CN114470337B - 用于生成交联蛋白质泡沫的粉末组合物及其使用方法 - Google Patents

Abstract

在一个实施方案中，本发明提供一种组合物，其中所述组合物是多孔支架，其中所述多孔支架的孔为2至500微米，所述组合物包含：a)选自胶原和明胶的可交联蛋白质；b)诱导所述可交联蛋白质交联的交联剂；和c)液体。

Description

用于生成交联蛋白质泡沫的粉末组合物及其使用方法

分案信息

本申请是2016年4月1日递交的申请号为201680032656.9、发 明名称为“用于生成交联蛋白质泡沫的粉末组合物及其使用方法” 的发明专利申请的分案申请。

相关专利申请的交叉引用

本申请要求以下专利申请的优先权：2015年4月3日提交的美国 临时专利申请号62/142,715、2015年4月3日提交的美国临时专利申 请号62/142,725、2015年4月3日提交的美国临时专利申请号62/142,732、2015年4月3日提交的美国临时专利申请号62/142,738、2015年4月3日提交的美国临时专利申请号62/142,713，将这些专利 申请的全部内容以引用的方式整体并入。

技术领域

本发明涉及改良的交联组合物，该交联组合物包含可交联蛋白质 和引起所述可交联蛋白质交联的无毒性材料。

背景技术

可原位形成凝胶的生物材料可用于多种用途，诸如用于可控药物 递送的可注入基质、用于组织工程的可注入支架、在生理环境下粘结 组织或密封气体或液体漏洞的粘合剂。

发明内容

在一个实施方案中，本发明提供一种组合物，其中所述组合物是 多孔支架，其中所述支架的孔为2至500微米，所述组合物包含：a) 选自胶原和明胶的可交联蛋白质；b)引起所述可交联蛋白质交联的 交联剂；以及c)液体。

在一个实施方案中，该液体为生理缓冲液。

在一个实施方案中，该组合物为泡沫。

在一个实施方案中，可交联蛋白质作为微粉化蛋白质粉末引入所 述组合物中，所述微粉化蛋白质粉末的平均粒度介于5至200微米之 间。

在一个实施方案中，可交联蛋白质包含200至300布洛姆(bloom) 的明胶。

在一个实施方案中，可交联明胶以0.5重量％至25重量％的范围 存在于组合物中。

在一个实施方案中，交联剂为转谷氨酰胺酶。

在一个实施方案中，转谷氨酰胺酶以0.0001重量％至2重量％的 范围存在于组合物中。

在一个实施方案中，本发明提供一种组合物，该组合物包含：a) 可交联明胶；b)引起所述可交联明胶交联的转谷氨酰胺酶；以及c) 液体，其中所述组合物为多孔支架，孔径为2至500微米，其中所述 可交联明胶作为微粉化明胶粉末引入所述组合物中，所述微粉化明胶 粉末的粒度介于5至200微米之间，其中所述可交联明胶为200至300 布洛姆，其中所述可交联明胶以0.5重量％至25重量％的范围存在于 组合物中，并且其中所述转谷氨酰胺酶以0.0001重量％至2重量％的 范围存在于组合物中。

在一个实施方案中，该液体为生理缓冲液。

在一个实施方案中，该组合物原位形成于患者需要治疗组织缺陷 的部位。

在一个实施方案中，在该组合物形成于将所述组合物引入患者需 要治疗组织缺陷的部位之前。

在一个实施方案中，本发明提供一种方法，其中所述方法在需要 其的患者中治疗组织缺陷或者疾病，包括：a)将所述组合物以足以 治疗所述组织缺陷或疾病的量引入进患者的组织缺陷部位；其中所述 组合物粘附至所述缺陷部位处的组织上。

在一个实施方案中，本发明提供一种方法，其中所述方法在需要 其的患者中治疗组织缺陷或者疾病，包括：a)在患者的组织缺陷部 位处以足以治疗所述组织缺陷或疾病的量形成组合物；其中所述组合 物粘附至所述缺陷部位处的组织上。

在一个实施方案中，组织缺陷为创伤。

在一个实施方案中，组织受损并且需要再生。

在一个实施方案中，组织缺陷为骨缺陷。

在一个实施方案中，该组合物在患者体内引起骨再生。

在一个实施方案中，该疾病为大便失禁。

在一个实施方案中，该疾病为尿失禁。

在一个实施方案中，该疾病为肺气肿。

在一个实施方案中，至少一类细胞渗入所述组合物中并在其中生 长。

在一个实施方案中，所述至少一类细胞选自：胰腺细胞、肠内分 泌细胞、骨细胞、肝细胞、腱细胞、肌细胞、血细胞、软骨细胞、上 皮细胞、内皮细胞、神经细胞、胚胎干细胞、间质干细胞、自体骨髓 衍生的间质干细胞、祖细胞、造血干细胞、间质干细胞、神经干细胞、骨骼系统干细胞、软骨细胞系干细胞、上皮干细胞和肝干细胞。

在一个实施方案中，本发明提供一种方法，其中所述方法可减少 患者的肺容积，包括：a)使患者肺中的靶区塌缩；b)将一定量的所 述组合物引入患者的塌缩区部位，该量足以使塌缩区的第一部分粘附 至塌缩区的第二部分；其中使所述塌缩区的所述第一部分粘附至所述 塌缩区的所述第二部分可减少所述患者的肺容积，其中所述组合物被 构造为可促进成纤维细胞附着和胶原合成，其中所述成纤维细胞附着和胶原合成可防止炎症。

在一个实施方案中，本发明提供一种方法，其中所述方法可减少 患者的肺容积，包括：a)将一定量的所述组合物引入患者的肺区域 部位，该量足以减少肺容积；其中所述组合物被构造为可促进成纤维 细胞附着和胶原合成，其中所述成纤维细胞附着和胶原合成可防止炎 症。

在一个实施方案中，本发明提供一种方法，其中所述方法可减少 患者的肺容积，包括：a)使患者肺中的靶区塌缩；b)在患者的塌缩 区部位形成一定量的所述组合物，该量足以使塌缩区的第一部分粘附 至塌缩区的第二部分；其中使所述塌缩区的所述第一部分粘附至所述 塌缩区的所述第二部分可减少所述患者的肺容积，其中所述组合物被 构造为可促进成纤维细胞附着和胶原合成，其中所述成纤维细胞附着和胶原合成可防止炎症。

在一个实施方案中，本发明提供一种方法，其中所述方法可减少 患者的肺容积，包括：a)在患者的肺区域部位形成一定量的所述组 合物，该量足以减少肺容积；其中所述组合物被构造为可促进成纤维 细胞附着和胶原合成，其中所述成纤维细胞附着和胶原合成可防止炎 症。

附图说明

图1为曲线图，示出了根据本发明的一些实施方案的微粉化蛋白 质的粒度分布。

图2A为示出一种装置的图片，该装置用于将根据本发明的一些 实施方案的组合物递送至患者的尿道。图2B为示出在患者尿道中原 位形成根据本发明的一些实施方案的组合物的图片。

图3为用于形成本发明组合物的根据本发明的一些实施方案的装 置的照片。

图4为粘附至肠道创伤部位的根据本发明的一些实施方案的组合 物的照片。

图5为注入进猪肛门括约肌中的根据本发明的一些实施方案的组 合物的照片。

图6A为填充下颌骨缺陷的根据本发明的一些实施方案的组合物 的照片，示出了下颌前臼齿和臼齿拔除以及填充有生物材料的牙槽。 图6B示出了狗的左下颌骨：A-完整第二前磨牙；B-无测试化合物 的对照空牙槽；C-仅MIS 4BONE；D-含有MIS 4BOND和交联 明胶/GAG泡沫的混合测试配混物。在图6C中，示出了狗的右下颌 骨：A-健康的第二前磨牙；B-空牙槽；C-仅MIS 4BOND；D-仅 交联明胶泡沫。图6D绘出了明胶泡沫(用箭头标出)处于哈佛氏管中 心的骨单位的组织学玻片横截面。

图7为注入进猪尿道中的根据本发明的一些实施方案的组合物的 照片。

图8为根据本发明的一些实施方案的组合物的显微照片。

图9为根据本发明的一些实施方案的喷射研磨设备的照片。

图10示出了接种在根据本发明的一些实施方案的支架组合物中 的细胞的活力。

图11为根据本发明的一些实施方案的支架组合物的照片。

具体实施方式

为了使公开内容清楚而不是进行限制，本发明的具体实施方式分 成下面的各子部分，这些子部分描述或示例了本发明的某些特征、实 施方案或应用。

在整篇说明书和权利要求书中，下文的术语取在本文中与之明确 相关的含义，除非上下文另有明确说明。本文所用的短语“在一个实 施方案中”和“在一些实施方案中”不一定指相同的实施方案，但其 可以指示相同的实施方案。此外，本文所用的短语“在另一个实施方 案中”和“在另外一些实施方案中”不一定指不同的实施方案，但其可以指不同的实施方案。因此，如下面所述，很容易组合本发明的各 种实施方案，而不脱离本发明的范畴或精神。

另外，如本文所用，术语“或”是包含性的“或”运算符，并且 等价于术语“和/或”，除非上下文另有明确说明。术语“基于”不 是排他性的，并允许是基于未描述的另外的因素，除非上下文另有明 确说明。此外，在整篇说明书中，“一”、“一个(种)”和“所述” 包括多个指代物。“在...中”的含义包括“在...中”和“在... 上”。

本文所用的“明胶”通过使动物组织或获自动物组织的胶原部 分水解而获得的，其中所述动物组织选自动物皮肤、结缔组织、鹿角、 角、骨、鱼鳞，以及使用细菌、酵母、动物、昆虫或植物系统或任何 类型的细胞培养物产生的重组明胶，或者它们的任何组合。

本文所用的“布洛姆”定义为，固含量为6％的凝胶溶液在10℃ 下胶凝17小时后，将0.5英寸直径的压杆压入4mm所需的重量(单 位为克)。

本文所用的“载体”是指聚合物、蛋白质、多糖或在交联反应之 前或交联反应期间共价或非共价结合交联酶的任何其他组分。

本文所用的“共聚物”是指基质中可参与交联反应并且通常不 是该基质的主要组分的组分。共聚物通常不共价结合至酶或不共价结 合至基质材料，诸如基质的蛋白质基料。共聚物的非限制性实例为多 糖，诸如葡聚糖，和/或纤维素聚合物，诸如羧甲基纤维素。

本文所用的“交联酶”是指可使聚合物链上的底物基团直接交 联(例如但不限于转谷氨酰胺作用)或间接交联(例如但不限于醌或 自由基形成)以形成基质(例如但不限于水凝胶)的至少一种酶(例 如但不限于1种酶、2种酶、3种酶、4种酶、5种酶等)。

“扩散”或“移动性”是指处于溶液中的例如但不限于酶和/或 其他分子(例如但不限于任何蛋白质、氢或基质)的无规分子运动， 其可以由布朗运动引起。

本文所定义的“扩散系数”或“扩散率”是指量化单种类型的 分子在特定条件下的扩散程度的术语。具体而言，扩散系数或扩散率 是由于分子扩散引起的摩尔通量与物质浓度梯度(或扩散的驱动力) 之间的比例常数。测量方法(即由水凝胶洗脱的酶的速率和/或总量) 通过测量酶从水凝胶的洗脱来进行。

本文所用的“流体力学体积”是指通常可使用尺寸排阻色谱法 测量的蛋白质或酶的分子量。组分的流体力学体积是指组分在其以液 体形式运动时所呈现的直径和/或体积。

本文所用的“基质”是指交联材料的组合物。通常，当形成基质 的材料发生交联时，包含这些材料的组合物从液态转变成凝胶状态， 从而形成“凝胶”、“水凝胶”或“胶凝组合物”。

本文所用的“分子量”(缩写为“MW”)是指蛋白质或聚合物 的绝对重量(单位为道尔顿或千道尔顿)。例如，PEG化蛋白质(例 如，但不限于已结合一个或多个PEG(聚乙二醇)分子的蛋白质)的 MW为其所有组分MW的总和。

本文所用的“患者”是指需要根据本发明方法的治疗的任何动 物。

本文所用的“感知体积”或“有效体积”是指交联基质内的交 联酶的有效流体动力学体积。感知体积可通过在交联反应之前或在交 联反应期间，酶与另一分子、载体、聚合物、蛋白质、多糖等共价或 非共价结合来增加。

本文所用的“聚合物”是指含有可重复单元的天然、合成或半合 成分子。

本文所定义的“移动性下降”是指蛋白质或酶在溶液中或在水 凝胶内的分子运动较慢或扩散系数较小，并且可通过洗脱速率测量。

本文所定义的“大小(尺寸)”是指分子的分子量或流体力学体 积或感知体积。

本文所定义的“研磨”是指通过以下方法任一者磨碎材料：喷射 研磨、旋转/涡旋研磨、球磨、高压均化和微流化、喷雾干燥、重结 晶、乳液-溶剂提取以及采用超临界流体的方法诸如超临界溶液快速 膨胀法(RESS)。

“喷射研磨”是指通过旋转或涡旋研磨来微粉化的方法。

可交联蛋白质

根据所述方法和/或基质的至少一些实施方案，所述至少一种底物 聚合物包含选自以下的底物聚合物：可天然交联的聚合物、可通过酶 交联的部分变性的聚合物以及包含可通过未改性的酶或改性的酶交 联的官能团或肽的聚合物。任选地，所述至少一种底物聚合物包含明胶、胶原、酪蛋白或白蛋白、或者改性聚合物，并且其中改性的酶分 子包含转谷氨酰胺酶和/或氧化酶、改性的转谷氨酰胺酶和/或改性的 氧化酶。任选地，所述至少一种底物聚合物包含选自以下的明胶：通 过使动物组织或获自动物组织的胶原部分水解而获得的明胶，其中所述动物组织选自动物皮肤、结缔组织、鹿角、角、骨、鱼鳞；以及使 用细菌、酵母、动物、昆虫或植物系统或任何类型的细胞培养物产生 的重组明胶；或者它们的任何组合。任选地，该明胶为源于哺乳动物 或鱼。任选地，该明胶为A型(经酸处理)或B型(经碱处理)。任 选地，该明胶硬度为250-300布洛姆。在一些实施方案中，明胶的平均分子量为75-150kda。

在一些实施方案中，具有一个或多个合适官能团的合成或部分合 成的聚合物也可充当本文所述的酶任一者的可交联底物。在本发明的 另一个实施方案中，使用酶的组合。在本发明的另一个实施方案中， 使用交联剂的组合，而不一定就是酶。

在一些实施方案中，该可交联聚合物含有至少一个RGD (Arg-Gly-Asp)基序。在一些实施方案中，所述至少一个RGD基序 可促进细胞附着至本发明组合物。

在一些实施方案中，该可交联聚合物含有不均匀分布的RGD基 序，该不均匀分布的RGD基序可充当细胞的支架，而与细胞类型或 运动状态无关，从而使得其为多价细胞支架。

本发明因而提供一种可交联聚合物，该聚合物通过RGD基序的 多价展示而具有改善的细胞附着和运动相容性。

本发明因而提供一种非重组的可交联多肽，该多肽通过RGD基 序的多价展示而具有改善的细胞附着和运动相容性。

本发明因而提供一种明胶，该明胶通过RGD基序的多价展示而 具有改善的细胞附着和运动相容性。

本发明因而提供一种非重组明胶，该非重组明胶通过RGD基序 的多价展示而具有改善的细胞附着和运动相容性。

本发明因而提供一种微粉化的明胶，该微粉化的明胶通过RGD 基序的多价展示而具有改善的细胞附着和运动相容性。

本发明因而提供一种多孔支架，诸如明胶泡沫，其通过RGD基 序的多价展示而具有改善的细胞附着和运动相容性。

本发明因而提供一种交联的多孔支架，诸如具有至少5％w/w的 明胶的明胶泡沫，其通过RGD基序的多价展示而具有改善的细胞附 着和运动相容性。

本发明因而提供一种交联的多孔支架，诸如具有10-25％w/w的 明胶的明胶泡沫，其通过RGD基序的多价展示而具有改善的细胞附 着和运动相容性。

本发明因而提供添加有纤维蛋白的任何所述组合物。

本文所定义的“聚合物链”是指用于酶交联的底物聚合物，其根 据至少一些本发明实施方案，属于以下类别(仅作为非限制性实例) 中的一种：

1)具有可天然通过酶交联的底物基团以及自身可天然通过酶交 联的任何聚合物。例如，就转谷氨酰胺酶而言，这将包括可天然通过 该酶交联的诸如明胶、胶原和酪蛋白之类的蛋白质或多肽。

2)含有可通过酶交联的底物基团的聚合物但该聚合物由于它们 的结构的原因不是可天然通过该酶交联的。在这类情形中，在酶交联 之前必须对聚合物结构进行改性。例如，就转谷氨酰胺酶而言，这将 包括诸如白蛋白或乳球蛋白之类的蛋白质，其不是该酶的天然底物，因为它们具有球形结构，该结构阻挡了该酶的接近。这可通过使用还 原剂、变性剂或者加热使蛋白质部分变性以制成底物。

3)合成的或天然的聚合物，其不是酶交联的底物但已用是该酶 的底物的肽或官能团改性，从而使该改性的聚合物可通过该酶交联。 这种聚合物的非限制性实例包括任何合适类型的蛋白质，所述蛋白质 可以例如包含如上所述的明胶。明胶可包括本领域已知的包含蛋白质的任何类型的明胶，包括但不限于：通过使动物组织或获自动物组织 的胶原部分水解而获得的明胶，所述动物组织包括但不限于动物皮 肤、结缔组织(包括但不限于韧带、软骨等)、鹿角或角等，和/或骨， 和/或鱼鳞，和/或骨或其他组分；和/或使用细菌、酵母、动物、昆虫 或植物系统或任何类型的细胞培养物产生的重组明胶；或者它们的任 何组合。

根据本发明的一些实施方案，动物源性明胶可包括来自哺乳动物 的明胶，例如，但不限于，猪皮、猪骨和牛骨、或者劈开的牛皮、或 者任何其他猪或牛来源、或者它们的任何组合。在一些实施方案中， 明胶可包括猪明胶，因为其具有低的过敏率。动物源性明胶可任选为A型(经酸处理)或B型(经碱处理)，但其可以为A型。

在一些实施方案中，动物源性明胶包含在第一次提取期间获得的 明胶，第一次提取通常在较低温度(50-60℃，但该提取温度范围不 一定是限值)下进行。以这种方式制备的明胶将在250-300布洛姆的 范围内，并且具有至少约95-100kDa的高分子量。在一些实施方案中， 使用275-300布洛姆的明胶。这种明胶的生产商的非限制性实例为PB Gelatins公司(比利时的Tessenderlo集团(Tessenderlo Group, Belgiμm))。

根据本发明的一些实施方案，动物源性明胶可包括来自鱼的明 胶。在一些实施方案中，可使用任何类型的鱼，例如冷水品种的鱼诸 如鲤鱼、鳕鱼、或梭子鱼、或金枪鱼。在一些实施方案中，鱼明胶的 pH(在10％溶液中测量)可以在pH 4至pH 6的范围内。

在一些实施方案中，冷水鱼明胶在10℃的水中形成溶液。在一 些实施方案中，冷水鱼明胶为0布洛姆。在一些实施方案中，可使用 高分子量冷水鱼明胶，包括平均分子量至少约95-115kDa(其中该冷 水鱼明胶可相当于250-300布洛姆的动物明胶)。在一些实施方案中， 由于脯氨酸和羟脯氨酸的含量下降，冷水鱼明胶在低于动物明胶的温 度下发生热可逆胶凝。这种明胶的生产商的非限制性实例为Norland Products公司(新泽西州克兰伯里市(Cranbury,NJ))。

在本发明的一些实施方案中，低内毒性明胶用于形成明胶基质组合 物的明胶溶液组分。在一些实施方案中，低内毒性明胶可从诸如Gelita^TM(德国埃伯巴赫(Eberbach,Germany))之类的供应商商购获得。如本 文所用，低内毒性明胶定义为具有低于1000内毒性单位(EU)/克的明 胶。在一些实施方案中，使用内毒性低于500EU/克的明胶。

在一些实施方案中，当生成将与脊柱或脑接触的材料时，使用内毒 性低于100EU/克(如介于1-lOOEU/克)的明胶。在一些实施方案中， 使用具有低于50EU/g的明胶。在一些实施方案中，可使用内毒性低于 10EU/g的明胶。

根据本发明的一些实施方案，I型、II型或任何其他类型的水解或 非水解胶原可替代明胶作为要交联的蛋白质物质。各种类型的胶原已展 示了形成热稳定性mTG交联的凝胶的能力。例如，如以下出版物中所 报道的：“Characterization of a microbialtransglutaminase cross-linked type II collagen scaffold(微生物转谷氨酰胺酶交联的II型胶原支架的表征)”；PMTD：16846344。

根据本发明的一些实施方案，使用人重组明胶。在一些实施方案中， 人重组明胶可从诸如Fibrogen^TM(加利福尼亚州旧金山市(San Francisco, CA))之类的供应商商购获得。在一些实施方案中，重组明胶的纯度至 少约90％(如90.01-100％)。在一些实施方案中，重组明胶的纯度至少约95％(如95.01-100％)。在一些实施方案中，重组明胶可在10℃是 不胶凝的，因而可被视为是0布洛姆。对于本发明的一些实施方案，可 使用高分子量重组明胶，例如但不限于，包括分子量至少约95-100kDa。

在一些实施方案中，可交联蛋白质可包含明胶，此外或可替代地， 还可包含另一类型的蛋白质。根据本发明的一些实施方案，所述蛋白质 也是转谷氨酰胺酶的底物。在一些实施方案中，转谷氨酰胺酶的底物可 包括胶原，或独立地具有形成生物粘合剂的性质的其他合成的聚合物序 列，或已用可增加材料能通过转谷氨酰胺酶交联的能力的转谷氨酰胺酶特异性底物改性的聚合物。该组合物还可包含纤维蛋白。

在示例性的实施方案中，具有用于交联的适当转谷氨酰胺酶靶标的 合成的多肽和聚合物序列可具有约20至约40℃的转变点。在一些实施 方案中，物理特性包括但不限于结合组织的能力和形成纤维的能力。这 类肽的非限制性实例描述于美国专利号5,428,014和号5,939,385中，特 此将它们以引用的方式并入就如同在本文完全列出一样，其描述了生物 相容性的生物粘合剂转谷氨酰胺酶可交联多肽，其中转谷氨酰胺酶催化蛋白质结合的谷氨酰胺酰残基的γ-甲酰胺基团与Lys残基的ε-氨基基团 之间的酰基转移反应，从而导致形成8-(γ-谷氨酰基)赖氨酸异肽键。

在一些实施方案中，本发明的化合物是基本上干燥的明胶，其被构 造成与温热的或冷的液体(例如，但不限于介于4℃至37℃之间的液 体)快速水合以形成多孔支架、凝胶或泡沫，其中所述多孔支架、凝胶 或泡沫还被构造成被成形或模制进任何腔体(离体或体内)、体腔中， 被成形或模制于创伤上、器官上或它们的任何组合。在一些实施方案中，在将非交联明胶和交联剂水合/复水后，使非交联明胶与交联剂反应/混 合，其中非交联明胶与交联剂的混合导致形成稳定的、不溶性的、非热 可逆的凝胶、泡沫或多孔支架。

如本文所用，粒度对溶解常数的影响可如下量化：

其中*K_A是摩尔表面积为A的溶质粒子的溶解常数，*K_A->0是摩尔 表面积趋向于零(即，当粒子大时)的物质的溶解常数，γ为溶质粒子 在溶剂中的表面张力，A^m为溶质的摩尔表面积(单位为m²/mol)，R为 通用气体常数，T为绝对温度。

制备药物和蛋白质的微米级粒子的一种典型技术是对先前形成的 较大粒子进行机械粉碎(如，通过压碎、磨削、研磨)。在本发明所述 方法的一些实施方案中，通过研钵并且在其他优选实施方案中通过喷射 研磨来实现研磨。图1示出了通过喷射研磨微粉化之后的粒度分布。

在一些实施方案中，本发明所述方法包括制备非交联蛋白质(例如， 但不限于明胶)的速溶性干燥蛋白质。在一些实施方案中，通过喷射研 磨而制备明胶以实现粒度介于2至250微米之间。在一些实施方案中， 粒度介于5至130微米之间。在一些实施方案中，粒度介于10至80微 米之间。在一些实施方案中，粒度介于10至70微米之间。在一些实施 方案中，粒度介于10至60微米之间。在一些实施方案中，粒度介于10 至50微米之间。在一些实施方案中，粒度介于10至40微米之间。在 一些实施方案中，粒度介于10至30微米之间。在一些实施方案中，粒 度介于10至20微米之间。在一些实施方案中，粒度介于2至10微米 之间。在一些实施方案中，粒度介于10至100微米之间。在一些实施 方案中，粒度介于20-100微米之间。在一些实施方案中，粒度介于30 至100微米之间。在一些实施方案中，粒度介于40至100微米之间。 在一些实施方案中，粒度介于50至100微米之间。在一些实施方案中， 粒度介于60至100微米之间。在一些实施方案中，粒度介于70至100 微米之间。在一些实施方案中，粒度介于80至100微米之间。在一些 实施方案中，粒度介于90至100微米之间。在一些实施方案中，粒度 介于5至50微米之间。在一些实施方案中，粒度介于10至20微米之 间。在一些实施方案中，粒度介于10至15微米之间。在一些实施方案 中，粒度介于15至20微米之间。在一些实施方案中，粒度介于12至 18微米之间。

在一些实施方案中，本发明所述方法包括喷射研磨，其中喷射研磨 导致每个明胶粒子(晶体)的表面适于快速溶解(例如，但不限于在0.01 秒-60秒内溶解)于液体中(即，所得的经喷射研磨的粒子相较于非经 喷射研磨的原料出乎意料地展现出增加的吸湿特性)。在一些实施方案 中，可将该经喷射研磨的粒子与交联剂混合以导致形成热稳定性的且组织粘附性的水凝胶或泡沫。在一些实施方案中，可将多孔支架、凝胶/泡沫置于人或动物的体腔内和/或各组织层之间。在一些实施方案中，本 发明可用于多种医学应用。在一些实施方案中，本发明可用作细胞支架， 该细胞支架呈现出整合素附着位点(诸如RGD基序)的改善的暴露和 可及性。

在一些实施方案中，通过研磨成小的粒度来制备明胶，以导致增加 的交联性质，其中所制备的明胶表征为具有介于2-200微米之间的微米 级粒度分布。在一些实施方案中，通过研磨成小的粒度来制备明胶，以 导致增加的交联性质，其中所制备的明胶表征为具有介于2至100微米 之间的微米级粒度分布。在一些实施方案中，通过研磨成小的粒度来制 备明胶，以导致增加的交联性质，其中所制备的明胶表征为具有介于2 至50微米之间的微米级粒度分布。在一些实施方案中，通过研磨成小的粒度来制备明胶，以导致增加的交联性质，其中所制备的明胶表征为 具有介于50至150微米之间的微米级粒度分布。在一些实施方案中， 通过研磨成小的粒度来制备明胶，以导致增加的交联性质，其中所制备 的明胶表征为具有介于100至150微米之间的微米级粒度分布。在一些 实施方案中，通过喷射研磨来制备明胶以导致增加的交联性质，其中所 制备的明胶表征为具有微米级粒度分布。在一些实施方案中，可将预交 联的明胶(1)冻干然后(2)喷射研磨以制备干燥的粉末状明胶(即， “高布洛姆明胶”)，其中可将该干燥的粉末状明胶溶解于溶液中以在 介于例如但不限于5℃-37℃之间的温度下在等于或少于120秒(即，介于0.01秒-120秒之间)的时间周期内生成溶液。

在一个实施方案中，研磨设备和方法是如美国专利号5,855,326中 所公开的，特此将该专利以引用的方式全文并入。在另一个实施方案中， 研磨设备是如美国专利号6,789,756中所公开的，特此将该专利以引用 的方式全文并入。这种研磨设备的一个实例是以色列约克尼穆市的 SuperFine公司(SuperFine Ltd.,Yokneam,Israel)制造的SuperFine Vortex Mill^TM(在图9中示意性的示出)。颁给Beliaysky的美国专利号5,855,326 (以引用的方式将其全部内容并入)公开了用于粒状固体材料的细磨的 旋转研磨腔室，该腔室形成于大致圆柱形的壳体中，该壳体具有两个端 面和一个侧壁，侧壁设具有一个或多个切向喷嘴用于将工作流体注入该 腔室内并在其中产生涡流，所述腔室包括用于向其中引入待粉碎的粒状固体材料的装置、在一个或两个所述端面中提供的轴向设置的排放通 道、以及控制装置，该控制装置的形式为一个或多个机械元件，所述机 械元件适于在产生涡流时与靠近该腔室的内壁移动的涡流各层相互作 用，从而使得能控制粉碎。旋流室的操作示例于的使用沙子的专利中。 颁给Beliaysky的美国专利号6,789,756(也以引用的方式将其全部内容 引入)公开了一种改良的用于研磨大致颗粒状的固体材料的涡流磨机，其包括一个或多个工作腔室。该磨机还包括一个或多个工作流体入口和一个或多个排放口。一个或多个工作流体入口以及一个或多个排放口有 利于所述一个或多个工作腔室内的涡流。还有一个或多个进料入口以提 供固体材料的研磨，这些固体材料从一个或多个排放口排放。此外，还 存在用于在所述一个或多个工作腔室中在工作流体的流动中引起可控扰动，从而改善所述固体材料在涡流中的研磨的设备。

在一些实施方案中，本发明所述方法可包括使用等离子束能量来增 加明胶粒子的表面吸湿性，其中所得的用等离子束能量处理过的微粉化 明胶与非等离子束处理的明胶具有基本相同的特征/性质。在一些实施方 案中，可用等离子束能量处理用于与明胶混合的额外物质/化合物，例如， 但不限于微生物转谷氨酰胺酶、骨增强物质、混合进终产物中的蛋白质 和共聚物、或它们的任何组合。

在一些实施方案中，本发明的组合物可表征为吸湿性粒状明胶粉 末，当与液体混合0.01至120秒之间一段时间时，被构造成溶解成可流 动的凝胶或泡沫。在一些实施方案中，液体可作为产品制剂(即套药包) 的一部分提供，在混合之前由医疗工作者(如护士、医师、医生助手等) 在护理点加载进注射器中。在一些实施方案中，可将单独的或与交联剂混合在一起的干燥明胶、或者明胶和交联剂二者连同外科用网片一起， 直接施用至身体并且可通过施加液体(即盐水)或在与潮湿组织接触时 由体液(即身体内源性的液体)活化。在一些实施方案中，磨碎的明胶 粉末可在4至40℃之间的温度下水合。在一些实施方案中，磨碎的明 胶粉末可在4至20℃之间的温度下水合。在一些实施方案中，磨碎的 明胶粉末可在4至15℃之间的温度下水合。在一些实施方案中，磨碎 的明胶粉末可在10至25℃之间的温度下水合。在一些实施方案中，磨 碎的明胶粉末可在25至37℃之间的温度下水合。在一些实施方案中， 磨碎的明胶粉末可在15至25℃之间的温度下水合。在一些实施方案中， 磨碎的明胶粉末可在20至25℃之间的温度下水合。在一些实施方案中， 磨碎的明胶粉末可在10至20℃之间的温度下水合。在一些实施方案中， 磨碎的明胶粉末可在12至18℃之间的温度下水合。在一些实施方案中， 磨碎的明胶粉末可在14至19℃之间的温度(其为手术室的温度范围) 下水合。在一些实施方案中，磨碎的明胶粉末可约16℃的温度下水合。 在一些实施方案中，本发明的溶解的明胶被构造成保持可流动形式，即使是在低于37℃的温度下时(即，溶解的明胶将不会立刻跨越其液体- 凝胶转变点而恢复变成非可使用的固体)。

在一些实施方案中，可通过长的针、导管或内窥镜递送本发明的溶 解的明胶。在一些实施方案中，本发明的溶解的明胶在发泡时具有比相 同组成的融合的明胶水凝胶小的粘度。

在一些实施方案中，本发明所述方法包括利用辐射能对明胶进行制 备/灭菌，其中所得的经辐射的明胶相比于未经辐射的起始明胶，具有基 本相似的功能性质(如，交联的能力)。

在一些实施方案中，本发明所述方法包括利用辐射能对明胶进行制 备/灭菌，其中所得的经辐射的明胶相比于未经辐射的起始明胶，具有至 少25％的功能性质(如，交联的能力)。

在一些实施方案中，本发明所述方法包括利用辐射能对明胶进行制 备/灭菌，其中所得的经辐射的明胶相比于未经辐射的起始明胶，具有介 于25％至100％之间的功能性质(如，交联的能力)。

在一些实施方案中，本发明所述方法包括将明胶粉末与额外的活性 组分混合，所述额外的活性组分为例如，但不限于稳定剂(例如，但不 限于：EDC(1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳二亚胺)、NHS(N-羟基琥 珀酰亚胺)、碳二亚胺、戊二醛、辣根过氧化物酶和/或转谷氨酰胺酶)， 其中该混合的明胶和稳定剂形成稳定的多孔支架、凝胶或泡沫，其中所 述多孔支架、凝胶或泡沫的形状是不可逆的(即，由于明胶分子之间的 共价键交联)。在一些实施方案中，明胶多孔支架、凝胶或泡沫的交联 (即稳定化)可在人或动物的体外或体内进行。

在一些实施方案中，本发明所述方法包括使聚合物诸如蛋白质和/ 或多肽干燥，其中所述蛋白质和/或多肽是胶原和/或明胶和/或任何明胶 变体，以便得到这样一种干燥的聚合物：其相比于典型的非粉状明胶， 在液体中具有实质上更快的复水特性(例如，但不限于0.01秒至60秒 复水)，包括在冷的液体或室温液体(例如，但不限于介于5℃至37℃之间的液体)环境中。在一些非限制性示例性实施方案中，明胶粉末可 表征为具有(1)实质上更长的储存寿命(例如介于1个月至36个月之 间)和(2)实质上更快的复水性/溶解性。在一些实施方案中，对该干 燥聚合物灭菌，并且该经灭菌的干燥聚合物相比于基本上相似的非灭菌 干燥聚合物，展现出基本上相似的生物学功能和溶解/复水特性。在一些 实施方案中，对该干燥聚合物灭菌，并且该经灭菌的干燥聚合物相比于 基本上相似的非灭菌干燥聚合物，展现出至少25％的生物学功能和溶解 /复水特性。在一些实施方案中，对该干燥聚合物灭菌，并且该经灭菌的干燥聚合物相比于基本上相似的非灭菌干燥聚合物，展现出介于50％至 100％之间的生物学功能和溶解/复水特性。

交联剂

在示例性实施方案中，直接交联酶(其可直接使聚合物链上的底物 基团交联)的非限制性实例包括转谷氨酰胺酶和氧化酶。转谷氨酰胺酶 的实例包括微生物转谷氨酰胺酶(mTG)、组织转谷氨酰胺酶(tTG)、 角质化细胞转谷氨酰胺酶、表皮转谷氨酰胺酶、前列腺转谷氨酰胺酶、神经细胞转谷氨酰胺酶、人转谷氨酰胺酶以及因子XIII。在一些实施方 案中，这些酶可以来自天然来源或重组来源。在一些实施方案中，聚合 物链中的谷氨酰胺和赖氨酸是转谷氨酰胺酶交联的底物。

在示例性实施方案中，氧化酶的非限制性实例是酪氨酸酶、漆酶、 过氧化物酶或它们的任何组合。在一些实施方案中，氧化酶通过醌形成 (酪氨酸酶)或自由基形成(漆酶、过氧化物酶)使聚合物交联。醌和 自由基然后彼此相互作用或与其他氨基酸或酚酸相互作用以使聚合物 交联。在一些实施方案中，氧化酶的可交联底物可以是含有酪氨酸或其他芳族氨基酸的任何蛋白质。在一些实施方案中，底物可以是含有酚酸 例如但不限于阿魏酸的碳水化合物。在一些实施方案中，该碳水化合物 可以是(但不限于)阿糖基木聚糖或果胶。

根据本发明所述方法的一些实施方案，转谷氨酰胺酶溶液经历一级 或多级纯化以进行以下中的一者或多者：1)从转谷氨酰胺酶混合物移 除发酵残余物；2)浓缩活性转谷氨酰胺酶在转谷氨酰胺酶溶液中的量； 3)从载体蛋白和/或碳水化合物纯化转谷氨酰胺酶溶液；4)降低转谷氨 酰胺酶溶液的内毒素水平；5)从转谷氨酰胺酶溶液移除所有微生物，使溶液有效灭菌；均无意受限于封闭的列表，或它们的任何组合物。

在一些实施方案中，在与可交联蛋白质或多肽混合之前，对交联材 料的溶液进行过滤。在一些实施方案中，过滤工艺首先利用粗过滤(有 时候称为澄清)来移除大块发酵残余物，这些大块发酵残余物将会快速 的阻断较精细的过滤步骤。这种粗过滤的非限制性实例为约0.45μm孔 径过滤和约0.65μm孔径过滤。在一些实施方案中，可使交联材料的溶 液通过孔径低于0.22μm的过滤器，例如用以将该材料的生物负载降低 至低于10个集落形成单位(CFU)/克并使得其适于医疗用途。在一些 实施方案中，降低生物负载以实现低于约10^-2的无菌保证水平(SAL)。 在一些实施方案中，降低生物负载以实现低于约10^-3的无菌保证水平 (SAL)，其中SAL是微生物学中用于描述单个单元在其已经经受灭菌 处理后带菌的概率。

根据本发明所述方法的另一个实施方案，使用切向流过滤技术和/ 或中空纤维超滤技术，用以通过移除载体碳水化合物和蛋白质来纯化交 联材料的溶液，以及用以浓缩该溶液。用于本发明的孔径是孔径小于交 联组合物的组分的尺寸的那些。在一些实施方案中，交联材料为mTG 并且孔径在10-50kDa的范围内。在一个实施方案中，交联材料为mTG 并且孔径在10-30kDa的范围内。在一些实施方案中，这些的不具约束力的商业实例为Uniflux(通用公司(GE))、AKTA Pilot(通用公司)或 AKTA Flux 6(通用公司)。

在一些实施方案中，使用一个或多个尺寸排阻色谱步骤来选择性地 将交联材料与周围的物质分离(例如但不限于Phenyl Sepharose FF柱 (2.6*10cm，PharmaciaBiotech公司)或者例如Sephacryl柱(通用公司))。 在一些实施方案中，使用一个或多个疏水和/或亲水反应色谱步骤来选择 性地将交联材料与周围的物质分离。在一些实施方案中，交联材料为蛋 白质并且使用一个或多个离子交换色谱步骤来结合所述交联蛋白质，从而将其从周围材料纯化出来。

在一些实施方案中，交联蛋白质为mTG并且使用一个或多个阳离 子交换色谱步骤来纯化该mTG。在一些实施方案中，阳离子交换树脂为 琼脂糖树脂。

在一些实施方案中，纯化可降低交联材料的内毒素水平至低于5个 内毒素单位(EU)/克。在一些实施方案中，纯化可降低交联材料的内 毒素水平至介于0.001至5个内毒素单位(EU)/克之间。

在一些实施方案中，交联剂是mTG并且纯化得到其中比活性大于 20个酶单位/毫克并且大于25个单位/毫克的mTG组合物。在一些实施 方案中，交联材料是mTG并且纯化得到其中比活性介于10个酶单位/ 毫克至35个单位/毫克之间的mTG组合物。在一些实施方案中，交联材 料为mTG并且纯化导致电泳纯度介于95％至99.9％之间。

在一些实施方案中，作为非限制性实例，本文描述了一种mTG纯 化工艺，其纯化食品级mTG产品而制备比活性大于24个酶单位/毫克、 电泳纯度大于95％、低于5个内毒素单位/克以及低于10CFU/g的mTG 组合物。作为非限制性实例，本文描述了一种mTG纯化工艺，其纯化 食品级mTG产品而制备比活性为25-35个酶单位/毫克、电泳纯度介于 95-99.9％之间、0.001至5个内毒素单位/克以及0.001<10CFU/g、或它们 的任何组合的mTG组合物。在一些实施方案中，随后将所述规格的纯 化酶在具有额外碳水化合物或稳定剂或不具额外碳水化合物或稳定剂 的情况下冻干，然后经受γ辐射或电子束辐射进行的最终灭菌。在一些实施方案中，所述最终灭菌之后的比活性为5-30酶单位/毫克。在一些 实施方案中，所述最终灭菌之后的比活性为20-30酶单位/毫克。在一些 实施方案中，所述最终灭菌之后的比活性为20-25酶单位/毫克。

在一些实施方案中，举个非限制性的例子，mTG纯化工艺描述于以 下出版物中：“Purification and Characterization of Novel Transglutaminase from Bacillussubtilis Spores(来自枯草芽孢杆菌孢子的新型转谷氨酰胺 酶的纯化和表征)”；PMID:11193401。

在一些实施方案中，纯化后，可在类似于本文所述方法的方法中将 mTG干燥或冻干，然后通过(任何类型的)研磨粒化为5至50微米的 吸湿性粒子。在一些实施方案中，纯化后，可将mTG与作为稳定化水 性胶体的纤维素醚(HPMC)混合或与海藻糖混合。

在一些实施方案中，可将转谷氨酰胺酶与麦芽糖糊精混合。在一些 实施方案中，麦芽糖糊精是稳定剂。

在一些实施方案中，富集的和/或纯化的酶可通过添加微粒来稳定 化，所述微粒包括mTG和稳定化赋形剂，并且还包含添加剂材料，如 可帮助辐射期间的稳定化的稳定剂(例如，但不限于纤维素、糖、麦芽 糖糊精、类胡萝卜素、抗坏血酸、L-酪氨酸)。在一些实施方案中，稳定 性赋形剂为多元醇、甘露糖醇、蔗糖、甘油、乳糖、甘氨酸或海藻糖。

在一些实施方案中，该改性转谷氨酰胺酶包含改性的微生物转谷氨 酰胺酶。在一些实施方案中，对该聚合物进行改性以允许由该改性转谷 氨酰胺酶进行交联。在一些实施方案中，改性氧化酶包含酪氨酸酶、漆 酶、过氧化物酶或它们的任何组合中的一者或多者。在一些实施方案中， 该基质还包含碳水化合物作为所述至少一种底物聚合物，所述碳水化合物包含酚酸以供所述改性氧化酶进行交联。在一些实施方案中，所述碳 水化合物包含阿糖基木聚糖或果胶。在一些实施方案中，通过PEG化对 酶分子进行改性，并且其中PEG化通过在接受基质的宿主动物的免疫系 统中掩蔽该酶分子而提供免疫原性掩蔽。在一些实施方案中，宿主动物是人。

根据本发明的一些实施方案的组合物

在一些实施方案中，本发明提供一种组合物，其中所述组合物是多 孔支架，其中所述支架的孔为2至500微米，所述组合物包含：a)选自 胶原和明胶的可交联蛋白质；b)引起所述可交联蛋白质交联的交联剂； 以及c)液体。

如本文所用，术语“支架”是指已经经过工程改造而引起所需的细 胞相互作用来帮助形成新的功能性组织以实现医学目的的材料。可将细 胞“接种”进能够支持三维组织形成的这些结构中。支架可模拟天然组织的天然细胞外基质，从而重演体内环境以及允许细胞影响它们自身的 微环境。支架可起到以下目的中的至少一者：1)允许细胞附着和迁移； 2)递送和保留细胞及生化因子；3)使得能扩散至关重要的细胞营养物 质及表达产物；或者4)施加某些机械影响和生物影响以改变细胞时相 的行为。

在一些实施方案中，该液体为生理缓冲液。

在一些实施方案中，该组合物是泡沫。

在一些实施方案中，可交联蛋白质作为微粉化蛋白质粉末引入所述 组合物中，所述微粉化蛋白质粉末的平均粒度介于5至200微米之间。

在一些实施方案中，可交联蛋白质包含200至300布洛姆的明胶。

在一些实施方案中，可交联明胶以0.5重量％至25重量％的范围存 在于组合物中。

在一些实施方案中，交联剂为转谷氨酰胺酶。

在一些实施方案中，转谷氨酰胺酶以0.0001重量％至2重量％的范 围存在于组合物中。

在一些实施方案中，本发明提供一种组合物，该组合物包含：a)可 交联明胶；b)引起所述可交联明胶交联的转谷氨酰胺酶；以及c)液体， 其中所述组合物为多孔支架，孔径为2至500微米，其中所述可交联明 胶作为微粉化明胶粉末引入所述组合物中，所述微粉化明胶粉末的平均 粒度介于5至200微米之间，其中所述可交联明胶为200至300布洛姆， 其中所述可交联明胶以0.5重量％至25重量％的范围存在于组合物中， 并且其中所述转谷氨酰胺酶以0.0001重量％至2重量％的范围存在于组 合物中。

在一些实施方案中，该液体为生理缓冲液。

在一些实施方案中，该组合物原位形成于患者需要治疗组织缺陷的 部位。

在一些实施方案中，该组合物形成于将所述组合物引入患者需要治 疗组织缺陷的部位之前。

在一些实施方案中，该干燥的交联剂为转谷氨酰胺酶。在一些实施 方案中，该干燥的蛋白质组合物为明胶。在一些实施方案中，该干燥的 粒状蛋白质不需要稳定剂。在一些实施方案中，该粉末组合物在少于5 分钟内溶解成可流动溶液。在一些实施方案中，该粉末组合物在少于5 分钟内溶解成可流动溶液中。在一些实施方案中，该粉末组合物在低于37℃的温度下在5分钟之内溶解成可流动溶液。在一些实施方案中，该 粉末组合物在低于27℃的温度下在1分钟之内溶解成可流动溶液。在一 些实施方案中，该粉末组合物在低于20℃的温度(其为手术室的标准温 度)下在1分钟之内溶解成可流动溶液。在一些实施方案中，将明胶组合物与交联剂粉末一起保存在单个隔室内。在一些实施方案中，将明胶 粉末和交联剂与液体以最高10ml对1克明胶的比率混合。在一些实施 方案中，将明胶粉末和交联剂与液体以最高8ml对1克明胶的比率混合。 在一些实施方案中，将明胶粉末和交联剂与液体以最高6ml对1克明胶 的比率混合。在一些实施方案中，将明胶粉末和交联剂与液体以最高4ml 对1克明胶的比率混合。在一些实施方案中，将明胶粉末和交联剂与液 体以最高2ml对1克明胶的比率混合。在一些实施方案中，将粉末混合 物压入可吸收的或不可吸收的垫中以为其提供机械支持。在一些实施方 案中，该垫为非织造氧化纤维素。在一些实施方案中，压入外科用网片 (可降解的或不可降解的)中。在一些实施方案中，明胶组合物的浓度 在0.5％-25％w/w的范围内。在一些实施方案中，明胶组合物的浓度在 0.5％-20％w/w的范围内。在一些实施方案中，干燥明胶粉末含有少于约 15％的水分。在一些实施方案中，干燥明胶粉末含有的水分少于约8％。 在一些实施方案中，该组合物具有在约6至约7的范围内的pH。在一些 实施方案中，干交联剂粉末含有的水分少于约15％。在一些实施方案中，干交联剂粉末含有的水分少于约8％。在一些实施方案中，转谷氨酰胺 酶是钙依赖性的。

在一些实施方案中，转谷氨酰胺酶是微生物转谷氨酰胺酶。在一些 实施方案中，转谷氨酰胺酶的蛋白质浓度为组合物的约0.0001％至约2％w/w。在一些实施方案中，转谷氨酰胺酶含量为组合物的约0.0001％至 约1.35％w/w。在一些实施方案中，转谷氨酰胺酶的浓度范围为每毫升总组合物约1至约180酶单位(U/mL)。

在一些实施方案中，如果酶和明胶处于溶液中，则酶组合物对明胶 组合物的比率为约1:1至1:5v/v。

在一些实施方案中，如果酶和明胶为固体干燥形式，则纯化的酶组 合物对明胶组合物的比率为约1:100至1:500w/w。

在一些实施方案中，明胶由动物源性明胶、重组明胶及其组合制备。 在一些实施方案中，动物源选自鱼和哺乳动物。在一些实施方案中，该 明胶为A型(经酸处理)或B型(经碱处理)。在一些实施方案中，明胶包含至少250布洛姆的高分子量明胶或其等价物。在一些实施方案中， 该组合物还包含表面活性剂。在一些实施方案中，表面活性剂选自聚山 梨醇酯20(Tween^TM 20)、聚氧乙烯十二烷基醚(Brij^TM 35)、聚氧乙烯- 聚氧丙烯嵌段共聚物(Pluronic^TM F-68)、月桂基硫酸钠(SLS)或十二 烷基硫酸钠(SDS)、月桂基聚氧乙烯醚硫酸钠或十二烷基醚硫酸钠 (SLES)、泊洛沙姆或泊洛沙胺、烷基聚糖苷、脂肪醇、脂肪酸盐、椰油酰胺单乙醇胺、椰油酰胺二乙醇胺或它们的任何组合。在一些实施方 案中，该组合物还包含增塑剂。在一些实施方案中，增塑剂选自山梨醇、 柠檬酸烷基酯、甘油、甘油酯、邻苯二甲酸烷基酯、癸二酸烷基酯、蔗 糖酯、脱水山梨醇酯、乙酰基化单甘油酯、甘油、脂肪酸酯、二醇类、 丙二醇、月桂酸、蔗糖、三乙酸甘油酯、泊洛沙姆、邻苯二甲酸二乙酯、 可食用脂肪或油的单甘油酯或二甘油酯、邻苯二甲酸二丁酯、癸二酸二丁酯、聚山梨醇酯、聚乙二醇(PEG)200至20,000、CARBOWAX聚 乙二醇、聚乙烯醇(PVA)、阿拉伯树胶、瓜尔胶、黄原胶、Plasdone^RTM(聚乙烯吡咯烷酮)、甘露醇以及它们的任何组合物。

在一些实施方案中，本发明的组合物是一种可交联组合物，包含磨 碎的冻干明胶组合物和干燥的转谷氨酰胺酶组合物，其中干燥的转谷氨 酰胺酶组合物完全分散在整个磨碎的冻干明胶组合物中。

在一些实施方案中，本发明的组合物是一种可交联组合物，包含明 胶和交联剂，其中一旦混合交联剂就与明胶反应以形成可生物降解的稳 定化的多孔支架。在一些实施方案中，多孔支架在组织上保持柔性至少 两周。在一些实施方案中，转谷氨酰胺酶为改性酶分子，该改性酶分子 具有这样的改性：在通过聚合物的交联来形成基质时改变交联基质中的 酶分子的感知体积。在一些实施方案中，明胶的内毒素含量为1200I.U./g 或更低。在一些实施方案中，通过使用低于10巴的压降对明胶进行喷射研磨。在一些实施方案中，通过使用低于5巴的压降对明胶进行喷射 研磨。在一些实施方案中，明胶喷射研磨是通过使用低于5m³/min的必 需气流。在一些实施方案中，明胶喷射研磨是通过使用低于2m³/min的 必需气流。在一些实施方案中，该组合物还包含钡、碘、其他射线不透 性物质或它们的组合。

在一些实施方案中，本发明所述方法包括利用辐射能对明胶和交联 剂组合物进行制备/灭菌，其中所得的经辐射的组合物相比于未经辐射的 起始组合物，具有至少25％的功能性质(如，交联的能力、酶比活性)。 在一些实施方案中，本发明所述方法包括利用辐射能对明胶-交联剂组合 物进行制备/灭菌，其中所得的经辐射的明胶相比于未经辐射的起始组合 物，具有介于25％至100％的功能性质(如，交联的能力)。

在一些实施方案中，本发明所述方法包括使用环氧乙烷对明胶和交 联剂组合物进行制备/灭菌，其中所得的经处理的组合物相比于未经处理 的非无菌起始组合物，具有至少25％的功能性质(如，交联的能力)。 在一些实施方案中，本发明所述方法包括使用环氧乙烷对组合物进行制 备/灭菌，其中所得的经处理的组合物相比于未经处理的非无菌起始组合 物，具有介于25-100％的功能性质(如，交联的能力)。

在一些实施方案中，本发明的组合物用于至少一个选自以下的目 的：细胞的支架、组织重塑剂、膨胀剂、皮肤填充剂、骨粘合剂、组织 填充剂、减少肺容积的组合物、外科用密封剂、生物粘合剂、瘘管修补 组合物、止血剂、外科用网片、用于缓释生物活性剂的组合物。

在一些实施方案中，至少一类细胞渗入所述组合物中并在其中生 长。

在一些实施方案中，所述至少一类细胞选自：胰腺细胞、肠内分泌 细胞、骨细胞、肝细胞、腱细胞、肌细胞、血细胞、软骨细胞、上皮细 胞、内皮细胞、神经细胞、胚胎干细胞、间质干细胞、自体骨髓衍生的 间质干细胞、祖细胞、造血干细胞、间质干细胞、神经干细胞、骨骼系 统干细胞、软骨细胞系干细胞、上皮干细胞和肝干细胞。

在一些实施方案中，该组合物将渗入的至少一类细胞与患者的免疫 细胞隔离。

在一些实施方案中，该组合物是泡沫。无意受限于任何具体的理论， 多孔支架在交联(例如通过mTG交联)之后可在体内保持稳定并且诱 导组织向内生长和再生。作为另一种选择，多孔支架可充当细胞的三维 支撑支架。交联多孔支架具有改善的细胞附着和运动相容性。

在一些实施方案中，将可交联蛋白质与交联剂混合。在一些实施方 案中，可交联蛋白质和交联剂为干燥粉末，并且将该干燥粉末混合，然 后用生理液体、缓冲液或细胞支持介质溶解。在一些实施方案中，仅在 可交联蛋白质和交联剂二者均溶解于生理缓冲液中时该交联剂使该蛋 白质交联。

在一些实施方案中，本发明的医用材料将通常除了上述组分之外， 还包含细胞培养所需的培养基组分、盐(缓冲液组分)。此外，当植入 时其可还在移植单元中含有促组织再生剂(生长因子)。可用的生长因 子例如有以下实例：成纤维细胞生长因子(FGF：酸性成纤维细胞生长 因子(aFGF)、碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)等，角质化细胞生长 因子(KGF))、表皮细胞生长因子(EGF)、神经生长因子(NGF)、转 化生长因子(TGF)、血小板衍生生长因子(PDGF)、血管内皮生长因子 (VEGF)、肝细胞生长因子(HGF)、骨形态发生蛋白(BMP：BMP-2、 BMP-3、BMP-7等)。取决于用于再生目的的组织的类型，可通过适当 选择来使用这些生长因子。具体而言，例如，就再生表皮细胞目的而言 以及就再生真皮目的而言的表皮生长因子，有可能使用每一种成纤维细 胞生长因子。具体而言，例如，就再生骨细胞目的而言以及就再生真皮 目的而言的骨形态发生蛋白，有可能使用每一种成纤维细胞生长因子。如果在考虑其时其为优选的，则可将其与两种或更多种生长因子联合使 用。

在一些实施方案中，干燥粉末可包装在注射器或任何容器中。在一 些实施方案中，可通过辐射或环氧乙烷(ETO)对干燥粉末进行灭菌。

在一些实施方案中，混合可交联蛋白质并将交联剂与选自以下的至 少一种其他试剂组合：稳定剂(例如，但不限于：EDC(1-乙基-3-(3- 二甲基氨丙基)-碳二亚胺)、NHS(N-羟基琥珀酰亚胺)、碳二亚胺(carbomiide)、戊二醛(gluteradhyde)、辣根过氧化物酶、生长因子、 治疗剂和激素。

在一些实施方案中，所述干燥粉末在作为干燥粉末混合时具有降低 的溶浸和/或相互作用。参见图3，在一些实施方案中，将干燥粉末分别 溶解于生理缓冲液中，并通过将溶解的组分从一个互连的注射器推注进 另一个注射器中来混合。然而，任何混合方法，诸如搅拌，都是可胜任 的。作为另一种选择，可将干燥粉末混合在一起，然后将该混合物溶解于生理缓冲液中以活化。

在一些实施方案中，蛋白质的交联产生多孔支架。在一些实施方案 中，该多孔支架是热稳定的。在一些实施方案中，该多孔支架是粘合剂。 无意受限于任何具体的理论，该交联剂由于在蛋白质分子之间形成交联 的共价键而不可逆的。在一些实施方案中，多孔支架在结构上类似于哺 乳动物组织的细胞外基质，可通常在温和条件下处理，并且可以以最小侵入性方式递送。

交联可在患者身体的外面或里面进行。因而，在一些实施方案中， 交联可在患者的部位原位进行。作为另一种选择，离体形成多孔支架然 后引入患者体内。

在一些实施方案中，一旦以液体形式递送至组织，本发明的水凝胶 在尚未固化时可通过针；该粘合剂稳定化形成稳定的统一物理形态(即， 体积至少0.05ml的统一单一颗粒)。

实施例4的结果表明，通过降低粒度至低于d(0.5)＝15微米，该明胶 溶解良好但与微生物转谷氨酰胺酶反应较慢。在本发明的一些实施方案 中，需要提供快速溶解的粉末，其在水合后不会快速稳定化。它们需要 通过长针并允许外科医生有足够长的操作时间。在一些实施方案中，通过控制明胶粒度介于1-15微米之间可获得这样的制剂。在一些实施方案 中，通过使明胶粒度介于8-14微米之间可获得这样的制剂。

在一些实施方案中，该组合物包含多孔支架，该多孔支架被构造成 (1)原位稳定化或离体稳定化以及(2)顺应进入所需的形状或体腔， 从而导致形成生物相容性的密封剂或支架，被构造成允许细胞和组织向 内生长。

在一些实施方案中，稳定化的多孔支架结构是组织传导性的，并且 可用于如下医学用途：组织重塑剂、膨胀剂、组织填充剂或组织打印(诸 如3D组织打印)。明胶的粉碎和/或重构成交联多孔支架(具体而言通 过转谷氨酰胺酶进行)，极大改善了细胞的附着和运动。整合素识别基 序(诸如RGD)在该明胶多孔支架上的不均匀且充足的展示以及细胞对这类基序的可及性，可增强其作为支架的功能。

在组织打印的实施方案中，可通过打印机将所述干燥粉末连通活细 胞一起施用以构成通过该粉末状或复水的胶水彼此粘附的细胞的精确 2D或3D结构。例如，举个例子，这种3D结构可含有用于形成血管的 一些内皮细胞，这些细胞可被打印在支架中，意图是在植入该支架后这 些血管将为内部细胞提供血液供应。

在一些实施方案中，多孔支架具有一定密度，其中该密度直接与多 孔支架的降解和/或细胞向内生长动态相关。在一些实施方案中，额外的 生物活性物质还可影响细胞向内生长动态(即增加细胞向内生长动态)， 例如但不限于增加10％至300％。在一些实施方案中，悬浮的生物活性 物质和/或细胞和/或富血小板血浆(PRP)和/或生长因子和/或骨形态发生蛋白基本保留在身体的靶区(例如，但不限于，无需患者如通常实践 的那样，必须使经处理的身体区域保持不动不合理长的时间或者多次注 入所述因子)。

在一些实施方案中，该泡沫最初是弹性模量(杨氏模量)介于 0.1-11KPa之间的闭孔泡沫，其中该弹性模量可通过改变所述蛋白质、 交联剂和/或生理缓冲液的浓度以及/或者通过改变其中所用明胶的布洛姆而变化。

在一些实施方案中，该蛋白质泡沫的初始弹性模量介于1-11KPa之 间(杨氏模量)。在一些实施方案中，该蛋白质泡沫的初始弹性模量介 于2-10KPa之间(杨氏模量)。在一些实施方案中，所述稳定化的泡沫 的初始(即交联后约30分钟)伸长率为最初起始长度的1.5倍至3倍之 间。

在实施例16的表中示例了一个实施方案，该实施方案示出了对包 含作为所述蛋白质的明胶和作为所述交联剂的mTG的泡沫的机械测量。

在一些实施方案中，多孔支架的孔径介于2至500微米直径之间。 在一些实施方案中，多孔支架的孔径介于2至400微米直径之间。在一 些实施方案中，多孔支架的孔径介于2至300微米直径之间。在一些实 施方案中，多孔支架的孔径介于2至200微米直径之间。

在一些实施方案中，多孔支架的孔径介于2至50微米直径之间。 在一些实施方案中，多孔支架的孔径介于2至10微米直径之间。

在一些实施方案中，多孔支架的孔径介于10至500微米直径之间。 在一些实施方案中，多孔支架的孔径介于50至400微米直径之间。在 一些实施方案中，多孔支架的孔径介于100至400微米直径之间。在一 些实施方案中，多孔支架的孔径介于200至400微米直径之间。在一些 实施方案中，多孔支架的孔径介于300至400微米直径之间。

参见图8，在一些实施方案中，该泡沫的孔径介于2至500微米直 径之间。在一些实施方案中，泡沫的孔径介于2至400微米直径之间。 在一些实施方案中，泡沫的孔径介于2至300微米直径之间。在一些实 施方案中，泡沫的孔径介于2至200微米直径之间。

在一些实施方案中，泡沫的孔径介于2至50微米直径之间。在一 些实施方案中，泡沫的孔径介于2至10微米直径之间。

在一些实施方案中，泡沫的孔径介于10至500微米直径之间。在 一些实施方案中，泡沫的孔径介于50至400微米直径之间。在一些实 施方案中，泡沫的孔径介于100至400微米直径之间。在一些实施方案 中，泡沫的孔径介于200至400微米直径之间。在一些实施方案中，泡 沫的孔径介于300至400微米直径之间。

在一些实施方案中，可添加防泡剂，诸如但不限于聚二甲基硅氧烷、 聚山梨醇酯等来实现更致密的泡沫，其中所述更致密的泡沫的剪切模量 介于5KPa至15KPa之间。

无意受限于任何具体的理论，在一些实施方案中，添加生物相容性 的去垢剂和/或表面活性剂导致引起泡沫破裂，其中在泡沫稳定化之前引 入所述破裂，并且使复水的泡沫形成为可流动的凝胶。在一些实施方案 中，可将所述可流动的凝胶与交联剂溶液混合(例如，手动混合、机械 混合或通过将它们同时推动通过静态混合器)以产生均质的稳定化凝 胶。在一些实施方案中，融合的(即与泡沫相反)稳定化凝胶可在体内长时间抵御降解。

在一些实施方案中，该组合物可包含至少一种表面活性剂。如本文 所用，“表面活性剂”是指降低水的表面张力的化合物。在一些实施方 案中，表面活性剂可以是离子型表面活性剂，诸如月桂基硫酸钠和辛酸； 或中性表面活性剂，诸如聚氧乙烯醚、聚氧乙烯酯和聚乙氧乙烯脱水山 梨醇。

在一些实施方案中，可添加糊精(葡聚糖)至所述组合物以降低体 内降解动力学速率。

在一些非限制性示例性实施方案中，细胞向内生长可通过添加硫酸 化糖胺聚糖(GAG)诸如硫酸软骨素来更进一步增强。在一些实施方案 中，可将GAG作为共聚物粉末添加至干燥的粉末制剂，在制备的喷射 研磨阶段之前化学键合至所述蛋白质/交联剂(即mTG)、任何其他组分， 或它们的任何组合。在一些实施方案中，GAG的浓度可介于组合物的 0.5重量％至10重量％之间。

无意受限于任何具体的理论，多孔支架内的细胞可能涉及三维结构 中的基质相互作用，类似于这些细胞在天然细胞外基质的纤维环境内所 经历的。相比于2D支架或相比于较不合适的支架材料，可实现在三维 中发生的更自然的细胞铺展。

无意受限于任何具体的理论，在三维多孔支架中实现的细胞形状可 改变基因表达、蛋白质翻译并且继而改变功能。

在一些实施方案中，在制备时细胞掺混进多孔支架中(与水合液体 混合)或者稍后进入多孔支架中，在这里它们保持其天然的3D架构。 因而，无意受限于任何具体的理论，在一些实施方案中，支架不仅保持 独立细胞的天然3D形状，其还起作用将细胞以更天然的方式联合在一 起。这导致形成组织样结构以及更代表正常组织功能的细胞与细胞的相 互作用。

在一些实施方案中，利用明胶，交联明胶的弹性性质以及丰富的整 合素附着位点(聚合物上的细胞结合位点)使得细胞向内生长、增殖并 且导致生理组织再生以及使得能用于各种组织工程应用。在一些实施方 案中，交联明胶可在体外与多种细胞类型产生组织样结构。可在3D共 培养模型中将不同类型的细胞联合在一起，作为混合群体或作为分立的不同细胞类型的层。根据一些实施方案，可将明胶和交联剂(诸如mTG) 与细胞培养基混合，所述培养基含有但不限于以下物质：葡萄糖、稳定 的谷氨酰胺(丙氨酰-谷氨酰胺)、青霉素、CaCl₂·2H₂O、硝酸铁 (Fe(NO₃)3-9H₂O)、氯化钾(KCl)、MgSO₄·7H₂O、氯化钠(NaCl)、碳酸氢钠(NaHCO₃)、磷酸钠(NaH₂PO₄-H₂O)、D-葡萄糖、酚红、L-丙氨 酰-L-谷氨酰胺,L-精氨酸-Hcl、L-胱氨酸、甘氨酸、L-组氨酸HC1-H₂O、 L-异亮氨酸、L-亮氨酸、L-赖氨酸-Hcl、L-甲硫氨酸、L-苯丙氨酸、L- 丝氨酸、L-苏氨酸、L-色氨酸、L-酪氨酸、L-缬氨酸、D-泛酸钙、氯化胆碱、叶酸、i-肌醇、烟酰胺、盐酸吡多辛、核黄素、盐酸硫胺素以及 胎牛血清。

与细胞培养基混合不会损害所述多孔支架的交联。

根据一些实施方案，可混合明胶和mTG干燥粉末并用细胞培养基 (含有但不限于以下物质：葡萄糖、稳定的谷氨酰胺(丙氨酰-谷氨酰胺)、 青霉素、CaCl₂·2H₂O、硝酸铁(Fe(NO₃)3-9H₂O)、氯化钾(KC1)、 MgSO₄·7H₂O、氯化钠(NaCl)、碳酸氢钠(NaHCO₃)、磷酸钠(NaH₂PO₄-H₂O)、D-葡萄糖、酚红、L-丙氨酰-L-谷氨酰胺,L-精氨酸-Hcl、L-胱氨酸、甘氨酸、L-组氨酸HC1-H₂O、L-异亮氨酸、L-亮氨酸、L-赖 氨酸-Hcl、L-甲硫氨酸、L-苯丙氨酸、L-丝氨酸、L-苏氨酸、L-色氨酸、 L-酪氨酸、L-缬氨酸、D-泛酸钙、氯化胆碱、叶酸、i-肌醇、烟酰胺、 盐酸吡多辛、核黄素、盐酸硫胺素以及胎牛血清)水合。在一些实施方案中，这使得细胞在初始的明胶-细胞基质中能更好地存活。可将细胞与 培养基混合并保存在一个注射器中，而mTG和明胶粉末在另一个注射 器中。然后将注射器通过锁定机构彼此连接，使其能够手动推动而将各 成分混合在一起。通过数次将它们从一个注射器推至另个注射器，细胞、培养基、明胶、mTG和气体混合在一起而形成接种有细胞的最佳支架。 实施例19中详细描述了一个示例性实施方案，该实施方案示出了本发明的交联明胶多孔支架中细胞的活力。

在一些实施方案中，本发明所述方法可包括修饰所形成的交联基质 中的酶分子的感知体积。在一些实施方案中，根据形成基质的聚合物的 交联程度测定经修饰的感知体积，使得下降的交联程度(相比于使用未 经改性的酶分子时的交联程度)表明感知体积增加。在一些实施方案中， 增加酶分子的感知体积的一种方法是通过这样来进行：通过使至少一个 分子或部分共价或非共价连接至所述酶分子来增加该分子的大小和/或 流体力学体积。在一些实施方案中，本发明所述方法包括使用改性酶。

在一些实施方案中，增加感知体积的方法是通过改变酶分子的静电 电荷使得它们的净电荷与聚合物或共聚物链上的净电荷极性相反。在一 个实施方案中，增加感知体积可通过改变酶的等电点(pi)来实现。

根据本发明组合物的一些实施方案,提供了一种交联多孔支架，包 含由改性酶分子交联的底物聚合物，其中所述改性酶分子具有在通过所 述聚合物的交联形成基质时改变交联基质中的酶分子的感知体积的改 性。在一些实施方案中，改性酶分子具有可增加所述改性酶分子的实际大小的修饰。在一些实施方案中，改性酶分子具有可增加所述改性酶分 子的流体动力学体积的改性。在一些实施方案中，改性酶分子具有这样 的改性：通过相对于未改性酶改变所述改性酶的等电点(pi)，将所述改 性酶分子的静电电荷改变为与所述底物聚合物的净电荷符号相反。在一 些实施方案中，所述改性是酶的赖氨酸的ε-氨基的改性，其通过选自如 下的方法实现：琥珀酰化(用琥珀酸酐)、乙酰化(用乙酸酐)、氨甲酰化(用氰酸酯)、还原烷基化(醛)以及用马来酸酐处理。在一些实施 方案中，所述改性是所述酶的一个或多个含羧酸侧链的改性以减少负电 荷数。

在一些实施方案中，所述改性包括使至少一个分子或部分共价或非 共价连接至所述改性酶分子。在一些实施方案中，所述改性包括使改性 分子共价连接至所述改性酶分子。在一些实施方案中，所述改性酶分子 与非改性酶相比具有较低的扩散速率和较低的交联速率，但与非改性酶 相比至少具有至少相似的测量酶活性(例如但不限于与非改性酶相比， 约20％至100％的活性)。

在一些实施方案中，较低的交联速率为非改性酶交联速率的至少 10％。在一些实施方案中，较低的交联速率为非改性酶交联速率的 10％-40％。

在一些实施方案中，所述改性分子包括载体或聚合物。在一些实施 方案中，所述聚合物包括合成聚合物、纤维素聚合物、蛋白质、多糖或 它们的任何组合。在一些实施方案中，所述纤维素聚合物包括羧甲基纤 维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、甲基纤维素或它们的任何组 合中的一者或多者。在一些实施方案中，多糖包括葡聚糖、硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸角质素、肝素、硫酸肝素、透明质酸、淀粉衍生物或 它们的任何组合中的一者或多者。

在本发明组合物的一些实施方案中，改性分子包括PEG(聚乙二 醇)。在一些实施方案中，PEG包括PEG衍生物。在一些实施方案中， PEG衍生物包括活化的PEG。在一些实施方案中，活化的PEG包括以 下中的一者或多者：甲氧基PEG(mPEG)、其衍生物mPEG-NHS、mPEG的琥珀酰亚胺(NHS)酯(mPEG-琥珀酸酯-NHS)、mPEG-戊二酸酯-NHS、 mPEG-戊酸酯-NHS、mPEG-碳酸酯-NHS、mPEG-羧甲基-NHS、mPEG- 丙酸酯-NHS、mPEG-羧戊基-NHS)、mPEG-硝基苯基碳酸酯、mPEG- 丙醛、mPEG-甲苯磺酸酯、mPEG-羰基咪唑、mPEG-异氰酸酯、mPEG- 环氧化物或者它们的组合物。在一些实施方案中，活化的PEG与酶上的 氨基基团或巯基基团反应。在一些实施方案中，活化的PEG与活化的酶的赖氨酸残基的摩尔比在0.5至25的范围内。在一些实施方案中，活化 的PEG为单官能团的、异双官能团的、同双官能团的或多官能团的。在 一些实施方案中，活化的PEG为支链PEG或多臂PEG。在一些实施方案中，活化的PEG的大小范围为1000道尔顿至40,000道尔顿。

在一些实施方案中，多孔支架还包含不共价结合至酶或不共价结合 至底物聚合物的共聚物。在一些实施方案中，该共聚物包括多糖或纤维 素聚合物。在一些实施方案中，多糖包括葡聚糖、硫酸软骨素、硫酸皮 肤素、硫酸角质素、肝素、硫酸肝素、透明质酸、淀粉衍生物或它们的 任何组合。在一些实施方案中，纤维素聚合物包括羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、甲基纤维素。

在一些实施方案中，改性酶分子通过使所述改性酶分子交联至多个 其他酶分子以形成多个交联酶分子的聚集体而改性。在一些实施方案 中，酶分子的改性影响基质的至少一种性质。在一些实施方案中，所述 至少一种性质选自拉伸强度、刚度、所述底物聚合物的交联程度、粘度、 弹性、柔性、断裂应变、断裂应力、泊松比、溶胀能力和杨氏模量或它们的组合。

在一些实施方案中，改性酶的改性程度决定改性酶在多孔支架中的 移动性或者从多孔支架的扩散速率。在一些实施方案中，相比于非改性 酶与蛋白质的溶液或多孔支架，改性酶的改性可降低改性酶在改性酶与 蛋白质的溶液中或在改性酶与蛋白质的多孔支架中的扩散系数。在一些 实施方案中，改性酶的改性程度决定一种或多种泡沫力学性质。在一些实施方案中，相比于非改性酶分子，改性酶分子在溶液中显示出比在交 联聚合物中更大的交联速率差异。

在一些实施方案中，粉末状的交联剂可以是酶和/或改性酶以与粉末 状的聚合物反应。在一些实施方案中，粉末状聚合物可以是蛋白质，例 如，但不限于明胶。

根据本发明的至少一些实施方案，提供了控制基质(“基质”是指 水凝胶或多孔支架)的形成的方法，包括以在形成基质时改变交联基质 中的酶分子的感知体积的改性方式使酶分子改性；将所述改性酶分子与 至少一种底物聚合物混合，该底物聚合物是所述改性酶分子的底物；以 及通过使用所述改性酶分子使所述至少一种底物聚合物交联来形成基质，其中所述形成基质至少部分地由所述酶分子的改性控制。在一些实 施方案中，所述改性使所述改性酶分子的交联速率随所述至少一种底物 聚合物的交联程度增加而降低。在一些实施方案中，将改性酶分子和所 述至少一种底物聚合物以微粉化粉末形式混合，使得所述改性在所述溶 液的粘性増加时控制所述至少一种底物聚合物的交联程度。在一些实施 方案中，改性包括在范围为7至9的pH下使酶PEG化。在一些实施方 案中，PEG化反应的pH为7.5-8.5。

治疗对其有需要的患者的方法

在一些实施方案中，本发明提供一种方法，其中所述方法可减少患 者的肺容积，包括：a)使患者肺中的靶区塌缩；b)将一定量的所述组 合物引入患者的塌缩区部位，该量足以使塌缩区的第一部分粘附至塌缩 区的第二部分；其中使所述塌缩区的所述第一部分粘附至所述塌缩区的 所述第二部分可减少所述患者的肺容积，其中所述组合物被构造为可促 进成纤维细胞附着和胶原合成，其中所述成纤维细胞附着和胶原合成可防止炎症。

在一些实施方案中，本发明提供一种方法，其中所述方法可减少患 者的肺容积，包括：a)将一定量的所述组合物引入患者的肺区域部位， 该量足以减少肺容积；其中所述组合物被构造为可促进成纤维细胞附着 和胶原合成，其中所述成纤维细胞附着和胶原合成可防止炎症。

在一些实施方案中，本发明提供一种方法，其中所述方法可减少患 者的肺容积，包括：a)使患者肺中的靶区塌缩；b)在患者的塌缩区部 位形成一定量的所述组合物，该量足以使塌缩区的第一部分粘附至塌缩 区的第二部分；其中使所述塌缩区的所述第一部分粘附至所述塌缩区的 所述第二部分可减少所述患者的肺容积，其中所述组合物被构造为可促 进成纤维细胞附着和胶原合成，其中所述成纤维细胞附着和胶原合成可防止炎症。

在一些实施方案中，本发明提供一种方法，其中所述方法可减少患 者的肺容积，包括：a)在患者的肺区域部位形成一定量的所述组合物， 该量足以减少肺容积；其中所述组合物被构造为可促进成纤维细胞附着 和胶原合成，其中所述成纤维细胞附着和胶原合成可防止炎症。

根据至少一些实施方案，提供了用于密封组织以防体液泄漏的方 法，包括将如本文所述的多孔支架施加至组织。在包含较高交联剂浓度 的一些实施方案中，体液包括血液，使得所述基质为止血剂。根据至少 一些实施方案，提供了止血剂或外科密封剂或膨胀剂，其包含如本文所 述的基质。根据至少一些实施方案，提供了用于密封创伤的组合物，其包含如本文所述的基质。根据至少一些实施方案，提供了所述组合物用 于密封组织中的缝合线或钉合线的用途。在一些实施方案中，提供了所 述组合物用于粘附外科用网片(例如组织的疝气修补网片)的用途。在 一些实施方案中，可提供浸渍有明胶粉末和酶粉末的网片。

根据至少一些实施方案，提供了用于局部药物递送的媒介物的组合 物，其包括如本文所述的多孔支架。根据至少一些实施方案，提供了用 于组织工程的组合物，其包含如本文所述的基质，适于作为可注入多孔 支架。根据至少一些实施方案，使组合物改性的方法包括：提供具有可 交联官能团的改性酶和具有至少一个可由所述改性酶交联的部分的蛋白质；以及将所述改性酶与所述蛋白质混合，其中所述改性酶使所述蛋 白质交联并且也通过所述可交联官能团交联至所述蛋白质。

根据一些实施方案，该组合物用作用于局部药物递送的媒介物。 根据一些实施方案，该组合物为用于组织工程和修复的可注入支架或组 织重塑剂。根据一些实施方案，该组合物是止血组合物。根据一些实施 方案，该组合物是体液密封组合物。本发明的组合物可提供快速止血， 从而使受伤或外科手术后的失血程度最低。

在一些实施方案中，本发明的组合物包括粘合剂骨移植物，其被构 造成允许稳定新骨形成的原位物理结构化，其中该组合物为生物相容 的；可在2-6个月内生物降解使其能够被完全成形的天然骨置换；所构 造的孔隙度允许天然骨与该移植物的生物降解相一致地向内生长。

在一些实施方案中，该组合物可与至少一种额外的物质一起施用， 其中所述明胶水凝胶或明胶泡沫可提供骨传导性和/或骨诱导性的支架 胶水，由于该明胶-转谷氨酰胺酶基质的原位稳定化功能而具有改善的物 理特性。

在一些实施方案中，该组合物可以用于泡沫，其中稳定化的明胶泡 沫可为成骨细胞提供足够的向内生长和支持，激活哈佛氏系统(骨单 位)，增殖并生成新的骨小梁结构。参见实施例3和图6。

如本文所用的术语“膨胀剂”是用于增加组织本体的可注入的空 间填充物质。它们可被注入于皮肤下用于改善美容效果，注入尿道周围 用以治疗尿失禁以及注入肛门周围用以治疗大便失禁。图5是本发明的 一个实施方案，示出了粘膜下注入至猪肛门的膨胀剂。在一些实施方案中，本发明的膨胀剂还可以注入任何括约肌或脉管以产生人工缩窄以及 恢复可控性。

在一个示例性实施方案中，图2A示出了推进进入人膀胱颈的粘膜 下层的针。图2B示出了注入进人的膀胱颈和近端尿道的粘膜下层的膨 胀剂。可将相同的理念应用于动物。图7示出了注入猪的尿道。因而， 在一些实施方案中，该组合物可为宠物的尿失禁问题提供解决方案。

在一些实施方案中，尿道膨胀剂可包含自体脂肪、戊二醛交联的牛 胶原蛋白、羟基磷灰石、热解碳涂覆的小珠、聚二甲基硅氧烷、乙烯- 乙烯醇共聚物、聚糖酐、透明质酸和聚四氟乙烯。

在一些实施方案中，本发明的组合物是这样一种膨胀剂，其被构造 成非迁移性的、耐久的、可降解的，被构造成在长的时间周期内被柔软 的结缔组织替代，或它们的任何组合。在一些实施方案中，迁移取决于 粒子粒度和数目。在一些实施方案中，该组合物提供了细胞的支架，该 细胞是内源性的或外源性的，其随时间推移增殖并保持体积效应。

在一些实施方案中，该组合物是原位交联的凝胶，从而产生稳定且 单一的统一理形态。在一些实施方案中，该组合物是可降解的，并且可被成纤维细胞和免疫细胞逐渐渗入而没有脱位风险，并且被构造成被组 织替代。

在一些实施方案中，膨胀剂的组合物可以是原位交联多孔支架、泡 沫或凝胶，从而导致稳定且单一的统一物理形态。在一些实施方案中， 该组合物由明胶和交联剂的干燥微粉化粉末构成。在一些实施方案中， 该组合物由液态明胶和交联剂(在优选的实施方案中交联剂为转谷氨酰胺酶)构成。在一些实施方案中，该组合物由液态明胶和交联剂构成，其中将其他赋形剂与该明胶一起使用来降低其天然的固体-凝胶转变点 (诸如脲和钙)以降低其粘度，并且其中液体转谷氨酰胺酶含有赋形剂 以增强其稳定性并增加其粘度。

在一些实施方案中，该组合物是外科用粘合剂。在一些实施方案中， 该外科用粘合剂可以是明胶-转谷氨酰胺酶。在一些实施方案中，该明胶 可以是粉末状的微粉化明胶。在一些实施方案中，该明胶可以是液体形 式。在一些实施方案中，该明胶可以是固体但是为热可逆形式。在一些 实施方案中，该明胶任选通过粉末状的转谷氨酰胺酶交联。在一些实施 方案中，该明胶通过溶解于液体中的转谷氨酰胺酶交联。在一些实施方 案中，该明胶通过改性转谷氨酰胺酶交联。在一些实施方案中，明胶和转谷氨酰胺酶由干燥粉末形式或由液体形式直接混合。

在一些实施方案中，可通过长且细的导管或针递送泡沫状明胶。在 一些实施方案中，本发明的方法是通过中空输送管递送明胶原位稳定化 泡沫，该中空输送管的长度至少10cm并且直径至多1/3cm。在一些实施方案中，本发明的方法是通过中空输送管递送明胶原位稳定化泡沫， 该中空输送管长至少15cm并且直径至多0.2cm。在一些实施方案中， 本发明的方法是通过中空输送管递送明胶原位稳定化泡沫，该中空输送 管长至少25cm并且直径至多0.2cm。在一些实施方案中，本发明的方 法是通过中空输送管递送明胶原位稳定化泡沫，该中空输送管长至少 30cm并且直径至多0.2cm。

在一些实施方案中，可使用施用装置，其中该施用装置被构造成将 注入的材料引导到位而无需采用内窥镜辅助。在一些实施方案中，施用 装置施用是标准化的，并且可以在任何门诊临床机构中进行。在一些实 施方案中，聚合物的注入位置接近尿道近端区段的括约肌、接近膀胱。在本发明装置的一些实施方案中，所述装置是被构造成允许定位进尿道中并且与膀胱开口对准的柱体。在一些实施方案中，一旦所述装置就位， 两个到四个注入针将会被从该柱体的主腔推出并突出进入尿道处于其 近端(即，最接近膀胱开口)的粘膜下层。在一些实施方案中，针可被设置在远离膀胱开口1mm-25mm。在一些实施方案中，一旦该圆柱形装 置和针在受试者中就位，可将容纳有所述聚合物的注射器连接至该柱体 内部的通道，该通道被构造为将所述聚合物在其仍处于可流动液体形式 时(即在其交联并固化之前)递送至组织。在一个实施方案中，在注射 器和柱体之间将存在静态混合器或主动混合器，其中静态混合器被构造 成在所述胶水的液体聚合物组分需要与交联剂悬浮液混合时使用。

在一些实施方案中，本发明的组合物被构造成递送最低侵入性的溶 液以治疗动物和人的大便失禁。在一些实施方案中，可将生物相容性的 膨胀剂注入肛管的粘膜下层以提供物理组织膨胀，从而使有缺陷的肛门 缩窄。

在一些实施方案中，本发明的膨胀剂基于原位稳定化粘合剂泡沫或 凝胶制成。在一些实施方案中，该膨胀剂被构造成抗迁移并保持体积完 整性。在一些实施方案中，本发明的膨胀剂的制造成本比竞争产品要显 著便宜(因为有最终灭菌的可能)。在一些实施方案中，本发明的膨胀 剂被构造成强力地粘附至组织而同时是生物相容性的。

在一些实施方案中，本发明的膨胀剂被构造成移除或改善痤疮疤痕 以及校正皱纹线、提升现有的疤痕、面部轮廓的表面重建或它们的任何 组合。

在一些实施方案中，本发明的膨胀剂是具有以下品质的填充材料： (i)生理性-使其自身与身体组织整合；(ii)程序简单-可注入；(iii) 无风险-无并发症或不良作用；(iv)半永久性-随时间推移降解；(v) 充当细胞向内生长的支架和组织重塑剂或它们的任何组合。

在一些实施方案中，本发明的组合物是填充剂，如皮内填充剂。在 一些实施方案中，该填充剂可由明胶和转谷氨酰胺酶稳定剂构成。在一 些实施方案中，本发明的组合物可用于治疗宠物，例如但不限于猫和狗。

在一些实施方案中，可将填充剂注入尿道内壁之下，刚好在尿道超 出其连接到膀胱的地方或就在尿道连接至膀胱的地方之前。在一些实施 方案中，聚合物使该区域“膨胀”，从而增加尿道该部分处的压力，这 可改善尿失禁。此外，因为聚合物是交联明胶，所以该聚合物被构造为 刺激新血管生长进该区域并且天然组织填充将最终替代该聚合物。

非毒性组织密封剂泡沫的另一个用途是用于组织体积减小，例如， 肺容积减小。患有肺气肿的患者目前治疗选择有限。许多患者用类固醇 和吸入性药物治疗，这些药物通常提供有限的有益效果或不提供有益效 果。近年来，肺减容手术(LVRS)已成为晚期肺气肿的经认可疗法。LVRS 涉及移除肺的患病部分以使肺其余的较健康部分能更好地发挥功能(参 见例如Cooper等人，J.Thorac.Cardiovasc.Surg.109:106-116,1995)。然而，LVRS手术是大的手术、是侵入性的，是有风险的。通过程度最小 的非侵入性手段、尤其是密封剂泡沫来减少无功能的气肿性肺组织的容 量，可留出空间供给损伤较小的肺组织扩张并更有效地发挥功能。其可 改善通气与血流灌注比值失调。采用白蛋白密封剂进行的随机对照实验到目前为止的结果表明有明显的改善。有些有FEV1增加超过100％的改 善。然而，重大的风险(可能由于使用毒性交联剂而引起炎症)限制其 目前的实用性。虽然可能看上去是违反常理的，但是通过用密封剂消除部分肺将会改善呼吸功能，消除过分膨胀的组织(如患有非均质型肺气 肿的患者中所见的)可允许健康的相邻肺区域膨胀。继而，该膨胀使得 能改善回缩和气体交换。本文描述的非毒性明胶泡沫能够穿过气道和/ 或气管镜工作通道递送进肺中。这将会诱导成纤维细胞增殖，因此该经 处理的肺部分将变得功能不良和塌缩。在一些实施方案中，通过用抗表 面活性剂灌洗所述肺靶区使该靶区塌缩。

在一些实施方案中，本发明是治疗创伤的方法，其中所述药物干燥 粉末组合物处于选自以下的制剂中：干燥粘合剂涂料、气溶胶、干气溶 胶、泵式喷雾剂、医用敷布、薄膜、带涂层的贴膏、含药的泡沫或外科 补片、止血绒、纱布、药膏、半凝胶、凝胶、泡沫、糊剂、混悬剂、油膏剂、乳剂、可模制形式、鼻填塞物、外科敷料、伤口填料、绷带、拭 子、导管、光纤、注射器、阴道栓剂、栓剂以及在液体或非水性液体中 的混悬剂。

在一些实施方案中，本发明是一种可交联组合物，该组合物可单独 使用或与其它骨传导性材料一起使用并为复合材料提供内聚强度以备 骨移植物制备。在一些实施方案中，该组合物具有均为液体形式的明胶 和转谷氨酰胺酶。在一些实施方案中，明胶组合物是液体形式，含有旨 在降低其转变点的添加剂(例如但不限于脲和/或钙)。在一些实施方案中，该组合物具有均为干燥粉末形式的明胶和转谷氨酰胺酶。在一些实 施方案中，适合用于主题发明的骨传导性材料包括但不限于羟基磷灰石 (HA)、磷酸三钙(TCP)、CCC、生物活性玻璃、生物活性陶瓷和/或 它们的混合物。在一些实施方案中，适合用于主题发明的骨传导性材料 包括但不限于DBM，以及生长因子诸如骨形态发生蛋白(BMP)、TGF-β、 PDGF、富血小板血浆(PRP)和/或其混合物。在一些实施方案中，该 组合物被构造成使医生能够将所述组合物塑造成所需形状(如在用于外 科手术之前数分钟或数小时)。在一些实施方案中，本发明的组合物可 包含糖胺聚糖，其中添加糖胺聚糖至该组合物使得能进行水吸收以及改 善支架的某些特性。

现在将参考下面的实施例，这些实施例连同上面的描述以非限制性 方式举例说明本发明的一些实施方案。

实施例

实施例1：根据本发明一些实施方案的组合物的拉伸测试

组分

(i)0.25克ACTIVA WM酶制剂(1％来自茂原链轮丝菌 (Streptoverticilliμmmobaraense)的微生物转谷氨酰胺酶，99％麦芽糖糊 精)(日本的味之素株式会社(Ajinomoto,Japan))

(ii)0.25克275布洛姆Gelita(Gelita 275bloom)，A型猪明胶(苏 城的嘉利达公司(Gelita,Sioux City))，医用级，低内毒素，由Superfine 公司喷射研磨至以下粒度范围：d(0.1)＝4.24μm，d(0.5)＝16.61μm， d(0.9)＝31.51μm

(iii)1ml盐水(以及液体添加剂)

方法

通过L-3通信公司(L-3Communications)制造的9.93千戈瑞电子 束对粉末进行灭菌。由AminoLab公司(以色列雷霍沃特市(Rechovot, Israel))确认无菌，根据SOPno.50.WI.110-Sterility testing of health care products(保健产品的无菌测试)进行测试。通过将混合物从一个注射器 推进至另一个注射器10-12次手动混合粉末。之后立刻将该混合物施用 于两片胶原片材之间使得胶粘的重叠部分为大约2cm*2.5cm，让其固化大约10分钟。用测力仪Lutron FG-20KG测试该组合物的最大拉伸(剪 切)力。

·所观察到的撕裂不是位于胶粘物部位，而是胶原片材本身断裂， 因而，撕裂不在胶粘部分。

该结果证明了对微粉化粉末进行终末灭菌而不显著丧失活性的能 力。

实施例2：根据本发明的一些实施方案将干燥粉末浸渗进纱布中

下面的明胶是指：275布洛姆Gelita，A型猪明胶(苏城的嘉利达公 司)，医用级，低内毒素，由Superfine公司喷射研磨至以下粒度范围： d(0.1)＝4.24μm，d(0.5)＝16.61μm，d(0.9)＝31.51μm。mTG是指ACTIVA WM 酶制剂(1％来自茂原链轮丝菌的微生物转谷氨酰胺酶，99％麦芽糖糊精) (日本的味之素株式会社)

A)用70％乙醇(Hen Shmuel Chemicals公司)将明胶粉末和mTG 粉末都浸渗进标准外科纱布中。

B)用HFE 7000(3M Novec 7000Engineered Fluid)(高度挥发性 溶剂)将明胶粉末和mTG粉末浸渗进标准外科纱布中。

结果：完全蒸发掉溶剂，粉末粒子则保持粘附在纱布上。一旦用盐 水水合，明胶就复水并与mTG混合而形成粘附至纱布的生物粘合剂层。

实施例3：在存在和不存在额外骨增强材料的情况下，交联明胶泡沫在治疗骨缺陷 中的作用

下面的明胶是指：275布洛姆Gelita，A型猪明胶(苏城的嘉利达公 司)，医用级，低内毒素，由Superfine公司喷射研磨至以下粒度范围： d(0.1)＝4.24μm，d(0.5)＝16.61μm，d(0.9)＝31.51μm。下面的mTG是指具 有100U/gm的活性水平的ACTIVA WM粉末(东京的味之素株式会社)。 该mTG含有1％酶和99％麦芽糖糊精。通过9.93千戈瑞电子束(以色 列的Sorvan公司)对明胶和mTG微粉化粉末进行灭菌。

该研究的目的是评价基于原位交联明胶的粘合剂泡沫的潜在性能。 该材料将充当用于传导和诱导骨生长以及用于使任何其他骨诱导性或 传导性骨增强材料粘附至手术部位的支架。其将使得临床医生能将骨增 强粒子(生物性的或合成的)固定在所需位置并通过将彼此胶合或胶合 至组织而保持其位置。预计的效果是这两种材料是协同增效的；然而交 联明胶泡沫的效果可能足以独立使用来达成该目的。

使用4BONE BCH(以色列的MIS公司)作为骨增强材料，其为完 全合成的骨替代物，由羟基磷灰石(HA)和β-磷酸三钙(TCP)(60/40) 制成。

将年龄约1岁，重约14-15kg的美国猎狐犬用于本研究。将常规的 牙科浸润麻醉施用在手术部位。在半牙弓中进行下颌前臼齿和臼齿拔除 术(P2、P3、P4、Mi)。在牙槽中钻直径6mm深度约7mm的孔并将生 物材料施加进该牙槽中，如图6A中所示的。最后在该牙槽上方缝合软 组织。

测试了三种生物材料组合物和对照：

A型牙槽：4BONE+1.25ml与0.2克mTG+0.25克明胶+ 0.0125克硫酸软骨素A+C(GAG)混合的盐水

B型牙槽：单独的4BONE

C型牙槽：0.25克mTG与0.25克明胶混合成的泡沫

D型牙槽：留空作为阴性对照

该动物术后得到良好恢复，在它们住院期间未记录到不良事件。在 该植入程序后第八周处死它们。将两个下颌骨都在缓冲福尔马林中固定 7天。在水中冲洗之后，将样品在递增浓度的乙醇(70％、83％、96％， 以及两次100％)中脱水，每种乙醇大约24小时，脱水后，将样品在二 甲苯中固定1天，然后在室温下包埋在100cm³甲基丙烯酸甲酯、10cm³聚乙二醇和1克过氧化苯甲酰的混合物中一天。使用水冷低速金刚石精 密锯片(来自伊利诺伊州标乐公司(Buehler,IL)的Isomet)从这两个 下颌骨的近侧和远侧切取3-4片200μm厚的横截面切片。用丙烯酸树脂 将这些切片胶粘至支承Perspex“乳白色”玻片上，然后在精密研磨机 (伊利诺伊州标乐公司)上研磨抛光至厚度50μm。对这些玻片进行甲苯胺蓝或苏木精染色，以在光学显微镜下进行组织学分析。还利用X- 射线、CT扫描对下颌骨进行分析并将其用于组织学分析。

结果

放射线分析揭示，在来自A型和C型的牙槽(其用本发明明胶泡沫 进行了处理)处出现最好的骨再生。来自完整的骨、空白对照牙槽、仅 使用4Bone时、使用4Bone和明胶泡沫一起时以及仅使用明胶泡沫时的 代表性CT横截面在图6B和图6C中给出。从那些CT扫描可以看出，在A型和C型牙槽中形成了最致密的新骨。

组织学分析

单独的4BONE移植物：该增强材料显示了不均匀的颗粒状散布(由 空腔的存在所显示)，并且对骨新形成没有明显刺激(即，无骨激活以 及无新骨生长形成)，尽管其与相邻的骨直接接触。

4BONE+0.2克mTG与0.5克明胶+0.0125克硫酸软骨素A+C 混合成的泡沫：合成的4BONE颗粒材料相比于单独施用时明显更均匀 地散布并附着至相邻的骨上。该交联明胶泡沫外观是无定形的。在预先 存在的腔体中存在明显的渗透和存在。在整个牙槽体积内未检测到炎性 反应，诸如异物性肉芽肿或破骨细胞的存在。带有厚的骨小梁形成的大量新编织骨形成明显可见。此外，容易检测到新激活并且填充有生物材 料的哈佛氏系统。在所有哈佛氏系统中间存在生物材料表明所述组合表 现为强的骨传导性和骨诱导性材料。

0.25克mTG与0.25克明胶混合成的泡沫：该生物材料容易被鉴别 为先前在A型牙槽中所述的无定形材料，具有良好的腔体渗透性。新的 编织骨形成清楚可见，生物材料清楚地存在于激活的哈佛氏系统的中 间，哈佛氏系统在该生物材料周围紧密形成。该生物材料在每个骨单位 的中心存在强烈地表明其作为独立产品是高度骨传导性的。图6D中可 清楚地看见该结果的代表性图像，该图绘出了明胶泡沫(用箭头标出) 处于哈佛氏管中心的骨单位的组织学玻片横截面。

实施例4：GAG对根据本发明一些实施方案的组合物的影响

下面的明胶是指：275布洛姆Gelita，A型猪明胶(苏城的嘉利达公 司)，医用级，低内毒素，由Superfine公司喷射研磨至以下粒度范围： d(0.1)＝4.24μm，d(0.5)＝16.61μm，d(0.9)＝31.51μm。

材料

(i)0.034克来自牛气管的硫酸软骨素A钠盐(西格玛公司(Sigma))

(ii)0.233克明胶(嘉利达股份有限公司)

(iii)0.233克mTG(ACTIVA；1％mTG；味之素株式会社)

(iv)1ml水

通过注射器对注射器的方法混合上述材料并使之交联。

结果

该组合物是热稳定性的(如，通过浸没于一杯50℃水中)。将其浸 没于环境室温水中2小时，物理结构没有可测出的变化。该复合材料还 能够固化并使两片胶原片材粘附在一起。

实施例5：包含Surgiflo的组合物

下面的实验测试基于明胶颗粒的其他市售产品复水以及与mTG交 联的能力

材料

(i)将0.25克干燥的Surgiflo Hemostatic Matrix(爱惜康公司 (Ethicon Inc))与0.25克粉末状mTG(ACTIVA WM；味之素株式会社) 在一个注射器中混合。

(ii)在另一个注射器中加载1ml盐水

结果

将该Surgiflo和mTG交联剂与盐水充分混合以形成均匀的泡沫并观 察一小时。该泡沫完全未稳定化或发粘。

实施例6：根据本发明的一些实施方案的泡沫的长期力学表征

下面的明胶是指：275布洛姆Gelita，A型猪明胶(苏城的嘉利达公 司)，医用级，低内毒素，由Superfine公司喷射研磨至以下粒度范围： d(0.1)＝4.24μm，d(0.5)＝16.61μm，d(0.9)＝31.51μm。下面的mTG是指 ACTIVA(东京的味之素株式会社)。

材料

将0.25克明胶和0.25克mTG与1ml水混合，在交联后立刻、在水 中温育7天后、温育25天后和60天后测量柔性参数(180度弯曲测试)。

结果

交联泡沫是高度柔性的并且通过180度弯曲测试，其中将圆形(大 约2cm直径)、1mm厚的泡沫单元弯曲至最大可能的程度(意指180度 弯曲变形)而不会断裂。7天、25天、60天后达到的柔性水平与最初在 交联后立刻测得的柔性水平相同。

实施例7：

明胶(275布洛姆Gelita，A型猪明胶)用研钵球以3600次震荡/ 分钟粉碎30分钟。将0.25克所得的明胶与0.25克ACTIVA(日本的味 之素株式会社)混合。根据图3中所示的方法，在19℃温度下将mTG+ 明胶混合物与1ml水混合成泡沫。将该泡沫胶水用于将两片胶原片材粘 附在一起并测试热稳定性。

结果

该经研磨的明胶部分溶解。肉眼可见的是从该研钵研磨获得的粒度 变化很大，很明显较大粒子不能充分溶解。

所得的泡沫稳定化成柔软的一体物理形态。该泡沫是交联的并且在 浸没于50℃温度的水中后保持热稳定性。该泡沫只是勉强使胶原片材粘 附在一起。

实施例8：显微镜检查

下面的明胶是指：275布洛姆Gelita，A型猪明胶(苏城的嘉利达公 司)，医用级，低内毒素，由Superfine公司喷射研磨至以下粒度范围： d(0.1)＝4.24μm，d(0.5)＝16.61μm，d(0.9)＝31.51μm。下面的mTG是指 ACTIVA(日本的味之素株式会社)。

制备明胶-mTG泡沫，并在光学显微镜下以10倍和40倍放大倍数 观察以评价其泡沫特性。

结果

检测到泡沫以无规方式锁定在整个主体单元中。泡沫尺寸在2-500 微米直径之间变动。图8示出了本发明的一个实施方案，显示了所得泡 沫的图像。

实施例9：根据本发明一些实施方案的组合物作为胃肠密封剂的用途

下面的明胶是指：275布洛姆Gelita，A型猪明胶(苏城的嘉利达公 司)，医用级，低内毒素，由Superfine公司喷射研磨至以下粒度范围： d(0.1)＝4.24μm，d(0.5)＝16.61μm，d(0.9)＝31.51μm。下面的mTG是指具 有100U/gm的活性水平的ACTIVA WM粉末(东京的味之素株式会社)。 该mTG含有1％酶和99％麦芽糖糊精。通过9.93千戈瑞电子束(以色 列的Sorvan公司)对明胶和mTG微粉化粉末进行灭菌。

急性测试：将mTG和明胶粉末以1:1比率与1ml注射用水水混合。

将约0.9ml的该泡沫施加至60Kg LW猪的胃肠道，如外科用密封剂 所施加的那样，并在约1分钟后测试完整性。

结果：泡沫稳定化并粘附至组织。其十分柔韧并顺应组织形状。图 4中给出了代表性的图片。

慢性测试：

方法

如图3所示，通过用特殊锁定装置将注射器与注射器连接，将灭菌 的0.25克明胶粉末和0.25克mTG粉末与1ml WFI手动混合为粘合剂泡 沫。将该密封剂泡沫施用至50kg猪的肠中的3cm缝合线上。7天后处死猪。宏观评价该密封剂，包括弹性测试。切取标本并进行组织病理学检 查以进行微观评价。

结果

安全性：该猪保持健康并术后恢复良好。没有炎症体征并且对缝合线或对缝合线周围的密封剂没有术后粘连。在微观评价(苏木精-伊红染 色)中，该密封剂周围有轻度(2级)组织细胞性反应，没有坏死或巨 细胞聚集的迹象，从而表明良好的耐受性。该组织细胞与轻度到中度的 多形核细胞相关(2-3级)。在浆膜表面界面可见荚膜反应(成纤维细胞增殖的纤维化(2级，轻度))。

功效：外表上该密封剂保持粘附至缝合线，并且其与组织柔韧性一 样。意味着当组织-密封剂弯曲至约180度时其不会剥落。在微观评价(苏 木精-伊红染色)中，可见该材料粘附至浆膜表面。该材料经历一个星期尚未降解。该时间点(7天)太早而不能预测降解曲线。

实施例10：测试根据本发明一些实施方案的各种组合物

下面的明胶是指：275布洛姆Gelita，A型猪明胶(苏城的嘉利达公 司)，医用级，低内毒素，由Superfine公司喷射研磨至以下粒度范围： d(0.1)＝4.24μm，d(0.5)＝16.61μm，d(0.9)＝31.51μm。

实施例11：经由针递送根据本发明一些实施方案的组合物

下面的明胶是指：275布洛姆Gelita，A型猪明胶(苏城的嘉利达公 司)，医用级，低内毒素，由Superfine公司喷射研磨至以下粒度范围： d(0.1)＝4.24μm，d(0.5)＝16.61μm，d(0.9)＝31.51μm。下面的mTG是指 ACTIVA(东京的味之素株式会社)。

将该明胶与mTG以1:1比率混合。手动将0.75克该混合物与2.63ml 水在26℃下混合成泡沫。将该泡沫推过18G(D＝1.03mm)、150mm长 的针。

结果：该泡沫从注射器成功地通过针递送。泡沫在约3分钟之后稳 定化并在50℃水中保持稳定(意指其不是热可逆的)。

实施例12：根据本发明一些实施方案的组合物用做大便失禁治疗剂的用途

下面的明胶是指：275布洛姆Gelita，A型猪明胶(苏城的嘉利达公 司)，医用级，低内毒素，由Superfine公司喷射研磨至以下粒度范围： d(0.1)＝4.24μm，d(0.5)＝16.61μm，d(0.9)＝31.51μm。下面的mTG是指具 有100U/gm的活性水平的ACTIVA WM粉末(东京的味之素株式会社)。 该mTG含有1％酶和99％麦芽糖糊精。通过9.93千戈瑞电子束(以色 列的Sorvan公司)对明胶和mTG微粉化粉末进行灭菌。

将无菌的mTG和明胶粉末以1:1比率与1ml水混合，并如图3中所 示，通过以特殊锁定装置将注射器连接至注射器手动形成泡沫。

将膨松的明胶泡沫注入物注入2头大的(65Kg)白色(LW)猪(N＝2) 的肛门。图5中给出了一些代表性图片。

结果：泡沫原位稳定化成柔性本体并粘附至组织。该植入物缩小了 肛门通道直径并引起该管道的人工接合(缩窄)。在100天和120天后 收集注入部位。处死这些猪并将组织在福尔马林中固定，包埋于石蜡块 中并制备玻片供组织学分析。动物均未显示不良反应。该生物材料展现 出良好的耐受性并且是可降解的。未出现坏死，也未出现空洞形成和生物材料迁移。该生物材料将成纤维细胞吸引至植入部位，即成纤维细胞 增殖并生成纤维组织。在急性阶段注入后，该材料引起2级炎性应答， 之后在慢性阶段轻微(1-2级)炎症持续而同时成纤维细胞起作用而替 代该生物材料体积。

实施例14：将根据本发明一些实施方案的组合物用做尿失禁治疗剂的用途

下面的明胶是指：275布洛姆Gelita，A型猪明胶(苏城的嘉利达公 司)，医用级，低内毒素，由Superfine公司喷射研磨至以下粒度范围： d(0.1)＝4.24μm，d(0.5)＝16.61μm，d(0.9)＝31.51μm。下面的mTG是指具 有100U/gm的活性水平的ACTIVA WM粉末(东京的味之素株式会社)。 该mTG含有1％酶和99％麦芽糖糊精。通过9.93千戈瑞电子束(以色 列的Sorvan公司)对明胶和mTG微粉化粉末进行灭菌。

将0.4克mTG和1克明胶无菌粉末与8ml盐水混合并如图3中所示 的通过以特殊锁定装置将注射器与注射器连接并手动混合以形成泡沫。

慢性猪研究

通过插入进膀胱镜工作通道中的4F/33mm长的针递送约0.3-0.5ml 泡沫。将泡沫递送至近端尿道(离三角区2-3cm)的粘膜下的单个位点。 该方法以及在人中的解剖学植入位置在图2中给出。就动物患者而言， 处理位置应该类似：在尿道的近端，接近膀胱的开口。通过内窥镜取得 的代表性图片在图7中给出。

注入后22天采集组织。对注入位置进行宏观评价，随后送去进行 组织病理学评价。

结果

泡沫原位稳定化成柔性本体并粘附至组织。该植入物缩小了尿道直 径并引起该管道的人工接合(缩窄)。从该动物解剖出尿道和植入物并 仔细检查。

该生物材料展现出良好的耐受性并且是可降解的。不存在坏死，也 不存在空洞形成和迁移。该生物材料将成纤维细胞吸引至植入部位，即 成纤维细胞增殖并生成纤维组织。

对患有原发性括约肌机能不全(PMSI)的狗进行治疗

该研究募集一11岁大的混血雌性狗。在治疗之前约两年，该狗患上 PMSI。

通过插入进膀胱镜工作通道中的4F/33mm长的针递送约0.3-0.5ml 泡沫。将该泡沫递送至近端尿道(离三角区2-3cm)的粘膜下呈圆周排 布的三个位点。将一些泡沫设置在动物体外以验证其交联能力。该泡沫 稳定化并在50摄氏度下保持热稳定。

结果

没有不良事件。在随访一周之后，狗主人报告解决了漏尿问题。

实施例15：测试根据本发明一些实施方案的各种组合物

下面的明胶是指：275布洛姆Gelita，A型猪明胶(苏城的嘉利达公 司)，医用级，低内毒素，由Superfine公司喷射研磨至以下粒度范围：

(A)：d(0.1)＝4.24μm，d(0.5)＝16.61μm，d(0.9)＝31.51μm。

(B)：d(0.1)＝4.415μm，d(0.5)＝13.064μm，d(0.9)＝29.621μm。

(C)：d(0.1)＝13.451μm,(C):d(0.5)＝94.66μm，d(0.9)＝423.785μm。

将该明胶粉末与mTG酶：ACTIVA(东京味之素株式会社)混合。

并通过手动混合(两个相连的注射器，一个装有粉末，一个装有水) 水合。结果为泡沫，测试该泡沫使两片明胶片材粘附的能力以及通过将 该制品浸没于50℃水浴中来测试热可逆性。

实施例16：表征用转谷氨酰胺酶交联的明胶泡沫的粘合特性和机械特性

下面的明胶是指：275布洛姆Gelita，A型猪明胶(苏城的嘉利达公 司)，医用级，低内毒素，由Superfine公司喷射研磨至以下粒度范围： d(0.1)＝4.24μm，d(0.5)＝16.61μm，d(0.9)＝31.51μm。下面的mTG是指具 有100U/gm的活性水平的ACTIVA粉末(东京的味之素株式会社)。该 mTG含有1％酶和99％麦芽糖糊精。如果指定灭菌粉末-使用9.38千 戈瑞伽玛辐射(以色列的Sorvan公司)对明胶和mTG微粉化粉末进行 灭菌。

使用The Lloyd Materials Testing LSI机(Ametek Test&Calibration Instrμments公司)测量交联泡沫的流变学参数，将IkN高精度材料试验 机用于测试该生物材料的机械特性。通过根据下面表格中规定的比率手 动混合制备生物材料并在混合和测试之间间隔40分钟。将其注射至包 覆特氟隆的玻璃板上，处于间隔物和带有特氟隆表面的玻璃盖板之间， 从而在稳定化后生成3mm厚的矩形形状。从该生物材料冲压出一标准 的狗骨结构，并用于机械测试。通过使上面的夹具向上移动，拉伸该生 物材料直至失效(完全撕裂)来进行张力测试。基于样品的宽度和厚度 测定最大载荷和最大力时的总伸长百分比。通过选择代表该曲线图的最 线性部分的两个点来计算杨氏模量。测试速度为45mm/min并使用10N 测力传感器(序列号为10N0360)。

根据ASTM F2392-04(The Standard Test Method for Burst Strength ofSurgical Sealants(外科用密封剂破裂强度的标准测试方法))进行破裂压 力测试。对于每次破裂压力测试，将胶原肠衣(新泽西州的新田胶原肠 衣有限公司(Nitta Casings,N.J.))用作基材。在每个肠衣标本上冲压出 3mm直径的孔并将每个标本夹紧进标本保持歧管中。通过手动混合各组 分、固化40分钟来制备泡沫。然后，将组织歧管充满双蒸水并通过以 120mL/小时的流量启动的注射器泵(KD scientific公司100型系列)加 压。通过有机硅管用水充满测试固定装置并将测压仪用于测定至失效的最大压力(PSI)。每次测试后记录失效类型(内聚失效、粘着失效)。每 组测试3次重复。

下面表格中示出的结果清楚地证明了制造根据本发明的生物材料 的能力，该生物材料具有易于控制以适应组织工程或外科密封领域中的 不同需求的机械特性。

Lloyd力学测试：

/>

破裂压力测试：

实施例17：交联明胶泡沫的营养渗透的表征

该实施例展示了根据本发明的组合物允许营养循环的能力。通过以 下方法制备如下组合物的泡沫：通过使PBS从容纳有转谷氨酰胺酶/明 胶组合物的一个注射器通至另一个相连注射器10次的方法手动混合各 干燥组分，并让其交联15分钟然后再添加有色介质。混合4mLPBS+1 克明胶和1克mTG。该生物材料直径为21mm，厚度为26mm。将Red Maimon's食品着色液体染料稀释于水中，将生物材料浸没在该染色的液 体中24小时，然后切成两半以测量颜色扩散。

图10给出了切成两半的生物材料的图片，示出了颜色扩散进生物 材料内的能力。

实施例18：与明胶组分混合后的细胞存活

下面的明胶是指：275布洛姆Gelita，A型猪明胶(苏城的嘉利达公 司)，医用级，低内毒素，由Superfine公司喷射研磨至以下粒度范围： d(0.1)＝4.24μm，d(0.5)＝16.61μm，d(0.9)＝31.51μm。使用9.38千戈瑞伽玛 辐射(以色列的Sorvan公司)对明胶微粉化粉末进行灭菌。

下面实施例目的在于，展示正常人皮肤成纤维细胞(NHDF)承受 制备本发明组合物所需的混合所产生剪切力的能力，以及通过直接混合 或通过使用三通旋塞阀评估使细胞掺入进生物材料内的最佳方法。当作 为用于组织工程的细胞支架时，这种混合方法应保证细胞在支架体积内 部的均匀散布和活力。

在达到80％融合后使用2ml的胰蛋白酶(胰蛋白酶EDTA溶液B (0.25％)，EDTA(0.05％)，含酚红，Biological industries公司，03-052-lA) 处理3-5分钟，然后用6mL含有血清的培养基(达尔伯克氏改良伊格尔 氏培养基，高浓度葡萄糖，Biologicalindustries公司，批号为1530279， 其补充有10％特级胎牛血清，目录号：04-001-1A，和1％青霉素-链霉 素溶液，Biological Industries公司，03-031-1C)中和该胰蛋白酶，来从100mm板分离NHDF细胞。将细胞以1500转/分钟离心5分钟并重新悬 浮于6ml预热的培养基中以得到360,000个HDF细胞/ml的母液浓度。

如下表中将明胶粉末与含细胞培养基混合，重复所述混合3次，采 用用含细胞培养基1:1稀释的台盼蓝(0.5％)以及在接种后4、24小时 进行目检来证明细胞存活能力。在孔1中，直接使用双注射器系统(与 母鲁尔锁连接的公鲁尔锁)混合明胶和含细胞培养基。而在孔2和孔3 中，首先用2.5ml培养基溶解明胶混合8次，之后立刻用三通旋塞阀 (Elcammedical公司)另外添加1.5ml含细胞培养基并进行另外2次混 合。将含有细胞的明胶混合物接种至经组织培养处理的塑料的6孔板(康 宁公司(Corning Inc.)，Costar，产品编号：3516)上。

接种后4小时容易地发现了细胞贴附，而接种后24小时，细胞看 上去完全铺展在板上，这证明细胞是活力并且能够承受它们在混合时受 到的剪切应力。

由于剪切应力的细胞存活能力测定法

实施例19：交联明胶泡沫内的细胞活力.

下面的明胶是指：275布洛姆Gelita，A型猪明胶(苏城的嘉利达公 司)，医用级，低内毒素，由Superfine公司喷射研磨至以下粒度范围： d(0.1)＝4.24μm，d(0.5)＝16.61μm，d(0.9)＝31.51μm。下面的mTG是指具 有100U/gm的活性水平的ACTIVAWM粉末(东京的味之素株式会社)。 该mTG含有1％酶和99％麦芽糖糊精。使用9.38千戈瑞伽玛辐射(以 色列的Sorvan公司)对明胶和mTG微粉化粉末进行灭菌。下面的培养 基是指含血清培养基(达尔伯克氏改良伊格尔氏培养基，高浓度葡萄糖， Biological industries公司(以色列)，补充有10％特级胎牛血清，目录号：04-001-1A，和1％青霉素-链霉素溶液，BiologicalIndustries公司， 03-031-1C)。

下面的实施例目的是展示成纤维细胞能够在包埋或接种于根据本 发明的组合物中7天或更长时间条件下存活并旺盛生长。

在达到80％融合后使用2ml的胰蛋白酶(胰蛋白酶EDTA溶液B (0.25％)，Biological industries公司，03-052-lA)处理3-5分钟，然后 用含有血清的培养基中和该胰蛋白酶，来从100mm板分离NHDF细胞。 将细胞以1500转/分钟离心5分钟并重新悬浮于培养基中以得到 1,000,000个细胞/ml的母液浓度。

A组：明胶生物材料具有以下组成：与120mg灭菌mTG混合的 200mg灭菌明胶，将该混合物加载于公鲁尔锁注射器上并与1ml细胞母 液培养基(达尔伯克氏改良伊格尔氏培养基，高浓度葡萄糖，Biological industries公司，批号为1530279)混合10次以制备该生物材料，并注射 至未经处理的塑料的6孔板(康宁公司，Costar,参考号：3736，批号：30015036)上。

B组：将具有相同组成的生物材料与不含细胞的培养基混合，让其 交联40分钟，添加3ml培养基(达尔伯克氏改良伊格尔氏培养基，高 浓度葡萄糖，Biological industries公司，批号为1530279，补充有10％特 级胎牛血清，目录号：04-001-1A，和1％青霉素-链霉素溶液，Biological Industries公司，03-031-1C)中的1x10⁶个细胞，于37℃置于振荡器上2小时，然后移进含5％CO₂的培养箱中，在37℃条件下过夜。该方法 使得细胞贴附在明胶支架上并在其外周上生长，而不是包埋在其体积 内。

C组：用作对照并且不含细胞，但具有与A组和B组中的生物材料 相同的组成。

将A、B、C组在含5％CO₂的培养箱中37摄氏度条件下温育。

接种后24小时将所有的组用解剖刀切成四等份，将B组生物材料 转移至未针对细胞培养进行处理的新的塑料6孔板，以将测试制品与未 附着至生物材料的细胞分离，然后将10％阿尔玛蓝(Alamarblue)v/v添加至所有的孔。在细胞接种后第3天和第6天测量阿尔玛蓝还原。接 近24小时使发生阿尔玛蓝反应。

图10中示出的结果清楚地证明，该生物材料内的细胞(A组)和该 生物材料上的细胞(B组)均是有活力的并且能够在指定的时间点还原 阿尔玛蓝，阿尔玛蓝还原通过相比于对照(C组)含阿尔玛蓝的培养基 颜色不同来显示。这些结果支持这样的论断：交联明胶泡沫生物材料可 充当良好的支架用于组织工程目的。

实施例20：用作用于治疗肺气肿的外科用密封剂的实施方案

该实施例提供了根据本发明的生物相容性医用密封剂组合物用于 实现肺容积减小的体内展示。如上所述，肺容积减小具有许多治疗应用， 尤其是用于其中肺组织慢慢变得膨胀的疾病或病症(诸如肺气肿)。

下面的明胶是指：275布洛姆Gelita，A型猪明胶(苏城的嘉利达公 司)，医用级，低内毒素，由Superfine公司喷射研磨至以下粒度范围： d(0.1)＝4.24μm，d(0.5)＝16.61μm，d(0.9)＝31.51μm。下面的mTG是指具 有100U/gm的活性水平的ACTIVA WM粉末(东京的味之素株式会社)。

使用大的90Kg LW猪。

使用根据本发明的一些实施方案的医用密封剂泡沫(特点是明胶组 分和酶组分的混合物)。将1.2克明胶粉末与0.4克mTG共混并与8ml 盐水混合。将约12ml所产生的泡沫通过长200cm且直径为7F的特长导 管注入肺中。

结果

该泡沫成功地通过该长导管注入。使用气管镜可见该泡沫到达靶标 内部肺区段。该手术后处死动物并对肺进行切片。使细支气管暴露，可 见泡沫进入细支气管并保持粘附就位。

实施例21：根据本发明一些实施方案的组合物的皮下注射

下面的明胶是指：275布洛姆Gelita，A型猪明胶(苏城的嘉利达公 司)，医用级，低内毒素，由Superfine公司喷射研磨至以下粒度范围： d(0.1)＝4.24μm，d(0.5)＝16.61μm，d(0.9)＝31.51μm。

下面的mTG是指具有100U/gm的活性水平的ACTIVAWM粉末(东 京的味之素株式会社)。该mTG含有1％酶和99％麦芽糖糊精。通过9.93 千戈瑞电子束(以色列的Sorvan公司)对明胶和mTG微粉化粉末进行 灭菌。测试的组合物包含：将0.25克明胶粉末+0.25mTG粉末在一根 注射器中与1ml无菌盐水混合。

将两头60Kg SW猪用于该研究。麻醉动物并使用针在左前腿的皮肤 下注入测试组合物(0.3-0.5ml泡沫)。90天随访期后，处死动物并采集 组织用于显微镜分析。将组织样品在福尔马林中固定并送去进行玻片制 作和H&E染色。

结果

动物均未显示任何不良反应。该生物材料展现出良好的耐受性并且 大部分被降解。没发现坏死，也没发现空洞形成和迁移。该物质能够吸 引成纤维细胞至经注入的靶标，它们增殖并生成替代该生物材料的纤维 组织。慢性肉芽肿性反应和成纤维细胞起作用而替代该生物材料的体 积。在两种动物中纤维化均匀散布在整个植入位点(横截面处直径为2-2.5mm)，存在极少淋巴细胞，表明极小的炎性应答。

特此将本文件引用的出版物以引用的方式全文并入。尽管上文已通 过参考实施例和优选实施方案示出了本发明的多个方面，但应当理解本 发明的范围不由上述说明限定而是由根据专利法原则正确理解的以下 权利要求书限定。

Claims (15)

1.一种制剂，所述制剂包括组合物，

所述组合物是多孔支架，其中所述多孔支架的孔为2至500微米，所述组合物包括：

交联蛋白质，所述交联蛋白质选自胶原和/或明胶；

其中所述制剂是基质，

其中所述组合物是生物可降解的交联蛋白泡沫，

其中所述组合物最初是杨氏模量介于0.1KPa至11KPa之间的闭孔泡沫。

2.根据权利要求1所述的制剂，其中所述组合物是随着时间被身体可降解的，

其中所述组合物是成纤维细胞和免疫细胞逐渐可渗入的，而无脱位的风险。

3.根据权利要求1所述的制剂，其中所述组合物是可降解的，并且配置为被组织替换。

4.根据权利要求1所述的制剂，其中所述组合物是膨胀剂，其配置为通过整联蛋白识别基序的多价展示而提供改善的细胞附着和运动相容性。

5.根据权利要求4所述的制剂，其中所述膨胀剂或支架是具有下述品质的填充材料：

(i)所述填充材料使其自身与身体组织整合；或

(ii)所述填充材料是可注射的；或

(iii)所述填充材料不产生并发症或不利效应；或

(iv)所述填充材料随着时间降解；或

(v)所述填充材料充当用于细胞的向内生长的支架和/或组织重塑剂；或

其任意组合。

6.根据权利要求1所述的制剂，其中所述组合物是明胶泡沫支架生物材料并且可降解，从而允许在引入所述制剂的部位处的成纤维细胞的生长或增殖或附着、胶原的合成、纤维组织的形成或其任意组合。

7.根据权利要求6所述的制剂，其中所述明胶泡沫支架生物材料包括整联蛋白附着位点并且被配置为将成纤维细胞吸引至所述位点，

其中所述明胶泡沫支架生物材料被配置为在受试者体内降解并且被组织替换。

8.根据权利要求1所述的制剂，其中所述组合物是明胶泡沫支架生物材料，其被配置为：

诱导至少一种细胞类型对所述组合物的渗入；

模拟受试者中的天然细胞外基质；

修饰基因表达、蛋白质翻译或其功能；

诱导用于形成组织的细胞相互作用；

允许细胞生长和/或增殖；

改善细胞附着和运动相容性；

允许细胞营养物的扩散；

诱导细胞渗入并且生长入所述组合物；

诱导成纤维细胞渗入并且生长入所述组合物；

促进成纤维细胞附着；

促进胶原合成；或

其任意组合。

9.根据权利要求1所述的制剂，其中所述多孔支架具有其原始长度1.5至3倍的初始伸长率。

10.根据权利要求1所述的制剂，其中所述组合物包括选自由下述组成的组的至少一种用途：

细胞的支架；

组织工程支架；

粘合剂骨移植物；

组织重塑剂；

膨胀剂；

皮肤填充剂；

组织填充剂或组织打印；

骨粘合剂；

生物粘合剂；

外科用密封剂；

止血剂；

外科用网片；

瘘管修补组合物；

减少肺容积的组合物；

用于缓释生物活性剂的组合物；和

其任意组合。

11.根据权利要求10所述的制剂，其中组织工程包括：提供细胞的支架、重塑、填充、密封或起任意组合。

12.根据权利要求1所述的制剂，其中所述支架是植入物。

13.根据权利要求12所述的制剂，其中所述植入物包括用于形成血管的内皮细胞。

14.根据权利要求10所述的制剂，其中所述粘合剂骨移植物被构造成允许稳定新骨形成的原位物理结构化。

15.根据权利要求10所述的制剂，其中所述粘合剂骨移植物还包括骨传导性材料。