水凝膠前體制劑及其制備方法技術

本發明專利技術涉及水凝膠前體制劑、其制備方法和包含所述制劑的試劑盒以及利用所述制劑制備水凝膠的方法。所述的前體制劑包含至少一種結構性化合物和至少一種連接體化合物，所述結構性化合物優選為乙烯砜（丙烯酸支化的）聚（乙二醇），所述連接體化合物可以通過親核試劑與共軛的不飽和鍵或基團之間的選擇性反應聚合。所述的前體制劑是粉末形式的。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】水凝膠前體制劑及其制備方法本專利技術涉及水凝膠前體制劑、其制備方法和包含所述制劑的試劑盒以及利用所述制劑制備水凝膠的方法。三維細胞培養支架已被認為提供基因表達譜和其它細胞活動的可能，所述基因表達譜和其它細胞活動相比于傳統的在皿中的二維細胞培養物更接近地模擬活的有機體。這已經導致了新的合成聚合物水凝膠家族的開發，所述的新的合成聚合物水凝膠通常被稱為人工ECM(aECM)，因為它們模擬了細胞外基質的許多方面。一個主要的挑戰是提供化學作用，該化學作用使基質在細胞或生物分子存在下能交聯以及使得生物分子對基質自身穩定栓接。近年來，開發了使得在細胞或生物分子存在下形成凝膠的不同機理。例如，建議了基于低分子量構件的自組裝的機理，所述低分子量構件如肽(Estroff等人:Watergelationbysmallorganicmolecules；Chem.Rev.2004；104(3)；1201-18)或脲基嘧啶酮(ueidopyrmimidinone)(ZhangS.:Fabricationofnovelbiomaterialsthroughmolecularself-assembly；Nat.Bio-technol.2003；21(10)；1171-8)以及中等分子量的兩性嵌端共聚物(例如，參見Hartgerink等人：Peptideamphiphilenonofibers:Aversatilescaffoldforthepreparationofself-assemblingmaterials；Proc.Nat.Acad.Sci.U.S.A.2002；99(8)；5133-8)。WO00/454808描述了新的生物材料，特別用于形成水凝膠，其具有基于在親核試劑和共軛的不飽和鍵或基團之間Michael型加成反應的交聯化學作用，其使得在細胞或生物分子存在下形成凝膠。此外，可以將特異的信號分子通過特異性反應整合到凝膠基質中。該系統的一個主要缺點是在凝膠化之前它依賴于將至少兩種前體組分人工混合。實際上，由于i)粉末形式的不同組分的再懸浮條件、ii)前體溶液的混合比例的無意識變化，使用多組分的溶液可能是誤差的源頭，由此導致該凝膠組合物的使用復雜以及有重復性上的問題。此外，與將需要單一的溶液來生產凝膠的方法進行放大相比，將需要將幾種溶液混合來生產凝膠系統的方法進行放大更為昂貴。因此，本專利技術的目的在于避免已知水凝膠制劑的缺點，并且特別地在于提供水凝膠前體，所述的水凝膠前體易于處理并使得能夠使用高度可重復的組合物來制備水凝膠。這一目的由根據權利要求1的水凝膠前體解決。根據本專利技術的水凝膠前體制劑包含至少一種結構性的(structural)化合物和至少一種連接體化合物，其中所述結構性的化合物與所述連接體化合物可以通過親核試劑與共軛不飽和鍵或基團之間選擇性的反應來聚合。所述水凝膠前體制劑是未反應的粉末形式。所述制劑的優點在于所述粉末可以簡單地再懸浮，優選地在緩沖溶液中再懸浮，來使凝膠化反應開始。不需要將不同組分進行混合，由此可觀地降低了在至少一種結構性化合物與至少一種連接體化合物之間比例出錯的可能性。因此，這提高了由這些水凝膠前體制備的水凝膠的可重復性。此外，本專利技術的水凝膠前體提供了使用上的便利。本專利技術的水凝膠制劑是粉末形式的。所述的粉末可以包含任何尺寸和形狀的顆粒。供選擇地，粉末還可以作為壓實的小片或小丸來提供。最優選地，粉末可以以穩定的壓實塊的形式來提供，例如所述的壓實塊在容器底部。所述的粉末是未反應的，意味著幾乎沒有至少一種結構性化合物已經與至少一種連接體化合物通過選擇性反應發生了反應。優選地，大于70％、更優選地大于85％、最優選地大于95％的化合物未曾經歷選擇性反應。所述的選擇性反應是親核試劑與共軛的不飽和鍵或基團之間通過親核加成的反應。這樣的反應也稱作Michael型加成反應。所述結構性化合物的官能度至少為三，但最優選地所述結構性化合物的官能度為四或者更多。“官能度”的意思是在分子上反應性位點的數目。所述的結構性化合物優選地選自寡聚物、聚合物、生物合成的或天然的蛋白質或肽和多糖。優選地，所述的結構性化合物選自聚乙二醇、聚氧乙烯、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物、聚丙烯酸、乙烯-丙烯酸共聚物、聚乙烯噁唑啉、聚乙烯吡咯烷酮、乙烯-乙烯吡咯烷酮共聚物、聚馬來酸、乙烯-馬來酸共聚物、聚丙烯酸酰胺或聚氧化乙烯與聚氧化丙烯的嵌段共聚物或其混合物。更優選地，所述的結構性化合物為聚乙二醇，最優選地為具有三個、四個或更多個臂(arm)的支化聚乙二醇。所述的連接體化合物的官能度至少為二，并且選自寡聚物、聚合物、生物合成的或天然的蛋白質或肽以及多糖、或它們的混合物。優選地，所述的連接體化合物為肽序列，最優選地其包含粘附位點、生長因子結合位點或蛋白酶結合位點。所述的親核試劑優選地為強親核試劑，例如硫醇或含有硫醇的基團。所述的親核試劑還可以為本領域已知的任意其它類型的親核試劑，例如胺，條件是其足夠強以進行選擇性反應。此外，所述的共軛的不飽和基團優選為丙烯酸、丙烯酰胺、醌或乙烯基吡啶。最優選地，所述不飽和基團為乙烯砜。此外，本專利技術的水凝膠前體制劑可以包含至少一種生物活性化合物，優選地包含RGD肽序列，所述生物活性化合物可以通過親核試劑與共軛的不飽和鍵或基團之間的選擇性反應與結構性化合物綴合。所述的生物活性化合物可以包括粘附位點，如來自纖連蛋白的RGD序列或來自層粘連蛋白的YISG序列；生長因子結合位點，如肝素結合位點；蛋白酶結合位點或藥學活性化合物。優選地，所述的生物活性化合物包含細胞粘附位點，最優選地為RGD序列。所述的生物活性化合物包括至少一種能夠經歷自身選擇性反應的活性基團。更優選地，所述的生物活性化合物包含至少一種親核基團，最優選地包含硫醇基團。所述的生物活性化合物可以通過親核試劑與共軛的不飽和鍵或基團之間的自身選擇性反應與結構性化合物綴合。最優選地，這一自身選擇性反應與在結構性化合物與連接體化合物之間的自身選擇性反應，特別地與相同類型的親核試劑與共軛的不飽和鍵或基團之間的自身選擇性反應是相同的反應。供選擇地，在連接體化合物與結構性化合物聚合之前，所述的生物活性化合物可以通過自身選擇性反應來與結構性化合物綴合。所述的結構性化合物優選地為具有官能化的末端基團的多支化聚乙二醇(PEG)。更優選地，所述的末端基團用乙烯砜來官能化。最優選地，所述結構性化合物為PEG-三(乙烯砜)或PEG-四(乙烯砜)。PEG的醇基團的乙烯砜官能化可以通過本領域已知的任何適合的反應來實現。通過使用具有三個、四個或更多個分支的支化聚乙二醇有可能制備出官能度為三、四或者更多的結構性化合物。優選地，所述的連接體包括至少兩種親核基團，優選地硫醇基團。硫醇是強的親核試劑，其易于在生理pH下與不飽和鍵或基團經歷Michael型加成。此外，硫醇普遍存在于生物體系中，使得它們的使用不造成毒性問題。所述的連接體化合物優選地為肽，該肽包含至少兩個半胱氨酸，優選地所述的半胱氨酸位于肽的N-端和C-端附近。合成具有兩個或更多個半胱氨酸殘基的肽是簡單易行的。還可能的是，在此肽中引入特異性的蛋白酶位點，以制備可降解的水凝膠，所述的水凝膠例如用于在活體內使用。此外，通過改變臨近半胱氨酸的氨本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.04.22 EP 10160796.81.一種水凝膠前體制劑，其包含至少一種結構性化合物和至少一種連接體化合物，其中所述結構性化合物與所述連接體化合物能通過親核試劑與共軛不飽和鍵或基團之間的選擇性反應來聚合，其特征在于，所述水凝膠前體制劑為未反應的粉末形式，所述未反應的粉末包含穩定的壓實塊形式的所述結構性化合物和所述至少一種連接體化合物兩者，所述水凝膠前體制劑是通過將至少一種結構性化合物的第一溶液A和包含至少一種連接體化合物的第二溶液B在阻止所述選擇性反應的條件下混合；并且將得到的前體溶液凍干獲得的。2.如權利要求1的水凝膠前體制劑，其特征在于，所述制劑還包含至少一種生物活性化合物，所述生物活性化合物能通過親核試劑與共軛不飽和鍵或基團之間的選擇性反應與所述結構性化合物二聚化。3.如權利要求2的水凝膠前體制劑，其特征在于，所述生物活性化合物包含RGD肽序列。4.如權利要求1所述的水凝膠前體制劑，其特征在于，所述結構性化合物為具有乙烯砜端基的多支化聚乙二醇。5.如權利要求4所述的水凝膠前體制劑，其特征在于，所述結構性化合物為PEG-三(乙烯砜)或PEG-四(乙烯砜)。6.如權利要求1所述的水凝膠前體制劑，其特征在于，所述連接體包含至少兩個親核基團。7.如權利要求6所述的水凝膠前體制劑，其特征在于，所述連接體包含至少兩個硫醇基團。8.如權利要求1所述的水凝膠前體制劑，其特征在于，所述連接體為肽，所述肽包含至少兩個半胱氨酸。9.如權利要求8所述的水凝膠前體制劑，其特征在于，所述至少兩個半胱氨酸位于所述肽的N端和C端附近。10.如權利要求1所述的水凝膠前體制劑，其特征在于，選擇所述結構性化合物和/或所述連接體化合物，從而使得所述選擇性反應在pH于4.0或4.0以下時被阻止。11.如權利要求10所述的水凝膠前體制劑，其特征在于，pH為7.5時的反應速率是pH為7.0時反應速率的至少2倍。12.一種制備粉末形式的水凝膠前體制劑的方法，所述粉末包含穩定的壓實塊形式的所述結構性化合物和所述至少一種連接體化合物兩者，所述方法包括以下步驟：--提供至少一種結構性化合物的第一溶液A；--提供包含至少一種連接體化合物的第二溶液B；--將溶液A與B混合(1)；和--將得到的前體溶液凍干(7)；其中，所述的至少一種結構性化合物與所述至少一種連接體化合物能通過親核試劑與共軛不飽和鍵或基團之間的選擇性反應來聚合，其特征在于，所述溶液A和B在阻止所述選擇性反應的條件下混合(1)。13.如權利要求12所述的方法，其特征在于，所述溶液在pH4.0或4.0以下混合(1)。14.如權利要求12所述的方法，其特征在于，所述溶液在pH3.5下混合(1)。15.如權利要求12所述的方法，其特...

【專利技術屬性】
技術研發人員：S·里茲，M·盧托爾夫，
申請(專利權)人：Q吉爾股份有限公司，
類型：
國別省市：