CN114929198A - 作为上皮层疗法的聚合物的组织催化生长 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了能够使聚合物在受试者之上或之内原位生长的组合物、方法和试剂盒。在一些方面，单体多巴胺在体内聚合，以在组织上形成聚合物。在额外的方面，组合物、方法和试剂盒可用于治疗或预防疾病或障碍。
Description
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2019年12月13日提交的美国临时专利申请U.S.S.N.62/947,582、2020年7月10日提交的美国临时专利申请U.S.S.N.63/050,206和2020年7月10日提交的美国临时专利申请U.S.S.N.63/050,216的优先权，每篇的内容均以引用方式全文并入本文。
政府支持
本发明是根据美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)授予的批准号R01 EB000244在政府的支持下完成的。政府具有本发明的某些权利。
背景技术
小肠是具有多种生理功能的多功能器官。覆盖胃肠道的上皮是多功能组织，作为用于选择性转运(例如吸收)的通透屏障和抵抗各种病原体的防护性盔甲发挥着重要作用。具体地讲，胃肠道的上皮组织(尤其是小肠上皮)不仅是抵抗物理磨损、化学应力和病原体的防护屏，而且也是用于信号感测、分子转运和免疫协调的动态衬层。小肠黏膜的选择性干预与疾病治疗和健康管理有关。与此同时，为了应对特异性且有效地恢复或增强小肠上皮功能的挑战，已经开发出各种各样的精心设计的生物技术。利用精巧设计的组织粘合剂(例如，pH依赖性聚合物、金属络合物和靶向纳米粒子)或系统工程化组织替代物(例如，上皮移植物、自体细胞层和塑料上皮套)的这些特定技术是有利于上皮功能障碍恢复和全身性疾病治疗的有效工具1-7。尽管在研究实验室取得了这些进展，但这些技术在医学实验室和保健诊所中的广泛采用却受到限制，因此阻碍了它们的影响8-10。这种有限的实施是如下多个因素的结果：侵入性移植、潜在免疫原性、毒性，以及当前组织靶向策略的不精确性、不稳定性和不便性，限制了选择性小肠通路。
类似地，在小肠中干预消化障碍和全身性疾病治疗的能力激起了科学家开发出各种靶向药物的兴趣31,32。然而，小肠特异性靶向的挑战阻碍了广泛采用9,10。需要外科移植的可供选择的技术(如肠套)受限于具有复杂程序、低生物相容性、炎症风险和高成本的疗法。因此，通过先进的生物技术发展上皮层的功能，同时维持组织的生理特性仍然是一项挑战。
发明内容
本文公开了用于在受试者中原位形成聚合物的组合物、方法和试剂盒。本公开使得聚合物能够在上皮组织的表面上生长，从而提供具有可调功能的短暂性包被层。聚合物包被依赖于由内源性细胞酶(过氧化氢酶)催化的多巴胺聚合、通过化学交联生成的强组织粘附，以及任选地通过易偶联(facile conjugation)而引入的功能剂。例如，胃肠上皮中的上皮组织中的过氧化氢酶催化小肠黏膜上的聚多巴胺生长。此外，沿着组织(如胃肠道)的过氧化氢酶表达水平允许有效且特异性地形成聚合物包被。
所公开的组合物、方法和试剂盒可用于例如通过在肠中固定半乳糖苷酶来增强乳糖消化，导致乳糖消化的提高；通过阻碍葡萄糖吸收来调控营养物摄取；以及通过延长活性药物成分在特定解剖位置中的停留时间来控制药物递送。
在一个方面，本文提供了一种在受试者中原位形成聚合物的方法，该方法包括向受试者施用包含单体和氧源的组合物，其中单体和氧源接触受试者内源性的催化剂并且催化剂使单体聚合，其中单体是多巴胺或其盐，氧源是过氧化氢或脲过氧化氢，并且内源性催化剂选自过氧化氢酶或过氧化物酶。
在一个方面，本公开提供了一种组合物，该组合物包含多巴胺、氧源，以及任选的缓冲剂。在一些方面，该组合物还包含消化酶、营养物阻断剂、营养制剂、辐射防护剂、活性药物成分、诊断剂、或它们的组合。
在另一方面，本公开提供了一种治疗疾病或障碍的方法，该方法包括向有此需要的受试者施用有效量的如本文所述的组合物。
在一个方面，本公开提供了一种预防疾病或障碍的方法，该方法包括向有此需要的受试者施用有效量的如本文所述的组合物。
在另一方面，本公开还提供了试剂盒，该试剂盒包含如本文所述的组合物和用于施用该组合物的说明书。
本公开的特定实施方案的细节在如下特定实施方案的具体实施方式(DetailedDescription of Certain Embodiments)中有所阐述。根据定义、实施例和权利要求书，本公开的其他特征、目的和优点将是显而易见的。
附图说明
图1A-1H.小肠上皮上的内源性酶催化的聚多巴胺生长.图1A显示了本公开技术的组织加速聚合的示意图。口服单体溶液中的多巴胺单体在过氧化氢(H2O2)存在下在内源性过氧化氢酶催化下快速氧化，并在小肠上皮上形成聚多巴胺包被。由于过氧化氢酶沿消化道的分布不均匀，实现了这种特异性的小肠包被和靶向。图1B显示了在低氧环境中过氧化氢酶加速的聚多巴胺聚合的示意图。在如水平箭头上方所描绘的极度缺氧环境中，多巴胺(无色)氧化(使用氧作为氧化剂)和聚多巴胺(深棕色)形成受到抑制，并甚至在H2O2存在下是几乎淬灭的。相比之下，过氧化氢酶可促进氧释放(使用H2O2作为氧源)，并使聚多巴胺聚合加速例如大约400倍。因此，如水平箭头下方所显示，无色多巴胺在过氧化氢和过氧化氢酶的存在下快速聚合成聚多巴胺。TAPPE＝外部上皮上的组织加速聚合。图1C显示了在图1B所显示的条件下不同时间点的聚多巴胺聚合的视觉观察。图1D显示了图1C中所显示的样品在700nm测量的消光。在过氧化氢酶催化下20秒内产生的光学消光(Optical extinction)与在其他条件下2小时内产生的消光相同。图1E描绘了显示在如本文所公开应用离体包被处理后猪小肠的黏膜和浆膜侧上的聚多巴胺包被的图像，其中比例尺指示2cm。图1F显示了原位离体聚合动力学的定量评价。聚多巴胺信号在12分钟内达到完成。数据以三个猪组织样本的平均值±SD报道。图1G描绘了显示在组织加速聚合包被之前和之后胃肠道的不同部分中的猪组织样本的图像。在聚多巴胺包被的组织的三个随机部位处收集样本(直径6mm)。图1H显示了图1G中所显示的样本的聚多巴胺信号强度的定量测量。小肠与其他组织之间的强度差异是统计上显著的。****P＜0.05，单因素方差分析(ANOVA)和事后Bonferroni。数据以三个不同组织样本的平均值±SD报道。
图2A-2H.组织加速聚合的生物学机制.图2A显示了组织催化能力与聚多巴胺聚合之间的关系的评价。将猪组织裂解物单独地添加到组织加速聚合溶液中，并在700nm测量每种溶液的消光。当比较小肠上皮与其他组织和对照(无裂解物)时，聚多巴胺溶液的视觉评估(上图)和定量测量(下图)均显示出催化能力差异。*P＜0.05，单因素方差分析和事后Bonferroni。数据以三次平行测定的平均值±SD报道。图2B-2C显示了通过用过氧化氢酶特异性抑制剂(图2B)或诱导免疫沉淀的抗体(图2C)处理裂解物，验证过氧化氢酶在图2A所显示的反应中的独特作用。处理与未处理组之间的相对催化能力差异是视觉上和统计上显著的。***P＜0.001(通过双尾t检验)。数据以三个不同组织样本的平均值±SD报道。图2D-2F显示了通过过氧化氢酶活性分析(图2D)、实时PCR(图2E)和蛋白质印迹(图2F)来定量沿着猪胃肠道的过氧化氢酶表达(基因和蛋白质水平)。在图2D-2F中实现了类似的分布特征，指示与其他组织相比小肠上皮中的过氧化氢酶表达水平更高。差异是统计上显著的。***P＜0.05，单因素方差分析和事后Bonferroni。数据以三次平行测定的平均值±SD报道。图2G显示了聚多巴胺包被的小肠上皮的显微分析，显示出包被在外绒毛上的薄聚多巴胺层(由箭头指示)，但是在对照组织(无包被)上却没有。比例尺，150μm。图2H显示了通过特异性过氧化物酶体/过氧化氢酶染色(左图)和用组织加速聚合溶液(右图)处理的未包被组织切片的明视野成像。在绒毛尖内观察到深棕色聚多巴胺斑点，并且染色模式与常规过氧化物酶体/过氧化氢酶染色一致。比例尺，150μm。
图3A-3I.猪中组织加速聚合包被的体内性能.图3A-3C显示了组织加速聚合过程期间聚多巴胺形成的体内胃肠内窥镜实时记录的示意图和照片。在内窥镜视觉指导下，将组织加速聚合溶液通过导管直接施用至猪的猪小肠，并将内窥相机置于小肠内的溶液的内部和外部两者进行观察。图3B-3C显示了揭示聚多巴胺包被期间的步骤的内窥镜图像(底部三个图)。在上皮-溶液界面处生成氧气泡(用白色箭头指示)。图3D显示了小肠结扎(上图)和直接聚多巴胺包被评价(下图)的示意图。组织加速聚合溶液填满肠腔直到钳夹部位，不能向下传递给下小肠。分离的组织在钳夹部位前后显示出不同的聚多巴胺包被。图3E显示了由聚多巴胺探针的X射线成像指示的聚多巴胺包被的肠潴留的示意图。拍摄了两项测试的X射线图像：(I)短期稳定性评价(冲洗包被区域)和(II)长期潴留评估(流质饮食24小时)。PDA＝聚多巴胺。图3F显示了在冲洗成像区域之前和之后稳定驻留于小肠中的聚多巴胺探针以及聚多巴胺包被层的X射线图像，如测试(I)所显示。胃和小肠(SI)区域用白色虚线隔开。聚多巴胺包被用黄色箭头指示。图3G显示了测试(II)持续时间内聚多巴胺包被的肠潴留的X射线图像。在食物暴露后几乎检测不到常规探针。图3H显示了图3F中包被的小肠区域，即所关注区域(ROI)的定量信号强度分析。相对于常规(CON)探针，聚多巴胺探针的信号(冲洗之前和之后)的增强和稳定性表明了有效的探针引入和稳定的聚多巴胺包被。数据以三次不同测量的平均值±SD报道。图3I显示了图3G中的聚多巴胺包被随时间推移的定量信号强度分析。从2至6小时，仅存在28％的信号强度差异，指示聚多巴胺包被的延长潴留。数据以三次不同测量的平均值±SD报道。
图4A-4G.组织加速聚合允许的治疗应用.图4A显示了组织加速聚合治疗平台的示意图。功能剂(包括消化酶、营养阻断剂和驱虫药)通过与组织加速聚合溶液共同口服施用于猪而引入平台中。图4B显示了将消化酶(β-半乳醣苷酶，β-gal)引入猪肠上皮上的聚多巴胺包被层中以增强底物(乳糖)的消化的示意图。在体内包被后，评价包被上皮的β-gal活性。图4C显示了β-gal活性的定量比较，显示出与阴性对照相比，基于组织加速聚合的β-gal包被的组织中的酶活性增加。数据以四只动物的平均值±SD报道。图4D显示了将纳米交联剂(阻断剂)引入组织加速聚合包被中以使得不可渗透的聚多巴胺包被层，从而阻止小肠中的葡萄糖摄取的示意图。在体内包被后，向猪施用口服葡萄糖，然后监测血糖浓度。图4E显示了血糖变化的定量比较，显示出具有组织加速聚合包被的猪相对于对照(无包被)的血糖反应下降。对每组中的动物(每只动物用灰色线表示)之间的数据平均化(用黑色线显示)。图4F显示了用于使治疗剂在小肠中持续释放的肠上皮上的包被药物(吡喹酮)颗粒的示意图。在口服施用吡喹酮-组织加速聚合溶液之后，经48小时分析血药浓度。图4G显示了药代动力学的定量比较，显示出吡喹酮(具有组织加速聚合溶液)相对于对照(无组织加速聚合溶液)的潴留时间延长。*指示p <0.02，在匹配时间点比较吡喹酮-组织加速聚合和对照组的两个样本t检验。数据以三只动物的平均值±SD报道。
图5A-5G.人组织与组织加速聚合的相容性.图5A显示了显示来自人小肠的新鲜切除组织标本在离体组织加速聚合包被之前和之后的图像。在人小肠表面上清楚地观察到深棕色聚多巴胺包被(下图)。比例尺，1cm。图5B描绘了在离体人组织中显示超快聚多巴胺信号出现的包被动力学。聚多巴胺信号在3分钟内达到完成。图5C显示了组织加速聚合一致性的评价。测试了来自3个不同年龄、种族和性别的供体的组织标本。在人小肠的随机部位处执行五个离体评估。包被前后样本(6mm直径)(左图)的聚多巴胺包被信号的定量测量(右图)证实了一致的组织加速聚合包被性能。数据以五次平行测定的平均值±SD报道。图5D显示了从聚多巴胺包被的人小肠上皮收集的冷冻标本(40μm厚)和FFPE标本(5μm厚)的显微镜和组织学分析。在包被组织的外绒毛上观察到薄聚多巴胺层。未包被的组织用作对照。相邻冷冻组织切片和FFPE样本的组织学研究(苏木精和伊红(H&E)染色)显示出上皮层保持完整(其中染色模式类似于对照)，表明不存在组织毒性。比例尺，150μm。图5E描绘了显示在机械搅拌和刮擦后在包被人小肠中没有明显的聚多巴胺信号减小的代表性图像。图5F显示了在一系列物理条件下包被组织的聚多巴胺信号强度的定量离体评价。所有条件之间的强度差异在统计上不显著(双尾t检验)。数据以三次平行测定的平均值±SD报道。图5G显示了在一系列化学条件下包被组织的聚多巴胺信号强度的定量离体评价。所有条件之间的强度差异在统计上不显著(双尾t检验)。数据以三次平行测定的平均值±SD报道。
图6A-6B.在不同反应条件下聚多巴胺聚合动力学的比较.图6A显示了在空气中经历聚多巴胺聚合的样品(具有和不具有H2O2(对照))在700nm测量的消光。图6B显示了在极低氧水平(低氧环境)下经历聚多巴胺聚合的样品(具有和不具有H2O2(对照))在700nm测量的消光。与常规条件(在空气中不具有H2O2情况下的反应)相比，在极低氧水平下聚多巴胺聚合(不具有H2O2)被抑制65％。H2O2的加入几乎淬灭了空气中和低氧条件下的聚多巴胺聚合。
图7A-7D.多巴胺、聚多巴胺标准品和聚合产物的傅里叶变换红外(FTIR)光谱.测量在常规条件下制备的多巴胺(图7A)和聚多巴胺(图7B)的FTIR光谱并用作标准品。FTIR光谱证实了在过氧化氢酶(商业纯化的)催化(图7C)和过氧化氢酶(来自组织裂解物)催化(图7D)下聚合产物中的聚多巴胺形成。过氧化氢酶催化的聚合产物中的吲哚(或二氢吲哚)峰(1515和1605cm-1)和跨越3200-3500cm-1的宽峰(羟基结构)与聚多巴胺标准品中的峰几乎相同。
图8A-8C.聚多巴胺标准品和聚合产物的归一化消光光谱.聚多巴胺标准品(图8A)、过氧化氢酶(商业纯化的)催化下的聚合产物(图8B)和过氧化氢酶(来自组织裂解物)催化下的聚合产物(图8C)的UV-Vis光谱几乎相同，证实了图8B和图8C中的聚多巴胺形成。
图9.使用猪组织标本的组织加速聚合包被评价.使小肠的黏膜和浆膜(示意图，左图)分别暴露于组织加速聚合溶液，并且深棕色聚多巴胺包被仅在组织的黏膜侧(中图)观察到，但却未在组织的浆膜侧(右图)观察到。为了证实包被特异性，使用缝合线系住小肠组织的两端，并且仅使缝合线之间的节段暴露于组织加速聚合溶液。
图10.通过非变性凝胶电泳对组织裂解物进行催化能力分析.将来自猪胃肠道不同部分的组织裂解物加载到非变性聚丙烯酰胺凝胶上，电泳以允许蛋白质分离，并染色以用于催化能力分析。在使用组织加速聚合溶液染色后，深棕色聚多巴胺信号在凝胶上可视化。在每条泳道中仅观察到一条清晰条带(由箭头指示)，支持了过氧化氢酶作为负责聚多巴胺聚合的唯一酶的预期作用。
图11A-11B.使用实时PCR定量组织中的过氧化氢酶mRNA水平.管家基因，包括β-肌动蛋白(图11A)和18S(图11B)用作定量过氧化氢酶mRNA水平的对照。测试了来自4只猪的组织标本。小肠过氧化氢酶mRNA表达水平在图11A和图11B中具有类似的分布特征。数据以4只动物的平均值±SD报道。
图12A-12E.基因表达水平的Ct值.对于mRNA水平定量，过氧化氢酶(图12A)、β-肌动蛋白(图12B)、18S(图12C)、GUS(图12D)和GAPDH(图12E)基因包括在测试中。测试了来自4只猪的组织标本。数据以4只动物的平均值±SD报道。
图13.聚多巴胺包被小肠上皮的明视野像.使猪小肠组织离体暴露于组织加速聚合溶液3和15分钟，并在明视野显微镜下检查。聚多巴胺首先沉积在肠绒毛尖(用黄色箭头指示，上图)，然后包被整个绒毛以及周围区域(下图)。比例尺，500μm。
图14A-14C.胃中体内组织加速聚合包被性能的评价.图14A显示了在向胃口服施用组织加速聚合溶液后胃肠内窥镜实时记录胃的示意图。在整个过程期间，猪处于中度镇静状态。将内窥相机置于溶液外部进行观察，并随时间推移在相同位置处记录图像。图14B显示了内窥镜图像，揭示出在胃中没有看到深棕色聚多巴胺。胃中的组织加速聚合溶液经20分钟保持澄清。图14C显示了来自图14B中动物的分离的胃的图像，证实了在上皮表面上没有聚多巴胺包被。
图15A-15C.通过X射线成像评价离体聚多巴胺探针组织包被性能.图15A显示了显示常规(CON)探针溶液和聚多巴胺探针溶液的图像。通过用薄层聚多巴胺包封常规探针来制备聚多巴胺探针。聚多巴胺探针溶液的深棕色来自于探针表面上的显色聚多巴胺。图15B显示了离体组织包被过程的示意图。将猪小肠置于Franz池中，并将组织加速聚合溶液(具有或不具有探针)添加到室中。在包被后，用水冲洗包被的组织并通过X射线系统成像。图15C显示了使用具有聚多巴胺探针的组织加速聚合溶液(左图)、常规(CON)探针(中图)和不具有探针的组织加速聚合溶液(右图)包被的组织的X射线图像。仅在聚多巴胺探针包被的组织的包被区域(用红色圆圈指示)观察到强X射线信号。在应用单独的常规探针或聚多巴胺进行包被的对照中，没有检测到明显的X射线信号。
图16A-16B.聚多巴胺包被层的肠潴留的体内X射线成像.图16A显示了揭示聚多巴胺包被稳定性的X射线图像。分别向健康猪口服施用聚多巴胺探针悬浮的组织加速聚合溶液(上图)和常规探针(下图)，并通过X射线系统成像。在内窥镜视觉指导下通过导管将溶液直接施用于小肠。对未施用探针的相同猪进行成像并用作对照。用水冲洗成像区域以测试聚多巴胺包被的稳定性。图16B显示了揭示聚多巴胺随时间推移的肠潴留的X射线图像。在2、6和24小时，在相同位置定期拍摄一系列X射线图像。动物在成像期间始终消耗流质饮食，模拟真实条件并测试在食物存在下聚多巴胺包被的稳定性。
图17A-17B.纳米交联剂的表征.图17A显示了具有不同放大倍数的TEM图像，显示出均一的聚多巴胺纳米交联剂。图17B描绘了动态光散射(DLS)分析，显示出527nm的纳米交联剂的流体动力学尺寸。
图18A-18B.跨不同动物物种的组织加速聚合包被性能的评价.在聚多巴胺包被组织的3-5个随机部位处收集样本(直径6mm)，并分析样本的图像以定量聚多巴胺包被。使用ImageJ识别包括聚多巴胺包被组织且排除“空白”无组织区域的所关注区域。对每组中的所有样本执行相同的分析以获得总平均聚多巴胺信号强度并评估信号变化。这是离体研究。图18A显示了来自猪、人和大鼠的小肠上的聚多巴胺包被密度的定量评价。在组织加速聚合包被后测量聚多巴胺信号强度，其表示聚多巴胺包被密度。数据以三次平行测定的平均值±SD报道。图18B显示了通过测量来自猪、人和大鼠的小肠中的过氧化氢酶活性来定量过氧化氢酶表达。从图18A中的相同动物收集组织标本。数据以三次平行测定的平均值±SD报道。
图19.HeLa、COLO320DM、Caco-2、Hep3B和HS 895.T细胞中聚多巴胺的剂量依赖性细胞毒性.用不同浓度的聚多巴胺处理细胞，并在不同时间点分析细胞毒性。在聚多巴胺暴露24小时后，对于所有细胞系，聚多巴胺在0-2000μg ml-1的浓度范围内呈低毒性(>80％活力)。
图20A-20C.在28天口服毒性评价期间大鼠的体重变化.在4周的时段内，使大鼠分别暴露于水(对照)(图20A)、如所制备的聚多巴胺(图20B)和组织加速聚合溶液(图20C)。在暴露于组织加速聚合溶液、聚多巴胺和水的大鼠之间，没有观察到体重的显著差异。对每组中的动物(每只动物用灰色线表示)之间的数据平均化(用黑色线显示)。数据以四只动物的平均值±SD报道。
图21.在28天口服毒性评价后大鼠血液的血液学测量.从暴露于水(对照)、如所制备的聚多巴胺以及组织加速聚合溶液的大鼠中收集血样。在暴露于组织加速聚合溶液、聚多巴胺和水的大鼠(四次平行测定)之间，没有观察到血液学参数的显著差异。
图22.在28天口服毒性评价后大鼠血液的血液生化测试.从暴露于水(对照)、如所制备的聚多巴胺以及组织加速聚合溶液的大鼠中收集血样。在暴露于组织加速聚合溶液、聚多巴胺和水的大鼠(四次平行测定)之间，没有观察到血液生化参数的显著差异。
图23.在28天口服毒性评价后从大鼠收集的主要器官的组织学.分别从暴露于水(对照)、如所制备的聚多巴胺和组织加速聚合溶液的大鼠中收集组织。与对照相比，在聚多巴胺和组织加速聚合溶液处理的大鼠中没有观察到明显的器官损伤。比例尺，300μm。
图24A-24B.在去除小肠粘液中存在的细菌后上皮上的组织加速聚合性能的评价.在聚多巴胺包被组织的3-5个随机部位处收集样本(直径6mm)，并分析样本的图像以定量聚多巴胺包被。使用ImageJ识别包括聚多巴胺包被组织且排除“空白”无组织区域的所关注区域。对每组中的所有样本执行相同的分析以获得总平均聚多巴胺信号强度并评估信号变化。这是离体研究。图24A描绘了显示离体组织加速聚合后的组织样本(有和没有去除细菌)的图像。在聚多巴胺包被的组织的三个随机部位处收集样本(直径6mm)。通过与抗生素-抗真菌溶液一起孵育并重复洗涤，从上皮的腔表面去除细菌。图24B显示了图24A所显示的样本的聚多巴胺信号强度的定量测量。强度差异在统计上不显著。P＞0.05(通过双尾t检验)。数据以三个不同组织样本的平均值±SD报道。
图25.上皮和粘液(细菌)之间过氧化氢酶催化能力的比较.首先制备溶液(180μl)并添加到96孔板中，然后添加10ul组织裂解物(绒毛或粘液)。将反应混合物在37℃维持20分钟。使用读板器(Tecan)测量溶液在700nm处的消光。这是离体研究。肠绒毛(无细菌)的相对催化能力高于粘液中细菌的相对催化能力。在上皮顶部(3cm2)收集粘液，并从相同的组织区域收集上皮绒毛。将样本稀释至相同的体积用于测量。能力差异是统计上显著的。***P＜0.001(通过双尾t检验)。数据以三次不同平行测定的平均值±SD报道。
图26A-26C.聚多巴胺上皮沉积的显微分析.使组织(12cm2)暴露于组织加速聚合溶液(10ml)20分钟，并用PBS缓冲液(1X)洗涤3次以去除过量的聚多巴胺。将聚多巴胺包被的小肠急冻并包埋在最适切割温度(OCT)化合物中。用恒冷箱切片机(cryostat)(LeicaBiosystems)将固定的组织切成40μm厚的切片。这是离体研究。图26A显示了组织加速聚合包被的组织切片的明视野成像。深棕色聚多巴胺层仅沉积在上皮细胞的腔表面上(用箭头指示)，但不在细胞内。图26B显示了未包被组织切片的明视野成像。浅黄色背景信号来自于血管。图26C显示了切片的对照组织切片上的细胞内聚多巴胺沉积的明视野成像，其中多巴胺和过氧化氢分子均可自由且快速地扩散到上皮细胞中。深棕色聚多巴胺沉积(用箭头指示)在上皮细胞内部观察到，但却未在细胞表面上观察到，并且沉积模式相对于组织加速聚合包被的组织切片而言显著不同。比例尺，150μm。
图27.腔溶液中的聚多巴胺聚合动力学.通过离体研究，在位于猪上皮顶部上的腔溶液中评价聚多巴胺聚合动力学。在700nm测量经历聚多巴胺聚合的样本的消光。将组织加速聚合(无上皮催化)中的聚多巴胺聚合动力学用作对照。在上皮催化下45秒内产生的光学消光与在对照条件下1小时内产生的消光相同。
图28.不同细胞分级分离中的聚多巴胺信号评价.对组织加速聚合包被的绒毛执行细胞分级分离。从置于冰冷基质上的小肠组织(纵向打开)的腔表面剥离绒毛。通过测量各细胞级分在700nm处的消光来评价聚多巴胺信号。在细胞质级分中没有检测到聚多巴胺信号，但在膜和其他级分中检测到清晰的聚多巴胺信号。强度差异是统计上显著的。**P＜0.01(通过双尾t检验)。数据以三次平行测定的平均值±SD报道。
图29.胃中组织加速聚合的稳定性评价.为了评价稳定性，将组织加速聚合溶液(将多巴胺(500mg)和H2O2(1M，1mL)快速添加到pH 8.5的Tris缓冲液(50mM，50mL)中并新鲜使用)施用于猪(体内，在幽门处施加无损伤钳)，在不同时间点从胃回收，并通过离体包被研究进行表征。相对包被性能显示出，回收的溶液(10-30分钟)显示一致的包被性能，并且在60分钟后相对包被效率仅下降30％，表明组织加速聚合中的多巴胺和过氧化氢均未以显著的量在胃中吸收或消耗。数据以三次平行测定的平均值±SD报道。
图30.黏膜下层中聚多巴胺信号的评价.在体内组织加速聚合后，并未在猪黏膜下层中观察到聚多巴胺信号的可检测增加。溶液由多巴胺(500mg)和H2O2(1M，1mL)组成。将两者快速添加到pH 8.5的Tris缓冲液(50mM，50mL)中并新鲜使用。上皮组织(无包被)用作对照。信号差异在统计上不显著。P＞0.05(通过双尾t检验)。数据以三次平行测定的平均值±SD报道。
图31A-31B.通过液相色谱-串联质谱法评价血液和黏膜下层中的多巴胺浓度.图31A显示了在体内施用组织加速聚合溶液(将多巴胺(500mg)和H2O2(1M，1mL)快速添加到pH8.5的Tris缓冲液(50mM，50mL)中并新鲜使用)之后，并未在血液中观察到多巴胺浓度的明显变化。P＞0.05，在匹配时间点比较组织加速聚合和对照组(无组织加速聚合)的两个样本t检验。数据以三只动物的平均值±SD报道。图31B显示了在施用组织加速聚合溶液后(3小时后)，并未在黏膜下层中观察到多巴胺浓度的可检测增加。浓度差异在统计上不显著。P＞0.05(通过双尾t检验)。数据以三次平行测定的平均值±SD报道。
图32A-32D.通过离体研究评价组织加速聚合层的阻断效率.使组织暴露于溶液(将多巴胺(500mg)和H2O2(1M，1ml)快速添加到pH 8.5的Tris缓冲液(50mM，50ml)中，将混合溶液新鲜使用)，并用PBS缓冲液(1X)洗涤3次以去除过量的聚多巴胺。使不同浓度(25mg/ml、12.5mg/ml和0mg/ml)的聚多巴胺纳米交联剂悬浮于组织加速聚合溶液中。这是离体研究。图32A-32C显示了组织加速聚合层对Ca2+(图32A)、谷氨酸(图32B)和葡萄糖(图32C)的相对屏障功能(组织渗透性)。所有三种营养物显示出降低的组织渗透，其中三个单独的实验显示出组织加速聚合屏障阻断约49％的Ca2+、约71％的谷氨酸和约78％的葡萄糖。图32D显示了组织加速聚合层(具有不同交联密度)的相对屏障功能(葡萄糖组织渗透)。当较少的纳米交联剂引入包被层时，葡萄糖具有正常的组织渗透水平，表明聚多巴胺包被层本身不影响细胞葡萄糖吸收，但包被层的交联密度调节葡萄糖吸收效率。猪小肠组织(无包被)用作对照。*P＜0.05(相对于对照)，单因素方差分析(ANOVA)和事后Bonferroni。数据以三次平行测定的平均值±SD报道。
图33.组织加速聚合动物的葡萄糖吸收恢复的评价.首先使聚多巴胺纳米交联剂(25mg/ml)悬浮于组织加速聚合溶液中。向猪口服施用纳米交联剂悬浮的组织加速聚合溶液(10ml/kg)，并引入小肠中。在内窥镜视觉指导下通过导管将溶液直接施用于小肠。这是离体研究。在猪接受组织加速聚合包被后24小时执行口服葡萄糖耐量试验。具有组织加速聚合包被的猪在24小时后恢复正常的葡萄糖吸收，表明组织加速聚合包被层是短暂性的。对每组中的动物(每只动物用灰色线表示)之间的数据平均化(用黑色线显示)。
图34.具有和不具有聚多巴胺包被层的上皮的CYP450活性的评价.使组织(12cm2)暴露于组织加速聚合溶液(10ml)20分钟，并用PBS缓冲液(1x)洗涤3次以去除过量的聚多巴胺。这是离体研究。在组织加速聚合后，并未在上皮中观察到CYP3A4活性的变化。上皮组织(无包被)用作对照。活性差异在统计上不显著。P＞0.05(通过双尾t检验)。数据以五次平行测定的平均值±SD报道。
图35A-35B.人GI道中的组织加速聚合模式.使组织(12cm2)暴露于组织加速聚合溶液(10ml)20分钟，并用PBS缓冲液(1X)洗涤3次以去除过量的聚多巴胺。这是离体研究。图35A描绘了显示在离体应用组织加速聚合包被之前和之后GI道的不同部分中的人组织样本的图像。在聚多巴胺包被的组织的三个随机部位处收集样本(直径6mm)。图35B显示了图35A中所显示的样本的聚多巴胺信号强度的定量测量。小肠与其他组织之间的强度差异是统计上显著的。*P＜0.05，单因素方差分析(ANOVA)和事后Bonferroni。数据以三个不同组织样本的平均值±SD报道。
图36A-36C.基于表面的聚多巴胺包被的稳定性.将聚多巴胺包被施加到不可渗透聚碳酸酯基材的表面上。使聚碳酸酯片材暴露于组织加速聚合溶液(无H2O2)36小时，并用水洗涤以去除过量的聚多巴胺。白色聚碳酸酯(左)在聚多巴胺包被后(右)变成深棕色。在一系列物理条件下评价聚多巴胺包被的稳定性。图36A-36C显示了在温和及剧烈刮擦下均未观察到明显的聚多巴胺信号减小，并且聚多巴胺包被仅在用砂纸极剧烈刮擦下被去除。这些结果表明，基于表面的聚多巴胺包被的稳定性是由于强的基于表面的粘附，而非渗透到基材表面中。
图37.组织加速聚合平台向胶囊的转化.从体内分离的猪小肠组织在钳夹部位前后显示出不同的聚多巴胺包被，表明组织加速聚合胶囊的包被性能。胶囊由盐酸多巴胺粉末(500mg)、Tris粉末(30-300mg；300mg)、固体脲H2O2粉末(10-50mg；50mg)组成。将混合的粉末填充到(000号)胶囊中。通过手术在肠上开孔，将胶囊直接施用到肠中以进行胶囊递送。由于小肠结扎，胶囊不能向下传递给下小肠。在释放组织加速聚合成分之后，胶囊塌陷、溶解并破裂成较小的片。
定义
除非上下文另有要求，否则单数术语应包括复数，并且复数术语应包括单数。
语言“在一些实施方案中”和“在某些实施方案中”可互换使用。
以下定义是本申请通篇使用的更通用的术语：
单数术语“一个”、“一种”和“所述”包括复数指代，除非上下文另外明确指出。类似地，词语“或”旨在包括“和”，除非上下文另外明确指出。
除了在实例中，或在另外指出的情况下，本文所用的表示成分或反应条件的量的所有数字应理解为在所有情况下由术语“约”修饰。“约”和“大约”通常应意指根据测量的性质或精度所测量的量的可接受误差度。示例性的误差度在给定的值或值范围的20％(百分比)内，典型地在10％内，或更典型地在5％、4％、3％、2％、或1％内。
当列出值的范围(“范围”)时，其旨在涵盖该范围内的每个值和子范围。范围包括该范围两端的值，除非另有提供。
术语“组合物”和“制剂”可互换使用。
预期所要施用的“受试者”是指人类(即，任何年龄段的男性或女性，例如儿科受试者(例如，婴儿、儿童、或青少年)或成年受试者(例如，年轻人、中年人、或老年人))或非人动物。在某些实施方案中，非人动物是哺乳动物(例如，灵长类(例如食蟹猴或恒河猴)、商业上相关的哺乳动物(例如，牛、猪、马、绵羊、山羊、猫、或狗)或鸟(例如，商业上相关的鸟，如鸡、鸭、鹅、或火鸡))。在某些实施方案中，非人动物是鱼、爬行动物、或两栖动物。非人动物可以是处于任何发育阶段的雄性或雌性。非人动物可以是转基因动物或基因工程动物。术语“患者”是指有治疗疾病需要的人类受试者。
术语“施用(administer)”、“施用(administering)”或“施用(administration)”是指植入、吸收、摄取、注射、吸入、或以其它方式向受试者中或在受试者上引入本文所述的组合物。
术语“治疗(treatment)”、“治疗(treat)”和“治疗(treating)”是指逆转、减轻、延迟本文所述疾病的发作，或者抑制本文所述疾病的进展。在一些实施方案中，可在发展出或观察到疾病的一种或多种体征或症状之后施用治疗。在其他实施方案中，可在不存在疾病的体征或症状时施用治疗。例如，可在症状发作之前(例如，根据症状史和/或根据暴露于病原体)对易感受试者施用治疗。也可在症状消退后继续治疗，例如，以延迟或防止复发。
术语“病症(condition)”、“疾病(disease)”和“障碍(disorder)”可互换使用。
本文所述的聚合物或组合物的“有效量”是指足以引起期望的生物反应的量。本文所述的聚合物或组合物的有效量可以根据如下因素变化：期望的生物学终点、聚合物或组合物的药代动力学、所治疗的病症、施用模式，以及受试者的年龄和健康状态。在某些实施方案中，有效量是治疗有效量。在某些实施方案中，有效量是预防性治疗。在某些实施方案中，有效量是单剂量的本文所述的化合物、聚合物、或组合物的量。在某些实施方案中，有效量是多剂量的本文所述的化合物、聚合物、或组合物的组合量。
术语“癌症”是指以异常细胞的发展为特征的一类疾病，这些异常细胞不受控制地增殖，并且具有浸润和破坏正常身体组织的能力。参见例如Stedman’s MedicalDictionary,第25版；Hensyl编辑；Williams&Wilkins:Philadelphia,1990。
“自身免疫疾病”是指受试者身体对通常存在于体内的物质和组织产生不适当免疫反应而引起的疾病。换句话讲，免疫系统将身体的某些部分误认为病原体并攻击其自身细胞。这可限于某些器官(例如，在自身免疫性甲状腺炎中)或者涉及不同位置的特定组织(例如，可能影响肺和肾两者中的基底膜的古德帕斯丘(Goodpasture’s)病)。自身免疫疾病的治疗典型地采用免疫抑制，例如减小免疫反应的药物。
术语“炎性疾病”是指由炎症引起、导致的疾病，或者造成炎症的疾病。术语“炎性疾病”还可指失调的炎症反应，其引起巨噬细胞、粒细胞和/或T淋巴细胞的过度反应，导致异常组织损伤和/或细胞死亡。炎性疾病可以是急性或慢性炎性病症，并且可由感染性或非感染性病因所致。
术语“聚合物”是指包含十一个或更多个共价连接的重复单元的化合物。在某些实施方案中，聚合物是天然存在的。在某些实施方案中，聚合物是合成的(即，非天然存在的)。
术语“纳米粒子”是指具有包括端值在内的约1纳米(nm)至约1微米(μm)(例如，约1nm至约300nm、约1nm至约100nm、约1nm至约30nm、约1nm至约10nm、或约1nm至约3nm)的平均(例如，平均值)尺寸(例如，直径)的颗粒。
如本文所用，术语“试剂”意指出于诊断、治疗、预防性医疗、或兽医目的，施用给生物体的分子、分子组、复合物或物质。在某些实施方案中，试剂是活性药物成分试剂、诊断剂、或预防剂。在某些实施方案中，本文所公开的聚合物和组合物包含一种或多种试剂，例如第一试剂(例如，至少一种(包括例如至少两种、至少三种))。在一些实施方案中，聚合物和组合物还可包含第二试剂。在一些实施方案中，试剂是酶(例如消化酶)、营养物阻断剂(例如交联剂)、诊断剂、营养制剂、辐射防护剂、活性药物成分、或它们的组合。
如本文所用，术语“辐射防护剂”意指对天然地或通过辐射泄漏暴露于辐射中的生物系统进行保护的试剂。在某些实施方案中，辐射防护剂保护经历放射疗法的癌症患者的正常细胞免受辐射损伤。
如本文所用，术语“诊断剂”意指显像剂或造影剂。术语“显像剂”和“造影剂”是指在医学成像中用于增强体内的结构或流体的对比度的物质。其通常用于在医学成像中增强血管和胃肠道的可见性。
如本文所用，术语“活性药物成分”包括能够在其所施加的生物系统中提供局部或全身生物、生理、或治疗效果的试剂。例如，活性药物成分可用于控制肿瘤生长，控制感染或炎症，充当镇痛剂，促进抗细胞粘着，以及增强骨生长等功能。其他合适的活性药物成分可包括抗病毒剂、激素、抗体、或治疗性蛋白。其他活性药物成分包括前药，即这样的试剂：在施用时不呈生物活性，但在施用于受试者后通过代谢或一些其他机制转化为生物活性试剂。
活性药物成分可为化合物，例如有机或无机小分子；糖精；低聚糖；多糖；生物大分子，例如肽、蛋白质以及肽类似物和衍生物；模拟肽；抗体及其抗原结合片段；核酸；核酸类似物和衍生物；由生物材料如细菌、植物、真菌、或动物细胞制成的提取物；动物组织；天然存在或合成组合物；以及它们的任何组合。
活性药物成分的实例包括但不限于抗微生物剂、镇痛剂、抗炎剂、抗刺激剂、凝血调节剂、利尿剂、拟交感神经剂、减食欲剂、解酸剂及其他胃肠剂；抗寄生物剂、抗抑郁剂、降血压剂、抗胆碱能剂、刺激剂、抗激素剂、中枢和呼吸刺激剂、药物拮抗剂、血脂调节剂、促尿酸排泄剂、强心苷、电解质、麦角及其衍生物、祛痰剂、催眠剂和镇静剂、抗糖尿病剂、多巴胺能剂、抗呕剂、肌肉松弛剂、副交感神经拟似剂(para-sympathomimetics)、抗痉挛剂、抗组胺剂、β阻断剂、泻剂、抗心律失常药、造影剂、放射性药物、抗过敏剂、镇定剂、血管扩张剂、抗病毒剂，以及抗肿瘤剂或细胞静止素或其他具有抗癌特性的试剂、或它们的组合。其他合适的活性药物成分包括避孕剂和维生素以及微量和宏量营养素。另一些实例包括抗感染剂，如抗生素和抗病毒剂；镇痛剂和镇痛复合液；减食欲剂；驱虫剂(antiheimintics)；抗关节炎剂；抗咳喘剂；抗痉挛剂；抗抑郁剂；抗利尿剂；止泻剂；抗组胺剂；抗炎剂；抗偏头痛制剂；止恶心剂；抗肿瘤剂；抗帕金森病药；止痒剂；抗精神病剂；退热剂、解痉剂；抗胆碱能剂；拟交感神经剂；黄嘌呤衍生物；心血管制剂，包括钙通道阻断剂和β阻断剂，如吲哚洛尔和抗心律失常药；降血压剂；利尿剂；血管扩张剂(包括一般冠状动脉、外周和脑)；中枢神经系统刺激剂；咳嗽和感冒制剂，包括减充血剂；激素如雌二醇及其他类固醇，包括皮质类固醇；催眠剂；免疫抑制剂；肌肉松弛剂；副交感神经阻断剂；精神振奋剂；镇静剂(sedatives)；和镇定剂(tranquilizers)；以及天然来源或基因工程化蛋白质、多糖、糖蛋白、或脂蛋白。
特定实施方案的具体实施方式
在更详细地描述所公开的系统、组合物、方法、用途和试剂盒之前，应当理解，本文所述的方面不限于具体实施方案、方法、系统、装置、或配置，并因此当然可以变化。还应当理解，本文使用的术语仅用于描述特定方面的目的，并且并且除非本文具体定义，否则不旨在进行限制。
一般来讲，聚多巴胺聚合是一个缓慢的过程，在正常的多巴胺氧化条件下，其反应速率受到低氧水平的限制11。然而，本发明人出乎意料地发现，经由内源性过氧化氢酶分解过氧化氢产生防御性氧(称为细胞抗氧化效应)，促进了氧释放以用于多巴胺氧化，并显著增加了多巴胺聚合的速率。图1A显示了本公开的实施方案的示意图，其中向受试者施用含有多巴胺单体和过氧化氢的口服单体溶液。溶液在胃肠黏膜表面上不受抑制地流动，并且过氧化氢分子在上皮组织与多巴胺溶液之间自由扩散。然而，多巴胺由于其缓慢的扩散和转运而保留在溶液中。过氧化氢扩散到上皮细胞中，并被细胞内过氧化氢酶迅速分解成氧，氧被释放出细胞并与细胞外单体混合。靠近上皮表面的这些单体迅速氧化成低聚物，并进一步氧化成聚合物，聚合物与暴露在上皮外部的生物分子交联，从而在组织上形成薄的强聚多巴胺包被层。溶液中未反应的单体和未结合的聚多巴胺从上皮中冲走。这种类型的组织表面引发的聚合物包被避免了潜在的肠粘连和梗阻，其常常由基于大量交联的(bulk-crosslinking-based)密封剂或其他常规组织粘合剂诱导13。催化性聚多巴胺聚合主要发生在小肠中，这是由于过氧化氢酶在小肠中的表达水平高于胃肠道的其他部分(包括食道、胃和大肠)。因此，由于天然酶沿消化道的不均匀分布，特异性小肠靶向能够自发地实现。
发明人执行了一系列涉及本文所公开的组合物、方法和试剂盒的研究。本发明人使用各种技术，包括内窥镜检查、肠结扎和X射线成像，其一致地显示该主题的稳健性，表明了原位形成的聚合物的特征(延长但短暂性的肠滞留)。此外，本发明人并未观察到与使用本公开的组合物、方法和试剂盒有关的胃肠穿孔、炎症、或梗阻的任何临床、内窥镜、或放射成像证据。本公开的某些组合物的生物相容性通过遵循经济合作与发展组织(EconomicCo-operation and Development，OECD)发布的指南并确认不存在口服毒性来谨慎地表征。
方法和用途
在一个方面，本公开提供了一种在受试者中原位形成聚合物的方法，该方法包括向受试者施用包含单体和氧源的组合物，其中单体和氧源接触受试者内源性的催化剂并且催化剂使单体聚合，其中单体是多巴胺或其盐，氧源是过氧化氢或脲过氧化氢，并且内源性催化剂选自过氧化氢酶或过氧化物酶。
在一些实施方案中，内源性催化剂是过氧化物酶。在某些实施方案中，过氧化物酶是嗜酸粒细胞过氧化物酶、乳过氧化物酶、或髓过氧化物酶。
在一些实施方案中，内源性催化剂是过氧化氢酶。在一些实施方案中，过氧化氢酶是细菌过氧化氢酶。在一些实施方案中，过氧化氢酶是人过氧化氢酶。
在一些实施方案中，内源性催化剂位于受试者的胃肠(GI)道中。在一些实施方案中，内源性催化剂位于受试者的上GI道中。在一些实施方案中，内源性催化剂位于受试者的肠中。在一些实施方案中，内源性催化剂位于受试者的胃中。
在一些实施方案中，内源性催化剂位于细胞中。在一些实施方案中，内源性催化剂位于血细胞中。在一些实施方案中，内源性催化剂位于细胞上。在一些实施方案中，内源性催化剂位于血细胞上。在一些实施方案中，内源性催化剂位于细胞中。在一些实施方案中，内源性催化剂由血细胞分泌。在一些实施方案中，内源性催化剂位于细胞上。在一些实施方案中，内源性催化剂由血细胞分泌。
在一些实施方案中，组合物还包含酶、营养物阻断剂、辐射防护剂、营养制剂、活性药物成分、诊断剂、或它们的组合。在一些实施方案中，组合物还包含酶。在一些实施方案中，组合物还包含营养物阻断剂。在一些实施方案中，组合物还包含辐射防护剂。在一些实施方案中，组合物还包含活性药物成分。在一些实施方案中，组合物还包含诊断剂。在一些实施方案中，组合物还包含酶、营养物阻断剂、营养制剂、辐射防护剂、活性药物成分和诊断剂中两种或更多种的组合。
在一些实施方案中，氧源是过氧化氢。在一些实施方案中，氧源是脲过氧化氢。
在一些实施方案中，单体和氧源中的至少一者在受试者的胃中是稳定的。在一些实施方案中，单体和氧源中的至少一者在受试者的胃中稳定至少30分钟。在一些实施方案中，单体和氧源中的至少一者在受试者的胃中稳定至少60分钟。
在一些实施方案中，组合物在受试者的胃中是稳定的。在一些实施方案中，组合物在受试者的胃中稳定至少30分钟。在一些实施方案中，组合物在受试者的胃中稳定至少60分钟。
在一些实施方案中，单体和氧源中的至少一者是稳定的，因为其在受试者的胃中不分解。在一些实施方案中，在组合物排出受试者的胃之后，单体和氧源中至少一者的至少95％仍然存在。在一些实施方案中，在组合物排出受试者的胃之后，单体和氧源中至少一者的至少90％仍然存在。在一些实施方案中，在组合物排出受试者的胃之后，单体和氧源中至少一者的至少80％仍然存在。
在一些实施方案中，组合物包含约0.001至约1000mg/mL的多巴胺。在一些实施方案中，组合物包含约0.01至约100mg/mL的多巴胺。在一些实施方案中，组合物包含约0.01至约50mg/mL的多巴胺。在一些实施方案中，组合物包含约1至约20mg/mL的多巴胺。在一些实施方案中，组合物包含10mg/mL的多巴胺。在一些实施方案中，组合物包含9.8mg/mL的多巴胺。
在一些实施方案中，组合物包含约0.01至约100mM的氧源。在一些实施方案中，组合物包含约0.1至约50mM的氧源。在一些实施方案中，组合物包含约1至约30mM的氧源。在一些实施方案中，组合物包含约20mM的氧源。
在一些实施方案中，组合物包含与受试者的摄取相容的浓度的氧源。
在某些实施方案中，组合物还包含缓冲剂。
在一些实施方案中，组合物具有约7至约10的pH。在一些实施方案中，组合物具有约7至约9的pH。在一些实施方案中，组合物具有约8.5的pH。在一些实施方案中，组合物具有约7.4的pH。
在一些实施方案中，组合物通过选自口服、直肠、注射、舌下、颊面、阴道、眼、耳、吸入、或皮肤的途径施用。在一些实施方案中，组合物经口服施用。在某些实施方案中，组合物通过关节内注射施用。在某些实施方案中，组合物经局部施用。在某些实施方案中，组合物经真皮施用。在某些实施方案中，组合物经眼施用。
在一些实施方案中，组合物经由观测仪器施用。在某些实施方案中，组合物经由内窥镜、关节镜、膀胱镜、阴道镜、结肠镜、支气管镜、输尿管镜、肛门镜、食管镜、胃镜、腹腔镜、喉镜、神经内镜、直肠镜、乙状结肠镜、或胸腔镜施用。
在一些实施方案中，组合物为液体或固体剂型。
在一些实施方案中，组合物为溶液、凝胶、片剂、粉末、胶囊、滴眼剂或透皮贴剂的形式。在一些实施方案中，组合物为溶液、凝胶、片剂、或胶囊的形式。在一些实施方案中，组合物为溶液的形式。在一些实施方案中，组合物为滴眼剂的形式。在一些实施方案中，组合物为粉末的形式。在一些实施方案中，组合物为透皮贴剂的形式。
在某些实施方案中，聚合物在与受试者中的组织接触时形成并粘附到组织上。在一些实施方案中，聚合物粘附到受试者的组织上。在某些实施方案中，组织为上皮。在一些实施方案中，上皮为肠上皮。
在一些实施方案中，聚合物形成的位置基于催化剂的表达水平。在某些实施方案中，聚合物基于催化剂的高表达水平而基本上在特定组织上形成。在一些实施方案中，聚合物由于催化剂的低表达水平而基本上不在特定组织上形成。在一些实施方案中，聚合物形成的位置基于过氧化氢酶的表达水平。在某些实施方案中，聚合物基于过氧化氢酶的表达水平而基本上在特定组织上形成。在一些实施方案中，聚合物由于过氧化氢酶的低表达水平而基本上不在特定组织上形成。
在某些实施方案中，组织为上皮。在一些实施方案中，聚合物在受试者的上皮上形成并粘附到上皮上。在一些实施方案中，聚合物在与受试者的上皮接触时形成。在一些实施方案中，上皮为肠上皮。在一些实施方案中，聚合物在小肠上形成。在某些实施方案中，聚合物在小肠腔中形成。在某些实施方案中，聚合物在受试者的十二指肠上皮上形成。
在一些实施方案中，聚合物与暴露在受试者的上皮的腔表面上的胺部分结合。在一些实施方案中，聚合物与暴露在受试者的上皮的腔表面上的胺部分交联。
在一些实施方案中，聚合物快速形成。在一些实施方案中，聚合物在少于约20分钟内形成。在一些实施方案中，聚合物在少于约15分钟内形成。在一些实施方案中，聚合物在少于约12分钟内形成。在一些实施方案中，聚合物在少于约10分钟内形成。在一些实施方案中，聚合物在少于约5分钟内形成。在一些实施方案中，聚合物在少于约3分钟内形成。在一些实施方案中，聚合物在少于约2分钟内形成。在一些实施方案中，聚合物在少于约1分钟内形成。在一些实施方案中，聚合物几乎即刻形成。
在一些实施方案中，与没有内源性过氧化氢酶情况下的聚合物形成相比，聚合速率增加至少10倍。在一些实施方案中，与没有内源性过氧化氢酶情况下的聚合物形成相比，聚合速率增加至少50倍。在一些实施方案中，与没有内源性过氧化氢酶情况下的聚合物形成相比，聚合速率增加至少100倍。在一些实施方案中，与没有内源性过氧化氢酶情况下的聚合物形成相比，聚合速率增加至少150倍。在一些实施方案中，与没有内源性过氧化氢酶情况下的聚合物形成相比，聚合速率增加至少200倍。
在一些实施方案中，聚合物在受试者的胃肠道上皮上形成。在一些实施方案中，聚合物在受试者的小肠上皮上形成。
在一些实施方案中，聚合物不在受试者的小肠之外的胃肠道上皮上形成。
在一些实施方案中，聚合物在受试者的十二指肠、空肠、回肠、结肠、食道、或胃中的一者或多者的上皮上形成。在一些实施方案中，聚合物在受试者的十二指肠上皮上形成。在一些实施方案中，聚合物在受试者的空肠上皮上形成。在一些实施方案中，聚合物在受试者的回肠上皮上形成。在一些实施方案中，聚合物在受试者的结肠上皮上形成。
在一些实施方案中，聚合物基本上不在受试者的食道或胃中的一者或多者的上皮上形成。在一些实施方案中，基本上没有聚合物在受试者的胃和食道上形成。在一些实施方案中，聚合物不在受试者的胃和食道上形成。
在一些实施方案中，与受试者的十二指肠和空肠相比，在受试者的回肠和结肠上形成的聚合物较少。
在一些实施方案中，聚合物在受试者的上皮绒毛上形成。
在一些实施方案中，聚合物在体内形成临时屏障。在一些实施方案中，聚合物在体内形成短暂性屏障。
在一些实施方案中，聚合物持续约30分钟。在一些实施方案中，聚合物持续约1小时。在一些实施方案中，聚合物持续约6小时。在一些实施方案中，聚合物持续约12小时。在一些实施方案中，聚合物持续约24小时。
在一些实施方案中，在12小时后，约20％至约70％的短暂性屏障仍然存在。在一些实施方案中，在12小时后，约30％至约50％的短暂性屏障仍然存在。在一些实施方案中，在12小时后，约20％的短暂性屏障仍然存在。
在一些实施方案中，在6小时后，约20％至约70％的短暂性屏障仍然存在。
在一些实施方案中，在6小时后，约30％至约50％的短暂性屏障仍然存在。
在一些实施方案中，在6小时后，约20％的短暂性屏障仍然存在。在一些实施方案中，在3小时后，约20％至约70％的短暂性屏障仍然存在。在一些实施方案中，在3小时后，约30％至约50％的短暂性屏障仍然存在。在一些实施方案中，在3小时后，约20％的短暂性屏障仍然存在。
在一些实施方案中，在约3小时后，聚合物从受试者中清除。在一些实施方案中，在约6小时后，聚合物从受试者中清除。在一些实施方案中，在约12小时后，聚合物从受试者中清除。在一些实施方案中，在约24小时后，聚合物从受试者中清除。在一些实施方案中，在约48小时后，聚合物从受试者中清除。
在一些实施方案中，聚合物屏障提供了通过患者上皮的选择性分子转运。
在一些实施方案中，该方法是调节受试者中肠内扩散的方法。在一些实施方案中，该方法调节受试者中的盐、离子、水、氧、二氧化碳、碳酸根阴离子、酸、碱、碳水化合物、脂质、蛋白质、核酸、营养物、或活性药物成分中的一种或多种的扩散。
在一些实施方案中，聚合物调节小肠内一种或多种营养物或活性药物成分的吸收。
在一些实施方案中，聚合物基本上阻碍一种或多种营养物吸收到其上形成有聚合物的上皮、受试者的肠壁、或受试者的血流中。
在一些实施方案中，该方法是向受试者递送试剂的方法。在一些实施方案中，试剂是活性药物成分。在一些实施方案中，试剂是酶。在一些实施方案中，试剂是辐射防护剂。在一些实施方案中，将试剂递送至肠。
在一些实施方案中，该方法使得试剂能够在受试者中持续释放。在一些实施方案中，试剂是活性药物成分。在一些实施方案中，试剂是酶。在一些实施方案中，试剂是辐射防护剂。在一些实施方案中，持续释放发生在GI道中。
在一些实施方案中，该方法是在受试者中固定试剂的方法。在一些实施方案中，试剂是活性药物成分。在一些实施方案中，试剂是酶。在一些实施方案中，试剂是辐射防护剂。在一些实施方案中，试剂固定在GI道内。
在一些实施方案中，该方法是在受试者中局部递送试剂的方法。在一些实施方案中，试剂是活性药物成分。在一些实施方案中，试剂是酶。在一些实施方案中，试剂是辐射防护剂。在一些实施方案中，局部递送发生在GI道中。
在一些实施方案中，该方法是使试剂的给药频率减少的方法。在一些实施方案中，试剂是活性药物成分。在一些实施方案中，试剂是酶。在一些实施方案中，试剂是辐射防护剂。
在一些实施方案中，该方法是增加试剂在受试者中的半衰期的方法。在一些实施方案中，试剂是活性药物成分。在一些实施方案中，试剂是酶。在一些实施方案中，试剂是辐射防护剂。
在一些实施方案中，该方法是增加试剂在受试者中的停留时间的方法。在一些实施方案中，试剂是活性药物成分。在一些实施方案中，试剂是酶。在一些实施方案中，试剂是辐射防护剂。在一些实施方案中，该方法是增加试剂在GI道中的停留时间的方法。
在一些实施方案中，该方法是在受试者中治疗或预防疾病的方法。在一些实施方案中，该方法是在受试者中治疗疾病的方法。在一些实施方案中，该方法是在受试者中预防疾病的方法。
在一些实施方案中，该方法是有助于受试者中聚合部位处的组织恢复和再生的方法。在一些实施方案中，该方法是有助于受试者中聚合部位处的组织恢复的方法。在一些实施方案中，该方法是有助于受试者中聚合部位处的组织再生的方法。
在一些实施方案中，该方法使得受试者的肠腔保持扩张。
在一些实施方案中，该方法是在受试者中预防肠粘连的方法。
在一些实施方案中，该方法是在受试者中预防肠梗阻的方法。
在一些实施方案中，该方法是在受试者中治疗出血的方法。在一些实施方案中，出血在上GI道中。
在一些实施方案中，聚合物和组合物还包含酶。在一些实施方案中，酶是消化酶。在一些实施方案中，消化酶是乳糖酶、肽酶、蔗糖酶、麦芽糖酶、淀粉酶、脂肪酶、或蛋白酶。在一些实施方案中，消化酶是β-半乳醣苷酶。
在一些实施方案中，该方法是提高受试者的消化效率的方法。
在一些实施方案中，该方法是增强受试者对糖的消化的方法。在一些实施方案中，该方法是增强受试者对乳糖的消化的方法。
在一些实施方案中，该方法是在受试者中治疗乳糖不耐受的方法。
在一些实施方案中，酶使受试者对糖的消化效率提高约5倍。在一些实施方案中，酶使受试者对糖的消化效率提高约10倍。在一些实施方案中，酶使受试者对糖的消化效率提高约20倍。在一些实施方案中，酶使受试者对乳糖的消化效率提高约40倍。在一些实施方案中，酶使受试者对糖的消化效率提高约50倍。
在一些实施方案中，β-半乳醣苷酶使受试者对乳糖的消化效率提高约5倍。在一些实施方案中，β-半乳醣苷酶使受试者对乳糖的消化效率提高约10倍。在一些实施方案中，β-半乳醣苷酶使受试者对乳糖的消化效率提高约20倍。在一些实施方案中，β-半乳醣苷酶使受试者对乳糖的消化效率提高约40倍。在一些实施方案中，β-半乳醣苷酶使受试者对乳糖的消化效率提高约50倍。
在一些实施方案中，聚合物屏障不抑制受试者的上皮的固有消化酶活性。
在一些实施方案中，聚合物和组合物还包含营养物阻断剂。
在一些实施方案中，该方法是在受试者中阻止营养吸收的方法。
在一些实施方案中，该方法是调节或调控受试者的糖吸收的方法。在一些实施方案中，糖选自葡萄糖、乳糖、果糖、麦芽糖、右旋糖、半乳糖、蔗糖和异麦芽糖。在一些实施方案中，该方法是调节或调控受试者的葡萄糖吸收的方法。
在一些实施方案中，该方法阻止吸收少于约48小时。在一些实施方案中，该方法阻止吸收少于约24小时。在一些实施方案中，该方法阻止吸收少于约12小时。在一些实施方案中，该方法阻止吸收少于约6小时。在一些实施方案中，该方法阻止吸收少于约3小时。
在一些实施方案中，该方法是在受试者中治疗肥胖症的方法。
在一些实施方案中，该方法是在受试者中治疗高胰岛素血症的方法。
在一些实施方案中，该方法是在受试者中治疗糖尿病的方法。在一些实施方案中，糖尿病是2型糖尿病。
在一些实施方案中，组合物还包含交联剂。
在一些实施方案中，交联剂包含纳米粒子。在一些实施方案中，交联剂包含聚多巴胺。在一些实施方案中，交联剂是营养物阻断剂。在一些实施方案中，交联剂提高聚合物的营养物阻断能力。
在一些实施方案中，葡萄糖吸收通过调整聚合物的交联密度进行调节。在一些实施方案中，该方法使受试者的葡萄糖吸收在施用组合物后3小时的时段内下降至少约50％、至少约60％、或至少约70％。在一些实施方案中，该方法使受试者的葡萄糖吸收在施用组合物后3小时的时段内下降至少约70％。在一些实施方案中，该方法使受试者的葡萄糖吸收在施用组合物后2小时的时段内下降至少约50％、至少约60％、或至少约70％。在一些实施方案中，该方法使受试者的葡萄糖吸收在施用组合物后1小时的时段内下降至少约50％、至少约60％、或至少约70％。
在一些实施方案中，该方法是调控或调节受试者的营养物摄取的方法。
在一些实施方案中，组合物还包含活性药物成分。在一些实施方案中，活性药物成分是抗寄生虫药。在一些实施方案中，活性药物成分是驱虫药。在一些实施方案中，活性药物成分是吡喹酮。
在一些实施方案中，组合物还包含活性药物成分。在一些实施方案中，活性药物成分是治疗感染性疾病的试剂。在一些实施方案中，活性药物成分是抗寄生虫药。在一些实施方案中，活性药物成分是驱虫药。在一些实施方案中，活性药剂是抗寄生虫药。在一些实施方案中，活性药物成分是吡喹酮。在一些实施方案中，活性药剂是抗病毒药。在一些实施方案中，活性药剂治疗流感。在一些实施方案中，活性药剂治疗2型糖尿病。在一些实施方案中，活性药剂治疗眼病。在一些实施方案中，活性药剂治疗克罗恩氏病。在一些实施方案中，活性药剂治疗骨关节炎。在一些实施方案中，活性药剂治疗阿尔茨海默病。
在一些实施方案中，活性药物成分治疗精神障碍、阿尔茨海默病、感染性疾病、或移植排斥。在某些实施方案中，活性药物成分是避孕剂、他汀类、降血压剂、或抗生素。
在一些实施方案中，活性药物成分。在一些实施方案中，活性药物成分是抗癌剂。抗癌剂涵盖生物治疗性抗癌剂以及化学治疗剂。示例性生物治疗性抗癌剂包括但不限于干扰素、细胞因子(例如，肿瘤坏死因子、干扰素α、干扰素γ)、疫苗、造血生长因子、单克隆血清疗法、免疫刺激剂和/或免疫调节剂(例如，IL-1、2、4、6、或12)、免疫细胞生长因子(例如，GM-CSF)和抗体(例如HERCEPTIN(曲妥单抗)、T-DM1、AVASTIN(贝伐单抗)、ERBITUX(西妥昔单抗)、VECTIBIX(帕尼单抗)、RITUXAN(利妥昔单抗)、BEXXAR(托西莫单抗))。示例性化学治疗剂包括但不限于抗雌激素类(例如它莫西芬、雷洛昔芬和甲地孕酮)、LHRH激动剂(例如戈舍瑞林(goscrclin)和亮丙瑞林)、抗雄激素类(例如氟他胺和比卡鲁胺)、光动力疗法(例如vertoporfin(BPD-MA)、酞菁、光敏剂Pc4和去甲氧-竹红菌素A(2BA-2-DMHA))、氮芥类(例如环磷酰胺、异环磷酰胺、曲磷胺、苯丁酸氮芥、雌莫司汀和美法仑)、亚硝基脲(例如卡莫司汀(BCNU)和洛莫司汀(CCNU))、烷基磺酸酯类(例如白消安和苏消安)、三氮烯类(例如达卡巴嗪、替莫唑胺)、含铂化合物(例如顺铂、卡铂、奥沙利铂)、长春花生物碱类(例如长春新碱、长春花碱、长春地辛和长春瑞滨)、紫杉烷类(例如紫杉醇或紫杉醇等同物，如纳米粒子白蛋白结合紫杉醇(ABRAXANE)、二十二碳六烯酸结合紫杉醇(DHA-紫杉醇，Taxoprexin)、聚谷氨酸结合紫杉醇(PG-紫杉醇、新型紫杉醇(paclitaxel poliglumex)、CT-2103、XYOTAX)、肿瘤活化的前药(TAP)ANG1005(与三个紫杉醇分子结合的Angiopep-2)、紫杉醇-EC-1(erbB2-识别肽EC-1结合的紫杉醇)和葡萄糖缀合的紫杉醇，例如2-吡喃葡萄糖基琥珀酸2'-紫杉醇甲基酯；多西他赛、泰素)、表鬼臼毒素(例如依托泊苷、磷酸依托泊苷、替尼泊苷、拓扑替康、9-氨基喜树碱、开普拓(伊立替康)、伊立替康、克立那托(crisnatol)、丝裂霉素C)、抗代谢药DHFR抑制剂(例如甲氨蝶呤、二氯甲氨蝶呤、三甲曲沙、依达曲沙)、IMP脱氢酶抑制剂(例如霉酚酸、噻唑呋林、利巴韦林和EICAR)、核糖核苷酸还原酶抑制剂(例如羟基脲和去铁胺)、尿嘧啶类似物(例如5-氟尿嘧啶(5-FU)、氟尿苷、去氧氟尿苷、雷替曲塞、替加氟尿嘧啶(tegafur-uracil)、卡培他滨)、胞嘧啶类似物(例如阿糖孢苷(ara C)、胞嘧啶阿拉伯糖苷和氟达拉滨)、嘌呤类似物(例如巯嘌呤和硫鸟嘌呤)、维生素D3类似物(例如EB 1089、CB1093和KH 1060)、异戊二烯化抑制剂(例如洛伐他汀)、多巴胺能神经毒素类(例如1-甲基-4-苯基吡啶离子)、细胞周期抑制剂(例如星形孢菌素)、放线菌素(例如放线菌素D、更生霉素)、博来霉素(例如博来霉素A2、博来霉素B2、培洛霉素)、蒽环类(例如道诺霉素、阿霉素、聚乙二醇化脂质体阿霉素、伊达比星、表阿霉素、吡柔比星、佐柔比星、米托蒽醌)、MDR抑制剂(例如维拉帕米)、Ca2+ATP酶抑制剂(例如毒胡萝卜素)、伊马替尼、沙利度胺、来那度胺、酪氨酸激酶抑制剂(例如，阿昔替尼(AG013736)、博舒替尼(SKI-606)、西地尼布(RECENTINTM，AZD2171)、达沙替尼(
BMS-354825)、埃罗替尼
吉非替尼
伊马替尼(
CGP57148B，STI-571)、拉帕替尼
来他替尼(CEP-701)、来那替尼(HKI-272)、尼罗替尼
司马沙尼(semaxinib，SU5416)、舒尼替尼(
SU11248)、托西尼布
凡德他尼(
ZD6474)、瓦他拉尼碱(PTK787，PTK/ZK)、曲妥单抗
贝伐单抗
利妥昔单抗
西妥昔单抗
帕尼单抗
兰尼单抗
尼罗替尼
索拉非尼
依维莫司
阿仑单抗
吉妥单抗
替西罗莫司
ENMD-2076、PCI-32765、AC220、多韦替尼乳酸盐(TKI258、CHIR-258)、BIBW 2992(TOVOKTM)、SGX523、PF-04217903、PF-02341066、PF-299804、BMS-777607、ABT-869、MP470、BIBF 1120
AP24534、JNJ-26483327、MGCD265、DCC-2036、BMS-690154、CEP-11981、tivozanib(AV-951)、OSI-930、MM-121、XL-184、XL-647、和/或XL228)、蛋白酶体抑制剂(例如，硼替佐米(VELCADE))、mTOR抑制剂(例如，雷帕霉素、西罗莫司(CCI-779)、依维莫司(RAD-001)、地磷莫司、AP23573(Ariad)、AZD8055(AstraZeneca)、BEZ235(Novartis)、BGT226(Norvartis)、XL765(Sanofi Aventis)、PF-4691502(Pfizer)、GDC0980(Genetech)、SF1126(Semafoe)和OSI-027(OSI))、奥利默森、吉西他滨、洋红霉素、甲酰四氢叶酸、培美曲塞、环磷酰胺、达卡巴嗪、丙卡巴肼、泼尼松龙、地塞米松、campathecin、普卡霉素、天冬酰胺酶、氨基蝶呤、甲喋呤、泊非霉素、美法仑、异长春碱、环氧长春碱、苯丁酸氮芥、曲贝替定、丙卡巴肼、海绵多羟基内酯(discodermolide)、洋红霉素、氨基蝶呤和六甲嘧胺。
在某些实施方案中，活性药物成分选自以下组，包括但不限于：抗增殖剂、抗癌剂、抗血管生成剂、抗炎剂、免疫抑制剂、抗菌剂、抗病毒剂、心血管剂、脱胆甾醇剂、抗糖尿病剂、抗过敏剂、避孕剂和止痛剂。在某些实施方案中，活性药物成分是抗增殖剂。在某些实施方案中，活性药物成分是抗癌剂。在某些实施方案中，活性药物成分是抗病毒剂。
示例性活性药物成分包括但不限于抗生素、抗病毒剂、麻醉剂、抗凝剂、酶抑制剂、甾体试剂、甾体或非甾体抗炎剂、抗组胺剂、免疫抑制剂、抗原、疫苗、抗体、减充血剂、镇静剂、阿片样物质、止痛剂、镇痛剂、退热剂、激素和前列腺素等。活性药物成分包括有机小分子如药物化合物(例如，由美国食品和药品管理局(US Food and Drug Administration)批准的化合物，如美国联邦法规(Code of Federal Regulations，CFR)中所提供)、肽、蛋白质、碳水化合物、单糖、低聚糖、多糖、核蛋白、粘蛋白、脂蛋白、合成多肽或蛋白质、与蛋白质连接的小分子、糖蛋白、类固醇、核酸、DNA、RNA、核苷酸、核苷、寡核苷酸、反义寡核苷酸、脂质、激素、维生素和细胞。
在某些实施方案中，活性药物成分是抗生素。示例性抗生素包括但不限于青霉素类(例如，青霉素、阿莫西林)、头孢菌素类(例如，头孢氨苄)、大环内酯类(例如，红霉素、克拉霉素、阿奇霉素、醋竹桃霉素)、氟喹诺酮类(例如，环丙沙星、左氧氟沙星、氧氟沙星)、磺胺类(例如，复方新诺明、甲氧苄啶)、四环素类(例如，四环素、氯四环素、氧四环素、地美环素、美他环素、山环素、强力霉素、金霉素、土霉素、米诺环素、6-脱氧四环素、赖甲环素、甲氯环素、甲烯土霉素、氢吡四环素和甘氨酰环素抗生素(例如，替加环素))、氨基糖苷类(例如，庆大霉素、妥布霉素、巴龙霉素)、氨基环醇(例如，大观霉素)、氯霉素、司帕霉素、奎奴普丁/dalfoprisin(SyndercidTM)。在某些实施方案中，抗生素是核糖体靶向抗生素。
在一些实施方案中，活性药物成分保留或包封在聚合物中。在一些实施方案中，活性药物成分保留或包封在聚合物上。
在一些实施方案中，该方法是与在不存在聚合物时施用活性药物成分相比，使活性药物成分在受试者中的停留时间延长的方法。在一些实施方案中，该方法是与在不存在聚合物时施用活性药物成分相比，使活性药物成分在受试者中聚合部位处的停留时间延长的方法。
在一些实施方案中，该方法是与在不存在聚合物时施用活性药物成分相比，提供活性药物成分的持续释放的方法。
在一些实施方案中，该方法是与在不存在聚合物时施用活性药物成分相比，使活性药物成分的给药频率减少的方法。在一些实施方案中，给药频率是每天一次。在一些实施方案中，给药频率是每天两次。
在一些实施方案中，该方法是与在不存在聚合物时施用活性药物成分相比，使活性药物成分的半衰期增加的方法。在一些实施方案中，与在不存在聚合物时施用活性药物成分相比，该方法使活性药物成分的半衰期增加至少约2倍。在一些实施方案中，与在不存在聚合物时施用活性药物成分相比，该方法使活性药物成分的半衰期增加至少约4倍。在一些实施方案中，与在不存在聚合物时施用活性药物成分相比，该方法使活性药物成分的半衰期增加至少约6倍。在一些实施方案中，与在不存在聚合物时施用活性药物成分相比，该方法使活性药物成分的半衰期增加至少约10倍。
在一些实施方案中，该方法是与在不存在聚合物时施用活性药物成分相比，使活性药物成分的AUC增加的方法。在一些实施方案中，与在不存在聚合物时施用活性药物成分相比，该方法使AUC增加至少约2倍。在一些实施方案中，与在不存在聚合物时施用活性药物成分相比，该方法使AUC增加至少约3倍。在一些实施方案中，与在不存在聚合物时施用活性药物成分相比，该方法使AUC增加至少约4倍。
在一些实施方案中，该方法是与在不存在聚合物时施用活性药物成分相比，调节活性药物成分的Cmax的方法。在某些实施方案中，调节的方法是增加。在某些实施方案中，调节的方法是减小。
在一些实施方案中，该方法是与在不存在聚合物时施用活性药物成分相比，调节活性药物成分的Tmax的方法。在某些实施方案中，调节的方法是增加。在某些实施方案中，调节的方法是减小。
在一些实施方案中，一旦活性药物成分被小肠吸收，该方法不会影响药物代谢。
在一些实施方案中，该方法是在受试者中治疗血吸虫病的方法。
在一些实施方案中，组合物还包含辐射防护剂。在某些实施方案中，辐射防护剂是抗氧化剂、含硫醇化合物、或氮氧化物。在某些实施方案中，辐射防护剂是沙利度胺、半胱氨酸、氨磷汀、帕利夫明、或左旋肉碱。在某些实施方案中，辐射防护剂是沙利度胺。
在一些实施方案中，营养制剂是维生素D或铁。
在一些实施方案中，该方法提供靶向小肠。
在一些实施方案中，该方法是减少小肠摄取的方法。在一些实施方案中，该方法是减少小肠对一种或多种营养物和活性药物成分的摄取的方法。在一些实施方案中，该方法是减少小肠对一种或多种营养物的摄取的方法。在一些实施方案中，该方法是减少小肠对一种或多种活性药物成分的摄取的方法。
在一些实施方案中，该方法是增加在小肠中的停留时间的方法。在一些实施方案中，该方法是增加一种或多种营养物和活性药物成分在小肠中的停留时间的方法。在一些实施方案中，该方法是增加一种或多种营养物在小肠中的停留时间的方法。在一些实施方案中，该方法是增加一种或多种活性药物成分在小肠中的停留时间的方法。
在一些实施方案中，该方法使得肠腔保持扩张。
在一些实施方案中，该方法是在受试者中治疗或预防肠粘连的方法。在一些实施方案中，该方法是在受试者中预防肠粘连的方法。
在一些实施方案中，该方法是在受试者中治疗或预防肠梗阻的方法。在一些实施方案中，该方法是在受试者中预防肠梗阻的方法。
在一些实施方案中，该方法是在受试者中治疗出血的方法。在一些实施方案中，该方法是治疗受试者的小肠出血的方法。在一些实施方案中，出血在上GI道中。在一些实施方案中，出血在胃中。在一些实施方案中，治疗出血的方法是治疗止血的方法。
在一些实施方案中，聚合物调节小肠内的吸收。在一些实施方案中，聚合物调节一种或多种营养物或活性药物成分、或它们的组合在小肠内的吸收。在一些实施方案中，聚合物调节一种或多种营养物和活性药物成分在小肠内的吸收。在一些实施方案中，聚合物调节一种或多种营养物在小肠内的吸收。在一些实施方案中，聚合物调节一种或多种活性药物成分在小肠内的吸收。
在一些实施方案中，聚合物调节小肠内的消化。在一些实施方案中，聚合物调节一种或多种营养物在小肠内的消化。
在某些实施方案中，聚合物基本上阻碍小肠的吸收。在一些实施方案中，聚合物基本上阻碍一种或多种营养物或活性药物成分、或它们的组合吸收到其上形成有聚合物的上皮。在一些实施方案中，聚合物基本上阻碍一种或多种营养物吸收到其上形成有聚合物的上皮。在一些实施方案中，聚合物基本上阻碍一种或多种活性药物成分吸收到其上形成有聚合物的上皮。
在一些实施方案中，聚合物基本上阻碍一种或多种营养物或活性药物成分、或它们的组合吸收到受试者的肠壁。在一些实施方案中，聚合物基本上阻碍一种或多种营养物吸收到受试者的肠壁。在一些实施方案中，聚合物基本上阻碍一种或多种活性药物成分吸收到受试者的肠壁。
在一些实施方案中，聚合物基本上阻碍一种或多种营养物或活性药物成分、或它们的组合吸收到受试者的血流中。在一些实施方案中，聚合物基本上阻碍一种或多种营养物吸收到受试者的血流中。在一些实施方案中，聚合物基本上阻碍一种或多种活性药物成分吸收到受试者的血流中。
在一些实施方案中，该方法是在受试者中固定酶的方法。
在一些实施方案中，该方法是向受试者递送活性药物成分的方法。
在一些实施方案中，该方法是在受试者中补充消化的方法。
在一些实施方案中，聚合物诱导血液胶凝。在某些实施方案中，聚合物诱导凝血。在一些实施方案中，组合物为粉末的形式。在某些实施方案中，该方法包括将粉末喷雾到受试者之上或之内的受影响区域上。
在一些实施方案中，聚合物是无毒的。在一些实施方案中，组合物是无毒的。在一些实施方案中，组合物及其组分是无毒的。
在一些实施方案中，聚合物对物理和化学作用力是稳定的。在一些实施方案中，聚合物对肠液、肠酸、胃酸、食糜、乙醇和盐水中的一种或多种是稳定的。在一些实施方案中，聚合物在暴露于肠液、肠酸、胃酸、食糜、乙醇、或盐水中的一种或多种时分解少于约25％。在一些实施方案中，聚合物在暴露于肠液、肠酸、胃酸、食糜、乙醇、或盐水中的一种或多种时分解少于约20％。在一些实施方案中，聚合物在暴露于肠液、肠酸、胃酸、食糜、乙醇、或盐水中的一种或多种时分解少于约10％。在一些实施方案中，聚合物在暴露于肠液、肠酸、胃酸、食糜、乙醇、或盐水中的一种或多种时分解少于约5％。在一些实施方案中，物理作用力选自蠕动和分节运动(segmentation)中的一种或多种。
在另一方面，本公开提供了一种治疗疾病或障碍的方法，该方法包括向有此需要的受试者施用有效量的如本文所述的组合物。
本公开还提供了一种预防疾病或障碍的方法，该方法包括向有此需要的受试者施用有效量的如本文所述的组合物。
在一些实施方案中，疾病或障碍是代谢障碍、眼病、全身性疾病、消化障碍、感染性疾病、癌症、出血、溃疡、肠梗阻、肠系膜缺血、肥胖症、精神障碍、阿尔茨海默病、或移植排斥。在一些实施方案中，疾病或障碍是代谢障碍、全身性疾病、消化障碍、感染性疾病、癌症、出血、溃疡、肠梗阻、肠系膜缺血、肥胖症、精神障碍、阿尔茨海默病、或移植排斥。
在一些实施方案中，疾病是癌症。示例性癌症包括但不限于听神经瘤；腺癌；肾上腺癌；肛门癌；血管肉瘤(angiosarcoma)(例如，淋巴管肉瘤、淋巴管内皮肉瘤、血管内皮瘤(hemangiosarcoma))；阑尾癌；良性单克隆丙球蛋白病；胆管癌(例如，肝胆管型肝癌(cholangiocarcinoma))；膀胱癌；乳腺癌(例如，乳腺腺癌、乳腺乳头状癌、乳癌、乳腺髓样癌)；脑癌(例如，脑膜瘤、成胶质细胞瘤、神经胶质瘤(例如，星形细胞瘤、少突神经胶质瘤)、成神经管细胞瘤)；支气管癌；类癌瘤；宫颈癌(例如，宫颈腺癌)；绒毛膜癌；脊索瘤；颅咽管瘤；结肠直肠癌(例如，结肠癌、直肠癌、结直肠腺癌)；结缔组织癌；上皮癌；室管膜瘤；内皮肉瘤(例如，卡波西肉瘤、多发性特发性出血性肉瘤)；子宫内膜癌(例如，子宫癌、子宫肉瘤)；食道癌(例如，食管腺癌、Barrett腺癌)；尤因氏肉瘤；眼癌(例如，眼内黑色素瘤、视网膜母细胞瘤)；常见嗜酸粒细胞增多症；胆囊癌；胃癌(例如，胃腺癌)；胃肠道间质瘤(GIST)；生殖细胞癌；头颈癌(例如，头颈部鳞状细胞癌、口腔癌(例如，口腔鳞状细胞癌)、咽喉癌(例如，喉癌、咽癌、鼻咽癌、口咽癌))；造血系统癌症(例如，白血病如急性淋巴细胞性白血病(ALL)(例如，B细胞ALL、T细胞ALL)、急性髓细胞性白血病(AML)(例如，B细胞AML、T细胞AML)、慢性髓细胞性白血病(CML)(例如，B细胞CML、T细胞CML)和慢性淋巴细胞性白血病(CLL)(例如，B细胞CLL、T细胞CLL))；淋巴瘤如霍奇金淋巴瘤(HL)(例如，B细胞HL、T细胞HL)和非霍奇金淋巴瘤(NHL)(例如，B细胞NHL如弥漫性大细胞淋巴瘤(DLCL)(例如，弥漫性大B细胞淋巴瘤)、滤泡性淋巴瘤、慢性淋巴细胞性白血病/小淋巴细胞性淋巴瘤(CLL/SLL)、套细胞淋巴瘤(MCL)、边缘区B细胞淋巴瘤(例如，黏膜相关淋巴组织(MALT)淋巴瘤、结内边缘区B细胞淋巴瘤、脾边缘区B细胞淋巴瘤)、原发性纵膈B细胞淋巴瘤、伯基特淋巴瘤、淋巴浆细胞性淋巴瘤(即华氏
巨球蛋白血症)、毛细胞白血病(HCL)、成免疫细胞性大细胞淋巴瘤、B前躯淋巴母细胞性淋巴瘤和原发性中枢神经系统(CNS)淋巴瘤；和T细胞NHL如T前躯淋巴母细胞性淋巴瘤/白血病、外周T细胞淋巴瘤(PTCL)(例如，皮肤T细胞淋巴瘤(CTCL)(例如，蕈样肉芽肿病、塞扎里综合征)、血管免疫母细胞性T细胞淋巴瘤、结外自然杀伤T细胞淋巴瘤、肠病型T细胞淋巴瘤、皮下脂膜炎样T细胞淋巴瘤和间变性大细胞淋巴瘤)；一种或多种如上所述的白血病/淋巴瘤的混合状态；和多发性骨髓瘤(MM))、重链病(例如，α链病、γ链病、μ链病)；成血管细胞瘤；下咽癌；炎性肌纤维母细胞瘤；免疫细胞淀粉样变性；肾癌(例如，肾母细胞瘤，亦称威尔姆氏瘤、肾细胞癌)；肝癌(例如，肝细胞癌(HCC)、恶性肝瘤)；肺癌(例如，支气管癌、小细胞肺癌(SCLC)、非小细胞肺癌(NSCLC)、肺腺癌)；平滑肌肉瘤(LMS)；肥大细胞增多症(例如，全身性肥大细胞增生症)；肌肉癌；骨髓增生异常综合征(MDS)；间皮瘤；骨髓增殖性疾病(MPD)(例如，真性红细胞增多症(PV)、原发性血小板增多症(ET)、特发性髓样化生(AMM)，亦称骨髓纤维化(MF)、慢性特发性骨髓纤维化、慢性粒细胞性白血病(CML)、慢性中性粒细胞白血病(CNL)、高嗜酸细胞综合征(HES))；成神经细胞瘤；神经纤维瘤(例如，1型或2型神经纤维瘤病(NF)、神经鞘瘤(schwannomatosis))；神经内分泌癌(例如，胃肠胰腺神经内分泌肿瘤(GEP-NET)、类癌瘤)；骨肉瘤(例如，骨癌)；卵巢癌(例如，囊腺癌、卵巢胚胎性癌、卵巢腺癌)；乳头状腺癌；胰腺癌(例如，胰腺腺癌、管内乳头状黏液性肿瘤(IPMN)、胰岛细胞瘤)；阴茎癌(例如，阴茎和阴囊的佩吉特病)；松果体瘤；原始神经外胚层肿瘤(PNT)；浆细胞瘤变；副肿瘤综合征；上皮内肿瘤；前列腺癌(例如，前列腺腺癌)；直肠癌；横纹肌肉瘤；唾液腺癌；皮肤癌(例如，鳞状细胞癌(SCC)、角化棘皮瘤(KA)、黑素瘤、基底细胞癌(BCC))；小肠癌(例如，阑尾癌)；软组织肉瘤(例如，恶性纤维组织细胞瘤(MFH)、脂肪肉瘤、恶性周围神经鞘膜瘤(MPNST)、软骨肉瘤、纤维肉瘤、粘液肉瘤)；皮脂腺癌；小肠癌；汗腺瘤；滑膜瘤；睾丸癌(例如，精原细胞瘤、睾丸胚胎性癌)；甲状腺癌(例如，甲状腺乳头状癌、乳头状甲状腺癌(PTC)、甲状腺髓样癌)；尿道癌；阴道癌；和外阴癌(例如，外阴佩吉特病(Paget’s disease of the vulva))。
在一些实施方案中，代谢障碍是高胰岛素血症。
在一些实施方案中，消化疾病是克罗恩氏病、溃疡性结肠炎、吸收不良、炎性肠病、肠易激综合征、乳糖不耐受、或乳糜泻。在一些实施方案中，疾病是克罗恩氏病。
在一些实施方案中，疾病是精神障碍。
在一些实施方案中，疾病是阿尔茨海默病。
在一些实施方案中，障碍是移植排斥。
在一些实施方案中，全身性疾病是自身免疫疾病。示例性自身免疫疾病包括但不限于肾小球肾炎、古德帕斯丘综合征、坏死性血管炎、淋巴结炎、结节性动脉周围炎、全身性红斑狼疮、类风湿性关节炎、银屑病性关节炎、全身性红斑狼疮、银屑病、溃疡性结肠炎、全身性硬化症、皮肌炎/多肌炎、抗磷脂抗体综合征、硬皮病、寻常型天疱疮、ANCA相关性血管炎(例如，韦格纳肉芽肿病、显微镜下多血管炎)、葡萄膜炎、舍格伦(Sjogren’s)综合征、克罗恩氏病、瑞特氏(Reiter’s)综合征、强直性脊柱炎、莱姆病、格-巴二氏(Guillain-Barré)综合征、桥本甲状腺炎和心肌病。
在一些实施方案中，全身性疾病是肥大细胞增多症、慢性疲劳综合征、全身性血管炎、结节病、甲状腺功能减退、糖尿病、纤维肌痛、肾上腺功能不全、乳糜泻、溃疡性结肠炎、克罗恩氏病、高血压、代谢综合征、AIDS、格雷夫斯氏(Graves’)病、全身性红斑狼疮、关节炎、动脉粥样硬化、镰状细胞病、重症肌无力、全身性硬化症、炎性疾病、或窦炎。
在一些实施方案中，疾病是炎性疾病。炎性疾病包括但不限于动脉粥样硬化、动脉硬化症、自身免疫性障碍、多发性硬化症、全身性红斑狼疮、风湿性多肌痛(PMR)、痛风性关节炎、退行性关节炎、肌腱炎、滑液囊炎、银屑病、囊性纤维化、关节骨炎、类风湿性关节炎、炎症性关节炎、舍格伦综合征、巨细胞动脉炎、进行性全身性硬化症(硬皮病)、强直性脊柱炎、多肌炎、皮肌炎、天疱疮、类天疱疮、糖尿病(例如I型)、重症肌无力、桥本甲状腺炎、格雷夫斯病、古德帕斯丘病、混合性结蒂组织病、硬化性胆管炎、炎症性肠病、克罗恩氏病、溃疡性结肠炎、恶性贫血、炎症性皮肤病、寻常型间质性肺炎(UIP)、石棉沉滞症、硅肺病、支气管扩张症、铍中毒、滑石沉着病、尘肺病、结节病、脱屑性间质性肺炎、淋巴间质性肺炎、巨细胞间质性肺炎、细胞间质性肺炎、外源性过敏性肺泡炎、韦格纳肉芽肿病和相关形式的脉管炎(颞动脉炎和结节性多动脉炎)、炎症性皮肤病、肝炎、迟发型变态反应(例如，毒漆藤皮炎)、肺炎、呼吸道炎症、成人呼吸窘迫综合征(ARDS)、脑炎、立即的高度过敏反应、哮喘、枯草热、过敏症、急性过敏反应、风湿热、肾小球肾炎、肾盂肾炎、蜂窝织炎、膀胱炎、慢性胆囊炎、缺血(缺血性损伤)、再灌注损伤、同种异体移植排斥、宿主抗移植物反应、阑尾炎、动脉炎、睑缘炎、毛细支气管炎、支气管炎、宫颈炎、胆管炎、绒毛膜羊膜炎、结膜炎、泪腺炎、皮肌炎、心内膜炎、子宫内膜炎、肠炎、小肠结肠炎、上髁炎、附睾炎、筋膜炎、纤维组织炎、胃炎、肠胃炎、齿龈炎、回肠炎、虹膜炎、喉炎、脊髓炎、心肌炎、肾炎、脐炎、卵巢炎、睾丸炎、骨炎、耳炎、胰腺炎、腮腺炎、心包炎、咽炎、胸膜炎、静脉炎、肺炎、直肠炎、前列腺炎、鼻炎、输卵管炎、窦炎、口腔炎、滑膜炎、睾丸炎、扁桃体炎、尿道炎、膀胱炎、葡萄膜炎、阴道炎、血管炎、外阴炎、外阴阴道炎、脉管炎、慢性支气管炎、骨髓炎、视神经炎、颞动脉炎、横贯性脊髓炎、坏死性筋膜炎和坏死性小肠结肠炎。眼部炎性疾病包括但不限于手术后炎症。在一些实施方案中，疾病是炎性关节疾病。在一些实施方案中，疾病是关节炎。在某些实施方案中，疾病是骨关节炎。在一些实施方案中，疾病是类风湿性关节炎。
在一些实施方案中，疾病是肥胖症、高胰岛素血症、或糖尿病。在一些实施方案中，疾病是肥胖症。在一些实施方案中，疾病是高胰岛素血症。在一些实施方案中，疾病是糖尿病。在一些实施方案中，疾病是2型糖尿病。
在一些实施方案中，疾病是感染性疾病。在一些实施方案中，疾病是细菌、病毒、真菌、或寄生虫感染。在一些实施方案中，疾病是寄生虫病。在一些实施方案中，疾病是贾第鞭毛虫病、蛔虫病、或绦虫感染。在一些实施方案中，疾病是血吸虫病。在一些实施方案中，疾病是病毒感染。在一些实施方案中，疾病是流感。
在一些实施方案中，疾病是乳糖不耐受。
在一些实施方案中，障碍是肠梗阻。在一些实施方案中，障碍是肠粘连。在某些实施方案中，本文所述的方法和组合物预防肠的再粘连和/或再梗阻。
在某些实施方案中，本文所提供的方法和组合物是避孕剂。
在某些实施方案中，疾病是创伤。
在一些实施方案中，本公开提供了组合物用于在体内形成聚合物的用途，该用途包括向受试者施用包含单体和氧源的组合物，其中单体和氧源在体内接触受试者内源性的催化剂并且催化剂使单体原位聚合，其中单体是多巴胺或其盐。
在另一方面，本公开提供了组合物用于在体内形成聚合物的用途，该用途包括向受试者施用包含单体和氧源的组合物，其中单体和氧源在体内接触受试者内源性的催化剂并且催化剂使单体原位聚合，并且其中单体是多巴胺或其盐，氧源是过氧化氢或脲过氧化氢，并且内源性催化剂选自过氧化氢酶或过氧化物酶。
在一个方面，本公开提供了有效量的如本文所述的组合物用于在有此需要的受试者中治疗疾病或障碍的用途。
在另一方面，本公开提供了有效量的如本文所述的组合物用于在有此需要的受试者中预防疾病或障碍的用途。
组合物
在某些方面，本文还提供了组合物，该组合物包含多巴胺、氧源，以及任选的缓冲剂。
在一些实施方案中，组合物包含约0.001至约1000mg/mL的多巴胺、约0.01至约100mM的氧源，以及任选的缓冲剂。
在一些实施方案中，组合物包含约0.001至约1000mg/mL的多巴胺。在一些实施方案中，组合物包含约0.001至约500mg/mL的多巴胺。在一些实施方案中，组合物包含约0.01至约100mg/mL的多巴胺。在一些实施方案中，组合物包含约1至约20mg/mL的多巴胺。在一些实施方案中，组合物包含约10mg/mL的多巴胺。在一些实施方案中，组合物包含约9.8mg/mL的多巴胺。
在一些实施方案中，组合物包含约0.01至约100mM的氧源。在一些实施方案中，组合物包含约0.1至约50mM的氧源。在一些实施方案中，组合物包含约1至约30mM的氧源。在一些实施方案中，组合物包含约20mM的氧源。在一些实施方案中，组合物包含与受试者的摄取相容的浓度的氧源。
在一些实施方案中，组合物具有约7至约10的pH。在一些实施方案中，组合物具有约7至约9的pH。在一些实施方案中，组合物具有约8.5的pH。在一些实施方案中，组合物具有约7.4的pH。
在一些实施方案中，组合物包含约10mg/mL的多巴胺、约20mM的过氧化氢或脲过氧化氢，以及任选的缓冲剂。在一些实施方案中，组合物包含约9.8mg/mL的多巴胺、约20mM的过氧化氢或脲过氧化氢，以及任选的缓冲剂。
在一些实施方案中，缓冲剂包括磷酸盐、乙酸盐、柠檬酸盐、N-[三(羟甲基)甲基]甘氨酸)、(三(羟甲基)氨基甲烷)、或(2-(双(2-羟乙基)氨基)乙酸)。在一些实施方案中，缓冲剂包括三(羟甲基)氨基甲烷。
在一些实施方案中，组合物还包含消化酶、营养物阻断剂、辐射防护剂、营养制剂、活性药物成分、诊断剂、或它们的组合。
在一些实施方案中，组合物为液体或固体剂型。在一些实施方案中，组合物为溶液、凝胶、片剂、或胶囊的形式。
试剂盒
本公开还涵盖试剂盒(例如药物包装)。所提供的试剂盒可包含本文所述的组合物以及容器(例如，小瓶、安瓿、瓶、注射器和/或分配器包装件、或其他合适的容器)。
本公开还提供了试剂盒。在一个方面，本公开提供了一种试剂盒，该试剂盒包含：如本文所述的组合物，以及用于向受试者施用组合物的说明书。在一些实施方案中，组合物包含：多巴胺；过氧化氢或脲过氧化氢；缓冲剂；以及任选的酶、营养物阻断剂、辐射防护剂、营养制剂、活性药物成分、诊断剂、或它们的组合。在一些实施方案中，缓冲剂是三(羟甲基)氨基甲烷。在某些实施方案中，试剂盒还包含内窥镜、关节镜、膀胱镜、阴道镜、结肠镜、支气管镜、输尿管镜、肛门镜、食管镜、胃镜、腹腔镜、喉镜、神经内镜、直肠镜、乙状结肠镜、或胸腔镜。在某些实施方案中，组合物为胶囊的形式。
在一些实施方案中，所提供的试剂盒还可任选地包括第二容器，该第二容器包含用于稀释或悬浮本文所述的组合物的药物赋形剂。在一些实施方案中，将第一容器和第二容器中提供的本文所述的组合物组合以形成一个单位剂型。
因此，在一个方面，提供了试剂盒，该试剂盒包括包含本文所述的组合物的第一容器。在某些实施方案中，试剂盒可用于在有此需要的受试者中治疗疾病。在某些实施方案中，试剂盒可用于在有此需要的受试者中预防疾病。在某些实施方案中，试剂盒可用于在有此需要的受试者中降低发展疾病的风险。
在某些实施方案中，本文所述的试剂盒还包括使用试剂盒的说明书。本文所述的试剂盒还可包括如管理机构如美国食品和药物管理局(U.S.Food and DrugAdministration)(FDA)所要求的信息。在某些实施方案中，试剂盒中包括的信息是处方信息。在某些实施方案中，试剂盒和说明书提供了在有此需要的受试者中治疗疾病。在某些实施方案中，试剂盒和说明书提供了在有此需要的受试者中预防疾病。在某些实施方案中，试剂盒和说明书提供了在有此需要的受试者中降低发展疾病的风险。本文所述的试剂盒可包括作为单独组合物的本文所述的一种或多种额外试剂。
给药
本文所述的方法和用途包括向受试者施用有效量的包含单体和氧源的组合物(即，以原位形成聚合物(例如，为了治疗或预防疾病))。
在一些实施方案中，组合物经口服施用。在一些实施方案中，组合物为液体或固体剂型。在一些实施方案中，组合物为溶液、凝胶、片剂、或胶囊的形式。
在某些实施方案中，有效量是治疗有效量。在某些实施方案中，有效量是在有此需要的受试者中有效治疗感染性疾病的量。在某些实施方案中，有效量是在有此需要的受试者中有效预防感染性疾病的量。在某些实施方案中，有效量是预防有效量。在某些实施方案中，有效量是在有此需要的受试者中有效治疗增殖性疾病的量。在某些实施方案中，有效量是在有此需要的受试者中有效预防增殖性疾病的量。在某些实施方案中，有效量是在有此需要的受试者中有效治疗血液病的量。在某些实施方案中，有效量是在有此需要的受试者中有效预防血液病的量。在某些实施方案中，有效量是在有此需要的受试者中有效治疗神经疾病的量。在某些实施方案中，有效量是在有此需要的受试者中有效预防神经疾病的量。在某些实施方案中，有效量是在有此需要的受试者中有效治疗疼痛病症的量。在某些实施方案中，有效量是在有此需要的受试者中有效预防疼痛病症的量。在某些实施方案中，有效量是在有此需要的受试者中有效治疗精神障碍的量。在某些实施方案中，有效量是在有此需要的受试者中有效预防精神障碍的量。在某些实施方案中，有效量是在有此需要的受试者中有效治疗代谢障碍的量。在某些实施方案中，有效量是在有此需要的受试者中有效预防代谢障碍的量。在某些实施方案中，有效量是在有此需要的受试者中降低发展疾病(例如，感染性疾病、增殖性疾病、血液病、神经疾病、疼痛病症、精神障碍、或代谢障碍)的风险的量。在某些实施方案中，有效量是有效抑制受试者或细胞中的生物体的活性(例如，异常活性，如增加的活性)的量。
在某些实施方案中，受试者是动物。动物可为任一性别，并且可处于任何发育阶段。在某些实施方案中，本文所述的受试者是人类。在一些实施方案中，受试者是成人。在某些实施方案中，受试者是儿童。在某些实施方案中，受试者是非人动物。在某些实施方案中，受试者是哺乳动物。在某些实施方案中，受试者是非人哺乳动物。在某些实施方案中，受试者是驯养动物，如狗、猫、母牛、猪、马、绵羊、或山羊。在某些实施方案中，受试者是伴侣动物，如狗或猫。在某些实施方案中，受试者是家畜动物，如母牛、猪、马、绵羊、或山羊。在某些实施方案中，受试者是动物园动物。在另一个实施方案中，受试者是研究动物，如啮齿类(例如小鼠、大鼠)、狗、猪、或非人灵长类。在某些实施方案中，动物是基因工程动物。在某些实施方案中，动物是转基因动物(例如，转基因小鼠和转基因猪)。在某些实施方案中，受试者是鱼或爬行动物。
组合物可以作为单一单位剂量和/或作为多个单一单位剂量来制备、包装和/或散装出售。“单位剂量”是包含预定量的试剂或活性成分的组合物的离散量。试剂或活性成分的量通常等于将施用于受试者的试剂或活性成分的剂量，和/或这样的剂量的方便部分，如这样的剂量的二分之一或三分之一。
虽然本文所提供的组合物的描述主要涉及适于向人类施用的组合物，但是技术人员将理解，此类组合物通常适于施用于所有种类的动物。对适于施用于人类的组合物改良以使得组合物适于给药于各种动物是公知的，并且普通的熟练兽医药理学家可以用普通的实验来设计和/或执行此类改良。
本文所提供的组合物典型地配制成单位剂型，以便于施用和剂量的均匀度。然而，应当理解，本文所述的组合物的总日用量将由医师在合理的医学判断范围内决定。用于任何特定受试者或生物体的具体治疗有效剂量水平将取决于多种因素，包括所治疗的疾病以及障碍的严重程度；所采用的具体试剂或活性成分的活性；所采用的具体组合物；受试者的年龄、体重、一般健康状况、性别和饮食；所采用的具体试剂或活性成分的施用时间、施用途径和排泄率；治疗的持续时间；与所采用的具体试剂或活性成分组合或同时使用的药物；以及医学领域中公知的类似因素。
本文所提供的组合物可通过任何途径施用，包括肠内(例如口服)、肠胃外、静脉内、肌内、动脉内、髓内、鞘内、皮下、心室内、透皮、真皮内(interdermal)、直肠、眼、阴道内、腹膜内、局部、黏膜、鼻、颊面、舌下；通过气管滴注、支气管滴注和/或吸入；和/或作为口腔喷雾剂、鼻喷雾剂和/或气雾剂。另外，预期的途径是直接施用至受影响的部位。一般而言，最适当的施用途径将取决于多种因素，包括试剂的性质(例如，其在胃肠道环境中的稳定性)和/或受试者的状况(例如，受试者是否能够耐受口服施用)。在一些实施方案中，施用途径是局部的(至皮肤、眼、耳、口、或受影响的部位)。
实现有效量所需的试剂或活性成分的精确量将因受试者而异，这取决于例如受试者的物种、年龄和一般状况、副作用或障碍的严重程度、具体试剂或活性成分的识别、施用模式等。有效量可以包括在单剂量(例如，单口服剂量)或多剂量(例如，多口服剂量)中。在某些实施方案中，当多剂量施用于受试者或者施加于组织或细胞时，多剂量中的任何两个剂量包括不同或基本上相同量的本文所述的试剂或活性成分。在某些实施方案中，当多剂量施用于受试者或者施加于组织或细胞时，向受试者施用多剂量或者向组织或细胞施加多剂量的频率是每天三剂、每天两剂、每天一剂、每隔一天一剂、每三天一剂、每周一剂、每两周一剂、每三周一剂、或每四周一剂。在某些实施方案中，向受试者施用多剂量或者向组织或细胞施加多剂量的频率是每天一剂。在某些实施方案中，向受试者施用多剂量或者向组织或细胞施加多剂量的频率是每天两剂。在某些实施方案中，向受试者施用多剂量或者向组织或细胞施加多剂量的频率是每天三剂。在某些实施方案中，当多剂量施用于受试者或者施加于组织或细胞时，多剂量的第一剂与最后一剂之间的持续时间为一天、两天、四天、一周、两周、三周、一个月、两个月、三个月、四个月、六个月、九个月、一年、两年、三年、四年、五年、七年、十年、十五年、二十年、或受试者、组织、或细胞的寿命。在某些实施方案中，多剂量的第一剂与最后一剂之间的持续时间为三个月、六个月、或一年。在某些实施方案中，多剂量的第一剂与最后一剂之间的持续时间为受试者、组织、或细胞的寿命。
如本文所述的组合物可以与一种或多种额外的药剂(例如，治疗和/或预防活性剂)组合施用。组合物可以与额外药剂组合施用，所述额外药剂改善它们的活性(例如，在有此需要的受试者中治疗疾病、在有此需要的受试者中预防疾病、在有此需要的受试者中降低发展疾病的风险，和/或在抑制受试者或细胞中的生物体的活性中的活性(例如，效力和/或功效))、改善生物利用度、改善安全性、降低抗药性、降低和/或改变代谢、抑制排泄，和/或改变在受试者或细胞中的分布。还应当理解，所采用的疗法可针对相同的障碍实现期望的效应，并且/或者其可实现不同的效应。
组合物可以与一种或多种额外药剂同时、在其之前、或之后施用，这些额外药剂可用作例如组合疗法。
实施例
为了可以更充分地理解本文所述的本发明，阐述了以下实施例。本申请中描述的实施例被提供成用于说明本文所提供的化合物、组合物和方法，并且不以任何方式解释为限制其范围。
缩写
PDA：聚多巴胺
CAT：过氧化氢酶
GSEL：胃肠合成上皮层
PBS：磷酸盐缓冲盐水
TBS：Tris缓冲盐水
TBST：含TritonX 100的Tris缓冲盐水
IgG：免疫球蛋白G
mRNA：信使核糖核酸
cDNA：互补脱氧核糖核酸
FTIR：傅里叶变换红外
化学品和材料
盐酸多巴胺(1225204)、模拟胃液(18818)、脲H2O2(289132)、过氧化氢酶(C3556&C1345)、Triton X-100(T8787)、3-氨基-1,2,4-三唑(A8056)、RIPA缓冲剂(R0278)、蛋白酶抑制剂混合物(P8340)、磷酸酶抑制剂混合物3(P0044)、Trizma碱、邻硝基苯酚-β-D-半乳糖苷(N1127)、β-半乳醣苷酶(1356698)、葡萄糖(G8270)和乳糖(17814)购自Sigma-Aldrich。福尔马林(10％，磷酸盐缓冲)(SF100)、Tissue-Plus O.C.T(23-730-571)、BD GasPak EZ气体发生系统孵育容器(B260002)和SouthernBiotech Fluoromount-G玻片封片剂(OB100)购自Fisher Scientific。Pierce BCA蛋白测定(23225)、Pierce DAB底物(34002)、Pierce16％甲醛(w/v)(28908)、兔抗山羊免疫球蛋白G(IgG)(H+L)二抗-HRP(31402)、山羊抗兔IgG(H+L)二抗-HRP(65-6120)、Vybrant MTT细胞活力测定(V13154)、Dynabeads M-280(甲苯磺酰基活化)(14203)、SeeBlue Plus2预染蛋白标准(LC5925)、SuperSignal West FemtoMaximum Sensitivity底物(34094)、Pierce ECL蛋白质印迹底物(32109)、NuPAGE 4-12％Bis-Tris蛋白凝胶(NP0321BOX)、NE-PER细胞核与细胞质提取试剂盒(78835)、Mem-PERplus膜蛋白提取试剂盒(89842)、抗生素-抗真菌素(100X)(15240062)、SuperScript IV逆转录酶(18090050)、PCR Master Mix和所有引物购自ThermoFisher。总RNA分离试剂盒购自ZYMO RESEARCH。Precision Plus Protein双色标准(#1610374)购自Bio-Rad。硫酸钡(13989)购自Alfa Aesar。模拟肠液购自VWR。CYP3A4活性测定试剂盒(ab211076)、钙测定试剂盒(ab102505)、谷氨酸测定试剂盒(ab138883)、抗过氧化氢酶和抗β-肌动蛋白抗体购自Abcam。过氧化氢酶(CAT)测定试剂盒(E-BC-K031)购自Elabscience。吡喹酮购自ArkPharm。筛(150和300μm目尺寸)购自McMaster-Carr。Glo-Tip喷雾管(G24892)购自COOKMedical。所有其他化学品和生物化学品(除非另有说明)均购自Sigma-Aldrich且不经进一步纯化即进行使用。
方法
一般原则.通过多种技术(包括内窥镜检查、肠结扎和X射线成像)，在大型动物(猪)模型的GI道中评价体内组织加速聚合包被性能。鉴于Yorkshire猪与人类消化系统的解剖学和基因组相似性，选择Yorkshire猪(45-55kg)作为模型。生物相容性根据OECD指南进行表征。所有动物实验均经Massachusetts Institute of Technology的动物护理委员会(Committee on Animal Care)批准并根据其执行19,28。各实验的组和样本量在各图描述中有指示。对不同的动物执行各样本的独立实验。将所有大鼠随机分成不同的实验组，但是因为猪仅按需利用，并无预先建立用于体内猪研究的随机化计划。
组织加速聚合溶液制备.将盐酸多巴胺粉末(500mg)快速溶解于pH 8.5的Tris缓冲液(50mM，50ml)中，然后快速添加H2O2(1M，1ml)。新鲜使用混合的Tris缓冲的组织加速聚合溶液。除非另有说明，否则该混合溶液在所有实验中均新鲜使用，并称为组织加速聚合溶液等，以及胃肠合成上皮层(GSEL)。使用固体脲H2O2(作为H2O2溶液的替换)制备组织加速聚合胶囊。胶囊用盐酸多巴胺粉末(500mg)、Tris粉末(30-300mg；例如300mg)和固体脲H2O2粉末(10-50mg；例如50mg)制备。将混合的粉末填充到(000号)胶囊中(参见图37)。
过氧化氢酶催化的聚多巴胺聚合的体外评价.首先制备组织加速聚合溶液(200μl)并添加到96孔板中，然后添加过氧化氢酶(1mg/mL，5μl于1X磷酸盐缓冲盐水(PBS)缓冲液中)。将所有溶液置入具有低氧分压的容器(BD GasPak EZ)中。使反应混合物在37℃保持10-130分钟。使用Infinite M200读板器(Tecan)测量溶液在700nm处的消光。将结果与从未添加过氧化氢酶和H2O2的溶液获得的那些以及从常规条件下(在空气中)的反应获得的那些进行比较。参见图1C至1D以及6A至6B。
使用FTIR和UV-Vis光谱法的聚多巴胺表征.通过使多巴胺溶液(10mg/mL)在常规条件下(在空气中)聚合24小时来制备聚多巴胺标准品(H.Lee,S.M.Dellatore,W.M.Miller,P.B.Messersmith,Mussel-inspired surface chemistry formultifunctional coatings.,Science 318,426–30(2007))。对于过氧化氢酶催化的聚多巴胺，将过氧化氢酶(1mg/mL)置于透析装置(5ml)中，其被合并到组织加速聚合溶液(100ml)中保持24小时。在反应后，通过FTIR(Nicolet)和UV-Vis光谱法(Varian Cary 100)测量聚多巴胺溶液。参见图7A至7D以及8A至8C。
组织加速聚合包被性能的离体评价.从Blood Farm Slaughterhouse(WestGroton,USA)获取猪组织。对猪处以安乐死，切除新鲜组织并储存于冰上。从4个不同年龄、种族和性别的供体(全国疾病研究交流中心(National Disease Research Interchange),NDRI,USA)获取人组织标本。使组织(12cm2)暴露于组织加速聚合溶液(10mL)，并用PBS缓冲液(1X)洗涤3次以去除过量的聚多巴胺。在聚多巴胺包被组织的3-5个随机部位处收集样本(直径6mm)，并分析样本的图像以定量聚多巴胺包被。使用ImageJ识别包括聚多巴胺包被组织且排除“空白”无组织区域的所关注区域。对每组中的所有样本执行相同的分析以获得总平均聚多巴胺信号强度并评估信号变化。使组织暴露于抗生素-抗真菌素溶液(10X，Gibco)并用PBS缓冲液(1X)洗涤3次以去除粘液中的细菌。从置于冰冷基质上的小肠组织(纵向打开)的腔表面剥离绒毛。基于试剂盒的方案，使用细胞质和膜提取试剂盒(NE-PER,Mem-PER)对绒毛执行细胞分级分离。基于测定方案，通过CYP3A4活性测定(Abcam)来测量CYP3A4活性。参见图1E至1H、5A至5G、9、13、15、24、25、27、28、32、34和35。
组织裂解物制备.在冰上解剖猪胃肠道的上皮组织。通过抽吸去除外粘液层，然后通过液氮冷冻经冲洗的组织[(用1X磷酸盐缓冲盐水(PBS)]。将组织(10mg)在冰冷的裂解缓冲液(600μl，与蛋白酶和磷酸酶抑制剂混合物混合的RIPA缓冲液，Sigma-Aldrich)中孵育并匀化，以形成组织裂解物。使用二辛可宁酸(BCA)测定法来测量组织裂解物的总蛋白浓度。
组织裂解物的催化能力分析.执行基于非变性凝胶的催化活性测定。在7.5％非变性聚丙烯酰胺凝胶上分离组织裂解物中的蛋白质，并将凝胶用胃肠合成上皮层(组织加速聚合)溶液(50ml)染色10分钟。在染色后，将凝胶用PBS缓冲液(1X)洗涤3次并成像。见图2A和10。
过氧化氢酶活性的体外抑制.将3-氨基-1,2,4-三唑用作抑制剂。将组织裂解物(10mg/ml，100μl)在抑制剂溶液(20mM)中于4℃孵育6小时。参见图2B。
组织裂解物中过氧化氢酶的免疫沉淀.首先，基于免疫磁珠(Dynabeads)方案，将过氧化氢酶抗体缀合到甲苯磺酰基活化磁珠(Dynabeads M-280)上。将缀合的珠(60mg)进一步添加到组织裂解物溶液(10mg/ml，100μl)中，孵育2小时以捕获溶液中的过氧化氢酶，并置于磁体上2分钟以去除珠。参见图2C。
组织中过氧化氢酶表达的评价.收集新鲜的猪组织以进行实时PCR和蛋白质印迹。分离总RNA，并采用标准方案逆转录成cDNA。使用LightCycler480II系统(Roche)测量mRNA表达。使过氧化氢酶mRNA表达水平归一为管家基因(β-肌动蛋白、18S、GUS和GAPDH)并以阴性对照的百分比表示。对于蛋白质印迹，用标准方案在SDS-PAGE凝胶上分离组织裂解物。将抗过氧化氢酶(用含TritonX 100的Tris缓冲盐水(TBST)缓冲液1:500稀释)和抗β肌动蛋白(用TBST缓冲液1:1000稀释)用作第一抗体。第二抗体(用TBST缓冲液1:2000稀释)用于特异性检测。使用SuperSignalTM West Femto Maximum Sensitivity底物产生过氧化氢酶信号，并使用PierceTM ECL蛋白质印迹底物产生β-肌动蛋白信号。蛋白质印迹在ChemiDocTM XRS+系统(Bio-Rad)上成像并用Image Lab 3.0分析。参见图2D至2F、10、11和12。
聚多巴胺包被组织的显微分析.将聚多巴胺包被的小肠急冻并包埋在最适切割温度(O.C.T)化合物中。用恒冷箱切片机(Leica Biosystems)将固定的组织切成40μm厚的切片。如先前所报道执行特异性过氧化物酶体/过氧化氢酶染色(M.Connock,W.Pover,Catalase particles in the epithelial cells of the guinea-pig small intestine,Histochem.J.2,371–380(1970))。将未包被组织切片用3,3'-二氨基联苯胺(DAB)底物或组织加速聚合溶液(1mL)染色10分钟。将载玻片用Aperio数字病理学载玻片扫描仪(LeicaBiosystems)扫描并用Aperio ImageScope(Leica Biosystems)分析。参见图2G至2H、5D和26。
组织加速聚合包被性能的体内评价.所有动物实验均经MassachusettsInstitute of Technology的动物护理委员会(Committee on Animal Care)批准并根据其执行。选择大型动物模型，即45-55kg Yorkshire猪(Tufts,Medford USA)来测试组织加速聚合包被的体内性能。除了由各种水果和蔬菜组成的午餐点心之外，每天在早晨和晚上用由粒料组成的饲粮(实验室小型猪生长饲粮5081)喂养猪。粒料由磨碎的燕麦、苜蓿草粉、粗小麦粉、大豆粉、干甜菜渣、盐和其他微量营养素补充剂组成。在口服施用组织加速聚合溶液之前，用舒泰(Telazol)(替来他明/唑拉西泮)(5 mg kg-1IM)、赛拉嗪(2 mg kg-1IM)和阿托品(0.05 mg kg-1IM)使猪镇静，插管，并用异氟烷(1至3％，通过吸入)维持。另外，在施用Tris缓冲的组织加速聚合溶液(pH 8.5)之前，从胃中去除胃液。在内窥镜视觉指导下，将组织加速聚合溶液(1ml kg-1)经导管口服施用至肠或胃。在递送组织加速聚合溶液之后，使用胃肠内窥镜摄像实时记录聚多巴胺形成，并将内窥相机置于组织加速聚合溶液的内部和外部。为了直接评价聚多巴胺包被，对猪执行剖腹术。在将组织加速聚合溶液施用到肠中之前，在小肠处施加无损伤钳。组织加速聚合溶液填充肠腔直到钳夹部位，不能向下传递给下小肠。在施用20分钟后，对猪处以安乐死，将钳夹附近的组织分离，洗涤并敞开。在组织收获之前，对所有动物处以安乐死。拍摄组织的宏观图像以评价聚多巴胺包被性能。在程序期间，使用Cardell 
多参数监测器(Midmark)监测猪的血压和心率。另外，并没有在研究期间观察到胃肠道穿孔、炎症或梗阻的临床或内窥镜证据。见图3、4、14、16、29、30、31、33和37。
聚多巴胺探针制备.将硫酸钡颗粒(20g)添加到Tris缓冲液(50mM，1000mL，pH8.5)中，然后快速添加多巴胺(10g)。将反应混合物在室温和搅拌(600rpm)下保持3小时。通过离心(4000rpm×10分钟)纯化如所合成的聚多巴胺探针。将纯化的聚多巴胺探针再分散于100ml水中并超声处理。将纯化的聚多巴胺探针冻干3天并储存于-20℃。在施用前，将聚多巴胺探针重新悬浮于组织加速聚合溶液中，并新鲜使用聚多巴胺探针组织加速聚合溶液。参见图3E和15。
通过X射线成像体内评价聚多巴胺包被的肠潴留.如上所述对猪镇静，插管，并用异氟烷维持。在施用前，从胃中去除胃液。首先将聚多巴胺探针(20mg-1mL-1)悬浮于组织加速聚合溶液中。向猪口服施用聚多巴胺探针悬浮的组织加速聚合溶液(3ml kg-1)，并引入小肠中。施用相同浓度的常规不透射线(radio-opaque)探针(未改性硫酸钡颗粒)悬浮的水溶液作为对照。执行射线照相，以监测探针和聚多巴胺包被的肠潴留。对于短期稳定性评价，在用500ml水冲洗包被区域之前和之后拍摄X射线图像。对于长期潴留评估，在相同的位置中，在指定时间点定期拍摄一系列X射线图像，在此期间，猪始终消耗流质饮食。另外，临床和放射成像学评估猪的胃肠道穿孔和梗阻的证据(例如，食欲不振、腹胀、粪便不足、或呕吐)。并没有在研究期间观察到胃肠道穿孔和梗阻的临床或放射成像证据。参见图3E至3I，以及16。
肠上皮上的体内包被外源性β-半乳糖苷酶.如上所述对猪镇静，插管，并用异氟烷维持。在施用前，从胃中去除胃液。对猪执行剖腹术以打开小肠。将室置于肠上皮的顶部上，然后添加悬浮有β-半乳糖苷酶(5μg-1mL-1)的组织加速聚合溶液(3ml)。将含有和不含试剂(β-半乳糖苷酶和组织加速聚合溶液)的三个对照室也置于相同的猪中。在包被20分钟后，将室内部的上皮用水洗涤3次，并使用邻硝基苯酚-β-D-半乳糖苷(ONPG)作为底物来评价组织的β-gal活性。参见图4A至4C。
聚多巴胺纳米交联剂制备和表征.将氢氧化铵(10ml，28-30％w/w)稀释到650ml乙醇-水(4:9比率v/v)混合溶液中。将混合溶液在30℃搅拌1小时，然后添加50ml多巴胺溶液(50mg-1mL-1于水中)。将反应混合物在30℃保持24小时。通过离心(6000rpm×15分钟)纯化如所合成的聚多巴胺纳米交联剂。将纯化的聚多巴胺纳米交联剂再分散于500ml水中并超声处理。干尺寸和流体动力学尺寸分别用透射电子显微镜(TEM,JEOL 2100F,JEOL.Ltd)和Zetasizer Nano ZS90仪器(Malvern Panalytical)进行测量。参见图4D至4E以及17A至17B。
组织加速聚合的阻断效率的离体评价.使组织暴露于组织加速聚合物，并用PBS缓冲液(1X)洗涤3次以去除过量的聚多巴胺。使不同浓度(25mg-1mL-1、12.5mg-1mL-1和0mg-1mL-1)的聚多巴胺纳米交联剂悬浮于组织加速聚合物中。将包被的组织置于Franz池中，将100mM营养物(CaCl2、谷氨酸和葡萄糖)分别添加到室中(用石蜡膜封闭)，并在3小时后从受体隔室(具有搅拌棒)中取出样本以进行测量。参见图32A至32D。
用于阻止葡萄糖摄取的不可渗透聚多巴胺包被的体内演变.如上所述对猪(禁食过夜)镇静，插管，并用异氟烷维持。在施用前，从胃中去除胃液。首先将聚多巴胺纳米交联剂(25mg-1mL-1)悬浮于组织加速聚合溶液中。向猪口服施用纳米交联剂悬浮的组织加速聚合组合物(10ml kg-1)，并引入小肠中。在内窥镜视觉指导下通过导管将溶液直接施用于小肠。对于对照，以相同的方式施用500ml水溶液。在溶液施用20分钟后，对猪执行标准口服葡萄糖耐量试验(OGTT)(Y.Lee,T.E.Deelman,K.Chen,D.S.Y.Lin,A.Tavakkoli,J.M.Karp,Therapeutic luminal coating of the intestine,Nat.Mater.17,834–842(2018)；E.Manell,P.Hedenqvist,A.Svensson,M.Jensen-Waern,E.Xu,Ed.Establishment of arefined oral glucose tolerance test in pigs,and assessment of insulin,glucagon and glucagon-like peptide-1responses,PLoS One 11,e0148896(2016))。向猪口服施用葡萄糖水溶液(3ml kg-1，500mg-1mL-1)，并引入小肠中。在指定时间点由中心静脉导管收集血样，并立即用OneTouch
葡萄糖监测器(LifeScan Inc)测试葡萄糖水平。绘制随时间推移的各数据点(血糖变化)，并计算曲线下面积用于定量评价。参见图4A、4D至4E，以及33。
吡喹酮-组织加速聚合制剂.将吡喹酮颗粒包封在聚多巴胺中，允许聚多巴胺表面上的反应性基团(例如儿茶酚和胺基团)能够化学交联并使吡喹酮颗粒引入聚多巴胺包被层中。另外，颗粒表面上的亲水性聚多巴胺层显著地改善了疏水性药物颗粒的稳定性和分散特性。将吡喹酮颗粒(粉末)(8g)过筛(150-300μm目尺寸)并添加到Tris缓冲液(50mM，400ml，pH 8.5)中，随后快速添加多巴胺(4g)(J.Park,T.F.Brust,H.J.Lee,S.C.Lee,V.J.Watts,Y.Yeo,Polydopamine-based simple and versatile surface modificationof polymeric nano drug carriers,ACS Nano 8,3347–3356(2014))。将反应混合物保持在室温并搅拌(600rpm)3小时。通过离心(4000rpm×10分钟)纯化如所合成的吡喹酮颗粒。将纯化的吡喹酮颗粒冻干3天并储存于-20℃。在施用前，将吡喹酮颗粒重新悬浮于组织加速聚合溶液中，并新鲜使用吡喹酮颗粒组织加速聚合物。参见图4A、4F和4G。
吡喹酮浓度评估.利用高效液相色谱Agilent 1260Infinity II HPLC系统(Agilent Technologies,Inc.)，该系统配备有1260型四元泵、1260型Hip ALS自动进样器、1290型恒温器、1260型TCC控制模块，并使用1260型二极管阵列检测器。使用OpenLab
软件(Agilent Technologies,Inc.)执行数据处理和分析。对于吡喹酮，色谱等度分离在具有5μm颗粒的Agilent Zorbax Eclipse XDB C-18 4.6×150mm分析柱上进行，维持于40℃。优化的流动相由MilliQ级水和乙腈组成，流量为1ml分钟-1，运行时间为5分钟。分离使用在0分钟以50％水和50％乙腈开始，在3分钟以30％水和70％乙腈结束的梯度洗脱曲线来实现。进样体积为5μl，并且所选定的紫外(UV)检测波长为217nm。参见图4F和4G。
吡喹酮-组织加速聚合的药代动力学的体内演变.如上所述对猪镇静，插管，并用异氟烷维持。在施用前，从胃中去除胃液。将吡喹酮-组织加速聚合物(20mg-1mL-1，1ml kg-1)递送到小肠中。将不具有组织加速聚合的吡喹酮用作对照。在指定时间点从耳缘静脉收集血样。通过离心(1800G×10分钟，在4℃)从血液中分离血清样本并储存于-80℃以供进一步分析。参见图4F和4G。
血清吡喹酮浓度评估.使用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)分析来自体内实验的血清中的吡喹酮浓度。分析在与Waters Xevo TQ-S质谱仪(Waters Corporation,Milford MA)结合的Waters ACQUITY UPLC-I-Class系统上执行。在Acquity UPLC BEH C18(50mm×2.1mm，1.7-μm粒径)柱上于50℃执行液相色谱分离。流动相由0.1％甲酸水溶液、10mM甲酸铵溶液(流动相A)和乙腈组成：10mM甲酸铵、0.1％甲酸溶液(95:5v/v)(流动相B)。使用一定的时间和溶剂梯度组成，流动相具有0.6ml/分钟的连续流量。为了分析吡喹酮，将初始组成80％流动相A保持0.50分钟，然后在接下来的2.00分钟内使该组成线性改变为0％流动相A。使0％流动相A和100％流动相B的组成保持恒定直到3.50分钟。在3.51分钟时，组成返回至80％流动相A，并在该组成保持，直到运行完成，在5.00分钟结束，在此保持以进行柱平衡。总运行时间为5.00分钟。用于定量吡喹酮的质荷比转变(m/z)为313.22>203.09和313.22>83.01(分别用于定量和确认)。作为内标，甲苯哒唑，分别使用296.06>264.03和296.06>76.99m/z转变进行定量和确认。样品引入和离子化是通过电喷雾离子化(ESI)以正离子化模式进行的。使用Waters MassLynx 4.1软件进行数据采集和分析。在甲醇中以500μg/ml的浓度制备吡喹酮的储备溶液。在1.25-5000ng/ml范围内的无分析物空白血清中，制作十二点校准曲线。100μl的各血清样本掺加有200μl在乙腈中的250ng/ml甲苯达唑以引起蛋白质沉淀。使样品涡旋，超声处理10分钟，并以13,000rpm离心10分钟。将200μl的上清液移取到含有200μl水的96孔板中。最后，将1.00μl注射到UPLC-ESI-MS系统上用于分析。参见图4F和4G。
血清和组织多巴胺浓度评估.使用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)分析来自体内实验的血清和组织中的多巴胺浓度。分析在与Waters Xevo TQ-S质谱仪(WatersCorporation,Milford MA)结合的Waters ACQUITY UPLC-I-Class系统上执行。在AcquityUPLC BEH C18(50mm×2.1mm，1.7-μm粒径)柱上于50℃执行液相色谱分离。流动相由0.1％甲酸水溶液、10mM甲酸铵溶液(流动相A)和乙腈组成：10mM甲酸铵、0.1％甲酸溶液(95:5v/v)(流动相B)。使用一定的时间和溶剂梯度组成，流动相具有0.45ml/分钟的连续流量。样品引入和离子化是通过电喷雾离子化(ESI)以正离子化模式进行的。使用Waters MassLynx4.1软件进行数据采集和分析。在甲醇中以500μg/ml的浓度制备储备溶液。在1.25-10000ng/ml范围内的无分析物空白猪血清中，制作十二点校准曲线。100μl的各血清样本掺加有100μl在乙腈中的500ng/ml甲基多巴胺(内标)以引起蛋白质沉淀。然后，将200ul在乙腈中的5mg/ml荧光胺添加到每个样本中作为多巴胺和甲基多巴胺两者的衍生化试剂以助于检测。使样品涡旋，超声处理10分钟，并以13,000rpm离心10分钟。将300μl的上清液在37℃孵育60分钟。然后将200ul的孵育溶液添加到96孔板中的200ul水中。最后，将10μl注射到UPLC-ESI-MS系统上用于分析。参见图31。
将组织样本分成约300mg的块。以2:1的体积质量比添加在PBS缓冲液中的3％牛血清白蛋白。将样本在4℃均化。100μl的各匀浆掺加有100μl在乙腈中的500ng/ml甲基多巴胺，以及200ul在乙腈中的5mg/ml荧光胺(用于衍生化)。将1.00ml乙酸乙酯也添加到均化样本中用于提取。使样品涡旋，超声处理10分钟，并以13,000rpm离心10分钟。在离心后，将300μl的上清液在37℃孵育60分钟。允许样本蒸发过夜。将蒸发的样本用300μl乙腈重构并以6,000rpm离心5分钟。将200μl的上清液移取到含有200μl水的96孔板中。最后，将10μl注射到UPLC-ESI-MS系统上用于分析。参见图31。
为了分析多巴胺荧光胺，使初始组成95％流动相A保持0.75分钟。之后，使该组成线性改变为5％流动相A和95％流动相B直到1.00分钟。使组成在95％流动相B保持恒定直到3.00分钟。在3.25分钟时，组成返回至95％流动相A，在此保持以在运行持续时间内进行柱平衡，在4.00分钟结束。用于定量多巴胺的质荷比转变(m/z)为414.223>137.125和414.223>119.115(分别用于定量和确认)。对于内标甲基多巴胺荧光胺，分别使用472.223>139.139和472.223>278.094m/z转变进行定量和确认。参见图31A和31B。
细胞毒性测定.使用Vybrant MTT细胞增殖测定来测试聚多巴胺(PDA)在活细胞中的细胞毒性。将如所制备的聚多巴胺以各种浓度(0、10、50、250、500、1000、1500和2000μg/ml)添加到细胞培养基中。在多种细胞系上测试细胞毒性：HeLa(ATCC)、COLO320DM(ATCC)、Caco-2(ATCC)、Hep3B(ATCC)和HS 895.T(ATCC)，其通过将它们各自以10,000个细胞的密度接种在96孔板中，并使它们在培养物中保持24小时，然后用100 μl聚多巴胺溶液替换培养基。将细胞在细胞培养箱中于37℃孵育不同时间量(6、12、24小时)。将细胞用PBS缓冲液洗涤3次，然后将MTT溶液(10μl)和细胞培养基(100μl)添加到各孔中并在37℃孵育4小时。在4小时后，将100μl SDS-HCl溶液添加到各孔中再孵育4小时(在37℃)。在96孔读板器(TecanInfinite M200)上记录570nm处的吸光度。参见图19。
口服毒性测试.通过遵循稍作修改的OECD发布的指南(OECD，试验编号407：repeated dose 28-day oral toxicity study in rodents OECDGuidel.Test.Chem.Sect.4,OECD Publ.Paris,1–10(2008))，在4周的时段内，使三组(每组4只动物)大鼠(Sprague Dawley，150-200g，Charles River Labs)分别暴露于水(5ml kg-1)、如所制备的聚多巴胺(15mg mL-1，5ml kg-1)和组织加速聚合溶液(5ml kg-1)。将溶液通过管饲针而非内窥镜导管直接施用于大鼠。每天测量体重，持续28天。在第27天收集血样用于血液学和血液生化测量，并停止进食24小时。在第28天，对所有12只大鼠处以安乐死并执行尸检。收集心脏、肺、肝、肾、脾、胃、小肠和大肠的样本用于组织学分析。参见图20、21、22和23。
组织的组织学分析.首先，将组织在含4％多聚甲醛的PBS缓冲液(1X)中固定6小时，然后在4℃置于含30％蔗糖的PBS缓冲液中过夜。将固定的组织包埋在石蜡中并用恒冷箱切片机(Leica Biosystems)切成5μm厚切片。切片用苏木精和伊红染色用于组织病理学分析。参见图5D和23。
不可渗透聚碳酸酯片材的聚多巴胺包被.使聚碳酸酯片材暴露于组织加速聚合溶液(无H2O2)36小时，并用水洗涤以去除过量的聚多巴胺。参见图36A至36C。
统计分析.所有数据报告为平均值±SD，每组n≥3次测量。双样本t检验、单因素方差分析和事后Bonferroni多重比较检验用于确定显著性。
所选实施例概述
已经在许多临床情形中评价了本公开所描述的组合物、方法和试剂盒的治疗价值。通过使消化酶包被在小肠上皮上，应用组织加速聚合以解决乳糖不耐受。结果显示，包被在组织上的β-半乳醣苷酶使乳糖的消化效率提高大约20倍，指示本公开在消化障碍和疾病中的治疗效用。此外，评估了组织加速聚合技术在肠葡萄糖吸收调控中的能力，这对于2型糖尿病患者是迫切需要的。已经开发出充当葡萄糖阻断屏障的不可渗透包被层，以阻止餐后葡萄糖摄入(葡萄糖反应降低约70％)。组织加速聚合的应用被扩展成改善药物在不便方案下的施用效率，展示出其持续释放治疗剂的能力。所公开的用于施用吡喹酮(驱虫药)的方法实现了全身循环中的持久(经24小时)药物水平(半衰期值增加10倍)，具有使患有血吸虫病和其他方案依赖性疾病的患者的药物选项变革的潜能。加之组织加速聚合技术在人组织标本中的突出性能，这些临床应用适合于体内人类测试。组织加速聚合技术可适用于在疾病治疗和健康管理中的广泛技术采用和应用。
实施例1
上皮上的内源性酶催化的聚多巴胺生长
为了表明过氧化氢酶在低氧环境中加速聚多巴胺聚合，模拟胃肠道中的低氧分压，在不同反应条件下定量评价聚多巴胺聚合速率，其中多巴胺维持于相同的浓度(图1B-D和图6A-6B)。在极度缺氧环境中，常规缓慢的聚多巴胺聚合被抑制65％(图6A-6B)。痕量的充当强还原剂的过氧化氢(H2O2)的添加阻止了多巴胺氧化并几乎淬灭了反应。如图1C中所显示，多巴胺溶液经两小时从澄清到浅灰色的缓慢变色指示最小限度的聚多巴胺聚合，并且澄清的多巴胺-H2O2溶液指示可忽略的聚多巴胺聚合。相比之下，在添加过氧化氢酶和H2O2两者的情况下多巴胺溶液的颜色迅速变成深棕色，表明聚多巴胺聚合加速。在本研究中，使用傅里叶变换红外(FTIR)和紫外-可见(UV-Vis)光谱法两者，确认了来自商业纯化酶和粗制组织裂解物两者的过氧化氢酶催化的聚合产物均是聚多巴胺(图7A-7D和8A-8C)。为了进一步定量过氧化氢酶对聚多巴胺聚合速率的影响，通过测量溶液在700nm处的光学消光来绘制反应动力学比较，其中聚多巴胺具有吸光特征(图1D)。过氧化氢酶-聚多巴胺组合的信号在反应的10分钟内迅速生长并达到平稳状态。然而，在其他条件下的消光强度甚至在2小时后也相对较低，其中在过氧化氢酶催化条件下20秒内达到了相同的强度水平，显示聚合速率增加大约400倍。
接着，评估内源性过氧化氢酶是否可加速小肠上的聚多巴胺聚合和包被，以实现外部上皮上的组织加速聚合。猪胃肠道由于其与人类消化系统的解剖学和生理学相似性而被选择为第一模型组织。将离体组织与含有多巴胺以及过氧化氢的组织加速聚合溶液一起孵育，该溶液的浓度在安全的口服消耗水平之内。如图1E和图9所显示，当小肠的黏膜侧暴露于组织加速聚合溶液时，在上皮表面上清楚地观察到深棕色聚多巴胺包被，表明由于聚多巴胺与附近生物分子中伯胺之间的高反应性，聚多巴胺原位形成并沉积在组织的锚定点上14。相比之下，在相同的孵育后，几乎没有在组织的浆膜侧发现聚多巴胺，指示聚多巴胺聚合是酶依赖性反应(图1E)。由于聚多巴胺的显色特性，这些聚多巴胺包被过程是可视化的。为了进一步定量聚多巴胺生长速度，在一系列反应时间内分析小肠上包被的聚多巴胺的量。包被动力学显示出快速的聚多巴胺信号出现，在12分钟内达到完成(图1F)，指示快速的聚多巴胺包被过程。除了效率之外，还通过比较胃肠道的不同部分(包括食道、胃、十二指肠、空肠、回肠和结肠)中的组织加速聚合包被来评价组织加速聚合的特异性。如图1G所显示，组织图像(直径6mm)揭示了十二指肠和空肠上的明显聚多巴胺包被，回肠和结肠上的聚多巴胺包被相对较少，并且胃和食道上的聚多巴胺包被可忽略不计。该包被模式另外通过图1H中的定量聚多巴胺信号分析来表明。组织加速聚合的这种特别的效率和特异性为下游体内应用铺平了道路。
实施例2
分子、细胞和组织水平上的组织加速聚合机制
在探索组织加速聚合技术的应用之前，对其生物学机制进行系统地详细研究。首先，测试内源性过氧化氢酶是否是决定上皮上的催化性聚多巴胺聚合的组分。将猪胃肠道的上皮组织解剖并洗涤，通过抽吸去除外粘液层，然后，将冲洗过的组织匀化以制备组织裂解物，将其相对于总蛋白质浓度进一步稀释。将这些组织裂解物单独地添加到组织加速聚合溶液中，并在反应后测量各溶液的消光。如图2A所显示，具有小肠上皮裂解物的聚多巴胺溶液的信号相对于其它的更高，与组织包被结果一致(图1G)。此外，通过非变性凝胶电泳和聚多巴胺染色，在这些裂解物的催化能力分析中观察到类似的趋势(图10)。在每条泳道中仅看到一条清晰条带，支持了过氧化氢酶作为负责聚多巴胺聚合的唯一酶的预期作用。为了进一步证实过氧化氢酶的独特作用，将小肠裂解物用过氧化氢酶特异性抑制剂处理以降低过氧化氢酶活性，或者用过氧化氢酶抗体包被的磁珠处理以去除免疫沉淀的过氧化氢酶。如图2B所显示，在添加抑制剂后裂解物的催化能力下降约80％，并且在从样本中去除过氧化氢酶时下降约90％(图2C)，表明组织加速聚合过程仅是过氧化氢酶依赖性的。另外，还确认了由于小肠粘液中的细菌而存在的过氧化氢酶不影响组织加速聚合包被过程(图24A-24B和25)，显示出大部分H2O2不在肠腔中降解或消耗，并且H2O2的量足以激活氧释放和聚多巴胺聚合。此外，观察到催化性聚多巴胺聚合主要发生在小肠中，这是由于与GI道的其他区段相比，过氧化氢酶在小肠中的表达更高。
先前已经显示，人过氧化氢酶在小肠中的mRNA和蛋白质水平表达高于消化道的其他器官，如食道、胃和大肠15，在组织加速聚合技术的包被特异性中发挥作用。为了进一步确认胃肠上皮中这种可区分的过氧化氢酶表达特征，通过基因和蛋白质分析两者对沿猪胃肠道的过氧化氢酶表达执行定量评价。如图2D所显示，在十二指肠和空肠中检测到高水平的过氧化氢酶活性，而在食道、胃、回肠和结肠中的过氧化氢酶活性水平相对较低，指示相对于胃肠组织的其余部分而言，过氧化氢酶在小肠中的活性较强。此外，使用定量实时聚合酶链反应(PCR)来测量组织中的过氧化氢酶mRNA水平。小肠中的过氧化氢酶mRNA表达水平比其他上皮组织高出大约10倍(图2E和图11A-11B)，然而在小肠与其他器官之间的对照基因(管家基因)mRNA水平不存在这样的差异(图12A-12E)。如所预测，与胃肠道中的mRNA表达水平相比，小肠过氧化氢酶蛋白表达水平具有类似的分布特征(蛋白质印迹分析，图2F)。
然后，致力于在显微镜下表征聚多巴胺层与上皮之间的界面。显色聚多巴胺不仅通过肉眼而且还通过显微镜可视化16。令人感兴趣地，据发现在组织加速聚合过程期间，聚多巴胺首先沉积在肠绒毛尖上，然后包被整个绒毛以及周围区域(图13)。显微镜分析显示出紧密包被在外绒毛上的薄聚多巴胺层(图2G)，但在对照组织(未采用组织加速聚合处理)上却没有。聚多巴胺被完全限制在上皮的外层、腔表面，而非上皮细胞内部，表明聚多巴胺聚合仅发生在上皮表面处，并且多巴胺在整个反应中均保持在细胞外部(图26A-26C、27和28)。特异性过氧化物酶体/过氧化氢酶染色研究显示，过氧化氢酶位于过氧化物酶体内部，其在绒毛中而非黏膜下层和其他内层中具有高密度分布(图2H，左图)。类似的研究确认，过氧化氢酶“颗粒”存在于肠上皮细胞的过氧化物酶体中17。为了进一步确认过氧化物酶体过氧化氢酶可以催化聚多巴胺形成，使用多巴胺代替典型的过氧化物酶体/过氧化氢酶底物进行染色。如图2H(右图)所显示，在上皮细胞内部观察到深棕色聚多巴胺斑点，并且染色模式与常规过氧化物酶体/过氧化氢酶染色一致，确认了过氧化物酶体过氧化氢酶对切片组织区段中聚多巴胺聚合的催化能力。在经腔接受组织加速聚合并随后在不采用过氧化物酶体/过氧化氢酶染色的情况下切片用于显微镜检查的组织加速聚合包被样本中，没有观察到过氧化物酶体聚多巴胺模式(图2G，左图)。
实施例3
体内基于组织加速聚合的组织包被性能的评价
已经阐明了组织加速聚合的生物学机制，对这种组织包被技术在Yorkshire猪中的体内性能进行测试。同样值得提及的是，使用猪作为大型动物模型的优点包括它们与人基因组的高度同源性、与人胃肠道的解剖学相似性，以及与人类消化系统的生理学相似度18,19。在中度镇静下，在内窥镜监测下向猪口服施用组织加速聚合溶液，通过食道引入到小肠中(图3A)。在递送组织加速聚合溶液之后，使用胃肠内窥镜实时记录聚多巴胺形成，并将内窥相机置于组织加速聚合溶液的内部和外部(图3B和3C)。体内观察结果与离体组织包被研究的那些一致。如图3C所显示，在施用20分钟后，在小肠壁上观察到深棕色聚多巴胺层，而在相同的管饲后在胃中没有看到这种聚多巴胺包被(图14A-14C)。组织加速聚合溶液在胃中保持总体稳定30-60分钟(图29)，确认了溶液的耐久性。要注意的是，所有动物禁食过夜，并且在施用Tris缓冲的组织加速聚合溶液(pH 8.5)之前从胃中去除胃液，因此使pH对组织加速聚合溶液和聚多巴胺聚合的稳定性的可能影响最小化。另外，在组织加速聚合包被后没有观察到黏膜下层和血液中聚多巴胺和多巴胺信号的可检测增加，其中显微镜(图26A-26C)、UV-可见光谱(图30)和液相色谱-串联质谱(图31A-31B)用于信号测量。此外，在整个程序中，并未在任何动物中检测到血压或心率的显著增加，表明无多巴胺吸收并支持了组织加速聚合技术的早期安全性40。与图1A中所描绘的组织加速聚合技术的示意图一致，内窥镜视频揭示了聚多巴胺包被过程含有三个主要步骤。当首先将澄清的多巴胺-H2O2溶液引入小肠腔时，形成氧气泡且肠壁迅速变为浅黄色-棕色，指示过氧化氢的快速扩散和聚多巴胺聚合的引发。其次，在上皮-溶液界面生成增加量的氧气泡(相机在内部的视图)并释放到溶液中(相机在外部的视图)，确认了过氧化氢的快速分解并提供了氧气释放机制的证据。第三，界面氧气催化聚多巴胺聚合并且粘附到肠上皮，而组织加速聚合溶液保持液态并且肠腔保持扩张，减轻了关于肠粘连和梗阻的忧虑。结果表明，在包被后，腔内的溶液也变成深棕色，这可能是由于未结合的聚多巴胺扩散到溶液中。
为了直接评价包被形成，对猪执行剖腹术。在将组织加速聚合溶液内窥镜施用到肠中之前，在小肠处施加无损伤钳。如图3D所显示，组织加速聚合溶液填满肠腔直至钳夹部位，不能向下传递给下小肠。将钳夹附近的组织分离，洗涤并敞开。在钳夹部位前后观察到不同的聚多巴胺包被结果。与钳夹部位后的对照区段相比，浸没在组织加速聚合溶液中的组织显示出增强的聚多巴胺包被密度，确认了体内组织加速聚合的显著组织包被性能。
接着，研究组织加速聚合技术是否能够实现安全且延长的肠潴留。在24小时后通过内窥镜可看到从上皮脱落的聚多巴胺，指示包被是短暂性的。然而，考虑到内窥程序的不便性、频繁镇静的不相容性以及内窥成像视野中剩余溶液的不确定性，需要更符合人体工程学的方法来监测聚多巴胺的肠潴留。X射线成像是一种方便且有效的工具，常用于消化道的检查19。为了将X射线成像应用于本研究，使用通过将不透射线颗粒包封在聚多巴胺中而改性的常规X射线造影剂(图15A)。悬浮在组织加速聚合溶液中的这些聚多巴胺探针与聚多巴胺共同包被在肠上皮上，并引入聚多巴胺包被层中，这能够通过探针表面上的反应性聚多巴胺与组织加速聚合溶液中的多巴胺单体或低聚物之间的化学交联来实现(图3E)14。这种共同包被性能首先通过离体研究进行表征(图15B和15C)，其中包被的聚多巴胺探针通过X射线成像容易地可视化，并且在用水冲洗上皮表面后没有观察到信号衰减，表明聚多巴胺探针包被的稳定性。相比之下，在应用单独的常规探针或聚多巴胺进行包被的对照实验中，没有检测到明显的X射线信号。聚多巴胺探针显示了它们用于聚多巴胺包被层的肠潴留的体内成像的潜在用途。当向健康猪施用聚多巴胺探针悬浮的组织加速聚合溶液时，在钡餐测试的临床程序后，在小肠中观察到X射线信号增强(图16A)，揭示了肠的形状。然而，当向猪施用相等浓度的常规探针时，产生的小肠X射线信号相比起来较弱。还值得提及的是，在冲洗成像区域之后，常规探针的信号几乎检测不到，而聚多巴胺探针仍清晰可视化(图3G)，两种类型探针之间的信号强度差异为8.9倍(图3H)，表明聚多巴胺探针的有效引入以及聚多巴胺在组织上的稳定包被。为了监测聚多巴胺随时间推移的肠潴留，在相同位置定期拍摄一系列X射线图像(图3G和图16B)。动物在成像期间始终消耗流质饮食，模拟真实条件并测试在食物存在下聚多巴胺包被的稳定性。对小肠和周围组织执行定量信号强度分析(图3I)。当向猪施用常规探针时，在冲洗并暴露于食物2-24小时后，小肠中的X射线信号很难检测到，这是由于相对较弱的组织粘附，致使探针快速消除。然而，当施用聚多巴胺探针进行成像时，在食物暴露2小时后在小肠中观察到明显的X射线信号，在第六小时仅减小28％，显示出聚多巴胺包被的肠潴留延长。聚多巴胺信号下降可能是由于肠粘液通过杯状细胞分泌的快速再生(约12-24小时)以及上皮细胞通过干细胞增殖的频繁更新(约1-5天)20，其中聚合物包被层以及聚多巴胺下面的上皮脱落到腔中。值得注意的是，24小时后肠X射线信号回落到施用前水平，指示聚多巴胺包被层完全消除和短暂性的滞留。聚多巴胺包被的这种短暂性特性的确认指示出组织加速聚合技术的安全性。
实施例4
用于调控酶消化的组织加速聚合
为了表明组织加速聚合技术的广泛用途，评价了该技术在调控酶消化中的治疗价值(图4A)。聚多巴胺与许多化学基团(如胺、酚和巯基)具有高度反应性，使得能够容易地向聚多巴胺包被层中引入功能剂14。因此，将消化酶引入组织加速聚合体系中。
通过将消化酶引入小肠上皮上的聚多巴胺包被层中，利用组织加速聚合技术来提高消化效率(图4B)。根据最近的研究，约70％的世界人口具有肠乳糖酶缺乏(指的是乳糖酶的低水平或缺乏)，导致乳糖不耐受21,22。如果利用组织加速聚合技术将外源性β-半乳醣苷酶包被在肠上皮上，它将增强小肠中乳糖的消化。肠绒毛膜酶(brush border enzymes)(特别是β-半乳糖苷酶)的恢复功能使得能够治疗消化障碍和疾病，改善患者预后和生活质量23,24。
为了表明组织加速聚合技术提高乳糖消化的能力，使用悬浮有β-半乳糖苷酶的组织加速聚合溶液来包被镇静的猪的小肠，在该镇静的猪中执行剖腹术以提供进入小肠黏膜的通路。然后在冲洗后评价包被上皮的β-半乳糖苷酶活性。通过在采用和不采用试剂(β-半乳糖苷酶和组织加速聚合溶液)的情况下分析β-半乳糖苷酶活性来确认包被效率。如图4C所显示，β-半乳糖苷酶活性的定量比较指示，在向猪小肠加入基于组织加速聚合的β-半乳糖苷酶包被后，消化效率增加大约20倍。相比之下，在对照组(无β-半乳糖苷酶、无组织加速聚合溶液、或无这两者)中没有检测到β-半乳糖苷酶活性的增强，确认了β-半乳糖苷酶活性的增加是由于其与组织加速聚合技术的配对。另外，当仅施用组织加速聚合溶液时，与未包被组织相比，没有观察到消化酶活性的降低。这种一致的基线酶活性指示，包被化学(聚多巴胺与上皮生物分子之间的交联)和包被的聚多巴胺本身均不抑制上皮的固有消化酶活性，表明聚多巴胺包被在小肠中的渗透性允许分子扩散通过。组织加速聚合技术打开了增强小肠中消化效率的新途径以及治疗消化障碍和疾病的有前景的机制。
实施例5
用于调控营养物吸收的组织加速聚合
还评价了该技术在营养吸收调控中的治疗价值(图4A)。聚多巴胺与许多化学基团(如胺、酚和巯基)具有高度反应性，使得能够容易地向聚多巴胺包被层中引入功能剂14。因此，将营养物阻断剂引入组织加速聚合体系中以产生用于调控营养物吸收的不可渗透屏障。
小肠中的葡萄糖吸收在血浆葡萄糖水平的调控中发挥作用，其常常与代谢障碍和全身性疾病(如肥胖症、高胰岛素血症和糖尿病)相关联25。为了防止患有这些疾病和障碍的患者的过量葡萄糖摄入，测试了如胃旁路手术、肠套放置、手术粘合剂和胃肠电刺激的治疗3,7,26,27。然而，这些程序是侵入性的并且靶向整个胃肠道，对广泛采用造成了限制。组织加速聚合技术提供了用于调控葡萄糖吸收的非侵入性组织靶向方法。表明了组织加速聚合技术隔绝小肠中的营养物暴露(尤其是葡萄糖吸收)的能力。
为了提供阻止葡萄糖摄入的屏障，使用该技术将小肠上皮用不可渗透聚多巴胺包被层包被(图4D)。将纳米交联剂添加到组织加速聚合溶液中，以产生具有超低渗透性的高度交联的聚多巴胺包被层。如图17A-17B所显示，额外的纳米交联剂的直径为约527nm，具有均一的尺寸分布。悬浮在组织加速聚合溶液中的这些亲水性纳米交联剂由此引入聚多巴胺包被层中，这能够通过组织加速聚合溶液中的纳米交联剂和多巴胺单体或低聚物的表面上暴露的反应性儿茶酚与胺基之间的化学交联来实现。因此，交联剂的引入增加了聚多巴胺包被内部的共价键数量，使得实现具有低渗透性的高度致密聚多巴胺包被。为了验证营养物调控功能，将具有悬浮纳米交联剂的组织加速聚合溶液经内窥镜施用于猪。在组织加速聚合包被后，向猪施用口服葡萄糖，然后进行标准口服葡萄糖耐量试验(OGTT)。监测血糖水平以定量肠葡萄糖吸收。如图4E所显示，无组织加速聚合包被的对照猪在口服葡萄糖施用后血糖水平显著增加。然而，用组织加速聚合溶液处理的动物显示出降低的血糖反应。来自具有和不具有组织加速聚合包被的猪的样本的血糖水平的定量比较显示，与对照相比，组织加速聚合包被中的葡萄糖水平平均降低73.3％，其中对六只不同的猪执行六个单独实验并分析。这种葡萄糖反应的降低表明了组织加速聚合技术有效阻止餐后葡萄糖摄入的能力。另外，组织加速聚合屏障显示出对不同营养物的有效阻断能力，并且阻断效率通过调整组织加速聚合包被层的交联密度进行调节(图32A-32D)。此外，确认了葡萄糖吸收屏障是短暂性的，在24小时后恢复正常的葡萄糖吸收(图33)。这些结果解决了非侵入性阻断小肠中葡萄糖吸收的临床需求，证明了组织加速聚合技术作为用于2型糖尿病患者的治疗方法的可行性。
实施例6
用于调控药物释放的组织加速聚合
还评价了该技术在药物释放调控中的治疗价值(图4A)。聚多巴胺与许多化学基团(如胺、酚和巯基)具有高度反应性，使得能够容易地向聚多巴胺包被层中引入功能剂14。因此，将驱虫药引入组织加速聚合体系中以评价如用于口服药物递送的体系，表明其在小肠中持续释放治疗剂的能力。
口服持续释放药物的开发受到治疗剂在胃肠道中的快速转运时间的限制。已经尝试了延长药物的胃肠滞留，尤其是在小肠中(即，与胃的苛刻酸性相比敏感药物更为相容的环境)，但成效甚微19,28。选择吡喹酮作为模型药物，以测试组织加速聚合技术延长肠滞留的能力。吡喹酮是唯一常用于治疗血吸虫病的驱虫药，血吸虫病是一种由肠内寄生蠕虫引起的被忽视的主要热带疾病，影响着全世界超过2亿人29,30。在人体内的半衰期为1至1.5小时的吡喹酮被推荐每天口服服用3次，需要间隔5小时，这是难以坚持的方案。迫切需要能够延长肠潴留以减少给药频率的替代技术。
如图4F所显示，使用组织加速聚合技术将吡喹酮颗粒(粉末)包被在小肠上皮上，使其能够延长肠滞留和持续释放。使吡喹酮颗粒(粉末)包封在聚多巴胺中以将药物引入聚多巴胺包被层中。对于在猪中单次口服施用的吡喹酮-组织加速聚合溶液进行药代动力学研究，以研究吡喹酮-组织加速聚合溶液的释放动力学。在施用后，在0、1、2、3、4、5、6、24和48小时收集血样，通过液相色谱-串联质谱法进一步分析其血清吡喹酮浓度。如图4G中所显示，药代动力学的定量比较揭示了相对于常规施用而言，具有组织加速聚合溶液的吡喹酮的潴留时间延长。当常规施用吡喹酮对照(无组织加速聚合溶液)时，药物以2-6小时的消除期从血液中快速清除，并且在24小时之时或之后检测不到药物。然而，通过组织加速聚合技术施用的吡喹酮的血液水平持续超过6小时，在24小时仍可检测到20.0ng mL-1的平均浓度，甚至高于在6小时的平均对照药物浓度(15.1ng mL-1)。使用非隔室药代动力学模型进行药代动力学参数(包括曲线下面积(AUC)和半衰期)的定量分析。3只大型动物研究结果显示，吡喹酮(905.8ng h mL-1，具有组织加速聚合溶液)和吡喹酮对照(222.4ng h mL-1)的AUC值之间增加4倍。另外，当使用组织加速聚合技术施用时，吡喹酮的半衰期增加10倍(从1.3小时到13小时)，表明药物的肠滞留延长。值得注意的是，吡喹酮主要被细胞色素P450酶(尤其是存在于小肠和肝中的CYP3A4)代谢30,38。为了确认组织加速聚合包被不影响药物代谢，测量并比较具有和不具有聚多巴胺包被层的上皮的CYP3A4活性(图34)，并且在组织加速聚合包被后没有观察到CYP3A4活性的变化。吡喹酮通过组织加速聚合技术的持续释放扩展了血吸虫病的治疗选项的有效性，并且还适用于其中方案依从性对功效较为重要的疾病。
实施例7
使用组织加速聚合的人组织的超快和稳定包被
组织加速聚合技术适用于人组织，并且适合于临床转化。将来自人小肠的新鲜切除的组织标本包被以测试与组织加速聚合技术的相容性。类似于猪组织包被结果(图1E)、在人小肠表面上清楚地观察到聚多巴胺包被(图5A)。然而，与猪组织相比，聚多巴胺信号在人组织中更快地产生，其中包被完成时间从12分钟减少至3分钟(图5B)，这可能是由于人小肠中过氧化氢酶的水平更高。使用人、猪和鼠组织标本分析小肠过氧化氢酶活性与组织加速聚合包被密度之间的关系，得到组织加速聚合包被密度与酶活性水平之间的明显相关性(图18A-18B)。与鼠小肠相比，人和猪小肠表现出多60％的聚多巴胺产生，这是由于它们的强酶活性。相似的组织加速聚合效率(在人和猪之间)可能是由于它们的基因组和蛋白质组相似性。为了进一步表明组织加速聚合技术对于人组织包被的稳健性，测试了来自3个具有聚多巴胺包被的供体的组织标本。另外，对小肠的随机部位(来自不同年龄、种族和性别的供体)执行五次评估，以确认一致的聚多巴胺包被性能。另外，确认了人和猪的GI道表现出类似的组织加速聚合模式(图35A-35B)，这是由于与GI道的其他区段相比，这两种物种的小肠中过氧化氢酶的表达更高15。如图5C所显示，30个组织图像(直径6mm)揭示出高度一致的聚多巴胺包被和信号增强。进一步用显微镜来检查通过组织加速聚合技术包被的这些组织标本。与猪结果一致(图2G)，冷冻和福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)标本的显微镜和组织学分析显示出在人小肠的外绒毛上的聚多巴胺包被薄层(图5D)。在暴露于组织加速聚合溶液之后，上皮层保持完整(其中染色模式类似于未暴露对照)，表明不存在组织毒性。
为了进一步评价组织加速聚合技术的生物相容性，表征了聚多巴胺对多种细胞系的细胞毒性：HeLa、COLO320DM、Caco-2、Hep3B和HS 895.T(图19)，得出在体外孵育6-48小时后未观察到显著的细胞毒性。此外，通过遵循稍作修改的OECD发布的指南系统地评估组织加速聚合溶液的口服毒性。因此，基于良好实验室规范(Good Laboratory Practice，GLP)推荐的重复剂量28天毒性研究方法，在4周的时段内使大鼠暴露于组织加速聚合溶液。在28天的暴露时段期间，在暴露于组织加速聚合溶液和对照的大鼠之间，没有观察到体重的显著差异(图20A-20C)。额外的血液学测量、血液生化测试(图21和22)以及组织病理学检查进一步确认了不存在口服毒性(图23)，支持了组织加速聚合技术的有利生物相容性，指示即将进行的临床前和临床试验的最小化风险。
人组织包被稳定性是组织加速聚合技术临床转化的一个因素。小肠提供了动态环境，其中物理力(蠕动和分节运动)和化学暴露(食糜、胃酸和肠液)具有损害聚多巴胺包被的潜能(图36A-36C)。在一系列物理和化学条件下评价组织包被的稳定性。如图5E所显示，在机械搅拌和刮擦下没有观察到聚多巴胺信号减小。定量信号强度分析显示，即使在用解剖刀脊剧烈刮擦小肠后，大约80％的聚多巴胺仍然保持强附着(图5F)。此外，通过将聚多巴胺包被的人组织在不同溶液中孵育24小时，进一步确认聚多巴胺包被的稳定性。如图5G所显示，聚多巴胺包被层在模拟肠液和胃液以及其他极端条件(乙醇和浓盐水)下高度稳定。这些结果确认了组织加速聚合技术在人小肠中的包被稳定性，并表明了广泛适用性的可行性。
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Claims (154)
1.一种在受试者中原位形成聚合物的方法，所述方法包括向受试者施用包含单体和氧源的组合物，其中所述单体和所述氧源接触所述受试者内源性的催化剂并且所述催化剂使所述单体聚合，其中所述单体是多巴胺或其盐，所述氧源是过氧化氢或脲过氧化氢，并且内源性催化剂选自过氧化氢酶或过氧化物酶。
2.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述过氧化物酶是嗜酸粒细胞过氧化物酶、乳过氧化物酶、或髓过氧化物酶。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述内源性催化剂是过氧化氢酶。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述过氧化氢酶是细菌过氧化氢酶。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述内源性催化剂位于所述受试者的胃肠(GI)道中。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述内源性催化剂位于所述受试者的上GI道中。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述内源性催化剂位于所述受试者的胃中。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述组合物还包含酶、营养物阻断剂、营养制剂、辐射防护剂、活性药物成分、诊断剂、或它们的组合。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述组合物口服施用。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述单体和所述氧源中的至少一者在所述受试者的胃中是稳定的。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述单体和所述氧源中的至少一者在所述受试者的胃中稳定至少30分钟。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述单体和所述氧源中的至少一者在所述受试者的胃中稳定至少60分钟。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述单体和所述氧源中的至少一者是稳定的，因为其在所述受试者的胃中不分解。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述组合物包含约0.001至约1000mg/mL的多巴胺。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述组合物包含约0.01至约100mg/mL的多巴胺。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述组合物包含约0.01至约50mg/mL的多巴胺。
17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述组合物包含约1至约20mg/mL的多巴胺。
18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述组合物包含约10mg/mL的多巴胺。
19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述组合物包含约0.01至约100mM的所述氧源。
20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述组合物包含约0.1至约50mM的所述氧源。
21.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述组合物包含约1至约30mM的所述氧源。
22.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述组合物包含约20mM的所述氧源。
23.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述组合物具有约7至约10的pH。
24.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述组合物具有约7至约9的pH。
25.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述组合物具有约8.5的pH。
26.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述组合物具有约7.4的pH。
27.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述组合物为液体或固体剂型。
28.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述组合物为溶液、凝胶、片剂、或胶囊的形式。
29.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚合物在与所述受试者的上皮接触时形成。
30.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚合物粘附于所述受试者的组织。
31.根据权利要求30所述的方法，其中所述组织为上皮。
32.根据权利要求31所述的方法，其中所述上皮为肠上皮。
33.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚合物与暴露在所述受试者的上皮的腔表面上的胺部分结合。
34.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚合物在少于约20分钟内形成。
35.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚合物不在所述受试者的小肠之外的胃肠道上皮上形成。
36.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚合物在所述受试者的十二指肠、空肠、回肠、结肠、食道、或胃中的一者或多者的上皮上形成。
37.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚合物在所述受试者的十二指肠的上皮上形成。
38.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚合物基本上不在所述受试者的食道或胃中的一者或多者的上皮上形成。
39.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中与所述受试者的十二指肠和空肠相比，在所述受试者的回肠和结肠上形成的聚合物较少。
40.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中基本上没有聚合物在所述受试者的胃和食道上形成。
41.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚合物不在所述受试者的胃和食道上形成。
42.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚合物在体内形成临时屏障。
43.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在6小时后，约20％至约70％的短暂性屏障仍然存在。
44.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在约24小时后，所述聚合物从所述受试者中清除。
45.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚合物和组合物还包含酶。
46.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述酶是消化酶。
47.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述消化酶是乳糖酶、肽酶、蔗糖酶、麦芽糖酶、淀粉酶、脂肪酶、或蛋白酶。
48.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法是提高所述受试者的消化效率的方法。
49.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法是增强所述受试者对乳糖的消化的方法。
50.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法是在所述受试者中治疗乳糖不耐受的方法。
51.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述消化酶是β-半乳醣苷酶。
52.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中β-半乳醣苷酶使所述受试者对乳糖的消化效率提高约20倍。
53.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚合物屏障不抑制所述受试者的上皮的固有消化酶活性。
54.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚合物和组合物还包含营养物阻断剂。
55.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法是在所述受试者中阻止营养吸收的方法。
56.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法是调节或调控所述受试者的葡萄糖吸收的方法。
57.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法是调节或调控所述受试者的糖吸收的方法。
58.根据权利要求57所述的方法，其中所述糖选自葡萄糖、乳糖、果糖、麦芽糖、右旋糖、半乳糖、蔗糖和异麦芽糖。
59.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法阻止吸收少于约24小时。
60.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法阻止吸收少于约6小时。
61.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法是在所述受试者中治疗肥胖症的方法。
62.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法是在所述受试者中治疗高胰岛素血症的方法。
63.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法是在所述受试者中治疗糖尿病的方法。
64.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述糖尿病是2型糖尿病。
65.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述组合物还包含交联剂。
66.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述交联剂包含纳米粒子。
67.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述交联剂包含聚多巴胺。
68.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述交联剂是营养物阻断剂。
69.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述交联剂提高所述聚合物的营养物阻断能力。
70.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述吸收通过调整聚合物的交联密度进行调节。
71.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法使所述受试者的葡萄糖吸收在施用所述组合物后3小时的时段内下降至少约50％、至少约60％、或至少约70％。
72.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法使所述受试者的葡萄糖吸收在施用所述组合物后2小时的时段内下降至少约50％、至少约60％、或至少约70％。
73.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法使所述受试者的葡萄糖吸收在施用所述组合物后1小时的时段内下降至少约50％、至少约60％、或至少约70％。
74.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述组合物还包含活性药物成分。
75.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述活性药物成分保留或包封在所述聚合物中。
76.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法是与在不存在所述聚合物时施用所述活性药物成分相比，使活性药物成分在所述受试者中聚合部位处的停留时间延长的方法。
77.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法是与在不存在所述聚合物时施用所述活性药物成分相比，提供活性药物成分的持续释放的方法。
78.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法是与在不存在所述聚合物时施用所述活性药物成分相比，使活性药物成分的给药频率减少的方法。
79.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法是与在不存在所述聚合物时施用所述活性药物成分相比，使所述活性药物成分的半衰期增加的方法。
80.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法是与在不存在所述聚合物时施用所述活性药物成分相比，使所述活性药物成分的AUC增加的方法。
81.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法是与在不存在所述聚合物时施用所述活性药物成分相比，调节所述活性药物成分的Cmax的方法。
82.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法是与在不存在所述聚合物时施用所述活性药物成分相比，调节所述活性药物成分的Tmax的方法。
83.根据权利要求81-82中任一项所述的方法，其中所述调节是增加。
84.根据权利要求81-82中任一项所述的方法，其中所述调节是减小。
85.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法不影响药物代谢。
86.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述活性药物成分是抗寄生虫药。
87.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述活性药物成分是驱虫药。
88.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述活性药物成分是吡喹酮。
89.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法是在所述受试者中治疗血吸虫病的方法。
90.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述组合物还包含辐射防护剂。
91.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法用于靶向小肠。
92.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法是减少小肠摄取的方法。
93.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法是减少小肠对一种或多种营养物和活性药物成分的摄取的方法。
94.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法是增加在小肠中的停留时间的方法。
95.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法是增加一种或多种营养物和/或活性药物成分在小肠中的停留时间的方法。
96.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法使得肠腔保持扩张。
97.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法是在所述受试者中治疗或预防肠粘连的方法。
98.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法是在所述受试者中治疗或预防肠梗阻的方法。
99.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法是治疗所述受试者的小肠出血的方法。
100.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚合物调节小肠内的吸收。
101.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚合物调节小肠内的消化。
102.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚合物调节一种或多种营养物或活性药物成分或它们的组合在小肠内的吸收。
103.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚合物基本上阻碍一种或多种营养物或活性药物成分或它们的组合吸收到其上形成有聚合物的上皮。
104.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚合物基本上阻碍一种或多种营养物或活性药物成分或它们的组合吸收到所述受试者的血流中。
105.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法是在所述受试者中固定酶的方法。
106.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法是将活性药物成分递送至所述受试者的方法。
107.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法是在受试者中补充消化的方法。
108.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚合物是无毒的。
109.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚合物对物理和化学作用力是稳定的。
110.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚合物对肠液、肠酸、胃酸、食糜、乙醇和盐水中的一种或多种是稳定的。
111.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚合物在暴露于肠液、肠酸、胃酸、食糜、乙醇、或盐水中的一种或多种时分解少于约10％。
112.根据权利要求109所述的方法，其中所述物理作用力选自蠕动和分节运动中的一种或多种。
113.一种组合物，其包含多巴胺、氧源，以及任选的缓冲剂。
114.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述组合物包含约0.001至约1000mg/mL的多巴胺、约0.01至约100mM的所述氧源，以及任选的缓冲剂。
115.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述组合物包含约0.001至约1000mg/mL的多巴胺。
116.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述组合物包含约0.001至约500mg/mL的多巴胺。
117.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述组合物包含约0.01至约100mg/mL的多巴胺。
118.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述组合物包含约1至约20mg/mL的多巴胺。
119.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述组合物包含约10mg/mL的多巴胺。
120.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述组合物包含约0.01至约100mM的所述氧源。
121.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述组合物包含约0.1至约50mM的所述氧源。
122.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述组合物包含约1至约30mM的所述氧源。
123.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述组合物包含约20mM的所述氧源。
124.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述组合物包含与所述受试者的摄取相容的浓度的氧源。
125.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述组合物具有约7至约9的pH。
126.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述组合物包含约10mg/mL的多巴胺、约20mM的过氧化氢或脲过氧化氢，以及任选的缓冲剂。
127.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述缓冲剂包含磷酸盐、乙酸盐、柠檬酸盐、N-[三(羟甲基)甲基]甘氨酸)、(三(羟甲基)氨基甲烷)、或(2-(双(2-羟乙基)氨基)乙酸)。
128.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述缓冲剂包含三(羟甲基)氨基甲烷。
129.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述组合物还包含消化酶、营养物阻断剂、营养制剂、辐射防护剂、活性药物成分、诊断剂、或它们的组合。
130.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述组合物为液体或固体剂型。
131.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述组合物为溶液、凝胶、片剂、或胶囊的形式。
132.一种治疗疾病或障碍的方法，其包括向有此需要的受试者施用有效量的根据前述权利要求中任一项所述的组合物。
133.一种预防疾病或障碍的方法，其包括向有此需要的受试者施用有效量的根据前述权利要求中任一项所述的组合物。
134.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述疾病或障碍是代谢障碍、全身性疾病、消化障碍、感染性疾病、癌症、出血、溃疡、肠梗阻、肠系膜缺血、肥胖症、精神障碍、阿尔茨海默病、或移植排斥。
135.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述代谢障碍是高胰岛素血症。
136.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述消化疾病是克罗恩氏病、溃疡性结肠炎、吸收不良、炎性肠病、肠易激综合征、乳糖不耐受、或乳糜泻。
137.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述全身性疾病是肥大细胞增多症、慢性疲劳综合征、全身性血管炎、结节病、甲状腺功能减退、糖尿病、纤维肌痛、肾上腺功能不全、乳糜泻、溃疡性结肠炎、克罗恩氏病、高血压、代谢综合征、AIDS、格雷夫斯氏病、全身性红斑狼疮、关节炎、动脉粥样硬化、镰状细胞病、重症肌无力、全身性硬化症、炎性疾病、自身免疫疾病、或窦炎。
138.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述疾病是肥胖症、高胰岛素血症、或糖尿病。
139.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述疾病是感染性疾病。
140.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述疾病是细菌、病毒、真菌、或寄生虫感染。
141.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述疾病是寄生虫病。
142.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述疾病是贾第鞭毛虫病、蛔虫病、或绦虫感染。
143.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述疾病是血吸虫病。
144.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述疾病是乳糖不耐受。
145.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述疾病是肠梗阻。
146.组合物用于在体内形成聚合物的用途，其包括向受试者施用包含单体和氧源的组合物，其中所述单体和所述氧源在体内接触所述受试者内源性的催化剂并且所述催化剂使所述单体原位聚合，并且其中所述单体是多巴胺或其盐，所述氧源是过氧化氢或脲过氧化氢，并且内源性催化剂选自过氧化氢酶或过氧化物酶。
147.有效量的根据前述权利要求中任一项所述的组合物用于在有此需要的受试者中治疗疾病或障碍的用途。
148.有效量的根据前述权利要求中任一项所述的组合物用于在有此需要的受试者中预防疾病或障碍的用途。
149.一种试剂盒，其包含：
根据前述权利要求中任一项所述的组合物，以及
用于向受试者施用根据前述权利要求中任一项所述的组合物的说明书。
150.根据前述权利要求中任一项所述的试剂盒，其中所述组合物包含：
多巴胺；
过氧化氢或脲过氧化氢；
缓冲剂；以及
任选地酶、营养物阻断剂、营养制剂、辐射防护剂、活性药物成分、诊断剂、或它们的组合。
151.根据前述权利要求中任一项所述的试剂盒，其中所述缓冲剂是三(羟甲基)氨基甲烷。
152.根据前述权利要求中任一项所述的试剂盒，其中所述组合物为胶囊形式。
153.根据前述权利要求中任一项所述的试剂盒，其中所述试剂盒还包含内窥镜、关节镜、膀胱镜、阴道镜、结肠镜、支气管镜、输尿管镜、肛门镜、食管镜、胃镜、腹腔镜、喉镜、神经内镜、直肠镜、乙状结肠镜、或胸腔镜。
154.方法、组合物、或试剂盒，其中所述组合物经由内窥镜、关节镜、膀胱镜、阴道镜、结肠镜、支气管镜、输尿管镜、肛门镜、食管镜、胃镜、腹腔镜、喉镜、神经内镜、直肠镜、乙状结肠镜、或胸腔镜施用。
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