用于降低氧化损伤的组合物和方法
【专利说明】
[OOCM] 相关申请
[0002] 本申请要求于2012年11月21日提交的美国临时申请序列号61/728, 900的优先 权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
[0003] 本文公开的主题设及用于降低氧化损伤的组合物和方法。特别是，本文公开的主 题设及使用聚合材料和用于保护眼睛晶状体免受氧化损伤的抗氧化剂的组合的用于降低 氧化损伤的组合物和方法。
【背景技术】
[0004] 眼睛的晶状体是有助于将光聚焦到视网膜上的双凸面的透明结构，其中晶状体的 成熟纤维细胞含有高含量的蛋白质，且其对晶状体的透明度和屈光力很重要。通常，通过还 原物质并通过晶状体周围的低氧环境保护运些蛋白质免受氧化。实际上，在眼内，由于玻璃 体凝胶的存在，氧浓度从视网膜向晶状体急剧降低。因此，玻璃体凝胶的手术切除或更年期 变性常常增加晶状体对于源自视网膜血管的氧的暴露。
[0005] 玻璃体切除术是用于将一些或全部玻璃体凝胶从眼睛去除的手术方法。其是许 多玻璃体视网膜手术治疗的必要步骤，且仅在美国每年就有约500, 000名患者进行该切除 术。然而，去除玻璃体经常导致眼内的氧通过自视网膜脉络膜复合体的扩散和/或通过玻 璃体凝胶的氧的离子辅助运输而流出。此外，氧还通过手术切口和用于临时取代玻璃体凝 胶的气体或溶液而被引入。结果，由于眼内氧含量增加，将近一半的患者在进行玻璃体切除 术后两年内显露出继发性白内障。
[0006] 玻璃体切除术后降低白内障形成的风险的当前实践包括：要求患者长时间保持头 向下的位置，W使气泡远离晶状体，直到该气泡被完全吸收。不幸的是，保持头向下的位置 持续很久的时间常常是极具挑战性的，特别对于老年人更是如此，并且其可能有若干副作 用，如尺神经髓缩（pinching)。因此，面临玻璃体切除术后的运些要求，有一半的患者最后 没有依从。然而，目前还没有能有效防止玻璃体切除后白内障发作的其他医学或外科方法。
[0007] 因此，仍需要一种组合物和/或方法，其可保持眼睛晶状体周围的低氧压力W防 止氧化损伤和形成晶状体混浊，而且其也是生物相容的，不需要侵入性手术，且不过度削弱 个体的视力。
[000引发明概述
[0009] 本文公开的主题满足部分或全部上述需要，在研究本申请提供的信息后，该主题 对本领域普通技术人员是显而易见的。
[0010] 本概述内容描述了本公开主题的几个实施方案，并在许多情况下，列出了运些实 施方案的变化和替换。本概述内容仅是众多不同实施方案的示例。给定实施方案的一个或 多个典型特征的提及同样是示例性的。运种实施方案通常可W有或没有所提及的特征；同 样地，那些特征可W应用于本公开主题的其他实施方案，而不管该实施方案是否列于本概 述内容中。为了避免过多的重复，本概述内容没有列出或提出运些特征的所有可能组合。
[0011] 本公开主题包括用于降低氧化损伤的组合物和方法。具体而言，本公开主题包括 使用聚合材料和用于保护眼睛晶状体免受氧化损伤的抗氧化剂的组合的用于降低氧化损 伤的组合物和方法。
[0012] 在本公开主题的一些实施方案中，提供了聚合物组合物，其包含聚（乙二醇）、粘 弹性聚合物和抗氧化剂，其中，聚合形式时该组合物的折射率为约1. 30至约1. 40,W允许 该聚合物组合物有效地用于个体的眼睛晶状体。在一些实施方案中，该组合物的折射率为 约1. 33至约1. 36。
[0013] 在一些实施方案中，本文所述的组合物中包含的聚（乙二醇）可根据组合物的预 期用途而变化，并且其可W仅包括聚（乙二醇）或者可W包括连接到协助聚合物组合物集 合的其它官能部分的聚（乙二醇）。例如，在一些实施方案中，组合物中包含的聚（乙二醇） 是聚（乙二醇）二丙締酸醋。在一些实施方案中，聚（乙二醇）的分子量为约2000化至约 20000Da，且在一些实施方案中，其包含在组合物中的浓度为约50mg/mL至约150mg/mL。
[0014] 对于包含在组合物中的粘弹性聚合物，在一些实施方案中，粘弹性聚合物选自透 明质酸或其盐、径甲基丙基纤维素、硫酸软骨素、聚丙締酷胺、胶原蛋白、葡聚糖、肝素、琼 脂糖、脱乙酷壳多糖及其组合。在一些具体实施方案中，粘弹性聚合物是透明质酸或其盐， 且透明质酸或其盐包含在组合物中的浓度为约8mg/mL至约12mg/mL。在其他实施方案 中，粘弹性聚合物是径甲基丙基纤维素，且径甲基丙基纤维素包含在组合物中的浓度为约 Img/mL至约40mg/mL。在一些实施方案中，径甲基丙基纤维素在20°C水中2%的浓度下具 有约200cP至约5600CP的粘度，且在一些实施方案中，径甲基丙基纤维素的分子量为约 200,OOODa。此外，在一些实施方案中，组合物中包含的径甲基丙基纤维素可W根据组合物 的预期用途而变化，且可W包括连接到协助聚合物组合物集合的其它官能部分的径甲基丙 基纤维素。例如，在一些实施方案中，该组合物中包含的径甲基丙基纤维素是径甲基丙基纤 维素丙締酸醋。
[0015] 不管包含在本公开主题的组合物中的特定粘弹性聚合物和聚（乙二醇） 材料如何，一旦二者结合并聚合，聚（乙二醇）和粘弹性聚合物通常表现为互穿 (inter-penetrating)聚合物、交联聚合物或其组合的形式。在一些实施方案中，为调节组 合物的性能并提供可在个体的眼睛且更特别是眼睛晶状体中被有效利用的组合物，包含在 组合物中的聚（乙二醇）和粘弹性聚合物的比例为约5:3、约5:2、约5:1、约6:1、约7:1、约 8:1、约 9:1、约 10:1、约 11:1、约 12:1、约 13:1、约 14:1、约 15:1、约 16:1、约 17:1、约 18:1、 约19:1或约20:1。在一些实施方案中，该组合物还包含乳化剂、非离子表面活性剂或两者， 其可允许包含在示例性聚合物组合物中的聚（乙二醇）和粘弹性聚合物更大变化的比例。
[0016] 现在讨论包含在本公开主题的组合物中的抗氧化剂，在一些实施方案中，包含在 示例性聚合物组合物中的抗氧化剂选自下组：海藻糖、烟酷胺、抗坏血酸、N-乙酷半脫氨 酸、叠氮化钢、化唉醇、a-生育酪、生育酪、阱、谷脫甘肤、硫醇、0-胡萝h素、番茄红素、邮 青素、硫氧还蛋白、生育色原烧醇（tococ虹omanol)、塑性酿醇（plastoquinol)、花青、歧化 酶、酶、过氧化氨酶、二价阳离子、锋、儀或其组合。在一些实施方案中，抗氧化剂是海藻糖。 在一些实施方案中，包含在组合物中的抗氧化剂的浓度为约0.OOlwt%至约lOwt%。此外， 在一些实施方案中，抗氧化剂作为多个抗氧化剂颗粒包含在组合物中，例如，在一些实施方 案中，抗氧化剂颗粒的直径为约50nm至约lOOOnm。
[0017] 为了帮助组合物的组分聚合，一旦组分结合时，在一些实施方案中，组合物中进一 步包含引发剂W引发和/或促进聚（乙二醇）和粘弹性聚合物的聚合。引发剂可W是光引 发剂或酶。在一些实施方案中，引发剂是光引发剂且选自下组：2-径基-4' -(2-径基乙氧 基）-2-甲基苯丙酬、曙红Y、S乙醇胺、1-乙締基-2-化咯烧酬及其组合。在使用光引发剂 的组合物的一些实施方案中，粘弹性聚合物包括光交联部分，其能够与组合物的其它组分 (例如，聚（乙二醇））相互作用并协助组合物的聚合。
[0018] 为了使本公开主题的组合物被个体的眼睛晶状体有效利用，在一些实施方案中， 配置（例如调整）组合物的组分W赋予聚合物组合物某些特征或性质。例如，在一些实施 方案中，组合物被配置成使得该组合物的表面能或表面张力小于约4达因/cm或大于约40 达因/cm,W减轻蛋白质和细胞对组合物的粘附。作为另一实例，在一些实施方案中，组合物 被配置为具有约50N/m至约lOOON/m的弹性，W便减少对个体原本的眼睛晶状体形状的任 何可能干扰。此外，在一些实施方案中，组合物的同渗容摩为约28ImOsm至约350m0sm，使得 该组合物与眼睛玻璃体凝胶基本上等渗。此外，透氧性是本文所述的组合物中可调节的另 一种特性，且在一些实施方案中，为约1%至约80%，W便提供足W降低对晶状体氧化损伤 并且防止晶状体周氧梯度的建立的组合物。作为可调特性的又一个例子，在一些实施方案 中，该组合物在约33°C至约37°C之间的溫度下是热稳定的，使得该组合物在个体的眼内是 生物相容的和稳定的。
[0019] 在本公开主题的一些实施方案中，还提供了合成如本文所述组合物的方法。在 一些实施方案中，提供了合成方法，其包括W下步骤：加热一定量的水；将缓冲剂加入到水 中，从而形成缓冲液（例如，憐酸盐缓冲盐水或2-[4-(2-径乙基）赃嗦-1-基]乙横酸 (肥PE巧缓冲液）；将聚（乙二醇）和粘弹性聚合物混合到缓冲液中W形成反应混合物；将 抗氧化剂添加到反应混合物中；然后在使反应混合物聚合前，从反应混合物中除去悬浮的 气泡。在一些实施方案中，还将乳化剂、非离子表面活性剂或二者添加到反应混合物中。另 夕F，在某些实施方案中，还将引发剂如光引发剂、酶或其组合添加到反应混合物中，W协助 和提供对反应混合物的聚合的控制。例如，在一些实施方案中，包含在反应混合物中的引发 剂是光引发剂，使得在除去悬浮的气泡的步骤后，将反应混合物暴露于电磁福射（例如，可 见光、紫外光或其组合）W使组合物聚合。
[0020] 在本公开主题的一些实施方案中，还提供了降低对个体的眼睛晶状体氧化损伤的 方法。在一些实施方案中，提供了降低对个体的眼睛晶状体氧化损伤的方法，其包括：首先 提供包括聚（乙二醇）、粘弹性聚合物和抗氧化剂的组合物，其中聚合形式时该组合物的折 射率为约1.30至约1.40。然后，将该组合物施用至个体的眼睛晶状体。在一些实施方案 中，该治疗方法还可W包括在将该组合物施用至个体的眼睛晶状体之后使组合物聚合的步 骤。例如，在一些实施方案中，该组合物还包含光引发剂，使得该组合物一旦被施用至个体， 就将该组合物和个体的眼睛暴露于一定量的电磁福射并且该组合物会在个体的眼睛内聚 合。在一些实施方案中，施用该组合物的步骤包括通过针（例如，25号至27号针）或其它 施用器将该组合物注射入个体的眼内。
[0021] 在研究本申请的说明书、附图和非限制性实施例后，本公开主题的其他特征和优 点对于本领域技术人员将是显而易见的。
[0022] 附图简要说明
[0023] 图1是显示通过由聚（乙二醇）-二丙締酸醋和透明质酸（PEG-DA/HA)的混合物 组成的聚合物组合物和由包含7. 5wt%海藻糖的阳G-DA/HA组成的聚合物组合物的透光百 分比与光的波长的函数的图；
[0024] 图2是显示由lOOmg/mL聚（乙二醇）-二丙締酸醋（PEG-DA)、10mg/mL透明质酸 (HA)和7. 5%的海藻糖亚微米颗粒组成的本公开主题的聚合物组合物的折射率的图；
[002引图3是根据由lOOmg/mL聚（乙二醇）-二丙締酸醋（PEG-DA)、10mg/mL透明质酸 (HA)和7.5%的海藻糖亚微米颗粒组成的本公开主题的冻干的聚（乙二醇）-二丙締酸醋 和透明质酸水凝胶的扫描电子显微镜（SEM)图像；
[002引图4是由lOOmg/mL聚（乙二醇）-二丙締酸醋（PEG-DA)、lOmg/mL透明质酸（HA) 和5%的海藻糖亚微米颗粒组成的本公开主题的聚合物组合物的SEM图像；
[0027] 图5是图4中所示的沈M图像的高倍放大图像，且还显示放置在聚合物组合物的 孔中的海藻糖颗粒；
[0028]图6是显示海藻糖颗粒相对于海藻糖粉末的抗氧化能力的图，其中颗粒和粉末的 抗氧化能力测定为两个时间段内氧自由基的抑制百分比；
[0029] 图7是显示本公开主题的聚合物组合物的折射率变化与溫度的函数的图；
[0030] 图8是显示水中浸泡本公开主题的聚合物组合物30天后，该聚合物组合物的重量 变化的图；
[0031] 图9是显示水中浸泡本公开主题的聚合物组合物后最初的120小时内，该聚合物 组合物的重量变化图；
[0032] 图10是新分离的猪晶状体的一系列图像，其显示培养该晶状体一段时间后晶状 体的浑浊化；
[003引图11是显示在用ImM&02培养猪晶状体一段时间后在该晶状体内形成白内障的 一对图像；
[0034] 图12是显示在用0.SmM&〇2培养猪晶状体一段时间后在该晶状体内形成白内障 的一系列图像；
[0035] 图13是显示用本公开主题的聚合物组合物涂覆猪晶状体的效果的一对图像，其 中，该组合物在一段时间内未导致晶状体浑浊；
[0036] 图14是显示用本公开主题的聚合物组合物涂覆猪晶状体对氧扩散至晶状体的影 响的图；W及
[0037] 图15是显示涂覆有本公开主题的聚合物组合物的猪晶状体相对于未涂覆的晶状 体浑浊化降低的一对图像，其中每个晶状体用0. 3Mm&〇2培养。
【具体实施方式】
[0038] 本公开主题的一个或多个实施方案的细节阐述于本文中。研究本文提供的信息 后，对本文描述的实施方案的修改和其他实施方案对于本领域技术人员将是显而易见的。 本文提供的信息W及特别是所述示例性实施方案的具体细节主要用于清楚理解，应理解从 中没有不必要的限制。在出现矛盾的情况下，W本文的说明书包括定义为准。
[0039] 虽然认为本文所用的术语可被本领域技术人员很好地理解，但提供本文所列出的 定义W帮组说明本文公开的主题。
[0040] 除非另有限定，本文使用的所有技术和科学术语具有本公开主题所属技术领域中 普通技术人员普遍理解的相同含义。虽然任何类似或等同于本文描述的方法、装置和材料 可用于本公开主题的实践或测试，但下面将描述典型的方法、装置和材料。
[0041]根据长期存在的专利法惯例，术语"一（a) "、" 一（an)"和"该（the)"在本申请包 括权利要求书中使用时指"一个或多个"。因此，例如，提及"一种蛋白"包括多种运样的蛋 白，