JP2021511405A - pHを調節する生分解性ポリマーおよびポリ(グリセロールセバシン酸)で増強された細胞培養培地 - Google Patents
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Abstract
Description
[0001]本出願は、2018年1月17日付けで出願された米国仮出願第62/618,419号および2018年1月31日付けで出願された米国仮出願第62/624,566号の優先権と利益を主張し、これらの両方は、参照によりその全体が本明細書に組み入れられる。
[0009]2次元(2D)ペトリ皿の様式および液体細胞培養は、三次元細胞培養バイオリアクターに移行しつつあり、これは、インビボの細胞は三次元環境で自然に発達すると認識されたためであるが、これらの三次元細胞培養バイオリアクターで使用される材料は、インビボの環境を完全または十分に模擬できていない可能性がある。
[0011]治癒プロセスの特定のフェーズに必要なpH値を維持する能力を有する生分解性ポリマーフィルムを備えた医療用デバイスがあると望ましい。
[0029]弱酸は、本明細書で使用される場合、水溶液中で完全にはイオン化しない化学的な酸を指す。
[0031]例示的な実施態様において、pH調節剤は、PGSを改質してpHを調節する特徴を有するPGS足場を提供するのに利用される。これは、足場が、細胞成長および増殖のための所定のpH範囲を維持することを可能にする。所定のpH範囲およびpH調節剤のpKaに応じて、pH調節PGSはまた、自己緩衝化することも可能である。自己緩衝系は、生きた細胞または組織から廃棄物が生産されても、培地を交換する必要なく細胞培養を延長させる。
[0074]NPGSの優勢な使用は、細胞療法のための細胞の増殖の支持体のための使用であり得る。しかしながら、このような支持マトリックスとしてのポリマーによって提供される改善は、インビボおよびエクスビボの組織エンジニアリングおよび成長特異的な構造設計の両方に顕著な影響を与える可能性がある。
[0077]材料の組成物はさらに、凍結乾燥または脱水によって処理して、後で再溶解するための液体ではない乾燥組成物を作り出すことができる。
[0079]変動する架橋密度を有するフィルムの形態において、組成物は、細胞を含有する水性の内容物に曝露された内部表面が経時的に侵食を受けるエンジニアリングされた構築物のための構築材料として使用することができる。
[0082]グリセロール:セバシン酸の化学量論を変化させることに加えて、NPGSは、水溶性であるNPGSの低分子量画分の濃度を増加させるために、過量のグリセロールを用いて合成することができる。NPGSの低分子量画分は、水溶液に可溶性であることがわかっている。可溶性画分として、NPGSは、栄養素および/またはサプリメントとして、細胞および組織により容易に利用可能である。一部の実施態様において、グリセロール:セバシン酸のモル比は、2:1〜10:1の範囲内である。別の実施態様において、グリセロール:セバシン酸のモル比は、10:1より大きい。
実施例1
[0085]4つの別々のpH調節PGS樹脂を、5.0±0.1gのHis、Lys、Arg、またはTyrを、500mLの反応容器中の95±1gのRegenerez(登録商標)PGS樹脂(セカントグループ社(Secant Group, LLC)、ペンシルベニア州テルフォード)および約20mLの脱イオン水(diH2O)に充填することによって生産した。容器中の材料を、冷水の還流下で120℃に加熱し、次いで全ての材料が溶融したら、約10L/分で流動させた窒素のパージ下で混合物から水を蒸留して除いた。約30分かけて水を除去したら、リアクター温度を120℃で維持し、圧力を10Torrに低減した。残りの材料を約4時間にわたり重合し、次いでリアクターから排出させた。次いで得られたpH調節PGS樹脂、PGS−His(5%)樹脂、PGS−Lys(5%)樹脂、PGS−Arg(5%)樹脂、およびPGS−Tyr(5%)樹脂を熱硬化および/または特徴付けた。
[0086]加えて、PGS樹脂合成中に、PGS樹脂への、5%でのHis、5%および10%でのLys、5%でのArg、および5%でのTyrの組み込みを試みた。試みられたアミノ酸のなかでも、リシンのみがPGS反応条件下で十分な可溶性を有し、この方式でPGS樹脂にうまく組み込まれた。窒素工程の前にアミノ酸が反応に添加されたとき、アミノ酸の量は、オリゴマー(グリセロールセバシン酸)(OGS)およびPGS樹脂の平均酸性度におけるPGS樹脂の期待される化学量論的な収量から計算した。
[0089]実施例1からの5%のpH調節PGS樹脂のそれぞれの一部を、それぞれの溶融したpH調節PGS樹脂を丸いアルミニウム皿に流し込み、次いで、ポリマーが、130℃に加熱され、そこで10Torrの減圧下で、24時間維持されることによって、およそ1mm厚さのフィルムとして熱硬化した。得られたフィルム、PGS−His(5%)熱硬化物質、PGS−Lys(5%)熱硬化物質、PGS−Arg(5%)熱硬化物質、およびPGS−Tyr(5%)熱硬化物質は、適度な接着性および不粘着性を有していた。
[0091]pH調節PGS熱硬化物質フィルムの丸いディスクを、内径1mmの穴あけパンチを使用して実施例3のフィルムからサンプルを切り出すことによって調製した。これらのディスクを24−ウェルプレートの別々のウェルに置き、各ディスクを約7.4のpHを有する約0.01Mのリン酸緩衝生理食塩水(PBS)の2.4mL溶液に曝露し、インキュベーター内に、37℃の温度で様々なタイムポイントで貯蔵した。PBS溶液のpHを7日間毎日試験した。
Claims (33)
- ポリ(グリセロールセバシン酸)および該ポリ(グリセロールセバシン酸)に結びつく少なくとも1種のpH調節剤を含む、pH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物。
- 前記少なくとも1種のpH調節剤が、無機塩、アミノ酸、およびタンパク質からなる群から選択される、請求項1に記載のpH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物。
- 前記少なくとも1種のpH調節剤が、アルギニン、ヒスチジン、およびチロシンからなる群から選択される、請求項1に記載のpH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物。
- 前記少なくとも1種のpH調節剤が、リシンである、請求項1に記載のpH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物。
- 前記pH調節剤が、前記ポリ(グリセロールセバシン酸)を架橋する、請求項1に記載のpH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物。
- 前記少なくとも1種のpH調節剤が、前記pH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物を含有する緩衝水溶液のpHの前記ポリ(グリセロールセバシン酸)の分解によって引き起こされる低下を低減させる、請求項1に記載のpH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物。
- 前記少なくとも1種のpH調節剤が、前記ポリ(グリセロールセバシン酸)のポリマーマトリックスに分散されている、請求項1に記載のpH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物。
- 前記少なくとも1種のpH調節剤が、前記ポリ(グリセロールセバシン酸)に共有結合している、請求項1に記載のpH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物。
- pH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物が樹脂である、請求項1に記載のpH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物。
- pH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物が熱硬化物質である、請求項1に記載のpH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物。
- pH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物がコーティングである、請求項1に記載のpH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物。
- pH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物が微粒子である、請求項1に記載のpH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物。
- pH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物が足場である、請求項1に記載のpH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物。
- pH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物が繊維である、請求項1に記載のpH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物。
- 前記少なくとも1種のpH調節剤が、前記pH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物の重量に対して、約5重量%またはそれより多くの量で、前記pH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物中に存在する、請求項1に記載のpH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物。
- 前記少なくとも1種のpH調節剤が、前記pH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物の重量に対して、約10重量%またはそれより多くの量で、前記pH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物中に存在する、請求項1に記載のpH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物。
- pH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物を製造するプロセスであって、水が媒介する反応によって、グリセロールおよびセバシン酸からポリ(グリセロールセバシン酸)を形成すること、および少なくとも1種のpH調節剤を、該ポリ(グリセロールセバシン酸)と結びつけることを含む、上記プロセス。
- 前記形成が、グリセロール、セバシン酸、および水を含有する反応容器を加熱し、反応容器から水を除去することを含む、請求項17に記載のプロセス。
- 前記結びつけることが、前記ポリ(グリセロールセバシン酸)を、前記少なくとも1種のpH調節剤と架橋させることをさらに含む、請求項17に記載のプロセス。
- 前記結びつけることが、前記ポリ(グリセロールセバシン酸)のポリマーマトリックス中に、前記少なくとも1種のpH調節剤を分散させることをさらに含む、請求項17に記載のプロセス。
- 前記少なくとも1種のpH調節剤が、無機塩、アミノ酸、およびタンパク質からなる群から選択される、請求項17に記載のプロセス。
- 前記少なくとも1種のpH調節剤が、アルギニン、ヒスチジン、およびチロシンからなる群から選択される、請求項17に記載のプロセス。
- 前記少なくとも1種のpH調節剤が、リシンである、請求項17に記載のプロセス。
- 前記結びつけることが、前記pH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物の重量に対して、約5重量%またはそれより多くの量の前記少なくとも1種のpH調節剤を結びつけることを含む、請求項17に記載のプロセス。
- 前記結びつけることが、前記pH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物の重量に対して、約10重量%またはそれより多くの量の前記少なくとも1種のpH調節剤を結びつけることを含む、請求項17に記載のプロセス。
- 緩衝水溶液中に、pH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物を配置することを含む、緩衝水溶液のpHを調節するプロセスであって、該pH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物は、ポリ(グリセロールセバシン酸)および該ポリ(グリセロールセバシン酸)に結びついた少なくとも1種のpH調節剤を含み、該pH調節剤は、該ポリ(グリセロールセバシン酸)の分解中に該緩衝水溶液に放出されて、該ポリ(グリセロールセバシン酸)の分解によって引き起こされる該緩衝水溶液のpH低下を低減する、上記プロセス。
- 前記緩衝水溶液中に前記pH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物を配置する前に、前記緩衝水溶液が、7.0〜7.7の範囲のpHを有する、請求項26に記載のプロセス。
- 前記少なくとも1種のpH調節剤が、無機塩、アミノ酸、およびタンパク質からなる群から選択される、請求項26に記載のプロセス。
- 前記少なくとも1種のpH調節剤が、アルギニン、ヒスチジン、およびチロシンからなる群から選択される、請求項26に記載のプロセス。
- 前記少なくとも1種のpH調節剤が、リシンである、請求項26に記載のプロセス。
- 前記少なくとも1種のpH調節剤が、前記pH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物の重量に対して、約5重量%またはそれより多くの量で、前記pH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物中に存在する、請求項26に記載のプロセス。
- 前記少なくとも1種のpH調節剤が、前記pH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物の重量に対して、約10重量%またはそれより多くの量で、前記pH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)組成物中に存在する、請求項26に記載のプロセス。
- pH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)樹脂を形成するプロセスであって、
反応容器中のグリセロール、セバシン酸、および水にpH調節剤を充填すること;
該反応容器を、該反応容器の内容物が溶融するまで、冷水の還流下で加熱すること;
窒素のパージ下で、水を蒸留して除くこと;および
該反応容器を、約120℃〜130℃で約6時間〜8時間維持して、pH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)樹脂を形成すること
を含み、
該pH調節剤は、該pH調節ポリ(グリセロールセバシン酸)樹脂より5重量%多い、上記プロセス。
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