CN112996551B - 辐照琼脂糖、其组合物及相关方法 - Google Patents

Abstract

本文描述了辐照琼脂糖凝胶和含有辐照琼脂糖凝胶的组合物及生产和使用方法。形成辐照琼脂糖组合物的方法包括：辐照干燥形式的琼脂糖以产生辐照琼脂糖，将辐照琼脂糖溶解在溶剂中以形成含有辐照琼脂糖的溶液，以及使含有辐照琼脂糖的溶液胶凝以形成含有辐照琼脂糖的凝胶。所得的含有辐照琼脂糖的凝胶可以具有降低了的凝胶强度，使其即使在高浓度下也更适合用作注射剂。

Description

辐照琼脂糖、其组合物及相关方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年11月2日提交的序列号为62/754813，标题为“辐照琼脂糖、其组合物及相关方法”的美国临时申请的优先权，其内容通过引用并入本申请。

背景技术

琼脂糖是一种由琼脂二糖的重复单元组成的线性多糖聚合物，琼脂二糖是一种由D-半乳糖和3,6-L-脱水半乳糖吡喃糖形成的二糖。琼脂糖是琼脂的两个主要成分之一，并且通过除去琼脂中的其他成分，琼脂蛋白，从琼脂中提纯出来。琼脂糖常用于分子生物学中，通过电泳分离大分子，尤其是DNA。

发明内容

本公开涉及含有辐照琼脂糖的凝胶和含有辐照琼脂糖的组合物，以及相关生产和使用方法。在一些实施方式中，公开了一种形成含有辐照琼脂糖的组合物的方法，该方法包括辐照干燥形式的琼脂糖以产生辐照琼脂糖，将辐照琼脂糖溶解在溶剂中以形成含有辐照琼脂糖的溶液，以及胶凝含有辐照琼脂糖的溶液以形成含有辐照琼脂糖的凝胶。在一些实施方式中，可以以至少5千戈瑞(kGy)的辐射或至少40千戈瑞(kGy)的辐射照射干燥形式的琼脂糖。在这些和其他实施方式中，可以将水作为溶剂，溶液可以包含按重量计3％至10％的辐照琼脂糖。在一些实施方式中，溶液可以通过化学交联或冷却而胶凝。在可选择的实施方式中，含有辐照琼脂糖的凝胶的琼脂糖浓度可以是至少3％或至少5％。在这些和其他实施方式中，含有辐照琼脂糖的凝胶可以具有小于2000gm/cm²的凝胶强度。含有辐照琼脂糖的凝胶不需要在凝胶状态下进行辐照。含有辐照琼脂糖的凝胶可以通过例如注射的方式施用于患者。在一些实施方式中，可以在施用前对凝胶进行破碎。

附图说明

图1说明了根据本公开的各种实施方式，形成由辐照琼脂糖制成凝胶的的示例性方法。

具体实施方式

本公开涉及用于皮肤填充及其他相关应用的辐照琼脂糖组合物。伽马辐射以前被用于对各种成分和设备进行灭菌。然而，与使用伽马射线作为最终(过程结束)灭菌步骤相反，本公开描述的方法和组合物中，以干燥形式辐照琼脂糖，然后准备将其插入体内。正如下文所详细描述的，由本公开的辐照琼脂糖形成的凝胶和其他制品可以用于任何用途，包括美容、整形和/或治疗应用。

辐照凝胶形式的琼脂糖会对凝胶产生负面影响，并缩短其保质期。然而，辐照干燥形式的琼脂糖(在形成凝胶之前)可以有利地避免辐照凝胶的负面影响，并且还可以积极影响由辐照琼脂糖形成的凝胶的特性。例如，与含有未经辐照琼脂糖的凝胶相比，含有辐照的干燥形式的琼脂糖凝胶可能具有改进的弹性模量(G’)和粘性模量(G”)的流变性质以及较低的凝胶强度。

图1示出了根据本主题公开的制备辐照琼脂糖的实施例方法200。如图1所示，方法200包括辐照干燥形式的琼脂糖，以形成辐照琼脂糖(方框202)。正如本领域技术人员所理解的，琼脂糖可以以各种形式存在，包括脱水或干燥形式、溶解在液体中，或以凝胶形式存在。本文中使用的术语“干燥形式的琼脂糖”是指几乎不含水或不含水的琼脂糖。一般来讲，这意味着琼脂糖是干燥的，但也包括存在非水液体下的琼脂糖。该液体可以是琼脂糖的溶剂或非溶剂或其组合。该液体也可以是，例如甘油或二醇，例如丙二醇或醇。如本文所述，术语“干燥”或“干燥形式”是指按重量计算含量少于25％的琼脂糖。在某些情况下，干燥琼脂糖包括按重量计少于20％、10％、8％、6％、5％、4％、3％、2％或1％的水含量。

正如可以理解的那样，“干燥”的琼脂糖或“干燥形式”的琼脂糖可以包括各种类型的琼脂糖结构。例如，干燥的琼脂糖可以采取固体、颗粒、粉末、线、膜和/或基质的形式。辐照的干燥形式的琼脂糖可以例如是通常市售的粉末形式、或脱水或部分脱水的凝胶形式、或从二醇中沉淀的琼脂糖形式，或它们的某种组合。合适的沉淀技术是本领域人员已知的。

经过辐照的干燥形式的琼脂糖可以被改性(即衍生化)或不被改性。如本领域技术人员将理解的，与未被改性的琼脂糖相反，改性或衍生化的琼脂糖具有明显不同的性质(例如，凝胶强度、熔点/胶凝点、分子质量、粘度等)。如本文所述，术语“琼脂糖”是指基于以下聚合物结构的化合物：

所公开的方法和组合物中使用的琼脂糖可以从商业上获得或由使用者制备。在一些实施方式中，所公开的琼脂糖可能包括一种或多种粗制的、纯化的、衍生的或改性的琼脂或琼脂糖。例如，在某些实施方式中，琼脂糖选自琼脂糖、纯化的琼脂糖、改性的琼脂糖和/或衍生的琼脂糖。琼脂糖也可以与其他相容性聚合物和添加剂例如琼脂、卡拉胶、壳聚糖、海藻酸盐、明胶、透明质酸和/或胶原蛋白作为混合物使用。在选定的实施方式中，琼脂糖是指未改性或改性的琼脂糖，和/或衍生的琼脂糖。在某些实施方式中，琼脂糖来源于江篱属(Gracilaria-derived)的琼脂糖。源自江篱属(Gracilaria-derived)的琼脂糖比其他来源的琼脂糖(例如，石花菜属(Gelidium))相比具有更高的甲氧基含量。也可以使用来自其它海藻的琼脂糖，例如鸡毛菜属(Pterocladia)或凝花菜属(Gelidiella)，作为所公开的琼脂糖。

干燥形式的琼脂糖可以使用任何合适的技术进行辐照，例如采用伽马射线，X射线或β射线(例如，电子束“e-beam”工艺)。许多类型的辐照装置在本领域是已知的，并且可以用于根据所公开的方法辐照干燥形式的琼脂糖。干燥形式的琼脂糖可以用任何合适的辐射量进行辐照，这取决于所得辐照的琼脂糖的所需规格。例如，在一些实施方式中，琼脂糖的剂量可用至少5千戈瑞(kGy)、10kGy、20kGy、30kGy、40kGy、50kGy、60kGy、70kGy、80kGy、90kGy、100kGy，或更高的剂量。在选定的实施方式中，琼脂糖在用10至100kGy、20至80kGy、或40至60kGy之间进行辐照。可以通过简单地调整干燥形式的琼脂糖的辐照剂量来调整所得琼脂糖的凝胶强度和粘度。

在其他可能的影响中，某些情况下，辐照干燥形式的琼脂糖可能会降低其分子质量。在不希望受理论约束的情况下，辐照干燥形式的琼脂糖可裂解琼脂糖结构的分子键，从而降低琼脂糖的总分子量。另外，在一些实施方式中，辐照干燥形式的琼脂糖可降低所得琼脂糖的粘度和/或凝胶强度。在选定的实施方式中，辐照干燥形式的琼脂糖可能会使所得到的琼脂糖的粘度降低至少5％、10％、20％、30％、40％、50％或更多。在这些和其他实施方案中，辐照干燥形式的琼脂糖可能会使所得琼脂糖凝胶的凝胶强度降低至少5％、10％、20％、30％、40％、50％或更多。例如，在一些实施方式中，辐照干燥形式的琼脂糖可以使所得琼脂糖凝胶的凝胶强度降低至小于未经辐照的琼脂糖制成的凝胶的凝胶强度的10％、20％、40％或小于80％。如果将足够高的辐射剂量施加到干燥形式的琼脂糖上，所得的琼脂糖甚至可能根本不会胶凝。这样的琼脂糖可单独使用或与胶凝的琼脂糖组合使用。

图1的方法200包括，继续将辐照琼脂糖溶解在溶剂中(方框204)。任何合适的溶剂都可以用来溶解辐照琼脂糖。例如，在一些实施方式中，可以在存在或不存在非水液体的情况下将辐照琼脂糖溶解在水中。在一些实施方式中，可以将辐照琼脂糖溶解在非水溶剂中。该溶剂可以是甘油或二醇，例如丙二醇或其组合。合适的溶剂和技术是已知的，并且可以由相关领域的技术人员使用。在一些实施方式中，可以将辐照琼脂糖溶解在足够的溶剂中，以产生按重量计算至少含有1％、3％、5％、10％、12％、15％或更多辐照琼脂糖的溶液。在这些和其他实施方式中，可以制备含有按重量计介于1％至15％之间、介于3％-10％之间或大约5％的辐照琼脂糖的溶液。在一些实施方式中，可以加热溶剂以促进辐照琼脂糖的溶解。如果适用于预期的用途，也可以将一种或多种添加剂添加到含有辐照琼脂糖的溶液中。

图1的方法200包括，继续对含有辐照琼脂糖的溶液进行胶凝，以形成由辐照琼脂糖制成的凝胶(方框206)。可以使用化学交联在内的任何已知技术使辐照琼脂糖胶凝。例如，可以将含有辐照琼脂糖的溶液倒入模具或其它浇注装置中。然后，在凝胶凝固和形成时，该模具或浇注装置可以保持静止或相对静止。在一些实施方式中，辐照琼脂糖可以在室温、略高于或低于室温的温度下凝胶化。胶化后，琼脂糖凝胶的琼脂糖浓度可以具有按重量计至少0.1％、1％、3％、5％、7％、10％、12％、15％或更高。在一些实施方式中，例如，如果将辐照琼脂糖溶解在非水溶剂中，则其在接触到水之前不会胶凝。在一些实施方式中，例如，如果辐照琼脂糖是从乙二醇溶液中沉淀出来的，则其在室温下接触到水时会溶解并胶凝。

图1的方法200包括，继续将辐照琼脂糖制成的凝胶进行选择性破碎(方框208)。合适的破裂技术是本领域技术人员已知的。示例性的破碎技术包括但不限于迫使凝胶通过筛网或一个或多个孔，以减小凝胶的颗粒尺寸。正如本领域的技术人员在考虑本公开内容后将了解的那样，如果凝胶含有一种或多种添加剂，将辐照琼脂糖制成破碎凝胶(如果需要)可能会减小凝胶的颗粒尺寸、降低其水含量、和/或促进混合。在某些情况下，使凝胶破裂也可以促进凝胶通过针头或其他钻孔装置的输送。除了这些益处之外，使用辐照琼脂糖还可以使破裂和使用含有高琼脂糖浓度的制剂成为可能。例如，高具有琼脂糖浓度的制剂通常具有高凝胶强度，这使得破裂比较困难或不可能。辐照琼脂糖(无论是干燥形式的还是溶液中的)会降低其凝胶强度，并使高琼脂糖浓度的制剂有可能被破裂。

图1的方法200最后是选择性地将辐照琼脂糖制成的凝胶施用于患者(方框210)。在一些实施方式中，由辐照琼脂糖制成的凝胶通过针头经皮施用于患者。在一些这样的实施方式中，由辐照琼脂糖制成的凝胶可以通过无菌填充过程(例如：将琼脂糖凝胶以无菌方式装入给药装置的过程)来制备使用。在使用无菌填充过程的实施方式中，可能不需要发生最终的灭菌步骤，在至少进行了一些包装之后，对由辐照琼脂糖制成的凝胶进行灭菌。可以根据由辐照琼脂糖制成的凝胶的预期用途来选择输送技术。在选定的实施方式中，由辐照琼脂糖制成的凝胶可用于皮肤填充、重建或支架应用。在选定的实施方式中，所公开的琼脂糖组合物用于以下的一项或多项：填充皱纹、细纹或深折痕、改善皮肤瑕疵，例如疤痕、增加嘴唇或脸颊的体积、塑造下颌线或调整其他任何身体部位的外观，例如隆鼻。在一些实施方式中，除了用作注射剂外，所公开的琼脂糖组合物还可以局部使用。例如，在某些情况下，琼脂糖组合物可用于皮肤的伤口护理应用，或用于局部输送药剂。在选定的实施方式中，所公开的琼脂糖组合物甚至可以适用于眼睛或粘膜的使用。所公开的含有辐照琼脂糖的凝胶或组合物的无数其他用途都是可能的，并且在此加以考虑。

在一些实施方式中，所公开的琼脂糖凝胶组合物以按重量计至少2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％的浓度施用于患者。在这些和其他实施方案中，由辐照琼脂糖制成的凝胶可以与其他类型的琼脂糖(例如，与由干燥形式辐照的琼脂糖形成的凝胶相比，具有不同的熔点和/或凝胶强度的琼脂糖)混合。可以通过混合根据不同技术制备的琼脂糖来生产具备不同特性的琼脂糖组合物(例如，以不同的剂量辐照干燥形式的琼脂糖，或以干燥形式辐照的琼脂糖与未以干燥形式辐照的琼脂糖混合)。

尽管方法200概述了生产和使用由辐照琼脂糖制成的凝胶的可能步骤，但是其它的生产和使用方法也是可能的。例如，辐照过的干燥形式的琼脂糖可以通过简单地将其暴露在水中而加以利用。根据辐射琼脂糖的形式，当暴露在水中时，它可能会形成凝胶，或在一定程度上膨胀或再水化，或者两者都有。在一些实施方式中，可以将干燥形式的琼脂糖以薄膜、粉末、线或基质的形式进行辐照，然后无需进一步的实质性处理即可将其施用于患者。

实施例

在第一个实施例中，制备两个3.5％的琼脂糖凝胶(每100ml H₂O中含有3.5g琼脂糖)，第一凝胶(#1)是用未暴露于伽马射线的P.F.G.E琼脂糖(IBI Scientific)制成的。第二凝胶(#2)是用暴露于25kGy伽马射线的P.F.G.E琼脂糖(IBI Scientific)制成的。凝胶#1的凝胶强度为5200gm/cm²，而凝胶#2的凝胶强度为1920gm/cm²。

在第二个实施例中，两个1ml注射器装有180目筛网，这样注射器中的内容物就需要需要通过筛网来输送，第一个注射器(#1)装有3.5％未辐照的P.F.G.E琼脂糖，第二个注射器(#2)装有用经过25kGy伽马辐照的琼脂糖粉末制成的3.5％P.F.G.E琼脂糖溶液。将两个注射器中的溶液冷却并形成凝胶。

无法将注射器#1中的凝胶强制通过180目筛网。在能够施加足够压力以使凝胶通过筛网之前，注射器的柱塞已经弯曲。注射器#2中的凝胶可以很容易地通过180目筛网，这需要在柱塞上施加小于20牛顿的力。

所公开的技术和组合物与其他制备和消毒过程相比可以提供许多优点。值得注意的是，以干燥形式而不是凝胶形式辐照琼脂糖可导致所产生的琼脂糖具有独特的性质。具体地，可以通过辐照干燥形式的琼脂糖来获得具有低分子量、低凝胶强度和/或低粘度的琼脂糖。另外，根据所公开的方法制备琼脂糖凝胶还可以在体内具有改善的触觉效果。例如，所公开的琼脂糖凝胶(由以辐照干燥形式的琼脂糖形成)可能比传统的琼脂糖凝胶更不脆，并且更柔软。由于目前公开的琼脂糖凝胶的性质，具有较高琼脂糖浓度的琼脂糖凝胶可能施用于患者。这可能会增加在体内的总停留时间，并且也可能会增加后续过程前补充被人体消耗的凝胶所需的时间。

本文所述的特征和优点并非全部包含在内，并且特别地，鉴于本公开的内容，许多其他特征和优点对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。相关领域的技术人员能够理解，根据上述公开内容，可以进行许多修改和变化。

Claims (10)

1.一种形成用于皮肤填充的辐照琼脂糖组合物的方法，该方法包括：

辐照干燥形式的琼脂糖，以产生辐照琼脂糖，其中所述琼脂糖以干燥形式接受至少5千戈瑞（kGy）的辐射；

将所述辐照琼脂糖溶解在溶剂中，以形成含有辐照琼脂糖的溶液，所述溶液中含有按重量计3%至10%的所述辐照琼脂糖；以及

对所述含有辐照琼脂糖的溶液进行胶凝，形成含有辐照琼脂糖的凝胶。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述琼脂糖以干燥形式接受至少40千戈瑞（kGy）的辐射。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，使所述溶液胶凝是通过化学交联或冷却来实现的。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述含有辐照琼脂糖的凝胶具有至少为3％的琼脂糖浓度。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述含有辐照琼脂糖的凝胶具有至少为5％的琼脂糖浓度。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述含有辐照琼脂糖的凝胶的凝胶强度小于2000gm/cm²。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述含有辐照琼脂糖的凝胶的凝胶强度小于2000gm/cm²。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述含有辐照琼脂糖的凝胶在处于凝胶状态下不被辐照。

9.一种根据权利要求1所述的方法形成的含有辐照琼脂糖的凝胶的组合物。

10.根据权利要求1所述的方法，进一步包括从乙二醇溶液中沉淀琼脂糖，以产生干燥形式的琼脂糖。