the embodiments of the invention herein, the application of a biocompatible material may include injection molding. In any of the embodiments of the invention herein, application may include applying a biocompatible material in the form of a biocompatible support structure; optionally crosslinking the biocompatible material in the mold and optionally repeating the application and optional crosslinking steps; and removing the biocompatible support structure from the mould.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе подложка может включать поверхность 3D-принтера (например, рабочий стол 3D-принтера). В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе подложка может включать форму, подходящую для использования в одном или более из: литье под давлением, центробежном формовании, позитивных отливных формах, негативных отливных формах или аналогичных способах. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе подложка может включать поверхность устройства изготовления, подходящего для выполнения субтрактивной обработки, фрезерования и механической обработки или аналогичного устройства.In any of the embodiments herein, the substrate may include a 3D printer surface (eg, a 3D printer desktop). In any of the embodiments of the invention herein, the substrate may include a form suitable for use in one or more of: injection molding, rotational molding, positive moulds, negative moulds, or similar methods. In any of the embodiments of the invention herein, the substrate may include the surface of a manufacturing device suitable for performing subtractive processing, milling and machining, or a similar device.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биологически совместимый материал сшит. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биологически совместимый материал может быть подвергнут условиям сшивания с получением сшитого или полимеризованного биологически совместимого материала. Подходящие условия сшивания могут включать УФ-облучение, но не ограничиваются этим. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биологически совместимый материал может не включать сшивание. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения, после нанесения, указанный биоматериал может включать стадию охлаждения, стадию сплавления и аналогичные стадии или их комбинации.In any of the embodiments of the invention herein, the biocompatible material is crosslinked. For example, in any of the embodiments herein, the biocompatible material may be subjected to crosslinking conditions to form a crosslinked or polymerized biocompatible material. Suitable crosslinking conditions may include, but are not limited to, UV irradiation. In any of the embodiments of the invention herein, the biocompatible material may not include crosslinking. For example, in any of the embodiments of the invention, after application, said biomaterial may include a cooling step, a melting step, and similar steps, or combinations thereof.

В способе по данной технологии указанный способ изготовления биологически совместимой поддерживающей структуры может включать нанесение одного или более слоёв биологически совместимого материала таким образом, чтобы кольцевидный элемент имел среднюю толщину от около 100 мкм до около 6000 мкм и поперечную толщину от около 100 мкм до около 1000 мкм, как описано в данном документе в любом из вариантов осуществления изобретения, и чтобы первая пластинка и вторая пластинка имели толщину от около 100 мкм до около 600 мкм, как описано в данном документе в любом из вариантов осуществления изобретения.In the method according to this technology, the specified method of manufacturing a biocompatible support structure may include applying one or more layers of biocompatible material so that the annular element has an average thickness of from about 100 microns to about 6000 microns and a transverse thickness of from about 100 microns to about 1000 microns , as described herein in any of the embodiments of the invention, and that the first plate and the second plate have a thickness of from about 100 microns to about 600 microns, as described herein in any of the embodiments of the invention.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе способ изготовления биологически совместимой поддерживающей структуры может включать нанесение одного или более слоёв биологически совместимого материала таким образом, чтобы биологически совместимая поддерживающая структура имела кольцевидную форму МПД. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения биологически совместимая поддерживающая структура может иметь кольцевидную форму МПД субъекта. Как правило, субъект или пациент является человеком и предпочтительно нуждается в имплантатах для замены и/или регенерации ткани МПД. In any of the embodiments of the invention herein, a method for making a biocompatible support structure may include applying one or more layers of a biocompatible material such that the biocompatible support structure has an annular MPD shape. For example, in any of the embodiments of the invention, a biocompatible support structure may have an annular shape IVD of the subject. Typically, the subject or patient is human and preferably requires implants to replace and/or regenerate IVD tissue.

В способе по данной технологии биологически совместимый материал может включать биологически совместимый материал, описанный в данном документе в любом из вариантов осуществления изобретения. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биологически совместимый материал может включать, но не ограничивается ими, полисахариды, биосовместимые полимеры, каучук, кремний, биосовместимые металлы (например, сталь, кобальт-хромовые сплавы, титан, сплавы титана, магний, сплавы магния, цинк, сплавы цинка, сплавы железа или аналогичные металлы или их комбинации), биосовместимую керамику, полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль, полиаминокислоты, природные и биополимеры (например, гликозаминогликаны, целлюлозу, хитозан, хитин, декстраны, желатин, коллаген, лигнины, полиаминокислоты, гликопротеины, эсластин, ламинины) или комбинации двух или более из вышеуказанных. В любом из вариантов осуществления изобретения биологически совместимый материал может включать биосовместимые полимеры; например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биосовместимые полимеры могут включать полилактиды (PLA), полигликолевою кислоту (PGA), поли(лактид-со-гликолид) (PLGA), полидиоксанон (PDO), поликапролактоны и их комбинации. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биосовместимый полимер может иметь температуру плавления в интервале от около 50°C до около 290°C. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биосовместимый полимер может иметь температуру плавления около 50°C, около 55°C, около 60°C, около 65°C, около 70°C, около 75°C, около 80°C, около 85°C, около 90°C, около 95°C, около 100°C, около 110°C, около 120°C, около 130°C, около 140°C, около 150°C, около 160°C, около 170°C, около 180°C, около 190°C, около 200°C, около 210°C, около 220°C, около 230°C, около 240°C, около 250°C, около 260°C, около 270°C, около 280°C, около 290°C или в любом диапазоне, включающем и/или между любыми двумя из предшествующих значений.In the method of this technology, the biocompatible material may include the biocompatible material described herein in any of the embodiments of the invention. For example, in any of the embodiments of the invention herein, the biocompatible material may include, but is not limited to, polysaccharides, biocompatible polymers, rubber, silicon, biocompatible metals (e.g., steel, cobalt-chromium alloys, titanium, titanium alloys, magnesium, magnesium alloys, zinc, zinc alloys, iron alloys or similar metals or combinations thereof), biocompatible ceramics, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyamino acids, natural and biopolymers (e.g. glycosaminoglycans, cellulose, chitosan, chitin, dextrans, gelatin, collagen, lignins, polyamino acids , glycoproteins, eslastin, laminins) or combinations of two or more of the above. In any of the embodiments of the invention, the biocompatible material may include biocompatible polymers; for example, in any of the embodiments herein, biocompatible polymers can include polylactides (PLA), polyglycolic acid (PGA), poly(lactide-co-glycolide) (PLGA), polydioxanone (PDO), polycaprolactones, and combinations thereof. In any of the embodiments of the invention herein, the biocompatible polymer may have a melting point in the range from about 50°C to about 290°C. For example, in any of the embodiments herein, the biocompatible polymer may have a melting point of about 50°C, about 55°C, about 60°C, about 65°C, about 70°C, about 75°C, about 80° C, about 85°C, about 90°C, about 95°C, about 100°C, about 110°C, about 120°C, about 130°C, about 140°C, about 150°C, about 160° C, about 170°C, about 180°C, about 190°C, about 200°C, about 210°C, about 220°C, about 230°C, about 240°C, about 250°C, about 260° C, about 270°C, about 280°C, about 290°C, or any range including and/or between any two of the preceding values.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биологически совместимая поддерживающая структура, полученная указанным способом изготовления, может иметь один или более из: модуля упругости при изгибе от около 0,2 ГПа до около 100 ГПа, модуля продольной упругости от около 0,2 ГПа до около 100 ГПа или прочность на разрыв от около 1 МПа до около 1000 МПа, как описано в данном документе в любом из вариантов осуществления изобретения. In any of the embodiments of the invention herein, a biocompatible support structure obtained by this method of manufacture may have one or more of: a flexural modulus of from about 0.2 GPa to about 100 GPa, a modulus of elasticity from about 0.2 GPa up to about 100 GPa or tensile strength from about 1 MPa to about 1000 MPa, as described herein in any of the embodiments of the invention.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе указанный способ может дополнительно включать стерилизацию биологически совместимой поддерживающей структуры. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе стерилизация может включать, но не ограничивается этим, гамма-облучение, инкубацию с перкислотой, автоклавирование, УФ-облучение, стерилизацию перекисью, обработку сверхкритической жидкостью и аналогичные методы или их комбинации. In any of the embodiments of the invention herein, said method may further comprise sterilizing the biocompatible support structure. For example, in any of the embodiments herein, sterilization may include, but is not limited to, gamma irradiation, peracid incubation, autoclaving, UV irradiation, peroxide sterilization, supercritical fluid treatment, and similar methods, or combinations thereof.

В другом родственном аспекте, данной технологией предлагается способ изготовления протеза межпозвонкового диска, который включает изготовление биологически совместимой поддерживающей структуры, как описано в данном документе в любом из вариантов осуществления изобретения, включающее: нанесение биологически совместимого материала на подложку; необязательно, сшивание нанесённого биологически совместимого материала; и, необязательно, повторение стадий нанесения и необязательного сшивания с образованием биологически совместимой поддерживающей структуры; изготовление тканеинженерной конструкции, описанной в данном документе в любом из вариантов осуществления изобретения, включающее: нанесение биочернил, как описано в данном документе в любом из вариантов осуществления изобретения, в биологически совместимую поддерживающую структуру или вокруг неё; сшивание биочернил, и, необязательно, повторение стадий нанесения и сшивания с образованием тканеинженерной конструкции; и отверждение состава протеза межпозвонкового диска; причём биологически совместимая поддерживающая структура включает один или более из: кольцевидного элемента, первой пластинки или второй пластинки из биологически совместимого материала, при этом указанный кольцевидный элемент включает внутреннюю поверхность стенки, наружную поверхность стенки, первую плоскую поверхность и вторую плоскую поверхность; а биологически совместимый материал присутствует в количестве от около 1% до около 100 мас.% биологически совместимой поддерживающей структуры. In another related aspect, this technology provides a method of manufacturing a prosthetic intervertebral disc, which includes manufacturing a biocompatible support structure, as described herein in any of the embodiments of the invention, including: applying a biocompatible material to a substrate; optionally, crosslinking the applied biocompatible material; and optionally repeating the steps of applying and optionally crosslinking to form a biocompatible support structure; fabrication of a tissue engineered construct described herein in any of the embodiments of the invention, including: application of bioink, as described herein in any of the embodiments of the invention, in or around a biocompatible supporting structure; crosslinking the bioink, and optionally repeating the application and crosslinking steps to form a tissue engineered construct; and curing the composition of the intervertebral disc prosthesis; moreover, the biologically compatible supporting structure includes one or more of: an annular element, a first plate or a second plate of a biologically compatible material, while the specified annular element includes an inner wall surface, an outer wall surface, a first flat surface and a second flat surface; and the biocompatible material is present in an amount of from about 1% to about 100% by weight of the biocompatible support structure.

Способ изготовления биологически совместимой поддерживающей структуры может включать способы, описанные в данном документе в любом из вариантов осуществления изобретения. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе одна или более систем изготовления или способов могут включать, но не ограничиваются ими, литьё под давлением, центробежное формование, позитивные отливные формы, негативные отливные формы, субтрактивную обработку, фрезерование и механическую обработку, а также трехмерную (3D) печать. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе способ изготовления может включать 3D-печать, как описано в данном документе в любом из вариантов осуществления изобретения. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе способ изготовления биологически совместимой поддерживающей структуры может включать литьё под давлением, как описано в данном документе в любом из вариантов осуществления изобретения. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе указанный способ может включать сшивание биологически совместимого материала, как описано в данном документе в любом из вариантов осуществления изобретения.A method for making a biocompatible support structure may include the methods described herein in any of the embodiments of the invention. For example, in any of the embodiments of the invention herein, one or more manufacturing systems or methods may include, but are not limited to, injection molding, rotational molding, positive moulds, negative moulds, subtractive machining, milling and machining, and as well as three-dimensional (3D) printing. In any of the embodiments of the invention herein, the manufacturing method may include 3D printing, as described herein in any of the embodiments of the invention. In any of the embodiments of the invention herein, a method for manufacturing a biocompatible support structure may include injection molding, as described herein in any of the embodiments of the invention. In any of the embodiments of the invention herein, said method may include cross-linking a biocompatible material as described herein in any of the embodiments of the invention.

Изготовление тканеинженерной конструкции включает нанесение одного или более слоёв биочернил, как описано в данном документе в любом из вариантов осуществления изобретения. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе изготовление тканеинженерной конструкции может включать одну или более систем изготовления или способов; например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе одна или более систем изготовления или способов может включать литьё под давлением, центробежное формование, позитивные отливные формы, негативные отливные формы, субтрактивную обработку, фрезерование и механическую обработку, а также трехмерную (3D) печать. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе способ изготовления может включать 3D-печать, как описано в данном документе в любом из вариантов осуществления изобретения. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе нанесение может включать нанесение одного или более слоёв биочернил в биологически совместимую поддерживающую структуру или вокруг неё с использованием 3D-принтера; сшивание биочернил и, необязательно, повторение стадий нанесения и сшивания с получением тканеинженерной конструкции; а также отверждение протеза межпозвонкового диска. Fabrication of a tissue engineered construct involves the application of one or more layers of bioink as described herein in any of the embodiments of the invention. In any of the embodiments of the invention herein, the fabrication of a tissue engineered construct may include one or more fabrication systems or methods; for example, in any of the embodiments herein, one or more manufacturing systems or methods may include injection molding, rotational molding, positive molds, negative molds, subtractive machining, milling and machining, and three-dimensional (3D) printing. . In any of the embodiments of the invention herein, the manufacturing method may include 3D printing, as described herein in any of the embodiments of the invention. For example, in any of the embodiments herein, application may include applying one or more layers of bioink to or around a biocompatible support structure using a 3D printer; cross-linking the bio-ink and optionally repeating the application and cross-linking steps to obtain a tissue-engineered construct; and curing of an intervertebral disc prosthesis.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе изготовление тканеинженерной конструкции может включать литьё под давлением. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе нанесение может включать нанесение биочернил в форму, содержащую биологически совместимую поддерживающую структуру; сшивание биочернил в форме и, необязательно, повторение стадий нанесения и сшивания с получением тканеинженерной конструкции; а также отверждение протеза межпозвонкового диска, причём форма может быть извлечена до или после стадии отверждения. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе указанный способ может включать извлечение формы после отверждения протеза межпозвонкового диска. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе указанный способ может включать извлечение формы до отверждения протеза межпозвонкового диска.In any of the embodiments of the invention herein, the fabrication of the tissue engineered structure may include injection molding. For example, in any of the embodiments of the invention herein, application may include applying the bioink to a form containing a biocompatible support structure; cross-linking the bio-ink in a mold and optionally repeating the application and cross-linking steps to obtain a tissue-engineered construct; and curing the intervertebral disc prosthesis, wherein the mold can be removed before or after the curing step. In any of the embodiments of the invention herein, said method may include demoulding after the intervertebral disc prosthesis has cured. In any of the embodiments of the invention herein, said method may include demoulding prior to curing of the intervertebral disc prosthesis.

Способ может включать изготовление тканеинженерной конструкции, имеющей структуру фиброзного кольца и структуру пульпозного ядра, как описано в данном документе в любом из вариантов осуществления изобретения. В любом из вариантов осуществления изобретения способ изготовления может включать нанесение биочернил с образованием структуры фиброзного кольца и нанесение биочернил с образованием структуры пульпозного ядра. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе указанный способ может включать нанесение биочернил для одновременного или последовательного формирования структуры фиброзного кольца и структуры пульпозного ядра. В некоторых вариантах осуществления изобретения нанесение может включать последовательное формирование структуры фиброзного кольца и структуры пульпозного ядра. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе нанесение может включать одновременное формирование структуры фиброзного кольца и структуры пульпозного ядра.The method may include fabricating a tissue engineered construct having an annulus structure and a nucleus pulposus structure as described herein in any of the embodiments of the invention. In any of the embodiments of the invention, the manufacturing method may include applying the bioink to form the annulus structure and applying the bioink to form the nucleus pulposus structure. For example, in any of the embodiments of the invention herein, the specified method may include the application of bioink for the simultaneous or sequential formation of the structure of the annulus and the structure of the nucleus pulposus. In some embodiments of the invention, the application may include the sequential formation of the structure of the fibrous ring and the structure of the nucleus pulposus. In any of the embodiments of the invention herein, the application may include the simultaneous formation of the structure of the fibrous ring and the structure of the nucleus pulposus.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биочернила сшиты. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биочернила могут быть подвергнуты условиям сшивания с получением сшитых или полимеризованных биочернил. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе сшивание может включать УФ-облучение, добавление солей, нейтрализацию pH, термическое сшивание и аналогичные методы или их комбинации.In any of the embodiments of the invention herein, the bioink is crosslinked. For example, in any of the embodiments of the invention herein, the bioink can be subjected to crosslinking conditions to obtain crosslinked or polymerized bioink. For example, in any of the embodiments herein, crosslinking may include UV irradiation, addition of salts, pH neutralization, thermal crosslinking, and similar methods, or combinations thereof.

Протез межпозвонкового диска подвергается стадии отверждения после сшивания. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе указанный способ включает отверждение протеза межпозвонкового диска при температуре от около 34°C до около 37°C. Подходящие температуры отверждения могут включать, но не ограничиваются ими, от около 34°C до около 37°C, от около 35°C до около 37°C, от около 36°C до около 37°C и любой диапазон, включающий и/или между любыми двумя из предшествующих значений. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе протез межпозвонкового диска может быть помещен в буферный раствор или клеточный материал в процессе стадии отверждения. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе подходящие буферные растворы включают, но не ограничиваются ими, забуференный фосфатом физиологический раствор, раствор хлорида натрия, фосфаты и фосфатный буферный раствор. Подходящий клеточный материал может включать, но не ограничивается этим, сыворотку крови, бессывороточную среду, HEPES, DMEM, bFGF, FBS и аналогичные среды или их комбинации. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе указанный способ может включать отверждение протеза межпозвонкового диска в буферном растворе или клеточном материале. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе отверждение может осуществляться в течение от около 3 ч до около 24 ч. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе период отверждения может составлять от около 3 ч, около 4 ч, около 5 ч, около 6 ч, около 7 ч, около 8 ч, около 9 ч, около 10 ч, около 11 ч, около 12 ч, около 13 ч, около 14 ч, около 15 ч, около 16 ч, около 17 ч, около 18 ч, около 19 ч, около 20 ч, около 21 ч, около 22 ч, около 23 ч, около 24 ч или находится в любом диапазоне, включающем и/или между любыми двумя из предшествующих значений.The intervertebral disc prosthesis undergoes a curing stage after suturing. In any of the embodiments of the invention herein, the specified method includes curing the intervertebral disc prosthesis at a temperature of from about 34°C to about 37°C. Suitable cure temperatures may include, but are not limited to, about 34°C to about 37°C, about 35°C to about 37°C, about 36°C to about 37°C, and any range including and/ or between any two of the preceding values. In any of the embodiments of the invention herein, the intervertebral disc prosthesis can be placed in a buffer solution or cellular material during the curing step. In any of the embodiments of the invention herein, suitable buffer solutions include, but are not limited to, phosphate buffered saline, sodium chloride solution, phosphates, and phosphate buffer solution. Suitable cellular material may include, but is not limited to, serum, serum-free medium, HEPES, DMEM, bFGF, FBS, and similar media, or combinations thereof. In any of the embodiments of the invention herein, the specified method may include curing the intervertebral disc prosthesis in a buffer solution or cellular material. In any of the embodiments herein, the curing period may be from about 3 hours to about 24 hours. For example, in any of the embodiments herein, the curing period may be from about 3 hours, about 4 hours, about 5 hours. , about 6 a.m., about 7 a.m., about 8 a.m., about 9 a.m., about 10 a.m., about 11 a.m., about 12 a.m., about 1 p.m., about 2 p.m., about 3 p.m., about 4 p.m., about 5 p.m., about 18:00, about 19:00, about 20:00, about 21:00, about 22:00, about 23:00, about 24:00, or any range including and/or between any two of the preceding values.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биочернила могут включать, но не ограничиваются этим, альгинатн, агарозу, коллаген, хитозан, фибрин, гиалуроновую кислоту, каррагинан, полиэтиленоксид, полипропиленоксид, сополимер полиэтиленоксида и полипропиленоксида, гидроксипропилметилцеллюлозу, поли(пропиленфумарат-со-этиленгликоль), поли(этиленгликоль)-со-поли(молочную кислоту), поли(виниловый спирт), олигопептиды KDLl 2, поли(н-изопропилакриламид) или комбинацию двух или более из них. Биочернила могут иметь контролируемую скорость сшивания за счет регулирования переменных окружающей среды, включая, но не ограничиваясь этим, температуру, pH, ионную силу, тепло, свет или добавление химических сшивающих агентов, например, кальция, магния, бария, хондроитина, сульфата и тромбина. Подходящие гидрогели для использования в биочернилах для тканеинженерных конструкций описаны в патенте США № 9,044,335, озаглавленном «COMPOSITE TISSUE-ENGINEERED INTERVERTEBRAL DISC WITH SELF-ASSEMBLED ANNULAR ALIGNMENT», поданном 5 мая 2010 года, содержание которого включено в данный документ в полном объёме посредством ссылки. In any of the embodiments herein, the bioink may include, but is not limited to, alginate, agarose, collagen, chitosan, fibrin, hyaluronic acid, carrageenan, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyethylene oxide-polypropylene oxide copolymer, hydroxypropyl methylcellulose, poly(propylene fumarate-co- ethylene glycol), poly(ethylene glycol)-co-poly(lactic acid), poly(vinyl alcohol), KDLl 2 oligopeptides, poly(n-isopropylacrylamide), or a combination of two or more of these. The bioink can have a controlled crosslinking rate by adjusting environmental variables including, but not limited to, temperature, pH, ionic strength, heat, light, or the addition of chemical crosslinkers such as calcium, magnesium, barium, chondroitin, sulfate, and thrombin. Suitable hydrogels for use in tissue engineered bioinks are described in U.S. Patent No. 9,044,335 entitled "COMPOSITE TISSUE-ENGINEERED INTERVERTEBRAL DISC WITH SELF-ASSEMBLED ANNULAR ALIGNMENT" filed May 5, 2010, the contents of which are hereby incorporated by reference in their entirety.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биочернила могут включать альгинатный гидрогель, как описано в данном документе в любом из вариантов осуществления изобретения. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе альгинатный гидрогель может присутствовать в количестве от около 0,5% (мас./об.) до около 10% (мас./об.). В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биочернила могут включать коллаген, как описано в данном документе в любом из вариантов осуществления изобретения. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биочернила могут включать коллаген в количестве более чем около 5 мг/мл. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биочернила могут включать коллаген I типа, коллаген II типа или их комбинацию. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе способ изготовления тканеинженерной конструкции может включать нанесение одного или более слоёв биочернил, которые включают коллаген I типа, с образованием структуры фиброзного кольца и нанесение одного или более слоёв биочернил, которые включают коллаген II типа, с образованием структуры пульпозного ядра. In any of the embodiments herein, the bioink may include an alginate hydrogel as described herein in any of the embodiments of the invention. For example, in any of the embodiments herein, the alginate hydrogel may be present in an amount of from about 0.5% (w/v) to about 10% (w/v). In any of the embodiments herein, the bioink may include collagen as described herein in any of the embodiments of the invention. For example, in any of the embodiments herein, the bioink may include more than about 5 mg/mL of collagen. In any of the embodiments herein, the bioink may include type I collagen, type II collagen, or a combination thereof. For example, in any of the embodiments of the invention herein, a method for making a tissue engineered construct may include applying one or more layers of bioink that includes type I collagen to form an annulus structure and applying one or more layers of bioink that includes type II collagen to the formation of the nucleus pulposus structure.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биочернила могут дополнительно включать нейтрализатор и клеточный материал, как описано в данном документе в любом из вариантов осуществления изобретения. Подходящие нейтрализаторы могут включать, но не ограничиваются ими, например, составы, содержащие слабую кислоту. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биочернила могут быть клеточными или бесклеточными. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биочернила могут включать клеточный материал, содержащий живые клетки, которые могут включать, но не ограничиваются ими, клетки, полученные и/или выделенные из ткани межпозвонкового диска, например, пульпозного ядра или фиброзного кольца. Клеточный материал может дополнительно включать другие живые клетки; например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биочернила могут включать эпидермальные клетки, хондроциты и другие клетки, которые образуют мезенхимальные стволовые клетки, стволовые клетки МПД, хрящи, макрофаги, адипоциты, дермальные клетки, мышечные клетки, волосяные фолликулы, фибробласты, клетки органов, остеобласты, остеоциты и другие клетки, образующие кости, эндотелиальные клетки, клетки слизистой оболочки, клетки плевры, клетки слухового прохода, клетки барабанной перепонки, клетки брюшины, клетки Шванна, эпителиальные клетки роговицы, клетки десны, нейральные стволовые клетки центральной нервной системы, эпителиальные клетки трахеи или комбинации двух или более из вышеуказанных. В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биочернила могут быть бесклеточными, если биочернила не содержат живых клеток.In any of the embodiments of the invention herein, the bioink may further include a neutralizer and cellular material, as described herein in any of the embodiments of the invention. Suitable neutralizers may include, but are not limited to, for example, formulations containing a weak acid. In any of the embodiments of the invention herein, the bioink can be cellular or acellular. For example, in any of the embodiments of the invention herein, the bioink may include cellular material containing living cells, which may include, but are not limited to, cells obtained and/or isolated from intervertebral disc tissue, for example, nucleus pulposus or annulus fibrosus. The cellular material may further include other living cells; for example, in any of the embodiments of the invention herein, the bioink may include epidermal cells, chondrocytes and other cells that form mesenchymal stem cells, IVD stem cells, cartilage, macrophages, adipocytes, dermal cells, muscle cells, hair follicles, fibroblasts, cells organs, osteoblasts, osteocytes and other bone-forming cells, endothelial cells, mucosal cells, pleura cells, ear canal cells, tympanic membrane cells, peritoneal cells, Schwann cells, corneal epithelial cells, gingival cells, neural stem cells of the central nervous system, tracheal epithelial cells; or combinations of two or more of the above. In any of the embodiments of the invention herein, the bioink can be cell-free if the bioink does not contain living cells.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биочернила могут дополнительно включать носители или добавки. Подходящие носители могут включать, но не ограничиваются ими, воду, водные ионные растворы солей (например, гидроксид натрия), забуференный фосфатом физиологический раствор (PBS), клеточный материал, эмбриональную телячью сыворотку (FBS), модифицированную Дульбекко минимальную питательную среду Игла (DMEM), фактор роста фибробластов (bFGF) или аналогичные носители или комбинации вышеуказанных. Подходящие добавки включают, но не ограничиваются ими, сшивающие агенты. Подходящие сшивающие агенты включают, но не ограничиваются ими, рибофлавин, рибозу, полиэтиленгликоль (PEG), глутаральдегид, гидрохлорид 1-этил-3-(3-диметиламинопропил) карбодиимида, генипин, хитозан или аналогичные сшивающие агенты или комбинации вышеуказанных. In any of the embodiments of the invention herein, the bioink may further include carriers or additives. Suitable carriers may include, but are not limited to, water, aqueous ionic salts (e.g., sodium hydroxide), phosphate buffered saline (PBS), cell material, fetal calf serum (FBS), Dulbecco's Modified Eagle's Minimal Medium (DMEM) , fibroblast growth factor (bFGF) or similar carriers or combinations of the above. Suitable additives include, but are not limited to, cross-linking agents. Suitable crosslinkers include, but are not limited to, riboflavin, ribose, polyethylene glycol (PEG), glutaraldehyde, 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride, genipin, chitosan, or similar crosslinkers or combinations of the foregoing.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биочернила сшиты. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе биочернила могут быть подвергнуты условиям сшивания с получением сшитого или полимеризованного материала биочернил. In any of the embodiments of the invention herein, the bioink is crosslinked. For example, in any of the embodiments herein, the bioink can be subjected to crosslinking conditions to form a crosslinked or polymerized bioink material.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе способ изготовления биологически совместимой поддерживающей структуры может включать нанесение одного или более слоёв биологически совместимого материала таким образом, чтобы биологически совместимая поддерживающая структура имела кольцевидную форму МПД. Например, в любом из вариантов осуществления изобретения биологически совместимая поддерживающая структура может иметь кольцевидную форму МПД субъекта. Как правило, субъект или пациент является человеком и предпочтительно нуждается в имплантатах для замены и/или регенерации ткани МПД. In any of the embodiments of the invention herein, a method for manufacturing a biocompatible support structure may include applying one or more layers of biocompatible material so that the biocompatible support structure has an annular MPD shape. For example, in any of the embodiments of the invention, a biocompatible support structure may have an annular shape IVD of the subject. Typically, the subject or patient is human and preferably needs implants to replace and/or regenerate IVD tissue.

В любом из вариантов осуществления изобретения в данном документе протез межпозвонкового диска может выдерживать один или более из: осевой компрессии от около 1 кН до около 10000 кН или сдвигающего усилия от около 0,2 кН до около 1000 кН, как описано в данном документе в любом из вариантов осуществления изобретения.In any of the embodiments of the invention herein, the intervertebral disc prosthesis can withstand one or more of: axial compression from about 1 kN to about 10,000 kN or shear force from about 0.2 kN to about 1000 kN, as described herein in any of the embodiments of the invention.

По меньшей мере в одном варианте осуществления изобретения способ изготовления протеза межпозвонкового диска по данной технологии представляет собой способ в соответствии со стадиями, проиллюстрированными на фиг. 9.In at least one embodiment of the invention, the method for manufacturing an intervertebral disc prosthesis according to this technology is a method in accordance with the steps illustrated in FIG. nine.

Таким образом, данное изобретение, описанное в целом, будет легче понять со ссылкой на следующие примеры, которые предоставлены в качестве иллюстрации и не предназначены для ограничения данного изобретения. Thus, the present invention, described as a whole, will be more easily understood with reference to the following examples, which are provided by way of illustration and are not intended to limit the present invention.

Хотя были проиллюстрированы и описаны определенные варианты осуществления изобретения, следует понимать, что в них могут быть внесены изменения и модификации в соответствии с обычными навыками в данной области техники без отклонения от технологии в её более широких аспектах, как определено в приведенной ниже формуле изобретения.While certain embodiments of the invention have been illustrated and described, it should be understood that changes and modifications may be made in accordance with ordinary skill in the art without deviating from the technology in its broader aspects as defined in the following claims.

Варианты осуществления изобретения, иллюстративно описанные в данном документе, могут надлежащим образом применяться на практике при отсутствии какого-либо элемента или элементов, ограничения или ограничений, конкретно не раскрытых в данном документе. Таким образом, например, термины «содержащий», «включающий» и т.д. следует толковать в широком смысле и без ограничений. Кроме того, термины и выражения, применяемые в данном документе, использовались как термины описания, а не ограничения, и при использовании таких терминов и выражений нет намерения исключать какие-либо эквиваленты показанных и описанных признаков или их частей, но признается, что возможны различные модификации в пределах объёма заявленной технологии. Кроме того, фраза «по существу состоящий из» будет пониматься как включающая те элементы, которые конкретно перечисляются, и те дополнительные элементы, которые существенно не влияют на основные и новые характеристики заявленной технологии. Фраза «состоящий из» исключает любой неуказанный элемент.Embodiments of the invention illustratively described herein may be properly practiced in the absence of any element or elements, limitation or limitations not specifically disclosed in this document. Thus, for example, the terms "comprising", "including", etc. should be interpreted broadly and without limitation. In addition, the terms and expressions used herein are used as terms of description and not limitation, and the use of such terms and expressions is not intended to exclude any equivalents of the features shown and described, or parts thereof, but it is recognized that various modifications are possible. within the scope of the declared technology. In addition, the phrase "essentially consisting of" will be understood to include those elements specifically listed and those additional elements that do not materially affect the core and novel features of the claimed technology. The phrase "consisting of" excludes any unspecified element.

Данное раскрытие не должно ограничиваться конкретными вариантами осуществления изобретения, описанными в этой заявке. Многие модификации и вариации могут быть выполнены без отступления от сущности и объёма изобретения, что будет очевидно специалистам в данной области техники. Функционально эквивалентные способы и композиции в пределах объёма раскрытия, помимо перечисленных в данном документе, будут очевидны специалистам в данной области техники из предшествующего описания. Предполагается, что такие модификации и вариации попадают в объём прилагаемой формулы изобретения. Данное раскрытие должно ограничиваться только терминами прилагаемой формулы изобретения вместе с полным объёмом эквивалентов, на которые такая формула изобретения имеет право. Следует понимать, что это раскрытие не ограничивается конкретными способами, реагентами, соединениями или композициями, которые, конечно, могут варьироваться. Также следует понимать, что терминология, используемая в данном документе, предназначена только для описания конкретных вариантов осуществления изобретения и не предназначена для ограничения.This disclosure should not be limited to the specific embodiments of the invention described in this application. Many modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the invention, as will be apparent to those skilled in the art. Functionally equivalent methods and compositions within the scope of the disclosure, other than those listed herein, will be apparent to those skilled in the art from the foregoing description. It is intended that such modifications and variations fall within the scope of the appended claims. This disclosure is to be limited only by the terms of the appended claims together with the full scope of equivalents to which such claims are entitled. It should be understood that this disclosure is not limited to specific methods, reagents, compounds, or compositions, which, of course, may vary. It should also be understood that the terminology used herein is only intended to describe specific embodiments of the invention and is not intended to be limiting.

Кроме того, если признаки или аспекты раскрытия описаны в контексте групп Маркуша, то специалисты в данной области техники поймут, что указанное раскрытие, таким образом, также описывается в контексте любого отдельного члена или подгруппы членов группы Маркуша.Furthermore, if features or aspects of a disclosure are described in the context of Markush groups, then those skilled in the art will appreciate that said disclosure is thus also described in the context of any individual member or subgroup of members of a Markush group.

Как будет понятно специалисту в данной области техники, для любых и всех целей, в частности, в контексте предоставления письменного описания, все диапазоны, раскрытые в данном документе, также охватывают любые и все возможные поддиапазоны и их комбинации. Любой указанный диапазон можно легко распознать как достаточно описывающий и позволяющий разбить один и тот же диапазон по меньшей мере на равные половины, трети, четверти, пятые, десятые и т.д. В качестве неограничивающего примера каждый рассматриваемый в данном документе диапазон может быть легко разбит на нижнюю треть, среднюю треть и верхнюю треть и т.д. Также специалисту в данной области техники будет понятно, что все выражения, например, «до», «по меньшей мере», «более чем», «менее чем» и аналогичные выражения включают перечисленное число и относятся к диапазонам, которые могут быть впоследствии разбиты на поддиапазоны, как рассмотрено выше. Наконец, специалисту в данной области техники будет понятно, что диапазон включает в себя каждый отдельный член.As will be appreciated by one of skill in the art, for any and all purposes, particularly in the context of providing a written description, all ranges disclosed herein also encompass any and all possible subranges and combinations thereof. Any given range can be readily recognized as being sufficiently descriptive and allowing the same range to be broken down into at least equal halves, thirds, quarters, fifths, tenths, and so on. As a non-limiting example, each range discussed herein can be easily broken down into lower third, middle third, upper third, and so on. It will also be appreciated by one of ordinary skill in the art that all expressions such as "up to", "at least", "more than", "less than" and similar expressions include the number listed and refer to ranges that can be further subdivided. into subranges as discussed above. Finally, one of ordinary skill in the art will appreciate that the range includes each individual member.

Хотя это описание содержит много конкретных деталей осуществления, их следует рассматривать не как ограничение объёма заявленных требований, а скорее как описание признаков, характерных для конкретного осуществления. Некоторые признаки, описанные в данном документе в контексте отдельных вариантов осуществления, также могут быть реализованы в комбинации в одном варианте осуществления. Наоборот, различные признаки, описанные в контексте единственного варианта осуществления, также могут быть реализованы во множестве вариантов осуществления отдельно или в любой подходящей подкомбинации. Кроме того, хотя признаки могут быть описаны выше как действующие в определенных комбинациях и даже первоначально заявленные как таковые, один или более признаков заявленной комбинации в некоторых случаях могут быть исключены из комбинации, а заявленная комбинация может быть направлена на подкомбинацию или вариацию подкомбинации.Although this description contains many implementation specific details, they should not be considered as limiting the scope of the claimed requirements, but rather as a description of features specific to a particular implementation. Some of the features described herein in the context of separate embodiments may also be implemented in combination in one embodiment. Conversely, the various features described in the context of a single embodiment may also be implemented in multiple embodiments individually or in any suitable subcombination. In addition, although the features may be described above as operating in certain combinations and even originally claimed as such, one or more features of the claimed combination may in some cases be excluded from the combination, and the claimed combination may be directed to a subcombination or variation of the subcombination.

Термины «соединенный», «присоединенный» и аналогичные термины в контексте данного документа означают прямое или косвенное соединение двух компонентов друг с другом. Такое соединение может быть стационарным (например, постоянным) или подвижным (например, съемным или с возможностью отсоединения). Такое соединение может быть достигнуто с помощью двух компонентов или двух компонентов и любых дополнительных промежуточных компонентов, образующих друг с другом единое целое, или с двумя компонентами или двумя компонентами и любыми дополнительными промежуточными компонентами, прикрепленными друг к другу.The terms "connected", "attached" and similar terms in the context of this document means the direct or indirect connection of two components to each other. Such a connection may be fixed (eg, permanent) or movable (eg, removable or detachable). Such a connection can be achieved with two components or two components and any additional intermediate components integral with each other, or with two components or two components and any additional intermediate components attached to each other.

Термины «в жидкостном соединении», «в жидкостном сообщении» и аналогичные термины, используемые в данном документе, означают, что два компонента или объекта имеют путь, образованный между двумя компонентами или объектами, по которому текучая среда, например, вода, воздух и т.д. может протекать в присутствии промежуточных компонентов или объектов либо без них. Примеры жидкостных соединений или конфигураций для обеспечения жидкостного сообщения могут включать трубки, каналы или любые другие подходящие компоненты для обеспечения потока текучей среды от одного компонента или объекта к другому.The terms "in fluid communication", "in fluid communication" and similar terms as used herein mean that two components or objects have a path formed between the two components or objects through which a fluid such as water, air, etc. .d. can proceed in the presence of intermediate components or objects or without them. Examples of fluid connections or configurations for fluid communication may include tubes, conduits, or any other suitable components for allowing fluid flow from one component or object to another.

Все публикации, заявки на патенты, выданные патенты и другие документы, упомянутые в данном описании, включены в данный документ посредством ссылки, как если бы каждая отдельная публикация, заявка на патент, выданный патент или другой документ были специально и отдельно указаны для включения в полном объёме посредством ссылки. Определения, которые содержатся в тексте, включенном посредством ссылки, исключаются в той степени, в которой они противоречат определениям в этом раскрытии.All publications, patent applications, granted patents, and other documents referred to in this specification are incorporated herein by reference as if each individual publication, patent application, patent granted, or other document were specifically and separately identified for inclusion in its entirety. volume by reference. Definitions that are contained in the text incorporated by reference are excluded to the extent that they conflict with the definitions in this disclosure.

Другие варианты осуществления изобретения изложены в приведенных ниже пунктах формулы изобретения.Other embodiments of the invention are set forth in the following claims.

Claims (53)

1. Биологически совместимая поддерживающая структура для протеза межпозвонкового диска, содержащая: 1. A biocompatible support structure for an intervertebral disc prosthesis, comprising: кольцевидный элемент из биологически совместимого материала, при этом: an annular element made of a biologically compatible material, while: указанный кольцевидный элемент содержит внутреннюю поверхность стенки, наружную поверхность стенки, первую плоскую поверхность и вторую плоскую поверхность, напротив первой плоской поверхности; иthe specified annular element contains the inner surface of the wall, the outer surface of the wall, the first flat surface and the second flat surface, opposite the first flat surface; and указанный биологически совместимый материал присутствует в количестве от 1% до 100 мас.% биологически совместимой поддерживающей структуры; иthe specified biocompatible material is present in an amount of from 1% to 100 wt.% biocompatible supporting structures; and указанный кольцевидный элемент имеет по меньшей мере одно отверстие, проходящее насквозь от наружной поверхности стенки к внутренней поверхности стенки и имеющее средний размер от 10±10% мкм до 10000±10% мкм. said annular element has at least one hole passing through from the outer surface of the wall to the inner surface of the wall and having an average size of 10±10% µm to 10,000±10% µm. 2. Поддерживающая структура по п. 1, дополнительно содержащая по меньшей мере одну из первой пластинки и второй пластинки из биологически совместимого материала, при этом первая пластинка отлична от второй пластинки, и первая пластинка и вторая пластинка находятся в практически параллельном положении по отношению друг к другу.2. Support structure according to claim 1, further comprising at least one of the first plate and the second plate of a biologically compatible material, wherein the first plate is different from the second plate, and the first plate and the second plate are in a substantially parallel position with respect to each other friend. 3. Поддерживающая структура по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что кольцевидный элемент имеет среднюю толщину от 100±10% мкм до 6000±10% мкм и поперечную толщину от 100±10% мкм до 2000±10% мкм. 3. The supporting structure according to claim 1 or 2, characterized in that the annular element has an average thickness of 100±10% µm to 6000±10% µm and a transverse thickness of 100±10% µm to 2000±10% µm. 4. Поддерживающая структура по п. 1, отличающаяся тем, что указанная поддерживающая структура имеет по меньшей мере одно из: модуля упругости при изгибе от 0,2±10% ГПа до 100±10% ГПа; модуля продольной упругости от 0,02±10% ГПа до 100±10% ГПа; и прочность на разрыв от 1± МПа до 1000±10% МПа.4. The supporting structure according to claim 1, characterized in that said supporting structure has at least one of: a flexural modulus of 0.2±10% GPa to 100±10% GPa; modulus of longitudinal elasticity from 0.02±10% GPa to 100±10% GPa; and tensile strength from 1± MPa to 1000±10% MPa. 5. Поддерживающая структура по п. 1, отличающаяся тем, что биологически совместимый материал выбран из группы, состоящей из полисахаридов, биосовместимых полимеров, каучука, кремния, биосовместимых металлов, биосовместимой керамики, полиэтиленгликоля, полипропиленгликоля, полиаминокислот, природных и биополимеров или комбинаций двух или более из них.5. Support structure according to claim 1, characterized in that the biocompatible material is selected from the group consisting of polysaccharides, biocompatible polymers, rubber, silicon, biocompatible metals, biocompatible ceramics, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyamino acids, natural and biopolymers, or combinations of two or more of them. 6. Поддерживающая структура по п. 5, отличающаяся тем, что:6. Supporting structure according to claim 5, characterized in that: биологически совместимый материал выбран из группы, состоящей из PLA, PGA, PLGA, PDO, поликапролактонов, биорезорбируемых металлических сплавов и их комбинаций; иthe biocompatible material is selected from the group consisting of PLA, PGA, PLGA, PDO, polycaprolactones, bioresorbable metal alloys, and combinations thereof; and биологически совместимый материал распадается, всасывается или рассасывается со скоростью от 1±10% месяца до 7±10% лет.biocompatible material decomposes, is absorbed or resorbed at a rate of 1 ± 10% of the month to 7 ± 10% of the years. 7. Поддерживающая структура по п. 1, отличающаяся тем, что кольцевидный элемент выполнен в форме межпозвонкового диска субъекта.7. Support structure according to claim 1, characterized in that the annular element is made in the form of an intervertebral disc of the subject. 8. Поддерживающая структура по п. 1, отличающаяся тем, что кольцевидный элемент имеет по меньшей мере одно отверстие, имеющее средний размер от 2,000±10% мкм до 5,000±10% мкм. 8. Support structure according to claim 1, characterized in that the annular element has at least one hole having an average size of 2.000±10% µm to 5.000±10% µm. 9. Поддерживающая структура по п. 2, отличающаяся тем, что указанная поддерживающая структура дополнительно содержит по меньшей мере один выступающий элемент, присоединенный к и проходящий в дальнюю сторону от первой плоской поверхности или второй плоской поверхности кольцевидного элемента или плоской поверхности первой пластинки или второй пластинки.9. The supporting structure according to claim 2, characterized in that said supporting structure further comprises at least one protruding element attached to and extending away from the first flat surface or the second flat surface of the annular element or the flat surface of the first plate or the second plate . 10. Поддерживающая структура по п. 2, отличающаяся тем, что указанная поддерживающая структура дополнительно содержит по меньшей мере один связующий элемент, соединяющий поперечное сечение кольцевидного элемента от первого участка внутренней поверхности стенки до второго участка внутренней поверхности стенки, отличного от первого участка внутренней поверхности стенки, или соединяющий плоскую поверхность первой пластинки с плоской поверхностью второй пластинки.10. The supporting structure according to claim 2, characterized in that said supporting structure further comprises at least one connecting element connecting the cross section of the annular element from the first section of the inner surface of the wall to the second section of the inner surface of the wall, different from the first section of the inner surface of the wall , or connecting the flat surface of the first plate with the flat surface of the second plate. 11. Способ изготовления биологически совместимой поддерживающей структуры для протеза межпозвонкового диска по любому из пп. 1-10, причём указанный способ изготовления включает:11. A method of manufacturing a biocompatible supporting structure for an intervertebral disc prosthesis according to any one of paragraphs. 1-10, and the specified method of manufacture includes: нанесение по меньшей мере одного слоя биологически совместимого материала на подложку; иapplying at least one layer of biocompatible material to the substrate; and сшивание указанного биологически совместимого материала с получением биологически совместимой поддерживающей структуры. cross-linking said biocompatible material to form a biocompatible support structure. 12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что указанный способ изготовления включает по меньшей мере одно из: литья под давлением, центробежного формования, формования с применением позитивных отливных форм, формования с применением негативных отливных форм, субтрактивной обработки, фрезерования и механической обработки, а также трехмерной (3D) печати.12. The method of claim. 11, characterized in that said method of manufacture includes at least one of: injection molding, rotational molding, molding using positive moulds, molding using negative moulds, subtractive processing, milling and machining , as well as three-dimensional (3D) printing. 13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что: 13. The method according to claim 12, characterized in that: нанесение включает 3D-печать по меньшей мере одного слоя биологически совместимого материала; иapplication includes 3D printing at least one layer of biocompatible material; and 3D-печать выбрана из группы, состоящей из: струйной печати, послойной печати, экструзионной печати и биопечати.3D printing is selected from the group consisting of: inkjet printing, layer printing, extrusion printing and bioprinting. 14. Способ по п. 12, отличающийся тем, что указанный способ изготовления включает литьё под давлением, при этом указанное литьё под давлением включает: 14. The method according to claim 12, characterized in that said manufacturing method includes injection molding, wherein said injection molding includes: нанесение по меньшей мере одного слоя биологически совместимого материала на подложку, причём указанная подложка представляет собой форму биологически совместимой поддерживающей структуры; depositing at least one layer of a biocompatible material on a support, said support being a form of a biocompatible support structure; сшивание биологически совместимого материала в указанной форме; иcross-linking the biocompatible material in said form; and извлечение биологически совместимой поддерживающей структуры из указанной формы.extracting a biologically compatible support structure from said form. 15. Способ по п.11, отличающийся тем, что биосовместимый материал представляет собой биосовместимый полимер, имеющий температуру плавления от 50±10% °C до 250±10% °C.15. The method according to claim 11, characterized in that the biocompatible material is a biocompatible polymer having a melting point from 50±10% °C to 250±10% °C. 16. Способ по любому из пп. 11-15, дополнительно включающий повторение стадий нанесения и сшивания с получением биологически совместимой поддерживающей структуры.16. The method according to any one of paragraphs. 11-15, further comprising repeating the application and crosslinking steps to obtain a biocompatible support structure. 17. Состав протеза межпозвонкового диска, содержащий:17. The composition of the prosthesis of the intervertebral disc, containing: биологически совместимую поддерживающую структуру для протеза межпозвонкового диска по любому из пп. 1-10; иa biocompatible support structure for an intervertebral disc prosthesis according to any one of paragraphs. 1-10; and тканеинженерную конструкцию, содержащую биочернила. tissue engineering construct containing bioink. 18. Состав протеза межпозвонкового диска по п. 17, отличающийся тем, что биочернила содержат по меньшей мере одно из: гидрогеля, агарозы, коллагена, хитозана, фибрина, гиалуроновой кислоты, каррагинана, полиэтиленоксида, полипропиленоксида, сополимера полиэтиленоксида и полипропиленоксида, гидроксипропилметилцеллюлозы, поли(пропиленфумарат-со-этиленгликоля), поли(этиленгликоль)-со-поли(молочной кислоты), поли(винилового спирта), олигопептидов KDLl 2, поли(н-изопропилакриламида) или комбинаций двух или более из них.18. The composition of the intervertebral disc prosthesis according to claim 17, characterized in that the bioink contains at least one of: hydrogel, agarose, collagen, chitosan, fibrin, hyaluronic acid, carrageenan, polyethylene oxide, polypropylene oxide, a copolymer of polyethylene oxide and polypropylene oxide, hydroxypropyl methylcellulose, poly (propylene fumarate-co-ethylene glycol), poly(ethylene glycol)-co-poly(lactic acid), poly(vinyl alcohol), KDLl 2 oligopeptides, poly(n-isopropylacrylamide), or combinations of two or more of them. 19. Состав протеза межпозвонкового диска по п. 18, отличающийся тем, что биочернила содержат альгинатный гидрогель, присутствующий в количестве от 0,5% (мас./об.) до 10% (мас./об.).19. The composition of the intervertebral disc prosthesis according to claim 18, characterized in that the bioink contains an alginate hydrogel present in an amount of from 0.5% (w/v) to 10% (w/v). 20. Состав протеза межпозвонкового диска по п. 17, отличающийся тем, что биочернила содержат от 5±10% мг/мл до 200±10% мг/мл коллагена.20. The composition of the intervertebral disc prosthesis according to claim 17, characterized in that the bioink contains from 5±10% mg/ml to 200±10% mg/ml of collagen. 21. Состав протеза межпозвонкового диска по п. 20, отличающийся тем, что коллаген выбран из коллагена I типа, коллагена II типа или их комбинации.21. The composition of the intervertebral disc prosthesis according to claim 20, characterized in that the collagen is selected from type I collagen, type II collagen, or a combination thereof. 22. Состав протеза межпозвонкового диска по п. 17, отличающийся тем, что тканеинженерная конструкция содержит структуру пульпозного ядра, содержащую коллаген II типа, и структуру фиброзного кольца, содержащую коллаген I типа, при этом структура фиброзного кольца выровнена по окружности вокруг структуры пульпозного ядра.22. The composition of the intervertebral disc prosthesis according to claim 17, characterized in that the tissue-engineered structure contains a nucleus pulposus structure containing type II collagen and an annulus fibrosus structure containing type I collagen, while the annulus fibrosus structure is aligned circumferentially around the nucleus pulposus structure. 23. Состав протеза межпозвонкового диска по п. 17, отличающийся тем, что тканеинженерная конструкция дополнительно содержит популяцию клеток, присутствующих в концентрации от 1,0×105±10% клеток/мл до 5,0×107±10% клеток/мл. 23. The composition of the intervertebral disc prosthesis according to claim 17, characterized in that the tissue engineering structure additionally contains a population of cells present at a concentration of 1.0×10 5 ±10% cells/ml to 5.0×10 7 ±10% cells/ ml. 24. Состав протеза межпозвонкового диска по любому из пп. 17-23, отличающийся тем, что:24. The composition of the intervertebral disc prosthesis according to any one of paragraphs. 17-23, characterized in that: кольцевидный элемент биологически совместимой поддерживающей структуры увеличивает осевую жёсткость тканеинженерной конструкции от около 5±10%-кратной жёсткости до около 10000±10%-кратной жёсткости; и/или an annular element of a biologically compatible supporting structure increases the axial stiffness of the tissue engineered structure from about 5±10% times stiffness to about 10,000±10% times stiffness; and/or первая пластинка или вторая пластинка биологически совместимой поддерживающей структуры увеличивает осевую предельную нагрузку тканеинженерной конструкции на 1% - 10000%; и/илиthe first plate or the second plate of the biologically compatible supporting structure increases the axial ultimate load of the tissue-engineered structure by 1% - 10000%; and/or указанный состав выдерживает осевую компрессию от 1±10% кН до 10000±10% кН, сдвигающее усилие от 0,2±10% кН до 1000±10% кН или их комбинацию.said composition withstands axial compression from 1±10% kN to 10,000±10% kN, shear force from 0.2±10% kN to 1000±10% kN, or a combination thereof. 25. Способ изготовления состава протеза межпозвонкового диска по любому из пп. 17-24, включающий:25. A method of manufacturing the composition of the prosthesis of the intervertebral disc according to any one of paragraphs. 17-24, including: изготовление биологически совместимой поддерживающей структуры, включающее:production of a biologically compatible supporting structure, including: нанесение биологически совместимого материала на подложку с получением биологически совместимой поддерживающей структуры; applying a biocompatible material to a substrate to form a biocompatible support structure; изготовление тканеинженерной конструкции, включающее:fabrication of a tissue engineering structure, including: нанесение биочернил в биологически совместимую поддерживающую структуру или вокруг неё; applying the bioink to or around the biocompatible support structure; сшивание указанных биочернил с образованием тканеинженерной конструкции; иcrosslinking said bioink to form a tissue engineering construct; and отверждение состава протеза межпозвонкового диска.curing the composition of the prosthesis of the intervertebral disc. 26. Способ по п. 25, отличающийся тем, что отверждение состава протеза межпозвонкового диска осуществляют при температуре от 34±10% °C до около 37±10% °C. 26. The method of claim. 25, characterized in that the curing of the intervertebral disc prosthesis composition is carried out at a temperature of from 34±10% °C to about 37±10% °C. 27. Способ по п. 25, дополнительно включающий, после нанесение биологически совместимого материала на подложку, сшивание указанного биологически совместимого материала с получением биологически совместимой поддерживающей структуры.27. The method of claim 25, further comprising, after applying the biocompatible material to the support, crosslinking said biocompatible material to form a biocompatible support structure. 28. Способ по п. 27, дополнительно включающий повторение стадий нанесения и сшивания указанного биологически совместимого материала с получением биологически совместимой поддерживающей структуры.28. The method of claim 27, further comprising repeating the steps of applying and crosslinking said biocompatible material to form a biocompatible support structure. 29. Способ по п. 25, дополнительно включающий повторение стадий нанесения и сшивания с образованием тканеинженерной конструкции.29. The method of claim 25, further comprising repeating the steps of applying and suturing to form a tissue engineered construct.
RU2021111869A 2018-09-27 2019-09-26 Intervertebral disc prostheses and their manufacturing methods RU2785894C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US62/737,915 2018-09-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021111869A RU2021111869A (en) 2022-10-27
RU2785894C2 true RU2785894C2 (en) 2022-12-14

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003000480A1 (en) * 2001-06-22 2003-01-03 The Regents Of The University Of Michigan Methods of designing and fabricating molds
WO2014144488A9 (en) * 2013-03-15 2015-01-29 The George Washington University, A Congressionally Chartered Not-For-Profit Corporation 3d biomimetic, bi-phasic key featured scaffold for osteochondral repair
RU2637841C2 (en) * 2015-11-17 2017-12-07 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Bioactive polymer thread for implementing layer-by-layer 3d print

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003000480A1 (en) * 2001-06-22 2003-01-03 The Regents Of The University Of Michigan Methods of designing and fabricating molds
WO2014144488A9 (en) * 2013-03-15 2015-01-29 The George Washington University, A Congressionally Chartered Not-For-Profit Corporation 3d biomimetic, bi-phasic key featured scaffold for osteochondral repair
RU2637841C2 (en) * 2015-11-17 2017-12-07 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Bioactive polymer thread for implementing layer-by-layer 3d print

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Turnbull, G., et.al. (2018). 3D bioactive composite scaffolds for bone tissue engineering. Bioactive Materials, 3(3), 31/10/2017, p.278-314. doi:10.1016/j.bioactmat.2017.10.001, весь текст. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Abou Neel et al. Collagen—emerging collagen based therapies hit the patient
US20090075382A1 (en) Fibre-reinforced scaffold
CA2548661A1 (en) Compressed high density fibrous polymers suitable for implant
WO2011119804A2 (en) Preparation of regenerative tissue scaffolds
Shirwaiker et al. Scaffolding hydrogels for rapid prototyping based tissue engineering
Zhang et al. Scaffolds drive meniscus tissue engineering
CA2752889A1 (en) Mechanically competent natural polymer based porous grafts for bone repair and regeneration
Forgacs et al. Biofabrication: micro-and nano-fabrication, printing, patterning and assemblies
US11364122B2 (en) Tissue engineering scaffolds
Kean et al. The role of biomaterials in the treatment of meniscal tears
US20210236296A1 (en) Spinal disc replacements and methods of making thereof
CN109248343A (en) A kind of self assembly polypeptide hydrogel bracket and preparation method thereof
RU2785894C2 (en) Intervertebral disc prostheses and their manufacturing methods
Braxton et al. Mechanical and physical characterization of a biphasic 3D printed silk-infilled scaffold for osteochondral tissue engineering
US20220016314A1 (en) Tissue and organ replacements and methods of making thereof
RU2795561C1 (en) Tissue and organ substitutes and methods for their manufacture
KR20220040773A (en) A biodegradable meniscus scaffold and its manufacturing method
Pina et al. Tissue engineering scaffolds: future perspectives
HK40068891B (en) Methods of making tissue and organ replacements
HK40068891A (en) Methods of making tissue and organ replacements
Sarveswaran et al. A Comprehensive Insights and Research Focus on Scaffolds for Meniscal Regeneration Using Additive Manufacturing
Detsch et al. 6.1 Biocompatibility–92 6.2 Materials and Synthesis–93
Hosseinkhani 3‐D culture systems for cell culture technology
Fisher et al. Meniscal Scaffolds: Options Post Meniscectomy
de Mulder Meniscus tissue engineering