包含柠檬酸的组合物及其应用_3

文档序号:9221186阅读:来源:国知局
成量来度量。
[0092] 此外,在一些实施方案中,本文所述的组合物的聚合物或寡聚物或交联聚合物网 状结构展现高机械强度。在一些情况下,举例来说,当如下文在实施例2中所述进行测量 时,本文所述的组合物的聚合物或寡聚物或交联聚合物网状结构展现下表1中所述的一种 或多种性质。
[0093] 表1.机械性质。
[0094]
[0095] 此外,在一些实施方案中,本文所述的组合物可进一步包含骨组织。可使用不与本 发明的目标不一致的任何骨组织。在一些实施方案中,举例来说,骨组织包括密质骨组织。 在其它情况下,骨组织包括松质骨组织。此外,在一些实施方案中,骨组织粘着于组合物的 聚合物网状结构,包括本文所述的聚合物网状结构。另外,在一些情况下,骨组织围绕聚合 物网状结构,并且聚合物网状结构整合至骨组织中。在一些情况下,所述组合物可展现较 高的骨与植入物接触(BIC),其中"骨"是指骨组织,并且"植入物"是指聚合物网状结构。 在一些实施方案中,当如本文所述进行测量时,本文所述的组合物展现至少约70%、至少约 80%、至少约90%、至少约95%或至少约99%的骨与植入物接触。在一些实施方案中,当 如本文所述进行测量时,本文所述的组合物展现在约70与约99%之间、在约75与约95% 之间、在约80与约95%之间、或在约80与约90%之间的骨与植入物接触。此外,在一些情 况下,本文所述的组合物在体内六周之后不展现纤维组织囊封或大致上不展现纤维组织囊 封。"大致上无纤维组织囊封"在本文中出于参照目的是指小于约5重量%或小于约1重 量%的组合物囊封纤维组织。
[0096] 应了解本文所述的组合物可具有不与本发明的目标不一致的本文所述的性质或 特征的任何组合。举例来说,本文所述的任何聚合物或寡聚物可与任何量或类型的本文所 述的颗粒材料组合使用。在一些实施方案中,举例来说,组合物可包含具有式(I)和/或式 (II)结构的聚合物或寡聚物,其中一种或多种聚合物或寡聚物交联以形成聚合物网状结 构,并且包括羟磷灰石的颗粒材料分散在所述聚合物网状结构内。其它组合也是可能的。
[0097] II.促讲骨牛长的方法
[0098] 在另一方面,本文描述促进骨生长的方法。在一些实施方案中,促进骨生长的方法 包括向骨细胞群体提供柠檬酸递呈组合物。此外,在一些情况下,促进骨生长包括促进骨细 胞群体中的细胞分化和/或表型进展。举例来说,在一些情况下,向骨细胞群体提供柠檬酸 递呈组合物促进所述骨细胞群体中的成骨细胞表型进展。此外,在一些所述实施方案中,在 所选细胞发育的第一阶段向骨细胞提供柠檬酸递呈组合物以获得第一细胞分化或表型进 展。另外,在一些情况下,可在所选细胞发育的第二阶段向骨细胞进一步提供第二柠檬酸递 呈组合物以获得第二细胞分化或表型进展。在其它实施方案中,本文所述的促进骨生长的 方法包括将柠檬酸递呈组合物安置在生物环境中。"生物环境"在本文中出于参照目的包括 活生物体内的环境,如骨部位或创伤或损伤部位。在一些情况下,促进骨生长包括上调生物 环境中的osterix基因表达和/或碱性磷酸酶基因表达。另外,在一些实施方案中,本文所 述的促进骨生长的方法进一步包括自柠檬酸递呈组合物释放游离柠檬酸或柠檬酸盐。
[0099] 现在转向方法的步骤,本文所述的促进骨生长的方法包括向骨细胞群体提供柠檬 酸递呈组合物和/或将柠檬酸递呈组合物安置在生物环境中。"柠檬酸递呈组合物"在本文 中出于参照目的是包括柠檬酸、柠檬酸盐、柠檬酸酯(如柠檬酸三乙酯)或包含具有式(IV) 结构的部分的化学物质的组合物:
[0100]
[0101] 其中Rp馬和R 3独立地是-H、-CH 3、-CH2CH3、M+或与化学物质的其余部分的连接 占 .
[0102] &是-H或与化学物质的其余部分的连接点;并且
[0103] M+是阳离子,如Na+或K +。在一些实施方案中,化学物质是聚合物或寡聚物。因此, 本文所述的"柠檬酸递呈组合物"的"柠檬酸"可指柠檬酸的小分子或"单体"形式,如柠檬 酸、柠檬酸盐或柠檬酸酯,如上文所述。
[0104] 不与本发明的目标不一致的任何柠檬酸递呈组合物都可用于本文所述的方法中。 在一些实施方案中,举例来说,柠檬酸递呈组合物包括柠檬酸和/或柠檬酸盐(如柠檬酸钠 或柠檬酸钾)的水溶液。在其它情况下,柠檬酸递呈组合物包含上文在章节I中所述的聚 合物或寡聚物或上文在章节I中所述的聚合物或寡聚物的混合物、掺合物或组合。举例来 说,在一些实施方案中,柠檬酸递呈组合物包含含有柠檬酸部分的聚合物或寡聚物,如具有 式(I)或式(Π )结构的聚合物或寡聚物。本文所述的方法的柠檬酸递呈组合物也可包含 具有式(I)结构的聚合物或寡聚物和具有式(Π )结构的聚合物或寡聚物的混合物、掺合物 或组合。也可使用其它聚合物或寡聚物,如上文所述。
[0105] 此外,可以不与本发明的目标不一致的任何方式向骨细胞群体提供本文所述的柠 檬酸递呈组合物。举例来说,在一些情况下,在体外以包括补充有柠檬酸盐的培养基的水性 混合物或溶液形式向骨细胞提供柠檬酸递呈组合物。可使用不与本发明的目标不一致的任 何培养基。在一些实施方案中,举例来说,培养基包括α最低必需培养基(αΜΕΜ)、依格氏 最低必需培养基(Eagle'sminimal essential medium,EMEM)、杜贝卡氏改良依格氏培养基 (Dulbecco's modified Eagle's medium)、胎牛血清(FBS)或一种或多种前述培养基的混 合物。此外,在其中柠檬酸递呈组合物构成补充有柠檬酸盐的培养基的一些情况下,培养基 不含或大致上不含除由本文所述的柠檬酸递呈组合物提供的柠檬酸盐以外的其它骨生长 因子。在一些实施方案中,培养基不含或大致上不含锌。"大致上不含"其它骨生长因子或 其它组分的培养基在本文中出于参照目的包含小于约10 μΜ或小于约1 μΜ其它骨生长因 子。或者,在其它情况下,具有本文所述的柠檬酸递呈组合物的培养基进一步包含一种或多 种骨生长因子。举例来说,在一些情况下,培养基是成骨培养基。在其它情况下,在体内以 水性混合物或溶液形式或以固体植入物或装置(如骨螺钉或骨板)形式向骨细胞提供柠檬 酸递呈组合物。此外,应了解在一些实施方案中,根据本文所述的方法向骨细胞提供的柠檬 酸递呈组合物对于骨细胞而言可为外源性的。
[0106] 此外,在本文所述的一些方法中,可在一个或多个表型进展或细胞分化阶段向骨 细胞提供一种或多种柠檬酸递呈组合物。本文所述的柠檬酸递呈组合物可在不与本发明的 目标不一致的任何阶段或阶段的组合向骨细胞提供。在一些情况下,举例来说,在矿物化阶 段或之前,包括在骨细胞已至少部分分化之后,向骨细胞提供柠檬酸递呈组合物。也可在一 个或多个其它表型进展或分化阶段向骨细胞提供柠檬酸递呈组合物。此外,可在一个或多 个阶段提供相同或不同的本文所述的柠檬酸递呈组合物。
[0107] 在一些实施方案中,本文所述的促进骨生长的方法进一步包括自柠檬酸递呈组合 物释放游离柠檬酸或柠檬酸盐。"游离"柠檬酸或柠檬酸盐在本文中出于参照目的包括不 共价结合于另一物质(如本文所述的聚合物或寡聚物)的柠檬酸或柠檬酸盐。可以不与本 发明的目标不一致的任何方式使柠檬酸或柠檬酸盐自本文所述的柠檬酸递呈组合物释放。 另外,柠檬酸或柠檬酸盐可释放至任何所需环境中。举例来说,在一些情况下,可通过降解 安置在生物环境中的含柠檬酸聚合物或寡聚物来使柠檬酸或柠檬酸盐释放至生物环境中。 此外,可以不与本发明的目标不一致的任何方式使聚合物或寡聚物降解。在一些实施方案 中,降解聚合物或寡聚物包括水解聚合物或寡聚物的酯键,如聚合物或寡聚物的骨架中的 酯键。在其它情况下,自柠檬酸递呈组合物释放柠檬酸或柠檬酸盐不需要水解、裂解化学 键或对组合物的其它降解。举例来说,在包括使用柠檬酸或柠檬酸盐水溶液的一些实施方 案中,可仅通过向环境提供柠檬酸递呈组合物来使游离柠檬酸或柠檬酸盐释放至所需环境 中。
[0108] 此外,在一些情况下,本文所述的方法的柠檬酸递呈组合物可提供所需量的柠檬 酸盐。在一些实施方案中,举例来说,以组合物的体积计,本文所述的柠檬酸递呈组合物 提供在约20 μ M与约2000 μ M之间的柠檬酸盐浓度。惊人地,已发现提供在约20 μ M与约 2000 μΜ之间的柠檬酸盐量可以本文所述的方式促进骨生长,同时也使可能不需要的其它 作用得以避免或减至最小限度,如下文进一步所述。也可提供其它柠檬酸盐量或浓度。举 例来说,在一些情况下,本文所述的柠檬酸递呈组合物提供在约20 μ M与约200 μ M之间、 在约20 μ M与约150 μ M之间、在约100 μ M与约2000 μ M之间、在约100 μ M与约1500 μ M 之间、在约200 μ M与约2000 μ M之间、在约200 μ M与约1500 μ M之间、在约300 μ M与约 1800 μ M之间、在约500 μ M与约2000 μ M之间、在约500 μ M与约1500 μ M之间、在约800 μ M 与约2000 μ M之间、在约800 μ M与约1400 μ M之间、在约1000 μ M与约2000 μ M之间、或在 约1000 μ M与约1500 μ M之间的柠檬酸盐浓度。在一些实施方案中,本文所述的柠檬酸递 呈组合物提供大于约800 μ M或大于约2000 μ M的柠檬酸盐浓度。
[0109] 此外,在一些实施方案中,本文所述的方法提供基于提供的柠檬酸盐的量以剂量 依赖性方式达成的生物作用。举例来说,在一些情况下,本文所述的方法包括向骨细胞群体 提供柠檬酸递呈组合物来以剂量依赖性方式上调细胞中的ALP和/或OSX基因表达,其中 提供的柠檬酸盐的量在约20 μ M与约2000 μ M之间。
[0110] 此外,可向不与本发明的目标不一致的任何骨细胞群体提供本文所述的柠檬酸递 呈组合物。举例来说,在一些情况下,骨细胞包括成骨细胞。在其它情况下,骨细胞包括骨 髓细胞,如骨髓基质细胞。在一些实施方案中,骨细胞包括干细胞。在一些情况下,干细胞 可为成体干细胞。在一些情况下,骨细胞群体包含多能、寡能或单能干细胞。在一些实施方 案中,干细胞包括间质干细胞,如C2C12细胞或人间质干细胞(hMSC)。此外,骨细胞可在体 外,在体内,是内源性或外源性的。
[0111] 在一些实施方案中,本文所述的促进骨生长的方法进一步包括向骨细胞群体提供 生物因子。"生物因子"在本文中出于参照目的包括在特定生物化学路径或身体过程中起 作用的物质,如生长因子。可使用不与本发明的目标不一致的任何生物因子。举例来说, 在一些实施方案中,生物因子包括骨形态发生蛋白(BMP)。在一些情况下,BMP包括BMP-2、 BMP-3、BMP-4、BMP-6和BMP-7中的一个或多个。也可使用其它生物因子。
[0112] 在一些实施方案中,本文所述的促进骨生长的方法包括上调Osterix(OSX)基因 表达和/或碱性磷酸酶(ALP)基因表达。在一些情况下,上调OSX基因表达包括相较于单 纯玻璃对照,在培养48小时之后,使基因表达增加多达约300%。在一些情况下,OSX基因 表达量增加多达约200%、多达约100%、多达约50%或多达约40%。在一些实施方案中, 相较于单纯玻璃对照,在培养48小时之后,OSX基因表达量增加在约30%与约300%之间、
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