專利名稱：具有內(nèi)源性帶電配體的水解淀粉微球的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及附接著內(nèi)源性帶電配體的可生物降解的水解淀粉微球。本發(fā)明還涉及一種包括此類微球的材料，并且涉及這些微球或該材料在止血、傷口愈合、細胞培養(yǎng)或血管栓塞方面的用途。發(fā)明背景 淀粉是一種分支的葡萄糖聚合物(具有a 6分支的a 4_葡萄糖鏈)，是在植物和動物中發(fā)現(xiàn)的天然材料，在動植物體內(nèi)它的功能是儲存能量。該聚合物由直鏈淀粉(長鏈并且低分支)和支鏈淀粉(高度分支并且短鏈)組成。可降解的淀粉微球(DSM)是由交聯(lián)的淀粉鏈形成的。多年來，可降解的淀粉微球被用于暫時性血管閉塞，同時給予或不給予細胞毒素類藥物(治療腫瘤并預防出血)，但是也用于局部止血和手術(shù)時止血。淀粉微球在體內(nèi)被血漿淀粉酶降解為寡糖、麥芽糖，并且最終降解為葡萄糖進入正常代謝過程?，F(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)顯示了淀粉或改性淀粉的微顆粒，例如在US6，060，461和WO2009/091549中，用于生物相容性止血。此外，US 3，812，252涉及水解淀粉以及它在治療傷口(包括慢性傷口)的用途。傷口愈合是復雜的過程，在該過程中皮膚或其他器官在受傷后自我修復。傷口愈合的經(jīng)典模型分為四個順序的但卻重疊的時期(I)止血期，(2)炎癥期，(3)增生期和(4)
重塑期。止血是傷口愈合的最初時期，它使流血過程停止。在皮膚或其他器官受傷的幾分鐘內(nèi)，血小板(凝血細胞)被激活并且在受傷位點聚集以形成纖維蛋白凝塊。當內(nèi)皮出現(xiàn)損傷時，內(nèi)皮細胞停止抑制凝結(jié)，并且開始分泌誘導受傷后止血的凝結(jié)因子。止血具有三個主要步驟1)血管收縮，2)通過血小板栓塞而暫時阻塞，以及3)血液凝結(jié)，即通過將纖維蛋白原轉(zhuǎn)化為纖維蛋白并且形成凝塊封閉該創(chuàng)口直至組織得以修復。在炎癥期，細菌和碎片被吞噬并且除去，并且多種因子被釋放出來，這些因子導致增生期所涉及的細胞出現(xiàn)遷移和分裂。在約2-3天內(nèi)，成纖維細胞開始進入傷口位點，標志著增生期的開始，這一時期甚至會在炎癥期結(jié)束之前。該時期的特征是血管新生、膠原沉積、肉芽組織形成、上皮形成、以及傷口收縮。在血管新生時，新血管的形成需要向傷口位置提供氧和營養(yǎng)素，用于支持稍后的傷口愈合期。同時，成纖維細胞開始在傷口位點積累，其數(shù)量在受傷后I至2周達到峰值。第一周結(jié)束時，成纖維細胞是傷口中的主要細胞。在受傷后最初2或3天內(nèi)，成纖維細胞主要是增殖和遷移，而稍后它們是傷口位點鋪設膠原基質(zhì)的主要細胞。最初，成纖維細胞使用炎癥期形成的纖維蛋白皰痂來遷移跨越，與纖連蛋白黏附。然后成纖維細胞將基質(zhì)沉積至傷口床中，并且稍后至膠原中，它們可以附著其上用于遷移。由傷口基底生出的肉芽組織在炎癥期開始出現(xiàn)在傷口中，并且繼續(xù)生長直至傷口床被覆蓋。肉芽組織由新生血管、成纖維細胞、炎癥細胞、內(nèi)皮細胞、肌纖維母細胞，和新的臨時性細胞外基質(zhì)的組分組成。當上皮細胞增殖并且”爬到”傷口床頂部時，表皮再次形成上皮，這為下層新形成的組織提供了覆蓋物。細胞培養(yǎng)是使細胞在受控條件下生長的方法。細胞培養(yǎng)的歷史發(fā)展和方法與組織和器官的培養(yǎng)方法密切相關。20世紀中期，動物細胞培養(yǎng)成為一項常見的實驗室技術(shù)，但是將活細胞系從原組織源中分離并維持這一概念在19世紀才發(fā)現(xiàn)。組織培養(yǎng)是與有機體分離的組織和/或細胞的生長。這一過程典型地通過使用液體、半固體、或固體的生長培養(yǎng)基(例如肉湯或瓊脂)而得以促進。在本說明書中，細胞培養(yǎng)和組織培養(yǎng)將作為同義詞使用。一些細胞在自然狀態(tài)下懸浮生長，而不附著在表面上，例如血流中的細胞。那些細胞可以懸浮生長。然而，大多數(shù)衍生自固體組織的細胞是錨定依賴的，即所謂的粘附細胞。粘附細胞需要一個表面(例如組織培養(yǎng)塑料或微載體)，用于生長。用于粘附細胞生長的微載體是可獲得的，例如葡聚糖微球。當粘附細胞在收獲或傳代時(傳代培養(yǎng)物轉(zhuǎn)運)，這些細胞需要與其生長表面分開。通常，這一步驟是通過將胰蛋白酶-EDTA混合物加入到培養(yǎng)物 中而完成的。血管栓塞法(閉合)被用作替代外科手術(shù)的一種侵入程度最低的方案。栓塞的目的是防止血液流入身體的某個區(qū)域，造成局部缺血，這可以有效地縮小腫瘤或阻塞動脈瘤。該操作是一種血管內(nèi)操作，由顧問放射科醫(yī)生在介入放射治療室中進行。大多數(shù)患者通常在進行該治療時需要少量或不需要鎮(zhèn)靜劑，盡管這很大程度上取決于將要栓塞的器官。借助導線和一根或多根導管可進入到器官內(nèi)。所用的人造拴塞物通常是以下方法之一線圈或可膨脹水凝膠彈簧圈(hydrocoil)、顆粒、泡沫或栓塞。在栓塞治療中使用的試劑是能夠流過血管結(jié)構(gòu)復雜的栓塞試劑。此類實例是乙碘油，它由碘和罌粟籽油制成，是一種高度粘稠的試劑，并且經(jīng)常用于化學栓塞，尤其用于肝癌；硬化藥，它可將血管內(nèi)皮層硬化；以及乙醇。微粒栓塞劑也用于栓塞前毛細管的微動脈或小動脈。Gdfoam ^#血管暫時封閉5周。微球是無刺激栓塞法和化學栓塞法的常用試劑。聚乙烯醇(PVA)和丙烯酸明膠微球在體內(nèi)是不可降解的，因此它們將永久保留在患者體內(nèi)。依據(jù)不同情況，使用不同尺寸的微球，其直徑范圍為從約50iim至約I. 2mm。發(fā)明概述在某些情況下，可能有興趣的是改變可生物降解的淀粉微球的特性。本發(fā)明提供了改變可生物降解的淀粉微球的可生物降解性的方法；可生物降解的淀粉微球與生物系統(tǒng)和/或其組分的親和力；可生物降解的淀粉微球的溶脹度；可生物降解的淀粉微球的溶脹速率；可生物降解的淀粉微球的可壓縮性/彈性和/或與可生物降解的淀粉微球中和該微球上離子和分子的化學相互作用的選擇性。以上說明的生物系統(tǒng)和/或其組分可以例如構(gòu)成一個器官或細胞或它們的任一組分；細菌；病毒；蛋白質(zhì)和酶類；多糖；脂類；小分子和/或離子。因此，本發(fā)明涉及直徑為10-2000 的可生物降解微球，該微球包括經(jīng)由一個羧酸酯鍵偶聯(lián)著至少一種類型配體的交聯(lián)水解淀粉，其中所述配體是一種內(nèi)源性帶電的分子，分子量小于lOOODa，包括至少一個額外的羧酸官能團和/或至少一個胺官能團，并且其中平均0. 05-1. 5個配體已經(jīng)偶聯(lián)到水解淀粉中的每個葡萄糖部分上。
本發(fā)明還涉及該微球的不同用途和應用。發(fā)明說明書根據(jù)本發(fā)明的微球包括交聯(lián)的酸性水解淀粉。這些微球可以通過在有機溶劑(例如甲苯或二氯乙烯)中乳化一種淀粉溶液，由酸性水解淀粉制造。這些聚葡萄糖鏈與交聯(lián)試劑(例如表氯醇)交聯(lián)，形成甘油醚(1，3-氧-丙-2醇)連接，如以下所示，形成可降解的淀粉微球(DSM)。 DSM
權(quán)利要求
1.一種直徑為10-2000 的可生物降解微球，該微球包括經(jīng)由一個羧酸酯鍵偶聯(lián)著至少一種類型配體的交聯(lián)水解淀粉，其中所述配體是一種內(nèi)源性帶電的分子，分子量小于lOOODa，該分子包括至少一個額外的羧酸官能團和/或至少一個胺官能團，并且其中平均0. 05-1. 5個配體已經(jīng)偶聯(lián)到該水解淀粉的每個葡萄糖部分上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種微球，其中所述配體選自下組，其構(gòu)成為氨基酸、含氮的有機酸以及二酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種微球，其中所述配體是帶正電的。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種微球，其中所述配體是帶負電的。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種微球，其中所述配體是兩性離子的。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種微球，其中該配體具有一種生理學活性的反離子。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的一種用于止血的微球，其中該微球的平均直徑為10-200um。
8.根據(jù)權(quán)利要求7當從屬于權(quán)利要求6時所述的一種微球，其中該反離子是鞣花酸。
9.一種用于與傷口愈合有關用途的材料，該材料包括當從屬于權(quán)利要求3時根據(jù)權(quán)利要求3或根據(jù)權(quán)利要求6所述的微球，其中所述微球形成包括一個三維結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括這些微球之間的空隙。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種材料，其中每個微球均是一個尺寸均勻組分的一部分，該組分具有±15%的平均直徑最大變化。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的一種材料，其中這些微球所具有的平均直徑是從200 u m 至 2000 u m。
12.根據(jù)權(quán)利要求9-11中任一項所述的一種材料，其中該配體是疏水的。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的一種用于體外細胞培養(yǎng)的微球,其中這些微球所具有的平均直徑是從200 ii m至1000 u m。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的一種用于血管栓塞的微球，其中該微球的平均直徑是 10-1200 iim。
15.根據(jù)權(quán)利要求14當從屬于權(quán)利要求6而權(quán)利要求6又從屬于權(quán)利要求4時所述的一種微球，其中這時該反離子是一種細胞抑制劑。
16.一種傷口敷料,包括根據(jù)權(quán)利要求9-12中任一項所述的材料。
17.一種用于進行止血的方法，通過將一個有效量的根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的一種微球給予具有流血傷口的哺乳動物。
18.一種用于進行傷口愈合的方法，通過將一個有效量的根據(jù)權(quán)利要求9-12中任一項所述的一種材料加入到具有傷口的哺乳動物。
19.一種用于體外細胞培養(yǎng)的方法，其中將根據(jù)權(quán)利要求1-6或13中任一項所述的至少一種微球加入至一種培養(yǎng)基中，同時向該培養(yǎng)基中添加有待培養(yǎng)的細胞，然后允許這些細胞增殖。
20.—種用于進行血管栓塞的方法,通過將一個有效量的根據(jù)權(quán)利要求1-6、14或15中任一項所述的一種微球添加至需要血管栓塞的哺乳動物。
全文摘要
本發(fā)明涉及直徑為10-2000μm的可生物降解微球，這些微球包括經(jīng)由一個羧酸酯鍵偶聯(lián)著至少一種類型配體的交聯(lián)水解淀粉。該配體應當是一種內(nèi)源性帶電的分子，分子量小于1000Da，該配體除了用于將該配體與該微球偶聯(lián)的官能團之外，還包括至少一個額外的羧酸官能團和/或至少一個胺官能團。平均0.05-1.5個配體被偶聯(lián)到該水解淀粉中的每個葡萄糖部分上。
文檔編號C08B31/04GK102740862SQ201080053520
公開日2012年10月17日 申請日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日
發(fā)明者埃迪·索爾達松, 彼得·菲爾, 斯滕·彼得·阿佩爾, 馬林·馬爾姆舍 申請人:美格樂控股公司