CN101437528A - 生物活性创伤敷料和可植入装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供创伤敷料，任选地手术可植入的创伤敷料，含有可生物降解的聚合物和具有异源或自身前体细胞的水凝胶，如分散在其中的干细胞和祖细胞。可选地，创伤敷料可以具有从分散在其中的前体细胞得到的条件培养基。创伤敷料促进施用或植入部位处的组织复原过程。另外的生物活性剂也可以被分散在聚合物/水凝胶基体中，通过调节组成成分，其可以被配制为以受控速率进行生物降解。也提供了使用此类可生物降解的创伤敷料作为前体细胞、条件培养基和生物活性剂的输送设备或载体，或者作为可植入医疗器械上的涂层的方法，以促进损伤部位的组织修复。

Description

生物活性创伤敷料和可植入装置及使用方法

发明领域

[0001]本发明一般涉及用在治愈创伤和损伤中的组合物，特别地涉及可促进创伤部位的自然治愈过程的可生物降解的聚合物敷料。

背景技术

[0002]一般而言，伤口和损伤可以被分为两类：急性的和慢性的。在伤口最初未进行手术闭合的情况(延迟的初步闭合)中，伤口保持开放一段时间，该时间足以使得炎症过程和血管生成在手术闭合之前开始。通过二级伤口愈合(secondary intention)的创伤愈合通常不顺应手术闭合。结果是，使伤口成为粒状，并且从创伤床(wound bed)和边缘形成上皮。在过去几年中开发了很多敷料产品，以促进此种类型的愈合过程。

[0003]对于这些类型的急性伤口，与暴露于空气的伤口相比，通过提供最佳愈合环境——该环境使伤口连续地暴露于蛋白酶、趋化因子、补体和生长因子的周围流体，封闭敷料使上皮再形成速率增加30％至50％，使胶原合成增加20％至60％。可以刺激成纤维细胞和内皮细胞迁移的电梯度(electrical gradient)被保持。非黏附敷料的使用阻止新形成的上皮层的剥离。

[0004]封闭敷料一般被分为水合层(抗生素软膏或软石脂)、非黏附接触层、吸收层和垫承层(纱布)以及防护层(带或包裹物)。为了获得急性创伤的最适愈合，封闭敷料一般在受伤2小时内被施用，并且被留置在其上至少24小时，很少长达48小时。最初的创伤低氧对于成纤维细胞增殖和血管生成是重要的；然而，在创伤部位的连续的低氧延迟创伤愈合。因此，如果封闭敷料被施用于缺血性创伤，愈合被严重地损害。

[0005]慢性创伤被定义为在3个月之后不能愈合的创伤。静脉停滞性溃疡(venous stasis ulcers)、糖尿病性溃疡、压疮(pressure ulcers)和缺血性溃疡(ischemic ulcers)是最常见的慢性创伤。很多企图治愈静脉停滞性溃疡的敷料选择是对标准的糊压绷带(paste compression bandage)，Unna′s boot的改变。这些创伤可以有时具有大量的需要经常清创的渗出液。在这种情况下可以使用藻酸盐、泡沫和其它吸收剂。因为慢性创伤通过与急性创伤稍微不同的机理愈合，因此正研究生长因子的试验。和

(Curative Health Services，Inc.，Hauppauge，纽约)是经美国食品与药品管理局(the US Food and Drug Administration(FDA))批准的唯一药物。

[0006]尽管在本领域中取得了这些进展，但是在本领域中对新的和更好的方法和装置存在需求，该方法和装置用于复原损伤处创伤愈合的自然过程，所述损伤的修复需要组织重塑和修复。

发明内容

[0007]本发明基于的前提是：多种复杂的过程对最适的组织修复和重塑而言是必需的，该过程如非涉及数百个基因，则是涉及数打基因的差异表达。基于该概念，因此断定，创伤及损伤的最佳修复不可能通过给予单蛋白质或者单基因来实现，所述基因的编码产物已知与此类过程有关，或者也不能通过给予相关蛋白质或基因的组合物来实现，原因在于组织复原过程的复杂性。本发明依赖于一些前体细胞如组织特异性祖细胞，分泌各种因子如生长因子和细胞因子的能力，这些因子以时间和浓度依赖型的协同和适当的顺序参与组织修复中。

[0008]本发明基于这样的发现：可生物降解聚合物或者水凝胶可以被装载异源或自身前体细胞、自此类前体细胞得到的条件培养基或者其组合，并被用于将自身天然治愈细胞召集和/或保持在损伤处，所述损伤的修复需要组织重塑和复原。组织复原是这样的过程，藉此多种受损细胞类型被替换，以恢复受治疗组织的组织构造(histoarchitecture)和功能。前体细胞在生长培养基中受到保护、养育，并通过本发明创伤敷料和装置涂层中的可生物降解聚合物(一种或多种)和/或水凝胶来传输。

[0009]因此，在一个实施方式中，本发明提供生物活性创伤敷料，其中至少一种选自干细胞、组织特异性祖细胞、胚层谱系干细胞和多能干细胞的前体细胞、自此类细胞得到的条件培养基及其组合被分散在可生物降解聚合物或水凝胶内。

[0010]在另一实施方式中，本发明提供促进哺乳动物对象中损伤部位处的组织复原的方法，是通过使该损伤部位与本发明创伤敷料在适合促进该损伤部位处的组织复原的条件下相接触而进行的，其中所述创伤敷料包括至少一种选自干细胞、组织特异性祖细胞、胚层谱系干细胞和多能干细胞的前体细胞、自此类细胞得到的条件培养基及其组合，它们被分散在可生物降解聚合物或水凝胶内。

[0011]仍在另一实施方式中，本发明提供用于涂敷至少部分可植入医疗装置的聚合物涂层。本发明聚合物涂层包括可生物降解的聚合物，其具有分散在其中的至少一种选自干细胞、组织特异性祖细胞、胚层谱系干细胞和多能干细胞的前体细胞、自此类细胞得到的条件培养基及其组合物，以增强植入部位处的组织复原。所使用的可生物降解聚合物是具有由结构式(I)描述的化学结构的PEA，

并且其中，n在约5至约150的范围内变化，m在约0.1至约0.9的范围内变化；p在约0.9至约0.1的范围内变化；其中R¹选自(C₂-C₂₀)亚烷基或(C₂-C₂₀)亚烯基；R²是氢或(C₆-C₁₀)芳基(C₁-C₆)烷基或叔丁基或其它保护基；R³选自氢、(C₁-C₆)烷基、(C₂-C₆)烯基、(C₂-C₆)炔基和(C₆-C₁₀)芳基(C₁-C₆)烷基；和R⁴选自(C₂-C₂₀)亚烷基、(C₂-C₂₀)亚烯基或烷氧基以及通式(II)的1，4:3，6-双无水己糖醇(dianhydrohexitols)的双环部分：

式(II)

除了对于具有结构式(I)的化学结构的不饱和聚合物而言，R¹和R⁴选自(C₂-C₂₀)亚烷基和(C₂-C₂₀)亚烯基；其中R¹和R⁴的至少一个是(C₂-C₂₀)亚烯基；n是约5至约150；每一个R²独立为氢或(C₆-C₁₀)芳基(C₁-C₆)烷基；以及每一个R³独立为氢、(C₁-C₆)烷基、(C₂-C₆)烯基、(C₂-C₆)炔基或(C₆-C₁₀)芳基(C₁-C₆)烷基，

或者所述生物可降解聚合物是PEUR，其具有通用结构式(III)描述的化学式，

并且，其中n在约5至约150范围内变化，m在约0.1至约0.9范围内变化，p在约0.9至约0.1范围内变化；其中R²是氢或(C₆-C₁₀)芳基(C₁-C₆)烷基或叔丁基或其它保护基；R³选自氢、(C₁-C₆)烷基、(C₂-C₆)烯基、(C₂-C₆)炔基和(C₆-C₁₀)芳基(C₁-C₆)烷基；R⁴选自(C₂-C₂₀)亚烷基、(C₂-C₂₀)亚烯基或烷氧基和通式(II)的1，4:3，6-双无水己糖醇的双环部分；和R⁶独立选自(C₂-C₂₀)亚烷基、(C₂-C₂₀)亚烯基或烷氧基和通式(II)的1，4:3，6-双无水己糖醇的双环部分，

除了对于具有结构式(II)的不饱和聚合物而言，R⁶和R⁴选自(C₂-C₂₀)亚烷基和(C₂-C₂₀)亚烯基；其中R⁶和R⁴的至少一个是(C₂-C₂₀)亚烯基，和

其中所述创伤敷料促进所述装置在对象内被植入的部位处的体内组织修复或重塑。

附图简述

[0012]图1是显示由平滑肌细胞在48小时内产生ATP的图，其中平滑肌细胞铺板在下述培养基中：Cambrex完全培养基(Cambrex-complete-media(生长因子加5％胎牛血清(FBS))；Cambrex-减去生长因子(gf)-加5％ FBS(Cambrex-minus-growth-factors(gf)-plus-5％ FBS)；或Cambrex-减去gf-减去FBS(Cambrex-minus-gf-minus-FBS)。向提供有Cambrex-减去gf-减去FBS(Cambrex-minus-gf-minus-FBS)的孔中，加入含有藻酸(alginic acid(AA))水凝胶颗粒加0、5或10％ FBS的插入物。AA颗粒将FBS释放到培养基中，导致细胞生长增加。

发明详述

[0013]在一方面，本发明基于这样的发现：可生物降解的、生物活性聚合物或水凝胶可以被用于产生创伤敷料、可植入组合物和医疗器械的涂层，其促进创伤部位处的内源组织复原过程。分散在聚合物或水凝胶基质中的异源或自身前体细胞，通过与因子和细胞因子混合物的相互作用以及分泌进入因子和细胞因子混合物的组织环境，促进创伤部位处的内源治愈过程；其中所述因子和细胞因子可促进组织复原。另外，聚合物可以被装载以各种生物活性剂，所述生物活性剂可以将前体细胞吸引或容纳在聚合物基质中，或者促进伤口如慢性创伤中的自然治愈过程。当水凝胶或聚合物随时间而生物降解时，所释放的生物活性剂可以被吸收到创伤或损伤部位的靶细胞中以便在胞内起作用，或者该生物活性剂可以结合细胞表面受体分子，以在不进入细胞的情况下引起细胞反应。取决于所选择的聚合物或水凝胶基质的生物降解速率，本发明的创伤敷料——任选地是可植入的——的组织重塑性质甚至在聚合物生物降解之前将开始发生。

[0014]胚胎组织中的干细胞 一般而言，入组织具有非常有限的再生潜力。然而，来自胚胎的干细胞具有形成所有成体组织的潜力。胚胎干细胞可以经过培养而产生稳定的多能细胞群体及其相关的条件培养基。

[0015]成体组织中的干细胞 自从开发胚胎干细胞培养物起，已经发现“干细胞”存在于很多成体组织中。事实上，这些广义归类的成体“干细胞”应当更正确地被描述为“前体细胞”，由多种细胞群体组成，包括组织特异性祖细胞(tissue-specific progenitor cells)、胚层谱系干细胞(germ-layer lineage stem cells)和多能干细胞(pluripotent stemcells)。

[0016]组织特异性祖细胞(tissue-specific progenitor cells)显示出多种不同的分化能力，范围从单能性(形成一种单一的细胞类型)到多能性(形成多种细胞类型)。

[0017]胚层谱系干细胞(germ-layer lineage stem cells)可以比祖细胞形成更宽范围的细胞类型。一个个体胚层谱系干细胞可以形成它的相应胚层谱系(即外胚层、中胚层或内胚层)内的所有细胞类型。多能干细胞(pluripotent stem cells)可以比单个的胚层谱系干细胞形成更宽范围的细胞类型。一个单一的多能干细胞可以形成属于所有三种胚层谱系的细胞。因此，多能干细胞是自我更新以及分化以再生成体组织的克隆细胞。

[0018]胚层谱系干细胞和多能干细胞具有自我更新的持久能力，远远超出祖细胞有限的生命期限。

[0019]接下来的讨论是各种种类的组织创伤和损伤以及相关前体细胞种类，该前体细胞经鉴定适合促进此类部位处所涉及组织的修复和复原。根据本发明，含有所指类型的前体细胞或其条件培养基的创伤敷料可以用于促进所指组织损伤部位处的组织重塑。

成体组织中的干细胞——来自骨髓

[0020]成年骨髓来源的祖细胞传统上被认为是具有有限分化能力的组织特异性细胞。然而，最近的发现已经表明，在适当的细胞因子分子的影响下，此类骨髓来源的祖细胞事实上具有再生各种不同谱系的细胞的能力。因此，一种共同的“可互换的”祖细胞可能存在于骨髓中、能够再生和修复整个身体中的组织的假设，迄今为止已经在几个实例中得到确认。这个结果已经建立了利用骨髓来源的干细胞作为细胞和条件培养基的来源可能性，所述细胞和条件培养基用于各种身体部位中的治疗性组织修复和再生。

内皮和相关组织

骨髓来源的内皮祖细胞：成体新血管形成

[0021]出生后的新血管形成不限于血管生成，而是也包括维管形成(vasculogenesis)。在造血系统中，在干细胞和祖细胞库中的唯一的长期自我更新的细胞是骨髓的造血干细胞。响应于血管损伤和/或组织局部缺血，在成体维管形成期间，来自骨髓干细胞库的内皮祖细胞(endothelial progenitor cells(EPCs))被召集到系统循环中。从这些祖细胞开始，内皮细胞成熟和分化至动脉、静脉和淋巴内皮可以发生，导致血管修复或形成。

上皮

眼中的干细胞

[0022]角膜缘干细胞对于维持角膜上皮是必需的，并且这些细胞现在被临床用于严重受损角膜的修复。

牙齿发育和修复

[0023]未来的治疗可以基于：在持续生长的牙齿如成人中的阻生智齿(impacted wisdom teeth)中发现牙齿上皮干细胞。

肺形态发生和损伤修复

[0024]肺发育以及在肺中的上皮损伤修复，是通过似乎共调节肺中的干细胞/祖细胞功能的刺激基因对抑止基因之间的精细平衡而被紧密协调的。在本发明可植入组合物中，利用活化的肺干细胞/祖细胞可有助于在患有顽固的肺动脉瓣关闭不全的儿童和成人中改善肺损伤、提高肺修复和/或诱导肺再生。

在人成年女性乳房上皮中的腺谱系和肌上皮谱系的祖细胞

[0025]表型地和行为地，人乳房上皮的祖(定向成人干细胞(committed adult stem))细胞具有通过各种中间细胞而分化为腺细胞或肌上皮细胞的潜力，并且可以被用在本发明的可植入组合物中，用于此类组织中损伤部位处的组织复原。

结缔组织和骨骼组织

在骨生物学和应用骨再生中的充质干细胞

[0026]骨髓含有稀少的能够分化为骨、软骨、肌肉、腱和其它结缔组织的祖细胞群。这些细胞被称为充质干细胞(mesenchymal stemcells(MSCs))，并且可以被用在本发明方法和器械中以增强骨、软骨、肌肉、腱和其它结缔组织中的组织再形成。

肌肉

心肌

[0027]心脏祖细胞已经击败了肌细胞再生不能发生在成年心脏中的教条。最重要的是，原始细胞和祖细胞已经在人心脏中得到鉴定。对于受损心脏中的心肌细胞增殖而言，利用骨髓来源的干细胞对用于本发明器械和组合物中的细胞提供了较少入侵源，所述本发明器械和组合物与心血管组织工程如心瓣膜、血管和心肌有关。另外，早期的胚胎细胞可以被召集到心肌谱系并被用于心脏组织复原中的此类目的。

骨

[0028]理想地，骨骼重建依赖由祖细胞活性的启动而产生的正常组织的再生。基本要求包括有益于细胞附着和细胞功能维持的支架以及祖细胞富集源。在后面的方面中，骨是特殊的情况，并且存在从具有干细胞特征的细胞进行再生的巨大潜力。成骨细胞、成软骨细胞、成脂肪细胞(adipoblasts)、成肌细胞和成纤维细胞已经显示出是由衍生自此类单细胞的集落产生的。原则上，这些前体细胞可以被用在本发明创伤治愈可植入组合物中，用于所有组织的再生，这些种类的细胞包括：骨、软骨、脂肪、肌肉、腱和韧带。

[0029]具体而言，骨折的修复必需要进行骨组织的合成，其需要未分化的骨软骨祖细胞转化为成熟的成骨细胞和软骨细胞。已经提出，对于所有间充组织而言都存在干细胞，在一生中其驻留在骨髓中，具有可比得上关于血细胞生成所述的一种谱系。在许多体内和体外研究中，骨髓来源和骨膜来源的祖细胞已经显示出可产生骨和软骨。例如，软骨形成的体外研究中，骨髓来源的祖细胞显示出可分化为它们的终末表现型，肥大软骨细胞。

关节软骨的修复

[0030]不存在自然的修复机制来治愈受损或患病的软骨。然而，牵涉软骨下骨的全层缺损(full-thickness defects)可以借助使用来自骨髓或者来自移植软骨膜或骨膜的多能祖细胞进行修复。纤维软骨修复机制似乎被自骨髓得到的间充质细胞的增殖和分化调节。生物移植物例如软骨膜已经成功地用于修复全层缺损，大概是因为软骨膜的移植物含有可以分化为成软骨细胞的祖细胞以及类似物。

干细胞和组织工程：在牙科实践中再生组织的前景

[0031]已经鉴定出可调节来自祖细胞的牙齿和骨的发育的特异性信号分子。该信息已经被用于体外和体内产生牙槽组织(dentoalveolartissues)。进一步的发育将是在患者中生长出新的釉质、牙质、牙周韧带、骨或者甚至全部新牙。已经显示，牙周组织再生的潜力高度依赖缺损形态学和“祖细胞”的可用性。

韧带和腱愈合的组织工程

[0032]韧带和腱是密集结缔组织的带，其调节正常关节运动和稳定性。间充质祖细胞作为多能细胞源引入到愈合环境中，可以被用于复原韧带和腱的损伤。

内耳中的毛细胞再生

[0033]由内耳毛细胞损失而引起的听力和平衡障碍是耳鼻咽喉-头-颈外科中遇到的常见问题。目前的工作集中在新毛细胞的细胞的祖细胞源和负责诱导毛细胞再生的触发机制。

神经元

脑修复：神经发生(neurogenesis)和胶质发生(gliogenesis)

[0034]在受损神经系统的修复中，神经干细胞(neural stem cells(NSCs))被认定具有非凡的潜力。然而，NSCs的分子同一性还未被完全建立。多数NSC培养物含有大量的多能、双能和谱系限制的神经祖细胞——它们中的大多数似乎在扩增后损失了神经潜能。因此，单个NSC能够在中枢神经系统(CNS)内产生各种种类的细胞，包括神经元，星形细胞和少突神经胶质细胞。由于这些特征，对NSCs和用于受损脑中的治疗性应用的神经祖细胞存在不断增加的兴趣。

[0035]在神经祖细胞研究中的主要进展，已经导致利用移植的祖细胞来修复受损神经系统的理性方法。

在视网膜中，Muller神经胶质在神经保护和再生中的作用

[0036]脊椎动物视网膜衍生自胚胎发育中来自神经管的成对外翻，并且起初是由祖细胞产生的，所述祖细胞类似于那些产生神经元和中枢神经系统其它区域的神经胶质的祖细胞。神经胶质细胞被认为是保护神经元免受各种神经伤害。当存在对视网膜的损伤时，Muller细胞(Muller glia)——其为视网膜中支配性的神经胶质要素，经历重大的形态学、细胞和分子变化。Muller细胞与内皮细胞接触，以便促进低氧环境过程中的新血管形成过程。最近的研究已经指出Muller细胞在损伤后的视网膜再生中的作用，其去分化为祖细胞然后产生不同的神经元细胞类型。

中风之后增强的神经形成

[0037]神经前体的增殖、迁移和成熟受到局部缺血的影响。存在引人注目的证据，即驻留在脑部的神经前体引发对中风的补偿响应，导致新神经元的产生。在伤害成人大脑之后，关于神经元自我修复的证据直到最近都是不足的。现在已经显示局部缺血伤害引发来自神经干细胞或祖细胞的神经形成，所述神经干细胞或祖细胞位于齿状颗粒下层，其为排列于侧脑室的脑室下层，以及邻近海马的后室周(posteriorperiventricle)中(参见K.S Aboody et al.PNAS(2002)97(23)：12846-12851和R-L.Zhao，Experimental Neurology(2002)174(1)：11-20)。

嗅鞘细胞(Olfactory ensheathing cells)：它们修复损伤脊髓的潜在应用

[0038]脊髓内移植物(例如胎儿神经细胞、祖干细胞和嗅鞘细胞)已经被用于复原脊髓内循环或者作为受损轴突的“桥梁”起作用。来自鼻中的嗅觉固有膜的嗅鞘细胞(EC)属于用于“桥接”受损脊髓中的下行和上行路径的最好移植物之列。特别地，对培养的ECs中的生长因子表达的测定显示，ECs表达了神经生长因子(NGF)、脑衍生神经营养因子(BDNF)和胶质细胞系衍生神经营养因子(GDNF)。ELISA证实了NGF和BDNF的胞内存在，并且显示，与BDNF相比，由ECs分泌大约高达7倍的NGF。RT-PCR分析证明了NGF、BDNF、GDNF和neurturin(NTN)的mRNA表达。另外，ECs也表达了受体trkB、GFRalpha-1和GFRalpha-2。因此，ECs表达了许多生长因子，并且表达了尤其BDNF，其可以以旁分泌和自分泌的方式起作用。(E.Woodhall et al，Brain ResMoI Brain Res.(2001)88(1-2)：203-13)。

在脱髓鞘过程中的神经干细胞/祖细胞：在多发性硬化中的修复机制

[0039]在最近几年，已经变得很显然的是，成年哺乳动物中枢神经系统(CNS)含有很多被描述为未成熟的、未分化的、多能细胞的神经干细胞(NSCs)的群体，其可以被召集用于神经变性和脱髓鞘疾病的修复。这些NSCs可以产生少突胶质细胞祖细胞(oligodendrocyte progenitorcell(OPCs))和其他成髓鞘细胞。

[0040]因为成髓鞘OPCs在多发性硬化中不能分化，所以在该成熟中涉及的新兴分子知识，可能对脱髓鞘疾病如多发性硬化的未来基于干细胞的治疗设计上有帮助。试验研究表明，移植的新生OPCs可以再生大面积的MS脱髓鞘特征，其具有比内源OPCs大得多的效率。

对脊髓损伤的恢复的促进

[0041]提出了植入胚胎干细胞用于恢复受损轴突的髓鞘，并且在某些国家用于临床试验中。人神经干细胞可以替代受损细胞，并且在脊髓损伤小鼠模型中可以改善功能。当人神经干细胞被注射到小鼠的脊髓挫伤部位中时，人细胞存活并且广泛移入受伤小鼠脊髓内，其中细胞在移植后维持了17周。所注射的神经干细胞分化为神经元并在神经元之间形成突触。移入后16周，如此处理的小鼠显示出可恢复协调的运动功能和跨步能力的证据(BJ.Cummings，PNAS(2005)Onlineedition September 19，2005)。

内脏器官

肝再生和修复

[0042]肝细胞的干细胞和祖细胞已经为人所知很多年。另外，用于治疗需求的非生理源细胞并不限于那些参与生理修复过程的细胞。可选细胞包括来自其它成年种群如骨髓基质细胞的干细胞，来自胎儿肝组织的干细胞，或者来自胚胎干细胞的先体外、后体内分化的干细胞。分离的、培养的以及先体外后体内扩增的胎儿成肝细胞和肝细胞首先被研究。假定这些细胞已经被“定向”至肝谱系，在成肝细胞的情况下是双向的(即朝向胆管细胞(cholangiocytes)和肝细胞)，而在胎儿肝细胞的情况下是肝细胞定向的。小鼠胚胎干(ES)细胞分化为成熟肝细胞已经容易地被很多组证明。

[0043]潜在地最有可能从这样的步骤中显示真正的益处的疾病包括：原发性肝病或原发性多种肝病，其中肝外表现源自肝的异常基因表达或缺损型蛋白质生产(威尔逊病，α-1-抗胰蛋白酶缺乏症，I型高酪氨酸血症(tyrosenemia type I)，hyperlipidoses和卟啉症，代谢缺陷，例如克-纳二氏综合症，家族性高胆固醇血症和淀粉样变，草酸盐淀积症和凝血缺陷(coagulaion defects)，如血友病A、第IX因子缺乏症)。获得性肝病，特别是继发于毒性或病毒损伤的急性衰竭，在有限的临床试验中已经用胎儿和成人肝细胞进行治疗。伴随着临床测量如肝性脑病和脑灌注压力的改进，这些治疗在帮助患者存活直至可以获得供体器官上的功效是有希望的(S.Sell，Cancer Research(1990)，50(13)：3811-3815)。

肾再生和修复

[0044]存在肾干细胞和祖细胞。

成体胰中的祖细胞：某些糖尿病患者

[0045]成人胰中的β-细胞团，具有在损伤后经历有限再生的能力。胰β-细胞置换代表了对1型糖尿病患者和需要胰岛素的2糖尿病患者进行治疗的诱人方法。鉴定在该过程中所涉及的祖细胞以及了解导致其成熟的机制将产生新的治疗机会。

[0046]该前景目前受到供体细胞有限可得性的限制。最近的发展可以提供丰富的培养的人β-细胞源，所述发展包括借助可逆无限增殖化的β-细胞膨胀以及借助自胚胎和成人组织祖细胞分化的β-细胞产生。此类细胞可以被遗传修饰，以及被包围在半透膜中，以增加其对β-细胞变性剂(在2型糖尿病患者中)的抗性以及重现自身免疫(在1型糖尿病患者中)。

自身免疫病

用于类风湿性关节炎的高剂量化学疗法和自身造血干细胞移植

[0047]在最近几年已经出现了一种新的治疗方法，用于治疗严重的、顽固性风湿自身免疫病包括类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis(RA))在内，所述治疗方法包括强免疫抑制和自身造血干细胞移植(stemcell transplantation(SCT))。该策略的基本原理基于通过强免疫抑制的免疫净化(immunoablation)概念，其具有随后的衍生自再灌注的(reinfused)造血祖细胞的天然T淋巴细胞的再生。

[0048]在一个方面，本发明描述了创伤敷料和移植物，其包括：(a)a可生物吸收的水凝胶或聚合(聚合物、共聚物或聚合物合金)载体，在该水凝胶或聚合载体中分散、混合、溶解、匀化和/或共价结合(“分散”)有(b)至少一种异源或自身前体细胞、由此类细胞产生的条件培养基或它们的组合，其对经过数天、数周或数月的促进自然创伤愈合过程是有效的。本发明的发明创伤敷料和移植物可以是任何合适的形式，其中包括前体细胞或条件培养基和其它生物活性剂在内的聚合物基质，可以用聚合物技术加工方法被形成到该形式中。

[0049]试验证据表明，在老年人中组织重塑被削弱，他们代表了需要组织重塑治疗的最大的患者群。因此，削弱组织重塑的年龄相关因子也将削弱自身前体细胞如各种类型的祖细胞的活性，它们提取自年长患者中并被输送至他们的创伤或损伤中。

[0050]根据本发明方法，这些缺点是可以克服的，是通过给予此类患者无细胞条件培养基实施的，所述无细胞条件培养基是通过培育得自年轻健康个体的分离异源前体细胞、并加工条件培养基，以从中去除细胞，而产生无细胞条件培养基而制备的。

[0051]例如，当无细胞条件培养基是由自身或异源骨髓制备时，所述骨髓可以任选地在放置在生长培养基中之前进行过滤，以去除约300μ至约200μ以上的颗粒。骨髓细胞也可以分离自用于生长的过滤ABM，以产生前体细胞。通常，从骨髓迁移到仅包含几个细胞的组合物中所需的生长时间为大约7至10天，在该组合物中的是一个或几个前体细胞。骨髓来源的前体细胞可以被分离，以及另外生长在合适的生长培养基中一段合适的时间，例如，约24小时，以便细胞分泌细胞因子和其它因子的混合物到生长培养基中。含有细胞因子、因子和类似物的条件培养基可以通过滤器来收集，该滤器被选择为去除细胞或者被加工为基本上去除细胞以产生无细胞培养基。用于两个细胞生长步骤的合适的培养条件在本领域是熟知的。如果前体细胞来自其它组织，可以使用类似的(但不必相同)方法。

[0052]衍生自自身或异源前体细胞诸如但不限于得自骨髓的那些前体细胞的体外生长的无细胞培养基，可以被用于代替衍生自从自身骨髓得到的细胞的培养物生长的条件培养基，以便将由参与组织复原的前体细胞分泌的许多血管生成因子传递至患者组织。本发明无细胞培养基是通过在合适的条件下培养分离的异源或自身祖细胞一段时间而产生的，该时间足以使祖细胞将混合的分泌产物分泌到条件培养基中。然后，加工条件培养基，以产生含有所述混合分泌产物的无细胞培养基。正如输血用供体血液的制备那样，其中仅有红细胞被定型，并进行交叉配血，被给予的其它细胞以及血浆在不进行任何血型测定的情况下被给予。对于任何这些产物，严重的过敏反应的发生率很低。源自异源或自身来源细胞的无细胞条件培养基可以被认为是无过敏原的，正如同得自各种供体的血清或血浆那样。

[0053]与蛋白质的大小相比，保留在无细胞培养基中的细胞因子是相对小的分子，因此缺乏哺乳动物身体识别为非自身而导致免疫反应的特征。细胞与细胞因子之间的大小差别，使得通过过滤生长培养基或者通过离心例如在10kxg下的5分钟，从生长培养基中去除细胞而产生无细胞培养基是便利的。该无细胞培养基可以进行进一步加工，如通过冷冻或冻干法，并被放置到小容器中，以使处理、贮存和分发便利。本领域技术人员将理解，通过加入诸如灭菌水、生理盐水以及类似物之类的流体，利用本领域已知的、如适合制备其它类型的用于给予患者的血液细胞和血液产品的技术，冷冻或冻干的无细胞培养基将容易地重构使用。

[0054]骨髓(BM)是参与血管生成过程控制的广谱细胞因子(例如生长因子)、各种因子和细胞的自然来源，方便起见，它们在此被集体称为“混合的分泌产物”。因此，据认为，自身(A)BM或从其衍生的骨髓细胞的心肌内注射，通过利用这些细胞以适当时间方式分泌很多血管生成因子的自然能力，对在缺血性心肌中实现治疗性侧支发育(therapeutic collateral development)提供了最佳的干预。

[0055]当条件培养基未被制备为无细胞时，例如当前体细胞是自身的时候，可省略过滤步骤。仍是可选地，分离的前体细胞可以活着被装载到处于合适的生长培养基中的水凝胶或聚合物基质中，并且本发明创伤敷料可以被放置在需要组织复原的部位中，以使细胞原位产生混合的分泌产物，同时所述细胞被扣押在聚合物或水凝胶基质中。在任何情况下，前体细胞，如果存在的话，仅需要在创伤敷料或涂布器械放置之后瞬间保持是活的，该时间仅仅是足以与周围组织进行相互作用，以使适当的分泌产物产生并开始内源过程组织重塑。该治疗效果发生所需的确切时间段，将根据所用前体细胞的类型以及其中放置有本发明创伤敷料或涂布器械的周围组织的类型而不同。然而，一般而言，前体细胞的原位生活期限将在10小时至10天的范围内。

[0056]前体细胞或含有混合的前体细胞-分泌产物的条件培养基的“有效量”，如该术语被用在本文中，是指足以在创伤或损伤部位刺激组织重塑发育的量。用于任何特定患者的有效量将通过医师考虑诸如患者综合健康和年龄、被治疗状况的严重度、体重以及类似因素之类的因素来决定。

[0057]通过前体细胞分泌进入生长培养基中的分泌产物的混合物可以影响和促进组织复原这一发现，已经导致了这样的结论：如本文所述，得自分离的自身或异源前体细胞的条件培养基可以代替自身前体细胞而产生组织复原效果。而且，利用供体提供的前体细胞来产生治疗性条件培养基有几个优势。首先，缺血性或老年患者不必经历麻醉来获取自身前体细胞，例如可以从骨髓得到。年轻健康的给体产生更具活力的前体细胞，因此，利用通过异源前体细胞产生的异源细胞或特别是无细胞条件培养基，减少了因为获得用在本发明创伤敷料和组合物中的细胞而对患者的损伤。另外，创伤治愈组合物可以提前生产并贮存，用于受体患者的即刻应用。例如，含有来自异源细胞的无细胞条件培养基的创伤敷料组合物可以被冷冻，以适合贮存。可选地，如本文所述，制备无细胞条件培养基，并进行冷冻或冻干用于贮存，然后在使用时使其重构，用于灌注或“装载”到本发明聚合物或水凝胶敷料中。

[0058]在一个实施方式中，本发明提供生物活性创伤敷料或器械涂层，其被设计用于植入到体内部位，并且包括至少一层可生物吸收的聚合物，该聚合物在相当的一段时间内，例如在24小时、约7天、约30天、约90天和约120天的时间内，释放分散的前体细胞、条件培养基、创伤愈合药物或生物活性剂。如本文所述的交联聚(酰胺酯)、聚己酸内酯、或聚酯型氨基甲酸酯可以被用于此目的，使得创伤敷料是完全可生物吸收的。在此种情况下，随着时间推移，创伤敷料将被身体通过自然酶促作用并且取决于选择的聚合物在可控的速率下再吸收，这允许重建细胞结构(cell architecture)，以恢复其自然功能。因此，作为通过在哺乳动物对象如人中发现的酶对聚合物载体的生物降解的结果，前体细胞或得自所述前体细胞的条件培养基在原位被释放。

[0059]本发明创伤敷料和可植入组合物也意欲用于多种哺乳动物患者中的伤口和损伤的兽医治疗，例如宠物(如猫、狗、兔、雪貂)、农场动物(例如猪、马、螺、奶牛和肉牛)以及赛马。

[0060]用于分散进入本发明创伤敷料和可植入组合物和自本发明创伤敷料和可植入组合物释放的可生物降解聚合物的优选的附加生物活性剂包括：抗增殖药、雷帕霉素及其任何类似物或衍生物、帕尼特西或其任何紫杉醇类(taxene)类似物或衍生物、依维莫司(everolimus)、西罗莫司、他克莫司、或其任何莫司命名的药物家族，以及他汀类，如辛伐他汀、阿托伐他汀、氟伐他汀、普伐他汀、洛伐他汀、罗苏伐他汀，格尔德霉素，例如17AAG(17-烯丙氨基-17-脱甲氧基格尔德霉素)，埃博霉素D(Epothilone D)和其它埃博霉素类，17-二甲氨基乙氨基-17-脱甲氧基-格尔德霉素和热休克蛋白90(Hsp90)的其它聚酮化合物抑制剂、西洛他唑及类似物。

[0061]如此处所用，“可生物降解的(biodegradable)”被用于描述用在本发明创伤敷料、可植入组合物和器械涂层中的聚合物和水凝胶，所述聚合物和水凝胶能够被分解为正常身体机能中的无害的生物活性产物。在一个实施方式中，整个创伤敷料或器械涂层是可生物降解的。优选的生物可降解的、生物活性聚合物具有可水解的酯键，其提供了生物降解性，并且一般是主要以氨基基团封端的链。

[0062]如此处所用，“分散的(dispersed)”意指如本文所公开的创伤愈合药物或者药物和/或一种或多种其它生物活性剂的混合物被分散、混合、溶解、匀化和/或共价结合(“分散”)在聚合物或水凝胶内。

[0063]适合用在本发明的实践中的聚合物可以具有允许生物活性剂与聚合物容易共价连接的官能度。例如，具有羧基的聚合物可以容易地与具有氨基部分的生物活性剂反应，从而通过所形成的酰胺基团而使生物活性剂与聚合物共价结合。如将在本文所述，生物可降解、生物活性聚合物和生物活性剂可以含有很多互补官能团，该官能团可以被用于将生物活性剂共价连接到生物可降解、生物活性聚合物。

[0064]用于制备本发明创伤敷料器械涂层的聚合物，无论其在如本文所述的配制物中存在与否，无论其被连接到如本文所述的生物活性剂与否，无论其与如本文所述的生物活性剂混合与否，也可以被用在医学治疗中。例如，聚合物可以被用在医疗器械或者至少部分可植入医疗或药物输送器械用涂层的制造中。此类可植入医疗器械例如包括整形手术植入物如人工关节、人工骨和椎间植入物(intravertebralimplant)；骨针和骨板、手术植入物和包裹、可植入的药物输送装置、心血管医疗器械、支架、旁路(shunts)、用于血管成形术治疗的医疗器械、人工心脏瓣膜、人工旁路、缝线、人工动脉、血管输送导管、监测和治疗导管以及用于局部生物活性剂输送系统的粘连屏障。

[0065]如此处所用，“生物活性(bioactive)”指创伤敷料或器械涂层含具有分散的前体细胞和/或来自这些细胞的条件培养基的聚合物，其通过将前体细胞或条件培养基容纳在创伤或损伤部位处一段时间——该时间足以使前体细胞和/或自此类细胞生长而来的条件培养基与周围组织相互作用从而影响组织重塑过程——而在创伤部位或器械植入物部位的内源愈合过程中起活性作用，同时在包含在其中的聚合物和/或水凝胶的生物降解过程中缓慢释放前体细胞或药物或牛物活性剂。另外，在一些实施方式中，本文所公开的聚合物(即那些具有结构式(I-VIII和XI)的聚合物)可以在酶降解之后具有生物活性，酶降解提供了培养细胞的必需氨基酸，同时其它分解产物可以以脂肪酸和糖被代谢的方式进行代谢。

[0066]考虑分散于用于本发明创伤敷料和器械涂层中的聚合物和水凝胶之内的生物活性剂包括这样的制剂：当在其生物降解过程中自聚合物或水凝胶中释放或洗脱时，促进了治疗性自然创伤愈合剂例如一氧化氮的内源产生，其是由内皮细胞内源产生的。可选地，在降解期间自聚合物中释放的生物活性剂(一种或多种)可以通过内皮细胞直接在促进自然创伤愈合过程中起作用。这些生物活性剂可以是任何制剂，其供给、转移或释放一氧化氮，提高一氧化氮的内源水平，刺激一氧化氮的内源合成，或者作为一氧化氮合酶的底物，或者抑制平滑肌细胞的增殖。这样的生物活性剂例如包括氨基氧类(aminoxyls)、呋咱类(furoxans)、亚硝基硫醇、硝酸盐和花色素苷；核苷如腺苷，和核苷酸如腺苷二磷酸(ADP)和腺苷三磷酸(ATP)；神经递质/神经调质，诸如乙酰胆碱和5-羟色胺(血清素/5-HT)；组胺和儿茶酚胺，诸如肾上腺素和去甲肾上腺素；脂类分子，诸如鞘氨醇-1-磷酸酯和溶血磷脂酸；氨基酸，诸如精氨酸和赖氨酸；肽诸如缓激肽、P物质和钙基因相关肽(calcium gene-related peptide)(CGRP)，以及蛋白质，诸如胰岛素、血管内皮生长因子(VEGF)和凝血酶。

[0067]已知可结合从而捕获此类抗体分子的小蛋白质基序(motif)，例如细菌A蛋白的B域和G蛋白的功能等价区，可以通过Fc区被共价连接至聚合物，并且将担当连接用作捕获抗体的抗体的配体，以容纳前体细胞或从患者血流捕获细胞。因此，利用A蛋白或G蛋白功能区可以被连接至聚合物涂层的抗体类型是那些含有Fc区的抗体。捕获抗体转而在聚合物表面附近结合并容纳前体细胞如祖细胞，而前体细胞——其优选地浸泡在聚合物或水凝胶内的生长培养基中——分泌各种因子并与该对象的损伤部位处的其它细胞相互作用。另外，包含在创伤敷料中的一种或多种活性剂如缓激肽可以活化前体细胞。

[0068]例如，用于连接前体细胞或用于从对象的血液中捕获PECs的生物活性剂，是针对已知的前体细胞表面标志物的单克隆抗体。例如，已经被报告修饰内皮细胞表面的互补决定子(complementarydeterminants(CDs))包括CD31、CD34+、CD34-、CD 102、CD 105、CD 106、CD 109、CDw 130、CD 141、CD 142、CD 143、CD 144、CDw145、CD 146、CD 147和CD 166。这些细胞表面标志可以具有变化的特异性，并且针对特定细胞/发育类型/阶段的特异性程度在很多情况中没有被完全表征。另外，这些细胞标志分子，针对它们而业已形成过抗体，将特别与相同谱系的细胞：在内皮细胞情况中的单核细胞上的CDs交叉(就抗体识别而言)。循环内皮祖细胞是沿着发育路径从(骨髓)单核细胞到成熟内皮细胞的一些途径。CDs 106、142和144已经被报告标记具有一些特异性的成熟内皮细胞。目前已知CD34对祖内皮细胞是特异的，因此目前被优选为从创伤敷料被植入部位的血液中捕获祖内皮细胞。此类抗体的实例包括单链抗体、嵌合抗体、单克隆抗体、多克隆抗体、抗体片段、Fab片段、IgA、IgG、IgM、IgD、IgE和人源化抗体。然而，应当注意，创伤敷料接近循环血液可能是最小限度的，特别是在慢性创伤的治疗中。

[0069]下面的药物和生物活性剂对于分散在制备本发明创伤敷料所用的聚合物中将特别有效，无论是分散在时间释放可生物降解水凝胶内，如本文所述，还是分散在可生物降解聚合物内，例如具有本文的式I-XI所述化学结构式的聚合物。并入本发明创伤敷料和器械涂层中的生物活性剂，如前体细胞的类型，可能取决于治疗中的特定组织类型或组织部位而不同。

[0070]一般而言，合适的生物活性剂包括但不限于各种种类的化合物，当其以时间释放方式呈现于创伤或损伤表面时，促进或有助于创伤愈合。除前体细胞之外，这样的生物活性剂包括创伤愈合细胞，其可以通过本发明创伤敷料中的生物可降解聚合物(一种或多种)和/或水凝胶被保护、养育和传输。可以被用在本发明的实践中的此类另外的创伤愈合细胞，例如包括外膜细胞和内皮细胞以及炎症愈合细胞。为将这样的细胞召集到创伤床或损伤部位，创伤敷料可以包括此类细胞的配体，例如抗体和更小的分子配体，其特异性地结合“细胞黏着分子(cellular adhesion molecules)”(CAMs)。创伤愈合细胞的示例性配体包括那些特异性结合胞间黏着分子(ICAMs)的配体，胞间黏着分子例如ICAM-I(CD54抗原)；ICAM-2(CD 102抗原)；ICAM-3(CD50抗原)；ICAM-4(CD242抗原)；和ICAM-5；血管细胞黏着分子(VCAMs)，例如VCAM-I(CD106抗原)]；神经细胞黏着分子(NCAMs)，例如NCAM-1(CD56抗原)；或NCAM-2；血小板内皮细胞黏着分子PECAMs，例如PECAM-1(CD31抗原)；白细胞-内皮细胞黏着分子(ELAMs)，例如LECAM-1；或LECAM-2(CD62E抗原)以及类似物。

[0071]例如，创伤愈合细胞可以被分散在装载有合适的细胞生长培养基的水凝胶内。合成的组织移植物，诸如

(Novartis)，其可以特定地被配制为用于治愈糖尿病慢性创伤，可以通过连接于本发明创伤敷料中的聚合物层而被支撑。

[0072]在另一方面，创伤愈合生物活性剂包括胞外基质蛋白质，其可以是可被分散在本发明创伤敷料或移植物中的大分子，例如通过共价或非共价连接。有用的胞外基质蛋白质的实例，例如包括通常与蛋白质(蛋白聚糖(proteoglycans))连接的糖胺聚糖，和纤维状蛋白质(例如胶原蛋白；弹性蛋白；纤连蛋白和层粘连蛋白)。也可以利用胞外蛋白质的仿生学物质。这些通常是非人的，但是是生物相容的糖蛋白，例如藻酸盐和壳多糖的衍生物。也可以使用是此类胞外基质蛋白质和/或它们的仿生学物质的特定片段的创伤愈合肽。

[0073]蛋白质生长因子是另外的创伤愈合生物活性剂种类，其适合并入到本文所述的各种本发明创伤敷料中。例如，血小板衍生生长因子-BB(PDGF-BB)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、表皮生长因子(EGF)、角质形成细胞生长因子(KGF)、胸腺素B4；和各种血管生成因子，诸如血管内皮生长因子(VEGFs)、成纤维细胞生长因子(FGFs)、肿瘤坏死因子-β(TNF-β)以及胰岛素样生长因子-1(IGF-I)。这些蛋白质生长因子中的很多是商业可得的，或者可以使用本领域中熟知的技术而重组生产。

[0074]可选地，包含载体特别是腺病毒载体的表达系统——其整合有编码此类蛋白质生长因子的基因——可以被分散在本发明创伤敷料中，用于将生长因子给予创伤床。对于慢性创伤的护理，生长因子如VEGFs、PDGFs、FGF、NGF，和进化以及功能相关生物学物质和血管生成酶(angiogenic enzymes)如凝血酶是优选的。对于急性创伤的情况，细胞募集生物学物质，如治疗性抗体和细胞受体或受体分子配体以及其活性片段，是优选的。

[0075]能够治愈的药物是另外的创伤愈合生物活性剂种类，其适合分散到用在本文所述的各种本发明创伤敷料、聚合物植入物和器械涂层中。这样的能够治愈的药物，例如包括抗微生物剂和抗炎剂以及某些治愈促进剂，例如，诸如维生素A和脂质过氧化的合成抑制剂。

[0076]很多抗生素也可以被分散在本发明创伤敷料、植入物和可植入器械涂层中，以便通过预防或控制感染而间接地促进自然愈合过程。合适的抗生素包括很多种类，诸如氨基糖苷抗生素或喹诺酮类(quinolones)或β-内酰胺，诸如头孢孢菌素(cefalosporines)，如环丙沙星、庆大霉素、妥布霉素、红霉素、万古霉素、苯唑西林、邻氯青霉素、二甲氧苯青霉素、林可霉素、氨苄西林和粘菌素。合适的抗生素已经在文献中进行了描述。

[0077]合适的抗微生物剂包括，例如Adriamycin 

(Pharmacia and Upjohn)、(Bristol-Myers SquibbOncology/Immunology)、

(Bedford)、

(Merck)、

(NeXstar)、

(Sequus)、Doxorubicin (Astra)、

 PFS(Pharmacia and Upjohn)、

(Bayer)、

(Bristol-Myers Squibb Oncology/Immunology)、

(SuperGen)、

(Immunex)和

(Bristol-Myers SquibbOncology/Immunology)。在一个实施方式中，肽可以是糖肽。“糖肽(glycopeptide)”指的是寡肽(例如七肽(heptapeptide))抗生素，特征为任选用糖基团取代的多环肽核，例如万古霉素。

[0078]包括在本类别抗微生物剂中的糖肽的实例，可以在由Raymond C.Rao and Louise W.Crandall所著的“GlycopeptidesClassification，Occurrence，and Discovery，”(＂Bioactive agents and thePharmaceutical Sciences＂Volume 63，由Ramakrishnan Nagarajan编辑，由Marcal Dekker，Inc.出版)中找到。糖肽另外的例子被公开在美国专利第4,639,433；4,643,987；4,497,802；4,698,327；5,591,714；5,840,684；和5,843,889号中；在EP 0 802 199；EP 0 801 075；EP 0 667 353；WO97/28812；WO 97/38702；WO 98/52589；WO 98/52592中；以及在J.Amer.Chem.Soc，1996，118，13107-13108；J.Amer.Chem.Soc，1997，119，12041-12047；和J.Amer.Chem.Soc.，1994，116，4573-4590中。代表性糖肽包括那些被鉴定为A477、A35512、A40926、A41030、A42867、A47934、A80407、A82846、A83850、A84575、AB-65、放线游菌素、类放线菌素、阿达星、阿沃霉素、远青霉素、Balhimyein、Chloroorientiein、Chloropolysporin、Decaplanin、去甲基万古霉素、Eremomycin、Galacardin、Helvecardin、伊肽霉素、凯勃孢囊菌素、LL-AM374、廿露糖肽素、MM45289、MM47756、MM47761、MM49721、MM47766、MM55260、MM55266、MM55270、MM56597、MM56598、OA-7653、Orenticin、寡子菌素、瑞斯托菌素、瑞斯脱霉素、Synmonicin、游壁菌素、UK-68597、UD-69542、UK-72051、万古霉素以及类似物的糖肽。如此处所用的术语“糖肽(glycopeptide)”或“糖肽抗生素(glycopeptideantibiotic)”也意欲包括上面所公开的糖肽的一般类别，在该糖肽上糖部分是不存在的，即糖肽的糖苷配基系列。例如通过温和水解而去除连接于万古霉素上的酚的二糖部分产生了万古霉素糖苷配基。同样包括在术语“糖肽抗生素”范围内的是上面所公开的糖肽的一般类别的合成衍生物，包括烷基化和酰基化衍生物。另外，在本术语的范围内的是按照与万古霉素类似的方式，已经被进一步添加另外的糖残基的糖肽，特别是氨基糖苷。

[0079]术语“脂质化糖肽(lipidated glycopeptide)”特别指的是那些已经被合成修饰为含有脂质取代基的糖肽抗生素。如此处所用，术语“脂质取代基(lipid substituent)”指的是含有5个或更多碳原子，优选为10个至40个碳原子的任何取代基。脂质取代基可任选含有1个至6个选自卤素、氧、氮、硫和磷的杂原子。脂质化糖肽抗生素在本领域是熟知的。例如参见美国专利号5,840,684、5,843,889、5,916,873、5,919,756、5,952,310、5,977,062、5,977,063、EP 667,353、WO 98/52589、WO 99/56760、WO 00/04044和WO 00/39156，它们的公开在此全部并入作为参考。

[0080]取决于待治疗的身体部位，用于分散在本发明创伤敷料、植入物和器械涂层中所使用的聚合物和/或水凝胶中的抗炎剂包括例如，镇痛剂(例如，NSAIDS和水杨酸盐类)、类固醇、抗风湿药、胃肠药、痛风制剂、激素(糖皮质激素)、鼻制剂、眼制剂、耳制剂(例如，抗生素和类固醇的组合)、呼吸系统药物和皮肤及粘膜药物。参见Physician′s Desk Reference，2004版。具体地，抗炎剂可以包括地塞米松，其被化学命名为(110，16I)-9-氟-11，17，21-三羟基-16-甲基孕甾-1，4-二烯-3，20-二酮。可选地，抗炎剂可以包括西罗莫司(雷帕霉素)，它是从吸水链霉菌(Streptomyces hygroscopicus)分离的一种三烯大环内酯抗生素。

[0081]在本发明的某些实施方式中，生物活性剂与用在本发明创伤敷料、植入物和器械涂层中的聚合物共价结合。下面的例子阐明了某些种类的生物活性剂可以分散到本发明聚合物中的容易程度。被考虑用作生物活性剂的氨基氧类(Aminoxyls)具有如下结构：

[0082]示例性氨基氧类包括下面的化合物：

2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧(1)；2，2，5，5-四甲基吡咯烷-1-氧(2)；和2，2，5，5-四甲基吡咯啉-1-氧-3-羰基(3)。考虑使用的另外的氨基氧类包括4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧(TEMPAMINE)；4-(N，N-二甲基-N-十六烷基)铵-2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧，碘化物(CAT16)；4-(N，N-二甲基-N-(2-羟乙基))铵-2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧(TEMPO胆碱)；4-(N，N-二甲基-N-(3-磺基丙基)铵-2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧；N-(4-(碘乙酰)氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧(TEMPO1A)；N-(2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧-4-基)马来酰亚胺(TEMPO马来酰亚胺，MAL-6)；和4-三甲铵-2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧，碘化物(CAT1)；3-氨基-2，2，5，5-四甲基吡咯烷-1-氧；和N-(3-(碘乙酰)氨基)-2，2，5，5-四甲基吡咯烷-1-氧(PROXYL 1A)；琥珀酰亚胺基2，2，5，5-四甲基-3-吡咯啉-1-氧-3-羧酸酯和2，2，5，5-四甲基-3-吡咯啉-1-氧-3-羧酸以及类似物。

[0083]考虑用作生物活性剂的呋咱类(Furoxans)具有下面的结构：

[0084]示例性的呋咱是4-苯基-3-呋咱腈(furoxancarbonitrile)，如下所示：

[0085]亚硝基硫醇(Nitrosothiols)包括具有-S-N＝O部分的化合物，例如如下所述的示例性亚硝基硫醇：

[0086]花色素苷(Anthocyanins)也被考虑用作生物活性剂。花色素苷是糖基化花色素并具有下面的结构：

其中糖被连接到3-羟基位置。也已知花色素苷刺激NO在体内生成，从而适于作为本发明实践中的生物活性剂而应用。

[0087]在进一步的实施方式中，分散在聚合物中的生物活性剂是连接到或捕获漂浮在血管内的血流中的内皮祖细胞的配体。在一个实施方式中，配体是“粘性”肽或多肽，例如A蛋白和G蛋白。A蛋白是结合特定抗体或免疫球蛋白分子的Fc区的葡萄球菌A细菌的构成部分，并且被广泛用于鉴定和分离这些分子。例如，A蛋白配体可以是或者含有下述氨基酸序列：

MTPAVTTYKLVINGKTLKGETTTKAVDAETAEKAFKQYANDNGVD

GVWTYDDATKTFTVTE(SEQ ID NO：1)

或者其功能上等价的肽衍生物，例如，举例而言，具有下列氨基酸序列的功能等价肽：

TYKL1LNGKTLKGETTTEAVDAATAEKVFKQYANDNGVDGEWTYD

DATKTFTVTE(SEQ ID NO：2)

[0088]G蛋白是G组链球菌细菌的构成部分，并且展示了与A蛋白类似的活性，即结合特定抗体或免疫球蛋白分子的Fc区。例如，G蛋白配体可以是或含有具有下列氨基酸序列的G蛋白：

MTPAVTTYKLVINGKTLKGETTTKAVDAETAEKAFKQYANDNGVD

GVWTYDDATKTFTVTE(SEQ ID NO：3)

或者其功能上等价的肽衍生物，例如，举例而言，具有下列氨基酸序列的功能等价肽：

TYKLILNGKTLKGETTTEAVDAATAEKVFKQYANDNGVDGEWTYD

DATKTFTVTE(SEQ 1D NO：4)

[0089]其它用于分散在本发明创伤敷料和器械涂层中所使用的聚合物和/或水凝胶中的生物活性肽包括缓激肽。缓激肽是通过激肽原上蛋白酶的作用而形成的血管活性九肽，以产生十肽血管舒张素(KRPPGFSPFR)(SEQ ID NO：5)，其可以经历进一步的C端蛋白酶剪切而产生缓激肽1九肽：(KRPPGFSPF)(SEQ ID NO：6)，或N端蛋白酶剪切而产生缓激肽2九肽：(RPPGFSPFR)(SEQ ID NO：7)。缓激肽1和2分别作为特定缓激肽细胞表面受体B1和B2的激动剂是功能不同的：血管舒张素和缓激肽2都是B2受体的自然配体，而它们的C端代谢物(分别是缓激肽1和八肽RPPGFSPF(SEQ ID NO：8))是B1受体的配体。一部分循环缓激肽可以进行进一步的翻译后修饰：在序列(在缓激肽2氨基酸编号中从Pro3至Hyp3)中的第二个脯氨酸残基的羟化。缓激肽是强有力的血管舒张剂，其增加了毛细血管后微动脉的透性，并对内皮细胞起作用，以便活化钙调蛋白，从而活化一氧化氮合酶。

[0090]通过在肽的一端连接，缓激肽被合并到本发明创伤敷料所使用的聚合物中。一般而言，在损伤部位，缓激肽的未连接端从聚合物自由地延伸而接触损伤部位的内皮细胞，从而活化所接触的内皮细胞。以此种方式所激活的内皮细胞进一步活化它们所接触的祖内皮细胞，从而在受伤部位引起连串的内皮细胞活化，导致一氧化氮的内源产生。

[0091]在又一个方面中，生物活性剂可以是核苷，诸如腺苷，已知其也为内皮细胞的有力的活化剂，以便内源地产生一氧化氮。

[0092]考虑用于形成本发明创伤敷料中的血液相容性、亲水聚合物层或涂层中的聚合物包括：聚酯、聚(氨基酸)、聚酰胺酯、聚氨酯或它们的共聚物。具体而言，生物可降解聚酯的实例包括聚(α-羟基C₁-C₅烷基羧酸)，例如聚乙醇酸(polyglycolic acid)、聚-L-交酯和聚-D，L-交酯；聚-3-羟基丁酸酯；聚羟基戊酸酯；聚己酸内酯，例如聚(ε-己酸内酯)；和修饰的聚(α-羟基酸)均聚物，例如环二酯单体、3-(S)[烷氧基羰基)甲基]-1，4-二噁烷-2，5-二酮的均聚物，3-(S)[烷氧基羰基)甲基]-1，4-二烷-2，5-二酮具有式4，其中R是低碳烷基，在Kimura，Y.，＂Biocompatible Polymers＂in Biomedical Applications of PolymericMaterials，Tsuruta，T.等，eds.，CRC Press，1993第179页中予以描述。

[0093]用于形成血液相容性、亲水聚合物层或涂层的生物可降解共聚物聚酯的例子包括共聚酯酰胺、共聚酯型聚氨酯(copolyesterurethanes)、乙交酯-丙交酯共聚物、乙交酯-已内酯共聚物、聚-3-羟基丁酸酯-戊酸酯共聚物和环二酯单体3-(S)[烷氧基羰基]甲基]-1，4-二噁烷-2，5-二酮与L-丙交酯的共聚物。乙交酯-丙交酯共聚物包含聚(乙交酯-L-丙交酯)共聚物，应用乙醇酸与L-乳酸的单体摩尔比范围5:95至95:5形成，优选地，乙醇酸与L-乳酸的单体摩尔比范围是45:65至95:5。乙交酯-已内酯共聚物包括乙交酯和ε-已内酯嵌段共聚物，例如，单乔(Monocryl)或聚卡普隆(Poliglecaprone)。

[0094]考虑用于本发明实践中的聚合物的进一步的例子包括在PEA骨架上具有内部官能团(built-in functional groups)的聚酯酰胺，这些内部官能团可以和其它化学物质反应，导致附加官能团的引入，以便进一步扩大PEA的官能度。因此，用于本发明方法中的PEAs易于与具有增加水溶性的亲水结构的其它化学物质反应，以及与药物和其它生物活性剂反应，而不需要在前修饰。此外，当在盐水(PBS)介质中检测时，优选用于本发明创伤敷料和器械涂层中的聚合物没有表现出水解降解，但是在酶溶液中，如糜蛋白酶或CT中，已经观察到一致的线性腐蚀性行为。

[0095]在一个实施方式中，所使用的可生物降解聚合物是具有由结构式(I)描述的化学结构的PEA，

并且其中，n在约5至约150的范围内变化，m在约0.1至约0.9的范围内变化；p在约0.9至约0.1的范围内变化；其中R¹选自(C₂-C₂₀)亚烷基或(C₂-C₂₀)亚烯基；R²是氢或(C₆-C₁₀)芳基(C₁-C₆)烷基或保护基；R³选自氢、(C₁-C₆)烷基、(C₂-C₆)烯基、(C₂-C₆)炔基和(C₆-C₁₀)芳基(C₁-C₆)烷基；和R⁴选自(C₂-C₂₀)亚烷基、(C₂-C₂₀)亚烯基或烷氧基以及通式(II)的1，4:3，6-双无水己糖醇(dianhydrohexitol)的双环部分：

式(II)

除了对于具有结构式(I)的化学结构的不饱和聚合物而言，R¹和R⁴选自(C₂-C₂₀)亚烷基和(C₂-C₂₀)亚烯基；其中R¹和R⁴的至少一个是(C₂-C₂₀)亚烯基；n是约5至约150；每一个R²独立为氢或(C₆-C₁₀)芳基(C₁-C₆)烷基；以及每一个R³独立为氢、(C₁-C₆)烷基、(C₂-C₆)烯基、(C₂-C₆)炔基或(C₆-C₁₀)芳基(C₁-C₆)烷基，

或者所述生物可降解聚合物是PEUR，其具有通用结构式(III)描述的化学式，

并且，其中n在约5至约150范围内变化，m在约0.1至约0.9范围内变化，p在约0.9至约0.1范围内变化；其中R²是氢或(C₆-C₁₀)芳基(C₁-C₆)烷基或叔丁基或其它保护基；R³选自氢、(C₁-C₆)烷基、(C₂-C₆)烯基、(C₂-C₆)炔基和(C₆-C₁₀)芳基(C₁-C₆)烷基；R⁴选自(C₂-C₂₀)亚烷基、(C₂-C₂₀)亚烯基或烷氧基和通式(II)的1，4:3，6-双无水己糖醇的双环部分；和R⁶独立选自(C₂-C₂₀)亚烷基、(C₂-C₂₀)亚烯基或烷氧基和通式(II)的1，4:3，6-双无水己糖醇的双环部分，

除了对于具有结构式(II)的不饱和聚合物而言，R⁶和R⁴选自(C₂-C₂₀)亚烷基和(C₂-C₂₀)亚烯基；其中R⁶和R⁴的至少一个是(C₂-C₂₀)亚烯基。

[0096]1，4:3，6-双无水己糖醇的双环片段可以衍生自“糖醇”，例如D-葡萄糖醇、D-甘露糖醇和L-艾杜糖醇。有用的保护基包括叔丁基和本领域已知的其它基团。

[0097]在一个选择中，用在本发明聚合物的制备中的至少一个α-氨基酸是生物α-氨基酸。例如当R³是CH₂Ph时，在合成中所使用的生物α-氨基酸是L-苯丙氨酸。在R³是CH₂-CH(CH₃)₂的可选方案中，聚合物含有生物α-氨基酸，亮氨酸。通过改变R₃，也可以使用其它生物α-氨基酸，例如甘氨酸(当R³是H时)、丙氨酸(当R³是CH₃时)、缬氨酸(当R³是CH(CH₃)₂时)、异亮氨酸(当R³是CH(CH₃)-CH₂-CH₃时)、苯丙氨酸(当R³是CH₂-C₆H₅时)、赖氨酸(当R³＝(CH₂)₄-NH₂时)或甲硫氨酸(当R³s或R⁴s是-(CH₂)₂SCH₃时)以及它们的混合物。在还有另一个实施方式中，包含在本发明PEA和PEUR聚合物中的全部各种α-氨基酸都是此类生物α-氨基酸，如本文所述。

[0098]如本文所用，术语“氨基酸(amino acid)”和“α-氨基酸(α-amino acid)”是指含有氨基基团、羧基基团和如本文所定义的R₃基团的化合物。如本文所用，术语“生物氨基酸(biological amino acid)”和“生物α-氨基酸(biological α-amino acid)”指用在合成中的氨基酸(一种或多种)是L-苯丙氨酸、亮氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、赖氨酸或甲硫氨酸或它们的混合物。

[0099]在指本文的结构式时，术语“芳基(aryl)”被用于指苯基或具有大约9至10个环原子的单边稠合的双环碳环基团，其中至少一个环是芳香环。在一些实施方式中，一个或多个环原子可以用一个或多个硝基、氰基、卤素、三氟甲基或三氟甲氧基取代。芳基的例子包括但不限于苯基和萘基和硝基苯基。

[0100]在指本文的结构式时，术语“亚烯基(alkenylene)”用于指在主链或侧链中含有至少一个不饱和键的二价支链或无支链烃链。

[0101]本文的分子量和多分散性是通过凝胶渗透色谱(gelpermeation chromatography)，使用聚苯乙烯标准品而测定的。更具体地，测定了数均分子量和重均分子量(M_n和M_w)，这使用Model 510凝胶渗透色谱(Water Associates，Inc.，Milford，MA)，其配备有高压液相色谱泵(high-pressure liquid chromatographic pump)、Waters 486 UV检测器和Waters 2410示差折光率检测器。使用四氢呋喃(THF)作为洗脱液(1.0mL/min)。聚苯乙烯标准品具有窄分子量分布。

[0102]制备在通式中含有α-氨基酸的结构式(I)和(III)的聚合物的方法在本领域是熟知的。例如，对于其中R被引入α-氨基酸中的结构式(I)的聚合物的实施方式而言，对于聚合物合成，α-氨基酸例如可以通过α-氨基酸与二醇HO-R⁴-OH的缩合而被转化为双(α-氨基酸)。因此，酯片段得以形成。然后，双(α-氨基酸)参与与二酸如癸二酸的缩聚反应，以获得具有酯键和酰胺键的最终聚合物。可选地，代替二酸，也可以使用二酸衍生物，例如二对硝基苯氧基二酸。

[0103]更具体而言，用作如上所述结构式(I)的生物可降解聚合物的不饱和聚(酰胺酯)类(unsaturated poly(ester-amide)s(UPEAs))的合成将被描述：

是

其中

和/或(b)R⁴是-CH₂-CH＝CH-CH₂-。在(a)存在而(b)不存在的情况下，(I)中的R⁴是-C₄H₈-或-C₆H₁₂-。在(a)不存在而(b)存在的情况下，(I)中的R¹是-C₄H₈-或-C₈H₁₆-。

[0104]UPEAs可以通过下述的溶液缩聚而制备：(1)α-氨基酸和不饱和二醇的二酯的二对甲苯磺酸盐与饱和二羧酸的二对硝基苯酯的溶液缩聚，或者(2)α-氨基酸和饱和二醇的二对甲苯磺酸盐与不饱和二羧酸的二硝基苯酯的溶液缩聚，或者(3)α-氨基酸和不饱和二醇的二酯的二对甲苯磺酸盐与不饱和二羧酸的二硝基苯酯的溶液缩聚。

[0105]用芳基磺酸盐替代游离碱，原因在于芳基磺酸基团是极好的离去基团，其可以促进缩合反应转移到反应等式的右侧，因此产物以高收率得到，以及原因在于对甲苯磺酸盐已知用于合成含氨基酸残基的聚合物。

[0106]不饱和二羧酸的二对硝基苯酯可以从对硝基苯基和不饱和二羧酸氯化物(dicarboxylic acid chloride)合成，例如通过将三乙胺和对硝基苯基溶解在丙酮中，在-78℃伴随搅拌滴加不饱和二羧酸氯化物，并倒入水中，沉淀出产物。合适的酰基氯包括延胡索酸、马来酸、中康酸、柠康酸、戊烯二酸、衣康酸、乙烯基-丁烷双酸和2-丙烯基-丁烷双酸的氯化物。可以被用于代替不饱和二羧酸的二对硝基苯酯另外的化合物包括那些具有结构式(IX)的化合物：

其中，每一个R⁵独立地为任选用硝基、氰基、卤素、三氟甲基或三氟甲氧基中的一个或多个取代的(C₁-C₁₀)芳基；和R⁶独立为(C₂-C₂0)亚烷基或(C₂-C₂₀)烷氧基或(C₂-C₂₀)亚烯基。

[0107]α-氨基酸与不饱和二醇的二酯的二芳基磺酸盐可以如此制备：在甲苯中掺合α-氨基酸例如对芳基磺酸一水合物与饱和或不饱和二醇，加热至回流温度，直到水放出达到最小，然后冷却。不饱和二醇例如包括2-丁烯-1，4-二醇和1，18-十八碳-9-烯-二醇。

[0108]二羧酸的饱和二对硝基苯酯和二-α氨基酸酯的饱和二对甲苯磺酸盐可以按美国专利第6,503,538 B1号所述制备。

[0109]用作如上所述结构(I)的生物可降解聚合物的不饱和聚(酰胺酯)类(UPEAs)的合成现在将被描述。可以以与美国专利第6,503,538B1号的化合物(VII)类似的方式制备具有结构(I)的不饱和化合物，只是6,503,535的(III)的R⁴和/或6,503,538的(V)的R¹是如上所述的C₂-C₂₀亚烯基。反应如下进行：例如，将干燥三乙胺在室温下加入6,503,538的所述(III)和(IV)和6,503,538的所述(V)在干燥N，N-二甲基乙酰胺中的混合物中，然后升温至80℃并搅拌16小时，然后将反应溶液冷却至室温，用乙醇稀释，倒入水中，分离聚合物，用水洗涤分离的聚合物，在减压下干燥至大约30℃，并随后纯化至对于对硝基苯基和对甲苯磺酸呈阴性试验(negative test)。优选反应物(IV)是苄酯的对甲苯磺酸盐，苄酯保护基被优选去除，以赋予生物降解性，但是它不应当如在美国专利第6,503,538的实施例22中通过氢解去除，原因在于氢解会饱和期望的双键；相反，应当通过保持不饱和的方法将苄酯基转化为酸基，例如通过用氟乙酸或气态HF进行处理。可选地，赖氨酸反应物(IV)可以通过不同于苄基的保护基保护，该保护基可以容易地在成品中去除，同时保持不饱和，例如，赖氨酸反应物可以用叔丁基保护(即反应物可以是赖氨酸的叔丁酯)，并且通过用稀释的酸处理不饱和产物(I)，叔丁基可以被转化为H，同时保持不饱和。

[0110]通过用L-苯丙氨酸2-丁烯-1，4-二酯的对甲苯磺酸盐代替6,503,538实施例1中的(III)，或者通过用反丁烯二酸二对硝基苯酯代替6,503,538实施例1中的(V)，或者通过用L-苯丙氨酸2-丁烯-1，4-二酯的对甲苯磺酸盐代替6,503,538实施例1中的III以及也用反丁烯二酸二对硝基苯酯代替6,503,538实施例1中的(V)，提供了具有结构式(I)的饱和化合物的工作实例。

[0111]在具有结构式(I)的不饱和化合物中，具有下列：利用碳酰二咪唑作为缩合剂，可以连接氨基氧基团，例如4-氨基TEMPO。如本文所述的生物活性剂、附加生物活性剂和创伤治愈药物以及类似物可以通过双键官能度而被连接。通过结合至聚乙二醇二丙烯酸酯可以赋予亲水性。

[0112]生物可降解聚合物和共聚物优选具有范围在10,000至300,000之间的重均分子量；这些聚合物和共聚物一般具有的比浓对数粘度在25℃下、通过标准粘度测量方法测定在0.3至4.0的范围内，优选在0.5至3.5的范围内。

[0113]在又一方面，考虑用于形成本发明创伤愈合敷料、植入物和器械中的聚合物包括在美国专利号5,516,881；6,338,047；6,476,204；6,503,538；和美国申请号10/096,435；10/101,408；10/143,572和10/194,965中列出的那些聚合物。

[0114]在本实施方式中，生物可降解聚合物和共聚物可以含有多达两个氨基酸，如生物氨基酸，并且优选地具有范围是10,000至125,000的重均分子量；这些聚合物和共聚物一般具有的比浓对数粘度在25℃下、通过标准粘度测量方法测定在0.3至4.0的范围内，优选在0.5至3.5的范围内。

[0115]考虑使用的此类聚己酸内酯(poly(caprolactones))具有如下的示例性结构式(V)：

[0116]考虑使用的聚乙交酯(poly(glycolides))具有如下的示例性结构式(VI)：

[0117]考虑使用的聚丙交酯(poly(lactides))具有如下的示例性结构式(VII)：

[0118]合适的包括氨基氧(aminoxyl)部分的丙交酯/ε-己酸内酯共聚物的示例性合成如下所述。第一步包括丙交酯和ε-己酸内酯在苄醇存在下、以辛酸亚锡作催化剂的共聚合，以形成结构式(VIII)的聚合物。

[0119]然后羟基封端的聚合物链可以用马来酐封端，以形成具有结构式(IX)的聚合物链：

[0120]在这点上，4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧可以与羧酸端基反应，以便通过4-氨基和羧酸端基之间的反应产生的酰胺键，将氨基氧部分共价连接到共聚物。可选地，顺丁烯二酸封端的共聚物可以用聚丙烯酸接枝，以提供另外的羧酸部分，用于更多氨基氧基团的随后连接。

[0121]考虑用在本发明的实践中的聚合物可以通过本领域熟知的多种方法来合成。例如，三丁基锡(IV)催化剂一般被用于形成聚酯，诸如聚己酸内酯、聚乙交酯、聚丙交酯以及类似物。然而，应当理解，很多种催化剂可以被用于形成适合用于本发明实践中的聚合物。

[0122]前体细胞被分散在聚合物基质中而不与聚合物载体直接化学连接，尽管也考虑，前体细胞可以通过捕获抗体如结合细胞表面标志物的抗体被控制在聚合物内，如本文所述。然而，一种或多种生物活性剂可以通过很多种合适的官能团与生物可降解、生物活性聚合物共价结合。例如，当生物可降解、生物活性聚合物是聚酯时，可以用羧基链末端与生物活性剂上的互补部分反应，如羟基、氨基、硫代和类似部分。所述多种试剂和反应条件公开于，例如，Advanced OrganicChemistry，Reactions，Mechanisms，and Structure，第五版，(2001)和Comprehensive Organic Transformations，第二版，Larock(1999)中。

[0123]在其它实施方式中，生物活性剂可以被连接至结构(I)和(III)的任何聚合物上，通过酰胺、酯、醚、氨基、酮、硫醚、亚磺酰、磺酰、二硫化物以及类似物，或直接键连接。可以利用本领域已知的合成步骤，从适当官能化的原料形成这样的键。

[0124]在本发明的一个实施方式中，聚合物可以通过聚合物的羧基(例如COOH)与生物活性剂连接。具体地，结构(I)-(III)的化合物可以与生物活性剂的氨基官能团或者与生物活性剂的羟基官能团反应，以提供具有分别通过酰胺键或羧酸酯键而连接的生物活性剂的可生物降解的、生物活性的聚合物。在另一个实施方式中，聚合物的羧基可以被转化为酰卤、酰基酸酐/“混合的”酸酐或活性酯。

[0125]可选地，生物活性剂可以通过接头连接至聚合物。事实上，为改善生物可降解、生物活性聚合物的表面疏水性，为改善生物可降解、生物活性聚合物对酶活化的可及性，以及为改善生物可降解、生物活性聚合物的释放曲线(release profile)，可利用接头，间接地将生物活性剂连接到生物可降解、生物活性聚合物。在某些实施方式中，接头化合物包括聚乙二醇，其具有的分子量(MW)为大约44至大约10,000，优选地从44至2000；氨基酸，例如丝氨酸；具有1至100重复单元的多肽；和任何其它合适的低分子量聚合物。接头一般将生物活性剂与聚合物分隔大约5埃至大约200埃。

[0126]仍在进一步的实施方式中，接头是式W-A-Q的二价基，其中A是(C₁-C₂₄)烷基、(C₂-C₂₄)烯基、(C₂-C₂₄)炔基、(C₃-C₈)环烷基或(C₆-C₁₀)芳基，而W和Q每一个独立为-N(R)C(＝O)-、-C(＝O)N(R)-、-OC(＝O)-、-C(＝O)O、-O-、-S-、-S(O)、-S(O)₂-、-S-S-、-N(R)-、-C(＝O)-，其中每一个R独立为H或(C₁-C₆)烷基。

[0127]考虑用在本发明的实践中的聚合物可以通过本领域熟知的多种方法来合成。例如，三丁基锡(IV)催化剂一般被用于形成聚酯，诸如聚己酸内酯、聚乙交酯、聚丙交酯以及类似物。然而，应当理解，很多种催化剂可以被用于形成适合用于本发明实践中的聚合物。

[0128]在某些实施方式中，生物活性剂可以通过很多合适的官能团与生物可降解、生物活性聚合物共价结合。例如，当生物可降解、生物活性聚合物是聚酯时，羧基链末端可以用于与生物活性剂上的互补部分反应，例如羟基、氨基、硫代以及类似部分。很多合适的试剂和反应条件被公开在例如Advanced Organic Chemistry，Reactions，Mechanisms，and Structure，第五版(2001)；和Comprehensive OrganicTransformations，第二版，Larock(1999)中。

[0129]在其它实施方式中，前体细胞和生物活性剂通过“装载”到聚合物上可以被分散到聚合物中，而不形成化学键，或者生物活性剂可以被连接至聚合物中的任何官能团上，例如酰胺、酯、醚、氨基、酮、硫醚、亚磺酰、磺酰、二硫化物以及类似物，以形成直接的键。可以利用本领域已知的合成步骤，从适当官能化的原料形成这样的键。

[0130]可选地，生物活性剂可以通过接头连接至聚合物。事实上，为改善生物可降解、生物活性聚合物的表面疏水性，为改善生物可降解、生物活性聚合物对酶活化的可及性，以及为改善生物可降解、生物活性聚合物的释放曲线(release profile)，可利用接头，间接地将生物活性剂连接到生物可降解、生物活性聚合物。在某些实施方式中，接头化合物包括聚乙二醇，其具有的分子量(MW)为大约44至大约10,000，优选地从44至2000；氨基酸，例如丝氨酸；具有1至100重复单元的多肽；和任何其它合适的低分子量聚合物。接头一般将生物活性剂与聚合物分隔大约5埃至大约200埃。

[0131]仍在进一步的实施方式中，接头是式W-A-Q的二价基，其中A是(C₁-C₂₄)烷基、(C₂-C₂₄)烯基、(C₂-C₂₄)炔基、(C₃-C₈)环烷基或(C₆-C₁₀)芳基，而W和Q每一个独立为-N(R)C(＝O)-、-C(＝O)N(R)-、-OC(＝O)-、-C(＝O)O、-O-、-S-、-S(O)、-S(O)₂-、-S-S-、-N(R)-、-C(＝O)-，其中每一个R独立为H或(C₁-C₆)烷基。

[0132]如此处所用，术语“烷基(alkyl)”指的是直链或支链烃基，包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正己基以及类似物。

[0133]如此处所用，“烯基(alkenyl)”指的是具有一个或多个碳-碳双键的直链或支链烃基。

[0134]如此处所用，“炔基(alkynyl)”指的是具有至少一个碳-碳三键的直链或支链烃基。

[0135]如此处所用，“芳基(aryl)”指的是具有6至14个碳原子的芳香基团。

[0136]在某些实施方式中，接头可以是具有大约2个至大约25个氨基酸的多肽。考虑使用的合适的肽包括聚-L-赖氨酸、聚-L-谷氨酸、聚L-天冬氨酸、聚-L-组氨酸、聚-L-鸟氨酸、聚-L-苏氨酸、聚-L-酪氨酸、聚-L-亮氨酸、聚-L-赖氨酸-L-苯丙氨酸、聚-L-精氨酸、聚-L-赖氨酸-L-酪氨酸以及类似物。

[0137]接头可以首先连接至聚合物或生物活性剂。在含有通过接头而间接连接的生物活性剂的聚合物的合成期间，接头可以处于未保护形式或者利用本领域普通技术人员熟知的众多保护基而处于被保护形式。

[0138]在保护的接头的情况下，接头的未保护端可以首先连接至聚合物或生物活性剂。然后，利用Pd/H₂氢解、温和酸或碱水解或者本领域已知的任何其它常规去保护方法，保护基可以被去保护。然后，去保护的接头可以连接至生物活性剂。利用聚乙二醇作接头的例子示于方案1中。

方案1

[0139]聚乙二醇被用作聚合物与药物/生物活性剂之间的接头。

其中

代表聚合物；

R可以是药物或生物活性剂；和

n可以在1至200之间；优选从1至50。

[0140]按照本发明的可生物降解的、生物活性的聚合物的示例性合成(其中生物活性剂是氨基氧)阐述如下。

[0141]聚酯可以与氨基氧例如4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧，在N，N′-碳酰二咪唑存在下反应，以便用连接至含氨基氧基团的亚氨基替换聚酯链末端上的羧基中的羟基部分，使得亚氨基部分与羧基的羰基残基的碳共价结合。N，N′-碳酰二咪唑将聚酯链末端上的羧基中的羟基部分转化为与氨基氧例如4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧反应的中间产物部分。一般按反应物与聚酯的摩尔比范围为1:1至100:1，使用氨基氧反应物。N，N′-碳酰二咪唑与氨基氧的摩尔比优选为大约1:1。

[0142]典型反应如下。将聚酯溶解在反应溶剂中，并在用于溶解的温度下容易地进行反应。反应溶剂可以是聚酯将溶解在其中的任何溶剂；该信息通常来自聚酯的制造商。当聚酯为聚乙醇酸或聚(乙交酯-L-丙交酯)(具有50∶50以上的乙醇酸与L-乳酸的单体摩尔比)时，高度精制的(99.9+％纯度)二甲亚砜在115℃至130℃下或DMSO在室温下适当地溶解聚酯。当聚酯是聚-L-乳酸时，聚-DL-乳酸或聚(乙交酯-L-丙交酯)(具有50:50或小于50:50的乙醇酸与L-乳酸的单体摩尔比)时，四氢呋喃、二氯甲烷和氯仿在室温至50℃适当地溶解聚酯。

[0143]在另一方面，在用前体细胞装载之前，所述生物可降解聚合物或水凝胶可以以很多方法被涂布到医疗器械的表面上，例如浸涂、喷涂、离子沉积作用以及类似方法，如在本领域是熟知的。在涂布医疗器械的多孔表面时，必须要留心不使孔闭塞，这是允许细胞、因子以及类似物从器械表面到器械内部的进入和迁移所必需的，例如参与创伤愈合和损伤重建的自然生物过程的内皮细胞和其它血液因子。

[0144]医疗器械可以由任何合适的物质形成，例如本领域中已知的。例如，医疗器械可以由生物陶瓷形成，如多孔磷酸钙水泥或由其制成的可植入物体，或者由生物相容的金属形成，例如不锈钢、钽、镍钛金属互化物、埃尔基洛伊耐蚀游丝合金(elgiloy)以及类似物及其合适的组合。

[0145]在另一实施方式中，医疗器械本身可以是基本可生物降解的，由可交联的“星形结构聚合物(star structure polymers)”或树枝状大分子制成，这对于本领域普通技术人员而言是熟知的。在一个方面，医疗器械是由如本文所述的可生物降解的交联聚(酰胺酯)、聚己酸内酯或聚酯型氨基甲酸酯形成的。

聚合物/生物活性剂连接

[0146]在一个实施方式中，用于制作如本文所述的创伤敷料和器械覆盖物的聚合物具有一个或多个生物活性剂，其促进了与聚合物直接连接的自然创伤愈合。聚合物的残基可以与所述一个或多个生物活性剂的残基连接。例如，聚合物的一个残基可以直接连接生物活性剂的一个残基。聚合物和生物活性剂每一个可以具有一个开放化合价(open valence)。可选地，促进血管的自然内皮再生的一个以上的生物活性剂或者生物活性剂的混合物可以与聚合物直接连接。然而，因为每一个生物活性剂的残基可以与聚合物的相应残基连接，所述一个或多个生物活性剂的残基的数目可以对应于聚合物残基上的开放化合价的数目。

[0147]如此处所用，“聚合物的残基(residue of a polymer)”指的是具有一个或多个开放化合价的聚合物的基团。本发明的聚合物的任何合成可行的原子、多个原子或官能团(例如在聚合物骨架或侧基上)可以被去除，以提供开放化合价，条件是当基团被连接于生物活性剂的残基时生物活性基本被保留。另外，任何合成可行的官能团(例如羧基)可以在聚合物上(例如在聚合物骨架或侧基上)形成，以提供开放化合价，条件是当基团被连接于生物活性剂的残基时，生物活性基本被保留。基于所需的连接，本领域普通技术人员可以选择适当官能化的原料，原料可以用本领域已知的方法由本发明的聚合物得到。

[0148]如此处所用，“式(^*)的化合物的残基(residue of a compoundof structural formula(^*))”指的是具有一个或多个开放化合价的式(I、III-VII)和(X)化合物的基团。式(I-X)化合物的任何合成可行的原子、多个原子或官能团(例如在聚合物骨架或侧基上)可以被去除，以提供开放化合价，前提是当基团被连接于生物活性剂的残基时，生物活性基本被保留。另外，任何合成可行的官能团(例如羧基)可以在式(I、III-VII)和(X)化合物上(例如在聚合物骨架或侧基上)形成，以提供开放化合价，前提是当基团被连接于生物活性剂的残基时，生物活性基本被保留。基于所需的连接，本领域普通技术人员可以选择适当官能化的原料，原料可以用本领域已知的方法由式(I，III-VII)和(X)化合物得到。

[0149]例如，生物活性剂的残基可以通过酰胺(例如-N(R)C(＝O)-或-C(O)N(R)-)、酯(例如-OC(＝O)-或-C(＝O)O-)、醚(例如-O-)、氨基(例如-N(R)-)、酮(例如-C(＝O)-)、硫醚(例如-S-)、亚磺酰(例如-S(O)-)、磺酰(例如-S(O)₂-)、二硫化物(例如-S-S-)或直接(例如C-C键)键而与结构式(I，III-VII)和(X)化合物的残基连接，其中每一个R独立为H或(C₁-C₆)烷基。利用本领域已知的合成步骤，这样的键可以从适当官能化的原料形成。基于期望的键，本领域普通技术人员可以选择适当官能化的原料，利用本领域已知的方法，原料可以来源于结构式(I，III-VII)和(X)化合物的残基以及生物活性剂的给定残基。生物活性剂的残基可以直接连接至结构式(I，III-VII)和(X)化合物的残基上的任何合成可行的位置。另外，本发明也提供了具有与结构式(I，III-VII)和(X)化合物直接连接的生物活性剂或多个生物活性剂的一个以上残基的化合物。

[0150]可以与聚合物连接的生物活性剂的数目可以典型地取决于聚合物的分子量。例如，对于结构式(I)的化合物，其中n是约5至约150，多达约300个生物活性剂分子(即，其残基)可以被直接连接到聚合物(即，其残基)，这通过使生物活性剂与聚合物的端基反应实施。在不饱和聚合物中，生物活性剂也可以与聚合物中的双键(或三键)反应。

用在创伤敷料中的水凝胶

[0151]用在本发明创伤敷料和可植入细胞或条件培养基传输组合物中的非粘性创伤愈合敷料和非粘性层，包含生物可降解的水凝胶。尽管可以装载如本文所述的前体细胞、创伤愈合药物或生物活性剂用于原位传输的本领域已知的任何生物可降解水凝胶可以用于该目的，但优选的水凝胶具有疏水和亲水组分，并且通过自由基聚合形成单相交联聚合物网状结构。此类水凝胶有效地容纳前体细胞和疏水性药物(以及亲水性药物)，并且相比于完全亲水基水凝胶，具有疏水和亲水组分的水凝胶具有维持结构完整性相对较长时间期间以及具有增加的机械强度的优势。由于其非粘性性质，水凝胶层可以被直接放置到创伤床或损伤中，以便在原位传输其荷载的前体细胞或条件培养基，并且可在不损害创伤床中正发育的细胞结构的情况下被去除。

[0152]在一个方面，这样的水凝胶由形成水凝胶的体系形成，所述体系包括按重量计0.01％至99.99％，例如按重量计95％至5％的(A)，其中(A)是具有不饱和基团封端的疏水大分子单体；和按重量计99.99％至0.01％，例如按重量计5％至95％的(B)，其中(B)是含有与疏水大分子单体的不饱和基团反应的羟基的亲水多糖。(A)和(B)的百分比总计为100％。疏水大分子单体是生物可降解的，并且通过使二醇——通过将聚(乳酸)末端羧酸基团的羟基转化为氨基乙醇基团而获得——与引入不饱和基团的化合物反应而容易地制备。

[0153]优选地，亲水聚合物可以是葡聚糖，其中在该葡聚糖的葡萄糖单位中的一个或多个羟基与引入不饱和基团的化合物反应。在一种情况下，亲水聚合物可以是葡聚糖-顺丁烯二酸单酯，如在PCT/US99/18818中所述。

[0154]如本文所述的前体细胞、条件培养基、创伤愈合生物活性剂或药物可以通过很多方法被装载到(即分散在)水凝胶中，这取决于细胞、试剂或药物的分子量。例如，重均分子量在200至1,000范围内的药物，如吲哚美辛所示范，可以被包封在三维交联聚合物网络中，以从那里控制释放。可选地，重均分子量在1,000至10,000范围内的水溶性大分子例如多肽，如胰岛素示范，可以被包封在三维交联聚合物网络中，以从那里控制释放。仍在另一个实例中，例如重量在毫微微克范围内的前体细胞可以被包封在三维交联聚合物网络中，以从那里控制释放。

[0155]术语“水凝胶(hydrogel)”在此被用于指在水中或其它水溶液中表现出溶胀并将大部分水溶液保留在其结构中而不溶解的能力的高分子材料。因此，在此所述的水凝胶特别适合装载生长培养基中的前体细胞或者适合用条件培养基如无细胞条件培养基装载。

[0156]在某些实施方式中，在本发明方法和器械中所使用的生物可降解水凝胶是从含有至少一种生物可降解组分的形成水凝胶的体系而形成的水凝胶，所述生物可降解组分即，被水和/或被在哺乳动物患者如人和其它动物的伤口和损伤中发现的酶降解的组分。

[0157]术语“交联聚合物网状结构(crosslinked polymer networkstructure)”在此被用于指互连的结构，其中交联形成于疏水分子之间、亲水分子之间和疏水分子与亲水分子之间。

[0158]术语“光致交联(photocrosslinking)”在此被用于指通过应用辐射能导致引发剂中的乙烯基键断裂以及引起其它乙烯基键形成交联。

[0159]术语“大分子单体(macromer)”在此被用于指具有的重均分子量在500至80,000范围内的单体。

[0160]术语“引入不饱和基团的化合物(unsaturatedgroup-introducing compound)”在此针对水凝胶使用，是指与羟基反应并提供含不饱和基团的侧基或端基，例如在其末端具有乙烯基基团的侧基的化合物。

[0161]本文的重均分子量和数均分子量是通过凝胶渗透色谱测定的。

[0162]此类生物可降解水凝胶以及它们的制备方法的详细描述在美国专利第6,388,047和6,583,219中。

[0163]在生物可降解水凝胶的制备中用作疏水大分子单体(A)的合适的化合物可容易地如下获得：如果羟基并非已经作为端基存在，将原料大分子单体的端基转化为具有末端羟基的基团，即，提供二醇，并且使末端羟基与引入不饱和基团的化合物反应，以便在大分子单体上提供末端的不饱和基团，例如乙烯基基团。原料大分子单体优选具有在500至20,000范围内的重均分子量，例如脂族聚酯聚(乳酸)，其具有重均分子量在600至8,000范围内，例如在600至1,000或6,500至8,000范围内，例如聚-D-，L-乳酸(poly-D-，L-lactic acid，有时表示为PDLLA)。聚-D，L-乳酸已被广泛用作生物可降解疏水高分子材料，原因在于其结合了生物降解性、生物相容性和足够的机械强度。聚-D，L-乳酸在体内的降解被充分了解，并且降解产物是可容易地被人体排泄的天然代谢物。可以被使用的其它原料大分子单体，例如包括其它脂族聚酯，例如聚(乙醇酸)、聚(ε-己酸内酯)、乙交酯/丙交酯共聚物、聚(丙交酯-ε-己酸内酯)、聚己酸内酯二醇(例如具有等于530、1250或2000的M_n)、聚己酸内酯三醇(例如具有等于300或900的M_n)，或者任何合成的生物可降解大分子单体，其具有一个羧基端基和一个羟基端基、在其两端具有羧基基团或者在其两端具有羟基基团。

[0164]二醇与引入不饱和基团化合物的反应提供了具有不饱和端基的疏水聚合物。引入不饱和基团的化合物，例如可以是烯丙酰氯、异丁烯酰氯(methacryloyl chloride)、丙烯酸、甲基丙烯酸，或者是在分子的一端具有不饱和基团例如乙烯基的异氰酸酯，例如异氰酸烯丙酯或甲基丙烯酸异氰酸乙酯(isocyanatoethyl methacrylate)。乙烯基封端的疏水大分子单体A可以从具有8至120个单体的聚-D，L-乳酸制备。

[0165]亲水聚合物(B)是多糖衍生物。用于制备(B)的合适的多糖具有羟基功能侧基，并且例如包括葡聚糖、菊淀粉、淀粉、纤维素、普鲁蓝(pullan)、果聚糖、甘露聚糖、壳多糖、木聚糖、果胶、葡糖醛(glucuronan)、昆布多糖、半乳甘露聚糖、直链淀粉、支链淀粉和葡萄糖缩合物(phytoglucans)。这些多糖具有多个允许产生三维网络的羟基官能团。指定的多糖是便宜的。葡聚糖为优选的多糖原料，是最丰富的天然出现的生物可降解聚合物之一。它在体内易于酶促消化，并且主要由具有大约5-10％的(1→3)α-连接分支的(1→6)α-D-糖苷键组成。它每个葡萄糖重复单元含有三个羟基，因此介导交联聚合物网络的形成。优选地，葡聚糖原料具有的重均分子量在40,000至80,000范围内。

[0166]使多糖羟基基团与引入不饱和基团的化合物反应。用于制备生物可降解水凝胶的合适的引入不饱和基团的化合物，例如包括烯丙酰氯、异丁烯酰氯、丙烯酸、甲基丙烯酸，或者是在分子的一端具有不饱和基团例如乙烯基的异氰酸酯，例如异氰酸烯丙酯或甲基丙烯酸异氰酸乙酯。

[0167](A)和(B)的百分比、疏水大分子单体的分子量、亲水聚合物的分子量以及亲水聚合物中的取代程度，是影响由本文所述的从形成水凝胶的体系制备的水凝胶的疏水性/亲水性、机械性能、溶胀比(swelling ratio)和生物降解性质的变量。“溶胀比”是这样测定的：将已知重量的干燥水凝胶浸入含有15ml液体的小瓶中，在有规律的时间间隔，从液体中移走膨胀的水凝胶，擦拭表面水并称重，直到达到平衡。

[0168]减少(B)的百分比和增加(A)的百分比增加了疏水性(以及与疏水剂和环境的相容性)且减小了溶胀比(在将(B)的百分比从80％减至60％以及将(A)的百分比从20％增至40％时，发现在膨胀比上具有最大的百分比减少)。增加(B)的百分比及减少(A)的百分比增加了水凝胶与亲水剂和环境的亲水性和相容性。增加(A)的百分比改善了由形成水凝胶体系所形成的水凝胶中的机械性能。对于所形成的水凝胶，增加(A)的分子量增加了疏水性和增强了机械性能，增强了A或B百分比高时的溶胀比，并引起生物降解时间的增加。增加(B)的分子量在所形成的水凝胶中减小了疏水性，减小了溶胀比，引起机械性能增强，并且当(B)是葡聚糖衍生物时增加了利用葡聚糖酶降解的时间。在亲水聚合物中取代程度的增加在所形成的水凝胶中减小了亲水性和溶胀比(在较高重量百分比葡聚糖衍生物组合物中)，增强了机械性能以及增加了降解时间。

[0169]本文所形成的水凝胶可以化学并入创伤愈合生物活性剂，其与形成水凝胶体系的任一组分或两种组分反应；这可以通过使生物活性剂与此处的形成水凝胶体系的一种或两种组分反应来实现。

[0170]与本文的形成水凝胶体系的组分不起反应的创伤愈合剂可以被物理包埋在水凝胶内，或者通过将它们包含在经历光致交联的反应混合物中而物理包封在水凝胶内，以便光致交联引起水凝胶的形成，其具有包埋于其中或由其胶囊化包封的生物活性剂。

[0171]通过改变上面所讨论的参数，为改变机械性能、疏水性/亲水性、溶胀比和生物降解性能，在此所述的形成水凝胶体系可以被调节，以生产可控制分散在其中的前体细胞和/或条件培养基以及生物活性剂从本发明创伤敷料和器械涂层中的释放速率的水凝胶。如上所述，较高的溶胀比提供较快的释放速率，并且与高亲水性有关，高亲水性对于伤口清洗效果(wound cleaning utilities)是重要的，且提供对于卫生目的而言更好的吸收。在一个实施方式中，本发明创伤敷料利用含有前体细胞的水凝胶作为组织工程的支架。

[0172]可以被引入生物可降解水凝胶中的合成或天然聚合物例如包括蛋白质、肽、多糖和黏多糖(polymucosaccharides)。该可选方案的蛋白质例如包括溶菌酶、白细胞介素-1和碱性成纤维细胞生长因子。该可选方案为合成或天然高分子药物的受控释放施用提供了优良的方法。

[0173]通过形成组分(A)和(B)的溶液，以提供在溶液中的(A)和(B)总计为30至50％(w/v)的浓度，加入光敏引发剂，然后例如加入0.5至3％(w/w，基于(A)和(B)的总重)的待包埋的细胞和分子，然后进行自由基聚合，被包埋的前体细胞、条件培养基和创伤愈合生物活性剂容易地被引入生物可降解水凝胶中。溶剂应当是(A)和(B)以及待包埋的剂在其中溶解的溶剂。(A)和(B)可溶解在其中的这样的溶剂一般例如包括N，N-二甲基甲酰胺(DMF)和二甲亚砜(DMSO)，并且在(A)和(B)可溶解在其中的溶剂中进行选择，以获得也溶解待包埋细胞和生物活性剂的溶剂。

附加生物活性剂

[0174]如此处所用，结合创伤愈合敷料和植入物，术语“附加生物活性剂(additional bioactive agent)”指的是除上述“创伤愈合”剂之外的治疗剂或诊断剂，其可促进如本文所述的血管内皮再生的自然创伤愈合过程。这样的附加生物活性剂也可以被分散在聚合物基质中，或者位于具有不同治疗目的的可插入或可植入的医疗或治疗器械表面的涂层上，如本领域中已知的，其中聚合物涂层与治疗表面或血源性细胞或因子接触或者通过生物降解从聚合物涂层中释放是期望的。

[0175]具体而言，此类附加生物活性剂可以包括，但不限于下列物质中的一种或多种：多核苷酸、多肽、寡核苷酸、核苷酸类似物、核苷类似物、多核酸诱杀剂(polynucleic acid decoys)、治疗性抗体、阿昔单抗(abciximab)、血液调节剂(blood modifiers)、抗血小板剂、抗凝血剂、免疫抑制剂、抗肿瘤剂、抗癌剂、抗细胞增殖剂和一氧化氮释放剂。

[0176]多核苷酸可以包括脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)、双链DNA、双链RNA、双链体DNA/RNA、反义多核苷酸、功能RNA或它们的组合。在一个实施方式中，多核苷酸可以是RNA。在另一个实施方式中，多核苷酸可以是DNA。在另一实施方案中，多核苷酸可以是反义多核苷酸。在另一实施方案中，多核苷酸可以是正义多核苷酸。在另一实施方案中，多核苷酸可以包括至少一种核苷酸类似物。在另一实施方案中，多核苷酸可以包括磷酸二酯连接的3′-5′和5′-3′多核苷酸骨架。可选地，多核苷酸可以包括非磷酸二酯键，如硫代磷酸酯类型、氨基磷酸酯(phosphoramidate)和肽-核苷酸骨架。在另一实施方案中，多个部分可以被连接到多核苷酸的骨架糖。产生这种连接的方法是本领域技术人员已知的。

[0177]多核苷酸可以是单链多核苷酸或双链多核苷酸。多核苷酸可以具有任何合适长度。特别地，多核苷酸可以是约2至约5,000个核苷酸长度，包括2和5,000个；约2至约1000个核苷酸长度，包括2和1000个；约2至约100个核苷酸长度，包括2和100个；或者约2至10个核苷酸长度，包括2和10个。

[0178]反义多核苷酸典型地是与编码靶蛋白的mRNA互补的多核苷酸。例如，mRNA可以编码促癌蛋白(cancer promoting protein)，即癌基因的产物。反义多核苷酸与单链mRNA互补并且会形成双链体并从而抑制靶基因的表达，即，会抑制癌基因的表达。本发明的反义多核苷酸可以与编码靶蛋白的mRNA形成双链体，将不允许靶蛋白的表达。

[0179]“功能RNA(functional RNA)”是指核酶RNA或不被翻译的其它RNA。

[0180]“基因治疗剂(gene therapy agent)”是指，通过将基因导入靶细胞、随后表达基因产物而引起基因在靶细胞中表达的药剂。这样的基因治疗剂的例子将是当导入到细胞时引起蛋白质表达的遗传构建体，例如蛋白质是胰岛素。可选地，基因治疗剂可以降低基因在靶细胞中的表达。这样的基因治疗剂的一个例子将是将多核苷酸片段导入细胞中，所述片段将整合入靶基因并干扰该基因的表达。这种药剂的例子包括能够通过同源重组干扰基因的病毒和多核苷酸。导入和干扰细胞内基因的方法是本领域技术人员熟知的。

[0181]本发明的寡核苷酸可以具有任何适当长度。具体而言，寡核苷酸可以是约2至约100个核苷酸长度，包括端点；达到约20个核苷酸长度，包括端点；或者约15至约30个核苷酸长度，包括端点。寡核苷酸可以是单链或双链的。在一个实施方案中，寡核苷酸可以是单链的。寡核苷酸可以是DNA或RNA。在一个实施方案中，寡核苷酸可以是DNA。在一个实施方案中，寡核苷酸可以根据普遍已知的化学方法被合成。在另一实施方案中，寡核苷酸可以从商业供应商得到。寡核苷酸可以包括但不限于，至少一种核苷酸类似物，如溴衍生物、叠氮衍生物、荧光衍生物或它们的组合。核苷酸类似物是本领域技术人员公知的。寡核苷酸可以包括链终止子。寡核苷酸也可以被用作，例如，交联剂或荧光标签。可以应用许多普通的连接将寡核苷酸偶联于另一部分，例如，磷酸酯、羟基等。此外，可以通过掺入寡核苷酸的核苷酸类似物而将部分与寡核苷酸连接。在另一实施方案中，寡核苷酸可以包括磷酸二酯连接的3′-5′和5′-3′寡核苷酸骨架。可选地，寡核苷酸可以包括非磷酸二酯键，如硫代硫酸酯类型、氨基磷酸酯和肽-核苷酸骨架。在另一实施方案中，多个部分可以被连接到寡核苷酸的骨架糖。创建这种连接的方法是本领域技术人员熟知的。

[0182]核苷酸和核苷类似物是本领域公知的。这种核苷类似物的例子包括但不限于

(Roche Laboratories)、

(GlaxoWellcome)、

(Lilly)、

(Roche Laboratories)、

(Schering)、

(Bristol-Myers Squibb)、

(Bristol-Myers Squibb)和

(Glaxo Wellcome)。参见Physician′s Desk Reference，2004版。

[0183]作为分散在本发明创伤敷料和可植入医疗器械上涂层中的聚合物内的附加生物活性剂的多肽可以具有任何合适的长度。具体而言，多肽可以是约2至约5,000个氨基酸长度，包括端点；约2至约2,000个氨基酸长度，包括端点；约2至约1,000个氨基酸长度，包括端点；或者约2至约100个氨基酸长度，包括端点。

[0184]多肽也可以包括“肽模拟体(peptide mimetics)”。肽类似物一般在制药行业中用作非肽生物活性剂，其性质类似于模板肽(template peptide)的那些性质。这些类型的非肽化合物被称为“肽模拟(peptide mimetics)”或“模拟肽(peptidomimetics)”。Fauchere，J.(1986)Adv.Bioactive Agent Res.，15：29；Veber和Freidinger(1985)TINS p.392；和Evans等(1987)J.Med.Chem.，30：1229；并且通常借助计算机化分子模型化而开发。一般而言，模拟肽结构上类似于典型多肽(paradigm polypeptide)(即具有生化性质或药理活性的多肽)，但是具有一个或多个通过本领域已知的方法被选自下列的键任选替换的肽键：--CH₂NH--、--CH₂S--、CH₂-CH₂--、--CH＝CH--(顺式和反式)、--COCH₂--、--CH(OH)CH₂--和--CH₂SO--，在下列参考文献中被进一步描述：Spatola，A.F.在＂Chemistry and Biochemistry of Amino Acids，Peptides，and Proteins，＂B.Weinstein编辑，Marcel Dekker，New York，p.267(1983)中；Spatola，A.F.，Vega Data(1983年3月)，Vol.1，Issue 3，＂Peptide Backbone Modifications＂(综述)；Morley，J.S.，Trends.Pharm.Sci.，(1980)p.463-468(综述)；Hudson，D.等，Int.J.Pept.Prot.Res.，(1979)14：177-185(--CH₂NH--、CH₂CH₂--)；Spatola，A.F.等，Life Sci.，(1986)38：1243-1249(-CH₂-S-)；Harm，M.M.，J.Chem.Soc.Perkin TransI(1982)307-314(--CH＝CH-，顺式和反式)；Almquist，R.G.等，J.Med.Chem.，(1980)23：2533(-COCH₂-)；Jennings-Whie，C.等，TetrahedronLett.，(1982)23：2533(-COCH2-)；Szelke，M.等，European Appln.，EP45665(1982)(-CH(OH)CH₂-)；Holladay，M.W.等，Tetrahedron Lett.，(1983)24：4401-4404(-C(OH)CH₂-)；和Hruby，V.J.，Life Sci.，(1982)31：189-199(-CH₂-S-)。此类肽模拟可以具有优于多肽实施方案的显著优势，例如包括：更经济的生产、更大的化学稳定性、增强的药理性质(半寿期、吸收、效价、功效等)、改变的特异性(例如广谱的生物活性)、减少的抗原性以及其它。

[0185]另外，多肽内的一个或多个氨基酸的取代(例如，用D-赖氨酸代替L-赖氨酸)可以被用于产生更稳定的多肽和抗内源性蛋白酶的多肽。

[0186]在一个实施方案中，分散在本发明创伤敷料、植入物和医疗器械涂层中所使用的聚合物或水凝胶中的附加生物活性剂可以是抗休。在一方面，抗体可以与细胞黏附分子如钙粘着蛋白、整联蛋白或选择蛋白结合。在另一方面，抗体可以与胞外基质分子如胶原蛋白、弹性蛋白、纤连蛋白或层粘连蛋白结合。在又一方面，抗体可以与受体如肾上腺素能受体、B细胞受体、补体受体、胆碱能受体、雌激素受体、胰岛素受体、低密度脂蛋白受体、生长因子受体或T细胞受体结合。与聚合物连接的抗体(直接连接或通过接头连接)也可以和血小板聚集因子(例如，纤维蛋白原)、细胞增殖因子(例如，生长因子和细胞因子)和凝血因子(例如纤维蛋白原)结合。在另一实施方案中，抗体可以被偶联于活性物质，诸如毒素。在另一实施方案中，抗体可以是阿昔单抗(ReoProR)。阿昔单抗是与β(3)整联蛋白结合的嵌合抗体的Fab片段。阿昔单抗对例如在血细胞上的血小板糖蛋白IIb/IIIa受体具有特异性。人动脉平滑肌细胞表达其表面的α(v)β(3)整联蛋白。处理β(3)表达平滑肌细胞可以抑制其它细胞的黏附并降低细胞迁移或增殖。阿昔单抗也抑制血小板的聚集。

[0187]可以被使用的有用的抗血小板剂或抗凝血剂包括，例如

(DuPont)、

(Pharmacia & Upjohn)、

(Wyeth-Ayerst)、

(Organon)、

(Merck)、(Roberts)、

(Smithkline Beecham)、

(Glaxo Wellcome)、

(Kramer)、

(COR Therapeutics)、

(Key)、

(Boehringer Ingelheim)、

(Bristol-Myers Squibb)、(Centecor)、

(Roche)、

(Abbott)、

(Genentech)、(Roberts)和

(Astra)。参见，Physician′s Desk Reference，2001版。特别地，抗血小板剂或抗凝血剂可以包括曲匹地尔(avantrin)、西洛他唑、肝素、水蛭素或依洛前列素(ilprost)。曲匹地尔在化学上被命名为N，N-二甲基-5-甲基-[1，2，4]三唑并[1，-5-a]嘧啶-7-胺。西洛他唑在化学上被命名为6-[4-(1-环已基-1H-四唑-5-基)-丁氧基]-3，4-二氢-2(1H)-喹啉酮。肝素是具有抗凝活性的粘多糖；是由D-葡糖胺和L-艾杜糖酸或D-葡萄糖酸重复单元组成的不定磺化的多糖链的异质混合物。水蛭素是从水蛭例如，药用水蛭(Hirudo medicinalis)提取的抗凝蛋白。依洛前列素在化学上被命名为5-[六氢-5-羟基-4-(3-羟基-4-甲基-1-辛烯-6-炔基)-2(1H)-并环戊二烯亚基]戊酸。

[0188]免疫抑制剂可以包括，例如，

(Roxane)、

(Bayer Biological)、

(Roche Laboratories)、(Glaxo Wellcome)、

(Ortho-ClinicalDiagnostics)、

(Novartis)、Orthoclone 

(Ortho Biotech)、

(Fujisawa)、

(Ortho-Clinical Diagnostics)、

(Novartis)、

(Novartis)和

(RocheLaboratories)。

[0189]特别地，免疫抑制剂可以包括雷帕霉素或沙利度胺。雷帕霉素是从吸水链霉菌(Streptomyces hygroscopicus)分离的三烯大环内酯。沙利度胺在化学上被命名为2-(2，6-二氧代-3-哌啶基)-1H-异-吲哚-1，3(2H)-二酮。

[0190]可以被掺入作为本发明创伤敷料、植入物和器械涂层中的附加生物活性剂的抗癌剂或抗细胞增殖剂包括，例如，核苷酸和核苷类似物，如2-氯-脱氧腺苷、辅助抗肿瘤剂、烷化剂、氮芥、亚硝基脲、抗生素、抗代谢物、激素激动剂/拮抗剂、雄激素、抗雄激素、抗雌激素、雌激素和氮芥的组合、促性腺激素释放激素(GNRH)类似物、孕激素、免疫调节剂、多种抗肿瘤剂、光敏剂及皮肤和粘膜剂。参见，Physician′s Desk Reference，2005版。

[0191]合适的辅助抗肿瘤剂(adjunct antineoplastic agents)包括

(Hoeschst Marion Roussel)、(Novartis)、

(MGI)、(Pfizer)、(Amgen)、

(Janssen)、

(Alza)、

(SmithKline Beecham)、(Immunex)、

(Glaxo Wellcome)、

(Astra)、

(Immunex)、

(Roxane)、

(Bristol-MyersSquibb Oncology/Immunology)、Neupogen(Amgen)、

(OrthoBiotech)、

(MGl)、(Novartis)、(Pharmacia and Upjohn)、(Glaxo Wellcome)和

(GlaxoWellcome)。

[0192]合适的各种烷化剂包括

(Glaxo Wellcome)、

(Bristol-Myers Squibb Oncology/Immunology)、

(Bristol-Myers Squibb Oncology/Immunology)和

(Immunex)。

[0193]合适的氮芥包括

(Glaxo Wellcome)、

(Bristol-Myers Squibb Oncology/Immunology)、

(Bristol-MyersSquibb Oncology/Immunology)、

(Glaxo Wellcome)和

(Merck)。

[0194]合适的亚硝基脲包括

(Bristol-Myers SquibbOncology/Immunology)、

(Bristol-Myers Squibb Oncology/Immunology)、(Rhone-Poulenc Rover)和

(Pharmaciaand Upjohn)。

[0195]合适的抗代谢物包括(Pharmacia and Upjohn)、

(Berlex)、Sterile (Roche Laboratories)、

(Ortho Biotech)、(Immunex)、

(GlaxoWellcome)、(Glaxo Wellcome)和

(RocheLaboratories)。

[0196]合适的雄激素包括

(Hoechst Marion Roussel)和

(Bristol-Myers Squibb Oncology/Immunology)。

[0197]合适的抗雄激素包括

(Zeneca)和(Schering)。

[0198]合适的抗雌激素包括

(Zeneca)、(Schering)、

(Novartis)和

(Zeneca)。

[0199]合适的雌激素和氮芥组合包括

(Pharmnacia andUpjohn)。

[0200]合适的雌激素包括

(Bristol-Myers Squibb)和

(Solvay)。

[0201]合适的促性腺激素释放激素(GNRH)类似物包括Leupron

(TAP)和

(Zeneca)。

[0202]合适的孕激素包括

(Pharmacia and Upjohn)和

(Bristol-Myers Squibb Oncology/Immunology)。

[0203]合适的免疫调节剂包括

(Janssen)和

(Chiron Corporation)。

[0204]、合适的各种抗肿瘤剂包括(Pharmacia andUpjohn)、

(Schering)

(Bayer)

(Merck)、

(Bristol-Myers Squibb Oncology/Immunology)、(Astra)、

(Lilly)、

(U.S.Bioscience)、

(SmithKline Beecham)、(Bristol-Myers SquibbOncology/Immunology)、

(Roxane)、Intron 

(Schering)、

(Bristol-Myers Squibb Oncology/Immunology)、(Glaxo Wellcome)、(Rhone-Poulenc Rover)、

(Lilly)、

(Chiron Corporation)、

(IDEC)、

(Genentech)、

(Roche Laboratories)、(paclitaxol/paclitaxel，Bristol-Myers Squibb Oncology/Immunology)、(Rhone-Poulenc Rover)、

(Pasteur MerieuxConnaught)、Tice 

(Organon)、

(Lilly)、

(Bristol-Myers Squibb Oncology/Immunology)、

(RocheLaboratories)和

(Bristol-Myers Squibb Oncology/Immunology)。

[0205]合适的光敏剂包括

(Sanofi)。

[0206]特别地，有用的抗癌剂或抗细胞增殖剂可以包括

(紫杉醇)，类似一氧化氮的化合物，或者NicOX(NCX-4016)。

(紫杉醇)在化学上被命名为5β，20-环氧-1，2α4，7β，10β，13α-六羟基紫杉烷-11-烯-9-酮4，10-二乙酸酯-2-苯甲酸酯-13-酯，带有(2R，3S)-N-苯甲酰-3-苯基异丝氨酸，雷帕霉素，西罗莫司，依维莫司，帕尼特西或其紫杉烯(taxene)类似物，17AAG和其它格尔德霉素，埃博霉素D和其它埃博霉素，雌二醇和相关类固醇衍生物；lantrunculin D，松胞菌素A，一氧化氮，地塞米松和血管抑肽(Angiopeptin)。抗增殖药可以被用于治疗广泛的由过量细胞增殖产生的异常生长相关的指症，包括但不限于再狭窄、肝血管瘤(脉管畸形)；炎症状况、恶性或良性瘤形成、子宫内膜异位症(先天或内分泌/激素异常)、粘连(腹部或胸膜(plural))、瘢痕疙瘩形成、骨生长过度和感染。

[0207]一氧化氮类似化合物包括结合有一氧化氮释放官能团的任何化合物(例如聚合物)。合适的一氧化氮类似化合物是牛或人血清白蛋白的S-亚硝基硫醇衍生物(加合物)，如例如美国专利号5,650,447所公开。参见例如David Marks et al.，＂Inhibition of neointimal proliferationin rabbits after vascular injury by a single treatment with a protein adductof nitric oxide，＂J Clin.Invest.(1995)96：2630-2638。NCX-4016在化学上被命名为2-乙酸基-苯甲酸酯2-(硝酰甲基)-苯酯，并且是抗血栓形成剂。

[0208]应当理解，本领域技术人员知道，本发明中有用的生物活性剂是在上面公开的任何生物活性剂或药剂中存在的生物活性物质。例如，

典型地作为可注射的浅黄色粘性溶液可得。然而，生物活性剂是结晶粉末，化学名是5β，20-环氧-1，2α，4，7β，10β，13α-六羟基紫杉烷-11-烯-9-酮4，10-二乙酸酯-2-苯甲酸酯-13-酯，带有(2R，3S)-N-苯甲酰-3-苯基异丝氨酸。Physician′s Desk Reference(PDR)，Medical EconomicsCompany(Montvale，NJ)，(53rd Ed.)，pp.1059-1067。

[0209]用于包含在本发明创伤敷料和器械涂层中的优选的生物活性剂和药物包括雷帕霉素及其任何类似物或衍生物、帕尼特西或其任何紫杉烯类似物或衍生物、依维莫司、西罗莫司、他克莫司、或其任何莫司命名的药物家族，以及他汀类，如辛伐他汀、阿托伐他汀、氟伐他汀、普伐他汀、洛伐他汀、罗苏伐他汀；格尔德霉素，例如17AAG(17-烯丙氨基-17-脱甲氧基格尔德霉素)；Kosan KOS-862，17-二甲氨基乙氨基-17-脱甲氧基-格尔德霉素和热休克蛋白90(Hsp90)的其它聚酮化合物抑制剂、西洛他唑及类似物。

[0210]如本文所用，“生物活性剂的残基(residue of a bioactiveagent)”或“附加生物活性剂的残基(residue of an additional bioactiveagent)”是如本文公开的具有一个或多个开放化合价的这样的生物活性剂的基团。任何在合成上可行的生物活性剂的原子或多个原子都可以被去除，以便提供开放化合价，前提是当基团被连接到结构式(I，III-VII)或(X)化合物的残基时，生物活性基本上被保留。根据所需的连接，本领域技术人员可以选择适当官能化的原料，该原料可以用本领域已知方法从生物活性剂得到。

[0211]生物活性剂的残基可以用任何合适的试剂和反应条件而形成。合适的试剂和反应条件被公开例如在Advanced Organic Chemistry，Part B：Reactions and Synthesis，第二版，Carey和Sundberg(1983)；Advanced Organic Chemistry，Reactions，Mechanisms and Structure，第二版，March(1977)；和Comprehensive Organic Transformations，第二版，Larock(1999)中。

[0212]在某些实施方案中，聚合物/生物活性剂连接可以降解，得到合适的和有效量的游离生物活性剂。如本领域技术人员所理解，根据生物活性剂的化学性质和治疗性质，在某些其它实施方案中，与聚合物连接的生物活性剂在仍然与聚合物连接时行使其治疗效应，如“粘性”多肽A蛋白和G蛋白以及缓激肽和抗体的情况，A蛋白和G蛋白在本文中称为“配体”，其在与聚合物连接时起使靶分子保持接近聚合物的作用，缓激肽和抗体通过接触(即，碰撞)靶分子上的受体起作用。任何合适的和有效量的生物活性剂都可以被释放，并且将典型地取决于，例如，特定聚合物、生物活性剂和所选择的聚合物/生物活性剂连接。典型地，通过聚合物/生物活性剂连接的降解，多达约100％的生物活性剂可以从聚合物中被释放。特别地，多达约90％、多达75％、多达50％或者多达25％的生物活性剂可以从聚合物中被释放。典型地影响从聚合物释放的生物活性剂量的因素是聚合物/生物活性剂连接的类型和配制物中存在的其它物质的性质和数量。

[0213]根据被治疗的创伤的类型，聚合物/生物活性剂连接可以被选择为经过期望的一段时间降解，以定时释放合适的和有效量的生物活性剂。通过明智的选择生物活性剂与聚合物连接的化学性质，任何合适的和有效的时间段都可以被选择。典型地，合适的和有效量的生物活性剂可以在选自约24小时、约7天、约30天、约90天和约120天的时间内被释放。较长的时间跨度特别适合可植入创伤敷料和器械涂层。典型地影响生物活性剂从聚合物释放的时间长度的其他因素包括，例如，聚合物的性质和量、生物活性剂的性质和量以及配制物中存在的其它物质的性质和量。

聚合物/接头/生物活性剂连接

[0214]除了被直接连接(例如，共价)到结构式(I，III-VII)和(X)化合物的残基之外，生物活性剂的残基也可以通过合适的接头与结构式(I，III-VII)和(X)化合物的残基连接。接头的结构并不是决定性的，前提是所形成的本发明的化合物作为生物活性剂具有有效的治疗指数。

[0215]合适的接头包括将结构式(I，III-VII)和(X)化合物的残基与生物活性剂的残基分开大约5埃至大约200埃距离的接头，包括5埃和200埃。其它合适的接头包括将结构式(I，III-VII)和(X)化合物的残基与生物活性剂的残基分开大约5埃至大约100埃距离的接头，包括5埃和100埃，以及包括将结构式(I，III-VII)和(X)化合物的残基与生物活性剂的残基分开大约5埃至大约50埃距离的接头，或者分开大约5埃至大约25埃，包括范围端点。

[0216]接头可以被连接至结构式(I，III-VII)和(X)化合物的残基上的任何合成上可行的位置上。基于期望的连接，本领域普通技术人员可以选择适当官能化的原料，该原料用本领域已知的方法可以从结构式(I，III-VII)和(X)化合物和生物活性剂得到。

[0217]通过下列基团，接头可以方便地与结构式(I，III-VII)和(X)化合物的残基连接，或者与生物活性剂的残基连接：酰胺(例如-N(R)C(＝O)-或-C(＝O)N(R)-)、酯(例如-OC(＝O)-或-C(-O)O-)、醚(例如-O-)、酮(例如-C(＝O)-)、硫醚(例如-S-)、亚磺酰(例如-S(O)-)、磺酰(例如-S(O)₂-)、二硫化物(例如-S-S-)、氨基(例如-N(R)-)或直接(例如C-C)连接，其中每一个R独立为H或(C₁-C₆)烷基。利用本领域已知的合成方法，这样的连接可以由适当官能化的原料形成。基于期望的连接，本领域普通技术人员可以选择适当官能化的原料，该原料可以用本领域已知的方法从结构式(I，III-VII)和(X)化合物的残基、生物活性剂的残基和特定接头得到。

[0218]特别地，接头可以是式W-A-Q的二价基，其中A是(C₁-C₂₄)烷基、(C₂-C₂₄)烯基、(C₂-C₂₄)炔基、(C₃-C₈)环烷基、或(C₆-C₁₀)芳基；其中W和Q各自独立地是-N(R)C(＝O)-、-C(＝O)N(R)-、-OC(＝O)-、-C(＝O)O、-O-、-S-、-S(O)、-S(O)₂-、-S-S-、-N(R)-、-C(＝O)或直接键(即W和/或Q不存在)；其中每一R独立地是H或(C₁-C₆)烷基。

[0219]特别地，接头可以是式W-(CH₂)_n-Q的二价基，其中n从约1至约20，从约1至约15，从约2至约10，从约2至约6，或从约4至约6；其中W和Q每一个独立地为-N(R)C(＝O)-、-C(＝O)N(R)-、-OC(＝O)-、-C(＝O)O-、-O-、-S-、-S(O)-、-S(O)₂-、-S-S-、-C(＝O)-、-N(R)-或直接键(即W和/或Q不存在)；其中每一个R独立为H或(C₁-C₆)烷基。

[0220]特别地，W和Q每一个可以独立为-N(R)C(＝O)-、-C(＝O)N(R)-、-OC(＝O)-、-N(R)-、-C(＝O)O-、-O-或直接键(即W和/或Q不存在)。特别地，接头可以是由糖形成的二价基。特别地，接头可以是由环糊精形成的二价基。特别地，接头可以是二价基，即从肽或氨基酸形成的二价基。肽可以包括2至约25个氨基酸，2至约15个氨基酸，或者2至约12个氨基酸。

[0221]特别地，肽可以是聚-L-赖氨酸(即[-NHCH[(CH₂)₄NH₂]CO-]_m-Q，其中Q是H、(C₁-C₁₄)烷基或合适的羧基保护基；以及其中m为约2至约25。聚-L-赖氨酸可以含有约5至约15个残基(即m为从约5至约15)。例如，聚-L-赖氨酸可以含有约8至约11个残基(即m为从约8至约11)。

[0222]特别地，肽也可以是聚-L-谷氨酸、聚-L-天冬氨酸、聚-L-组氨酸、聚-L-鸟氨酸、聚-L-丝氨酸、聚-L-苏氨酸、聚-L-酪氨酸、聚-L-亮氨酸、聚-L-赖氨酸-L-苯丙氨酸、聚-L-精氨酸或聚-L-赖氨酸-L-酪氨酸。

[0223]特别地，接头可以从1，6-二氨基己烷H₂N(CH₂)₆NH₂、1，5-二氨基戊烷H₂N(CH₂)₅NH₂、1，4-二氨基丁烷H₂N(CH₂)₄NH₂或1，3-二氨基丙烷H₂N(CH₂)₃NH₂制备。

[0224]一个或多个生物活性剂可以通过接头被连接至聚合物。特别地，每一个生物活性剂的残基可以每一个通过接头被连接至聚合物的残基。任何合适数目的生物活性剂(即其残基)可以通过接头而与聚合物(即其残基)连接。可以通过接头与聚合物连接的生物活性剂的数目一般可以取决于聚合物的分子量以及聚合物是饱和还是不饱和。例如，可达大约450个生物活性剂(即其残基)可以通过接头与聚合物(即其残基)连接，可达大约300个生物活性剂(即其残基)可以通过接头与聚合物(即其残基)连接，或者可达大约150个生物活性剂(即其残基)可以通过接头与聚合物(即其残基)连接。

[0225]在本发明的一个实施方式中，如本文所公开的聚合物(即其残基)可以通过聚合物的羧基(例如COOR²)与接头连接。例如，含有游离氢或(C₆-C₁₀)芳基(C₁-C₆)烷基的聚合物残基可以与接头的氨基官能团或接头的羟基官能团反应，以便分别提供具有酰胺键的聚合物/接头或者具有羧基酯键的聚合物/接头。在另一个实施方式中，羧基可以被转化为酰卤或酰基酸酐。

[0226]在本发明的一个实施方式中，生物活性剂(即其残基)可以通过接头的羧基(例如COOR，其中R是氢、(C₆-C₁₀)芳基(C₁-C₆)烷基或(C₁-C₆)烷基)与接头连接。特别地，生物活性剂的氨基官能团或生物活性剂的羟基官能团可以与接头的羧基反应，以分别提供具有酰胺键的接头/生物活性剂或者具有羧酸酯键的接头/生物活性剂。在另一个实施方式中，接头的羧基可以被转化为酰卤或酰基酸酐。

[0227]当聚合物降解时，生物活性剂被释放，无论是生物活性剂与聚合物连接、溶解在该聚合物中还是与该聚合物混合。任何合适的和有效量的生物活性剂都可以被释放，并且将典型地取决于，例如，特定聚合物、生物活性剂、接头以及所选择的聚合物/接头/生物活性剂连接。典型地，多达约100％的生物活性剂可以从聚合物中被释放。特别地，多达约90％、多达75％、多达50％或者多达25％的生物活性剂可以从聚合物中被释放。典型地影响释放自聚合物/接头/生物活性剂的生物活性剂量的因素包括，例如，聚合物的性质和量、生物活性剂的性质和量、接头的性质和量、任何聚合物/接头/生物活性剂连接的性质以及配制物中存在的其它物质的性质和量。

[0228]聚合物可以在一段时间降解，以便得到合适和有效量的生物活性剂。任何合适和有效的时间段都可以选择。典型地，合适的和有效量的生物活性剂可以在约24小时、约7天、约30天、约90天或约120天内被释放。典型地影响前体细胞和/或生物活性剂从聚合物释放的时间长度的因素包括，例如，聚合物的性质和量、前体细胞、条件培养基或细胞的生长培养基的性质和量、生物活性剂的性质和量、所使用的任何接头的性质、聚合物/接头/生物活性剂连接的性质以及配制物中存在的其它物质的性质和量。

与生物活性剂或附加生物活性剂混合的聚合物

[0229]除了直接或通过接头与一种或多种生物活性剂连接之外，如在此所述用于涂敷医疗器械结构的聚合物可以与一种或多种生物活性剂或附加生物活性剂物理混合，以提供配制物。

[0230]如本文所用，“混合的(intermixed)”指的是与生物活性剂物理混合的本发明的聚合物，或者与生物活性剂物理接触的如本文所述的聚合物。

[0231]如本文所用，“配制物(formulation)”是指与一个或多个生物活性剂或附加生物活性剂混合的如本文所述的聚合物。配制物包括这样的聚合物，在该聚合物表而存在一个或多个生物活性剂，其部分埋入聚合物中或者完全埋入聚合物中。此外，配制物包括如本文所述的聚合物和生物活性剂，它们形成均一组合物(即，均一配制物)。

[0232]聚合物和生物活性剂的任何合适量都可以被应用，以提供配制物。聚合物存可以以组合物的约0.1wt.％至约99.9wt.％存在。典型地，聚合物可以以组合物的约25wt.％以上存在；以组合物的约50wt.％以上；组合物的约75wt.％以上；或者组合物的约90wt.％以上存在。同样地，生物活性剂可以以组合物的约0.1wt.％至约99.9wt.％存在。典型地，生物活性剂可以以组合物的约5wt.％以上；组合物的约10wt.％以上；组合物的约15wt.％以上；或者组合物的约20wt.％以上存在。

[0233]在本发明聚合物/生物活性剂的又一实施方案中，如本文所述的聚合物/接头/生物活性剂、组合物或其组合可以作为聚合物膜而被施用到医疗器械的表而上。医疗器械的至少部分表面可以用具有任何合适厚度的聚合物或水凝胶膜涂敷。例如，医疗器械上的膜的厚度可以是约1至约50微米厚或者约5至约20微米厚。

[0234]聚合物和/或水凝胶膜可以有效地用作掩蔽前体细胞或其条件培养基以及医疗器械如矫形植入物上的生物活性剂洗脱涂层。这种生物涂层可以通过任何合适的涂覆方法在医疗器械上产生，例如，在医疗器械上浸涂、真空沉积或者喷涂聚合物膜，以产生一种可提高植入物部位处的组织损伤复原的局部生物活性剂输送系统。

[0235]在一个实施方案中，创伤敷料是单层或多层创伤敷料，其中上述聚合物处于膜的形式或者细聚合物线垫的形式，例如Nanoskin^TM(MediVas，LLP，San Diego，CA)。此种聚合物敷料当接种上皮前体细胞或用得自异源上皮前体细胞的条件培养基灌注时，可以被用作手术包裹，例如，用于烧伤受害者组织的复原，其中表面屏障增强了组织复原，而聚合物膜被生物吸收。在其它实施方案中，聚合物细线可以被机织、成网状、编织或类似处理。例如，聚合物的静电纺丝可以产生聚合物的无规网状物或微纤维垫。

[0236]聚合物膜的至少一个表面可以用附加的配制物层涂敷，成为夹层型结构，以便向组织输送促进自然组织复原过程的生物活性剂。这样的附加水凝胶基药物释放配制物层可以包含分散在水凝胶中的各种生物活性剂，以提供与创伤敷料的聚合物组分不同的洗脱速率。任选地，多层创伤敷料可以进一步包括位于水凝胶层顶上的封闭层(occlusive layer)。

[0237]可以使用任何合适尺寸的聚合物和生物活性剂，以提供这样的配制物。例如聚合物可以具有约1×10^-4米以下、约1×10^-5米以下、约1×10^-6米以下、约1×10^-7米以下、约1×10^-8米以下、或者约1×10^-9米以下的尺寸。

[0238]配制物可以降解，以释放合适和有效量的至少一种祖前体细胞，其可以是自身或异源的。任何合适和有效量的前体细胞可以被释放，并且将典型地取决于，例如，所选择的特定组合物。典型地，多达约100％的前体细胞或条件培养基可以从配制物中被释放。特别地，多达约90％、多达75％、多达50％或者多达25％的前体细胞或条件培养基可以在基本线性速率下从配制物中被释放。典型地影响从配制物释放的前体细胞或条件培养基的量或速率的因素包括，例如，与创伤敷料接触的组织的类型、聚合物或水凝胶的性质和量、前体细胞在聚合物或水凝胶中分散的类型、前体细胞的性质和量、生物活性剂的性质和量以及组合物中存在的任何另外创伤愈合生物活性剂(一种或多种)的性质和量。

[0239]配制物可以经一段时间降解，以便得到合适和有效量的生物活性剂。任何合适和有效的时间段都可以被选择。例如，聚合物可以被选择为在约24小时内、在约2天内、在约7天内、约90天内、或者约120天内释放生物活性剂，当需要可植入创伤敷料时，后者特别有用。典型地影响生物活性剂从配制物释放的时间长度的因素包括，例如，聚合物的性质和量、生物活性剂的性质和量以及组合物中存在的其它物质的性质和量。

[0240]在一个实施方案中，用于制备本发明创伤敷料的聚合物与至少一个生物活性剂物理混合。在另一实施方案中，聚合物直接地或通过接头与至少一个生物活性剂连接。在另一实施方案中，分散在聚合物中的前体细胞直接地或通过配体或接头在聚合物生物降解过程中被容纳在所述聚合物内，并且聚合物或水凝胶也与一种或多种生长培养基中的前体细胞或者与条件培养基如无细胞条件培养基物理混合。

[0241]含有前体细胞和/或条件培养基的医疗器械用本发明聚合物/水凝胶涂层，不论其在如本文所述的配制物中存在与否，不论其被连接到如本文所述的生物活性剂与否，不论其与如本文所述的生物活性剂混合与否，也可以被用在医疗器械的制造中。合适的医疗器械包括，例如，人工关节、人工骨和椎间植入物、心血管医疗器械、支架、旁路、缝线、人工动脉、牙齿和其它身体移植物。

[0242]在又一个实施方案中，本发明通过利用可生物降解创伤敷料，并使损伤部位与创伤敷料在适合促进损伤部位处的组织复原的条件下接触，提供用于促进哺乳动物对象中损伤部位处的组织复原的方法，其中所述创伤敷料包括至少一种选自干细胞、组织特异性祖细胞、胚层谱系干细胞和多能干细胞的前体细胞，和/或自此类细胞得到的条件培养基，它们被分散在可生物降解聚合物或水凝胶内，所述方法包括。

[0243]最后，在处理慢性创伤时，创伤敷料的聚合物可以被放置接触创伤床，并且可以使前体细胞和条件培养基与周围组织中的细胞和因子相互作用，而聚合物在合适的时间段内生物降解，从而将生物活性剂释放到创伤床中同时聚合物被吸收其中。可选地，在慢性创伤的处理中所使用的创伤敷料将包括生物可降解的水凝胶层(即非粘性层)，其可以接触创伤床而放置。聚合物层和水凝胶层的配制物可以被选择为在不同速率下释放它们各自的细胞、条件培养基和生物活性剂。本发明方法被有益地用在此类慢性创伤如静脉停滞性溃疡、糖尿病性溃疡、压疮或缺血性溃疡的治疗中。

[0244]下列实施例意欲举例说明而非限定本发明。

实施例

实施例1

通过藻酸输送生长/存活组分

[0245]该实施例阐明了用来测试水凝胶颗粒输送细胞生长和存活所需组分的能力的试验。水凝胶颗粒是利用低粘度藻酸(alginic acid(AA))(Sigma Chemicals，A2158)形成的，是利用已出版方案的修正本(JRaymond et al.，Am J Neuroradiol(2003)24：1214-1221)制备的。

[0246]初步试验显示，在0.5％氯化钠中制成的4％低粘度藻酸盐可以吸收约为其三分之一体积的期望培养基，如来自已经从人血中分离的祖细胞培养物的条件培养基，并且然后通过加入5％氯化钙而被交联。聚合反应很快发生，并且AA颗粒形成，将培养基包封在藻酸盐内。在最初的24小时内，培养基从颗粒中释放的速率非常迅速，大约半数培养基被释放。然后在接下来的48小时内，释放速率减慢，直到72小时多数培养基被释放为止。

[0247]为举例说明自AA颗粒的释放速率，将锥虫蓝作为指示化合物并入AA中。将含锥虫蓝的珠放置在无PBS的孔中，作为对照，以展示珠的起始颜色，以及放置在具有PBS的孔中，观察锥虫蓝向无色PBS中的释放。在各时刻(24、48和72小时)，将含锥虫蓝的珠从PBS中移走，并放置到空孔中以观察与对照珠相比时的任何颜色变化。在各时刻，记录观察结果并拍照。

[0248]在24小时时，约50％蓝颜色已经从水凝胶颗粒中释放，到48小时时，仍有少量颜色留在颗粒中，但是到72小时时，AA颗粒不在具有任何留置的颜色，这表明所有锥虫蓝已经被释放。

细胞拯救试验

[0249]该实施例阐明AA颗粒输送存活组分至细胞的效率。设计了试验，利用包封在AA颗粒中的胎牛血清(FBS)，AA颗粒被提供给在没有其它接触FBS的机会下生长的细胞。将内皮或平滑肌细胞铺在12孔组织培养板中，其中含FBS的颗粒被放置在板中的相邻细胞插入物中(BD 35-3180，孔大小：0.4微米)。

[0250]试验方案包括用于内皮细胞和平滑肌细胞的下列条件：

[0251]1.细胞在下面的培养基(SMC的基础培养基是SmGM-2BulletKit(Cambrex，#CC-3182)，EC的基础培养基是EGM-2 BulletKit(Cambrex #CC-3162))中，以15,000细胞/孔被铺在12-孔板中。

2.完全生长因子(对于SMC，这包括hEGF、胰岛素(insulin)、hFGF-B；对于EC，这包括hEGF、VEGF、hFGF-B、R3-IGF-1)和5％ FBS。

3.减去生长因子(Minus growth factor)，加5％ FB。

4.减去生长因子，减去血清。

5.减去生长因子，加含有0％ FBS的AA颗粒。

6.减去生长因子，加含5％ FBS的AA颗粒。

7.减去生长因子，加含10％ FBS的AA颗粒。

[0252]AA颗粒如下制备：将无菌4％低粘度藻酸(AA)加入到1/3(v/v)FBS中，然后通过加入体积等于AA的5％氯化钙进行交联。将颗粒在PBS中漂洗两次，然后放置到细胞插入物中。

[0253]在24小时和48小时进行显微观察，并在48小时时进行标准ATP测定，以测量细胞生长。将此同样的试验重复数次，证明AA颗粒能够将FBS输送至内皮和平滑肌细胞，以增强细胞生长(图1)。

实施例2

细胞在水凝胶中的包囊

[0254]将高度纯化和充分表征的藻酸钠用于包封细胞，其具有低水平的内毒素和蛋白质，对于体外和体内应用是最佳的(NovaMatrix，Pronova UltraPure(UP)LVM藻酸钠)。将该藻酸盐在一些超声处理下于2％ HEPES中制成，以帮助AA进入完全悬浮中，然后进行过滤灭菌。通过将具有胎牛血清(FBS)的细胞与藻酸盐混合，将该混合物吸入1cc注射器中，并滴加到5％氯化钙溶液中形成颗粒，制备含细胞颗粒。该过程产生约100个颗粒/ml，其中大约2000个细胞/颗粒。用于该试验的细胞是SMCs，其是在正常情况下不悬浮生长的强壮的、依赖贴壁细胞系。

[0255]为测定AA颗粒内的细胞生存力，使用两种生存能力染料(viability dye)：(1)钙荧光素AM，其被保留在具有完整膜的细胞中。钙荧光素AM不标记死亡细胞，并且在引发细胞裂解的条件下迅速丧失。一旦进入细胞内，无色的非荧光AM酯被非特异性酯酶切割，导致化合物发荧光。(2)碘化丙锭，其通过插入碱基之间与DNA结合。碘化丙锭是不透膜的，并且不容易进入活细胞中。对照颗粒将SMCs包封在AA颗粒中，但是未暴露于染料。利用配备有表面荧光附件的NikonEclipse TE2000-S相差显微镜，记录显微观察并拍照(20x mag Bar＝50微米)。

[0256]直到6小时之后，对细胞颜色进行拍照。利用配备有表面荧光附件的Nikon Eclipse TE2000-S相差显微镜，记录显微观察并拍照，并且相片显示，钙荧光素AM被活细胞摄取，而碘化丙锭(PI)没有被摄取。该结果表明，AA颗粒中的细胞数小时之后仍然是活着的。

[0257]一系列利用包封在AA颗粒中、暴露于两种染料的SMC的时程试验表明，SMCs保持存活可达6小时，原因在于钙荧光素被包囊化细胞摄取，而碘化丙锭则没有被摄取。

实施例3

水凝胶包封细胞的聚合物涂层

[0258]与荧光丹酰-赖氨酸偶联的PEA被用于涂敷颗粒，以便使聚合物涂层的涂层的坚固性和完整性可视化。该试验的结果表明，涂敷AA颗粒以实现涂层的坚固性和完整性的可靠方法是：将它们悬浮在聚合物中，并使聚合物流经可捕获颗粒的筛。然后，通过再悬浮在适当的缓冲液中，将颗粒从筛中迅速移走。

[0259]然后，为测定是否包含在AA颗粒中的SMCs可以存活于具有PEA.H聚合物的涂层，形成AA颗粒，其含有2000个平滑肌细胞/颗粒。用10％(w/v乙醇)聚合物溶液涂敷测试AA颗粒，并在上面实施例2中所示的、如能够进入包囊化细胞中的两种生存染料存在下温育。对照颗粒包封SMCs，但是也被暴露于染料，然而未用PEA聚合物涂敷。利用配备有表面荧光附件的Nikon Eclipse TE2000-S相差显微镜，记录显微观察结果并拍照(200×mag；Bar＝50微米)。

[0260]在上面实施例2中已经展示到，AA颗粒中的SMCs保持存活可达6小时，如通过钙荧光素AM吸收和碘化丙锭排斥所测量。4(四)小时之后，对这些聚合物涂布的颗粒的视觉观察表明，总细胞种群的存活小于对照颗粒中的细胞。离表面最近的细胞受到聚合物涂层的影响最大；而一些更向内的细胞能够存活数小时。因此，AA-包封SMCs的聚合物涂层降低了细胞存活的时间长度，但是聚合物包封细胞的原理得以证明。

[0261]所有的出版物、专利和专利文献并入本文作为参考，如同它们单独地并入本文作为参考。本发明参照多种具体的和优选的实施方案和技术进行描述。然而，应该理解，可以进行许多变化和修改而仍保持在本发明的精神和范围内。

[0262]尽管参照上面的实施例描述了本发明，但应该理解，修改和变化包含在本发明的精神和范围内。因此，本发明仅由所附权利要求限制。

序列表

<110>梅迪沃什有限公司

     K·W·卡彭特

     W·G·图内尔

     K·M·德菲菲

     K·A·格拉克

<120>生物活性创伤敷料和可植入装置及使用方法

<130>MEDIV2040CN

<150>PCT/US2005/038925

<151>2005-10-27

<150>US 60/623,446

<151>2004-10-28

<160>8

<170>PatentIn version 3.3

<210>1

<211>61

<212>PRT

<213>人工序列

<220>

<223>合成的构建物

<400>1

<210>2

<211>55

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<213>人工序列

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<213>人工序列

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<223>合成的构建物

<400>8

Claims (42)

1.生物活性创伤敷料，包括：

至少一种选自干细胞、组织特异性祖细胞、胚层谱系干细胞和多能干细胞的前体细胞、自此类细胞得到的条件培养基及其组合，它们被分散在可生物降解的聚合物或水凝胶内，以促进对象中的体内组织修复或重塑。

2.权利要求1所述的创伤敷料，其中所述创伤敷料是可植入的。

3.权利要求1所述的创伤敷料，其中所述前体细胞是所述对象自身的。

4.权利要求1所述的创伤敷料，其中所述水凝胶还包含所述细胞的合适的生长培养基。

5.权利要求1所述的创伤敷料，其中所述创伤敷料包括所述前体细胞的无细胞条件培养基。

6.权利要求5所述的创伤敷料，其中所述无细胞条件培养基是从与所述对象异源的至少一种前体细胞得到的。

7.权利要求1所述的创伤敷料，其中所述前体细胞或其条件培养基促进上皮、间充质、神经或内脏器官组织中的原位组织修复和重塑。

8.权利要求7所述的创伤敷料，其中所述前体细胞选自角膜缘干细胞、牙上皮干细胞或人乳房上皮的祖细胞。

9.权利要求1所述的创伤敷料，其中所述前体细胞是从骨髓得到的充质干细胞或祖细胞。

10.权利要求1所述的创伤敷料，其中所述前体细胞是肾干细胞或肾祖细胞。

11.权利要求1所述的创伤敷料，其中所述前体细胞是神经干细胞或神经前体细胞。

12.权利要求1所述的创伤敷料，还包括分散在所述聚合物或水凝胶中的至少一种附加生物活性剂。

13.权利要求1所述的创伤敷料，其中所述聚合物包括具有由结构式(I)描述的化学结构的PEA，

并且其中，n在约5至约150的范围内变化，m在约0.1至约0.9的范围内变化；p在约0.9至约0.1的范围内变化；其中R¹选自(C₂-C₂₀)亚烷基或(C₂-C₂₀)亚烯基；R²是氢或(C₆-C₁₀)芳基(C₁-C₆)烷基或叔丁基或其它保护基；R³选自氢、(C₁-C₆)烷基、(C₂-C₆)烯基、(C₂-C₆)炔基和(C₆-C₁₀)芳基(C₁-C₆)烷基；和R⁴选自(C₂-C₂₀)亚烷基、(C₂-C₂₀)亚烯基或烷氧基以及通式(II)的1，4：3，6-双无水己糖醇(dianhydrohexitol)的双环部分：

式(II)

除了对于具有结构式(I)的化学结构的不饱和聚合物而言，R¹和R⁴选自(C₂-C₂₀)亚烷基和(C₂-C₂₀)亚烯基；其中R¹和R⁴的至少一个是(C₂-C₂₀)亚烯基；n是约5至约150；每一个R²独立为氢或(C₆-C₁₀)芳基(C₁-C₆)烷基；以及每一个R³独立为氢、(C₁-C₆)烷基、(C₂-C₆)烯基、(C₂-C₆)炔基或(C₆-C₁₀)芳基(C₁-C₆)烷基，

或者具有由结构式(III)描述的化学结构的PEUR，

并且，其中n在约5至约150范围内变化，m在约0.1至约0.9范围内变化，p在约0.9至约0.1范围内变化；其中R²是氢或(C₆-C₁₀)芳基(C₁-C₆)烷基或叔丁基或其它保护基；R³选自氢、(C₁-C₆)烷基、(C₂-C₆)烯基、(C₂-C₆)炔基和(C₆-C₁₀)芳基(C₁-C₆)烷基；R⁴选自(C₂-C₂₀)亚烷基、(C₂-C₂₀)亚烯基或烷氧基和通式(II)的1，4：3，6-双无水己糖醇的双环部分；和R⁶独立选自(C₂-C₂₀)亚烷基、(C₂-C₂₀)亚烯基或烷氧基和通式(II)的1，4：3，6-双无水己糖醇的双环部分，

除了对于具有结构式(II)的不饱和聚合物而言，R⁶和R⁴选自(C₂-C₂₀)亚烷基和(C₂-C₂₀)亚烯基；其中R⁶和R⁴的至少一个是(C₂-C₂₀)亚烯基。

14.权利要求13所述的创伤敷料，其中所述R³是Ch₂Ph。

15.权利要求14所述的创伤敷料，其中

(a)

               是

16.权利要求15所述的创伤敷料，其中R⁴选自-CH₂-CH＝CH-CH₂-、-(CH₂)₄-或-(CH₂)₆-。

17.权利要求16所述的创伤敷料，其中R⁴是-CH₂-CH＝CH-CH₂-。

18.权利要求13所述的创伤敷料，其中所述聚合物在生物降解时产生至少一种α-氨基酸。

19.权利要求18所述的创伤敷料，其中所述至少一种α-氨基酸是生物α-氨基酸。

20.权利要求1所述的创伤敷料，其中所述创伤敷料是可植入的。

21.权利要求12所述的创伤敷料，其中所述至少一种生物活性剂通过共价键连接至所述聚合物，并在生理条件下从所述创伤敷料中释放。

22.权利要求1所述的创伤敷料，其中所述至少一种前体细胞分散在所述水凝胶中，并且作为水凝胶生物降解的结果而被原位释放。

23.权利要求1所述的创伤敷料，包括处于单独而相邻层中的所述聚合物和水凝胶。

24.权利要求23所述的创伤敷料，还包括覆盖在所述水凝胶层上的封闭层。

25.权利要求1所述的创伤敷料，其中所述水凝胶具有疏水和亲水组分和单相交联聚合物网络结构。

26.权利要求25所述的创伤敷料，其中所述创伤敷料还包括分散在所述水凝胶中的所述前体细胞的适宜的生长培养基。

27.权利要求1所述的创伤敷料，还包括至少一种创伤-愈合剂，其选自配体、胞外基质蛋白质、蛋白质生长因子、抗微生物剂、抗炎剂、治愈促进剂、生物相容的糖蛋白或其组合。

28.权利要求1所述的创伤敷料，其中所述聚合物是编织或网状材料的形式。

29.权利要求1所述的创伤敷料，其中所述聚合物在大约24小时至约120天的时间内生物降解而释放所述前体细胞、条件培养基或其组合。

30.一种促进哺乳动物对象中损伤部位处组织修复的方法，所述方法包括：

使所述损伤部位与权利要求1所述的创伤敷料在适合促进所述损伤部位的所述组织修复的条件下接触。

31.权利要求30所述的方法，其中所述聚合物或水凝胶在约24小时至约120天范围的期间内生物降解。

32.权利要求30所述的方法，其中所述创伤敷料在所述损伤部位处被手术植入所述对象中。

33.权利要求30所述的方法，其中所述对象是人，宠物或者农场动物，或赛马。

34.权利要求30所述的方法，其中所述前体细胞是所述对象自身的。

35.权利要求34所述的方法，其中所述水凝胶还包括所述细胞的合适生长培养基。

36.权利要求30所述的方法，其中所述创伤敷料是无细胞的并且包含从与所述对象异源的前体细胞得到的所述无细胞条件培养基。

37.权利要求30所述的方法，其中所述至少一种前体细胞与所述对象是异源的。

38.权利要求37所述的方法，其中所述前体细胞、或条件培养基或其组合促进上皮、间充质、神经或内脏器官组织中的原位组织修复和重塑。

39.权利要求37所述的方法，其中所述前体细胞选自角膜缘干细胞、牙上皮干细胞和人乳房上皮的祖细胞。

40.权利要求37所述的方法，其中所述前体细胞选自充质干细胞或得自骨髓的祖细胞。

41.权利要求37所述的方法，其中所述前体细胞是肾干细胞或肾祖细胞。

42.权利要求37所述的方法，其中所述前体细胞是神经干细胞或神经前体细胞。

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