EP3504232A1 - Kombination mit albumin, insbesondere zum behandeln eines knorpeldefekts - Google Patents

Kombination mit albumin, insbesondere zum behandeln eines knorpeldefekts

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EP3504232A1
EP3504232A1 EP17764530.6A EP17764530A EP3504232A1 EP 3504232 A1 EP3504232 A1 EP 3504232A1 EP 17764530 A EP17764530 A EP 17764530A EP 3504232 A1 EP3504232 A1 EP 3504232A1
Authority
EP
European Patent Office
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albumin
groups
functionalized
crosslinking
polymer
Prior art date
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Pending
Application number
EP17764530.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Helmut Wurst
Nils CLAUSEN
Nina Baldassi
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TETEC Tissue Engineering Technologies AG
Original Assignee
TETEC Tissue Engineering Technologies AG
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Filing date
Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a combination, a reaction product, preferably in the form of a hydrogel, a medical device, a drug for advanced therapies, a kit, a Austragsvornchtung, a method for producing the combination, a process for the preparation of the reaction product, the use of a polymer for Crosslinking of albumin and a functionalized by albumin-crosslinking groups hyaluronic acid.
  • dithio-PEG has the fundamental disadvantage that its production is complicated and expensive. In addition, it must be ensured that PEG is functionalized at both ends of the chain with thiol groups, since monofunctionalized PEG has an inhibitory effect on crosslinking of albumin.
  • the present invention is therefore based on the object to provide an alternative combination product or combination preparation, which avoids the deficiencies known from the prior art and in particular is easier to manufacture and more biocompatible than conventional combination preparations.
  • the present invention has the object to provide a functionalized hyaluronic acid, which may be in particular part of the combination preparation mentioned in the previous paragraph.
  • the invention relates to a combination which has a first component and a second component spatially separated from one another.
  • the first component contains crosslinkable albumin.
  • the second component contains a polymer, wherein non-terminal monomer units of the polymer at least partially, in particular only partially, have an albumin-crosslinking group.
  • the combination may also be referred to as combination preparation or combination product.
  • the inventors have recognized that by functionalizing non-terminal monomer units ("internal functionalization") with albumin-crosslinking groups, it is possible to prepare a polymeric crosslinker for albumin whose charge with the albumin-crosslinking groups can be better controlled than for example in the case of Since a large number of non-terminal monomer units are generally available for functionalization, the risk of the formation of monofunctionalized polymers, which may optionally have an inhibiting effect on the crosslinking of albumin, is no longer possible given.
  • the preparation of the polymeric crosslinker simplifies, as a stringent functionalization of all terminal monomer units, as in the known from the prior art dithio-PEG, is unnecessary. This leads to lower production times and costs.
  • the combination is particularly suitable for treating, preferably reconstructing, a cartilage defect, in particular a joint cartilage defect or intervertebral disc defect.
  • crosslinkable albumin should be understood as meaning an albumin which, owing to its chemical nature, in particular due to functionalization and / or derivatization, can be crosslinked with the aid of a crosslinker, in particular with the aid of the polymer provided according to the invention.
  • the Crosslinking can be based in particular on hydrogen bonds, ionic bonds and / or covalent bonds between the albumin and the crosslinker, in particular the polymer provided according to the invention.
  • the crosslinking of the albumin is preferably based on the formation of covalent bonds between the albumin and the crosslinker, in particular the polymer provided according to the invention.
  • non-terminal monomer units is to be understood as meaning monomer units which are located between terminal, so-called terminal, monomer units of the polymer.
  • albumin-crosslinking group or “albumin-crosslinking groups” should or should be understood as meaning groups which crosslink albumin by reaction with functional groups of the albumin, preferably with formation of covalent bonds or Links, effects.
  • the term “functionalized” or “functionalizing” is understood to mean any process that is completed, with which the polymer or albumin is given a function, for example by adding groups to the polymer or albumin it does not usually own.
  • the non-terminal monomer units are components of a backbone and a backbone of the polymer, respectively.
  • non-terminal monomer units are part of a side chain of the polymer.
  • terminal monomer units of the polymer further comprise an albumin-crosslinking group.
  • the albumin-crosslinking groups of the terminal monomer units may be the same albumin-crosslinking groups as in the case of the non-terminal monomer units.
  • all terminal monomer units of the polymer or only a part thereof may have an albumin-crosslinking group.
  • terminal monomer units of the polymer are free of an albumin-crosslinking group. In another embodiment, less than 20%, especially less than 10%, preferably less than 5% of the non-terminal monomer units have an albumin-crosslinking group.
  • average, i. per polymer molecule, more than two or three, especially more than four, five, six, seven or eight, non-terminal monomer units comprise an albumin-crosslinking group.
  • every third monomer unit has up to one thousandth monomer unit, in particular every tenth monomer unit to five hundredth monomer unit, preferably every twentieth monomer unit to one hundredth monomer unit, an albumin-crosslinking group.
  • the monomer units mentioned in this paragraph are preferably non-terminal monomer units of the polymer.
  • the polymer has a degree of substitution of 33 to 0.1, in particular 10 to 0.2, preferably 5 to 1, thiol groups per 100 monomer units, for example per 100 glucuronic acid units, anhydroglucose units or non-saccharide monomer units.
  • 33 to 0.1, in particular from 10 to 0.2, preferably from 5 to 1, per 100 monomer units, for example per 100 glucuronic acid units, anhydroglucose units or non-saccharidic monomer units originally present functional groups, for example OH groups (hydroxy groups) be replaced by thiol groups (SH groups) or thiol-bearing substituents.
  • the polymer is a linear, i. unbranched, polymer.
  • the polymer is a branched or multi-armed, in particular three- or four-armed, polymer.
  • the polymer is a hydrophilic polymer.
  • suitable hydrophilic polymers reference is made to the statements made below.
  • the polymer is a biocompatible polymer, ie a polymer which is harmless from a medical point of view.
  • the polymer has an average molecular weight of 3 kDa to 10,000 kDa, in particular 5 kDa to 1, 000 kDa, preferably 10 kDa to 100 kDa.
  • the polymer is a polymer functionalized by the albumin-crosslinking groups.
  • the polymer is a polymer selected from the group consisting of albumin-crosslinking functionalized polysaccharide, albumin-crosslinking functionalized mucopolysaccharide, albumin-crosslinking functionalized protein, albumin-crosslinking functionalized groups, synthetic polymer and combinations of at least two of said functionalized polymers.
  • the polymer is selected from the group consisting of hyaluronic acid functionalised by albumin-crosslinking groups, carboxymethylcellulose functionalized by albumin-crosslinking groups, dextran functionalized by albumin-crosslinking groups, polyvinyl alcohol functionalized by albumin-crosslinking groups, polyvinylpyrrolidone functionalized by albumin-crosslinking groups and combinations of at least two of said functionalized polymers.
  • the polymers mentioned in the previous paragraphs have the particular advantage that they are distinguished by a higher biological compatibility compared to dithio-PEG and at least partly by a faster in vivo degradation or in vivo absorption.
  • the combination in particular the second component, is free of polyethylene glycol (PEG) and / or free of a functionalized polyethylene glycol, such as dithio-polyethylene glycol (dithio-PEG).
  • PEG polyethylene glycol
  • dithio-PEG dithio-polyethylene glycol
  • the polymer is an albumin-crosslinking functionalized hyaluronic acid.
  • hyaluronic acid as a backbone for the polymer has the advantage that it is a particularly body-affine substance.
  • every third disaccharide repeat unit is up to one thousandth disaccharide repeat unit, in particular every tenth disaccharide repeat unit up to five hundredth disaccharide repeat unit, preferably every twentieth disaccharide unit Repeat unit to one hundredth disaccharide repeat unit functionalizing functionalized hyaluronic acid through an albumin-crosslinking group.
  • Glucuronic acid units of the hyaluronic acid or of the disaccharide units are particularly preferably functionalized by an albumin-crosslinking group.
  • albumin-crosslinking or albumin-reactive groups are each covalently linked via a linker moiety to the carboxy carbon atom of the glucuronic acid units.
  • the linker unit preferably has the following formula I.
  • the linker unit preferably has the following formula II
  • n is an integer from 1 to 12, especially 2 to 4, preferably 2, means.
  • the albumin-crosslinking group or the albumin-crosslinking groups are nucleophilic groups or nucleophilic groups, in particular Michael donor group or Michael donor groups, preferably thiol group or thiol groups (US Pat. SH group or SH groups) and / or thiolate or thiolate groups (S " group or S " groups).
  • the albumin-crosslinking group or the albumin-crosslinking groups are preferably a thiol group or thiol groups.
  • the polymer is a functionalized by thiol groups and / or thiolate groups, ie thiol and / or thiolate functional nalized, hyaluronic acid.
  • the polymer is a thiol functionalized hyaluronic acid.
  • the polymer has a content of 5 wt.% To 3,000 wt.%, In particular 10 wt.% To 1, 000 wt.%, Preferably 50 wt.% To 200 wt. based on the dry weight of the first component, in particular the crosslinkable albumin and an optional non-functionalized hyaluronic acid contained therein.
  • the second component further contains salts, in particular a buffer such as dihydrogen phosphate-hydrogen phosphate buffer and / or bicarbonate bicarbonate buffer.
  • the second component is in the form of an aqueous liquid, in particular in the form of an aqueous suspension or aqueous solution, preferably in the form of an aqueous solution.
  • the crosslinkable albumin in another embodiment, is crosslinkable serum albumin, i. a crosslinkable albumin derived from blood serum.
  • the crosslinkable albumin may be a synthetic, i. is an albumin produced in a chemical laboratory or similar facility, or a recombinantly produced albumin.
  • albumin may be human or xenogenic, especially porcine, bovine or equine.
  • crosslinkable albumin is an albumin of human origin.
  • the crosslinkable albumin is a functionalized albumin, in particular an albumin functionalized by electrophilic groups, in particular Michael acceptor groups, preferably thiol-reactive groups.
  • thiol-reactive groups is to be understood as meaning functional groups which are capable of reacting with thiol groups, preferably with the formation of covalent bonds or linkages.
  • the groups mentioned in the previous paragraph are selected from the group consisting of maleimide groups, vinylsulfone groups, acrylate groups, alkyl halide groups, azirole groups, pyridyl groups, thionitrobenzenic acid groups, arylating groups, and combinations of at least two of said functional groups.
  • the albumin is preferably functionalized by groups selected from the group consisting of maleimide groups, vinylsulfone groups, acrylate groups, alkyl halide groups, azirole groups, pyridyl groups, thionitrobenzenic acid groups, arylating groups and combinations of at least two of said functional groups.
  • the crosslinkable albumin is a maleimide group functionalized, i. maleimide functionalized albumin, preferably a maleimide group functionalized, i. maleimide-functionalized, serum albumin.
  • the combination is a biocompatible, especially medically effective, preferably therapeutically effective, combination.
  • the combination in particular the first component and / or the second component, preferably the first component, in a further embodiment further comprises cells, in particular mammalian cells, preferably selected from the group consisting of musculoskeletal cells, metabolic regulating gland cells, islet cells, melatonin-producing Cells, progenitor cells, stem cells, in particular mesenchymal stem cells, and combinations of at least two of said cell types.
  • cells in particular mammalian cells, preferably selected from the group consisting of musculoskeletal cells, metabolic regulating gland cells, islet cells, melatonin-producing Cells, progenitor cells, stem cells, in particular mesenchymal stem cells, and combinations of at least two of said cell types.
  • the musculoskeletal cells are preferably stem cells, chondrocytes, osteocytes, fibrochondrocytes or a combination of at least two of the mentioned cell types.
  • the autologous cells are preferably autologous chondrocytes, autologous disc chondrocytes, autologous stem cells, autologous mesenchymal stem cells or a combination of at least two of the mentioned cell types.
  • the combination in particular the first component and / or the second component, preferably the first component, at least one active ingredient, in particular pharmaceutical or biological active ingredient.
  • the active ingredient is preferably selected from the group consisting of antibiotic, antiinflammatory, metabolic hormone, chondroprotective agent such as hyaluronic acid, bone morphogenetic protein such as BMP-2, gene therapy agent, growth hormone, differentiation or modulation factor, immunosuppressant, immunostimulating substance , DNA, RNA, nucleic acid, apoptosis-inducing agent, adhesion-promoting agent, receptor antagonist and combinations of at least two of said active substances.
  • the combination in particular the first component and / or the second component, preferably contains the first component, hyaluronic acid, i. unfunctionalized hyaluronic acid.
  • the combination in particular the first component and / or the second component, preferably the first component, preferably contains from 0.1% by weight to 5% by weight, in particular from 0.2% by weight to 3% by weight, of hyaluronic acid. , preferably 0.5 wt .-% to 2 wt .-%, based on the total weight of the two components dissolved in water.
  • the combination in particular the first component and / or the second component, preferably the first component, is free of hyaluronic acid.
  • the first component is in the form of an aqueous liquid, in particular in the form of an aqueous solution or aqueous suspension, preferably in the form of an aqueous suspension.
  • the first component is in the form of an aqueous cell suspension, i. in the form of an aqueous suspension containing cells.
  • the combination is in the form of a medical product or medical product, preferably in the form of an implant.
  • the combination may be in the form of a cell-free implant.
  • the combination is in the form of a drug for advanced therapies, in particular in the form of a cell or inoculated implant or tissue engineering product (biotechnologically processed tissue preparation).
  • the combination is a combination for use in the prophylaxis of pathological tissue adhesions, in particular tissue growths in the abdomen or in other areas.
  • the combination is a combination for use in the treatment, in particular reconstruction, of a cartilage defect, in particular a joint cartilage defect, preferably knee cartilage defect, or disc defect, preferably lumbar disc defect, more preferably lumbar-sacral disc defect.
  • the combination is a combination for use in the treatment, in particular reconstruction, of a defect of the annulus fibrosus and / or nucleus pulposus, preferably of the nucleus pulposus.
  • the combination is prepared for a surgical, in particular minimally invasive, administration.
  • the combination according to another embodiment is used for a surgical, in particular minimally invasive, administration.
  • the combination is prepared for facet joint infiltration, in particular for peri- and / or intra-articular facet joint infiltration, preferably intra-articular facet joint infiltration.
  • the combination is used for facet joint infiltration, in particular peri- and / or intra-articular facet joint infiltration, preferably intra-articular facet joint infiltration.
  • the combination is in the form of a kit, in particular in the form of a medical, preferably surgical, kit.
  • the invention relates in a second aspect to a reaction product.
  • the reaction product is obtained by mixing a first component containing crosslinkable albumin and a second component containing a polymer, wherein non-terminal monomer units of the polymer at least partially, in particular only partially, have an albumin-crosslinking group, in particular by mixing a first component and a second component of a combination according to the first aspect of the invention, obtainable or producible.
  • the formation of the reaction product is due to a cross-linking reaction occurring between the crosslinkable albumin and the polymer which cross-links albumin molecules via macromolecules of the polymer, preferably to form a hydrogel.
  • reaction product prefferably be a hydrogel.
  • the invention relates to a medical device.
  • the medical device has spatially separated from each other a first component containing crosslinkable albumin, and a second component containing a polymer, wherein non-terminal monomer units of the polymer at least partially, in particular only partially, an albumin-crosslinking group, in particular a combination according to first aspect of the invention.
  • the medical device is preferably an implant, in particular a cell-free implant.
  • the invention relates to a drug for advanced therapies.
  • the advanced therapy medicinal product comprises, spatially separated from each other, a first component containing crosslinkable albumin, and a second component containing a polymer, wherein non-terminal monomeric units of the polymer are at least partially, in particular special only partially, have an albumin-crosslinking group, in particular a combination according to the first aspect of the invention on.
  • the advanced therapy medicinal product is preferably an inoculated or inoculated implant or a tissue engineering product (biotechnologically processed tissue preparation).
  • the invention relates to a kit.
  • the kit comprises, spatially separated from one another, a first component containing crosslinkable albumin, and a second component containing a polymer, wherein non-terminal monomer units of the polymer at least partially, in particular only partially, have an albumin-crosslinking group, in particular a combination according to the first aspect of the invention ,
  • the invention relates to a discharge device.
  • the discharge device has spatially separated from each other a first component containing crosslinkable albumin, and a second component containing a polymer, wherein non-terminal monomer units of the polymer at least partially, in particular only partially, have an albumin-crosslinking group, in particular a combination according to first aspect of the invention.
  • the discharge device is preferably a multi-chamber discharge device, in particular a two-chamber discharge device.
  • the discharge device can be designed as a twin syringe.
  • the invention relates to a method for producing a combination, in particular a combination according to the first aspect of the invention.
  • the method comprises the following steps:
  • the invention relates to a process for the preparation of a reaction product, preferably hydrogel, in particular according to the second aspect of the invention.
  • the method comprises the following steps: a) providing a first component which contains crosslinkable albumin, b) optionally adding cells, in particular autologous cells and / or active substances, c) adding a crosslinking polymer, wherein non-terminal monomer units of the polymer at least partially, in particular only partially, have an albumin-crosslinking group.
  • the invention relates to the use of a polymer for cross-linking crosslinkable albumin, wherein non-terminal monomer units of the polymer at least partially, in particular only partially, have an albumin-crosslinking group.
  • the invention relates to a functionalized hyaluronic acid.
  • the functionalized hyaluronic acid is characterized in particular by the fact that every third disaccharide repeating unit contains up to one thousandth disaccharide repeating unit, in particular every tenth disaccharide repeating unit to five hundredth disaccharide repeating unit, preferably every twentieth disaccharide repeating unit to one hundredth disaccharide repeating unit, of the functionalized hyaluronic acid Albumin-crosslinking group is functionalized.
  • Glucuronic acid units of the hyaluronic acid or of the disaccharide units are particularly preferably functionalized by an albumin-crosslinking group.
  • the albumin-reactive groups are each covalently linked via a linker moiety to the carboxy carbon atom of the glucuronic acid units.
  • the linker unit preferably has the following formula I.
  • n is an integer from 1 to 12, in particular 2 to 4, preferably 2.
  • the linker unit preferably has the following formula II
  • n is an integer from 1 to 12, in particular 2 to 4, preferably 2, means.
  • the albumin-crosslinking group or the albumin-crosslinking groups are nucleophilic groups or nucleophilic groups, in particular Michael donor group or Michael donor groups, preferably thiol group or thiol groups (US Pat. SH group or SH groups) and / or thiolate group or thiolate groups (S " group or S groups) .
  • the albumin-crosslinking group or the albumin-crosslinking groups is preferably a thiol group or to thiol groups.
  • a low-loaded thiol-functionalized hyaluronic acid was synthesized.
  • hyaluronic acid (average molecular weight 57 kDa) was activated with 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) at pH 4.75 and then with an excess of shot of 3,3'-dithiobis (propanoic dihydrazide) modified. After removal of excess 3,3'-dithiobis (propanoic dihydrazide) by dialysis, the disulfide of the hydrazide coupled to the hyaluronic acid was reduced with tris (2-carboxyethyl) phosphine.
  • EDC 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide
  • the thiol-functionalized hyaluronic acid prepared according to Example 1 was added to the maleimide-functionalized albumin prepared according to Example 2. Within a few minutes, a hydrogel was obtained which showed no separation tendency.
  • carboxymethylcellulose (average molecular weight 90 kDa, degree of functionalization 0.75, ie 0.75 carboxyl groups per anhydroglucose unit) was dissolved in water and dissolved in various mixtures of 0.30, 0.15 and 0.075 molar equivalents (on Carboxy groups) 4- (4,6-dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl) -4-methylmorpholinium chloride (DMTMM, CAS 3945-69-5) and then with an excess of cystamine dihydrochloride at pH 6 , 5-7 implemented.
  • DTMM 4,6-dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl
  • the thiol-functionalized carboxymethylcellulose prepared according to Example 4 with a degree of substitution of 3.6 was added to a maleimide-functionalized albumin prepared according to Example 2 and also PBS.
  • the reactive groups (thiol or maleimide groups) were each calculated to a concentration of 2 mmol / L in the mixture. Within a few minutes, a hydrogel was obtained which showed no separation tendency.
  • hydrogel could be prepared in the same way with the thiol-functionalized carboxymethylcellulose prepared according to Example 4 with a degree of substitution of 2.1, which showed no tendency to separate.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kombination, aufweisend räumlich voneinander getrennt eine erste Komponente und eine zweite Komponente, wobei die erste Komponente vernetzbares Albumin und die zweite Komponente ein Polymer enthält, wobei nichtendständige Monomer-Einheiten des Polymers wenigstens teilweise, insbesondere nur teilweise, eine Albumin-vernetzende Gruppe aufweisen. Die Erfindung betrifft weiterhin ein mittels der Kombination erhältliches Reaktionsprodukt, ein Medizinprodukt, ein Arzneimittel für neuartige Therapien, ein Kit, eine Austragsvorrichtung sowie eine funktionalisierte Hyaluronsäure.

Description

KOMBINATION MIT ALBUMIN, INSBESONDERE ZUM BEHANDELN EINES KNORPELDEFEKTS
ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kombination, ein Reaktionsprodukt, vorzugsweise in Form eines Hydrogels, ein Medizinprodukt, ein Arzneimittel für neuartige Therapien, ein Kit, eine Austragsvornchtung, ein Verfahren zur Herstellung der Kombination, ein Verfahren zur Herstellung des Reaktionsprodukts, die Verwendung eines Polymers zur Vernetzung von Albumin sowie eine durch Albumin-vernetzende Gruppen funktionalisierte Hyaluronsäure.
Aus der DE 10 2008 008 071 A1 ist eine injizierbare biokompatible Kombination aus vernetzbarem Serumalbumin sowie dem Vernetzer Dithio-Polyethylenglykol (Dithio-PEG) bekannt.
Dithio-PEG hat jedoch den grundsätzlichen Nachteil, dass seine Herstellung aufwändig und kostenintensiv ist. Hinzu kommt, dass sichergestellt werden muss, dass PEG an beiden Kettenenden mit Thiolgruppen funktionalisiert ist, da monofunktionalisiertes PEG inhibitorisch auf eine Vernetzung von Albumin wirkt.
Dadurch erhöht sich der Aufwand bei der Herstellung und insbesondere Reinigung des Vernetzers beträchtlich. Als weiterer Nachteil kommt hinzu, dass Dithio-PEG im Körper nur langsam abgebaut wird bzw. über die Nieren ausgeschieden werden muss.
AUFGABE UND LÖSUNG
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Kombinationserzeugnis bzw. Kombinationspräparat bereitzustellen, welches aus dem Stand der Technik bekannte Unzulänglichkeiten vermeidet und insbesondere einfacher in der Herstellung sowie biokompatibler ist als konventionelle Kombinationspräparate.
Weiterhin liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine funktionalisierte Hyaluronsäure bereitzustellen, welche insbesondere Bestandteil des im vorherigen Absatz erwähnten Kombinationspräparates sein kann.
Diese Aufgaben werden gelöst durch eine Kombination gemäß unabhängigem Anspruch 1 , durch ein Reaktionsprodukt gemäß Anspruch 17, durch ein Medizinprodukt oder ein Arzneimittel für neuartige Therapien gemäß Anspruch 18, durch ein Kit oder eine Austragsvornchtung gemäß Anspruch 19, durch eine Verwendung gemäß Anspruch 20 sowie durch eine funktional!- sierte Hyaluronsäure gemäß Anspruch 21 . Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der vorliegenden Beschreibung gemacht. Zusätzliche Erfindungsaspekte sind in der Beschreibung offenbart.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Kombination, welche räumlich voneinander getrennt eine erste Komponente und eine zweite Komponente aufweist.
Die erste Komponente enthält vernetzbares Albumin.
Die zweite Komponente enthält ein Polymer, wobei nichtendständige Monomer-Einheiten des Polymers wenigstens teilweise, insbesondere nur teilweise, eine Albumin-vernetzende Gruppe aufweisen.
Die Kombination kann im Sinne der vorliegenden Erfindung auch als Kombinationspräparat bzw. Kombinationserzeugnis bezeichnet werden.
Die Erfinder haben erkannt, dass sich durch eine Funktionalisierung nichtendständiger Monomer-Einheiten („interne Funktionalisierung") mit Albumin-vernetzenden Gruppen ein polymerer Vernetzer für Albumin herstellen lässt, dessen Beladung mit den Albumin-vernetzenden Gruppen besser kontrolliert werden kann als beispielsweise bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Dithio-PEG. Da in der Regel eine Vielzahl von nichtendständigen Monomer- Einheiten für eine Funktionalisierung zur Verfügung stehen, ist das Risiko der Entstehung mo- nofunktionalisierter Polymere, welche gegebenenfalls hemmend auf eine Vernetzung von Albumin wirken können, nicht mehr gegeben.
Zudem vereinfacht sich die Herstellung des polymeren Vernetzers, da eine stringente Funktionalisierung aller endständigen Monomer-Einheiten, wie bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Dithio-PEG, entbehrlich ist. Dies führt zu geringeren Herstellungszeiten und -kosten.
Die Kombination eignet sich insbesondere zum Behandeln, vorzugsweise Rekonstruieren, eines Knorpeldefekts, insbesondere eines Gelenkknorpeldefekts oder Bandscheibendefekts.
Unter dem Ausdruck„vernetzbares Albumin" soll im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Albumin verstanden werden, welches sich aufgrund seiner chemischen Beschaffenheit, insbesondere aufgrund einer Funktionalisierung und/oder Derivatisierung, mit Hilfe eines Vernetzers, insbesondere mit Hilfe des erfindungsgemäß vorgesehenen Polymers, vernetzen lässt. Die Vernetzung kann insbesondere auf Wasserstoff-Brückenbindungen, ionischen Bindungen und/oder kovalenten Bindungen zwischen dem Albumin und dem Vernetzer, insbesondere dem erfindungsgemäß vorgesehenen Polymer, beruhen. Bevorzugt beruht die Vernetzung des Albumins auf der Ausbildung von kovalenten Bindungen zwischen dem Albumin und dem Vernetzer, insbesondere dem erfindungsgemäß vorgesehenen, Polymer.
Unter unter dem Ausdruck„nichtendständige Monomer-Einheiten" sollen im Sinne der vorliegenden Erfindung Monomer-Einheiten verstanden werden, welche sich zwischen endständigen, sogenannten terminalen, Monomer-Einheiten des Polymers befinden.
Unter dem Ausdruck„Albumin- vernetzende Gruppe" bzw.„Albumin- vernetzende Gruppen" soll bzw. sollen im Sinne der vorliegenden Erfindung Gruppen verstanden werden, welche eine Vernetzung von Albumin durch Reaktion mit funktionellen Gruppen des Albumins, vorzugsweise unter Ausbildung von kovalenten Bindungen bzw. Verknüpfungen, bewirkt bzw. bewirken.
Unter dem Ausdruck„funktionalisiert" bzw. „funktionalisieren" soll im Sinne der vorliegenden Erfindung jeder - abgeschlossene - Vorgang verstanden werden, mit welchem dem Polymer oder Albumin - beispielsweise durch Hinzufügen von Gruppen an das Polymer bzw. Albumin - eine Funktion verliehen wird, welche es normalerweise nicht besitzt.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die nichtendständigen Monomer-Einheiten Bestandteile eines Rückgrats bzw. einer Hauptkette des Polymers.
In einer weiteren Ausführungsform sind die nichtendständigen Monomer-Einheiten Bestandteil einer Seitenkette des Polymers.
In einer weiteren Ausführungsform weisen ferner endständige Monomer-Einheiten des Polymers eine Albumin-vernetzende Gruppe auf. Dabei kann es sich bei den Albumin-vernetzenden Gruppen der endständigen Monomer-Einheiten um die gleichen Albumin-vernetzenden Gruppen handeln wie bei den nichtendständigen Monomer-Einheiten. Weiterhin können alle endständigen Monomer-Einheiten des Polymers oder nur ein Teil davon eine Albumin-vernetzende Gruppe aufweisen.
In einer weiteren Ausführungsform sind endständige Monomer-Einheiten des Polymers frei von einer Albumin-vernetzenden Gruppe. In einer weiteren Ausführungsform weisen weniger als 20 %, insbesondere weniger als 10 %, vorzugsweise weniger als 5 %, der nichtendständigen Monomer-Einheiten eine Albuminvernetzende Gruppe auf.
Vorzugsweise weisen durchschnittlich, d.h. pro Polymermolekül, mehr als zwei oder drei, insbesondere mehr als vier, fünf, sechs, sieben oder acht, nichtendständige Monomer-Einheiten eine Albumin-vernetzende Gruppe auf.
In einer weiteren Ausführungsform weist jede dritte Monomer-Einheit bis tausendste Monomer- Einheit, insbesondere jede zehnte Monomer-Einheit bis fünfhundertste Monomer-Einheit, vorzugsweise jede zwanzigste Monomer-Einheit bis hundertste Monomer-Einheit, eine Albuminvernetzende Gruppe auf. Bei den in diesem Absatz erwähnten Monomer-Einheiten handelt es sich vorzugsweise um nichtendständige Monomer-Einheiten des Polymers.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Polymer einen Substitutionsgrad von 33 bis 0,1 , insbesondere 10 bis 0,2, bevorzugt 5 bis 1 , Thiolgruppen pro 100 Monomereinheiten, beispielsweise pro 100 Glucuronsäureeinheiten, Anhydroglucoseeinheiten oder nicht-saccha- ridischen Monomereinheiten, auf. Mit anderen Worten können 33 bis 0, 1 , insbesondere 10 bis 0,2, bevorzugt 5 bis 1 , pro 100 Monomereinheiten, beispielsweise pro 100 Glucuronsäureeinheiten, Anhydroglucoseeinheiten oder nicht-saccharidischen Monomereinheiten, ursprünglich vorhandene funktionelle Gruppen, beispielsweise OH-Gruppen (Hydroxygruppen), durch Thiolgruppen (SH-Gruppen) oder Thiolgruppen tragende Substituenten ersetzt sein.
In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem Polymer um ein lineares, d.h. unverzweigtes, Polymer.
In einer alternativen Ausführungsform handelt es sich bei dem Polymer um ein verzweigtes oder mehrarmiges, insbesondere drei- oder vierarmiges, Polymer.
In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem Polymer um ein hydrophiles Polymer. Bezüglich geeigneter hydrophiler Polymere sei auf die nachfolgend gemachten Ausführungen verwiesen.
In einer zweckmäßigen Ausführungsform handelt es sich bei dem Polymer um ein biokompatibles, d.h. um ein unter medizinischen Gesichtspunkten unbedenkliches, Polymer. In einer weiteren Ausführungsform weist das Polymer ein mittleres Molekulargewicht von 3 kDa bis 10.000 kDa, insbesondere 5 kDa bis 1 .000 kDa, vorzugsweise 10 kDa bis 100 kDa, auf.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Polymer um ein durch die Albumin-vernetzenden Gruppen funktionalisiertes Polymer.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Polymer um ein Polymer, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus durch Albumin-vernetzende Gruppen funktionalisiertes Polysaccharid, durch Albumin-vernetzende Gruppen funktionalisiertes Mucopolysaccharid, durch Albumin- vernetzende Gruppen funktionalisiertes Protein, durch Albumin-vernetzende Gruppen funktionalisiertes, synthetisches Polymer und Kombinationen aus wenigstens zwei der genannten funkti- onalisierten Polymere.
Weiter bevorzugt ist das Polymer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus durch Albumin- vernetzende Gruppen funktionalisierte Hyaluronsäure, durch Albumin-vernetzende Gruppen funktionalisierte Carboxymethylcellulose, durch Albumin-vernetzende Gruppen funktionalisiertes Dextran, durch Albumin-vernetzende Gruppen funktionalisierter Polyvinylalkohol, durch Albumin-vernetzende Gruppen funktionalisiertes Polyvinylpyrrolidon und Kombinationen aus wenigstens zwei der genannten funktionalisierten Polymere.
Die in den vorherigen Absätzen erwähnten Polymere haben insbesondere den Vorteil, dass sie sich durch eine im Vergleich zu Dithio-PEG höhere biologische Verträglichkeit und wenigstens zum Teil durch eine schnellere in vivo Degradation oder in vivo Resorption auszeichnen.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Kombination, insbesondere die zweite Komponente, frei von Polyethylenglykol (PEG) und/oder frei von einem funktionalisierten Polyethylenglykol, wie beispielsweise Dithio-Polyethylenglykol (Dithio-PEG).
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Polymer um eine durch Albumin-vernetzende Gruppen funktionalisierte Hyaluronsäure. Die Verwendung von Hyaluronsäure als Grundgerüst für das Polymer hat den Vorteil, dass es sich hierbei um einen besonders körperaffinen Stoff handelt.
Vorzugsweise ist jede dritte Disaccharid-Wiederholungseinheit bis tausendste Disaccharid- Wiederholungseinheit, insbesondere jede zehnte Disaccharid-Wiederholungseinheit bis fünfhundertste Disaccharid-Wiederholungseinheit, vorzugsweise jede zwanzigste Disaccharid- Wiederholungseinheit bis hundertste Disaccharid-Wiederholungseinheit, der funktionalisierten Hyaluronsäure durch eine Albumin-vernetzende Gruppe funktionalisiert.
Besonders bevorzugt sind Glucuronsäure-Einheiten der Hyaluronsäure bzw. der Disaccharid- Einheiten durch eine Albumin-vernetzende Gruppe funktionalisiert.
In einer weiteren Ausführungsform sind die Albumin-vernetzenden oder Albumin-reaktiven Gruppen jeweils über eine Linker-Einheit kovalent mit dem Carboxykohlenstoffatom der Glucuronsäure-Einheiten verknüpft.
Die Linker-Einheit besitzt vorzugsweise die nachstehende Formel I
-NH-NH-CO-(CH2)n- (Formel I) wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 12, insbesondere 2 bis 4, vorzugsweise 2, bedeutet. Alternativ besitzt die Linker-Einheit bevorzugt die nachstehende Formel II
-NH-(CH2)n-
(Formel II) wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 12, insbesondere 2 bis 4, vorzugsweise 2, bedeutet.
In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Albumin-vernetzenden Gruppe bzw. den Albumin-vernetzenden Gruppen um eine nukleophile Gruppen bzw. um nukleophile Gruppen, insbesondere Michael-Donator-Gruppe bzw. Michael-Donator-Gruppen, vorzugsweise Thiolgruppe bzw. Thiolgruppen (SH-Gruppe bzw. SH-Gruppen) und/oder Thiolatgruppe bzw. Thiolatgruppen (S"-Gruppe bzw. S"-Gruppen). Bevorzugt handelt es sich bei der Albumin- vernetzenden Gruppe bzw. den Albumin-vernetzenden Gruppen um eine Thiolgruppe bzw. um Thiolgruppen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Polymer um eine durch Thiolgruppen und/oder Thiolatgruppen funktionalisierte, d.h. thiol- und/oder thiolatfunktio- nalisierte, Hyaluronsäure. Insbesondere bevorzugt handelt es sich bei dem Polymer um eine durch Thiolgruppen funktionalisierte Hyaluronsäure.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Polymer einen Anteil von 5 Gew.-% bis 3.000 Gew.-%, insbesondere 10 Gew.-% bis 1 .000 Gew.-%, vorzugsweise 50 Gew.-% bis 200 Gew.- %, auf, bezogen auf das Ttrockengewicht der ersten Komponente, insbesondere des vernetzbaren Albumins und einer wahlweise darin enthaltenen unfunktionalisierten Hyaluronsäure.
In einer weiteren Ausführungsform enthält die zweite Komponente ferner Salze, insbesondere einen Puffer wie Dihydrogenphosphat-Hydrogenphosphat-Puffer und/oder Kohlensäure- Hydrogencarbonat-Puffer.
In einer weiteren Ausführungsform liegt die zweite Komponente in Form einer wässrigen Flüssigkeit, insbesondere in Form einer wässrigen Suspension oder wässrigen Lösung, vorzugsweise in Form einer wässrigen Lösung, vor.
Bei dem vernetzbaren Albumin handelt es sich in einer weiteren Ausführungsform um vernetzbares Serumalbumin, d.h. um ein aus Blutserum gewonnenes, vernetzbares Albumin.
Alternativ kann es sich bei dem vernetzbaren Albumin um ein synthetisches, d.h. um ein in einem chemischen Labor oder einer vergleichbaren Einrichtung hergestelltes, Albumin oder um ein rekombinant hergestelltes Albumin handeln.
Weiterhin kann das Albumin humanen oder xenogenen, insbesondere porcinen, bovinen oder equinen, Ursprungs sein.
Erfindungsgemäß ist es jedoch bevorzugt, wenn es sich bei dem vernetzbaren Albumin um ein Albumin humanen Ursprungs handelt.
In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem vernetzbaren Albumin um ein funktionalisiertes Albumin, insbesondere um ein durch elektrophile Gruppen, insbesondere Michael- Akzeptor-Gruppen, vorzugsweise Thiol-reaktive Gruppen, funktionalisiertes Albumin. Unter dem Ausdruck „Thiol-reaktive Gruppen" sollen im Sinne der vorliegenden Erfindung funktionelle Gruppen verstanden werden, welche in der Lage sind, mit Thiolgruppen, vorzugsweise unter Ausbildung kovalenter Bindungen bzw. Verknüpfungen, zu reagieren. Bevorzugt sind die im vorherigen Absatz erwähnten Gruppen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Maleimidgruppen, Vinylsulfongruppen, Acrylatgruppen, Alkylhalogenidgruppen, Aziringruppen, Pyridylgruppen, Thionitrobenzolsäuregruppen, arylierende Gruppen und Kombinationen aus wenigstens zwei der genannten funktionellen Gruppen.
Anders ausgedrückt, ist das Albumin bevorzugt durch Gruppen funktionalisiert, welche ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Maleimidgruppen, Vinylsulfongruppen, Acrylatgruppen, Alkylhalogenidgruppen, Aziringruppen, Pyridylgruppen, Thionitrobenzolsäuregruppen, arylierende Gruppen und Kombinationen aus wenigstens zwei der genannten funktionellen Gruppen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem vernetzbaren Albumin um ein durch Maleimidgruppen funktionalisiertes, d.h. maleimidfunktionalisiertes, Albumin, vorzugsweise um ein durch Maleimidgruppen funktionalisiertes, d.h. maleimidfunktionalisiertes, Serumalbumin.
In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei der Kombination um eine biokompatible, insbesondere medizinisch wirksame, vorzugsweise therapeutisch wirksame, Kombination.
Die Kombination, insbesondere die erste Komponente und/oder die zweite Komponente, vorzugsweise die erste Komponente, enthält in einer weiteren Ausführungsform ferner Zellen, insbesondere Säugetierzellen, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus musku- loskelettale Zellen, stoffwechselregulierende Drüsenzellen, Inselzellen, Melatonin- produzierende Zellen, Vorläuferzellen, Stammzellen, insbesondere mesenchymale Stammzellen, und Kombinationen aus wenigstens zwei der genannten Zelltypen.
Bei den muskuloskelettalen Zellen handelt es sich vorzugsweise um Stammzellen, Chondrozy- ten, Osteozyten, Fibrochondrozyten oder um eine Kombination aus wenigstens zwei der genannten Zelltypen.
Bei den autologen Zellen handelt es sich bevorzugt um autologe Chondrozyten, autologe Band- scheibenchondrozyten, autologe Stammzellen, autologe mesenchymale Stammzellen oder um eine Kombinationen aus wenigstens zwei der genannten Zelltypen.
In einer weiteren Ausführungsform enthält die Kombination, insbesondere die erste Komponente und/oder die zweite Komponente, bevorzugt die erste Komponente, wenigstens einen Wirkstoff, insbesondere pharmazeutischen oder biologischen Wirkstoff. Der Wirkstoff ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Antibiotikum, Antiin- flammatorikum, Stoffwechsel-Hormon, Chondroprotektivum wie Hyaluronsäure, knochenmor- phogenetisches Protein wie BMP-2, Agens zur Gentherapie, Wachstumshormon, Differenzie- rungs- oder Modulationsfaktor, Immunsuppressivum, immunstimulierende Substanz, DNA, RNA, Nukleinsäure, Apoptose-induzierender Wirkstoff, adhäsionsvermittelnder Wirkstoff, Re- zeptorantagonist und Kombinationen aus wenigstens zwei der genannten Wirkstoffe.
In einer weiteren Ausführungsform enthält die Kombination, insbesondere die erste Komponente und/oder die zweite Komponente, bevorzugt die erste Komponente, Hyaluronsäure, d.h. un- funktionalisierte Hyaluronsäure.
Vorzugsweise enthält die Kombination, insbesondere die erste Komponente und/oder die zweite Komponente, bevorzugt die erste Komponente, einen Anteil an Hyaluronsäure von 0.1 Gew.- % bis 5 Gew.-%, insbesondere 0.2 Gew.-% bis 3 Gew.-%, vorzugsweise 0.5 Gew.-% bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der beiden in Wasser gelösten Komponenten.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Kombination, insbesondere die erste Komponente und/oder die zweite Komponente, vorzugsweise die erste Komponente, frei von Hyaluronsäure.
In einer weiteren Ausführungsform liegt die erste Komponente in Form einer wässrigen Flüssigkeit, insbesondere in Form einer wässrigen Lösung oder wässrigen Suspension, vorzugsweise in Form einer wässrigen Suspension, vor. Besonders bevorzugt liegt die erste Komponente in Form einer wässrigen Zellsuspension, d.h. in Form einer wässrigen, Zellen enthaltenden Suspension, vor. Bezüglich möglicher Zellen wird auf die bisherige Beschreibung Bezug genommen.
In einer weiteren Ausführungsform liegt die Kombination in Form eines Medizinprodukts bzw. medizintechnisches Produkts, vorzugsweise in Form eines Implantats, vor.
Insbesondere kann die Kombination in Form eines zellfreien Implantats vorliegen.
In einer alternativen Ausführungsform liegt die Kombination in Form eines Arzneimittels für neuartige Therapien, insbesondere in Form eines mit Zellen versehenen bzw. inokulierten Implantats oder Tissue-Engineering-Produkts (biotechnologisch bearbeitete Gewebezubereitung), vor. In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei der Kombination um eine Kombination zur Verwendung bei der Prophylaxe von pathologischen Gewebeverwachsungen (Gewebeadhäsionen), insbesondere von Gewebeverwachsungen im Bauchraum oder in anderen Bereichen.
In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei der Kombination um eine Kombination zur Verwendung bei der Behandlung, insbesondere Rekonstruktion, eines Knorpeldefekts, insbesondere eines Gelenkknorpeldefekts, bevorzugt Kniegelenkknorpeldefekts, oder Bandscheibendefekts, bevorzugt lumbalen Bandscheibendefekts, besonders bevorzugt lumbal-sakralen Bandscheibendefekts.
In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei der Kombination um eine Kombination zur Verwendung bei der Behandlung, insbesondere Rekonstruktion, eines Defekts des Anulus fibrosus und/oder Nucleus pulposus, vorzugsweise des Nucleus pulposus.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Kombination für eine chirurgische, insbesondere mi- nimalinvasive, Verabreichung hergerichtet. Mit anderen Worten wird die Kombination gemäß einer weiteren Ausführungsform für eine chirurgische, insbesondere minimalinvasive, Verabreichung verwendet.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Kombination für eine Facettengelenksinfiltration, insbesondere für eine peri- und/oder intraartikuläre Facettengelenksinfiltration, vorzugsweise intra- artikuläre Facettengelenksinfiltration, hergerichtet. Mit anderen Worten wird die Kombination gemäß einer weiteren Ausführungsform für eine Facettengelenksinfiltration, insbesondere peri- und/oder intraartikuläre Facettengelenksinfiltration, vorzugsweise intraartikuläre Facettengelenksinfiltration, verwendet.
In einer weiteren Ausführungsform liegt die Kombination in Form eines Kits, insbesondere in Form eines medizinischen, vorzugsweise chirurgischen, Kits, vor.
Die Erfindung betrifft gemäß einem zweiten Aspekt ein Reaktionsprodukt.
Das Reaktionsprodukt ist durch Mischen einer ersten Komponente, enthaltend vernetzbares Albumin, und einer zweiten Komponente, enthaltend ein Polymer, wobei nichtendständige Monomer-Einheiten des Polymers wenigstens teilweise, insbesondere nur teilweise, eine Albuminvernetzende Gruppe aufweisen, insbesondere durch Mischen einer ersten Komponente und einer zweiten Komponente einer Kombination gemäß erstem Erfindungsaspekt, erhältlich bzw. herstellbar.
Die Bildung des Reaktionsprodukts beruht auf einer zwischen dem vernetzbaren Albumin und dem Polymer ablaufenden Vernetzungsreaktion, wodurch Albuminmoleküle über Makromoleküle des Polymers miteinander, vorzugsweise unter Ausbildung eines Hydrogels, vernetzt werden.
Erfindungsgemäß ist es daher besonders bevorzugt, wenn es sich bei dem Reaktionsprodukt um ein Hydrogel handelt.
Bezüglich weiterer Merkmale und Vorteile des Reaktionsprodukts wird zur Vermeidung von Wiederholungen vollständig auf die im Rahmen des ersten Erfindungsaspekts gemachten Ausführungen Bezug genommen. Die dort, insbesondere in Bezug auf das vernetzbare Albumin sowie das Polymer, gemachten Ausführungen gelten (sinngemäß) auch für das Reaktionsprodukt.
Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Medizinprodukt.
Das Medizinprodukt weist räumlich voneinander getrennt eine erste Komponente, enthaltend vernetzbares Albumin, und eine zweite Komponente, enthaltend ein Polymer, wobei nichtend- ständige Monomer-Einheiten des Polymers wenigstens teilweise, insbesondere nur teilweise, eine Albumin-vernetzende Gruppe aufweisen, insbesondere eine Kombination gemäß erstem Erfindungsaspekt, auf.
Bei dem Medizinprodukt handelt es sich vorzugsweise um ein Implantat, insbesondere zellfreies Implantat.
Bezüglich weiterer Merkmale und Vorteile des Medizinprodukts wird zur Vermeidung von Wiederholungen ebenfalls vollständig auf die im Rahmen des ersten Erfindungsaspekts gemachten Ausführungen Bezug genommen. Die dort, insbesondere in Bezug auf das vernetzbare Albumin sowie das Polymer, gemachten Ausführungen gelten (sinngemäß) auch für das Medizinprodukt.
Gemäß einem vierten Aspekt betrifft die Erfindung ein Arzneimittel für neuartige Therapien.
Das Arzneimittel für neuartige Therapien weist räumlich voneinander getrennt eine erste Komponente, enthaltend vernetzbares Albumin, und eine zweite Komponente, enthaltend ein Polymer, wobei nichtendständige Monomer-Einheiten des Polymers wenigstens teilweise, insbe- sondere nur teilweise, eine Albumin-vernetzende Gruppe aufweisen, insbesondere eine Kombination gemäß erstem Erfindungsaspekt, auf.
Bei dem Arzneimittel für neuartige Therapien handelt es sich vorzugsweise um ein mit Zellen versehenes bzw. inokuliertes Implantat oder um ein Tissue-Engineering-Produkt (biotechnologisch bearbeitete Gewebezubereitung).
Bezüglich weiterer Merkmale und Vorteile des Arzneimittels für neuartige Therapien wird zur Vermeidung von Wiederholungen ebenfalls vollständig auf die im Rahmen des ersten Erfindungsaspekts gemachten Ausführungen Bezug genommen. Die dort, insbesondere in Bezug auf das vernetzbare Albumin sowie das Polymer, gemachten Ausführungen gelten (sinngemäß) auch für das Arzneimittel für neuartige Therapien.
Gemäß einem fünften Aspekt betrifft die Erfindung ein Kit.
Das Kit weist räumlich voneinander getrennt eine erste Komponente, enthaltend vernetzbares Albumin, und eine zweite Komponente, enthaltend ein Polymer, wobei nichtendständige Monomer-Einheiten des Polymers wenigstens teilweise, insbesondere nur teilweise, eine Albuminvernetzende Gruppe aufweisen, insbesondere eine Kombination gemäß erstem Erfindungsaspekt, auf.
Bezüglich weiterer Merkmale und Vorteile des Kits wird zur Vermeidung von Wiederholungen ebenfalls vollständig auf die im Rahmen des ersten Erfindungsaspekts gemachten Ausführungen Bezug genommen. Die dort, insbesondere in Bezug auf das vernetzbare Albumin sowie das Polymer, gemachten Ausführungen gelten (sinngemäß) auch für das Kit.
Gemäß einem sechsten Aspekt betrifft die Erfindung eine Austragsvorrichtung.
Das Austragsvorrichtung weist räumlich voneinander getrennt eine erste Komponente, enthaltend vernetzbares Albumin, und eine zweite Komponente, enthaltend ein Polymer, wobei nicht- endständige Monomer-Einheiten des Polymers wenigstens teilweise, insbesondere nur teilweise, eine Albumin-vernetzende Gruppe aufweisen, insbesondere eine Kombination gemäß erstem Erfindungsaspekt, auf.
Bei der Austragsvorrichtung handelt es sich vorzugsweise um eine Mehrkammeraustragsvor- richtung, insbesondere Zweikammeraustragsvorrichtung. Insbesondere kann die Austragsvorrichtung als Zwillingsspritze gestaltet sein. Bezüglich weiterer Merkmale und Vorteile der Austragsvorrichtung wird zur Vermeidung von Wiederholungen ebenfalls vollständig auf die im Rahmen des ersten Erfindungsaspekts gemachten Ausführungen Bezug genommen. Die dort, insbesondere in Bezug auf das vernetzbare Albumin sowie das Polymer, gemachten Ausführungen gelten (sinngemäß) auch für die Austragsvorrichtung.
Gemäß einem siebten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Kombination, insbesondere einer Kombination gemäß erstem Erfindungsaspekt.
Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
Bereitstellen einer ersten Komponente, welche vernetzbares Albumin enthält, und räumlich getrennt davon
Bereitstellen einer zweiten Komponente, welche ein Polymer enthält, wobei nichtendständige Monomer-Einheiten des Polymers wenigstens teilweise, insbesondere nur teilweise, eine Albumin-vernetzende Gruppe aufweisen.
Bezüglich weiterer Merkmale und Vorteile des Verfahrens wird zur Vermeidung von Wiederholungen ebenfalls vollständig auf die im Rahmen des ersten Erfindungsaspekts gemachten Ausführungen Bezug genommen. Die dort, insbesondere in Bezug auf das vernetzbare Albumin sowie das Polymer, gemachten Ausführungen gelten (sinngemäß) auch für das Verfahren.
Gemäß einem achten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Reaktionsprodukts, vorzugsweise Hydrogels, insbesondere gemäß zweitem Erfindungsaspekt.
Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: a) Bereitstellen einer ersten Komponente, welche vernetzbares Albumin enthält, b) gegebenenfalls Hinzufügen von Zellen, insbesondere autologen Zellen und/oder von Wirkstoffen, c) Hinzufügen eines vernetzenden Polymers, wobei nichtendständige Monomer-Einheiten des Polymers wenigstens teilweise, insbesondere nur teilweise, eine Albumin-vernetzende Gruppe aufweisen.
Bezüglich weiterer Merkmale und Vorteile des Verfahrens wird zur Vermeidung von Wiederholungen ebenfalls vollständig auf die im Rahmen des ersten Erfindungsaspekts gemachten Ausführungen Bezug genommen. Die dort, insbesondere in Bezug auf das vernetzbare Albumin sowie das Polymer, gemachten Ausführungen gelten (sinngemäß) auch für das Verfahren.
Gemäß einem neunten Aspekt betrifft die Erfindung die Verwendung eines Polymers zur Vernetzung von vernetzbarem Albumin, wobei nichtendständige Monomer-Einheiten des Polymers wenigstens teilweise, insbesondere nur teilweise, eine Albumin-vernetzende Gruppe aufweisen.
Bezüglich weiterer Merkmale und Vorteile des Polymers wird ebenso vollständig auf die im Rahmen des ersten Erfindungsaspekts gemachten Ausführungen Bezug genommen. Die dort, insbesondere in Bezug auf das Polymer sowie das vernetzbare Albumin, gemachten Ausführungen gelten (sinngemäß) auch für die Verwendung des Polymers.
Gemäß einem zehnten Aspekt betrifft die Erfindung eine funktionalisierte Hyaluronsäure.
Die funktionalisierte Hyaluronsäure zeichnet sich besonders dadurch aus, dass jede dritte Disaccharid-Wiederholungseinheit bis tausendste Disaccharid-Wiederholungseinheit, insbesondere jede zehnte Disaccharid-Wiederholungseinheit bis fünfhundertste Disaccharid- Wiederholungseinheit, vorzugsweise jede zwanzigste Disaccharid-Wiederholungseinheit bis hundertste Disaccharid-Wiederholungseinheit, der funktionalisierten Hyaluronsäure durch eine Albumin-vernetzende Gruppe funktionalisiert ist.
Besonders bevorzugt sind Glucuronsäure-Einheiten der Hyaluronsäure bzw. der Disaccharid- Einheiten durch eine Albumin-vernetzende Gruppe funktionalisiert.
In einer weiteren Ausführungsform sind die Albumin-reaktiven Gruppen jeweils über eine Linker-Einheit kovalent mit dem Carboxykohlenstoffatom der Glucuronsäure-Einheiten verknüpft.
Die Linker-Einheit besitzt vorzugsweise die nachstehende Formel I
-NH-NH-CO-(CH2)n-
(Formel I) wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 12, insbesondere 2 bis 4, vorzugsweise 2, bedeutet. Alternativ besitzt die Linker-Einheit bevorzugt die nachstehende Formel II
-NH-(CH2)n- (Formel II) wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 12, insbesondere 2 bis 4, vorzugsweise 2, bedeutet.
In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Albumin-vernetzenden Gruppe bzw. den Albumin-vernetzenden Gruppen um eine nukleophile Gruppen bzw. um nukleophile Gruppen, insbesondere Michael-Donator-Gruppe bzw. Michael-Donator-Gruppen, vorzugsweise Thiolgruppe bzw. Thiolgruppen (SH-Gruppe bzw. SH-Gruppen) und/oder Thiolatgruppe bzw. Thiolatgruppen (S"-Gruppe bzw. S - Gruppen). Bevorzugt handelt es sich bei der Albumin- vernetzenden Gruppe bzw. den Albumin-vernetzenden Gruppen um eine Thiolgruppe bzw. um Thiolgruppen.
Bezüglich weiterer Merkmale und Vorteile der funktionalisierten Hyaluronsäure wird vollständig auf die im Rahmen des ersten Erfindungsaspekts gemachten Ausführungen Bezug genommen. Die dort gemachten Ausführungen gelten (sinngemäß) auch für die Hyaluronsäure.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen in Form von Beispielen in Verbindung mit den Unteransprüchen. Hierbei können einzelne Merkmale jeweils für sich alleine oder zu mehreren in Kombination miteinander verwirklicht sein. Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen dienen lediglich der weiteren Erläuterung der vorliegenden Erfindung, ohne diese hierauf zu beschränken.
Beispielteil
1 . Herstellung einer thiolfunktionalisierten Hyaluronsäure
Es wurde eine niedrig beladene thiolfunktionalisierte Hyaluronsäure synthetisiert.
Hierfür wurde Hyaluronsäure (mittleres Molekulargewicht 57 kDa) mit 1 -Ethyl-3-(3- dimethylaminopropyl)carbodiimid (EDC) bei pH 4,75 aktiviert und anschließend mit einem Über- schuss von 3,3'-Dithiobis(propansäuredihydrazid) modifiziert. Nach Entfernung von überschüssigem 3,3'-Dithiobis(propansäuredihydrazid) mittels Dialyse wurde das Disulfid des an die Hyal- uronsäure gekoppelten Hydrazids mit Tris-(2-carboxyethyl)-phosphin reduziert. Anschließend wurden niedermolekulare Komponenten mittels Dialyse entfernt und die erhaltene funktionali- sierte Hyaluronsäure mittels Ultrafiltration konzentriert. Bei der schlussendlich erhaltenen Hya- luronsäure wies ca. jede 35. Disaccharid-Wiederholungseinheit eine Thiolgruppe auf.
2. Herstellung von maleimidfunktionalisiertem Serumalbumin bovinen Ursprungs.
250 mg humanes, Kaninchen-, Rinder- oder Schaf-Serumalbumin (Sigma-Aldrich) wurden in 5 ml 1 M Natriumborat (pH 8.2) gelöst.
Weiterhin wurden 106 mg 3-Maleimido-Propionsäure-N-hydroxysuccinimidester (SMP, Obiter Research, Urbana, IL, USA) in 950 μΙ Dimethylformamid (DMF) gelöst. Unlösliches Material wurde durch Zentrifugation abgetrennt. Anschließend wurden 500 μΙ des Überstands zu der Albuminlösung gegeben. Anschließend wurde für weitere 60 min bei Raumtemperatur inkubiert. Danach wurden 500 μΙ 3 M Natriumacetat (pH 4.7) hinzugegeben und dreimal gegen 1 I PBS auf Eis dialysiert. Das Dialysat wurde anschließend durch Ultrafiltration (YM-3 Membran, Milli- pore) auf ein Volumen von 3.5 ml konzentriert und filtersterilisiert.
3. Herstellung eines Hvdrogels
Die gemäß Beispiel 1 hergestellte thiolfunktionalisierte Hyaluronsäure wurde zu dem gemäß Beispiel 2 hergestellten maleimidfunktionalisierten Albumin hinzugegeben. Dabei wurde innerhalb weniger Minuten ein Hydrogel erhalten, welches keinerlei Entmischungstendenz zeigte.
4. Herstellung thiolfunktionalisierter Carboxymethylcellulose
Es wurden niedrig beladene thiolfunktionalisierte Carboxymethylcellulosen synthetisiert.
Hierfür wurde Carboxymethylcellulose (mittleres Molekulargewicht 90 kDa, Funktionalisierungs- grad 0,75, d.h. 0,75 Carboxylgruppen pro Anhydroglukose-Einheit) in Wasser gelöst und in verschiedenen Ansätzen mit jeweils 0,30 bzw. 0,15 bzw. 0,075 molaren Äquivalenten (auf Carboxylgruppen bezogen) 4-(4,6-Dimethoxy-1 ,3,5-triazin-2-yl)-4-methylmorpholiniumchlorid (DMTMM, CAS 3945-69-5) aktiviert und anschließend mit einem Überschuss von Cystamin dihydrochlorid bei pH 6,5-7 umgesetzt. Nach Entfernung von überschüssigem Cystamin- dihydrochlorid mittels Dialyse wurde das Disulfid des an Carboxymethylcellulose gekoppelten Cystamins mit TCEP (Tris-(2-carboxyethyl)-phosphin) zum Thiol reduziert. Anschließend wurden niedermolekulare Komponenten mittels Dialyse entfernt und die gereinigte thiolfunktionali- sierte Carboxymethylcellulose mittels Ultrafiltration konzentriert. Die schließlich erhaltenen thiol- funktionalisierten Carboxymethylcellulosen wiesen Substitutionsgrade von 3,6 bzw. 2,8 bzw. 2,1 Thiolgruppen pro 100 Anhydroglukoseeinheiten auf.
5. Herstellung von Hvdroqelen aus thiolfunktionalisierten Carboxymethylcellulosen
Die gemäß Beispiel 4 hergestellte thiolfunktionalisierte Carboxymethylcellulose mit einem Substitutionsgrad von 3,6 wurde zu einem gemäß Beispiel 2 hergestellten maleimidfunktionalisier- ten Albumin sowie PBS hinzugegeben. Die reaktiven Gruppen (Thiol- bzw. Maleimidgruppen) wurden jeweils auf eine Konzentration von 2 mMol/L in der Mischung berechnet. Dabei wurde innerhalb weniger Minuten ein Hydrogel erhalten, welches keinerlei Entmischungstendenz zeigte.
Ebenso konnte mit der gemäß Beispiel 4 hergestellten thiolfunktionalisierten Carboxymethylcellulose mit einem Substitutionsgrad von 2,1 auf gleiche Weise ein Hydrogel hergestellt werden, welches keinerlei Entmischungstendenz zeigte.

Claims

Patentansprüche
1 . Kombination, aufweisend räumlich voneinander getrennt eine erste Komponente und eine zweite Komponente, wobei die erste Komponente vernetzbares Albumin und die zweite Komponente ein Polymer enthält, dadurch gekennzeichnet, dass nichtendständige Monomer-Einheiten des Polymers wenigstens teilweise, insbesondere nur teilweise, eine Albumin-vernetzende Gruppe aufweisen.
2. Kombination nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass weniger als 20%, insbesondere weniger als 10%, vorzugsweise weniger als 5%, der nichtendständigen Monomer-Einheiten eine Albumin-vernetzende Gruppe aufweisen.
3. Kombination nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede dritte bis tausendste, insbesondere jede zehnte bis fünfhundertste, vorzugsweise jede zwanzigste bis hundertste, nichtendständige Monomer-Einheit eine Albumin-vernetzende Gruppe aufweist.
4. Kombination nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Polymer um ein durch die Albumin-vernetzenden Gruppen funktio- nalisiertes Polymer handelt.
5. Kombination nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus durch Albumin- vernetzende Gruppen funktionalisiertes Polysaccharid, durch Albumin-vernetzende Gruppen funktionalisiertes Mucopolysaccharid, durch Albumin-vernetzende Gruppen funktionalisiertes Protein, durch Albumin-vernetzende Gruppen funktionalisiertes, synthetisches Polymer und Kombinationen aus wenigstens zwei der genannten funktionali- sierten Polymere.
6. Kombination nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus durch Albumin- vernetzende Gruppen funktionalisierte Hyaluronsäure, durch Albumin-vernetzende Gruppen funktionalisierte Carboxymethylcellulose, durch Albumin-vernetzende Gruppen funktionalisiertes Dextran, durch Albumin-vernetzende Gruppen funktionalisierter Polyvi- nylakohol, durch Albumin-vernetzende Gruppen funktionalisiertes Polyvinylpyrrolidon und Kombinationen aus wenigstens zwei der genannten funktionalisierten Polymere.
7. Kombination nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Polymer um eine durch Albumin-vernetzende Gruppen funktionali- sierte Hyaluronsäure handelt.
8. Kombination nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass Glucuronsäure- Einheiten der Hyaluronsäure durch eine Albumin-vernetzende Gruppen funktionalisiert sind.
9. Kombination nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Albumin- vernetzenden Gruppen jeweils über eine Linker-Einheit mit dem Carboxykohlenstoffatom der Glucuronsäure-Einheiten kovalent verknüpft sind.
10. Kombination nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Linkereinheit nachstehende Formel I oder Formel II besitzt:
-NH-NH-CO-(CH2)n- (Formel I) -NH-(CH2)n- (Formel II) wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 12, insbesondere 2 bis 4, vorzugsweise 2, bedeutet.
1 1 . Kombination nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Albumin-vernetzenden Gruppe bzw. den Albumin-vernetzenden Gruppen um eine nukleophile Gruppen bzw. nukleophile Gruppen, insbesondere Michael-Donator-Gruppe bzw. Michael-Donator-Gruppen, vorzugsweise Thiolgruppe bzw. Thi- olgruppen, handelt.
12. Kombination nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das es sich bei dem vernetzbaren Albumin um ein funktionalisiertes Albumin, insbesondere um ein durch elektrophilen Gruppen, insbesondere Michael-Akzeptor-Gruppen, vorzugsweise Thiol-reaktiven Gruppen, funktionalisiertes Albumin, handelt.
13. Kombination nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vernetzbare Albumin durch Gruppen funktionalisiert ist, welche ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Maleimidgruppen, Vinylsulfongruppen, Acrylatgrup- pen, Alkylhalogenidgruppen, Aziringruppen, Pyridylgruppen, Thionitrobenzolsäuregrup- pen, arylierende Gruppen und Kombinationen aus wenigstens zwei der genannten Gruppen.
14. Kombination nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem vernetzbaren Albumin um maleimidfunktionalisiertes Albumin handelt.
15. Kombination nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente ferner Zellen, insbesondere Säugetierzellen, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend muskuloskelettäre Zellen, stoffwechselregulierende Drüsenzellen, Inselzellen, Melatonin-produzierende Zellen, Vorläuferzellen, Stammzellen, insbesondere mesenchymale Stammzellen und Kombinationen aus wenigstens zwei der genannten Zellen, enthält.
16. Kombination nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente frei von Hyaluronsäure ist.
17. Reaktionsprodukt, insbesondere in Form eines Hydrogels, erhältlich durch Mischen der Komponenten der Kombination nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
18. Medizinprodukt oder Arzneimittel für neuartige Therapien, aufweisend eine Kombination nach einem der Ansprüche 1 bis 16.
19. Kit oder Austragsvorrichtung, enthaltend räumlich voneinander getrennt eine erste Komponente und eine zweite Komponente einer Kombination nach einem der Ansprüche 1 bis 16.
20. Verwendung eines Polymers als Vernetzungsmittel zur Vernetzung von Albumin, dadurch gekennzeichnet, dass nichtendständige Monomer-Einheiten des vernetzenden Polymers teilweise, insbesondere nur teilweise, mit Albumin-reaktiven Gruppen funktio- nalisiert sind.
21 . Funktionalisierte Hyaluronsäure, dadurch gekennzeichnet, dass jede dritte bis tausendste, insbesondere jede zehnte bis fünfhundertste, vorzugsweise jede zwanzigste bis hundertste, nichtendständige Monomer-Einheit der Hyaluronsäure eine Albuminvernetzende Gruppe aufweist.
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