CN109689029A - 用于保持生物分子的构象和结构完整性的方法和组合物 - Google Patents

用于保持生物分子的构象和结构完整性的方法和组合物 Download PDF

Info

Publication number
CN109689029A
CN109689029A CN201780057352.2A CN201780057352A CN109689029A CN 109689029 A CN109689029 A CN 109689029A CN 201780057352 A CN201780057352 A CN 201780057352A CN 109689029 A CN109689029 A CN 109689029A
Authority
CN
China
Prior art keywords
composition
matrix
solution
setting
particle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201780057352.2A
Other languages
English (en)
Inventor
K.D.纳尔逊
B.B.克劳
N.B.格里芬
J.林赛弗特
P.R.苏德
A.P.帕特尔
P.A.哈巴德
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TissueGen Inc
Original Assignee
TissueGen Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TissueGen Inc filed Critical TissueGen Inc
Publication of CN109689029A publication Critical patent/CN109689029A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00—Medicinal preparations containing peptides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0006—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0006—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
    • C08B37/0009—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid alpha-D-Glucans, e.g. polydextrose, alternan, glycogen; (alpha-1,4)(alpha-1,6)-D-Glucans; (alpha-1,3)(alpha-1,4)-D-Glucans, e.g. isolichenan or nigeran; (alpha-1,4)-D-Glucans; (alpha-1,3)-D-Glucans, e.g. pseudonigeran; Derivatives thereof
    • C08B37/0021—Dextran, i.e. (alpha-1,4)-D-glucan; Derivatives thereof, e.g. Sephadex, i.e. crosslinked dextran
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/006—Heteroglycans, i.e. polysaccharides having more than one sugar residue in the main chain in either alternating or less regular sequence; Gellans; Succinoglycans; Arabinogalactans; Tragacanth or gum tragacanth or traganth from Astragalus; Gum Karaya from Sterculia urens; Gum Ghatti from Anogeissus latifolia; Derivatives thereof
    • C08B37/0084—Guluromannuronans, e.g. alginic acid, i.e. D-mannuronic acid and D-guluronic acid units linked with alternating alpha- and beta-1,4-glycosidic bonds; Derivatives thereof, e.g. alginates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08H—DERIVATIVES OF NATURAL MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08H1/00—Macromolecular products derived from proteins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08H—DERIVATIVES OF NATURAL MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08H1/00—Macromolecular products derived from proteins
    • C08H1/06—Macromolecular products derived from proteins derived from horn, hoofs, hair, skin or leather
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L3/00—Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08L3/02—Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L5/00—Compositions of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08L1/00 or C08L3/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L5/00—Compositions of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08L1/00 or C08L3/00
    • C08L5/02—Dextran; Derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L5/00—Compositions of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08L1/00 or C08L3/00
    • C08L5/04—Alginic acid; Derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L5/00—Compositions of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08L1/00 or C08L3/00
    • C08L5/08—Chitin; Chondroitin sulfate; Hyaluronic acid; Derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L5/00—Compositions of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08L1/00 or C08L3/00
    • C08L5/12—Agar or agar-agar, i.e. mixture of agarose and agaropectin; Derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L89/00—Compositions of proteins; Compositions of derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L89/00—Compositions of proteins; Compositions of derivatives thereof
    • C08L89/04—Products derived from waste materials, e.g. horn, hoof or hair
    • C08L89/06—Products derived from waste materials, e.g. horn, hoof or hair derived from leather or skin, e.g. gelatin

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Abstract

一种组合物包括：靶药物或生物试剂，含有靶药物或生物试剂的溶液，和可溶解在该溶液中的基质。所述基质能够经由凝固过程凝固，且所述凝固过程使基质变得物理或化学交联、玻璃化或结晶。作为凝固过程的结果，形成颗粒。溶液中的靶药物或生物试剂保持适当的构象以最终产生所需的效果。

Description

用于保持生物分子的构象和结构完整性的方法和组合物
相关申请的交叉引用
本申请主张2016年7月18日提交的美国临时专利申请号62/363,593的优先权，并通过引用将其全部公开内容并入。
发明领域
本申请涉及保护药物或生物分子以防无机溶剂，且更具体地但不是限制性地，保护其功能依赖于伯、仲、叔和/或季结构的分子以获得和保持功能。本发明应用于制药、医疗设备、药物递送设备、组织工程、重度或慢性伤口愈合、纺织品、2D和3D打印、介观制造(mesofabrication)、发酵、生物技术、蛋白质生产、遗传学、基因组学、蛋白质组学(protiomics)、代谢组学等领域。
背景
美国专利号6,596,296提供“至少一种可生物降解的聚合物纤维的组合物，其中所述纤维由第一相和第二相组成，所述第一和第二相是不混溶的，且其中所述第二相包含一种或多种治疗剂。”不混溶相使得掺入组合物中的治疗剂能够被部分地保护以防不利的有机环境，从而保持其生物学功能。然而，相之间的界面可能对治疗剂有害并改变其功能。因此，本发明提出了对该概念的改进和扩展，以允许在潜在破坏性有机溶剂环境中保护治疗剂。
概述
在一些实施方案中，组合物包含：含有靶药物或生物试剂的溶液，和可溶解在该溶液中的基质。基质能够经由凝固过程凝固，且凝固过程使物质变得物理或化学交联、玻璃化或结晶。在凝固过程期间，形成含有药物或生物试剂的颗粒。靶药物或生物试剂位于颗粒内并保持适当的构象以最终产生所需的效果。凝固颗粒的范围从在需要防护的溶剂中完全不可溶胀到难溶胀。术语“难溶胀”是指颗粒在放入需要防护的溶剂中时相对于不可溶胀颗粒显示尺寸增加。
在一些实施方案中，基质能够凝固，且可以部分或全部由各种类型的分子(蛋白质、碳水化合物或合成得到的分子)组成。蛋白质可以来自明胶、胶原蛋白或纤维蛋白的家族。碳水化合物可以来自单糖、二糖、低聚糖和多糖的家族，其说明性实例包括蔗糖、海藻糖、麦芽糖、右旋糖苷、淀粉、藻酸盐、黄原胶、半乳甘露聚糖、琼脂或琼脂糖。合成得到的分子可以来自聚(乙二醇)、泊洛沙姆或聚酯的家族。在一些实施方案中，基质还可包括不固有地凝固、但可能需要用以稳定或辅助凝固过程的物质，例如表面活性剂、稳定剂、乳化剂、冻干保护剂和冷冻保护剂。其他加工助剂也可以是有用的，例如在一个实施方案中使用胆固醇。可包括在基质中的其他类型的组成分子是旨在引发和/或传播和/或终止凝固过程的试剂。在一些实施方案中，所述试剂缓慢引发或可以通过诸如光照射、温度、机械、pH变化等方式从外部引发。
在一些实施方案中，当在凝固形式时，颗粒的平均流体动力学直径小于1μm。在一些实施方案中，当在凝固形式时，颗粒的平均流体动力学直径大于1μm。
在一些实施方案中，颗粒可以是固有地或借助于试剂(即表面活性剂、稳定剂或乳化剂)地混合或悬浮在需要防护的溶剂中。在一些实施方案中，将颗粒掺入聚合物溶液中。在一些实施方案中，挤出聚合物溶液以产生装载有靶药物或生物试剂的纤维。在一些实施方案中，聚合物溶液是三维打印的。在一些实施方案中，在凝固之前将表面活性剂、稳定剂和乳化剂掺入基质中。在一些实施方案中，在凝固期间或之后将表面活性剂、稳定剂或乳化剂掺入基质中。
在一些实施方案中，基质是粘多糖或支链葡聚糖。
在一些实施方案中，被凝固的基质是治疗性蛋白质，且治疗性蛋白质的凝固单独提供保护以防溶剂。
在一些实施方案中，凝固过程可以通过温度诱导的相变自发进行。在一些实施方案中，凝固过程可以通过加入交联剂或其他化学实体来进行，所述交联剂或其他化学实体最终将引发、传播或以其他方式辅助凝固过程，且其中交联剂可以在内部加入到溶液中，一旦乳液形成，其将成为乳液的分散相。
在其他实施方案中，凝固过程可以由于捕获药物或生物试剂的基质的脱水、玻璃化或结晶而发生。脱水可以在室温、升高的温度或降低的温度下发生，且在一些情况下，可以伴随对悬浮液或混合物施加真空。在一些情况下，脱水可以在冻干过程期间发生，其中升华用于除去混合物或悬浮液的一些或所有液体组分，在冻干的基质内留下药物或生物试剂。对于其冷冻点低于冻干机能力的混合物或悬浮液的液体组分，这些组分将主要通过蒸发而不是升华除去。
描述
在本发明中，术语“药物”、“试剂”、“治疗剂”、“生物活性剂”统称并同义地定义为基于如下化合物，所述化合物基于结构或组成而预期：a)当被引入到活的有机体、包括人时具有生理影响；或b)起作用以催化或促进在生物环境中可能发生或可能不发生的特定反应；例如，在非生物环境中使用酶来促进特定的手性化学。这些化合物可以是合成产生的，或可以是生物来源的，包括例如：细胞，病毒，蛋白质，肽，寡核苷酸，所有种类的RNA和DNA，碳水化合物，脂质等。
存在许多医学、药理学领域以及诸如生物技术的领域，其中在涉及暴露到有机溶剂的过程期间必须保持酶、治疗剂或药物的天然构象(confirmation)/生物活性的维持，否则所述有机溶剂可能导致它们的活性降低。为了满足在将这些治疗剂或药物暴露到这些溶剂时的时间期间维持它们的潜在活性的需要，可以使用保护性材料将药物或治疗剂与该有机溶剂环境隔离，而不物理或化学改变试剂本身。含有药物的这种保护性材料可以混合或悬浮在感兴趣的有机溶剂中。存在需要本发明的许多实例；这些以说明性方式阐述，而不意味着是全面的。
使用湿挤出产生载药纤维、纺织品或类似生物医学结构的纤维制造是一实例，其中在挤出的持续时间内且直到完成意图除去残留溶剂的过程之前，必须保护药物以防涉及挤出过程的溶剂体系。在本申请中，一旦使用生物医学结构或设备，所使用的材料的选择以及所应用的哪一类型的冷凝、凝胶化或凝固方法的选择也将有助于药物从纤维中释放的速率。
三维打印是另一个需要维持药物天然结构的领域。与挤出过程期间的溶剂暴露类似，药物必须在其是液体(油墨)形式时受到保护。这可能要求药物在溶液中的极长期稳定性，在该应用中可能要求数月至甚至数年的稳定性。
本发明涉及保护基体的组合物，其可用于包封对有机溶剂暴露敏感的分子，其中包封基体减轻对这些分子的损害。存在许多可用作保护基体的不同材料，在某些情况下包括药物本身。本发明的实质是确定必须遵循的基本规则以确保感兴趣的药物可能受到保护。本发明还涉及产生给定药物的自保护构象，其中所述药物自包封和保护以防有机溶剂。例如，一些蛋白质可以可逆地沉淀以提供对有机溶剂的屏蔽。
基本规则如下：
用于保护感兴趣的药物的基质组合物必须可溶解在具有待保护药物的溶液中。该溶液可以由感兴趣的分子所需的任何流体、盐、表面活性剂或稳定剂组成。它还可以包含加工步骤可能需要的其他添加剂，如将在下面的各种实施方案和实例中说明。该流体必须保持感兴趣的药物的构象或允许恢复到该构象以便它们最终能够执行其所需的功能。
用于保护感兴趣的药物的基质组合物必须包括能够交联、凝胶化、玻璃化、结晶或通过一些方式形成为颗粒的组分，所述颗粒捕获或以某种方式包含和保护感兴趣的药物。
用于保护感兴趣的药物的所得颗粒的范围从在寻求防护的流体中不可溶胀到难溶胀。
满足所有上述三个规则或条件且用于保护药物以防存在的有机溶剂的特定目的的任何材料组是本发明的主题。为了满足大多数工业和学术需求，通常希望颗粒的直径在数十纳米到数千纳米范围内。
作为付诸实施的实际问题，通常要求颗粒可悬浮在寻求防护的有机溶剂内。悬浮这些(通常是纳米)颗粒的这种能力通常通过相关的表面活性剂来实现。在感兴趣的有机溶剂内悬浮也可以通过颗粒相互作用或其缺乏(中性表面)来实现。表面活性剂提供足够的有机界面以悬浮这些颗粒，且在许多实施方案中，降低颗粒的聚集潜力。这通常产生胶体悬浮液，通常明显地呈现为乳白色悬浮液。
由于本发明已经付诸实施，存在将对该过程为说明性、并教导产生这些保护基体的实践的许多实施方案。本说明书内提供的实施方案仅仅意味着是说明性的，并不代表本发明的应用的详尽列表。
在一个实施方案中，使用油包水微米或纳米乳液来确保所产生的颗粒具有所需直径，其衍生自乳液中分散的水相的尺寸。在该实施方案中，乳液的水相含有包封基质、待保护的分子、以及待保护分子所需的任何盐或稳定剂。水相通常可包括“水侧”表面活性剂以帮助稳定乳液。如果包封材料执行其冷凝、交联、凝胶化等功能作为化学反应的结果，该引发化学品也可能存在于水溶液中，潜在地处于非活性状态，或具有内置延迟。乳液的油相通常含有一种或多种表面活性剂。油相还可含有可起作用以引发和/或传播包封材料的冷凝、交联或凝胶化的化学品。通常，基于易于除去和分离形成的包封颗粒的标准来选择油相。
作为该实施方案的具体实例，待包封的分子是治疗性蛋白质。包封材料是明胶，当适当浓度的溶液冷却时，明胶将形成热可逆的“物理凝胶”。有机相是含有Span 80(脱水山梨糖醇单油酸酯)的环己烷。水相含有待保护的蛋白质、Tween 80(聚山梨醇酯80)和蛋白质所需的任何盐或其他稳定剂。用Span 80、Tween 80和有机相与水相的适当比率，可以形成稳定的微乳液或纳米乳液。该乳液中的水相由稳定的、分离的、分散的水滴组成，其平均直径通常为纳米尺寸。当明胶在冷却时热形成凝胶时，将整个乳液缓慢冷却。当每个纳米水滴中的明胶冷却时，它将开始冷凝，从而将治疗性蛋白质和过量Tween 80捕获在每个形成的纳米凝胶内。随着冷却的继续，环己烷有机相冷冻。然后可以显著加速冷却速率以急速冷冻水相中的水。一旦所有组分冷冻，可以将整个乳液冻干以除去环己烷以及水，最终仅留下含有治疗性蛋白质和表面活性剂的明胶纳米凝胶。
该相同的体系也可以使用其他材料，例如藻酸钠可以代替明胶。在该实施方案中，将CaCl2加入到环己烷中。在该环境中存在CaCl2的足够溶解度，使得Ca+2离子能够分散在整个乳液中，提供在分散的水相中交联藻酸盐的能力。
热和化学凝胶化的以上两个实例用作本发明的要求一和二的该实施方案的付诸实施的说明，即包封材料(上述实例中的明胶或藻酸盐)可溶解在具有治疗性蛋白质以及加工所需的其他分子(如Tween 80)的水相中。第二要求是包封材料必须能够冷凝、凝胶化、交联、玻璃化等。以上两个实例论证了由此可发生这种情况的两种不同机制。第三规则是包封材料在寻求保护治疗性蛋白质以防的有机相中必须非常难溶胀。该实例说明可如何为每种情况定制这个概念。例如，明胶在1,1,1-3,3,3-六氟-2丙醇(HFIP)中是可溶胀且可溶解的，但不溶解在二氯甲烷(DCM)中。因此，如果寻求防护的溶剂是HFIP，明胶是非常差的选择，因为该溶剂将容易地溶胀和渗透明胶基体且完全可达感兴趣的治疗剂，且因此违反规则3。然而，如果寻求防护的溶剂是二氯甲烷，明胶几乎完全不溶解在该材料中且将不会显著溶胀，该溶剂也将不会渗透到明胶纳米凝胶中，从而保护感兴趣的治疗性蛋白质。
上述实例说明，如果知道分子将暴露到哪种溶剂，则使用本发明的规则来设计将保护感兴趣的分子的体系是可能且非常明确的。
工作实施例
实施例1
通过在37℃下磁力搅拌1小时，将5%w/v明胶在闪烁小瓶中溶解在10mL I型水中。称出Span 80和Tween 80的3:1质量/质量混合物到闪烁小瓶中。当明胶完全溶解时，将1mL该温热溶液加入到含有冻干生长因子的小瓶中并使其溶解。保持在37℃下。向闪烁小瓶中加入15mL干燥环己烷。对闪烁小瓶进行涡旋以将表面活性剂掺入环己烷中。将小瓶放入冷水浴中，并在声波处理的同时，使用移液管逐滴缓慢加入明胶溶液/生长因子。在完成时，立即将容器放入8℃的环境室中并设置混合器板以35/70的速度旋转至少60分钟以凝胶化明胶。可以将水溶性无毒交联体系如N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基-碳二亚胺盐酸盐(CDI)掺入该过程中以进一步冷凝和凝固明胶纳米颗粒。在凝胶化完成时急速冷冻并冻干溶液。
实施例2
用藻酸钠代替实施例1中的明胶，并将测定量的CaCl2加入到形成的乳液中以得到相对于水性部分的40mM溶液，用以凝胶化藻酸盐。NHS和CDI也被省略。在藻酸盐凝胶化后冷冻并冻干乳液。
实施例3
在闪烁小瓶中，在I型水中以6%w/vol产生右旋糖苷溶液。在另一个闪烁小瓶中，称量适当质量的Tween 80以在右旋糖苷溶液中产生0.058g/ml的溶液。适当混合。称出溶菌酶以溶解在3.0mL右旋糖苷/T80溶液中以得到最终所需浓度。将该适当体积转移到含有溶菌酶的闪烁小瓶中以产生0.003g/mL溶液。将Span 80称量到45mL闪烁小瓶中。向小瓶中加入适当体积的经过滤环己烷以获得所需体积的0.0118g/mL的最终溶液浓度。进行涡旋以掺入表面活性剂。将环己烷/Span小瓶放入冷水浴中且浸入声波仪探头。在声波处理的同时，将所需体积的右旋糖苷70/Tween 80/溶菌酶溶液逐滴加入到环己烷/Span 80中以乳化。将小瓶放入-20℃的冷冻器中并使其缓慢冷冻至少4小时，优选过夜，以冷冻右旋糖苷/溶菌酶分散的水相中的游离水。在完成时冻干冷冻的乳液。
实施例4
向测量量的溶菌酶中加入0.020g泊洛沙姆P188表面活性剂。以约75mg/mL溶解在I型水中。将0.96g PLGA加入到高闪烁小瓶中并用16mL经过滤的丙酮溶解。将容器温度保持在25℃下。在搅拌的同时，将丙酮的500μL等分试样缓慢加入到溶菌酶溶液中，直至已加入2.5mL。盖上容器并保持60秒。重复加入直至已将约5mL加入到容器中。盖上并再保持60秒。切换至丙酮的100μL等分试样并在搅拌的同时加入。在加入之间盖上容器并保持30秒。继续加入丙酮直至溶液转变并保持乳白色，表明蛋白质已经纳米沉淀。盖上容器并搅拌五分钟。向聚合物溶液中加入搅拌棒并以小等分试样将纳米沉淀物溶液加入到聚合物溶液中。在完成时，再搅拌5分钟。所得溶液应当是乳白色且稳定的。将含有500mL戊烷的烧杯放入声波水浴中。注射器经由小直径钝针以不超过0.5mL/min将聚合物溶液递送到戊烷浴中，同时声波处理。当递送完成时，让材料静态静置在戊烷中30分钟以凝固聚合物。倒出/移液出戊烷并将材料转移到小的冻干容器中。将容器放入37℃的真空烘箱中3小时(最大真空)以提取残留的戊烷。准备干冰/戊烷浴，将材料急速冷冻15分钟，且然后冻干以除去残留的水和溶剂。适当储存。
实施例5
在I型水中制备0.0045g/mL的DCM/Span 80溶液和3%Tween 80溶液。在Tween溶液中以所需浓度溶解利多卡因HCL。使用高分子量聚合物在二氯甲烷/Span 80中制备7.5%wt/vPLLA溶液。在完成时，将500μL制备的利多卡因HCL/Tween 80溶液移液到聚合物溶液中以产生初级乳液。根据标准实践乳化，优选使用脉冲声波处理。将乳液装载到10mL无橡胶注射器中，连接小直径钝针，并在含有约600mL戊烷的容器上方5英寸处以0.150mL/min的速率递送内容物。容器还包含过滤网或篮以捕获形成的颗粒。当溶液递送完成时，等待30分钟以使颗粒凝固，且然后将颗粒转移到冻干烧瓶中。将烧瓶放入37℃的真空烘箱中，且使颗粒干燥3小时。将颗粒装载到闪烁小瓶或类似容器中，并将小瓶浸入戊烷/干冰浴中以冷冻材料。冻干至少24小时以除去残留的水和戊烷。
实施例6
使用50ml离心管按体积制备30.0ml 0.4M AOT/异辛烷。在纯水中产生74mg/ml的PEG化藻酸盐溶液。在经过滤的纳米纯(nanopure)水中制备浓度为110mM的CaCl2溶液。在经过滤的纳米纯水中溶解浓度为7.33 mg/ml的BSA。将0.77ml PEG化藻酸盐溶液装载到3ml一次性注射器(A)中。将0.33ml BSA溶液装载到另一个3ml一次性注射器(B)中，并将0.11ml CaCl2溶液装载到注射器(第三注射器(C))中。连接注射器A和B，并通过将材料从一个注射器移动到另一个注射器20次来混合这两种溶液。将两个注射器分开并将新的(D)3ml一次性注射器连接到含有经混合材料的注射器。将PEG化藻酸盐/BSA溶液通过0.2μm过滤器推入新的注射器中。处置空注射器和过滤器。将含有经过滤的PEG化藻酸盐的注射器腾空到1.5mL离心管中。从Eppendorf中取出1.000ml，并将其移液到含有待装载的冻干蛋白质的小瓶中。混合均匀，但不要对材料进行涡旋。将无菌针连接到注射器D并小心地从含有蛋白质的小瓶中取出液体。将注射器D连接到含有CaCl2溶液的注射器C。将PEG化藻酸盐/BSA/蛋白质推入CaCl2溶液中，然后来回注射20次以确保Ca2+充分分散。立即将注射器内容物腾空到在50ml离心管中预先制备的20.9ml 0.4M AOT/异辛烷中。盖上管并涡旋。在涡旋后立即将管垂直放入4℃的冰箱中。让其凝胶化过夜。将管以1500rpm轻微离心15分钟。弃去上清液而不扰动丸料，且然后用乙醇洗涤保留的材料三次。除去/蒸发乙醇并储存所得材料以备使用。
实施例7
在纳米纯水中产生右旋糖苷/溶菌酶溶液，其中右旋糖苷70为6%w/w，且溶菌酶以2mg/mL加入。以6%w/w产生PEG 8000溶液。产生右旋糖苷70/溶菌酶:PEG 8000溶液的1:10w/w共混物，并涡旋以共混。这些比率应允许产生单相水性体系。将溶液放入-20℃的冷冻器中至少8小时以缓慢冷冻并相分离成水包水乳液。急速冷冻并将小瓶冻干至少48小时。在完成时，向管中加入10mL二氯甲烷，进行涡旋，且然后离心15分钟以收集形成的右旋糖苷颗粒。弃去上清液，用DCM重新填充，且再次离心。重复这个洗涤过程共三次。在室温和最大真空下，在真空烘箱中将管干燥至少8小时。
实施例8
如在前面的实施例中那样，产生含有感兴趣的蛋白质的右旋糖苷70/PEG 8000溶液的1:10w/w共混物。将该单相溶液喷雾雾化到液氮中以产生低于25μm的PEG/右旋糖苷/蛋白质的冰颗粒。在冷冻的同时收集颗粒并分散到冷却至7℃的环己烷容器中。冷冻的右旋糖苷/PEG/蛋白质颗粒会局部冷冻环己烷(其具有约6.5℃的冷冻温度)，并保持分散。立即将悬浮液在干冰/戊烷中坚冻，且然后使冷冻材料回到4℃以解冻水性部分，但保持环己烷在冷冻状态中。在该温度下保持1小时，且然后将材料转移至-20℃冷冻器至少8小时，以引起右旋糖苷/PEG的温度诱导的相分离和右旋糖苷玻璃化。所得的玻璃状右旋糖苷将包封并保护蛋白质。在干冰/戊烷中坚冻，且然后冻干以回收颗粒。反复用DCM洗涤以除去PEG。
实施例9
产生含有感兴趣的蛋白质的右旋糖苷70溶液。使用声波雾化器，将溶液喷雾雾化到液氮中以产生低于20μm的右旋糖苷冰粒。在冷冻的同时收集颗粒并分散到冷却至7℃的环己烷容器中。冷冻的右旋糖苷/蛋白质颗粒会局部冷冻环己烷(其具有约6.5℃的冷冻温度)，并保持分散。立即将悬浮液在干冰/戊烷中坚冻，且然后使冷冻材料回到4℃以解冻水性部分，但保持环己烷在冷冻状态。在该温度下保持1小时，且然后将材料转移至-20℃的冷冻器至少8小时，以引起右旋糖苷的温度诱导的玻璃化。所得的玻璃状右旋糖苷将包封和保护蛋白质。在干冰/戊烷中坚冻，且然后冻干以回收颗粒。
实施例10
在闪烁小瓶中产生10%w/vol的右旋糖苷70溶液并使其在37℃下溶解30分钟。将海藻糖称量到闪烁小瓶中以获得10%w/vol的所需最终浓度。向该小瓶中加入适当体积的右旋糖苷溶液并使其溶解。将Tween 80测量到闪烁小瓶中以获得浓度为5.8%wt/vol的所需最终体积。向其中加入右旋糖苷/海藻糖溶液以获得所需体积的水溶液。以1.18%w/vol制备Span80/环庚烷溶液。向含有1mg/mL蛋白质的小瓶中加入500μl制备的水溶液。轻轻混合以掺入。将该溶液移液到含有7.5mL环庚烷/Span 80溶液的小瓶中并乳化以产生纳米尺寸的胶体悬浮液。将该乳液转移至20 mL冻干小瓶中并置于已预冷至-55℃的搁板上。令其冷冻2小时。将材料冻干以回收含有包封在海藻糖/右旋糖苷中的蛋白质的纳米颗粒的冻干饼(lyocake)。
无需进一步详细说明，相信本领域技术人员可以使用本文的描述最大限度地利用本发明。本文描述的实施方案应被解释为说明性的，而不是以无论任何方式约束本公开的其余部分。尽管已经示出和描述了优选实施方案，本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和教导的情况下对其作出许多变化和修改。因此，保护范围不受上文说明的描述的限制，而是仅受权利要求限制，包括权利要求主题的所有等同物。本文引用的所有专利、专利申请和出版物的公开内容在此通过引用并入本文，其程度如同它们提供与本文所说明的那些一致和对其增补的程序上或其他的细节。

Claims (20)

1.一种组合物，包含：
含有靶药物或生物试剂的溶液；
可溶解在该溶液中的基质，其中所述基质的一些组分能够经由凝固过程凝固，其中所述凝固过程使所述基质变得物理或化学交联、玻璃化或结晶，且其中在凝固过程之后或作为凝固过程的结果形成颗粒，其中在所得颗粒内的靶药物或生物试剂保持适当的构象以最终产生所需效果，且其中所得颗粒在需要防护的溶剂中难溶胀。
2.权利要求1的组合物，其中所述基质是蛋白质、碳水化合物或合成得到的分子。
3.权利要求2的组合物，其中所述蛋白质来自明胶、胶原蛋白或纤维蛋白的家族。
4.权利要求2的组合物，其中所述碳水化合物可以来自单糖、二糖、低聚糖和多糖的家族，其说明性实例包括蔗糖、海藻糖、麦芽糖、右旋糖苷、淀粉、藻酸盐、黄原胶、半乳甘露聚糖、琼脂或琼脂糖。
5.权利要求2的组合物，其中所述合成得到的分子来自聚(乙二醇)和泊洛沙姆的家族。
6.权利要求1的组合物，其中，在凝固形式，所述颗粒的平均流体动力学直径小于1μm。
7.权利要求1的组合物，其中，在凝固形式，所述颗粒的平均流体动力学直径大于1μm。
8.权利要求1的组合物，其中所述颗粒掺入聚合物溶液中。
9.权利要求8的组合物，其中所述聚合物溶液包含表面活性剂、稳定剂或乳化剂。
10.权利要求8的组合物，其中将所述聚合物溶液挤出以产生装载有所述靶药物或生物试剂的纤维。
11.权利要求8的组合物，其中所述聚合物溶液被三维打印。
12.权利要求1的组合物，其中在凝固之前将表面活性剂、稳定剂或乳化剂掺入基质中。
13.权利要求1的组合物，其中在凝固期间或之后将表面活性剂、稳定剂或乳化剂与所述基质合并。
14.权利要求1的组合物，其中所述基质包括：稳定或辅助所述凝固过程的物质例如表面活性剂、稳定剂、乳化剂、冻干保护剂、冷冻保护剂和盐，所述生物或药物试剂的稳定剂，以及引发和/或传播和/或终止所述凝固过程的试剂。
15.权利要求14的组合物，其中所述试剂缓慢引发或通过诸如光照射、温度、机械力和pH变化的刺激从外部引发。
16.权利要求1的组合物，其中所述基质是粘多糖。
17.权利要求1的组合物，其中所述基质是支链葡聚糖。
18.权利要求1的组合物，其中被凝固的基质是治疗性蛋白质，且所述治疗性蛋白质的凝固提供保护以防溶剂。
19.权利要求1的组合物，其中所述凝固过程通过温度诱导的相变自发地进行。
20.权利要求1的组合物，其中所述凝固过程通过冻干进行。
CN201780057352.2A 2016-07-18 2017-07-18 用于保持生物分子的构象和结构完整性的方法和组合物 Pending CN109689029A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662363593P 2016-07-18 2016-07-18
US62/363593 2016-07-18
PCT/US2017/042666 WO2018017610A1 (en) 2016-07-18 2017-07-18 Methods and compositions for maintaining the conformation and structural integrity of biomolecules

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109689029A true CN109689029A (zh) 2019-04-26

Family

ID=60942384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780057352.2A Pending CN109689029A (zh) 2016-07-18 2017-07-18 用于保持生物分子的构象和结构完整性的方法和组合物

Country Status (7)

Country Link
US (3) US10363281B2 (zh)
EP (1) EP3484450A4 (zh)
JP (1) JP2019528248A (zh)
CN (1) CN109689029A (zh)
AU (2) AU2017300392B2 (zh)
CA (1) CA3031097A1 (zh)
WO (1) WO2018017610A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2017300392B2 (en) 2016-07-18 2022-06-16 Tissuegen, Inc. Methods and compositions for maintaining the conformation and structural integrity of biomolecules
US10355047B1 (en) * 2017-12-29 2019-07-16 Spin Memory, Inc. Fabrication methods of forming annular vertical SI etched channel MOS devices
WO2022266428A1 (en) * 2021-06-18 2022-12-22 University Of Florida Research Foundation, Incorporated 3d-printable shear-thinning polysaccharide-based nanocomposite hydrogel for biomimetic tissue engineering

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5149543A (en) * 1990-10-05 1992-09-22 Massachusetts Institute Of Technology Ionically cross-linked polymeric microcapsules
CN1378445A (zh) * 1999-08-06 2002-11-06 得克萨斯系统大学评议会 药物释放生物可降解纤维植入物
CN101868298A (zh) * 2007-07-06 2010-10-20 香港大学 基于胶原的微球及其制备方法和用途
WO2012068619A1 (en) * 2010-11-23 2012-05-31 Elastagen Pty Ltd Preparation and/or formulation of proteins cross-linked with polysaccharides

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4352883A (en) * 1979-03-28 1982-10-05 Damon Corporation Encapsulation of biological material
WO1989003671A1 (en) * 1987-10-29 1989-05-05 Dainippon Pharmaceutical Co., Ltd. Sustained-release preparation
US5032401A (en) 1989-06-15 1991-07-16 Alpha Beta Technology Glucan drug delivery system and adjuvant
WO1992014449A1 (en) * 1991-02-20 1992-09-03 Nova Pharmaceutical Corporation Controlled release microparticulate delivery system for proteins
EP0686045B1 (en) * 1993-02-23 2000-11-15 Genentech, Inc. Excipient stabilization of polypeptides treated with organic solvents
US5500161A (en) * 1993-09-21 1996-03-19 Massachusetts Institute Of Technology And Virus Research Institute Method for making hydrophobic polymeric microparticles
DK0975334T3 (da) 1997-04-17 2004-01-19 Amgen Inc Biologisk nedbrydelige mikropartikler til langvarig frigivelse af terapeutiske midler
US7033603B2 (en) * 1999-08-06 2006-04-25 Board Of Regents The University Of Texas Drug releasing biodegradable fiber for delivery of therapeutics
US6998393B2 (en) * 2000-06-23 2006-02-14 Biopharm Solutions, Inc. Aquespheres, their preparation and uses thereof
US20060003012A9 (en) * 2001-09-26 2006-01-05 Sean Brynjelsen Preparation of submicron solid particle suspensions by sonication of multiphase systems
DE60222734T2 (de) 2002-03-15 2008-07-17 Alrise Biosystems Gmbh Mikropartikel und Verfahren zur deren Herstellung
WO2004056311A2 (en) * 2002-12-17 2004-07-08 Massachusetts Institute Of Technology Stimuli-responsive systems for controlled drug delivery
WO2005004928A2 (en) * 2003-04-04 2005-01-20 W.R. Grace & Co.-Conn. Porous particulate collagen sponges
US20070190163A1 (en) * 2006-01-24 2007-08-16 Malaknov Michael P Technology for preparation of macromolecular microspheres
US9198997B2 (en) * 2008-04-24 2015-12-01 Medtronic, Inc. Rehydratable thiolated polysaccharide particles and sponge
CA2703807C (en) * 2010-05-12 2017-10-24 Molly S. Shoichet Enhanced stability of inverse thermal gelling composite hydrogels
WO2013044520A1 (zh) * 2011-09-30 2013-04-04 长沙中联重工科技发展股份有限公司 油缸变幅吊臂及其线速度控制方法和装置
US20160090415A1 (en) 2013-05-22 2016-03-31 Ucb Biopharma Sprl Methods to produce particles comprising therapeutic proteins
AU2017300392B2 (en) 2016-07-18 2022-06-16 Tissuegen, Inc. Methods and compositions for maintaining the conformation and structural integrity of biomolecules

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5149543A (en) * 1990-10-05 1992-09-22 Massachusetts Institute Of Technology Ionically cross-linked polymeric microcapsules
CN1378445A (zh) * 1999-08-06 2002-11-06 得克萨斯系统大学评议会 药物释放生物可降解纤维植入物
CN101868298A (zh) * 2007-07-06 2010-10-20 香港大学 基于胶原的微球及其制备方法和用途
WO2012068619A1 (en) * 2010-11-23 2012-05-31 Elastagen Pty Ltd Preparation and/or formulation of proteins cross-linked with polysaccharides

Also Published As

Publication number Publication date
US11197905B2 (en) 2021-12-14
US10363281B2 (en) 2019-07-30
AU2022231694B2 (en) 2024-08-01
JP2019528248A (ja) 2019-10-10
US12121560B2 (en) 2024-10-22
EP3484450A1 (en) 2019-05-22
AU2017300392A1 (en) 2019-03-07
AU2017300392B2 (en) 2022-06-16
CA3031097A1 (en) 2018-01-25
WO2018017610A1 (en) 2018-01-25
US20180015135A1 (en) 2018-01-18
US20190343912A1 (en) 2019-11-14
EP3484450A4 (en) 2020-04-01
US20220062370A1 (en) 2022-03-03
AU2022231694A1 (en) 2022-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lima et al. Production methodologies of polymeric and hydrogel particles for drug delivery applications
Prajapati et al. Current knowledge on biodegradable microspheres in drug delivery
Abdelkader et al. Review on micro-encapsulation with Chitosan for pharmaceuticals applications
AU2022231694B2 (en) Methods and compositions for maintaining the conformation and structural integrity of biomolecules
CN1953803B (zh) 标准生物可降解微球体的制备方法
Mao et al. Recent advances in polymeric microspheres for parenteral drug delivery–part 1
ES2230231T3 (es) Procedimiento para la produccion de microcapsulas de liberacion prolongada de peptidos solubles en agua.
CN1326929C (zh) 稳定的高分子水相－水相乳液的制备及其应用
CN102247327A (zh) 用于结构易变的试剂的无副作用微囊包封技术及水相-水相乳剂的应用
CN101249077A (zh) 一种可降解聚合物多孔微球的制备方法及其用途
CN103432100B (zh) 基于聚乙二醇及叶酸接枝的聚乙烯亚胺改性的plga载药空心微囊的制备方法
Borodina et al. Preparation of multifunctional polysaccharide microcontainers for lipophilic bioactive agents
KR20030051687A (ko) 분자량이 감소된 정제 아밀로펙틴-기제 녹말을 갖는서방투여용 생분해성 미세입자
CN102470100B (zh) 用于制备并入了有效生物活性分子的微粒的方法
CN100528147C (zh) 低温水相-水相乳液制备蛋白质-多糖玻璃体缓释微球的方法
Dorati et al. Microencapsulation of a hydrophilic model molecule through vibration nozzle and emulsion phase inversion technologies
WO2005061095A1 (ja) 微小球体の製造方法およびその製造装置
Kharel et al. Hollow microparticles as a superior delivery system over solid microparticles for the encapsulation of peptides
SE529040C2 (sv) Förfarande för framställning av en dextranmatris för kontrollerad frisättning av insulin
CN106074392A (zh) 一种凝固浴剪切法制备的聚合物载药微球及其方法与应用
CN104955560B (zh) 封装体系
Keegan et al. Surface-modified biodegradable microspheres for DNA vaccine delivery
Colonna et al. Induction of an in vitro reversible hypometabolism through chitosan-based nanoparticles
CN102440955A (zh) 利用双水相体系形成的包载药物的明胶或胶原乳液和微粒及其制备方法
CN100588422C (zh) 口服胰岛素组合物及其制备方法和使用方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190426

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication