专利名称：具有内源性带电配体的水解淀粉微球的制作方法
技术领域：
本发明涉及附接着内源性带电配体的可生物降解的水解淀粉微球。本发明还涉及一种包括此类微球的材料，并且涉及这些微球或该材料在止血、伤口愈合、细胞培养或血管栓塞方面的用途。发明背景 淀粉是一种分支的葡萄糖聚合物(具有a 6分支的a 4_葡萄糖链)，是在植物和动物中发现的天然材料，在动植物体内它的功能是储存能量。该聚合物由直链淀粉(长链并且低分支)和支链淀粉(高度分支并且短链)组成。可降解的淀粉微球(DSM)是由交联的淀粉链形成的。多年来，可降解的淀粉微球被用于暂时性血管闭塞，同时给予或不给予细胞毒素类药物(治疗肿瘤并预防出血)，但是也用于局部止血和手术时止血。淀粉微球在体内被血浆淀粉酶降解为寡糖、麦芽糖，并且最终降解为葡萄糖进入正常代谢过程。现有技术中已经显示了淀粉或改性淀粉的微颗粒，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疗伤口(包括慢性伤口)的用途。伤口愈合是复杂的过程，在该过程中皮肤或其他器官在受伤后自我修复。伤口愈合的经典模型分为四个顺序的但却重叠的时期(I)止血期，(2)炎症期，(3)增生期和(4)
重塑期。止血是伤口愈合的最初时期，它使流血过程停止。在皮肤或其他器官受伤的几分钟内，血小板(凝血细胞)被激活并且在受伤位点聚集以形成纤维蛋白凝块。当内皮出现损伤时，内皮细胞停止抑制凝结，并且开始分泌诱导受伤后止血的凝结因子。止血具有三个主要步骤1)血管收缩，2)通过血小板栓塞而暂时阻塞，以及3)血液凝结，即通过将纤维蛋白原转化为纤维蛋白并且形成凝块封闭该创口直至组织得以修复。在炎症期，细菌和碎片被吞噬并且除去，并且多种因子被释放出来，这些因子导致增生期所涉及的细胞出现迁移和分裂。在约2-3天内，成纤维细胞开始进入伤口位点，标志着增生期的开始，这一时期甚至会在炎症期结束之前。该时期的特征是血管新生、胶原沉积、肉芽组织形成、上皮形成、以及伤口收缩。在血管新生时，新血管的形成需要向伤口位置提供氧和营养素，用于支持稍后的伤口愈合期。同时，成纤维细胞开始在伤口位点积累，其数量在受伤后I至2周达到峰值。第一周结束时，成纤维细胞是伤口中的主要细胞。在受伤后最初2或3天内，成纤维细胞主要是增殖和迁移，而稍后它们是伤口位点铺设胶原基质的主要细胞。最初，成纤维细胞使用炎症期形成的纤维蛋白疱痂来迁移跨越，与纤连蛋白黏附。然后成纤维细胞将基质沉积至伤口床中，并且稍后至胶原中，它们可以附着其上用于迁移。由伤口基底生出的肉芽组织在炎症期开始出现在伤口中，并且继续生长直至伤口床被覆盖。肉芽组织由新生血管、成纤维细胞、炎症细胞、内皮细胞、肌纤维母细胞，和新的临时性细胞外基质的组分组成。当上皮细胞增殖并且”爬到”伤口床顶部时，表皮再次形成上皮，这为下层新形成的组织提供了覆盖物。细胞培养是使细胞在受控条件下生长的方法。细胞培养的历史发展和方法与组织和器官的培养方法密切相关。20世纪中期，动物细胞培养成为一项常见的实验室技术，但是将活细胞系从原组织源中分离并维持这一概念在19世纪才发现。组织培养是与有机体分离的组织和/或细胞的生长。这一过程典型地通过使用液体、半固体、或固体的生长培养基(例如肉汤或琼脂)而得以促进。在本说明书中，细胞培养和组织培养将作为同义词使用。一些细胞在自然状态下悬浮生长，而不附着在表面上，例如血流中的细胞。那些细胞可以悬浮生长。然而，大多数衍生自固体组织的细胞是锚定依赖的，即所谓的粘附细胞。粘附细胞需要一个表面(例如组织培养塑料或微载体)，用于生长。用于粘附细胞生长的微载体是可获得的，例如葡聚糖微球。当粘附细胞在收获或传代时(传代培养物转运)，这些细胞需要与其生长表面分开。通常，这一步骤是通过将胰蛋白酶-EDTA混合物加入到培养物 中而完成的。血管栓塞法(闭合)被用作替代外科手术的一种侵入程度最低的方案。栓塞的目的是防止血液流入身体的某个区域，造成局部缺血，这可以有效地缩小肿瘤或阻塞动脉瘤。该操作是一种血管内操作，由顾问放射科医生在介入放射治疗室中进行。大多数患者通常在进行该治疗时需要少量或不需要镇静剂，尽管这很大程度上取决于将要栓塞的器官。借助导线和一根或多根导管可进入到器官内。所用的人造拴塞物通常是以下方法之一线圈或可膨胀水凝胶弹簧圈(hydrocoil)、颗粒、泡沫或栓塞。在栓塞治疗中使用的试剂是能够流过血管结构复杂的栓塞试剂。此类实例是乙碘油，它由碘和罂粟籽油制成，是一种高度粘稠的试剂，并且经常用于化学栓塞，尤其用于肝癌；硬化药，它可将血管内皮层硬化；以及乙醇。微粒栓塞剂也用于栓塞前毛细管的微动脉或小动脉。Gdfoam ^#血管暂时封闭5周。微球是无刺激栓塞法和化学栓塞法的常用试剂。聚乙烯醇(PVA)和丙烯酸明胶微球在体内是不可降解的，因此它们将永久保留在患者体内。依据不同情况，使用不同尺寸的微球，其直径范围为从约50iim至约I. 2mm。发明概述在某些情况下，可能有兴趣的是改变可生物降解的淀粉微球的特性。本发明提供了改变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与生物系统和/或其组分的亲和力；可生物降解的淀粉微球的溶胀度；可生物降解的淀粉微球的溶胀速率；可生物降解的淀粉微球的可压缩性/弹性和/或与可生物降解的淀粉微球中和该微球上离子和分子的化学相互作用的选择性。以上说明的生物系统和/或其组分可以例如构成一个器官或细胞或它们的任一组分；细菌；病毒；蛋白质和酶类；多糖；脂类；小分子和/或离子。因此，本发明涉及直径为10-2000 的可生物降解微球，该微球包括经由一个羧酸酯键偶联着至少一种类型配体的交联水解淀粉，其中所述配体是一种内源性带电的分子，分子量小于lOOODa，包括至少一个额外的羧酸官能团和/或至少一个胺官能团，并且其中平均0. 05-1. 5个配体已经偶联到水解淀粉中的每个葡萄糖部分上。
本发明还涉及该微球的不同用途和应用。发明说明书根据本发明的微球包括交联的酸性水解淀粉。这些微球可以通过在有机溶剂(例如甲苯或二氯乙烯)中乳化一种淀粉溶液，由酸性水解淀粉制造。这些聚葡萄糖链与交联试剂(例如表氯醇)交联，形成甘油醚(1，3-氧-丙-2醇)连接，如以下所示，形成可降解的淀粉微球(DSM)。 DSM
权利要求
1.一种直径为10-2000 的可生物降解微球，该微球包括经由一个羧酸酯键偶联着至少一种类型配体的交联水解淀粉，其中所述配体是一种内源性带电的分子，分子量小于lOOODa，该分子包括至少一个额外的羧酸官能团和/或至少一个胺官能团，并且其中平均0. 05-1. 5个配体已经偶联到该水解淀粉的每个葡萄糖部分上。
2.根据权利要求I所述的一种微球，其中所述配体选自下组，其构成为氨基酸、含氮的有机酸以及二酸。
3.根据权利要求I或2所述的一种微球，其中所述配体是带正电的。
4.根据权利要求I或2所述的一种微球，其中所述配体是带负电的。
5.根据权利要求I或2所述的一种微球，其中所述配体是两性离子的。
6.根据权利要求3或4所述的一种微球，其中该配体具有一种生理学活性的反离子。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种用于止血的微球，其中该微球的平均直径为10-200um。
8.根据权利要求7当从属于权利要求6时所述的一种微球，其中该反离子是鞣花酸。
9.一种用于与伤口愈合有关用途的材料，该材料包括当从属于权利要求3时根据权利要求3或根据权利要求6所述的微球，其中所述微球形成包括一个三维结构，该结构包括这些微球之间的空隙。
10.根据权利要求9所述的一种材料，其中每个微球均是一个尺寸均匀组分的一部分，该组分具有±15%的平均直径最大变化。
11.根据权利要求9或10所述的一种材料，其中这些微球所具有的平均直径是从200 u m 至 2000 u m。
12.根据权利要求9-11中任一项所述的一种材料，其中该配体是疏水的。
13.根据权利要求1-6中任一项所述的一种用于体外细胞培养的微球,其中这些微球所具有的平均直径是从200 ii m至1000 u m。
14.根据权利要求1-6中任一项所述的一种用于血管栓塞的微球，其中该微球的平均直径是 10-1200 iim。
15.根据权利要求14当从属于权利要求6而权利要求6又从属于权利要求4时所述的一种微球，其中这时该反离子是一种细胞抑制剂。
16.一种伤口敷料,包括根据权利要求9-12中任一项所述的材料。
17.一种用于进行止血的方法，通过将一个有效量的根据权利要求1-8中任一项所述的一种微球给予具有流血伤口的哺乳动物。
18.一种用于进行伤口愈合的方法，通过将一个有效量的根据权利要求9-12中任一项所述的一种材料加入到具有伤口的哺乳动物。
19.一种用于体外细胞培养的方法，其中将根据权利要求1-6或13中任一项所述的至少一种微球加入至一种培养基中，同时向该培养基中添加有待培养的细胞，然后允许这些细胞增殖。
20.—种用于进行血管栓塞的方法,通过将一个有效量的根据权利要求1-6、14或15中任一项所述的一种微球添加至需要血管栓塞的哺乳动物。
全文摘要
本发明涉及直径为10-2000μm的可生物降解微球，这些微球包括经由一个羧酸酯键偶联着至少一种类型配体的交联水解淀粉。该配体应当是一种内源性带电的分子，分子量小于1000Da，该配体除了用于将该配体与该微球偶联的官能团之外，还包括至少一个额外的羧酸官能团和/或至少一个胺官能团。平均0.05-1.5个配体被偶联到该水解淀粉中的每个葡萄糖部分上。
文档编号C08B31/04GK102740862SQ201080053520
公开日2012年10月17日 申请日期2010年11月17日 优先权日2009年12月4日
发明者埃迪·索尔达松, 彼得·菲尔, 斯滕·彼得·阿佩尔, 马林·马尔姆舍 申请人:美格乐控股公司