扩链泊洛沙姆及由其形成的含生物材料的热可逆水凝胶和它的医学应用_3

文档序号:8926546阅读:来源:国知局
cproteins,BMP)所组成的组中。所述蛋白质可以更进一步 为生长因子,并且优选选自由胰岛素样生长因子(IGF)、转移生长因子(transforming growthfactor,TGF)、血小板源生长因子(platelet-derivedgrowthfactor,roGF)、 表皮生长因子(EGF)、纤维母细胞生长因子(FGF)、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子 (granulocyte-macrophagecolony-stimulatingfactor,GMCSF)、if[I胃内 因f (VEGF)、肝细胞生长因子(HGF)、白细胞介素-IB(IL-IB)、白细胞介素-8 (IL-8)、神经生长 因子(NGF)和如红细胞生成素和集落刺激因子(colony-stimulatingfactors)(如G-CSF) 的造血生长因子所组成的组中。
[0054] 在一种优选的实施方式中,所述生物材料选自0-内酰胺抗生素类、四环素类、 氨基糖苷类、大环内酯类、抗病毒药类、烯丙胺类、抗真菌的抗生素类、咪唑类和它们的衍 生物,表皮生长因子(EGF)、TGF-0-(转移生长因子0)-超家族(TGF-0-(transforming growthfactorbeta)_superfamily),优选BMP(骨形态发生蛋白,bonemorphogenetic protein)-和GDF(生长分化因子,growthdifferentiationfactor)-家族,更优选BMP2、 BMP7 和⑶F-5〇
[0055] 在一种优选的实施方式中,所述生物材料由可溶性胶原、细磨胶原、胶质、人血、动 物血、人血或动物血中的成分组成。
[0056] 在一种优选的实施方式中,所述生物材料由胶原I、II或III型组成。
[0057] 在一种优选的实施方式中,所述生物材料或蛋白质为激素或酶,更优选为卵泡抑 素(follistatin)或肌生成抑制素(myostatin)。
[0058] 所述蛋白质还可以为免疫球蛋白或抗体,优选选自由IgA、IgD、IgE、IgM、IgG、IgY 和IgW所组成的组中。
[0059] 此外,如果所述生物材料为葡糖胺聚糖,可以采用透明质酸(hyaluronan或 hyaluronicacid)〇
[0060] 本发明的热可逆水凝胶还可以含有活细胞。
[0061] 前述细胞优选选自由单核细胞,特别是间充质干细胞和其祖细胞(progenitor cells)和由其分化而得的细胞,例如成骨细胞(osteoblasts)、脂肪细胞、软骨细胞、纤维 母细胞、上皮细胞、成肌细胞(myoblasts)、肌腱细胞(tendocytes),或者单核造血干细 胞和其祖细胞以及由其分化而得的细胞,例如免疫细胞,或者多核细胞如巨细胞、巨细胞 (giantcells)和破骨细胞(osteoclasts)所组成的组中。
[0062] 在进一步优选的实施方式中,在所述凝胶中,所述细胞是改性的或转基因的。
[0063] 在一种优选的实施方式中,所述热可逆水凝胶还可以含有示踪剂。在本文中,由放 射性物质制得的示踪剂优选经PET或SPECT可视。这样的示踪剂的实例为如氚、14C、18F、32P、 35S、mIn和1231的放射性同位素。
[0064] 出人意料地,目前发现在本发明的热可逆水凝胶中,由于与生物材料连接,
[0065] -整合细胞表现出膨胀的细胞形态,由此表明结合生物材料(如胶原)的整合素的 形成,并且同时
[0066] -所述热可逆水凝胶的良好的机械性能几乎没有改变。
[0067] 本发明的热可逆水凝胶可以在医学领域具有较宽的应用。因此,本发明提供了热 可逆水凝胶的医学应用,所述医学应用为给药递送或生物医学应用。
[0068] 在一种优选的实施方式中,本发明提供了一种应用体系,其含有上述热可逆水凝 胶。在该实施方式中,前述应用体系优选还含有刺激或抑制细胞/组织生长或杀死细胞的 治疗剂。
[0069] 通过采用本发明的热可逆水凝胶可引入多种治疗剂。治疗剂的实例包括上面描 述的用于生物材料的试剂,以及通常合成的无机和有机化合物、蛋白质和肽类、多糖和其他 糖、脂质、神经节苷脂(gangliosides)和具有治疗、预防或诊断活性的核酸序列。核酸序列 包括基因、通过结合到互补DNA而抑制转录的反义分子,和核糖酶。引入的治疗剂可以具有 多种生物活性,例如血管活性试剂、神经活性试剂、激素、抗凝剂、免疫调节剂、细胞毒性试 剂、抗生素、抗病毒试剂、反义试剂(antisenseagents)、抗原和抗体。包括抗体或抗原、模 拟抗体(anticalins)的蛋白质或类似的能够结合抗原的人工蛋白质同样可以被引入。将 蛋白质定义为由1〇〇个以上的氨基酸残基组成;肽类为少于1〇〇个氨基酸残基。除非其他的 说明,术语"蛋白质"既指蛋白质又指肽类。实例包括胰岛素、甲状旁激素(parathormone)、 甲状旁腺激素片段、鸢尾素、肌生成抑制素、卵泡抑素和其他激素。
[0070] 具体的治疗剂包括抗生素、抗病毒试剂、留体和非留体抗炎药,抗肿瘤药,镇痉剂, 包括通道阻滞剂(channelblockers),包括细胞生长抑制剂和抗粘附分子的胞内/胞外 基质作用调节剂,酶和酶抑制剂,抗凝血剂和/或抗凝血酶试剂,生长因子,DNA,RNA,DNA、 RNA或蛋白合成的抑制剂,调节细胞增殖和/或生长的化合物,血管舒张剂(vasodilation agents)和其他的常用于治疗组织损伤的药用物质。这些化合物的实例包括血管紧张素 转换酶抑制剂、前列环素、肝素、水杨酸盐类(salicylates)、硝酸盐类(nitrates)、钙通道 阻滞剂、链激酶、尿激酶、组织型纤溶酶原激活剂(tissueplasminogenactivator,TPA) 和茴香酰纤溶酶原激活剂(anisoylatedplasminogenactivator,TPA)和茴香酰化纤 溶酶原 _ 链激酶激活剂复合物(anisoylatedplasminogen-streptokinase-activator complex,APSAC),秋水仙素和烷基化试剂以及适配子(aptamers)。胞间作用的调节剂的具 体实例包括白介素、血小板源生长因子、酸性的和碱性的纤维母细胞生长因子(FGF)、转移 生长因子0 (TGF0)、表皮生长因子(EGF)、胰岛素样生长因子和它们的抗体。核酸的具体 实例包括编码蛋白质的基因和cDNAs、表达载体、反义子和其他寡核苷酸,例如用于调节或 阻止基因表达的核糖酶。其他生物活性试剂的具体实例包括胞外基质或其受体的改性组分 和脂质和胆固醇隔离剂(sequestrationagents)。
[0071] 作为治疗剂的蛋白质的实例还包括细胞因子(cyctokines),如干扰素和白介素, 蛋白质和集落刺激因子。作为治疗剂的糖类包括唾液酸化路易斯x(SialylLewisx),对于 该糖已经显示出其可选择性地结合受体又可抑制炎症。可以采用"可递送的生长因子等价 物"(deliverablegrowthfactorequivalent,缩写为DGFE),一种用于细胞或组织的生长 因子,其可以大范围的被构建,以包括生长因子、细胞因子、干扰素、白介素、蛋白质、集落刺 激因子、赤霉素(gibberellins)、生长素和维生素;还包括肽片段或上述的其他活性片段; 还包括载体(vectors),即,无论是通过转化还是瞬时表达,能够在靶细胞内合成这种因子 的核酸构建体;以及还包括刺激或抑制组织中合成这种因子的效应子(effectors),该情 况下,这些效应子包括自然信号分子、反义子和三重螺旋的核酸(triplehelicalnucleic acids)和类似物。DGFEs的实例为血管内皮生长因子(VEGF)、内皮细胞生长因子(ECGF)、 碱性的纤维母细胞生长因子(bFGF)、骨生长蛋白(BMP)和血小板源生长因子(PDGF)以及编 码它们的DNAs。结块溶解剂(clot-dissolvingagents)的实例为组织纤溶酶原激活剂、链 激酶、尿激酶和肝素。
[0072] 还可以提供具有抗氧化活性的药物(即消灭活性氧或阻止它的形成)在本发明的 热可逆水凝胶用作治疗剂,例如其有利于阻止附着。实例包括超氧化物歧化酶或其他蛋白 药物,包括过氧化氢酶、过氧化物酶和常规的氧化酶或如细胞色素P450、谷胱甘肽过氧化物 酶和其他天然或变性血蛋白的氧化酶。
[0073] 哺乳动物应激蛋白或如热休克蛋白70 (hsp70)和hsp90的热休克蛋白或者如黄铜 类的抑制或降低应激蛋白或热休克蛋白表达的刺激物,也可以提供在所述水凝胶中用作治 疗剂。
[0074] 在进一步优选的实施方式中,基于本发明的热可逆水凝胶的前述的应用体系还包 括释放氧气的物质(oxygen-releasingsubstance)。本文中,所述释放氧气的物质优选与 酶结合存在。这样的酶的实例包括超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶以及常规的氧 化酶或如细胞色素P450、谷胱甘肽过氧化物酶和其他天然的或变性的血蛋白的氧化酶。
[0075] 含有释放氧气的物质的本发明的应用体系在以下实施例8中有所描述。
[0076] 向凝胶中加入释放氧气的物质的目的在于在较大程度上阻止因缺氧导致的细胞 死亡,直到可供给细胞的新生血管形成。通过扩散运行的方式进行供给最多穿过几毫米。 如果仅将过氧化物和细胞加入到根据本发明的热可逆水凝胶中,细胞会由于产生的过氧化 氢产生的作用而死亡。然而,如果加入如过氧化氢酶的过氧化物降解酶,可以可阻止细胞死 亡。
[0077] 本发明的还提供了上述热可逆水凝胶在制备用于治疗身体状况(medical condition)的药物的应用,所述药物用于在体内组织上施用所述热可逆水凝胶的水溶液。
[0078] 在一种优选的实施方式中,前述水溶液含有生物活性材料的溶液或悬浮液。
[0079] 在一种优选的实施方式中,前述身体状况为皮肤灼伤或擦伤。
[0080] 在另一种优选的实施方式中,前述身体状况为被外科手术损伤的组织。在一种 优选的实施方式中,前述外科手术为椎体成形术(vertebroplasty)或椎体后凸成形术 (kyphoplasty) 〇
[0081] 本发明的热可逆水凝胶的应用还可以通过使用公知技术而实现(effected),例如 腹腔镜检查(laparoscopy)和内窥镜检查(endoscopy)。也可以采用公知的导管
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