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_4

文档序号:8926546阅读:来源:国知局
系统,例如 US专利5, 328, 471或5, 213, 580中所描述的。
[0082] 在一种优选的实施方式中,前述医学应用的特征在于所述外科手术是通过套管针 的插管(cannulaofatrocar)进行操作的。
[0083] 在一种优选的实施方式中,对于前述医学应用来说,所述热可逆水凝胶在药学上 可接受的载体中给药到组织。生理盐水或磷酸盐缓冲盐水是这样的载体的实例。
[0084] 在一种优选的实施方式中,对于前述医学应用来说,将所述热可逆水凝胶提供于 药学上可接受的载体中以用于胃肠外给药。
[0085] 在一种优选的实施方式中,对于前述医学应用来说,将所述热可逆水凝胶定位在 生物组织表面上;或者用于医疗设备的表面上。此外,可将所述热可逆水凝胶定位在相对的 表面之间,从而产生所述表面相互粘附的趋势。
[0086] 在一种优选的实施方式中,对于前述医学应用来说,所述生物组织为器官。在前述 的实施方式中,对于前述医学应用来说,所述器官优选选自皮肤,内脏器官,优选骨、软骨、 结缔组织(优选肌腱和脂肪组织)的肌肉骨骼系统的组织。
[0087] 最后,本发明提供一种在表面上制备组合物的体外方法,该方法包括在所述表面 上施用上述热可逆水凝胶的水溶液或它的混合物,或者前述医学应用体系。
[0088] 优选地,所述体外方法包括施用上述含有活细胞的热可逆水凝胶的水溶液。
[0089] 更优选地,所述体外方法通过采用前述应用体系进行操作,尤其是含有活细胞和 释放氧气的物质以及酶的应用体系。在本文中,优选将过氧化钙用作所述释放氧气的物质。 例如过氧化氢酶优选作为所述酶。
[0090] 在上述体外方法的一种特别优选的实施方式中,本发明的所述热可逆水凝胶由泊 洛沙姆403( PluronV P 123)制得。
[0091] 以下实施例将说明根据本发明的扩链泊洛沙姆或由其获得的热可逆水凝胶的制 备和性能。
[0092] 实施例
[0093] 实施例1:用六甲撑二异氰酸酯扩链的泊洛沙姆的制备
[0094] 在连接有回流冷凝器的玻璃烧瓶中,采用干燥的甲苯将17.4g的泊洛沙姆 4〇3(Plur〇nicK'P123 ;3mmol)调制到80g。在45°C下用电磁搅拌棒搅拌至得到澄清溶 液。蒸馏掉20mL的甲苯以除去水的痕迹。随后,采用注射器在每例中(ineachcase)加 入0. 49g的六甲撑二异氰酸酯(HDI,2, 92mmol)和溶解在2mL的甲苯中的120yL的1,8-二 氮杂双环[5.4.0]i^一碳-7-烯(DBU)的溶液。升温至55°C。2小时后,用旋转蒸发仪除 去甲苯。然后,在良好的真空条件下于45°C(水浴)进行干燥直至重量恒定。
[0095] 实施例2 :用二异氰酸丁酯扩链的泊洛沙姆的制备
[0096] 在连接有回流冷凝器的玻璃烧瓶中,采用干燥的甲苯将17.4g的泊洛沙姆 403(3mmol)调制到80g。在45°C下用电磁搅拌棒搅拌至得到澄清溶液。蒸馏掉20mL的甲苯 以除去水的痕迹。随后,采用注射器在每例中加入〇.373g的二异氰酸丁酯(BDI,2,92mmol) 和溶解在2mL的甲苯中的120yL的1,8-二氮杂双环[5.4. 0] ^碳_7_烯(DBU)的溶液。 升温至55°C。2小时后,用旋转蒸发仪除去甲苯。然后,在良好的真空条件下于45°C(水 浴)进行干燥直至重量恒定。
[0097] 实施例3:用二苯基甲烷二异氰酸酯扩链的泊洛沙姆的制备
[0098]称量17.4g的泊洛沙姆403 (3mmol),加入到连接有回流冷凝器的玻璃烧瓶中,并 加入63g的干燥的甲苯。在45°C下搅拌至得到澄清溶液。蒸馏掉20mL的甲苯以除水的痕 迹。随后,采用注射器在每例中加入0.738g的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI,2,92mmol)和 溶解在2mL的甲苯中的120yL的1,8-二氮杂双环[5. 4. 0] ^碳_7_烯(DBU)的溶液。 升温至45°C。2小时后,用旋转蒸发仪除去甲苯。然后,在良好的真空条件下于45°C(水 浴)进行干燥直至重量恒定。
[0099] 实施例4:用六甲撑二异氰酸酯对三种不同的泊洛沙姆扩链的泊洛沙姆的制备
[0100]称量11. 6g的泊洛沙姆403(Pluronic"P 123 ;2mmol)、12. 5g的泊洛沙姆 4〇7( Pluronic&F-127 和14. 6g的泊洛沙姆338( Pluronk^'F-108, 1mm),加入到 连接有回流冷凝器的玻璃烧瓶中,然后采用干燥的甲苯调制到90g。在45°C下用电磁搅拌 棒搅拌至得到澄清溶液。蒸馏掉20mL的甲苯以除去水的痕迹。随后,采用注射器,在每例 中加入0. 665g的六甲撑二异氰酸酯(HMDI,3. 95mmol)和溶解在5mL的甲苯中的120yL的 1,8-二氮杂双环[5. 4. 0]i^一碳-7-烯(DBU)的溶液。升温至55°C。2小时后,用旋转蒸 发仪除去甲苯。然后,在良好的真空条件下于45°C(水浴)进行干燥直至重量恒定。得到 了相当的固体聚合物,在低于l〇°C下其能够很好地溶于水中。
[0101] 即便是10%的所得聚合物的溶液加热至35°c也会固化,并得到透明的凝胶。
[0102] 相对于仅由泊洛沙姆403 (P|uronicRP123)制得的扩链泊洛沙姆来说,实施例4 中由三种不同的泊洛沙姆制得的扩链泊洛沙姆具有在较低浓度下固化且透明的优势。相比 于仅采用泊洛沙姆407 (piuronifF-127)制得的扩链泊洛沙姆来说,需要强调的是,即便 是在37°C下数天后,新材料都不能溶解在培养基上层清液中。
[0103] 实施例5:由扩链泊洛沙姆制备的热可逆水凝胶的性能
[0104] 所述材料在15°C和35°C之间的温度范围内呈现出两种特征性变化。当从4°C开始 加热起,先前透明的液体(溶胶)在15°和25°C之间首先发生浑浊。图la中给出了 10% 的由六甲撑二异氰酸酯扩链的泊洛沙姆403的热可逆水凝胶的表现。
[0105] 在22°和35°C之间,粘度随之以若干个数量级上升。以图lb为例,其分别展示了 由六甲撑二异氰酸酯扩链的泊洛沙姆403 (被称为PMT0001)、由二异氰酸丁酯扩链的泊洛 沙姆403(PMT0002)和由亚甲基二环己基二异氰酸酯扩链的泊洛沙姆403(PMT0003)的10% 的溶液。后者具有较少的重复单元。
[0106] 图lc显示了在30。和35°C之间,相同的热可逆水凝胶PMT0001至PMT0003的贯 入阻力具有相似的具有明显的峰的图案。
[0107] 图Id显示了如所预计的,随着浓度的增加,凝胶(25% )的强度也随之增加。
[0108] 图le显示了在数周内所述凝胶合适地均匀地释放蛋白质。测试显示,由六甲撑二 异氰酸酯扩链的泊洛沙姆403分别在20%和25%的浓度下使用。
[0109] 实施例6:凝胶浓度的影响
[0110] 在无菌条件下,称取预定量的扩链泊洛沙姆(聚合物),并与适量的细胞培养基混 合。两种都在注射器中4°C下储存数天并不断地搅拌。这将引起均匀的溶液的形成,该溶液 在25_30°C时形成胶体。在约15°C下,加入100, 000个永生干细胞每毫升(immortalised stemcellspermillilitre)。米用Neubauer计数器测定细胞数,在离心管(Falcontube) 中将细胞离心为沉淀物,然后加到混合物中。通过采用"存活/死亡-分析法"先按小时, 然后按天,最后在一周后检测不同的聚合物浓度(2. 5%、5%和10% )。在样品的底部和内 部进行微观研宄。本文中,10%的聚合物浓度的细胞存活率稍微低于更低浓度的。另一方 面,凝胶的强度却相对更高。
[0111] 结果见图2和3所示。
[0112] 实施例7 :采用胶原的例子的生物材料的影响
[0113] 为了证明具有生物材料的热可逆水凝胶的高生物活性,进行了一系列的试验,其 中,在10%的根据本发明的水凝胶中存在不同可溶性胶原浓度(0%、10%和20% )下培养 100, 000个永生干细胞每毫升。该培养在37°C下在5%的二氧化碳和95%的空气的潮湿气 氛中进行。7天后(over7days)采用"存活/死亡-分析法"测量生命力。此外,通过共聚 焦激光扫描显微镜检测细胞形态。结果如图4和图5所示。
[0114] 1、按照如上所述的,制备在细胞培养基中的由1,4-二异氰酸丁酯扩链的泊洛沙 姆403聚合物的10%的溶液。将100, 000个eGFP-SCPl细胞分散在lml的该溶液中。采 用Neubauer计数器测定细胞数,在离心管中将细胞离心为沉淀物,然后转移到凝胶中。在 1、2、3和7天后研宄样品。7天后细胞存活率(图4,左手边)是可接受的达到了 45%,但 是细胞表现为圆形并未表明出增加的细胞附着,因为后者只能从膨胀的细胞形态上推断得 到。
[0115] 2、采用如上步骤,不同的是,向溶液(图4,中间)中加入来自鼠尾部的10%的可 溶性胶原("I型-鼠尾胶原",Merck)。在该情况下,7天后细胞存活还是可观的,达到约 70%。仅3天后细胞典型的拉长的形态变得明显。
[0116] 3、采用2中的步骤,但是这次向混合物中(图4,右手边)引入20%的胶原。细胞 存活率非常好达到了 80%。细胞展现出更为明显的拉长的形态。
[0117] 图4显示了各自的显微照片,说明了 7天后在本发明的热可逆水凝胶中存在或不 存在胶原I的情况下的eGFP-SCPls的细胞存活率。不存在或存在胶原I的本发明的热可 逆水凝胶之间的显著差异变得明显。采用碘化丙啶染色后的示例性的显微图(l〇x放大) 在底部;比例尺(刻度线)为200ym。
[0118] 图5给出了eGFP-SCPls细胞在7天后在本发明的热可逆水凝胶(即指图中的 BDI-hydrogel)中存在或者不存在20%胶原I的情况下在共聚焦激光扫描显微镜下的显 像。该图在l〇x放大(左边)或63x放大(右边)程度下测得。
[0119] 实施例8 :在应用体系中氧气对细胞存活率的影响
[0120] a)具有不同浓度的释放氧气的物质(Ca02)且没有酶的应用体系。
[0121] 在含有由泊洛沙姆403和二异氰酸丁酯制得的热可逆水凝胶的注射器中培养 hTERT-永生人骨髓间充质干细胞,过氧化钙(Ca02)的浓度为lmg/ml
当前第4页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1