JP2022177066A - 線維性癒着及びその他の疾患及び状態を処置するための高分子量フカン - Google Patents

線維性癒着及びその他の疾患及び状態を処置するための高分子量フカン Download PDF

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Millet Ian
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Haresh Daswani Sailesh
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Abstract

【課題】組成物、システム、機器(devices)、材料及び方法などを提供する高分子量フカンに関する。【解決手段】治療上有効な、医薬的に許容される組成物中のフカンを含む高分子量フカン組成物であって、例えば、組成物の60重量%以上が100kDa以上の分子量を有する分子量分布を有する組成物。【選択図】図1

Description

優先権の主張
本出願は、2018年7月27日に出願された米国仮出願第62/711,364号;2018年7月27日に出願された米国仮出願第62/711,372号;2018年7月27日に出願された米国仮出願第62/711,335号;2018年8月1日に出願された米国仮出願第62/713,399号;2018年8月23日に出願された米国仮出願第62/722,135号;2018年11月2日に出願された米国仮出願第62/755,311号;2019年1月17日に出願された米国仮出願第62/793,514号;2019年6月13日に出願された米国仮出願第62/861,223号;2018年8月1日に出願された同時係属中の米国仮出願第62/713,392号;2018年8月1日に出願された米国仮出願第62/713,413号;2018年8月23日に出願された米国仮出願第62/722,137号;2018年11月2日に出願された米国仮出願第62/755,318号;2019年6月13日に出願された米国仮出願第62/861,228号;2018年11月2日に出願された同時係属中の米国仮出願第62/755,328号;2019年1月17日に出願された米国仮出願第62/793,654号;及び2019年6月13日に出願された米国仮出願第62/861,235号の恩恵を主張し、その内容は参照により本明細書に援用される。
フカン(フコイダンを含む)は、硫酸化多糖である。一般的に言えば、このことは、それらが多くの糖類から構成される分子であり、前記糖類に付加した硫黄原子も有することを意味する。主要糖類は、6個の炭素原子を有し且つ化学式C12を有する糖である「フコース」と呼ばれる。「フコイダン」(又はフコイジン)は、褐藻(海草)に由来するフカンを示す。フカンは、単独で存在することが可能であり、あるいは他の糖の混合物、例えば、キシロース、ガラクトース、グルコース、グルクロン酸及び/又はマンノースなどの糖との混合物の状態で存在することも可能である。これらの他の糖は、フカンを有する海草又は他の原料から抽出され得る。フカンは現在、褐藻(海草)、ナマコなどの天然原料に由来するが、本明細書に記載される「フカン」は、フカンの(1又は複数の)究極的原料にかかわらず、本明細書で考察されるフカンの化学的モチーフ及び構造的モチーフを有するポリマー分子を含む。
フコイダンはAdenocystis utricularis、Ascophyllum nodosum、Chorda filum、Cystoseirabies marina、Durvillaea antarctica、Ecklonia kurome、Ecklonia maxima、Eisenia bicyclis、Fucus evanescens、Fucus vesiculosis、Hizikia fusiforme、Himanthalia Elongata、Kjellmaniella crassifolia、Laminaria brasiliensis、Laminaria cichorioides、Laminaria hyperborea、Laminaria japonica、Laminaria saccharina、Lessonia trabeculata、Macrocystis pyrifera、Pelvetia fastigiata、Pelvetia Canaliculata、Saccharina japonica、Saccharina latissima、Sargassum stenophylum、Sargassum thunbergii、Sargassum confusum、Sargassum fusiforme及びUndaria pinnatifidaを含む褐藻類の多様な種から得ることができるが、これらに限定されるものではない。これらの例示的な種は全て分類学上の褐藻綱(Phaeophyceae)から出たものであり、これらの種の大部分は、ヒバマタ科(Fucales)又はコンブ科(Laminariaceae)に入る。
フコイダンを含むフカンは、線維性癒着の形成を抑制、予防、除去、軽減、又は、それ以外の場合、処置することに供するにおいて有効であることが示されている。フカンには他の関連する疾患及び状態の処置への用途も見いだされている。
したがって、いくつかの実施形態では、所望の硫酸化レベル及び/又は医学的に実行可能な低エンドトキシンレベルを有するように改変されている係る組成物を含む、所望の高分子量を有するフカンを含む組成物に対するニーズが満たされていない。本組成物、システム及び方法などは、これら及び/又は他の利点を提供する。
本組成物、システム、機器(devices)、材料及び方法などは、高分子量フカンを提供する。係る高分子量フカンは、所望の高分子量セグメント/部分を含む広い分子量分布を有するフカンを含む原料フカン組成物又は他の出発又は初期フカン組成物から得ることができる(すなわち、高分子量フカンを得ることができる広い分子量のフカン組成物。そのような出発フカン組成物は、粗製であってもなくてもよく、又は以前に処理又は精製されたものであってもよい)。所望の高分子量フカンは、出発フカンの広い分子量分布の所望の高分子量セグメント/部分から実質的になる分子量分布を有し、この分子量分布において、低分子量側における相当な量の広い分子量分布は、除去、抑制、又は別様に減衰され、残量は取るに足らない量となる。
いくつかの態様では、本明細書の組成物、システム、方法などは、フコイダンなどの高分子量フカンを含み、水性ゲル浸透クロマトグラフィーのセットアップを使用して測定した場合に、分布の少なくとも60%w/wが100kDa超であり得る分子量分布を含み得るか、実質的になり得るか、又はなり得る。前記水性ゲル浸透クロマトグラフィーのセットアップは、実質的に以下からなる:
有効分子量範囲が約50kDa~約5,000kDaの範囲であり得るヒドロキシル化ポリメタクリレート系ゲルが充填された内径7.8mmの1つの300mm分析ゲル浸透クロマトグラフィーカラム、有効分子量範囲が約1kDa~約6,000kDaであり得るヒドロキシル化ポリメタクリレート系ゲルを充填した内径7.8mmの1つの300mm分析ゲル浸透クロマトグラフィーカラム、及びヒドロキシル化ポリメタクリレート系ゲルを充填した内径6mmの1つの40mmのガードカラムであって、前記2つの分析ゲル浸透クロマトグラフィーカラム及び前記1つのガードカラムは、約30℃の1つのカラムの区画に含まれる、カラム類、
約30℃の示差屈折率検出器、
0.6mL/minで実行する0.1Mの硝酸ナトリウム移動相、及び
約2,200kDaのピーク分子量を有する第1のデキストラン標準品、約720kDa~約760kDaであり得るピーク分子量を有する第2のデキストラン標準品、約470kDa~約510kDaであり得るピーク分子量を有する第3のデキストラン標準品、約370kDa~約410kDaであり得るピーク分子量を有する第4のデキストラン標準品、約180kDa~約220kDaであり得るピーク分子量を有する第5のデキストラン標準品、及び約40kDa~55kDaであり得るピーク分子量を有する第6のデキストラン標準品、から実質的になる、ピーク分子量標準曲線に対する定量化。
いくつかの実施形態では、分布の少なくとも約70%w/w、80%w/w、90%w/w、93%w/w、94%w/w、95%w/w、97%w/w、98%w/w、又は99%w/wは100kDa超であり得る。重量平均分子量は、約100kDa~10,000kDa;約140kDa~8,100kDa;約370kDa~8100kDa;約370kDa~5300kDa;約370kDa~8100kDa;約370kDa~5300kDa;約370kDa~1900kDa;約590kDa~1600kDa;約590kDa~1600kDa;又は約860kDa~1600kDaであり得る。いくつかの実施形態では、重量平均分子量は、約1100kDa、約1200kDa、又は約1300kDaであり得る。数平均分子量は、約50kDa~3,000kDa;約60kDa~2,000kDa;約140kDa~2,000kDa;約140kDa~520kDa;又は約230kDa~450kDaであり得る。分布の少なくとも55%w/w、71%w/w、又は91%w/wは、約200kDa超であり得る。分布の少なくとも22%、54%w/w、又は90%w/wは、約500kDa超であり得る。
いくつかの実施形態では、高分子量フカンは、上記及び本明細書の他の場所に示されるように設定された水性ゲル浸透クロマトグラフィーを使用して測定した場合に、分布の約61%w/w~80%w/wが約200kDa~1600kDaであり得る分子量分布から実質的になり得るか、それを含み得るか、又はそれからなり得る。高分子量フカンは、上記及び本明細書の他の場所に示されるように設定された水性ゲル浸透クロマトグラフィーを使用して測定した場合に、分布の少なくとも60%w/wが約1600kDa超であり得る分子量分布から実質的になり得るか、含み得るか、又はからなり得る。
硫酸塩含有量は、約20%w/w~60%w/w、約30%w/w~55%w/w、又は約32%w/w~52%w/wであり得る。総炭水化物含有量は、約27%w/w~80%w/wであり得る。総炭水化物含有量のパーセンテージとしての総フコース含有量は、少なくとも約30%w/w、50%w/w、70%w/w、80%w/w、90%w/w、又は95%w/wであり得る。総炭水化物含有量のパーセンテージとしての総ガラクトース含有量は、約60%w/w未満であり得、又は約2%w/w~20%w/wであり得、又は約10%w/w未満であり得る。総炭水化物含有量のパーセンテージとしてのグルクロン酸含有量、マンノース含有量、ラムノース含有量、及びキシロース含有量の合計は、約30%w/w未満であり得る。
高分子量フカンは、50mg/mLの濃度で水に溶解すると、約4cP~50cP;約10cP~40cP;又は約15cP~30cPであり得る粘度を有する。高分子量フカンは、白色の固形である場合があり、1mg/mL~100mg/mLの濃度で水に溶解されたときに、無色透明の溶液であり得る溶液を形成する。フカンは、約5%w/w未満又は2%w/w未満のアセチル含有量を含み得る。前記フカンは、炭素の次元で10~30ppmの範囲内で、各256~512のスキャンの8の増分で、5mmコールドプローブを備えた600MHz分光計で溶媒信号抑制を行い、70℃で2D H-13C異核多量子コヒーレンスで測定した場合、実質的に0%w/wのアセチル含有量を含み得る。
また、本明細書には、本明細書の高分子量フカンの製造又は線維性癒着の処置などの使用を含み得る方法を含む方法が含まれる。本明細書にさらに含まれるのは、処置有効量の高分子量フカンを医学的に許容される緩衝液又は希釈剤中に含み得る、医学的に許容されるフカン組成物である。方法はまた、状態又は疾患を処置するために医学的に許容される本明細書のフカン組成物を選択し、約0.5mg/kg~50mg/kg;0.04mg/kg~25mg/kg;0.2mg/kg~10mg/kg;1mg/kg~5mg/kg;1.5mg/kg~3mg/kg;5mg/kg~10mg/kgを含む処置有効量を投与することを含むことができる、動物の状態又は疾患を処置することを含む。
状態又は疾患は、動物の標的部位での線維性癒着であり得、投与は、処置有効量を標的部位に投与することを含み得る。
医療用組成物は、約0.02mg/mL~100mg/mLの高分子量フカンであり得、医療用組成物は、動物の疾患又は状態を処置するように形成及び構成される。医療用組成物はまた、約0.5mg/mL~5mg/mL、又は約2.5mg/mLの高分子量フカンであってもよい。
医療用組成物は、液状医療機器を含む医療機器であり得る。医療用組成物は、液状薬学的組成物であり得る薬学的組成物であり得る。
本明細書の方法はまた、動物の疾患又は状態を処置するための、約0.01mL/kg~15mL/kg;約0.03mL/kg及び4mL/kg;約0.06mL/kg及び2mL/kg;又は、約2mL/kg及び4mL/kgの医療用組成物を含む投与量範囲の使用を含む。
患者の線維性癒着を処置する方法は、患者の標的部位に医療用組成物を投与することを含むことができる。標的部位は手術部位であることができ、投与は、a)手術部位で外科的創傷を開いた後、b)手術中、及びc)外科的創傷を閉じた後の少なくとも1つで行うことができる。投与は、手術後及び外科的創傷を閉じる前に行うことができる。投与は3分未満、2分未満、又は1分未満要し得る。標的部位は、病変部位、擦過傷部位及び損傷部位のうちの少なくとも1つであり得る。標的部位は、骨盤腔、腹腔、背側腔、頭蓋腔、脊髄腔、腹側腔、胸腔、胸膜腔、心膜腔、皮膚、関節、筋肉、腱、靭帯の少なくとも1つであり得る。
さらなる実施形態では、本明細書の方法は、高分子量フカンを取得するための方法を含む。係る方法は、
所望の高分子量フカンセグメントを含む広い分子量分布を有する出発フカン組成物を出発溶液中に用意すること、
出発溶液を第1の高分画分子量側タンジェンシャルフロー濾過フィルターに通す第1のタンジェンシャルフロー濾過に供し、第1の透過液フカン組成物を生成すること、及び
第1の透過液フカン組成物を第2の低分画分子量側タンジェンシャルフロー濾過フィルターに通す第2のタンジェンシャルフロー濾過に供して、所望の高分子量フカンから実質的になる第2の保持物フカン組成物を生成すること
を含むことができる。
方法はさらに、所望の高分子量フカンから実質的になる第2の保持物フカン組成物を回収することを含むことができ、第1の高分画分子量側タンジェンシャルフロー濾過フィルターが約50kDa~約1000kDaであり得る高分画分子量を有し、第2の低分画分子量側タンジェンシャルフロー濾過フィルターが約30kDa~約100kDaであり得る低分画分子量を有する。高分画分子量は約300kDaであり得、低分画分子量は約100kDaであり得る。
高分子量フカンを得るための方法は、
所望の高分子量フカンセグメントを含む広い分子量分布を有する出発フカン組成物を出発溶液中に用意すること、
出発溶液を第1の低分画分子量側タンジェンシャルフロー濾過フィルターに通すタンジェンシャルフロー濾過に供し、第1の保持物フカン組成物を生成すること、及び
第1の保持物フカン組成物を第2の高分画分子量側タンジェンシャルフロー濾過フィルターに通すタンジェンシャルフロー濾過に供して、所望の高分子量フカンから実質的になる第2の透過液フカン組成物を生成すること
を含み得る。
この方法はさらに、所望の高分子量フカンから実質的になる第2の透過液フカン組成物を回収することを含み得る。第1のタンジェンシャルフロー濾過は、第1の低分画分子量側タンジェンシャルフロー濾過フィルターに通して出発溶液を透析濾過することを含み得る。第2のタンジェンシャルフロー濾過は、第2の高分画分子量側タンジェンシャルフロー濾過フィルターに通して第1の保持物フカン組成物を透析濾過することを含むことができる。第1の低分画分子量側タンジェンシャルフロー濾過フィルターは約30kDa~約100kDaであり得る低分画分子量を有し、第2の高分画分子量側タンジェンシャルフロー濾過フィルターは約50kDa~約1000kDaであり得る高分画分子量を有する。低分画分子量は約100kDaであり得、高分画分子量は約300kDaであり得る。
高分子量フカンを得るための方法は、
所望の高分子量フカンセグメントを含む広い分子量分布を有する出発フカン組成物を出発溶液中に用意すること、出発フカン組成物は、組成物中のフカンの硫酸基にイオン結合した低原子量のカチオンを含み得る、及び
出発溶液を、低原子量のカチオンよりも大きい分子量を有するカチオン添加剤を含み得るカチオン添加剤溶液に対するタンジェンシャルフロー濾過に供して、所望の高分子量フカンから実質的になる保持物フカン組成物を生成すること
を含み得る。
この方法はさらに、所望の高分子量フカンから実質的になる保持物フカン組成物を回収することを含み得る。低原子量のカチオンは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルミニウム及びアンモニウムの少なくとも1つを含む。カチオン添加剤は、コリン、ポリビニルピロリドン、タウリン、ポリアミン、キトサン、ヒストン、及びコラーゲンのうちの少なくとも1つを含むことができる。この方法は、出発溶液をタンジェンシャルフロー濾過に供する前に、カチオン添加剤を出発溶液に加えることをさらに含み得る。タンジェンシャルフロー濾過は、カチオン添加剤溶液に対して出発溶液を透析濾過することを含み得る。この方法は、依然としてさらに、第1のタンジェンシャルフロー濾過フィルターの分画分子量よりも低くてもよい分画分子量を有する第2のタンジェンシャルフロー濾過フィルター上で保持物フカン組成物を塩溶液に対して透析濾過することによりカチオン添加剤を除去することを含み得る。
塩溶液は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルミニウム及び/又はアンモニウムの塩化物、臭化物、ヨウ化物、フッ化物、硫酸塩、亜硫酸塩、炭酸塩、重炭酸塩、リン酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩、酢酸塩、クエン酸塩、ケイ酸塩及び/又はシアン化物を含むことができる。この方法はまた、保持物フカン組成物を低イオン強度溶液に対して透析濾過することにより塩を除去することを含み得る。
高分子量フカンを得るための方法は、
底端と頂端及びそれらの間の透過性バリアを含み得る遠心分離容器を用意すること、透過性バリアはそれらの間に勾配材料を含み得る、
所望の高分子量フカンセグメントを含む広い分子量分布を有する出発フカン組成物を、遠心分離容器内及び透過性バリアの上に置くこと、及び
遠心分離容器を、所望の高分子量フカンから実質的になる沈殿物を生成するのに十分な時間遠心分離すること
を含むことができる。
この方法は、遠心分離容器から所望の高分子量フカンを回収することをさらに含み得る。透過性バリアは、勾配材料の単一のセグメントを含むことができる。透過性バリアは、勾配材料の複数のセグメントを含むことができる。勾配材料は、スクロース、ポリスクロース、グリセロール、ソルビトール、CsCl、CsSO、KBr、ジアトリゾエート、Nycodenz(登録商標)、及びイオジキサノールの少なくとも1つを含むことができる。遠心力は、約10,000×g~約1,000,000×gであり得る。遠心力は60,000×g~約500,000×gであり得る。
高分子量フカンを得るための方法は、
底端と頂端を含み得る遠心分離容器を用意すること、
遠心分離容器内に、出発溶液中に所望の高分子量フカンセグメントを含む広い分子量分布を有する出発フカン組成物を入れること、及び
遠心分離容器を、所望の高分子量フカンから実質的になる沈殿物を生成するのに十分な時間遠心分離すること
を含み得る。
この方法はさらに、遠心分離容器から所望の高分子量フカンを沈殿物として回収することを含み得る。遠心力は、約60,000×g~約1,000,000×gであり得る。遠心力は、200,000×g~約500,000×gであり得る。
高分子量フカンを得るための方法は、
所望の高分子量フカンセグメントを含む広い分子量分布を有する出発フカン組成物をゲル電気泳動に供すること、この場合出発フカン組成物は、電気泳動ゲルにわたる質量対電荷比に従って移動され得る、
所望の高分子量フカンから実質的になる電気泳動ゲルの一部を選択すること、及び
電気泳動ゲルの選択した部分から所望の高分子量フカンを抽出すること
を含み得る。
前記出発フカン組成物をゲル電気泳動に供することは、約10ボルト/cm~200ボルト/cmであり得る前記電気泳動ゲルに電位差を適用することを含み得る。電気泳動ゲルは、アガロース、ポリアクリルアミド、ポリジメチルアクリルアミド及びデンプンの少なくとも1つを含むことができる。電気泳動ゲルはさらに、トリス酢酸EDTA、トリスホウ酸EDTA及びリン酸緩衝生理食塩水の少なくとも1つを含むことができる。電気泳動ゲルの選択された部分から所望の高分子量フカンを抽出することは、電気泳動ゲルの選択された部分を溶媒の中で撹拌することを含み得る。溶媒は、水、メタノール、エタノール及びイソプロパノールのうちの少なくとも1つを含むことができる。
高分子量フカンを得るための方法は、
所望の高分子量フカンセグメントを含む広い分子量分布を有する出発フカン組成物及びイオン交換マクロポーラス樹脂を用意すること、及び
出発フカン組成物をイオン交換マクロポーラス樹脂によるイオン交換に供して、所望の高分子量フカンから実質的になるイオン交換処理されたフカン組成物を得ること
を含み得る。
この方法はさらに、イオン交換処理されたフカン組成物から所望の高分子量フカンを回収することを含み得る。出発フカン組成物を用意することは、出発フカン組成物をイオン交換に供する前に、出発フカン組成物を脱塩することをさらに含み得る。出発フカン組成物:イオン交換マクロポーラス樹脂の質量比は、約1:100~約10:1であり得る。質量比は、約1:10~約5:1であり得る。出発フカン組成物は、約5分~約100時間であり得る期間、イオン交換に供され得る。イオン交換マクロポーラス樹脂は、陰イオン交換マクロポーラス樹脂及び混合電荷マクロポーラス樹脂の少なくとも1つを含むことができる。陰イオン交換マクロポーラス樹脂は、強塩基マクロポーラス樹脂であり得る。強塩基マクロポーラス樹脂は、四級アミン基を含むことができる。陰イオン交換マクロポーラス樹脂は、弱塩基マクロポーラス樹脂であり得る。弱塩基マクロポーラス樹脂は、第一級、第二級又は第三級アミン基の少なくとも1つを含むことができる。イオン交換マクロポーラス樹脂は、スチレン、アガロース、デキストラン、アクリレート、メタクリレート、メチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、ジビニルベンゼン、セルロース、シリカ、及びセラミックの少なくとも1つを含むことができる。イオン交換マクロポーラス樹脂は、約5nm~約1000nm、約10nm~約100nm、又は約15nm~約50nmであり得る孔径を有する。イオン交換マクロポーラス樹脂は、約50kDa~約50,000kDa、約1,000kDa~約9,000kDa、又は約100kDa~約1,000kDaであり得る排除限界を有し得る。出発フカン組成物は、約5分~約100時間、又は約1時間~約30時間であり得る期間、陰イオン交換に供され得る。
高分子量フカンを得るための方法は、
出発溶液中に存在する所望の高分子量フカンセグメントを含む広い分子量分布を有する出発フカン組成物及びゲル媒体を用意すること、
出発溶液を予備的ゲル浸透クロマトグラフィーに供すること、この場合出発フカン組成物は、分子量に従ってゲル媒体にわたって第1の投入端から第2の排出端へと移動され得る、及び
第2の排出端から、所望の高分子量フカンセグメントから実質的になる少なくとも1つのアリコートを回収すること
を含み得る。
本方法はさらに、複数のアリコートを回収すること、及びアリコートを組み合わせることを含むことができる。ゲル媒体をカラムに入れることができる。ゲル媒体は、ポリヒドロキシメタクリレート、スルホン化スチレン-ジビニルベンゼン、シリカ、親水性結合相又はポリマー、ポリスチレン、ジビニルベンゼン、メタクリレート、メチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、セルロース、セラミック、アガロース及びデキストランの少なくとも1つを含み得る。ゲル媒体は、約3nm~約3000nm、3nm~約3000nm、約5nm~約10,000nm、約10nm~約100nm、約50nm~約500nm、約200nm~約2,000nm、又は約500nm~約5,000nmの孔径を有する。ゲル媒体は、約100Da~約100,000kDa、約100kDa~約30,000kDa、約1,000kDa~約100,000kDa、約1,000kDa~約10,000kDa、又は約5,000kDa~約50,000kDaの排除限界を有し得る。
これら及び他の態様、特徴、及び実施形態は、以下の詳細な説明及び添付の図面を含む、本願の中に示されている。他に明確に述べられていない限り、すべての実施形態、態様、特徴などは、任意の所望の方法で混合及び適合、結合及び置換することができる。
シーケンシャルタンジェンシャルフロー濾過を使用して分子量に基づいて出発フカン組成物をセグメント化するための例示的な2フィルターシステムを概略的に示し、出発フカンは広い分子量分布を有する。 シーケンシャルタンジェンシャルフロー濾過を使用して分子量に基づいて出発フカン組成物をセグメント化するための例示的な2フィルターシステムのさらなる実施形態を概略的に示し、出発フカンは広い分子量分布を有する。 カチオン増強タンジェンシャルフロー濾過を使用して、出発フカン組成物から所望の高分子量フカンを得るための例示的なシステムを概略的に示し、出発フカンは、広い分子量分布を有する。 勾配材料のマルチセグメントバリアを使用して、出発フカン組成物から高分子量フカンを遠心沈殿させるための例示的なシステムを概略的に示し、出発フカンは、広い分子量分布を有する。 単一セグメントバリアを使用して、出発フカン組成物から高分子量フカンを遠心沈殿させるための例示的なシステムを概略的に示し、出発フカンは、広い分子量分布を有する。 ゲル電気泳動抽出により出発フカン組成物から高分子量フカンを得るための例示的なシステムを概略的に示し、出発フカンは、広い分子量分布を有する。 透析により出発フカン組成物から高分子量フカンを得るための例示的なシステムを概略的に示し、出発フカンは、広い分子量分布を有する。 イオン吸着を使用して、出発フカン組成物から所望の高分子量フカンを得るための例示的なシステムを概略的に示し、出発フカンは、広い分子量分布を有する。 本明細書の方法に従って処理された特定のフカンがフカンの構造変化を受けることを示すNMRの結果を表す。 本明細書の方法に従って処理された特定のフカンがフカンの化学構造変化を受けることを実証する2D NMRの結果を表す。 マルチセグメントスクロースバリアを使用して、出発フカン組成物から高分子量フカンを遠心沈殿させるための例示的なシステムを示し、出発フカンは、広い分子量分布を有する。
図面は、本開示の例示的な実施形態を提示する。図面は必ずしも縮尺どおりではなく、本システム、本方法などの例示及び説明を促すように特定の特徴が誇張されている、又は表現されている場合がある。本明細書のシステム、方法などの実際の実施形態は、図面に示されていないさらなる特徴又は工程を含み得る。本明細書に記載されている例示は、システム、方法などの実施形態を1又は複数の形で示しており、そのような例示は、いかなる方法でも本開示の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。本明細書の実施形態は、網羅するものではなく、例えば、以下の詳細な説明において開示される正確な形態に開示を限定しない。
本明細書に提示されるこの組成物、システム、方法などは、高分子量フカンを含む。本組成物は、医学的処置、術後の処置、疾患の抑制などに有効であり得る。いくつかの実施形態では、フカンはフコイダンである。本高分子量フカンは、それ自体が医療機器、医療材料、組み合わせ製品であっても、又はその中に含まれていてもよく、又は薬学的に許容され、治療上及び/又は医学上有効な組成物に含まれていてもよい。
以下の段落では、選択した方法に応じた溶液、懸濁液、固体、ゲル又は他のモダリティなどの任意の適切な反応混合物を使用して実行できる様々な方法を介する、出発フカン及び組成物から高分子量フカン及び組成物を作成するために使用できる方法論のいくつかについて簡単に論じる。
組成物
本明細書に提示される組成物、システムなどは、特定の実施形態において、線維性癒着、例えば外科的癒着、関節炎、乾癬又はその他の所望の疾患の処置のために、フカン及び治療有効量の高分子量フカンを含む医学的に許容される高分子量フカン及び組成物を提供する。
本明細書に提示される高分子量フカンは、線維性癒着及び他の標的ならびに他の疾患及び/又は状態の抑制、予防、除去、軽減、又は他の処置を含む、複数の用途のために使用され得る。処置は、高分子量フカンが標的疾患又は他の状態の発生を軽減又は予防すること、例えば、通常線維性癒着(又は他の疾患又は状態)を含む又はそれに極めてなりやすいと外科医又は他の開業医によって特定された選択された標的部位での線維性癒着の形成を軽減又は予防することを含む。処置はまた、例えば既にある線維性癒着の除去を含む、既存の疾患又は他の状態を除去することも含む。そのような抑制、予防、除去、軽減、又は他の処置のために、高分子量フカンは、典型的には、結合剤、アジュバント、賦形剤など、並びに所望であれば、組成物の中に含まれているがフカンに結合していない、及び/又はフカンに結合できる二次的な薬物などの追加の医学的に有効な物質などの追加の成分を含む医学的に許容可能な医療機器、組み合わせ製品、又は薬学的に有効な組成物で提供される。
高分子量フカンの分子量分布は、任意の所望の適切な測定システムを使用して測定することができる。異なるシステムが、実質的には同じ構成を有する異なる組成物から、異なる読み取り値又は結果を生じる可能性がある。或いは、異なる方法で測定されたときには、同じバッチからでさえそうなる可能性がある。1つの適切な測定システムは、有効分子量の範囲が約50kDa~約5,000kDaである、ヒドロキシル化ポリメタクリレート系ゲルが充填された内径7.8mmの1つの300mm分析ゲル浸透クロマトグラフィーカラム、有効分子量範囲が約1kDa~約6,000kDaのヒドロキシル化ポリメタクリレート系ゲルが充填された内径7.8mmの1つの300mm分析ゲル浸透クロマトグラフィーカラム、及びヒドロキシル化ポリメタクリレート系ゲルを充填した内径6mmの1つの40mmのガードカラムであって、2つの分析ゲル浸透クロマトグラフィーカラム及び1つのガードカラムが、約30℃の1つのカラムの区画に含まれるカラム類、約30℃の示差屈折率検出器、0.6mL/minで実行する0.1Mの硝酸ナトリウム移動相、及び約2,200kDaのピーク分子量を有する第1のデキストラン標準品、約720kDa~約760kDaのピーク分子量を有する第2のデキストラン標準品、約470kDa~約510kDaのピーク分子量を有する第3のデキストラン標準品、約370kDa~約410kDaのピーク分子量を有する第4のデキストラン標準品、約180kDa~約220kDaのピーク分子量を有する第5のデキストラン標準品、及び約40kDa~55kDaのピーク分子量を有する第6のデキストラン標準品から実質的になるピーク分子量標準曲線に対する定量化から実質的になる、水性ゲル浸透クロマトグラフィーセットアップである。ピーク分子量標準曲線は、3kDa~5kDaのピーク分子量のデキストラン標準品をさらに含み得る。
本明細書の高分子量フカンは、100kDaを超える重量平均分子量を有することができ、100kDa超がその分子量分布の約50%w/w以上を構成し得る。そのような高分子量フカンは、同じ用量で、重量平均分子量が100kDa未満であり、100kDa超が分子量分布の約50%未満を構成するフカンよりも、線維性癒着の抑制、予防、除去、軽減、及び/又は他の処置において、より優れた効果を示す。300kDaを超える重量平均分子量を備え、100kDa超が分子量分布の約70%以上を構成する高分子量フカンは、同じ用量での線維性癒着の抑制、予防、除去、軽減、及び/又はその他の処置において、さらに優れた効果を示す。
いくつかの実施形態では、本明細書の高分子量フカンは、術後癒着の約65%、70%、80%、90%、95%、又は99%超の効果的な予防、抑制又は他の処置に至る繊維性癒着の抑制、予防、除去、軽減、又は他の処置で使用するように構成される。そのような高分子量フカンはまた、他の標的のそのような処置のために構成することができる。
本明細書の高分子量フカンは、フカンの約60%超、70%超、75%超、80%超、90%超、95又は99%w/w超が100kDaを超える分子量を有する分子量分布を含むことができる。
他の実施形態では、本明細書の高分子量フカンは、約100kDa~10,000kDa、約140kDa又は200kDa~9,000kDa、約350kDa又は370kDa~8,000kDa、約450kDa~7,000kDa、約580kDa~5,300kDa又は6,000kDa、約580kDa又は590kDa~5,500kDa、約400kDa~2,800kDa又は約800kDa又は860kDa~約2,000kDa、例えば約850kDa、約930kDa、約1,100kDa、約1,200kDa、約1,300kDa、約1,600kDa及び約1,800kDaの重量平均分子量を含み得る。
さらに他の実施形態では、本明細書の高分子量フカンは、約60kDa又は70kDa~7,000kDa、約100kDa又は140kDa~6000kDa、約200kDa又は230kDa~5000kDa、約250kDa~4000kDa、約350kDa~3000kDa、約500kDa~2000kDa、又は約400kDa~約1000kDa、例えば、約450kDa、500kDa、550kDa、600kDa、650kDa、700kDa、及び750kDaのピーク分子量を含み得る。
さらに他の実施形態では、本明細書の高分子量フカンは、約50kDa~3,000kDa、約100kDa~2,000kDa、約200kDa~1,500kDa、約300kDa~2,000kDa、約400kDa~1,000kDa、又は約250kDa~約600kDa、例えば、約300kDa、350kDa、400kDa、450kDa、500kDa、及び550kDaの数平均分子量を含み得る。
さらに他の実施形態では、本明細書の高分子量フカンは、フカンの約55%w/w超又は60%w/w超が200kDaを超える分子量を有することができる、又はフカンの約70%w/w超又は71%w/w超が200kDaを超える分子量を有することができる分子量分布を含むことができる。さらに他の実施形態では、本明細書の高分子量フカンは、フカンの22%w/w超又は30%w/w超が500kDaを超える分子量を有することができる、又はフカンの50%w/w超又は54%w/w超が500kDaを超える分子量を有することができる分子量分布を含むことができる。
さらに他の実施形態では、本明細書の高分子量フカンは、フカンの約10%w/w未満が50kDa未満の分子量を有する、又はフカンの約5%w/w未満が50kDa未満の分子量を有する、又はフカンの約2%w/w未満が50kDa未満の分子量を有する分子量分布を含むことができる。
さらに他の実施形態では、本明細書の高分子量フカンは、フカンの約5%w/w未満が10kDa未満の分子量分布を有し、又はフカンの約2%w/w未満が10kDa未満の分子量を有する分子量分布を含むことができる。
さらに他の実施形態では、本明細書の高分子量フカンは、フカンの約5%w/w未満が5kDa未満の分子量分布を有し、又はフカンの約2%w/w未満が5kDa未満の分子量を有する分子量分布を含むことができる。
さらに別の態様では、本明細書の高分子量フカンは、フカンの61%w/w~80%w/w又は85%w/wが200kDa~1600kDaの分子量を有する分子量分布を含むことができる。より具体的には、フカンの70%w/w超が200kDaを超える分子量を有し得、フカンの30%超が500kDa超の分子量を有し得る。
さらに別の態様では、本明細書の高分子量フカンは、フカンの約20%w/w超、40%w/w超又は60%w/w超が1600kDa超の分子量を有する分子量分布を含むことができる。より具体的には、フカンの70%w/w超が200kDaを超える分子量を有し得、フカンの80%超が200kDa超の分子量を有し得る。
本明細書の高分子量フカンは、約14%w/w~70%w/w、約20%w/w~60%w/w、約30%w/w~55%w/w、又は約32%w/w又は35%w/w~52%w/wの硫酸化レベルを有し得る。
本明細書の高分子量フカンは、1:0.5~1:4、約1:0.8~1:3.5、約1:1~1:2.5、約1:1.2~1:2.0、又は約1:1.5~1:3の全フコース:全硫酸塩のモル比を有することができる。
本明細書の高分子量フカンは、約1:0.5~1:4、約1:0.8~1:3.5、約1:1~1:2.5、約1:1.2~1:2.0、又は約1:1.5~1:3の全フコース及びガラクトース:全硫酸塩のモル比を有することができる。
本明細書の高分子量フカンは、27%w/w~80%w/w、約30%w/w~70%w/w、約40%w/w~90%w/w、又は約50%w/w~96%w/wの総炭水化物の含有量を有することができる。
本明細書の高分子量フカンは、約30%w/w~100%w/w、約40%w/w~95%w/w、約50%w/w~90%w/w、約80%w/w~100%w/w、又は約90%w/w~100%w/wの総炭水化物のパーセンテージとしてフコース含有量を有することができる。
本明細書の高分子量フカンは、約0%w/w~60%w/w、約3%w/w~30%w/w、2%w/w~20%w/w又は約5%w/w~10%w/wの総炭水化物のパーセンテージとしてガラクトース含有量を有することができる。
本明細書の高分子量フカンは、総炭水化物含有量のパーセンテージとして約0%w/w~10%w/wのグルクロン酸含有量を、総炭水化物含有量のパーセンテージとして約0%w/w~7%w/wのマンノース含有量を、総炭水化物含有量のパーセンテージとして0%w/w~4%w/wのラムノース含有量を、また総炭水化物含有量のパーセンテージとして0%w/w~20%w/wのキシロース含有量を有することができる。本明細書の高分子量フカンは、総炭水化物含有量のパーセンテージとして約30%w/w未満又は約12%w/w未満の、グルクロン酸含有量、マンノース含有量、ラムノース含有量、グルコース含有量及びキシロース含有量の合計を有することができる。
いくつかの実施形態では、本明細書の高分子量フカンは、水中に約50mg/mLの濃度で溶解した場合、約4cP~約50cP、約5cP~約40cP、約10cP~約30cP、約15cP、約20cP及び約25cPの粘度を有する。ある実施形態では、本明細書の高分子量フカンは、1mg/mL~100mg/mLで水に溶解した場合、透明及び無色、透明及び淡黄色、又は透明及び淡褐色の1つである。
特定の実施形態では、本明細書の高分子量フカンは、約5%w/w未満、約2%w/w未満、及び約0%w/wのアセチル含有量を有することができる。いくつかの実施形態では、本明細書の高分子量フカンは、各256~512のスキャンの8の増分で、炭素の次元において10~30ppmの範囲内で、5mmコールドプローブを備えた600MHz分光計で溶媒信号抑制を行い、70℃で2D H-13C異核多量子コヒーレンスで測定したときに、実質的に0%w/wのアセチル含有量を含み得る。
方法
所望の高分子量セグメントを包含する、及びそれよりも拡大した広い分子量分布(広い分子量分布の出発フカン)を有する、原料フカン組成物などの出発フカン組成物から得られる高分子量フカンを得るための方法、システムなどが提示され、所望の高分子量セグメントは、低分子量側の広い分子量分布の量が排除、抑制、又は別様に減衰された、広い分子量分布の一部である。これらの方法の少なくとも1つは、例えば、100kDa超がその分子量分布の約60%w/w超、70%w/w超、80%w/w超、90%w/w超又は95%w/w超を構成する高分子量フカンの調製に使用できる。いくつかの実施形態で、本開示は、例えば外科的癒着の予防などの医療用途及び外科的用途に適した高分子量フカンを提示する。
タンジェンシャルフロー濾過
本明細書において考察される方法のうちいくつかは、タンジェンシャルフロー濾過(TFF)を利用する。タンジェンシャルフロー濾過(TFF)フィルタの典型的な識別と同じく、所定のTFFフィルタの名目分画分子量(MWCO)値は、フィルタバリアを越えず、したがって、一般的にバリアを透過物側へ越える/浸透する分子の分子量より大きい分子量及び/又は大きさを有する分子を含む溶液を、選択的にその保持物側(retentate side)に保持する。したがって、TFFフィルタの分画分子量値は、典型的には、任意の所与のポリマー又は名目分画値について絶対的なもの(absolute)ではない。所与のTFFフィルタは、名目分画分子量値を上回る分子及び下回る分子の両方をいくつか通過させるか又は保持する。特定のポリマーのための名目TFFフィルタの実際の分画/選択値(selectively values)及び効果は、前記特定のポリマーについてルーチン的に決定され得る。
多くの因子が前記TFFフィルタの透過挙動に影響を及ぼしうる。これらの因子は、TFFフィルタ自体に依存していることも、又は標的ポリマーの属性に依存していることもあり、例えば、標的ポリマーの折りたたみ挙動及び折りたたみ構造は、TFFフィルタのMWCOバリアを越える/越えないという標的ポリマーの挙動に影響を及ぼしうる。TFFフィルタ自体に関しても、知られているように、多くの因子がTFFフィルタの透過挙動に影響を及ぼしうる。例えば、製造方法によって、特定のTFFフィルタの中において多様な孔サイズが生じさせることができ、かかる多様さには、名目MWCOより大きい孔及び小さい孔の両方が含まれ得る。したがって、名目分画分子量値を有するTFFフィルタは、実質的に名目分画分子量値で分子を通す/保持するが、かかる値を下回る分子及び/又は上回るいくつかの分子を通す/保持し得る。
ゲル浸透クロマトグラフィー
実験例について得られた分子量分布を評価するためにゲル浸透クロマトグラフィーを用いた。ゲル浸透クロマトグラフィーにおける使用のために利用可能な多数の異なるパラメータ、カラム及び標準品があり、分子量の分析に利用できる多様な計器装備構成がもたらされる。本明細書における分子量測定のために、以下のパラメータを用いてGPCを行った。移動相は、0.6mL/分の0.1M硝酸ナトリウム流であった。カラムコンパートメント及び検出器は30℃であった。検出のためにWaters2414示差屈折率検出器を用いた。
適切なGPCカラムとしては、水性溶媒と適合性のあるGPCカラム、例えば、スルホン化スチレンジビニルベンゼン、NH官能基を有したアクリレートコポリマー網、変性シリカ及びヒドロキシル化ポリメタクリレート系ゲルのうち少なくとも1つが充填されたカラムが挙げられる。本明細書における分析のために、6μmの粒径のヒドロキシル化ポリメタクリレート系ゲルが充填された内径(ID)が6mmの長さ40mmの1つのガードカラム、続いて、排除限界が約7,000kDaで、有効分子量範囲が約50kDa~約5,000kDaの12μmの粒径のヒドロキシル化ポリメタクリレート系ゲルが充填されたIDが7.8mmの第1の300mm分析GPCカラム、続いて、排除限界が約7,000kDaで、有効分子量範囲が約1kDa~約6,000kDaの10μmの粒径のヒドロキシル化ポリメタクリレート系ゲルが充填されたIDが7.8mmの第2の300mm分析GPCカラムを含む3つのカラムを直列で用いた。カラム構成の総有効分子量範囲は、約1kDa~約6,000kDaであった。このカラム構成の例は、直列に接続されたUltrahydrogel(登録商標)ガードカラム-Ultrahydrogel(登録商標)2000カラム-Ultrahydrogel(登録商標)Linearカラムでありうる。
American Polymer Standards Corporationのトレース可能な標準品、すなわち、DXT3755K(ピーク分子量=2164kDa)、DXT820K(ピーク分子量=745kDa)、DXT760K(ピーク分子量=621kDa)、DXT670K(ピーク分子量=401kDa)、DXT530K(ピーク分子量=490kDa)、DXT500K(ピーク分子量=390kDa)、DXT270K(ピーク分子量=196kDa)、DXT225K(ピーク分子量=213kDa)、DXT150K(ピーク分子量=124kDa)、DXT55K(ピーク分子量=50kDa)、DXT50K(ピーク分子量=44kDa)及びDXT5K(ピーク分子量=4kDa)(これらの標準品のピーク分子量は約4kDa~約2,200kDaである)を含む標準曲線に対して用いた試料を定量した。用いられる標準曲線は、例えば、Dextran3755kDa、Dextran50kDa及びDextran55kDaのうち少なくとも1つ並びに本明細書において考察される3~6つの追加的なトレース可能な標準品を含んでもよく、較正点は、用いられる検量体のピーク分子量である。例示的な較正曲線は、DXT3755K、DXT820K、DXT530K、DXT500K、DXT225K及びDXT55Kからなることができる。本明細書において用いられたカラムは、フカンの定量のために用いられた標準品のピーク分子量範囲を包含し且つそれを超えて拡張された総有効分子量範囲を有するものであった。
本明細書におけるフカン/フコイダンポリマーについて述べられた分子量は、分子量が特定の分子量から離れて増加又は減少するにつれて量又は割合が増加又は減少する、より高い及びより低い分子量の分子の分布が常にある分子量の値である。前記分布は、一般的なガウス形状又は歪んだガウス形状を有してよいが、それが必要であるわけではない。
本明細書中の表の結果は、分子量分布の特定の特性について使用される略語を含む。ゲル浸透クロマトグラフィーはGPC、ピーク保持時間はPRT、ピーク分子量はPMW、重量平均分子量はWAMW、数平均分子量はNAMW、百分率分布は%dist、分子量はMW、多分散指数はPDI、分画分子量はMWCOと表される。
次の段落では、本明細書の高分子量フカンを作成するために使用できるいくつかの方法論の簡略的な概論に移る。
シーケンシャルタンジェンシャルフロー濾過セグメンテーション
高分子量フカンは、シーケンシャルTFFセグメンテーション法により、広い分子量分布の出発フカン組成物から得ることができる。方法は、所望の分子量セグメント、例えば高分子量セグメントを含む出発フカン組成物を用意すること、出発フカン組成物は広い出発分子量分布を有する;出発フカン組成物を、出発分子量分布内の平均分画分子量を有する第1の高MWCOタンジェンシャルフロー濾過フィルターに通すタンジェンシャルフロー濾過に供すること;第1のTFFフィルターから、出発フカン組成物と比較して減少した割合の高分子量フカンを含む第1の透過液フカン組成物を回収すること;第1の透過液フカン組成物を、第1のTFFフィルターよりも出発分子量分布内で低い平均分画分子量の第2の低MWCOタンジェンシャルフロー濾過フィルターに通すタンジェンシャルフロー濾過に供すること;及び第2のTFFフィルターから、保持物フカン組成物中に所望の分子量セグメントを有するフカンを回収することを含むことができる。
この方法は、所望により、さらなる工程、例えば、所望の大きさよりも大きい粒子又は部分、又は他の望ましくない物質を濾過することができるプレフィルターによって、出発フカン組成物をプレ濾過することを含み得る。出発フカン組成物を第1のTFFフィルターに通すことは、出発フカン組成物に圧力をかけながら、出発フカン組成物をTFFフィルターに通すことを含み得る。第1のTFFフィルターの透過液フカン組成物を第2のTFFフィルターに通すことは、第1のTFFフィルターの透過液フカン組成物に圧力をかけながら、第1のTFFフィルターの透過液フカン組成物を第2のTFFフィルターに通すことを含み得る。
出発フカン組成物を第1のTFFフィルターを通過させることは、第1のTFFフィルターの保持物フカン組成物を第1のTFFフィルター上で還流させることを含んでもよい。第1のTFFフィルターの保持物フカン組成物を第1のTFFフィルターに還流させることは、保持物フカン組成物を第1のTFFフィルター上で透析濾過することを含んでもよい。第1のTFFフィルターの保持物フカン組成物を第1のTFFフィルターに還流させることは、第1のTFFフィルターの透過液フカン組成物の重量平均分子量を判定することを含んでもよい。第1のTFFフィルターの保持物フカン組成物を第1のTFFフィルターに還流させることは、第1のTFFフィルターの透過液フカン組成物におけるフカンの重量平均分子量が所定の所望の値を有するまで、第1のTFFフィルターの保持物フカン組成物を、第1のTFFフィルターに還流させることを含んでもよい。
透過性フカン組成物を第1のTFFフィルターから第2のTFFフィルターに通すことは、透過性フカン組成物を第2のTFFフィルターに還流させることを含んでもよい。第2のTFFフィルターに透過液フカン組成物を還流させることは、透過液フカン組成物を第2のTFFフィルターで透析濾過することを含んでもよい。透過液フカン組成物を第2のTFFフィルター上に還流させることは、第2のTFFフィルターの保持物フカン組成物の重量平均分子量を判定することを含み得る。透過液フカン組成物を第2のTFFフィルター上に還流させることは、第2のTFFフィルターの保持物フカン組成物の重量平均分子量が所定の所望の値を有するまで、フカンを第2のTFFフィルター上に還流させることを含み得る。
図1は、示された実施形態では高分画分子量TFFフィルター110及び低分画分子量TFFフィルター120として提示される2つの異なる高分画分子量及び低分画分子量(MWCO)TFFフィルターを含む例示的な分子量ベースのセグメンテーションシステム(高分子量から低分子量)100を概略的に示す。これらのTFFフィルターは、許容可能な任意の形態で用意することができ、本実施例ではカセットを使用している。高分画分子量TFFフィルター110は、低分画分子量TFFフィルター120のMWCOよりも大きなMWCOを有する。例として、高分画分子量のTFFフィルター110は、30キロダルトン(kDa)、50kDa、70kDa、100kDa、300kDa、及び1000kDaのMWCOを有してもよいが、低分画分子量のTFFフィルター120のMWCOは、例えば、5kDa、10kDa、30kDa、50kDa、及び100kDaでよい。例として、高分画分子量TFFフィルターと低分画分子量TFFフィルターの組み合わせを選択すると、分子量ベースのセグメンテーションシステム(高分子量から低分子量)100を使用して、5~30kDa、10~30kDa、5~50kDa、10~50kDa、30~50kDa、10~70kDa、30~70kDa、50~70kDa、5~100kDa、10~100kDa、30~100kDa、50~100kDa、70~100kDa、5~300kDa、10~300kDa、30~300kDa、50~300kDa、70~300kDa、及び100~300kDaの分画分子量TFFフィルター間の分子量セグメントを取得できる。いくつかの実施形態では、分子量セグメントは、高分子量セグメントであり得る。
出発フカン組成物は、投入供給ライン102を介して、高MWCOサブシステムのフカンコンテナ116に溶液として供給される。出発フカンは、適切な溶媒中に、0.1%w/v~30%w/v、例えば1%w/v~10%w/v、例えば5%w/vの濃度で存在し得る。適切な溶媒中の出発フカンは、望ましくない粒子状物質を除去するためにプレフィルター104によってプレ濾過(pre-filtered)されてもよい。出発フカン組成物を含有する溶液は、例えば、他のフカン処理工程又はフカンの下流での使用のために、所望に応じて、所望の緩衝剤、希釈剤などのさらなる非フカン成分を含み得る。プレフィルターのゲージ(有効な孔の大きさ)は、通常、分子量ベースのセグメンテーションシステム(高分子量から低分子量)100によって分離される最大のポリマー分子よりも大きくなる。
高MWCOサブシステムポンプ114は、出発フカン組成物を含む溶液を、高MWCO TFFフィルター供給ライン112を介して、高MWCO TFFサブシステム130の高分画分子量TFFフィルター110にポンピングする。高分画分子量TFFフィルター110は、通常、投入される流体がその保持物側のフィルターを通過できるように設計されたカセットとして供給される。分画分子量フィルターの形態は、限定されないが、プレート及びフレームシステム、スパイラル型カートリッジシステム、中空糸システム、フローセルシステム、及び遠心フィルターシステムであり得る。透過液は、高MWCOサブシステム透過液排出ライン119を介して出て、処理された投入された流体、すなわち保持物の流体は、高MWCOサブシステム保持物戻りライン118を介して保持物として出る。高MWCOサブシステムポンプ114は、高分画分子量TFFフィルター110に対し、その保持物側と透過液側との間に、あるレベルの圧力を与える。図1では、高分画分子量TFFフィルター110からの保持物の流体は、高MWCOサブシステム保持物戻りライン118を介して、高MWCOサブシステムのフカンコンテナ116に戻されるが、透過液は、高MWCO TFFサブシステム130の外部での使用のために、高MWCOサブシステム透過液排出ライン119を介して生成される。高MWCOサブシステムポンプ114が、プレ濾過されたフカンと保持物を高分画分子量TFFフィルター110に還流させている間に、例えば、透過液を介して失われた溶媒を補充するため、及び/又は所定の数のダイアボリュームの投入された出発フカン及び溶媒が高分画分子量TFFフィルター110上を循環することを確実にするために、高MWCOサブシステムの溶媒供給ライン115を介して、高MWCOサブシステムの溶媒コンテナ117から溶媒を供給することができる。
高分子量から低分子量のMWCOサブシステム間バルブ113は、上記の処理中にシャットオフ(閉じる)することができ、高MWCO TFFサブシステム130の高分画分子量TFFフィルター110からの透過液の流体を、低MWCO TFFサブシステム140の低MWCOサブシステムのフカンコンテナ126に供給する前に、保管又は他の使用のためコンテナ(示さず)の中に回収することができる。出発フカン組成物は、高MWCO TFFサブシステム130を介して、所望に応じて何度でも循環させることができる。
次に、高MWCO TFFサブシステム130から回収された透過液は、高MWCOサブシステム透過液排出ライン119を介して、低MWCO TFFサブシステム140の低MWCOサブシステムのフカンコンテナ126に供給され得る。他の実施形態で、回収された透過液は、コンテナ(図示せず)において、低MWCOサブシステムのフカンコンテナ126に移送されてもよい。システムのさらに他の実施形態では、高分子量から低分子量へのMWCOサブシステム間バルブ113を開いたままにして、高分画分子量TFFフィルター110の透過液を、継続的に、高MWCOサブシステム透過液排出ライン119を介して低MWCOサブシステムのフカンコンテナ126に供給することができる。高分画分子量TFFフィルター110の透過液における高分子量分子の分布は、出発フカン組成物の高分子量分子の分布と比較して、減衰又は抑制される。
低MWCO TFFサブシステム140に供給された透過液は、高分画分子量TFFフィルター110について上で説明したように、低分画分子量TFFフィルター120で同様に濾過される。すなわち、高MWCO TFFサブシステム130からの透過液が低MWCOサブシステムのフカンコンテナ126に供給された後、低MWCOサブシステムポンプ124は、低MWCO TFFサブシステム140の分画低分子量TFFフィルター120に、低MWCO TFFフィルター供給ライン122を介してそれを送り込む。低MWCOサブシステムのポンプ124は、低分画分子量TFFフィルター120に対し、その保持物側と透過液側との間に、あるレベルの圧力を維持する。図1において、低分画分子量TFFフィルター120の保持物は、低MWCOサブシステム保持物戻りライン128を介して低MWCOサブシステムフカンコンテナ126に戻されるが、透過液は、さらなる使用のために低MWCOサブシステム透過液排出ライン129を介して生成される、又は低MWCO TFFサブシステム140の外に破棄される。高分画分子量TFFフィルター110からの透過液と低分画分子量TFFフィルター120からの保持物を低MWCOサブシステムポンプ124が還流させ、低分画分子量TFFフィルター120を再び通過する(高分画分子量濾過フィルターに関するように、この還流は必要に応じて度々繰り返すことができる)場合、溶媒は、低MWCOサブシステムの透過液排出ライン129を介して失われた溶媒を補充するため、及び/又は、所定の数のダイアボリュームの低分画分子量TFFフィルター120の保持物及び溶媒が低分画分子量TFFフィルター120上を循環することを確実にするために、低MWCOサブシステムの溶媒コンテナ127から低MWCOサブシステムの溶媒供給ライン125と低MWCOサブシステムのフカンコンテナ126を経て供給させてもよい。
低MWCO TFFサブシステム140のタンジェンシャルフロー濾過操作中、低MWCOサブシステム保持物ラインバルブ106を閉じることができる。高MWCO TFFサブシステム130から低MWCO TFFサブシステム140に供給された透過液が所望の程度まで濾過されると、低MWCOサブシステム保持物ラインバルブ106が開かれ、低分画分子量TFFフィルター120の保持物が、低MWCOサブシステム保持物排出ライン108を介して供給される。これは、高分子量フカンなどの、出発フカン組成物から得る所望の分子量セグメントを備えるフカンをもたらす。
生産されるフカンは、通常、主に高分画分子量TFFフィルター110の平均分画分子量と低分画分子量TFFフィルター120の平均分画分子量の間の分子量分布を有する所望の分子量セグメントを有する。しかし、出発フカン分子量分布の幅と複雑さ、及びポリマーの挙動とTFFフィルターの変動性を考慮すると、生産ポリマー分子量分布は、2つのTFFフィルターの平均分画分子量値の間でピークにならない場合がある。例えば、フカンの折りたたみが過度に高い又は低いと、適切な大きさであるが異常に密な(又はそうでない)フカンを、所望の分子量セグメントで選択する結果となる可能性がある。したがって、本明細書で説明するシーケンシャルTFFの後に存在するフカンに関しては、生産された所望の分子量セグメントは、分子量ベースの分離システム(高分子量から低分子量)100に供給された元の出発フカン組成物に由来する所望の分子量セグメントから実質的に構成される。
さらなる実施形態は、所望の分子量セグメント、例えば高分子量セグメントを含む出発フカン組成物を用意すること、出発フカン組成物は出発分子量分布を有する;出発フカン組成物を、出発分子量分布内の平均分画分子量を有する第1のタンジェンシャルフロー濾過フィルターによるタンジェンシャルフロー濾過に供すること;第1のTFFフィルターから、出発フカン組成物と比較して減少した割合の低分子量フカンを含む第1の透過液フカン組成物を回収すること;第1の保持物フカン組成物を、第1のTFFフィルターよりも出発分子量分布内で高い平均分画分子量を含む第2のタンジェンシャルフロー濾過フィルターによるタンジェンシャルフロー濾過に供すること;及び第2のTFFフィルターから、透過液フカン組成物中に所望の分子量セグメントを有するフカンを回収することを含むことができる。
この方法は、所望の大きさよりも大きい部分を濾過して取り除くことができるプレフィルターを通して、出発フカン組成物をプレ濾過することをさらに含み得る。出発フカン組成物を第1のTFFフィルターに通すことは、出発フカン組成物に圧力をかけながら、出発フカン組成物を第1のTFFフィルターに通すことを含み得る。第2のTFFフィルター上で第1のMCWOフィルターの保持物フカン組成物を通過させることは、第2のTFFフィルターにて第1のTFFフィルターの保持物フカン組成物に圧力をかけながら、第2のTFFフィルター上で第1のTFFフィルターの保持物フカン組成物を通過させることを含み得る。
出発フカン組成物を第1のTFFフィルターに通過させることは、第1のTFFフィルターの保持物フカン組成物を第1のTFFフィルターに還流させることを含み得る。第1のTFFフィルターの保持物フカン組成物を第1のTFFフィルターに還流させることは、保持物フカン組成物を第1のTFFフィルターで透析濾過することを含み得る。第1のTFFフィルターに第1のTFFフィルターの保持物フカン組成物を還流させることは、第1のTFFフィルターの保持物フカン組成物の重量平均分子量を判定することを含み得る。第1のTFFフィルターの保持物フカン組成物を第1のTFFフィルターに還流させることは、第1のTFFフィルターの保持物フカン組成物におけるフカンの重量平均分子量が所定の所望の値を有するまで、第1のTFFフィルターの保持物フカン組成物を、第1のTFFフィルターに還流させることを含み得る。
保持物フカン組成物を第1のTFFフィルターから第2のTFFフィルターに通過させることは、保持物フカン組成物を第2のTFFフィルターに還流させることを含み得る。第2のTFFフィルターに保持物フカン組成物を還流させることは、第2のTFFフィルターで保持物フカン組成物を透析濾過することを含み得る。第2のTFFフィルターに保持物フカン組成物を還流させることは、第2のTFFフィルターの透過液フカン組成物の重量平均分子量を判定することを含み得る。第2のTFFフィルター上に保持物フカン組成物を還流させることは、第2のTFFフィルターの透過液フカン組成物の重量平均分子量が所定の所望の値を有するまで、第2のTFFフィルター上に保持物フカン組成物を還流させることを含み得る。
図2は、本明細書の方法、システムなどのさらなる実施形態を示す。図2では、図1のサブシステム130及び140は、分子量に基づくセグメンテーションシステム(低分子量から高分子量)100’を形成するためにプロセスの順序に関して逆になっている。図1で論じた方法のように、出発フカンは、投入供給ライン102を通ってシステムに入り、プレフィルター104によってプレ濾過される。しかし、図1の上記の方法とは対照的に、プレ濾過された出発フカンは、最初に低MWCO TFFサブシステム140で処理され、次に高MWCO TFFサブシステム130で処理される。低MWCO TFFサブシステム140では、出発フカン組成物は、より低い平均のMWCO値を有するTFFフィルターである、低分画分子量TFFフィルター120を通過する。この実施形態では、低MWCOサブシステム保持物排出ライン121上の低MWCO TFFサブシステム140を出るのは、低分画分子量TFFフィルター120の透過液ではなく、保持物である。そのような保持物は、低分子量から高分子量のMWCOサブシステム間バルブ123を通って出て、高MWCO TFFサブシステム130の高MWCOサブシステムのフカンコンテナ116に供給される。次に、保持物は、高MWCOであるTFFフィルターである、高分画分子量TFFフィルター110を通過するために、高MWCO TFFフィルター供給ライン112を介して、高MWCOサブシステムポンプ114によってポンピングされる。
低MWCO TFFサブシステム140内で、低MWCOサブシステムポンプ124は、透過液を、低MWCOサブシステムフカンコンテナ126から、低分画分子量TFFフィルター120に、低MWCO TFFフィルター供給ライン122を介してポンピングする。図2では、低分画分子量TFFフィルター120の保持物は、低MWCOサブシステム保持物戻りライン128を介して低MWCOサブシステムフカンコンテナ126に戻されるが、透過液は、さらなる使用のために低MWCOサブシステム透過液排出ライン129を介して生成される、又は低MWCO TFFサブシステム140の外に破棄される。保持物を還流して低分画分子量TFFフィルター120を再び通過する場合、溶媒は、低MWCOサブシステムの透過液排出ライン129を介して失われた溶媒を補充するため、及び/又は、所定の数のダイアボリュームの低分画分子量TFFフィルター120の保持物及び溶媒が、低分画分子量TFFフィルター120に循環することを確実にするために、低MWCOサブシステムの溶媒コンテナ127から低MWCOサブシステムの溶媒供給ライン125と低MWCOサブシステムのフカンコンテナ126を経て供給させてもよい。
低分子量から高分子量のMWCOサブシステム間バルブ123は、上記の処理中に閉じることができ、低MWCO TFFサブシステム140の低分画分子量TFFフィルター120の保持物は、高MWCO TFFサブシステム130の高MWCOサブシステムのフカンコンテナ116に供給される前に、コンテナ(示さず)の中に回収することができる。回収された保持物は、物理的に低MWCOサブシステムの保持物排出ライン121を介して、高MWCO TFFサブシステム130の高MWCOサブシステムのフカンコンテナ116に供給される。他の実施形態では、回収された保持物は、コンテナ(図示せず)において高MWCOサブシステムのフカンコンテナ116に移送されてもよい。さらに他の実施形態では、低分子量から高分子量のMWCOサブシステム間バルブ123を開いたままにして、低分画分子量TFFフィルター120の保持物を、高MWCOサブシステムのフカンコンテナ116に対して継続的に、低MWCOサブシステム保持物排出ライン121を介して供給することができる。低分画分子量TFFフィルター120からの保持物中の低分子量分子の分布は、出発フカン中の低分子量分子の分布と比較して減衰又は抑制されている。
高MWCO TFFサブシステム130が、低MWCO TFFサブシステム140の低分画分子量TFFフィルター120からの保持物を処理するとき、高分画分子量TFFフィルター110の透過液は、高MWCOサブシステム透過液排出ライン119で生成される。高MWCOサブシステムポンプ114が、低MWCO TFFサブシステム140の保持物フカンを高分画分子量TFFフィルター110に還流させている間に、透過液を介して失われた溶媒を補充するため、及び/又は所定の数のダイアボリュームの保持物フカンの低MWCO TFFサブシステム140及び溶媒が高分画分子量TFFフィルター110上を循環することを確実にするために、高MWCOサブシステムの溶媒供給ライン115を介して、高MWCOサブシステムの溶媒コンテナ117から溶媒を供給できる。
図2では、高分画分子量TFFフィルター110からの保持物の流体は、高MWCOサブシステム保持物戻りライン118を介して、高MWCOサブシステムのフカンコンテナ116に戻されるが、透過液の流体は、高MWCO TFFサブシステム130の外部での使用のために、高MWCOサブシステム透過液排出ライン119を介して生成される。図2では、高MWCOサブシステム透過液排出ライン119を通して生成された所望の分子量セグメントを有する生産フカンは、主に、第1の高分画分子量TFFフィルター110の平均分画分子量と第2の低分画分子量TFFフィルター120の平均分画分子量の間の分子量分布を有する所望の分子量セグメントを有する。しかし、出発フカン分子量分布の幅と複雑さ、及びポリマーの挙動とTFFフィルターの変動性を考慮すると、生産ポリマー分子量分布は、2つのTFFフィルターの平均分画分子量値の間でピークにならない場合がある。例えば、フカンの折りたたみが過度に高い又は低いと、適切な大きさであるが異常に密な(又はそうでない)フカンを、所望の分子量セグメントで選択する結果となる可能性がある。したがって、本明細書で説明するシーケンシャルTFFの後に存在するフカンに関しては、生産フカンは、分子量ベースのセグメンテーションシステム(低分子量から高分子量)100’に供給された元の出発フカン組成物に由来するフカンの所望の分子量セグメントから実質的に構成される。所望の分子量セグメントを有するこの生産フカンはまた、プレフィルター104によるプレ濾過後に作成され、次いで低MWCO TFFサブシステム140に供給されるプレ濾過された出発フカン組成物から得ることができる。
カチオン増加タンジェンシャルフロー濾過
高分子量フカンは、カチオン増強TFFによって広い分子量分布の出発フカンから得ることができ、前記方法は、低原子量のカチオン及び所望の高分子量セグメントを含む分子量分布を有する出発フカン組成物を用意すること;低原子量のカチオンを添加剤のカチオンで置き換えるために、低原子量のカチオンよりも大きい分子量のカチオンを有するカチオン添加剤で出発フカン組成物をカチオン処理すること;カチオン処理されたフカン組成物を、所望の高分子量フカンセグメントの分子量分布に基づく平均分画分子量を有する第1のタンジェンシャルフロー濾過フィルターに通すタンジェンシャルフロー濾過に供し、第1の保持物フカン組成物を生成すること;カチオン添加剤の分子量分布に基づく平均分画分子量を有する第2の低MWCOタンジェンシャルフロー濾過フィルターに通す第1の保持物フカン組成物をタンジェンシャルフロー濾過に供し、第2の保持物フカン組成物を生成すること;第2の保持物フカン組成物を塩溶液で透析濾過に供し、第3の保持物フカン組成物を生成すること;第3のフカン保持物組成物を、同じ第2のタンジェンシャルフロー濾過フィルターに通して、低導電率透析濾過溶液で透析濾過し、第4の保持物フカン組成物を生成すること;及び、所望の高分子量フカンを含む第4の保持物の溶液を回収することを含む。
この方法は、所望により、さらなる工程、例えば、所望の大きさよりも大きい粒子又は部分、又は他の望ましくない物質を濾過することができるプレフィルターを通して、出発フカン組成物をプレ濾過することを含み得る。出発フカン組成物を第1のTFFフィルターに通すことは、出発フカン組成物に圧力をかけながら、出発フカン組成物をTFFフィルターに通すことを含み得る。第2のTFFフィルター上で第1のTFFフィルターの保持物フカン組成物を通過させることは、第1のTFFフィルターの保持物フカン組成物に圧力をかけながら、第2のTFFフィルター上で第1のTFFフィルターの保持物フカン組成物を通過させることを含み得る。
第1の保持物フカン組成物を第2のタンジェンシャルフロー濾過フィルターに通すタンジェンシャルフロー濾過に供することと、第2の保持物フカン組成物を塩溶液で処理することとを同時に行うことができる。第2の保持物フカン組成物を塩で処理することは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルミニウム及び/又はアンモニウムの塩化物、臭化物、ヨウ化物、フッ化物、硫酸塩、亜硫酸塩、炭酸塩、重炭酸塩、リン酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩、酢酸塩、クエン酸塩、ケイ酸塩及び/又はシアン化物で、第2の保持物フカン組成物を処理することを含み得る。第1の保持物フカン組成物をナトリウム塩で処理することは、第1の保持物を塩化ナトリウムで処理することを含み得る。
カチオン添加剤で出発フカン組成物をカチオン処理することは、出発フカン内の低原子量カチオンよりも大きい分子量のカチオンを有するカチオン添加剤で出発フカンを処理することを含み得る。カチオン添加剤は、ポリカチオン添加剤であってよい。カチオン添加剤で出発フカン組成物をカチオン処理することは、出発フカン内の低原子量カチオンよりも大きい分子量の双性イオンを有する双性イオン添加剤で出発フカンを処理することを含み得る。
カチオン処理されたフカン組成物を第1のタンジェンシャルフロー濾過フィルターに通すタンジェンシャルフロー濾過に供することは、カチオン処理されたフカン組成物を第1のTFFフィルターに還流させることを含み得る。カチオン処理されたフカン組成物を第1のTFFフィルターに還流させることは、カチオン添加剤の溶液で第1のTFFフィルターでカチオン処理フカン組成物を透析濾過することを含み得る。カチオン処理されたフカン組成物を第1のTFFフィルターに還流させることは、カチオン処理されたフカン組成物中のフカンの重量平均分子量を判定することを含み得る。カチオン処理されたフカン組成物を第1のTFFフィルターに還流させることは、カチオン処理されたフカン組成物の中のカチオン処理されたフカンの重量平均分子量が所定の所望の値になるまで、カチオン処理されたフカン組成物を第1のTFFフィルターに還流させ、第1の保持物フカン組成物を生成することを含み得る。
第1の保持物フカン組成物を第2の低MWCOのタンジェンシャルフロー濾過フィルターに通すタンジェンシャルフロー濾過に供することは、第1の保持物フカン組成物を第2のTFFフィルターに還流させることを含み得る。第1の保持物フカン組成物を第2のTFFフィルターに還流させることは、第2のTFFフィルターの第1の保持物フカン組成物を塩溶液で透析濾過することを含み得る。第1の保持物フカン組成物を第2のTFFフィルターに還流させることは、第1の保持物フカン組成物中のフカンの重量平均分子量を判定することを含み得る。第1の保持物フカン組成物を第2のTFFフィルターに還流させることは、第1の保持物フカン組成物からのフカンの重量平均分子量が所定の所望の値を有するまで第1の保持物フカン組成物を第2のTFFフィルターに還流させ、第2の保持物フカン組成物を生成することを含み得る。
第2の保持物フカン組成物を塩溶液で透析濾過に供することは、第2の保持物フカン組成物を第2のTFFフィルターに還流させることを含み得る。第2の保持物フカン組成物を第2のTFFフィルターに還流させることは、第1のTFFフィルターの第2の保持物フカン組成物を、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルミニウム及びアンモニウムの塩化物、臭化物、ヨウ化物、フッ化物、硫酸塩、亜硫酸塩、炭酸塩、重炭酸塩、リン酸塩、及び硝酸塩、例えば塩化ナトリウムの少なくとも1つを含む塩溶液で透析濾過することを含み得る。第3の保持物フカン組成物を第2のMWCOのタンジェンシャルフロー濾過フィルターに通すタンジェンシャルフロー濾過に供することは、第3の保持物フカン組成物を第2のTFFフィルターに還流させることを含み得る。第3の保持物フカン組成物を第2のTFFフィルターに還流させることは、第2のTFFフィルターの第3の保持物フカン組成物を低導電率の溶液で透析濾過することを含み得る。低導電率の溶液は脱イオン水であり得る。
カチオン添加剤で出発フカン組成物をカチオン処理することは、投入されたフカンをコリン、ポリビニルピロリドン、タウリン、ポリアミン、キトサン、ヒストン、及びコラーゲンの少なくとも1つで処理することを含み得る。
図3は、分子量に基づいてフカンを分離するためのカチオン増強TFFシステム(CATS)100’’の概略図を示す。CATS100’’は、図1及び図2で既に論じられたいくつかの要素を使用する。出発フカン組成物を含有する溶液が、投入供給ライン102を介して高MWCOサブシステムのフカンコンテナ116に供給される。適切な溶媒の中の出発フカン組成物は、望ましくない粒子状物質を除去するために、プレフィルター104を通してプレ濾過されてもよい。出発フカン組成物を含有する溶液は、例えば、他のフカン処理工程又はフカンの下流での使用のために、所望に応じて、所望の緩衝剤、希釈剤などのさらなる非フカン成分を含み得る。プレフィルターのゲージは、典型的には、CATS 100’’によって分離される最大のポリマー分子よりも大きい。
カチオン添加剤、例えば、コリン、ポリビニルピロリドン、ポリアニリンを、高MWCOサブシステムのフカンコンテナ116の中のプレ濾過された出発フカン組成物に添加することができる。高MWCOサブシステムポンプ114は、高MWCO TFFフィルター供給ライン112を介して、高MWCO TFFサブシステム130’の高MWCO TFFフィルター150にフカンをポンピングする。高MWCO TFFフィルター150は通常、それに供給された投入された流体がその保持物側のフィルターを通過できるように設計されたカセットとして供給されるが、透過液が1つの排出ラインから出され、処理された投入された流体は別の排出ラインを介して保持物として残ることを可能にする。分画分子量フィルターのフォーマットは、限定されないが、プレート及びフレームシステム、スパイラル型カートリッジシステム、中空糸システム、フローセルシステム、及び遠心フィルターシステムであり得る。この実施形態の場合、高MWCO TFFフィルター150の分画分子量は、プレ濾過された出発フカンをカチオン添加剤で処理することにより得られるカチオン処理フカンの高分子量末端の所望の部分を分離するように選択される。
高MWCOサブシステムのポンプ114は、高MWCO TFFフィルター150に対し、その保持物側と透過液側との間に、あるレベルの圧力を供給する。図3において、高MWCO TFFフィルター150の保持物は、高MWCOサブシステム保持物戻りライン118を介して、高MWCOサブシステムのフカンコンテナ116に戻されるが、透過液は、高MWCO TFFサブシステム130’の外側での使用のために、高MWCOサブシステム透過液排出ライン119を介して生成される、又は破棄されることになる。高MWCOサブシステムポンプ114が、プレ濾過された出発フカン組成物と保持物を高MWCO TFFフィルター150に還流している間に、カチオン添加剤洗浄溶液コンテナ137からのカチオン添加剤洗浄溶液は、例えば高MWCOサブシステムの透過液排出ライン119上の透過液を介して失われた溶液を補充するために、及び/又は所定の数のダイアボリュームの投入された出発フカン及びカチオン添加剤洗浄溶液が高MWCO TFFフィルター150上を循環することを確実にするために、カチオン添加剤洗浄溶液供給ライン135を介して供給され得る。カチオン添加剤洗浄溶液バルブ136を制御することにより、カチオン添加剤洗浄溶液をパルス法で添加することができる。他の実施形態では、カチオン添加剤洗浄溶液は、連続モードで添加されてもよい。他の実施形態では、カチオン添加剤洗浄溶液を一度にすべて加えてもよい。投入された出発フカンのカチオン添加剤としてコリンが選択されている場合、使用されるカチオン添加剤洗浄溶液は、コリン溶液、例えば塩化コリン溶液である。高MWCO TFFフィルター150上で処理する保持物及びコリン洗浄溶液のダイアボリュームの数は予め決定されてもよく、4つのダイアボリュームが一般に有用な数である。
高分子量から低分子量のMWCOサブシステム間バルブ113は、上記の処理中にシャットする(閉じる)ことができ、高MWCO TFFサブシステム130’の高MWCO TFFフィルター150の保持物は、低MWCO TFFサブシステム140’の低MWCOサブシステムのフカンコンテナ126に供給される前にコンテナ(図示せず)に回収されてもよい。次に、回収された保持物は、高MWCOサブシステムの保持物排出ライン111を介して、低MWCO TFFサブシステム140’の低MWCOサブシステムのフカンコンテナ116に供給され得る。他の実施形態では、回収された保持物は、コンテナ(図示せず)において低MWCOサブシステムのフカンコンテナ126に移送されてもよい。システムのさらに他の実施形態では、高分子量から低分子量へのMWCOサブシステム間バルブ113を開いたままにして、高MWCO TFFフィルター150の保持物を、低MWCOサブシステムのフカンコンテナ126に対して、高MWCOサブシステム保持物排出ライン111を介して継続的に供給することができる。高MWCO TFFフィルター150の保持物中の低分子量分子の分布は、出発フカン組成物中の低分子量分子の分布と比較して減衰又は抑制される。
低MWCO TFFサブシステム140’は、カチオン処理されたフカンからコリンのカチオンを除去し、ナトリウムのカチオンをフカンに戻し、それにより、カチオン処理されたフカンを、所望の高分子量分布は異なるものの、イオン成分は元のフカンとほぼ同じに戻す。低MWCO TFFサブシステム140’によるフカン溶液の処理中、低MWCOサブシステムフカンコンテナ126からの低MWCOサブシステム保持物排出ライン108を制御する低MWCOサブシステム排出バルブ106’を閉じることができる。低MWCO TFFサブシステム140’が、高MWCO TFFサブシステム130’の高MWCO TFFフィルター150からの保持物を処理すると、低MWCO TFFフィルター160の透過液が、低MWCOサブシステム透過液排出ライン129で生成され、それを介して他の場所で使用される、又は破棄される。
低MWCOサブシステムポンプ114が、低MWCO TFFサブシステム140’の保持物を低MWCO TFFフィルター160上に還流させている間に、ナトリウム塩溶液、例えば2MのNaCl溶液は、ナトリウム塩溶液供給ライン146を介してナトリウム塩溶液コンテナ142からナトリウム塩溶液制御バルブ144の適切な制御により供給され得る。この方法では、低MWCO TFFフィルター160の分画分子量は、ナトリウム塩の処理によってフカンから放出されたカチオン添加剤を分離するために選択される。低MWCO TFFサブシステム140’のプロセスが進むにつれて、フカン上のコリンカチオンをNaCl由来のナトリウムカチオンで置換したことから生じる遊離塩化コリンは、低MWCO TFFフィルター160の透過液に移動し、低MWCOサブシステム透過液の排出ライン129を介してCATS 100’’を出る。ナトリウム塩溶液は、例えば、低MWCOサブシステムの透過液排出ライン129の透過液を介して失われた溶液を補充するため、及び/又は高MWCO TFFサブシステム130’からのナトリウム塩溶液と保持物の所定数のダイアボリュームが低MWCO TFFフィルター160を循環するのを確実にするために、使用することができる。ナトリウム塩溶液制御バルブ144を制御することにより、ナトリウム塩溶液をパルスプロセスで加えることができる。他の実施形態では、ナトリウム塩溶液は、連続モードで添加されてもよい。ナトリウム塩溶液及び保持物の適切な数のダイアボリュームが低MWCO TFFフィルター160上を循環したら、ナトリウム塩溶液制御バルブ144は閉じられてもよく、低導電率透析濾過溶液バルブ145は開かれてよい。低MWCO TFFフィルター160で処理するためのナトリウム塩溶液のダイアボリュームの数は、予め決定され得る。低MWCOサブシステムのポンプ124は、低MWCO TFFフィルター160に対し、その保持物側と透過液側との間に、あるレベルの圧力を供給する。図3において、低MWCO TFFフィルター160の保持物は、低MWCOサブシステム保持物戻りライン128を介して、低MWCOサブシステムフカンコンテナ126に戻されるが、透過液は、低MWCO TFFサブシステム140’の外側での使用のために、低MWCOサブシステム透過液排出ライン129を介して生成される、又は破棄されることになる。
低導電率透析濾過溶液バルブ145を開いて、低導電率透析濾過溶液コンテナ143からの低導電率透析濾過溶液を、低導電率透析濾過溶液供給ライン147を介して低MWCOサブシステムフカンコンテナ126に入れることができ、保持物及び低導電率透析濾過溶液を、低MWCO TFFフィルター160の保持物のナトリウム塩処理中に生成された遊離ナトリウム塩を除去するために低MWCO TFFフィルター160にて処理することができる。低導電率透析濾過溶液は、例えば、脱イオン水であり得る。この目的のために、低MWCOサブシステム透過液排出ライン129上の透過液の導電率を測定して、それが所望のレベルに低下することを確実にでき、これはナトリウム塩が適切な程度に除去されたことの指標として役立つ。低MWCO TFFフィルター160で処理するための低導電率透析濾過溶液のダイアボリュームの数は、予め決定され得る。ナトリウム塩が低MWCO TFFフィルター160の保持物から適切に除去されたら、低導電率透析濾過溶液バルブ145をシャットでき、低MWCOサブシステム保持物排出ライン108を開いて、低MWCOサブシステム保持物排出ライン108にCATS 100 ’’の生成物を送達することができる。
遠心沈殿
高分子量フカンは、広い分布の出発フカンから遠心沈殿により得ることができる。
図4に移ると、出発フカン組成物から高分子量フカンを遠心沈殿させるための遠心沈殿システム600が示されている。システム600は、段階的透過性バリア620を備える遠心分離容器610を備える。透過性バリアは、密度に基づいて段階的に変化させることができ、密度は、遠心分離容器610の第1の底端630から第2の頂端640に向かって減少する。段階的透過性バリア620は、異なる密度の異なる材料で構成されてもよい。段階的透過性バリア620は、適切な溶媒に溶解された1つの溶質の異なる濃度の溶液から構成されてもよい。適切な溶媒は、例えば、限定されないが、水及び水-アルコール溶液のうちの1つであり得る。「勾配材料」としても知られる溶質は、例えば、限定されないが、グリセロール、ソルビトール、CsCl、CsSO、KBr、ジアトリゾエート、Nycodenz(登録商標)、イオジキサノール、及び(ポリ)スクロースを含む適切な糖類の1又は複数であり得る。段階的透過性バリア620は、遠心分離容器610の第1の底端630から第2の頂端640への減少する勾配材料濃度の連続的な勾配を含むことができる。他の実施形態では、段階的透過性バリア620は、図4に示されるように、段階的透過性バリアセグメント620a、620b、及び620cなど、密度の複数の異なるグラデーションを含み得る。出発フカン組成物を含み、粒子状物質を除去するためにプレフィルターを通して適切にプレ濾過された溶液は、遠心分離容器610の第2の頂端640に近接し、段階的透過性バリア620と接触する出発フカン組成物650となるように配置される。プレフィルターは、例えば、限定されないが、0.22μmの微粒子フィルターであり得る。
動作中、遠心分離容器は、図4の遠心力の矢印660によって示されるように、コンテナの第2の頂端640から第1の底端630に向けられた力の成分を有する遠心力を受ける。これは、図4に遠心分離ボックス670として概略的に示され、遠心分離容器610を収容するように適合された適切な遠心分離機で達成され得る。適切な遠心分離機は当技術分野でよく知られており、本明細書ではこれ以上説明しない。遠心力は、約1,000×g~約1,000,000×g、例えば、約10,000×g~約200,000×g、約60,000×g~約500,000×g、及び約190,000×g~約800,000×gであり得る。
図4のシステムに関連して、出発フカン組成物から高分子量フカンを遠心沈殿させるための方法は、遠心分離容器610内に、第1の底部の段階的透過性バリア材料端622と遠心分離容器610の第1の底端630を接触させる勾配材料の段階的透過性バリア620を確立すること;遠心分離容器610の第2の頂端640に近接する段階的透過性バリア620の対向する第2の頂部段階的透過性バリア材料端624と接触させて、所望の高分子量セグメントを含む出発フカン組成物を配置すること;遠心分離容器610を、遠心分離容器610の第2の頂端640から第1の底端630に向けられた遠心力660に供すること;及び遠心分離容器610の第1の底端630で沈殿した高分子量フカンを回収すること、を含む。最低密度勾配材料と接触させて出発フカン組成物650を配置することは、適切なプレフィルターを通して出発フカン組成物をプレ濾過することを含み得る。
遠心分離容器610内に勾配材料の段階的透過性バリア620を確立することは、勾配材料の複数のセグメントを確立することを含み得、勾配材料セグメントの密度は、遠心分離容器610の第1の底端630から遠心分離容器610の第2の頂端640に向かって減少する。遠心分離容器610内に勾配材料の段階的透過性バリア620を確立することは、遠心分離容器610内に糖類の段階的透過性バリア620を確立することを含み得る。遠心分離容器610内に勾配材料の段階的透過性バリア620を確立することは、遠心分離容器610内にスクロースの段階的透過性バリア620を確立することを含み得る。遠心分離容器610内に勾配材料の段階的透過性バリア620を確立することは、遠心分離容器610内に、グリセロール、ソルビトール、CsCl、CsSO、KBr、ジアトリゾエート、Nycodenz(登録商標)、及びイオジキサノールの少なくとも1つの段階的透過性バリア620を確立することを含み得る。遠心分離容器610内に勾配材料の段階的透過性バリア620を確立することは、遠心分離容器610内に溶媒に溶解した勾配材料の段階的透過性バリア620を確立することを含み得る。遠心分離容器610内に勾配材料の段階的透過性バリア620を確立することは、遠心分離容器610内に水及び水-アルコール溶液の1つに溶解された勾配材料の段階的透過性バリア620を確立することを含み得る。
図5は、出発フカン組成物から高分子量フカンを遠心沈殿させるための遠心沈殿システム600’の別の実施形態を示す。図4と同様の番号付けを採用して、この実施形態は、勾配材料の単一のバリアセグメント620c’を有する透過性バリア620’を使用し、その第1の底部透過性バリア材料端622’は、遠心分離容器610の第1の底端630と接触している。この実施形態では、出発フカン組成物は、透過性バリア620’の対向する第2の頂部透過性バリア材料端624’と直接接触している。この実施形態では、方法は、遠心分離容器610に、遠心分離容器610の第2の頂端640から第1の底端630に向けられた遠心力660をかけ、沈殿した高分子量フカンを遠心分離容器610の第1の底端630で回収することを含む。最低密度勾配材料と接触させて出発フカン組成物650を配置することは、適切なプレフィルターを通して出発フカン組成物をプレ濾過することを含み得る。
他の実施形態では、バリアを使用する必要はなく、出発フカン組成物を含むコンテナを遠心分離して、遠心分離容器610に、遠心分離容器610の第2の頂端640から第1の底端630に向けられた遠心力660をかけ、沈殿した高分子量フカンを遠心分離容器610の第1の底端630で回収する。
ゲル電気泳動抽出
高分子量フカンは、ゲル電気泳動抽出により、広い分子量分布の出発フカンから得ることができる。前記方法は、所望の高分子量セグメントを含む出発フカン組成物をゲル電気泳動に供すること、この場合出発フカン組成物は、印加された電位差の作用により、質量電荷比に従って移動する;電位差と所望の高分子量フカンに基づいて電気泳動ゲルの一部を選択すること;及び選択されたゲルの部分から所望の高分子量フカンを抽出することを含むことができる。
出発フカン組成物をゲル電気泳動に供することは、最初に溶液中の出発フカン組成物をプレフィルターを通してプレ濾過して、望ましくない粒子状物質を除去することを含み得る。出発フカン組成物をゲル電気泳動に供することは、0.1%w/v~30%w/vの濃度で溶液中の出発フカン組成物を調製することを含み得る。所望の高分子量フカンを抽出することは、0.1mm~1000mmの距離で電位差の方向に沿って展開するゲルの部分から、所望の高分子量フカンを抽出することを含み得る。所望の高分子量フカンを抽出することは、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、水/アルコール混合物及び塩溶液のうちの1つを使用してゲルの部分を抽出することを含み得る。
出発フカン組成物をゲル電気泳動に供することは、出発フカン組成物が所定の時間、溶液中で移動することを含み得る。出発フカン組成物を電気泳動ゲルでのゲル電気泳動に供することは、ゲルが緩衝溶液に浸されている間に、電気泳動ゲルで出発フカン組成物を移動させることを含み得る。出発フカン組成物を電気泳動ゲルでのゲル電気泳動に供することは、ゲル材料及び緩衝溶液からゲルを調製することを含み得る。ゲル材料及び緩衝溶液からゲルを調製することは、緩衝液ならびにアガロース、ポリアクリルアミド、ポリジメチルアクリルアミド及びデンプンのうちの1つからゲルを調製することを含み得る。ゲル材料及び緩衝溶液からゲルを調製することは、ゲル材料と共に、トリス酢酸EDTA、トリスホウ酸塩EDTA及びリン酸緩衝生理食塩水の1つからゲルを調製することを含み得る。印加された電位差の作用下で出発フカン組成物を移動させることは、約1ボルト/cm~約500ボルト/cm、例えば約5ボルト/cm~約50ボルト/cm、約10ボルト/cm~約200ボルト/cm、約50ボルト/cm~約300ボルト/cmの印加された電界強度の作用下で出発フカン組成物を移動させることを含み得る。
出発フカン組成物から所望の高分子量フカンを得るための電気泳動抽出システム900を図6に示す。電気泳動抽出システム900は、透明として示され、電気泳動ゲル916、及び電気泳動緩衝液918を含む電気泳動チャンバー910を含む。電気泳動ゲル916材料は、例えば、限定されないが、アガロース、ポリアクリルアミド及びデンプンのうちの1つであり得る。電気泳動緩衝液918は、例えば、限定されないが、トリス-酢酸EDTA、トリス-ホウ酸EDTA及びリン酸緩衝生理食塩水のうちの1つであり得る。電気泳動ゲル916の第1の側に近接して平行に、電気泳動ゲル916内に、溶液中の出発フカン組成物が配置されるウェル912が形成される。
直流電源920は、陰極922及び陽極924によって、電気泳動チャンバー910の電気泳動緩衝液918に、電位差を印加する。陰極922と陽極924との間の電位差により、出発フカン組成物中のフカン陰イオンが、ゲルに沿って陰極922から離れて、移動方向の矢印926によって示される方向に沿って陽極924に向かって移動するように誘導される。電位差が所与の期間維持されると、出発フカン組成物の異なる分子量分子が、陽極924に向かって異なる距離だけウェル912から移動される。移動速度は、フカン分子の質量電荷比によって決まる。低分子量のフカンはより迅速に移動され、電位差の作用下で一定期間後に、高分子量のフカンよりもさらに移動される。理論的な移動距離914は、異なる分子量のフカン分子の移動の異なる理論的な距離を示し、低分子量フカン分子は、任意の所与の期間に陰極922からさらに移動する。
電気泳動後の出発フカン組成物から所望の高分子量フカンを得るために、電気泳動ゲル916の対応する部分が選択され、高分子量フカンがゲルの当該部分から抽出される。これを行う1つの非限定的な方法は、電気泳動ゲル916の一部を抽出剤溶液に浸し、ゲル-溶液混合物を攪拌することである。一実施形態では、攪拌は、振盪によって達成され得る。別の実施形態では、攪拌は、高剪断混合によって達成され得る。
膜透析
高分子量フカンは、膜透析により、広い分子量分布の出発フカンから得ることができる。透析膜の一般的な識別と一致して、所定の透析膜の額面のMWCO値は、一般に、分子量が透析膜を通過/透過しない分子の分子量よりも小さい分子を含む溶液を、選択的に通過させる。透析膜の分画分子量値は、通常、任意の特定のポリマー又は額面分画値に対して絶対的なものではない。所定の透析膜は、額面分画分子量と比べて上下のいくつかの分子を通過又は保持する。特定のポリマーの額面MWCO透析膜の実際の分画/選択的な値及び効果は、特定のポリマーについて日常的に決定できる。
複数の要因が透析膜の透過挙動に影響を与える可能性がある。これらの要因は、透析膜自体又は標的ポリマーの属性に依存する可能性がある。例えば、標的ポリマーの折りたたみ挙動と折りたたまれる構造が、ターゲットポリマーの透析膜のMWCOバリアを通過する/通過しない挙動に影響を与える可能性がある。透析膜自体に関しては、例えば製造方法により、特定の透析膜の中に様々な大きさの孔が生じる可能性があり、その様々なものは、額面MWCOカットオフよりも大きい孔と小さい孔の両方を含み得る。したがって、額面分画分子量値を有する透析膜は、額面分画分子量値を下回る分子の通過を実質的に可能にするが、そのような値より下及び/又は上のいくつかの分子を通過/保持することも可能である。
本方法は、所望の高分子量セグメントを含む出発フカン組成物を、100kDaを超える分画分子量を有する膜を介して透析液に対する透析に供し、高分子量フカンを含む透析フカン組成物を生成すること;及び高分子量フカンを含む透析されたフカン組成物を回収することを含み得る。
図7に移ると、出発フカン組成物から高分子量フカンを得るための膜透析システム800が示されている。システム800は、低分子量フカン分子がそれを通過することを可能にする透析膜825を有する透析セル820を備える。適切な溶媒の中の出発フカン組成物は、膜透析システム800に入り、投入供給ライン801を介して、またプレフィルター802を介して、フカンコンテナ810に入る。プレフィルターは、例えば、望ましくない粒子状物質を除去するための0.22μmのプレフィルターであってよい。
プレ濾過された出発フカン組成物は、透析システム供給ライン812及び透析システムポンプ814による透析流体戻りライン816を介して、透析膜825の第1の側の透析セル820を通って循環される。透析液流体は、透析液コンテナ830から、透析液供給ライン832及び透析液ポンプ834による透析液流体戻りライン836を介して、透析膜825の第2の側の透析セル820を通って循環される。透析液流体は、透析膜825を通って自由に流れるように選択される。適切な透析液流体には、脱イオン水及び塩化ナトリウムの溶液、リン酸緩衝液、リン酸ナトリウム、リン酸緩衝生理食塩水、トリス塩酸緩衝液、クエン酸ナトリウム、クエン酸緩衝液、アスコルビン酸ナトリウム、アスコルビン酸、亜硫酸ナトリウム、及びエチレンジアミン四酢酸(EDTA)が含まれるが、これらに限定されない。適切な透析膜は、200kDaを超える分子量のフカン分子の通過を優先的に停止するように孔径が選択される。さらに適切な透析膜は、300kDa、500kDa、及び1000kDaを超える分子量の分子の通過を優先的に妨げる孔径を有する。これらの各膜は、広い出発分子量分布に対して、透析膜の孔径又は分画分子量より小さい分子量のフカン分子を少な目に含む出発フカン組成物から、対応する高分子量フカンを得るために使用できる。透析膜は、限定はされないが、セルロースエステル及び再生セルロース膜のうちの1つであり得る。出発フカン組成物を含有する溶液の濃度は、0.1%w/v~30%w/vであり得る。
フカン分子が透析膜825を通過すると、その濃縮が透析液流体に蓄積し、これが透析プロセスに対抗し始める。所望の時点で、透析液供給バルブ845を開いて、新鮮な透析液流体を透析液供給コンテナ840から透析液供給ライン842を介して透析液コンテナ830に入れることができる。
適切な透析期間の後、透析流体排出バルブ815が開かれることができ、透析されたフカン組成物が、透析流体排出ライン818を介して透析システム800から引き出されることを可能にし得る。透析液流体排出バルブ835を開いて、低分子量フカン分子を含む透析流体を透析液流体排出ライン838に引き込むことができる。
選択的な沈殿
高分子量フカンは、選択的な沈殿により、広い分子量分布の出発フカンから得ることができる。この方法は、所望の高分子量セグメントを含む出発フカン組成物を、出発フカン組成物の水溶液として用意すること;出発フカン組成物を含む溶液にフカン沈殿剤を加えて、過飽和フカン-溶媒混合物を得ること;イオン沈殿誘発化合物を過飽和フカン-溶媒混合物に添加することにより、広い分子量分布の出発フカンの一部の沈殿を誘発し、出発フカン組成物及び残りのフカンを含む溶液から沈殿した高分子量フカンを生成すること;及び混合物から沈殿した高分子量フカンを抽出することを含むことができる。適切なフカン沈殿剤には、0.765未満の相対極性を有する溶媒、例えば、エタノール、イソプロパノール、プロパノール、アセトン、メタノール、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、エチレングリコール、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、グライム、ジグライム、及びジオキサンを含み、沈殿する流体の極性が低下すると、フカンの溶解度は減少する。相対極性の値は、吸収スペクトルの溶媒シフトの測定値から正規化できる。例えば、Christian Reichardt,Solvents and Solvent Effects in Organic Chemistry、Wiley-VCH Publishers、3rd ed.、2003を参照されたい。適切なイオン沈殿誘発化合物には、一価、二価、及び三価カチオンの塩及び塩基、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルミニウム及び/又はアンモニウムの塩化物、臭化物、ヨウ化物、フッ化物、硫酸塩、亜硫酸塩、炭酸塩、重炭酸塩、リン酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩、酢酸塩、クエン酸塩、ケイ酸塩、水酸化物、酸化物及び/又はシアン化物が含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、イオン性沈殿誘発化合物は、NaCl、KCl、NaOH、MgCl及びCaClの少なくとも1つを含む。水中の出発フカン組成物の適切な濃度は、0.01%w/v~30%w/vである。上記の方法に役立つ特定のフカンには、フコイダンが含まれるが、これに限定されない。
本方法は、フカン沈殿剤を添加する前に、出発フカン組成物を脱塩することをさらに含み得る。脱塩は、分画分子量フィルターで出発フカン組成物を透析濾過することを含み得る。透析濾過は、出発フカン組成物を蒸留水で透析濾過することを含み得る。透析濾過は、所望の高分子量フカン中の所望の分子量よりも小さい分画分子量、例えば5kDa、10kDa、30kDa、50kDa、70kDa、100kDa、200kDa、又は300kDaの分画分子量の分画分子量を有する分画分子量フィルターで、出発フカン組成物を透析濾過することを含み得る。この方法は、出発フカン組成物を含有する溶液を適切なプレフィルターを通してプレ濾過して、望ましくない粒子状物質を除去することをさらに含み得る。
混合物から沈殿した高分子量フカンを抽出することは、遠心分離、沈降、濾過及び流体力学的流れ分離の少なくとも1つを含み得る。
陰イオン吸着
高分子量フカンは、陰イオン吸着により、広い分子量分布の出発フカンから得ることができる。この方法は、出発溶液に、所望の高分子量セグメントを含む広い出発分子量分布を有する出発フカン組成物を溶解して用意すること;出発溶液の中の出発フカン組成物を、出発フカン分子量分布内の所望の分離分子量に基づく孔径を有するイオン交換マクロポーラス樹脂とのイオン交換に供して、出発フカン組成物を第1のイオン交換処理されたフカン組成物に変換すること;所望の高分子量フカンを含む第1のイオン交換処理されたフカン組成物を回収すること;マクロポーラス樹脂を塩溶液に供して、樹脂から塩溶液にフカン分子を抽出する出発フカン組成物とのイオン交換後、低分子量フカンリッチ塩溶液を生成すること;低分子量フカンリッチ塩溶液を脱塩して、第2のイオン交換処理されたフカン組成物を形成すること;及び低分子量フカンを含む第2のイオン交換処理されたフカン組成物を回収することを含むことができる。
本方法は、イオン交換に供する前に、出発フカン組成物を脱塩することをさらに含み得る。脱塩は、分画分子量TFFフィルターで出発フカン組成物を透析濾過することを含み得る。透析濾過は、高分子量フカン中の所望の分子量よりも小さい分画分子量を有する分画分子量TFFフィルター、例えば5kDa、10kDa、30kDa、50kDa、70kDa、100kDa、及び/又は300kDaの分画分子量TFFフィルターで、出発フカン組成物を透析濾過することを含み得る。
別の実施形態では、出発フカン組成物から所望の高分子量フカン組成物を生成する方法は、出発溶液中に、所望の高分子量セグメントを含む広い出発分子量分布を有する出発フカン組成物を溶解し、用意すること;溶解した出発フカン組成物を、出発フカン分子量分布内の所望の分離分子量に基づいた孔径を有するイオン交換マクロポーラス樹脂とのイオン交換に供し、出発フカン組成物を第1のイオン交換処理されたフカン組成物に変換すること;及び所望の高分子量フカンを含む第1のイオン交換処理されたフカン組成物を回収することを含むことができる。さらなる実施形態は、イオン交換に供する前に、出発フカン組成物を脱塩することをさらに含み得る。脱塩は、分画分子量TFFフィルターで出発フカン組成物を透析濾過することを含み得る。透析濾過は、所望の高分子量フカンの分子量分布中の所望の分子量よりも小さい分画分子量を有する分画分子量TFFフィルター、例えば5kDa、10kDa、30kDa、50kDa、70kDa、100kDa、及び/又は300kDaの分画分子量TFFフィルターで、出発フカン組成物を透析濾過することを含み得る。
マクロポーラス樹脂を塩溶液に供することは、マクロポーラス樹脂をナトリウム塩溶液、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルミニウム及び/又はアンモニウムの塩化物、臭化物、ヨウ化物、フッ化物、硫酸塩、亜硫酸塩、炭酸塩、重炭酸塩、リン酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩、酢酸塩、クエン酸塩、ケイ酸塩及び/又はシアン化物の少なくとも1つを含む溶液に供することを含み得る。マクロポーラス樹脂をナトリウム塩溶液に供することは、マクロポーラス樹脂を塩化ナトリウム溶液に供することを含み得る。低分子量フカンリッチ塩溶液の脱塩は、低分子量フカンリッチ塩溶液を分画分子量TFFフィルターで透析濾過することを含む。透析濾過は、所望の低分子量フカンリッチ塩溶液の分子量分布中の所望の分子量よりも小さい分画分子量を有する分画分子量TFFフィルター、例えば5kDa、10kDa、30kDa、50kDa、70kDa、及び/又は100kDaの分画分子量TFFフィルターで、低分子量フカンリッチ塩溶液を透析濾過することを含み得る。
溶解した出発フカン組成物をイオン交換マクロポーラス樹脂とのイオン交換に供することは、出発フカンと樹脂の比を所定の質量比に調整することを含み得る。所定の質量比は、約1:100のフカン:樹脂~約10:1のフカン:樹脂、5:1のフカン:樹脂、又は2:1のフカン:樹脂であってよい。他の実施形態では、所定の質量比は、約1:100のフカン:樹脂~約1:1のフカン:樹脂であり得る。さらに他の実施形態では、所定の質量比は、約1:100のフカン:樹脂~約1:2のフカン:樹脂であり得る。さらに別の実施形態では、所定の質量比は、約1:50のフカン:樹脂~約1:5のフカン:樹脂の間であってよい。さらに別の実施形態では、所定の質量比は、約1:20のフカン:樹脂~約1:1のフカン:樹脂、例えば、約1:2のフカン:樹脂、1:4のフカン:樹脂、1:6のフカン:樹脂、1:8のフカン:樹脂、及び1:10のフカン:樹脂であってもよい。
溶解した出発フカン組成物をイオン交換マクロポーラス樹脂とのイオン交換に供することは、溶解した出発フカン組成物を所定の時間、樹脂とのイオン交換に供することを含み得る。所定の期間は、0~300時間であり得る。他の実施形態では、所定の期間は、0~100時間であり得る。さらなる実施形態では、所定の期間は、5分~30時間、例えば、約8時間~約24時間であり得る。さらに別の実施形態では、所定の期間は、1時間~10時間、例えば、約4時間~約10時間であり得る。さらに別の実施形態では、所定の期間は、約2時間~約5時間であり得る。
溶解した出発フカン組成物をイオン交換マクロポーラス樹脂とのイオン交換に供することは、溶解した出発フカン組成物を陰イオン交換マクロポーラス樹脂とのイオン交換に供することを含み得る。溶解した出発フカン組成物を陰イオン交換マクロポーラス樹脂とのイオン交換に供することは、溶解した出発フカン組成物を強塩基陰イオン交換マクロポーラス樹脂とのイオン交換に供することを含み得る。溶解した出発フカン組成物を陰イオン交換マクロポーラス樹脂とのイオン交換に供することは、溶解した出発フカン組成物を弱塩基陰イオン交換マクロポーラス樹脂とのイオン交換に供することを含み得る。「強塩基」及び「弱塩基」は、それらの通常の意味に従って使用される。例えば、「強塩基」は、いずれかの典型的なイオン交換状況下で電荷を失わない樹脂であり、例えば、第4級アミン官能基を有した(functionalized)樹脂がある。また、弱塩基は、高pH条件下で電荷を失う樹脂、例えば、第一級、第二級又は第三級アミン官能基を有した樹脂がある。溶解した出発フカン組成物をイオン交換に供することは、溶解した出発フカン組成物を混合電荷マクロポーラス樹脂とのイオン交換に供することを含み得る。
溶解した出発フカン組成物を陰イオン交換マクロポーラス樹脂とのイオン交換に供することは、溶解した出発フカン組成物を第一級、第二級、第三級及び第四級アミン基の少なくとも1つを含むマクロポーラス樹脂とのイオン交換に供することを含み得る。第一級アミン基はNH基であってよい。第二級アミン基は、例えば、限定されないが、ベンジルアミン基及びジメチルアミン基のうちの少なくとも1つであり得る。第三級アミン基は、例えば、限定されないが、ジエチルアミノエチル基及びジメチルアミノエチル基のうちの少なくとも1つであり得る。第四級アミン基は、例えば、限定されないが、トリメチルアンモニウム基及びトリエチルアンモニウム基であり得る。樹脂は、限定されないが、スチレン、アガロース、デキストラン、アクリレート、メタクリレート、メチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、ジビニルベンゼン、セルロース、シリカ、及びセラミックの1又は複数を含み得る。
溶解した出発フカン組成物をイオン交換マクロポーラス樹脂とのイオン交換に供することは、溶解した出発フカン組成物を、5nm~1000nm、例えば5nm~100nm、10nm又は15nm~50nm、20nm~80nm、5nm~30nm、100nm~500nm、300nm~900nm、又は200nm~400nmの孔径を有するイオン交換樹脂とのイオン交換に供することを含み得る。溶解した出発フカン組成物をイオン交換マクロポーラス樹脂とのイオン交換に供することは、溶解した出発フカン組成物を、50kDa~50,000kDa、例えば50kDa~10,000kDa、100kDa~5,000kDa、10,000kDa~40,000kDa、1,000kDa~9,000kDa、2,000kDa~7,000kDa、又は500kDa~2,000kDaの排除限界を有するイオン交換樹脂とのイオン交換に供することを含み得る。排除限界は、球状タンパク質の排除限界に基づくことができる。
図8は、分子量に基づくフカンのセグメント化のための例示的なイオン吸着システム300の概略図を示す。出発フカン組成物を含有する溶液は、投入供給ライン301及びプレフィルター306を介してTFFサブシステムのフカンコンテナ176に供給される。脱塩プロセスにおいて、タンジェンシャルフロー濾過(TFF)サブシステムポンプ174は、出発フカン組成物を、TFFサブシステムフィルター供給ライン172を介してTFFサブシステム170のTFFフィルター171にポンピングする。TFFフィルター171のフォーマットは、限定されないが、プレート及びフレームシステム、スパイラル型カートリッジシステム、中空糸システム、フローセルシステム、及び遠心フィルターシステムであり得る。
図8のシステムでは、TFFサブシステム170は脱塩サブシステムとして機能する。TFFフィルター171は通常、それに供給された投入された流体がその保持物側のフィルターを通過できるように設計されたカセットとして供給されるが、透過液が1つの排出ラインから出され、処理された投入された流体は別の排出ラインを介して保持物として残ることを可能にする。本方法の場合、TFFフィルター171の分画分子量は、イオン交換サブシステム180での後続のイオン吸着処理のために、フカンを保持物に保持するが出発フカン溶液中の塩成分の透過は可能にするように選択される。TFFサブシステムポンプ174は、TFFフィルター171に対し、その保持物側と透過液側との間に、あるレベルの圧力を維持する。図8では、TFFフィルター171の保持物は、TFFサブシステム保持物ライン178を介してTFFサブシステムのフカンコンテナ176に戻されるが、不要な非フカン塩成分を含む透過液は、TFFサブシステム170の外部で使用するためにTFFサブシステム透過液排出ライン179を介して生成される、又は破棄されることになる。
TFFサブシステムポンプ174が出発フカン組成物及び保持物をTFFフィルター171上に還流させる間、TFFサブシステムの溶媒コンテナ177からの水又は低導電率洗浄溶液は、TFFサブシステム溶媒供給ライン175を介して供給され得る。洗浄溶液は、TFFサブシステム透過液排出ライン179の透過液を介して失われた保持物の溶液を補充するため、及び/又は所定の数のダイアボリュームの投入された出発フカンと溶媒がTFFフィルター171を確実に循環するように使用される。TFFサブシステムの溶媒供給バルブ173を制御することにより、洗浄溶液がパルスプロセスで追加され得る。他の実施形態では、溶媒は連続モードで添加されてもよい。溶媒を追加する連続モードには、効率上の利点がある。TFFフィルター171上で処理する溶媒のダイアボリュームの数は、予め決定され得る。いくつかの実施形態で、溶媒は脱イオン水であり得る。
サブシステム間バルブ302は、上記の処理の最中に閉じてもよく、TFFサブシステム170のTFFフィルター171の保持物は、イオン交換サブシステム180のイオン交換サブシステムフカンコンテナ186に供給される前に、コンテナ(図示せず)に回収されてもよい。次いで、回収された保持物は、TFFサブシステム保持物排出ライン303を介して、イオン交換サブシステム180のイオン交換サブシステムのフカンコンテナ186に供給され得る。他の実施形態では、回収された保持物は、コンテナ(図示せず)においてイオン交換サブシステムフカンコンテナ186に移送されてもよい。システムのさらに他の実施形態では、サブシステム間バルブ302を開いたままにして、TFFフィルター171の保持物を、イオン交換サブシステムのフカンコンテナ186に対して継続的に、TFFサブシステム保持物排出ライン303を介して供給することができる。イオン交換サブシステム180に供給される保持物はより低い塩含量の残存があると予想でき、それはイオン交換サブシステム180におけるフカンの処理を妨害する可能性があり、脱塩されたフカン組成物である。
イオン交換サブシステム180のイオン交換コンテナ181は、ある体積のマクロポーラスイオン交換樹脂189を含む。いくつかの実施形態では、マクロポーラスイオン交換樹脂は陰イオン交換樹脂である。いくつかの実施形態では、マクロポーラスイオン交換樹脂は、混合電荷樹脂である。マクロポーラスイオン交換樹脂189の孔径は、広い分子量分布の出発フカンを含む溶液から、分子量が所定の値を下回るフカン分子を優先的に吸着し、分子量が所定の値より大きいフカン分子を溶液中に優先的に残すように選択される。このカテゴリーの樹脂の一形態は、ジビニルベンゼンで架橋され、第四級アンモニウム基を含む孔を有する実質的に球形のスチレン粒子に基づいている。いくつかの実施形態では、孔径は、10nm~100nmであり得る。フカン分子は、フカン分子の流体力学的な大きさに基づいて、樹脂の孔に優先的に吸着されても、されなくてもよい。
イオン交換コンテナ181のTFFサブシステム170からの脱塩フカン組成物の処理中に、イオン交換サブシステムフカンコンテナ186からのイオン交換サブシステム排出ライン305を制御するイオン交換サブシステム排出バルブ304を閉じることができる。イオン交換サブシステム塩溶液供給バルブ183b及びイオン交換サブシステム塩溶液戻りバルブ183cは、同様に閉じられ得、イオン交換サブシステムフカン戻りバルブ183aが開かれ得る。イオン交換サブシステムのフカンポンプ184aが脱塩フカン組成物を含む溶液を、イオン交換サブシステムのフカン供給ライン182aとイオン交換サブシステムのフカンポンプ184aを介してイオン交換コンテナ181に還流する間、マクロポーラスイオン交換樹脂189は低分子量のフカン分子を吸着し、それによってイオン交換サブシステムのフカン戻りライン188aの溶液が、所望の高分子量フカンを含むことになる。イオン交換コンテナ181を通って流れた後、所望の高分子量フカンを含有する溶液は、イオン交換サブシステムフカン戻りライン188aを介してイオン交換サブシステムフカンコンテナ186に戻される。
イオン交換サブシステムのフカンコンテナ186のフカンの平均分子量は、測定又は監視され得る。イオン交換サブシステムのフカンコンテナ186の溶液が適切な期間循環されたとき、又は溶液中のフカンが所定の望ましい平均分子量の値に達したとき、イオン交換サブシステム排出バルブ304を開いて、イオン交換サブシステム排出ライン305を介して、イオン吸着システム300の第1の生成品として第1のイオン交換処理されたフカン組成物を生産することができる。この第1の生成品は、例えば、低分子量側での投入された出発フカンの広い分子量分布の量が抑制又は減衰され、生じる分子量分布が、投入供給ライン301のイオン吸着システム300に供給される投入された出発フカン組成物の分子量分布の高分子側に移動した分子量分布を有する高分子量フカンを含む。
イオン交換サブシステムの排出バルブ304は、イオン交換サブシステムのフカン戻りバルブ183aと同様に、再び閉じることができ、イオン交換サブシステムの塩溶液供給バルブ183bとイオン交換サブシステムの塩溶液戻りバルブ183cを開いて、イオン交換サブシステム塩溶液コンテナ187からの塩溶液が、イオン交換サブシステム塩溶液供給ライン182bを介してイオン交換サブシステム180の循環に入ることを可能にする。イオン交換サブシステム塩溶液ポンプ184bは、今や、イオン交換サブシステム塩溶液供給ライン182bを介して、イオン交換コンテナ181内のマクロポーラスイオン交換樹脂189を介して塩溶液を循環させ、イオン交換サブシステム塩溶液戻りライン188b及びイオン交換サブシステム塩溶液戻りバルブ183cを介して、イオン交換サブシステム塩溶液コンテナ187に戻す。このプロセスでは、塩がマクロポーラスイオン交換樹脂の孔の中にて吸着されたフカンを移動させ、遊離したフカンをイオン交換サブシステム180内の循環中の塩溶液に放出する。塩溶液は、所定の時間循環させてもよい。他の実施形態では、イオン交換サブシステム180の塩溶液中のフカンの平均分子量を測定し、塩溶液中のフカンの平均分子量が所定の所望の値に達したときに、塩溶液の還流を停止することができる。
いくつかの実施形態では、イオン交換サブシステム塩溶液コンテナ187からの塩溶液の循環を開始する前に、所定の量の低イオン含有量溶液を使用して樹脂を洗浄することができる。いくつかの実施形態では、この低イオン含有量溶液は脱イオン水であり得る。
この時点で、イオン交換サブシステムの排出バルブ304を再び開け、イオン交換サブシステム180のポンプとバルブを適切に操作して、イオン吸着システム300の第2の生成物が低分子量フカンリッチ塩溶液の形でイオン交換サブシステムの排出ライン305から引き出されることを可能にする。第2の生成物は、例えば、限定することなく、適切な遠心フィルター又はタンジェンシャルフロー濾過フィルター上の遠心分離機で濾過して、低分子量フカンを不要な塩から分離することができる。これにより、第2の低分子量フカン生成品が生成される。この第2の低分子量フカン生成品は、前述の第1の高分子量フカン生成品とは対照的に、高分子量側における投入された出発フカンの広い分子量分布の一部が抑制又は減衰され、生じる分子量分布が、投入供給ライン301のイオン吸着システム300に供給される投入された出発フカン組成物の分子量分布の低分子量側に移動したフカンの分子量分布を含む。
出発フカン分子量分布の幅と複雑さ、及びポリマーの挙動とイオン交換樹脂のばらつきがある場合、2つのフカン生成品分子量分布は、マクロポーラスイオン交換樹脂の孔径を考慮して予想されるピークに達しないことがある。しかし、それが発生した場合、2つのフカン生成品分子量分布は依然として相互にずれており、出発フカン組成物が、第1の生成物に対応する相対的に高い分子量のフカンと、第2の生成物に対応する相対的に低い分子量のフカンとに分割されていることを表す。第1の生成物は優先的に樹脂に吸着されない大きく重いフカン分子に相当し、一方で第2の生成物は逆に、樹脂に優先的に吸着されるフカン分子に相当し、平均して、吸着されないものよりも小さくて軽い。
予備的ゲル浸透クロマトグラフィー
高分子量フカンは、予備的ゲル浸透クロマトグラフィーにより、広い分子量分布の出発フカンから得ることができる。この方法は、水溶液の中のポリマーのゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)用に指定されたゲル媒体をカラムフォーマットで充填して用意すること;ゲル媒体でのゲル浸透クロマトグラフィーに適した水性溶媒に溶解した所望の高分子量セグメントを含む出発フカン組成物を用意すること;出発フカン組成物を含む溶液を予備的ゲル浸透クロマトグラフィーに供すること、この場合フカンは、カラムの第1の投入端とカラムの第2の排出端との間を所定の流速で、カラム中のゲル媒体にわたり分子量に従って移動される;出発フカン組成物の所望のセグメンテーションに基づいて所定のアリコートでカラムの第2の排出端から溶出液を回収すること、各アリコートはセグメント化されたフカン組成物を含む;出発フカン組成物の所望のセグメント化に基づいて所望のアリコートをプールして、所望の高分子量フカンを含むプールされたGPCアリコート組成物を得ること、を含み得る。
出発フカン組成物を含む溶液を予備的ゲル浸透クロマトグラフィーに供することは、最初に溶液中の出発フカン組成物をプレフィルターを通してプレ濾過して、望ましくない粒子状物質を除去することを含み得る。出発フカン組成物を含有する溶液を予備的ゲル浸透クロマトグラフィーに供することは、0.1%w/v~20%w/vの濃度で溶液中の出発フカン組成物を調製することを含み得る。出発フカン組成物を含有する溶液を予備的ゲル浸透クロマトグラフィーに供することは、蠕動ポンプ、アイソクラティックポンプ、バイナリポンプ、クォータナリーポンプ及びグラジエントポンプの少なくとも1つを使用して、ゲル媒体を含有するカラムにわたって移動を達成することを含み得る。出発フカン組成物を含有する溶液を予備的ゲル浸透クロマトグラフィーに供することは、ゲル媒体を含有するカラムにわたって、ゲル媒体表面積あたり1分ごとに0.0005ミリリットル/分/ゲル表面積(mL/min/cm)~5mL/min/cm、0.005mL/min/cm~0.5mL/min/cm、0.01mL/min/cm~0.25mL/min/cm、0.05mL/min/cm、0.1mL/min/cm、0.15mL/min/cm及び0.2mL/min/cmという所定の流速で溶液を移動させることを含み得る。
カラムの第2の排出端から溶出液を回収することは、約0.1mL~1000mL、約1mL~100mL、約5mL~50mL、約10mL、約20mL、約30mL及び約40mLの溶出液のアリコートを回収することを含むことができる。カラムの第2の排出端からアリコートを回収することは、分析GPCによってアリコートの分子量分布を測定することを含み得る。分析GPCによるアリコートの測定は、カラム溶出液の回収と同時に行うことができる。
所望のアリコートをプールすることは、分析GPCによってアリコートの分子量分布を測定すること、及び所望の分子量分布を有するアリコートのみをプールすることを含み得る。所望のアリコートのプールは、カラム溶出液の回収と同時に行うことができる。
使用されるゲル媒体は、ポリヒドロキシメタクリレート、スルホン化スチレン-ジビニルベンゼン、シリカ、親水性結合相又はポリマー、ポリスチレン、ジビニルベンゼン、メタクリレート、メチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、セルロース、セラミック、アガロース及びデキストランの少なくとも1つを含み得る。使用するゲル媒体には、約3nm、5nm、10nm、20nm、50nm、100nm、200nm、500nm、1,000nm、2,000nm、3,000nm、5,000nm、及び10,000nmの少なくとも1つの直径の孔が含まれている場合がある。使用されるゲル媒体は、約100Da、100kDa、1,000kDa、5,000kDa、10,000kDa、30,000kDa、50,000kDa、及び100,000kDaの少なくとも1つの排除限界の孔を有し得る。排除限界は、球状タンパク質、又は多糖、例えばデキストラン及び/又はプルランの排除限界に基づくことができる。
出発フカン組成物を溶解するために使用される溶媒は、水、硝酸ナトリウム、硝酸リチウム、リン酸一ナトリウム、リン酸二ナトリウム、リン酸三ナトリウム、塩化リチウム、臭化リチウム、ヨウ化リチウム塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、塩化カリウム、臭化カリウム、ヨウ化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム、硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、メタノール、エタノール、及びアセトニトリルの少なくとも1つを含み得る。
化学構造の改変
本明細書に記載された方法、システムなどは、フカン組成物、特にフラン組成物中のフコランスの化学構造を改変することを含んでもよい。化学構造の改変は、フカン構造から、例えばO-アセチル基、N-アセチル基、メトキシ基、ヒドロキシ基、カルボン酸基及び/又は硫酸官能基から官能基を除去することを含みうる。化学構造の改変は、例えば、酸、塩基、洗浄剤及び/又は酸化剤のような、多種多様な化学試薬を使用することを含みうる。
疾患及び状態
線維性癒着
線維性癒着は、通常は手術(外科的癒着)後に、身体の2つの部分の間に形成される瘢痕のタイプである。線維性癒着は、深刻な問題を引き起こす可能性がある。例えば、雌性生殖器官(卵巣、卵管)を巻き込んだ線維性癒着は、不妊、性交疼痛症、および重度の骨盤痛を引き起こす可能性がある。腸に生じる線維性癒着は、腸の閉塞(obstruction)または閉鎖(blockage)を引き起こす可能性があり、また線維性癒着は、心臓、脊椎、および手のような他の場所でも形成されうる。手術に加えて、線維性癒着は、例えば子宮内膜症、感染、化学療法、放射線、外傷およびがんにより生じることもある。
本明細書では、様々な線維性癒着が議論されている。外科的癒着(surgical adhesion)、外科手術後癒着(post-surgical adhesion)、術後癒着(postoperative adhesions)、骨盤炎症性疾患による癒着、機械的損傷による癒着、放射線による癒着、放射線治療による癒着、外傷による癒着、異物の存在による癒着などの用語は全て、同様のメカニズムによる組織同士の相互の付着を意味し、全てが線維性癒着という用語に包含される。
線維性癒着の形成は、通常は身体内で分離している組織同士が互いの組織内に侵食成長する(grow into each other)複雑なプロセスである。外科的癒着(手術後癒着としても知られている)は、外傷に対する組織の、さもなければ正常であったであろう創傷治癒反応から進展し、全腹腔部手術患者の3分の2超(over two-thirds)に生じることが報告されている(Ellis,H.,Surg.Gynecol.Obstet.133:497(1971))。これらの線維性癒着の転帰は多様であり、関係する手術部位や疾患部位など他の部位によって異なる。問題としては、慢性疼痛、腸の閉塞、さらに心臓手術の後の死亡のリスクの増加も挙げられうる(diZerega,G.S.,Prog.Clin.Biol.Res.381:1-18(1993);diZerega,G.S.,Fertil.Steril.61:219-235(1994);Dobell,A.R.,Jain,A.K.,Ann.Thorac.Surg.37:273-278(1984))。生殖可能年齢の女性においては、全不妊症例の約20%は子宮、卵管又は卵巣を含む線維性癒着が原因であると推定される(Holtz,G.,Fertil.Steril.41:497-507(1984);Weibel,M.A.及びMajno,G.Am.J.Surg.126:345-353(1973))。
線維性癒着形成のプロセスは、最初に、フィブリンフレームワークの確立及び正常組織の修復が関与する。正常修復プロセスでは中皮の修復に伴い線維素分解が起こる。しかし、線維性癒着形成においては、線維芽細胞の組織網内における増殖の際に線維素のマトリックスが成長して血管形成させ、約3~5日間以内に組織化された線維性癒着が確立線維される(Buckman,R.F.,et al.,J.Surg.Res.21:67-76(1976);Raferty,A.T.,J.Anat.129:659-664(1979))。炎症プロセスには、外傷組織内における好中球の活性化、線維素沈着及び隣接組織同士の結合、マクロファージ浸潤、前記領域内への線維芽細胞増殖、コラーゲン沈着、血管形成並びに永続的線維性癒着組織の確立が含まれる。
外科的癒着を予防するために様々な方法が試されてきた。これらには、手術性外傷を伴う生物化学及び細胞作用に影響を及ぼすことを目的とした薬理的アプローチ並びに患部組織を分離する隔壁法が含まれる。例えば、腹腔洗浄、ヘパリン化溶液、凝血原(procoagulants)の使用、例えば顕微鏡外科手技又は腹腔鏡外科手技の使用など外科手技の改変、手術用手袋からのタルクの除去、さらに細い縫合糸の使用、及び漿膜表面の付着(apposition)を最小限に抑える物理的バリア(フィルム、ゲル又は溶液)の使用が全て試みられてきた。現在のところ、予防的処置には、線維素沈着の予防、炎症の軽減(ステロイド性抗炎症薬及び非ステロイド性抗炎症薬)並びに線維素沈着物の除去も含まれている。
術後癒着の形成を予防するための介入的試みには、ハイドロフローテーション(hydroflotation)手法又はバリア器具の使用が含まれてきた。ハイドロフローテーションは、関与する器官を分離状態にしておくように大量のポリマー溶液、例えばデキストラン(Adhesion Study Group,Fertil.Steril.40:612-619(1983))又はカルボキシメチルセルロース(Elkins,T.E.,et al.,Fertil.Steril.41:926-928(1984))などを手術部位へ点滴注入することを含む。酸化再生セルロース(例えば、Interceed(商標))やポリテトラフルオロエチレン(Gore-tex手術用膜体)から製造された合成バリア膜及び変性ヒアルロン酸/カルボキシメチルセルロース(HA/CMC)のの組み合わせ(Seprafilm(商標))から製造された完全再吸収膜も、動物及びヒトの両方における術後癒着形成を軽減させるために用いられてきた(Burns,J.W.,et al.,Eur.J.Surg.Suppl.577:40-48(1997);Burns,J.W.,et al.,Fertil.Steril.66:814-821(1996);Becker,J.M.,et al.,J.Am.Coll.Surg.183:297-306(1996))。これらHA/CMC膜の成功は、線維性癒着が形成される際の腹膜傷部修復プロセス中に組織を分離させる膜の能力によるものであろう。前記膜は適用後の3~5日間をかけて損傷組織上に透明粘性コーティングを形成することが観察された。この修復期間は手術後の癒着形成期間と合致する(Ellis,H.,Br.J.Surg.50:10-16(1963))。残念なことに、これらの方法で認められる成功は限定的であった。
腹膜炎には腹膜の炎症が関与する。腹膜炎は激しい症状を引き起すことがある。例えば、腹痛、腹部圧痛及び腹壁防御などがある。腹膜炎には、特発性炎症、解剖に伴う(anatomic)炎症及び/又は腹膜透析関連に伴う炎症が関与する場合がある。腹膜炎には感染が関与する場合もあり、例えば、管腔臓器の穿孔、腹膜の破損、特発性細菌感染腹膜炎及び全身感染によって感染及び腹膜炎が生じることがある。腹膜炎には感染が関与しないこともあり、例えば、腹膜内への滅菌体液の漏出及び滅菌腹部手術によって腹膜炎が生じうる。腹膜炎の予防及び/又は処置のために、様々な試みがなされてきた。例えば、経静脈補水、抗生剤及び手術などの一般的対症療法である。腹膜炎をさらに効果的に、しかも少ない副作用で抑制又はそれ以外の場合処置及び/若しくは予防するための化合物、組成物、方法及び同種のもの(送達アプローチを含む)に対する未だ満たされない需要が存在する。
本明細書で論じられる高分子量フカンは、患者の線維性癒着を処置するために使用することができ、高分子量フカン医療用組成物、医療機器、組み合わせ、又は医薬品の構成要素として含まれる、若しくはそれらのいずれかであることができ、又は線維性癒着を処置するために構成することができる。例えば、高分子量フカン医療用組成物又は医療機器は、生理食塩水に溶解した本明細書の高分子量フカン約0.02mg/mL~約100mg/mL、例えば0.1mg/mL、0.2mg/mL、0.3mg/mL、0.5mg/mL、0.9mg/mL、1mg/mL、2.5mg/mL、5mg/mL 7.5mg/mLを含む。生理食塩水は、例えば、乳酸リンゲル液USP(LRS)、通常の生理食塩水、及び生理的デキストラン溶液であり得る。
本明細書の高分子量フカン医療用組成物及び医療機器は液状医療用組成物及び医療機器であってもよく、緩衝剤、安定剤、保存剤、アジュバントなどの薬学的に許容される賦形剤を含んでもよい。そのような高分子量フカン医療用組成物及び医療機器は、約0.01mL/kg(患者又はターゲットの体重1キログラムあたり)~約10mL/kg又は15mL/kgの前段落のフカン医療用組成物又は医療機器を投与することにより、術前、術中、又は術後の線維性癒着を処置するために使用され得る。用量及び機器の量は、例えば、患者の手術部位に対する約0.03mL/kg、0.1mL/kg、0.2mL/kg、0.4mL/kg、0.5mL/kg、0.6mL/kg、1mL/kg、1.2mL/kg、2mL/kg、3mL/kg、4mL/kg、5mL/kg、8mL/kg、10mL/kg、及び15mL/kgという高分子量フカン医療用組成物又は医療機器を含む。さらなる実施形態では、そのような高分子量フカン医療用組成物及び医療機器を使用して、いずれかの選択した標的部位、例えば病変部位、擦過傷部位、損傷部位、手術部位及び術後部位の線維性癒着を、約0.04mg/kg又は0.1mg/kg~約25mg/kg又は50mg/kgで投与することにより処置することができる。そのような用量のいくつかの例は、例えば、患者の手術部位に対する、約0.04mg/kg、0.075mg/kg、0.1mg/kg、0.2mg/kg、0.5mg/kg、1mg/kg、1.3mg/kg、2mg/kg、3mg/kg、4mg/kg、5mg/kg、7.5mg/kg、8mg/kg、10mg/kg、15mg/kg、20mg/kg、25mg/kg、及び50mg/kgの本明細書のフカン、例えば本明細書の高分子量フカンを含む。投与は、例えば、液状医療用組成物又は医療機器を概ね標的領域全体に注入すること;液状医療用組成物又は医療機器を標的領域内の特定の場所に向けること;液状医療用組成物又は医療機器を、標的領域内の特定の場所に、又は概ねその場所に噴霧すること;又は、トロカール、カテーテル、内視鏡、又は他の低侵襲性の機器を介したスプレーアプリケーターであることができるアプリケーターを介して、外科医又は他の開業医が線維性癒着の発生に対して特に感受性又は懸念があると特定した特定の場所に、液状医療用組成物又は医療機器を噴霧又は送達することによって達成することができる。別の態様では、投与は、外科的創傷の切開後であるが外科的処置の前、外科的処置の間、又は外科的処置の後であるが外科的創傷が閉鎖される前に行うことができる。必要に応じて、液状医療用組成物又は医療機器はまた、手術が完了した後に(例えば、注射器及び針を介して)投与することもでき、非外科的標的部位に投与することもできる。患者の手術部位は、例えば、骨盤腔、腹腔、背腔、頭蓋腔、脊髄腔、腹腔、胸腔、胸膜腔、心膜腔、皮膚、関節又は筋肉の少なくとも1つであり得る。高分子量フカン医療用組成物又は医療機器の患者の手術部位への投与は、約15分、10分、8分、6分、5分、4分、3分、2分、1分、45秒、30秒、20秒、15秒、10秒、5秒未満で達成できる。
手術部位への高分子量フカン医療用組成物の投与又は高分子量フカン医療機器での投与の例としては、手術創を開いた後、手術の間、手術創を閉じる前及び/又は手術創を閉じた後における、帝王切開外科的手技、微小血管遊離皮弁再建外科的手技、全層植皮外科的手技、V-Y伸展皮弁外科的手技、筋膜回旋皮弁外科的手技、関節形成外科的手技、乳房切除外科的手技、腐骨摘出外科的手技、杯形成外科的手技、骨切断外科的手技、骨形成外科的手技、膝蓋骨切除外科的手技、滑膜切除外科的手技、被膜切除外科的手技、腱又は靭帯を修復する外科的手技、腱剥離外科的手技、外科的腱切除、筋膜切開外科的手技、半月板修復外科的手技、脊椎切除外科的手技、篩骨切除外科的手技、コールドウェル・ルック手術外科的手技、涙嚢鼻腔吻合外科的手技、溶解鼻癒着外科的手技(lysis nasal synechia surgical procedure)、胸腺摘出外科的手技、肺剥離外科的手技、肺切除外科的手技、胸形成外科的手技、二肺葉切除外科的手技、門脈圧亢進手術外科的手技、脾摘出外科的手技、食道切除外科的手技、腹膜炎手術外科的手技、胃切除手術外科的手技、空腸吻合手術外科的手技、腹腔鏡下胆嚢切除手術外科的手技、腹腔鏡下総胆管検査外科的手技、胃腸吻合外科的手技、肥満手術外科的手技、腸切除及び吻合外科的手技、分節的(segemental)肝除去外科的手技、肺葉切除外科的手技、膵切開外科的手技、膵十二指腸切除外科的手技、腫瘍切除外科的手技、腹腔鏡下腎切除外科的手技、膀胱切除外科的手技、腹部又は骨盤の癒着溶解外科的手技、子宮卵管造瘻外科的手技、卵管形成外科的手技、子宮外妊娠腹腔鏡下手術外科的手技、関節置換外科療法外科的手技、骨折修復外科的手技、子宮摘出外科的手技、胆嚢除去外科的手技、心臓バイパス外科的手技、血管形成外科的手技、粥腫切除外科的手技、乳房生検外科的手技、頚動脈内膜切除外科的手技、白内障手術外科的手技、冠状動脈バイパス外科的手技、子宮内膜掻爬術外科的手技、ヘルニア修復外科的手技、腰痛手術外科的手技、結腸部分切除外科的手技、前立腺切除外科的手技及び扁桃摘出外科的手技の手術部位における高分子量フカン医療用組成物の投与又は高分子量フカン医療機器での投与が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
がん全般
がんは米国で2番目の主要な死因であり、全死亡率の20%超を占めている。がんは増殖性疾患であり、1又は複数の腫瘍の形成につながる可能性のある特定の細胞の制御されない分裂を特徴とする。がんを処置するために、手術、放射線、化学療法及びそれらの組み合わせを含む複数の方法が使用されている。手術は一部の限局性腫瘍に使用される比較的一般的な方法であるが、依然として、腫瘍切除後に腫瘍が再発する顕著な可能性がある。
がんや他の増殖性疾患の処置は、非がん性の健常組織への損傷や毒性の可能性によって制約を受けてきた。放射線治療と外科治療では、処置は一般に腫瘍部位および腫瘍部位の近くに限定されてきた。しかし、がん組織の外科的除去を受ける患者には著しいリスクがありうる(例えば、前立腺腫瘍又は脳腫瘍の除去においては、例えば非腫瘍組織の切除の必要が潜在的に低いことによって、周囲の主要組織に対して修復不能な傷害を与える著しいリスクの可能性がある)。さらに、前立腺がんの第一選択治療として行われている集中的な放射線治療にも同様のリスクがある。がんの化学療法の治療では薬物が全身投与され、身体全体が薬物にさらされる。これらの薬物は、がん細胞に対して毒性を有するように設計されているが、(一般的に)非がん性細胞に対しても毒性があるため、がんのために薬物治療を受けると患者は極めて気分が不良になる。腫瘍学者は、経験から、一部の患者が許容できる用量のこれらの薬物を投与することができる。しかし、これらの用量は、がんの治療において成功を遂げないことが往々にしてある。
がんを治療するいずれの方法にもある1つの問題は、疾患の局所的な再発であった。例えば、毎年約700,000人の米国人が限局性がんと診断され(全がん患者の約64%)、約50万人が外科的方法で治療されている。残念ながら、外科治療を受けた患者の32%が最初の治療後に再発した(約21%が最初の手術部位で再発し、11%が離れた転移部位で再発)。約100,000人の患者が、局所的ながんの再発により毎年死亡している。これは乳がんに特に当てはまり、乳腺腫瘤摘出術を受けている患者の39%が当疾患の局所的な再発を経る。
病期の分類は、患者のがん(固形腫瘍)の進行を判断する方法である。簡略化されたアプローチでは、がんの進行状況に基づいて、患者を3つのグループ、つまり病期に分類する。
ステージ1:がんは臓器の一部を外科的に切除することで治療できる。これは、切除可能な段階とも呼ばれる。
ステージ2:がんは切除可能なポイントを超えて進行しているが、依然として臓器自体に限局している。
ステージ3:腫瘍が他の臓器に転移している。
多くのがんは、例えば5-フルオロウラシル(Efudex(登録商標))、ビンカアルカロイド(例えば、ビンクリスチン(Oncovin(登録商標)))、アントラサイクリン(例えば、ドキソルビシン(アドリアマイシン(登録商標)))、シスプラチン(プラチノール-AQ(登録商標))、塩酸ゲムシタビン(Gemzar(登録商標))、メトトレキサート、及びパクリタキセルなどの抗増殖剤で治療される。抗増殖剤、メトトレキサート及びパクリタキセルに関連する毒性のいくつかの例は、本明細書の他箇所で考察されている。メトトレキサートは、例えば膀胱がん、乳がん、子宮頸がん、頭頸部がん、肝がん、肺がん、精巣がんなどのいくつかのがんの処置に使用されてきた。パクリタキセルは、例えば、卵巣がん、乳がん、及び非小細胞肺がんを含むいくつかのがんを処置するために使用されてきた(Compendium of Pharmaceutical and Specialties Thirty-fifth Edition,2000)。
5-フルオロウラシルによる毒性には、心筋虚血などの心血管毒性;多幸症、急性小脳症候群、運動失調などの中枢神経系の毒性;脱毛症や皮膚炎などの皮膚毒性;吐き気、嘔吐、口腔又は胃腸の潰瘍などの胃腸毒性;白血球減少症、血小板減少症、貧血などの血液毒性;アナフィラキシーや接触過敏症などの過敏症の毒性;流涙の増加、光恐怖症、結膜炎などの眼毒性;及び発熱などの他の毒性が含まれ得る。5-フルオロウラシルは、例えば、乳がん、結腸直腸がん、胃がん、肝がん、膀胱がん、頭頸部がん、非小細胞肺がん、卵巣がん、膵がん、及び前立腺がんを含む多くのがんを処置するために使用されてきた(Compendium of Pharmaceutical and Specialties Thirty-fifth Edition,2000)。
ビンクリスチンによる毒性は、子供における発作や幻覚などの中枢神経系の毒性;脱毛症などの皮膚毒性;びらん性などの血管外漏出毒性;吐き気、嘔吐、便秘及び口内炎などの胃腸毒性;骨髄抑制などの血液毒性;末梢神経障害や自律神経障害などの神経毒性;複視、一過性失明、視神経萎縮などの眼毒性;尿閉、高尿酸血症、及び膀胱アトニーなどの腎臓/代謝毒性;息切れなどの呼吸器毒性;及び子供の発熱などの他の毒性を含む。この抗増殖剤は、例えばホジキン病、小細胞肺、ウィルムス腫瘍、精巣がんなどのいくつかのがんの処置に使用されてきた(Compendium of Pharmaceutical and Specialties Thirty-fifth Edition,2000)。
ドキソルビシンによる毒性は、心電図異常や心筋症などの心血管毒性;脱毛症や爪の変化などの皮膚毒性;びらん性などの血管外漏出毒性;吐き気、嘔吐、及び口内炎などの胃腸毒性;赤色の尿などの泌尿生殖器毒性;骨髄抑制などの血液毒性;アナフィラキシーや発疹などの過敏症の毒性;結膜炎などの眼毒性;不妊症などの生殖毒性;及び高尿酸血症などの他の毒性を含む。この抗増殖剤は、例えば乳がん、小細胞肺がん、及び卵巣がんなどのいくつかのがんの処置に使用されてきた(Compendium of Pharmaceutical and Specialties Thirty-fifth Edition,2000)。
シスプラチンによる毒性は、心電図の変化などの心血管毒性;色素沈着過剰などの皮膚毒性;刺激物などの血管外漏出毒性;吐き気や嘔吐などの胃腸毒性;骨髄抑制や溶血性貧血などの血液毒性;アナフィラキシーなどの過敏症毒性;末梢神経障害や急性脳症などの神経筋毒性;球後神経炎などの眼毒性;難聴や耳鳴りなどの耳毒性;中毒性腎症や低カリウム血症などの腎臓/代謝毒性;及び不妊症などの他の毒性を含む。この抗増殖剤は、例えば膀胱、小細胞肺がん、卵巣がん、精巣がん、脳がん、乳がん、子宮頸がん、頭頸部がん、肝芽腫がん、及び甲状腺がんなどのいくつかのがんの処置に使用されてきた(Compendium of Pharmaceutical and Specialties Thirty-fifth Edition,2000)。塩酸ゲムシタビンによる毒性は、例えば、骨髄抑制などの血液毒性;吐き気、嘔吐、及び口内炎などの胃腸毒性;血清トランスアミナーゼの一時的な上昇などの肝毒性;タンパク尿、血尿、溶血性尿毒症症候群、及び腎不全などの腎毒性;発疹や脱毛症などの皮膚毒性;浮腫及び末梢性浮腫などの浮腫毒性;及び発熱などの他の毒性を含む。この抗増殖剤は、膵がん及び非小細胞肺がんの処置に使用されてきた(Compendium of Pharmaceutical and Specialties Thirty-fifth Edition,2000)。
本考察は、前立腺、乳房、膵臓、肝臓、腎臓、泌尿生殖器系、脳、胃腸系、呼吸器系、及び頭頸部のがんを含む、治療可能な限局性がん又は固形腫瘍の予防又は処置を含む。本明細書の組成物などは、有効な濃度の高分子量フカンを、拡散又はさらには全身輸送で腫瘍及び/又は転移に到達させることにより、標的腫瘍から幾分離れた部位で高分子量フカンの制御放出を可能にすることによって、転移を含むがんを予防又は処置することができる。これらのがんのいくつかが、以下の段落でさらに説明されている。
前立腺がん
前立腺がんは、前立腺の内側を覆う細胞に発生する悪性腫瘍である。米国では、推定200,000人の患者が今年前立腺がんを発症し、30,000人超がこの疾患で死亡することになる。前立腺がんの新規症例に対する死亡率は約15%である。がんは前立腺内にとどまるか、周囲の組織や遠隔部位(多くの場合、リンパ節と骨)に広がり得る。通常、前立腺がんは気配なく進展し、前立腺を超えて進行した場合にのみ症状が現れる。前立腺がんが早期に診断及び処置されている場合、一部の研究では患者の5年生存率は94%であった。
前立腺がんは、多くの場合、50歳超の男性の疾患として論じられている。実際、前立腺がんの男性の80%は60歳以上である。男性が生涯に前立腺がんと診断される確率は約10分の1で、女性が乳がんになる確率とほぼ同じである。報告された新しい症例の数は、疾患を発症初期に、多くの場合症状が現れるずっと前に検出できるように検査が改良された結果、近年劇的に増加した。ある所与の年に前立腺がんが発生する可能性は、年齢とともに増加するものであるが、50歳以降は劇的に増加していく。
前立腺がんの現在の処置の選択肢は、疾患の進行の程度、患者の年齢、全体的な健康状態によって異なる。初期の段階のみのがんの高齢患者、又は付加的なより重篤な疾患に苛まれている高齢患者は、保存治療をすることができるが、がんが進行している患者はより侵襲的な治療を受ける可能性がある。前立腺がんは、放射線療法(体外照射又は近接照射療法)、ホルモン離脱又は去勢(外科的又は化学的)、抗増殖剤、手術、及び待機療法(つまり、「注意深い経過観察」)を含む様々な方法で治療されてきた。完全な治癒を保証する治療法はなく、一部には相当の副作用がある。
初期の前立腺がん(つまり、腫瘍が前立腺に限局している)は、「注意深い経過観察」で治療される場合がある。全体的な健康状態が良好で、腫瘍が前立腺に限局している患者には、前立腺がんの手術が推奨されている。70歳未満の男性の限局性前立腺がんの一般的な治療法は、根治的前立腺切除術(つまり、前立腺の外科的切除)である。
がんが前立腺領域に限局している患者は、通常、外部ビーム放射線(EBR)で治療される。放射線はがん細胞を殺し、腫瘍を縮小させる。EBRは限局性前立腺がん治療の20%未満を占め、これらの患者の約50%が当疾患の放射線後に再発を経る。前立腺がんの早期発見と患者からの要請の増加と相まって、近接照射療法(すなわち、局所放射線療法)の使用は増加すると予想されてきた。1995年、新たに診断された患者のわずか2.5%のみが、近接照射療法を使用して治療された。近接照射療法には、前立腺腫瘍への放射性金属「シード」の移植が含まれる。
転移した前立腺がんの治療には、睾丸の除去又はホルモン療法が含まれる。どちらも、がんの増殖を促進しているテストステロンの生成を抑制又は停止するために使用される。すべての前立腺がん患者の約20%がホルモン離脱療法を受けている。ホルモン療法には、酢酸ゴセレリン(Zoladex(登録商標))又は酢酸リュープロリド(Lupron(登録商標))が含まれる。前立腺がんの治療に使用される抗増殖剤には5-フルオロウラシルが含まれている。
乳がん
米国では、乳がんが女性の間で最も一般的ながんであり、毎年約180,000件が新たに診断されている(男性の乳がんが、診断されたすべての乳がんの約5%を占める)。女性の死因としてこれを超えているのは肺がんのみであり、乳がんは年間約50,000人の死の原因を占めている。米国人女性が生涯に乳がんを発症する確率は8分の1(約13%)である。過去10年間に報告された乳がんのほとんどは、小さく、原発性の(独立して発生し、転移によって引き起こされたのではない)腫瘍であった。新たに診断された患者のおよそ70%から80%は、初期段階の疾患(ステージ1又は2)を示し、大多数は腋窩(脇の下)のリンパ節の併発がなかった。
ほとんどの乳がんはがん腫(すなわち、上皮組織から増殖する悪性腫瘍)である。乳がんの1%未満は肉腫、つまり結合組織、骨、筋肉、脂肪から発生する腫瘍である。さらに、ほとんどの乳がん(約75%)は乳管がんであり、乳管に並ぶ組織に発生する。はるかに少ない数のがん(約7%)が乳房小葉内に見つかり、小葉がんと呼ばれる。パジェット病(乳輪と乳頭のがん)と炎症性がんは、他のほとんどすべての形態の乳がんの原因となる。
乳がんの治療は複雑で、多くの要因次第である。2つの重要な要因は、腫瘍の種類と進行のステージである。特に、腫瘍の特徴から、個人を(1)がんの再発するリスクが低い人、及び(2)がんの再発するリスクが高い人という2つのグループに分ける。特定の予後の因子により、患者はこれらのグループのいずれかに分類される。これらの要因は、腫瘍の大きさ;女性の性ホルモンのエストロゲンとプロゲステロン(ER/PR)受容体の存在;細胞増殖サイクル相(腫瘍細胞が活発に分裂しているか、「S期」にあるか);「her-2-neuタンパク質」として知られるタンパク質の存在;腫瘍のグレード、腫瘍細胞の分化又は変化の指標;及び腫瘍倍数性、腫瘍細胞内の遺伝物質のセットの数、を含む。
重大なリンパ節転移を伴わない原発性疾患の治療は、乳腺腫瘤摘出術と放射線療法によるものであった。より重大なリンパ節転移を伴うことは、乳房切除術及び補助リンパ節の除去を正当化する可能性がある。この段階では、転移と局所的な再発の可能性が高くなっている。転移性疾患の治療は緩和させるものであり、放射線療法及び化学療法を含んでおり、これらは免疫抑制、細胞毒性及び白血球減少性がある。例えば、5-フルオロウラシル、ドキソルビシン、メトトレキサート、及びパクリタキセルを含む抗増殖剤は、乳がんに対する使用が承認されてきた。
膵がん
膵臓は胃と小腸の近くに位置する消化器系の器官である。それは、酵素とホルモンの産生という2つの主要な機能を備える。膵臓のがんは、膵外分泌部(すなわち、酵素)(例えば、古典的な膵臓腺がん)で発生し得、又は膵内分泌部(すなわち、ホルモン)で発生し得る。
膵臓の外分泌部のがんは非常に重篤な健康問題である。米国では、およそ28,000人の患者が膵がんと診断されているが、ほぼ同じ数の者が毎年この疾患で死亡している。膵がんは、男女均等に発生する。診断の難しさ、膵がんの実質的な侵襲的な性質、及び利用可能なまばらな全身治療の選択肢により、膵臓腺がんと診断された患者の約4%しか診断後5年間生存していない。膵がんは、乳がん、肺がん、結腸がん、及び前立腺がんに続いて、がんによる死亡の第5位の原因となっている。
膵がんの治療法の選択は、腫瘍の病期に大きく依存する。可能な治療は、手術、抗増殖剤、放射線療法、生物学的療法を含む。手術は通常、がんが切除可能と見なされるステージ1の患者のために設けられている。場合によっては、手術の前又は後に行われる放射線療法や抗増殖剤などの治療法の組み合わせにより、患者が生存する可能性が高まることがある。切除不能と判断された膵がん(通常、ステージII以降)は、臨床試験で抗増殖剤を使用して治療される場合がある。例えば、ゲムシタビン又は5-フルオロウラシルなどの抗増殖剤は、膵がんに対していくらかの効果があり、ゲムシタビンは緩和剤として使用されてきた。これらの抗増殖剤による毒性は、本明細書の他の場所で論じられている。化学療法と組み合わせて使用すると、放射線療法は膵がんに対してある程度の効果がある。放射線療法のみで症状を抑えることができる。この治療法はまた、ステージII以降の膵がんで使用されてきた。
膀胱がん
1998年には、米国で54,000件を超える膀胱がんの新規症例が診断され、約15,000人の死亡がこの疾患に起因すると推定された。膀胱がんは米国人男性の間で4番目に多いがんであり、米国人女性の間で9番目に多いがんである。それは女性よりも男性で3倍頻繁に発生する。主に高齢男性の病気である膀胱がんは、疾患と死亡の重要な原因となっている。膀胱がんのリスクは年齢とともに急激に増加し(症例の80%は50歳超の人々で発生)、70歳よりも後に膀胱がんによる死亡の半分以上が発生する。65歳超の白人男性では、膀胱がんの年間罹患率は1,000人あたり約2例である。これは、65歳未満の1,000人あたり0.1例という比率と対照的である。生涯の間、膀胱がんを発症する確率は3%超であった。ただし、膀胱がんによる死亡の確率は低い(<1%)。膀胱がんは、40歳未満の人ではめったに発生しない。
最近の研究は、特定の遺伝子と遺伝された代謝能力が膀胱がんで役割を果たしている可能性があることを示唆している。移行上皮がん(TCC)は、最も一般的な膀胱がんの形態である。TCCは通常、表層(表面)、乳頭状(いぼ状)、外向性(外方成長)の塊として茎状の基部に発生する。ただし、場合によっては、TCCが広範囲に結合し得、又はこれが(窪んだ病変内で)潰瘍化しているように見えることがある。乳頭状TCCは、多くの場合、後に個々の細胞の特徴を脱分化又は失う過形成の領域として始まる。乳頭状TCCの約10%~30%のみが浸潤性がんに進行する。対照的に、非乳頭型のTCCは侵襲性が高くなる傾向がある。指摘したように、そのようなTCCは潰瘍化又は平坦に見えることがある。未分化上皮で構成されている扁平な非乳頭状TCCは、上皮内がん(CIS又はTIS)として分類されてきた。CISの組織には、大きな核小体(細胞内の丸い本体;タンパク質合成に関与)があり、正常な極性を欠いている細胞が含まれている。
膀胱がんの治療は多くの因子に依存する。これらの要因の中で最も重要なのは、存在する腫瘍の型及びステージである。一般的な治療は、経尿道的切除術(TUR)、電気外科、レーザー手術、膀胱内療法、抗増殖剤、外科療法、膀胱切除術、及び放射線療法を含む。膀胱がんを治療するために使用される抗増殖剤の例は、例えば、5-フルオロウラシル、シスプラチン及びメトトレキサートを含む。抗増殖剤、5-フルオロウラシル、シスプラチン、及びメトトレキサートに起因する毒性は、本明細書の他の箇所で考察されている。
脳がん
多くの場合、脳腫瘍は手術不能であり、患者の80%超が診断から12か月以内に死亡している。米国では毎年新たな約18,000例の原発性頭蓋内(脳)がんが診断されている。これはがんの全成人の約2%を占めている。これらの50%超は、高悪性度の神経膠腫(つまり、多形性膠芽腫及び未分化星状細胞腫)である。これらの腫瘍のある患者は、運動機能障害、発作、視力の異常などの重度の障害を患うことがよくある。
脳組織に発生する腫瘍は、原発性脳腫瘍として知られている。原発性脳腫瘍は、発生した組織の種類によって分類される。最も一般的な脳腫瘍は神経膠腫で、グリア(支持)組織から発生する。その他には、星状細胞腫、脳幹神経膠腫、脳室上衣腫、及び乏突起膠腫が含まれる。
脳腫瘍の外科的切除は、ほとんどの型及びほとんどの場所で推奨されており、神経機能の維持の制約内で可能な限り完全に近いものにするべきである。この規則の例外は、臨床的エビデンスに基づいて診断され、初回手術なしで約50%の期間治療される、橋神経膠腫などの深部の腫瘍の場合である。しかし、多くの場合、生検による診断が行われる。定位固定生検は、到達及び切除が難しい病変に対して利用できる。治癒が難しい、又は切除できない脳腫瘍の患者は、腫瘍の局所的制御を改善するために外部ビーム放射線療法と併用される放射線増感剤、温熱療法、又は間質性近接照射療法を評価する臨床試験の候補、又は新たな薬物や生物学的反応修飾物質を評価する研究の候補とすることを検討するべきである。
放射線療法は、ほとんどの種類の腫瘍の治療において主要な役割を果たし、治癒率を高めたり、無病生存期間を延ばしたりすることができる。放射線療法はまた、最初に手術のみで治療された患者の再発の治療にも有用である可能性がある。化学療法は、手術と放射線療法の前、最中、又は後に使用され得る。再発した腫瘍も化学療法で治療される。脳がんの治療に使用される抗増殖剤には、シスプラチンが含まれる。この抗増殖剤に関連する毒性の例は、本明細書の他の箇所で論じられている。
再狭窄
再狭窄は、血管壁の肥厚及び血管によって供給される組織への血流の喪失をもたらす慢性血管損傷の一種である。この炎症性疾患は、血管の閉塞を緩和する任意の操作を含む血管再建処置に応答して生じる可能性がある。したがって、再狭窄は、これらの処置の有効性を制限する主要な制限要因となってきた。
本考察は、例えば、オリゴヌクレオチド治療剤と抗炎症剤の組み合わせの治療有効量を血管に投与することによる、再狭窄の予防又は治療を含む。適切な組成物は、再狭窄部位、又は潜在的な再狭窄部位に外科的に植込むことができる、又はポリマーペースト又はゲルとしてカテーテルを介して注入することができるポリマー担体を含む。適切な組成物は、本明細書で論じられる高分子量フカンを含み得る。
関節炎
関節リウマチ(RA)は、痛み、腫れ、滑膜細胞の増殖(パンヌス形成)及び関節組織の破壊を特徴とする衰弱性の慢性炎症性疾患である。進行した段階では、この疾患は、多くの場合、重要な臓器を損傷し、致命的となる可能性がある。この疾患は、免疫系の複数のメンバー(マクロファージ/単球、好中球、B細胞、T細胞)の複合的なサイトカインの相互作用と滑膜細胞の機能不全と増殖を伴う。メトトレキサートなどの疾患修飾性抗リウマチ薬(DMARD)については、早期の積極的な治療が推奨されている。この薬物のことは、本明細書の他の箇所で論じられている。
結晶誘発性関節炎は、関節におけるマクロファージ及び好中球の結晶によって誘発される活性化によって特徴付けられており、その後何日も耐え難いほどの痛みが続く。疾患が進行するため、エピソード間の間隔が短くなり、患者の病的状態が進む。この疾患は一般に、ジクロフェナクナトリウム(Voltaren(登録商標))などの非ステロイド性抗炎症薬(NSAID)で対症療法で治療されてきた。この抗炎症剤には、めまいや頭痛などの中枢神経系の毒性;発疹や掻痒などの皮膚毒性;悪化した潰瘍性大腸炎及びクローン病などの胃腸毒性;急性腎不全や腎乳頭状壊死などの泌尿生殖器毒性;無顆粒球症、白血球減少症、血小板減少症などの血液毒性;肝トランスアミナーゼの上昇や肝炎などの肝毒性;及び喘息やアナフィラキシーなどの他の毒性を含む毒性がある。
本考察は、例えば、患者に治療有効量のオリゴヌクレオチド治療薬、及び所望により抗炎症剤を投与することによる、関節リウマチの予防又は処置を含む。適切な組成物は、抗炎症剤の制御放出担体として関節に注射することができるポリマー担体、及びオリゴヌクレオチド治療薬の制御放出担体(次に、ポリマー担体に組み込まれている)として微粒子を含む。適切な組成物は、本明細書で論じられる高分子量フカンを含み得る。このようなポリマー担体は、ポリマーミクロスフェア、ペースト又はゲルの形をとることができる。
炎症状態
本明細書の組成物などは、所望により、好中球が関与する炎症状態を抑制又は処置することができる、例えばオリゴヌクレオチド治療剤及び抗炎症剤を含有する患者用組成物に投与することを含む。そのような状態の例には、結晶誘発性関節炎;変形性関節症;非リウマチ性炎症性関節炎;混合性結合組織の疾患;シェーグレン症候群;強直性脊椎炎;ベーチェット症候群;サルコイドーシス;乾癬;湿疹;炎症性腸疾患;慢性炎症性肺疾患;神経学的障害;及び多発性硬化症が含まれる。これらの疾患のいくつかは、以下の段落でさらに説明されている。
慢性炎症性皮膚疾患(乾癬及び湿疹を含む)
乾癬は、容易にかゆくなり、熱をもち、刺痛がし、出血する隆起、肥厚、鱗状の病変を特徴とする一般的な慢性炎症性皮膚疾患である。これらの疾患は疾患の後期に細胞の増殖及び血管新生成分を有するが、患者は、多くの場合、関節炎の状態を伴う。症状は、プレドニゾンなどのステロイド系抗炎症剤やメトトレキサートなどの抗増殖剤で治療できる。この薬剤のことは、本明細書の他の箇所で論じられている。本明細書の組成物はまた、慢性炎症性皮膚疾患、例えば乾癬及び/又は湿疹を抑制又はそうでなければ処置及び/又は予防するために使用されてもよい。
以下は、本明細書で論じられる組成物で処置することができる炎症性疾患のいくつかの追加の代表的な例を提供し、例えば、動静脈奇形(血管奇形)における動脈塞栓症;月経過多;急性出血;中枢神経系障害;及び脾機能亢進;乾癬などの炎症性皮膚疾患;湿疹性疾患(アトピー性皮膚炎、接触性皮膚炎、湿疹);免疫水疱性疾患;及び炎症性関節炎を含み、これは、関節リウマチ、混合性結合組織病、シェーグレン症候群、強直性脊椎炎、ベーチェット症候群、サルコイドーシス、結晶誘発性関節炎、及び変形性関節症(これらはすべて、顕著な症状として炎症を起こし、痛みを伴う関節が特徴)を含む。
虚血
虚血は、血液の供給の制限を含み、これは、適切な組織機能に必要な酸素、グルコース及び他の成分の供給の不足を含み得、組織の損傷及び/又は機能不全をもたらす。虚血は重度の問題を引き起こす可能性がある。例えば、組織は無酸素性、壊死性になり得、血栓が形成され得る。虚血を予防及び/又は処置するために様々な試みがなされてきた。例えば、血流の回復や再灌流が挙げられる。しかし、血液の回復には酸素の再導入が含まれ、これはフリーラジカルの生成により追加の損傷を引き起こし、再灌流障害を引き起こす可能性がある。再灌流障害は重度の問題を引き起こす可能性がある。本明細書の組成物は、虚血、及び/又は再灌流障害を抑制、又はそうでなければ処置及び/又は予防するために使用され得る。
内毒素血症
内毒素血症は、血中にエンドトキシンが存在するものである。内毒素血症は重度の問題を引き起こす可能性がある。例えば、内毒素血症は敗血症性ショックを引き起こす可能性がある。本明細書の組成物は、内毒素血症を抑制するか、そうでなければ処置及び/又は予防するために使用され得る。
ケロイド瘢痕
ケロイド特性は、傷を隆起した瘢痕にする。ケロイド特性の隆起した瘢痕には、異常な線維性瘢痕が含まれる。ケロイド特性は、痛みや変形などの重度の問題を引き起こす。本明細書の組成物は、ケロイド特性及びその結果として生じる隆起した瘢痕を抑制するか、そうでなければ処置及び/又は予防するために使用され得る。
ケロイド(ケロイド瘢痕)は、正常な皮膚に増殖して拡大する瘢痕の一種である。ケロイドは、I型及びIII型のコラージュ異常成長を含む、異常なコラーゲン成長を伴う。ケロイドは、痛み、かゆみなどの重度の問題を引き起こし、感染した場合は潰瘍化することがある。手術、包帯、ステロイド注射及びレーザー療法の使用を含むケロイドを処置又は予防する試みがなされてきた。本明細書の組成物は、ケロイドを抑制するか、そうでなければ処置及び/又は予防するために使用され得る。
皮膚炎
皮膚炎は、アトピー性皮膚炎及び接触性皮膚炎を含む皮膚の炎症を含む。例えば、接触性皮膚炎は、皮膚と異物との接触後の局所的な発疹及び/又は皮膚の刺激を伴う。例えば、アトピー性皮膚炎は慢性的に再発する掻痒性皮膚疾患である。アトピー性皮膚炎は、掻痒性ベスニエ、神経皮膚炎、内因性湿疹、屈曲性湿疹、乳児性湿疹、小児湿疹、及び掻痒性体格と呼ばれることがある。湿疹は皮膚炎の形の病気である。他の種類の皮膚炎には、海綿状皮膚炎、脂漏性皮膚炎(フケ)、異汗性皮膚炎(ポンフォリックス)、じんま疹、水疱性皮膚炎(水疱性皮膚炎)、及び一般的なじんま疹が含まれる。皮膚炎は重度の問題を引き起こす可能性がある。例えば、乾燥肌、皮膚の発疹、皮膚の浮腫、皮膚の発赤、皮膚のかゆみ、皮膚のかさぶた、ひび割れ、水疱、にじみ、出血が挙げられる。コルチコステロイド及びコールタールの使用を含む皮膚炎を治療又は予防する試みがなされてきた。本明細書の組成物は、アトピー性皮膚炎、湿疹、接触性皮膚炎、海綿状皮膚炎、脂漏性皮膚炎、発汗異常性皮膚炎、じんま疹、水疱性皮膚炎、及び一般的なじんま疹を含む皮膚炎を抑制するか、そうでなければ処置及び/又は予防するために使用できる。
酒さ
酒さは、典型的には顔面紅斑を特徴とする慢性疾患又は状態である。酒さは重度の問題を引き起こす可能性がある。例えば、酒さは通常、額、鼻、又は頬の赤みとして始まり、首、耳、頭皮、及び胸にも赤みを引き起こす可能性がある。例えば、酒さは毛細血管拡張症、丘疹、膿疱、痛みを伴う感覚を含む追加の症状を引き起こす可能性があり、進行した症例では鼻瘤(赤い葉状の鼻)が発生する可能性がある。酒さのサブタイプは、紅斑毛細血管拡張型酒さ、丘疹膿疱型酒さ、瘤腫型酒さ、及び眼型酒さを含む。酒さを処置又は予防するために、抗炎症薬や抗生物質の使用を含む試みがなされてきた。本明細書の組成物は、その紅斑性血管拡張症、丘疹膿疱性、酒さ性及び眼のサブタイプを含む酒さを抑制するか、さもなければ処置及び/又は予防するために使用することができる。
医療機器、医療材料、組み合わせ及び医薬品
本明細書における考察は、医療機器、医療材料、組み合わせ生成物又は医薬的に許容し得る容器内に本明細書において考察される組成物を含む、医療機器、医療材料、組み合わせ及び医薬品も提供する。前記製品(products)は前記容器に添付された注意事項をさらに含んでもよい。注意事項は典型的には、医療機器、医療材料、組み合わせ及び医薬又は生物医薬の製造、使用又は販売を規制する所管官庁によって規定された形態であり、これによって注意書きは、例えば、高分子量フカンが、例えば、増殖性疾患又は炎症性疾患(例えば、炎症性関節炎、再狭窄、外科的癒着、乾癬及び腹膜炎など)の処置のためにヒト又は動物に投与するための抗増殖剤又は抗炎症剤として承認されている旨など、官庁による前記組成物の承認を反映するものとなる。本明細書に記載の高分子量フカンの使用のための説明書も含まれてよい。かかる説明書は、患者の投与及び投与方法に関する情報を含んでもよい。
本願はさらに、組成物自体の製造を含む、本明細書で論じられる高分子量フカン、システムなどの様々な要素を製造する方法、ならびに例えば本明細書における状態、疾患などの処置を含む、それを使用する方法を対象とする。
本願はさらに、本明細書に提示される高分子量フカンを含む、線維性癒着、関節炎、乾癬又は所望のその他の疾患を処置するための医療機器、医療材料、医療組み合わせ品、及び医薬品を含む。これらの材料などは、外科的癒着、関節炎、乾癬、又は所望の他の疾患などの線維性癒着を処置するための薬剤に使用することができる。薬学的に許容される賦形剤又は緩衝液を含む、本明細書で論じるフコイダンなどのフカンの薬学的に有効な量を組み合わせることを含む、ヒト患者を含む患者の線維性癒着、関節炎、及び乾癬の少なくとも1つに関連する症状を軽減できるこのような医薬品を製造及び使用する方法も提供される。
以下の実施例は、本明細書の特定の実施形態の例示的な考察を提供するが、開示及び請求項はそれらに限定されない。
実施例1:化学的構造的変性
ラミナリア・ヒペルボレア(Laminaria Hyperborea)から滲出物-抽出物を得た。前記滲出物-抽出物を濾過し、100kDaフィルタを用いた(over)タンジェンシャルフロー濾過(TFF)によって小分子を除去した。変性させられないかぎり未変性の試料A(otherwise unmodified sample A)を得るために、得られた保持物の試料を凍結乾燥した。得られた保持物を、10MのNaOH溶液の添加によって0.25MNaOHとし、室温で16時間静置した。次いで、得られた試料を50kDaのフィルタを用いて遠心濾過し、得られた保持物を回収して凍結乾燥し、塩基処理試料Bを得た。陽子磁気共鳴分光法(H-NMR)によって未変性試料A及び塩基処理試料Bの両方を分析した。得られたH-NMRスペクトルを図9Aに示す。
図9Aは、達成された前記フカンの化学的構造的変性を示すが、前記未変性試料Aに存在する約2.0ppmのケミカルシフトを伴うブロードピークは、前記塩基処理試料Bには存在しない。
さらに、2DH-13C異核多量子コヒーレンス(HMQC)によって未変性試料A及び塩基処理/変性試料Bを分析した。図9Bに示されるHMQCスペクトルを、5mmのコールドプローブを備えた600MHz分光計によって、溶媒シグナルを抑制しつつ70℃で取得した。前記HMQCスペクトルの多くの走査を、256~512回の走査の内で8回の増分ずつで、炭素次元における10~30ppmの範囲で取得し、かかる走査を組み合わせて図9Bの前記スペクトルを作製した。
未変性試料Aについての前記HMQCスペクトルは、図9Bにおいて円で囲まれたシグナルによって示されるO-アセチル基に対応するクロスピークを有する。このクロスピークは、塩基処理試料Bについての前記スペクトルには存在しない。このことは、前記フカンからアセチル基が除去されたことを示しており、ひいては、前記NaOH処置により塩基処理試料Bにおいて前記フカンが化学的構造変性していることを示している。
実施例2:タンジェンシャルフロー濾過
タンジェンシャルフロー濾過により高分子量フカンを得てもよい。広い分布の出発フカンは、50mg/mLで蒸留水に溶解される。この実施例では、4ダイアボリュームの100kDa分画分子量(MWCO)タンジェンシャルフロー濾過(TFF)カセットで蒸留水に対して広い分布のフカンを透析濾過して、不要な低分子量成分を除去し、高分子量フカンを含むTFFプロセスの保持物を回収する。透析濾過は、任意の所望のMWCO TFFフィルター、例えば、50kDa、70kDa、100kDa、300kDa、及び500kDa及び1000kDaのMWCO TFFカセットで達成され得る。得られる高分子量フカンは、広い分子量分布の出発フカンよりも平均分子量が高い。
実施例3:シーケンシャルタンジェンシャルフロー濾過セグメンテーション
0.22ミクロンのフィルターでプレ濾過された、365.6kDaの重量平均分子量及び多分散指数(PDI)=3.58を有する投入された広い分子量分布の出発フコイダンが用意された。ワシントンのPall of Portから供給されたMWCOが100kDaのTFFフィルターカセットを高MWCO TFFカセットとして使用し、ワシントンのPall of Portから供給された50kDaのTFFカセットを低MWCO TFFカセットとして使用した。このプロセスを以下のTFFカセットのペアについて繰り返した:マサチューセッツ州バーリントンのMilliporeが供給するMWCOが300kDaのTFFフィルターとワシントンのPall of Portが提供するMWCOが100kDaのTFFフィルター、ワシントンのPall of Portが供給するMWCOが50kDaのTFFフィルターとワシントンのPall of Portが供給する30kDaのフィルター、ワシントンのPall of Portが供給する30kDaのTFFフィルターとワシントンのPall of Portが供給する10kDaのTFFフィルター。カセットはすべてポリエーテルスルホン(PES)のタイプであった。
上記のような順次の低分子量へのタンジェンシャルフィルトレーション後、出発フカン分子量分布の高分子量セグメントを含む高分子量フカンを含む、得られた様々なフカンを、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を使用して分析した。結果を以下の表1に示す。
Figure 2022177066000002
実施例4:カチオン増加タンジェンシャルフロー濾過
0.22ミクロンフィルターでプレ濾過された、多分散指数(PDI)が3.24で重量平均分子量436.4kDaの出発溶液中の広い分子量分布の投入開始フコイダン組成物が用意された。化学的添加剤として、生体適合性の水溶性四級アンモニウム塩であるコリンを選択した。1:2のコリン:フコイダン質量比でコリンをプレ濾過した出発溶液に加え、得られた混合物をコリンが溶解するまで撹拌した。コリンは、フコイダン分子の硫酸部位に結合する場合としない場合がある。その後、最初のTFFプロセスで、コリン処理されたフコイダン溶液を300kDaのフィルターカセットでタンジェンシャルフロー濾過に供し、コリン処理された保持物であるコリン結合高分子量フコイダンを含む第1の保持物を得た。この最初のコリン増加TFFプロセスの間に、コリン処理フコイダン溶液を4ダイアボリュームの1%w/vコリン洗浄溶液で透析濾過した。最初のTFFプロセスのコリン処理保持物を回収し、コリンカチオンをナトリウムカチオンで置き換えるために2回目のTFFプロセスを行った。
脱コリン化TFFプロセスである2回目のTFFプロセスは、50kDaのフィルターカセットで第1のTFFプロセスのコリン処理保持物を透析濾過する一方で、保持物をNaClで処理してコリンカチオンをナトリウムカチオンで置き換えることを含んでいた。この実施例では、コリンで処理した保持物を4ボリュームの2MのNaClで透析濾過して、高分子量フコイダンからコリン添加剤を除去した。次に、この2回目のTFFプロセスの脱コリン化保持物を、透過液の導電率が5mS/cm未満に低下して過剰なNaClが除去されたことを示すまで、脱イオン水で透析濾過した。上記のようなカチオン増加TFFの後、高分子量フカンを含むプロセスでの様々な保持物のサンプルを、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を使用して分析した。結果を以下の表2に示す。
Figure 2022177066000003
実施例5:遠心沈殿
0.22μmのプレフィルターでプレ濾過された0.5%w/vの出発フコイダン組成物を含む出発溶液が用意された。20%、10%、及び5%w/vのスクロース水溶液の段階的なグラジエントを遠心チューブに作成した。5%の層が遠心チューブの最上層で、20%の層が底にある。次に、出発フコイダン組成物を含有する0.5%出発溶液を5%w/vスクロース層の上に積層した。得られた層の構造を図10に示す。次に、これらの4つの層を有するチューブを190,000×g(g)で6時間遠心分離した。上澄み溶液をデカンテーションし、遠心分離チューブに残っている、所望の高分子量フカンを含む沈殿物を水に再溶解した。次に、再溶解した高分子量フカンをゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)で分析した。結果を以下の表3に示す。
Figure 2022177066000004
実施例6:ゲル電気泳動-抽出
広い分子量分布の出発フコイダン組成物を用意した。出発フコイダン組成物を50mg/mLで溶解し、0.22ミクロンのフィルターでプレ濾過し、380mLのアガロースからキャスティングした0.5%アガロースゲルに充填した。充填済のゲルを、TAE緩衝液としても知られる40mMトリス酢酸1mMEDTAのランニングバッファーに浸した。出発フコイダン組成物ウェルに近接する陽極によって緩衝液全体に90Vの電圧を50分間印加した。これにより、フコイダンはゲルを介して質量電荷比で分離することができた。視覚化の目的で、フコイダンを染色することが知られている染料であるメチレンブルーでゲルを染色した。次に、アガロースゲルを、ウェルから1cmのところから開始して、ウェルに平行な1cm幅のセグメントに切断した。ゲルのセグメントを蒸留水中で撹拌して混合物を振盪することにより、ゲルからフコイダンセグメントを抽出した。
高分子量フコイダンを含む可能性のある電気泳動抽出フコイダンセグメントをゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)で分析した。結果を以下の表4に示す。
Figure 2022177066000005
実施例7:膜透析
0.22ミクロンのフィルターでプレ濾過された出発フコイダン組成物を含む5%w/vの出発溶液を用意した。出発溶液を、額面上の分画分子量300kDaのセルロースアセテート透析チューブに入れた。透析チューブを密封し、20リットルの脱イオン水が入ったコンテナに入れた。脱イオン水を12時間ごとに新しい脱イオン水に交換して、膜孔を通じた拡散が継続するのを確実にした。透析プロセスを約5日間継続した。
プレ濾過した出発フコイダン組成物と透析チューブにある透析後の高分子量フコイダンを、どちらもゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を使用して分析した。結果を以下の表5に示す。
Figure 2022177066000006
実施例8:選択的沈殿
0.22μmのプレフィルターでプレ濾過し、100kDaのTFFカセットを介して脱イオン水で透析濾過して脱塩し、沈殿プロセスを妨げる可能性のある不要な低分子量の塩を除去した出発フコイダン組成物を用意した。プレ濾過及び脱塩した出発フコイダンの一連の同一の出発溶液を蒸留水中に調製した。溶媒組成物は、異なる所定のエタノール濃度とした。これにより、以下の表6に特定される溶液組成物からフコイダンを沈殿させるための様々な溶媒環境を準備した。溶液からフコイダンの沈殿を開始するために、最小量のNaClの形態のイオン剤を各溶液組成物に加えた。沈殿物と溶液組成物の混合物を、2300×gで10分間遠心分離した。いずれの場合も、液体の上清をデカンテーションし、固体のフコイダンを回収した。
固体のフコイダンを蒸留水に再溶解し、ゲル浸透クロマトグラフィーで分析した。結果を以下の表6に示す。
Figure 2022177066000007
実施例9:陰イオン吸着
約500mgの広い分子量分布の脱塩した出発フコイダンを含む出発溶液を、約14mLのDEAE-Sepharose(登録商標)樹脂で約16時間還流させて、低分子量フコイダンを樹脂の活性部位に結合させた。約16時間後、還流溶液を回収した。これにより、樹脂に結合していた低分子量フコイダンから高分子量フコイダンが分離された。次に、10%w/vのNaClを樹脂上で4時間還流させて、樹脂から低分子量フコイダンを解離させた。次に、フコイダンリッチ塩溶液を回収し、5kDaの遠心フィルターで脱塩して、回収した低分子量フコイダンを不要な塩から分離した。脱塩した出発フコイダン、イオン交換プロセス中に吸着されなかった高分子量フコイダン、及び樹脂から抽出された低分子量フコイダンに対してGPCを実行した。結果を以下の表7に示す。
Figure 2022177066000008
実施例10:陰イオン吸着
約1gの広い分子量分布の脱塩フコイダンを含む出発溶液を約10gのAmberlyst(登録商標)A26樹脂と約16時間混合して、低分子量フコイダンを樹脂の活性部位に結合させた。その後、高分子量フコイダンを含む溶液をデカンテーションにより樹脂から分離した。次に、20%w/vのNaClを樹脂と約4時間混合して、樹脂から低分子量フコイダンを解離させた。次に、フコイダンリッチ塩溶液を樹脂から分離し、5kDaの遠心フィルターで脱塩して、回収した低分子量フコイダンを不要な塩から分離した。脱塩した出発フコイダン、イオン交換プロセス中に吸着されなかった高分子量フコイダン、及び樹脂から抽出された低分子量フコイダンに対してGPCを実行した。結果を以下の表8に示す。
Figure 2022177066000009
実施例11:陰イオン吸着
3つの別々のコンテナで、広い分子量分布の脱塩フコイダン約1gを含む出発溶液と、Amberlyst(登録商標)A26 OH、Ambersep(登録商標)900 OH、及びLewatit(登録商標)VPOC 1065という3つの異なる樹脂約10gとを混合した。溶液と樹脂との混合物を約16時間インキュベートして、低分子量フコイダンを樹脂の活性部位に結合させた。その後、高分子量フコイダンを含む溶液をデカンテーションにより樹脂から分離した。Amberlyst(登録商標)及びAmbersep(登録商標)製品の細孔は第4級アミン基を有し、Lewatit製品の細孔は第1級ベンジルアミン基を有した。最初の2つの製品は強塩基性陰イオン交換樹脂であったが、3つ目の製品は弱塩基性陰イオン交換樹脂であった。次に、イオン交換プロセス中に吸着されなかったフコイダンをGPCで分析した。結果を以下の表9に示す。
Figure 2022177066000010
実施例12:陰イオン吸着
約1gの広い分子量分布の脱塩フコイダンを含む出発溶液を、約10gのAmbersep(登録商標)900 OHと53時間まで混合した。次に、陰イオン吸着プロセス中の様々な時点で、イオン交換プロセス中に吸着されなかった混合物中のフコイダンをGPCによって分析した。結果を以下の表10に示す。
Figure 2022177066000011
実施例13:陰イオン吸着
約1gの広い分子量分布の脱塩フコイダンを含む出発溶液を様々な量のAmbersep(登録商標)900 OHと約16時間混合して、低分子量フコイダンを樹脂の活性部位に結合させた。その後、高分子量フコイダンを含む溶液をデカンテーションにより樹脂から分離した。次に、イオン交換プロセス中に吸着されなかったフコイダンをGPCで分析した。結果を以下の表11に示す。
Figure 2022177066000012
実施例14:予備的ゲル浸透クロマトグラフィー
広い分子量分布の出発フコイダン組成物を用意する。出発フコイダン組成物は、60mLの0.1M硝酸ナトリウムに10mg/mLで溶解される。出発フコイダン組成物を含む20mLの出発溶液を、すべてに改変されたシリカ親水性結合相ゲル媒体が含まれているSepax(登録商標)SRT-10/10C SEC-1000、Agilent(登録商標)PL Aquagel(登録商標)-OH MIXED-H及びTSKGel(登録商標)G4000SWを各々収容した、内径50mm、長さ250mmのカラムのそれぞれに40mL/minでポンピングする。0.1Mの硝酸ナトリウムを使用して、同じ流速で溶出を実行する。溶出の5分後、40mLのアリコートが回収され、合計で1000mL、又は25のアリコートが回収された。各アリコートのサンプルの分子量分布を、分析GPCによって測定する。200kDa~600kDaの重量平均分子量を含むアリコートをプールする。600kDa~1000kDaの重量平均分子量を含むアリコートをプールする。1000kDa~1400kDaの重量平均分子量を含むアリコートをプールする。1400kDa~1800kDaの重量平均分子量を含むアリコートをプールする。残りのアリコートは破棄される。プールされた各予備的GPCアリコート組成物には、所望の高分子量フカンが含まれている。
実施例15:予備的ゲル浸透クロマトグラフィー
広い分子量分布の出発フコイダン組成物を用意する。出発フコイダン組成物を60mLの0.1M硝酸ナトリウムに10mg/mLで溶解する。出発フコイダン組成物を含む20mLの出発溶液を、すべてがヒドロキシル化ポリメタクリレート系のゲル媒体を含むWaters(登録商標)HSPgel AQ MB-H、PSS(登録商標)Suprema(登録商標)Combination Ultrahigh、及びTSKGel(登録商標)GMPWXLをそれぞれ収容する、内径50mm、長さ250mmの各カラムに40mL/minでポンピングする。0.1Mの硝酸ナトリウムを使用して同じ流速で溶出を実行する。溶出の5分後、40mLのアリコートが回収され、合計で1000mL、又は25のアリコートが回収された。各アリコートのサンプルの分子量分布を、分析GPCによって測定する。100kDaを超える分子量分布を少なくとも90%、200kDaを超える分子量分布を少なくとも80%、及び/又は500kDaを超える分子量分布を少なくとも50%を含むアリコートをプールする。残りのアリコートは破棄される。プールされた各予備的GPCアリコート組成物には、所望の高分子量フカンが含まれている。
実施例16:低分子量フカン及び高分子量のフカンの調製
本明細書で論じられる方法は、高分子量フカンを得るために、任意の方法で使用、組み合わせ、修正、及び並べ替えをすることができる。
一部は高分子量、一部は低分子量である20のフカンを、広い分子量分布を有する原料/出発フカン組成物から調製し、医療及び外科の用途における高分子量フカン及び低分子量フカンの有効性を評価した。以下、20のフカンをフカン1からフカン20と呼ぶ。フカン1~フカン5は薄茶色の固体であった。フカン6、フカン8~フカン15及びフカン17は白色固体であった。低分子量フカンであるフカン1~フカン6の調製には、様々な方法論が関与していた。フカン3は、褐色の海藻から抽出され、低分子量フカンであることがわかった。フカン2はFMC BioPolymer(登録商標)から入手したもので、低分子量フカンであることがわかった。フカン1及びフカン5は、100kDa未満のMWCO TFFフィルターを使用して、実施例3で説明した方法で取得した。フカン4は、実施例10で説明した方法で取得した。フカン6は、高分子量フカンを過酸化水素で化学分解することにより取得した。
高分子量フカンであるフカン7~フカン20の調製には、水酸化ナトリウムによる処理、および場合によっては他の塩基による処理を含む、多くの異なる方法論が関与していた。フカン7、フカン8、フカン11、フカン12~フカン17及びフカン20の調製は、実施例12で論じた方法と低イオン強度溶液に対するタンジェンシャルフロー濾過の組み合わせが関与していた。フカン10の調製は、上記のカチオン増大タンジェンシャルフロー濾過とシーケンシャルタンジェンシャルフロー濾過の方法との組み合わせが関与していた。フカン9、フカン18、フカン19は、褐色の海藻から抽出され、低イオン強度溶液に対するタンジェンシャルフロー濾過によってさらに処理され、高分子量フカンであることがわかった。
実施例17:フカン7~フカン14の製造に使用された粗製フカンの分子量測定
ゲル浸透クロマトグラフィーを使用して、フカン7~14の製造に使用された粗製フカンの分子量分布を評価した。粗製フカン1は、フカン7及びフカン8の製造に使用される粗製フカンを指す。粗製フカン2は、フカン9、フカン10、フカン11、及びフカン13の製造に使用される粗製フカンを指す。粗製フカン3は、フカン12の製造に使用される粗製フカンを指す。粗製フカン4は、フカン14の製造に使用される粗製フカンを指す。係る分析結果を表12に示す。
以下の表の結果には、分子量分布の特性に使用される略語が含まれている。ゲル浸透クロマトグラフィーはGPCで示し、ピーク分子量はPMWで示し、重量平均分子量はWAMWで示し、数平均分子量はNAMWで示し、パーセント分布は%distで示し、分子量はMWで示し、多分散指数はPDIで示す。
Figure 2022177066000013
実施例18:低分子量フカン及び高分子量フカンの分子量判定
ゲル浸透クロマトグラフィーを使用して、フカン1~20の得られた分子量分布を評価した。
表13と表14に、20のフカンについて得られた分子量分布プロファイルを示す。表14は、表13に示す同じ20のフカンの分子量分布プロファイルを提示し、表13に示す方法とは異なる方法で分子量分布プロファイルを提示し、それによって様々なフカンの分子量分布に関する2つの異なる視点を提供する。結果からわかるように、フカンの広い範囲の様々な分子量分布が達成された。28kDa~8250kDaの重量平均分子量を有するフカンが、複数の分布プロファイルで得られている。
以下の表の結果には、分子量分布の特性に使用される略語が含まれている。ゲル浸透クロマトグラフィーはGPCで示し、ピーク分子量はPMWで示し、重量平均分子量はWAMWで示し、数平均分子量はNAMWで示し、パーセント分布は%distで示し、分子量はMWで示し、多分散指数はPDIで示す。
Figure 2022177066000014

Figure 2022177066000015
実施例19:高分子量フカンの硫酸塩、総炭水化物及び単糖の含有量
高分子量フカンであるフカン7~フカン18及びフカン20を脱イオン水に溶解し、酸性条件下で加水分解し、誘導結合プラズマ質量分析(ICP-MS)で%w/wの全硫黄含有量を分析した。分析はブリティッシュコロンビア州バーナビーのALS Environmental研究所で実施された。硫黄含有量は、硫黄含有量に、硫酸塩対硫黄のモル比を掛けることによって硫酸塩含有量に変換して、フカンの%w/wでの硫酸塩含有量を得た。フカン7~18及びフカン20の硫酸塩含有量を下の表15に示す。
Figure 2022177066000016
高分子量フカンであるフカン7、フカン11、フカン16、フカン18及びフカン20は、University of GeorgiaのComplex Carbohydrate Research Centerが実施したガス分光-質量分光法(GC-MS)により、総炭水化物及び単糖の組成を分析した。高分子量フカンは、酸性メタノリシスによって誘導体化され、O-トリメチルシリル(O-TMS)誘導体を生成した。誘導体化後、フカンは、Supelco Equity-1フューズドシリカキャピラリーカラム(30m、内径0.25mm)を使用してAgilent 5975C質量分析検出器に接続されたAgilent 7890Aガスクロマトグラフィーシステムで分析される。高分子量フカンの総炭水化物含有量と単糖組成の結果を、下の表16に示す。下の表の炭水化物は、「carb.」と略されている。
Figure 2022177066000017
実施例20:ラットの硬膜外癒着の処置
実施例18で特定された20のフカンを使用するフコイダン溶液は、乳酸リンゲル液USP(LRS)で調製された。フカン1~フカン16、フカン18及びフカン20は、LRSで100mg/mLで調製した。フカン19はLRSで50mg/mLで調製した。フカン17はLRSで500mg/mLで調製した。椎弓切除術は、下の表17に示すSprague Dawleyラット、ラットの平均体重、及びキログラムあたりのミリグラム単位の用量で行った。ブピバカイン溶液を用いて腰椎ラインブロックを行った。ラットの背を清潔にして無菌のドレープで覆った。腰の筋膜を正中線の皮膚の切開を通して開き、腰仙の筋膜を切開し、傍腰の筋肉を切開して、下にある椎骨の薄膜を露出させた。椎骨の中心にある骨を取り除いた。処置全体を通して、乳酸リンゲル液USP(LRS)による洗浄と綿棒による圧迫により止血が維持された。露出した硬膜を15マイクロリットルのLRS(コントロール)又はフコイダン溶液で直接処置した。筋肉と皮膚の層を縫合により閉じ、ラットを1週間回復させた後癒着の定量化のために屠殺した。硬膜の癒着の存在と大きさについて記録した。癒着及び露出した硬膜の寸法を記録し、癒着範囲の割合を計算するために使用した。癒着面積は、露出された硬膜全体の面積の割合としている。
式1:癒着範囲(%)=100×硬膜外癒着面積÷露出された硬膜総面積
LRSを投与されたコントロール群は、式1を使用して65%の癒着範囲があると判定された。表13~表16に開示されている20のフカンの癒着範囲は、コントロール群と比較した癒着範囲の減少として下の表17に示されている。負の値は、コントロール群と比較して癒着範囲の増加が見られた場所を示している。
Figure 2022177066000018
表17の結果を表13及び表14に示すフカンの分子量と比較するとわかるように、重量平均分子量が130kDaを超え、分子量分布の約60%以上が100kDaを超えるフカンは、重量平均分子量が100kDa未満で、分子量分布の約60%以下が100kDaを超えるフカンよりも、同じ用量でラットの硬膜外癒着の抑制、予防、除去、軽減、又はその他の処置において優れた効果を示す。300kDaを超える重量平均分子量を備え、約70%以上が100kDaを超える分子量分布を構成するフカンは、ラットの線維性癒着の抑制、予防、除去、軽減、又はその他の処置において、同じ用量でより優れた効果を示すとさらに示される。
実施例21:フカン1及びフカン10を用いたウサギの子宮角癒着の処置
各ウサギの両方の子宮角に、子宮角手術を行った。術前に、ウサギの体重を量り、次いでケタミンとキシラジンを前投薬することで、手術の準備をした。
フコイダン溶液は、乳酸リンゲル液USPで0.07mg/mLに調製し、濾過滅菌した。すべての器具は無菌であり、手術中は無菌領域が維持されていた。腹部を清潔にし、正中腹部切開を入れた。子宮角を見つけ、体外に出し、破壊して損傷を誘発した。破壊された子宮角の近辺にある腹壁も破壊された。損傷を負った子宮角と腹壁を隣り合わせに配置し、縫合糸で安定させた。切開部を閉じる前に、ウサギの体重あたり15mL/kgのフコイダン溶液を腹腔に適用した。癒着は、手術の2週間後に評価された。子宮角癒着の長さを定規で測った。子宮角癒着の範囲の割合は、損傷した子宮角全体の長さに対する割合としての癒着の長さであり、次のように計算された:
式2:癒着範囲(%)=100×子宮角癒着の長さ÷損傷子宮角全体の長さ
同じ手術方法がニュージーランド白ウサギ3羽に適用され、フコイダン溶液の代わりに15mL/kgのコントロールの乳酸リンゲル液USP(LRS)が投与された。
LRSを投与されたコントロール群は、式2を使用して41%の癒着範囲があると判定された。表18は、分子量分布の大部分が100kDa未満、さらには50kDa未満であるフカンと、分子量分布の大部分が100kDa超、さらには200kDa超であるフカンのそれぞれの代表例である、フカン1とフカン10のフカンに対する、上述の方法を用いて得られた結果を示す。下の表の結果は、コントロール群と比較した癒着範囲の減少として示されている。
Figure 2022177066000019
表18の結果からわかるように、分布の大部分が100kDaを超える、又は200kDaさえも超えるフカンは、ウサギの子宮角癒着の抑制、予防、除去、軽減、又はその他の処置において、同じ用量で分布の大部分が100kDa未満又はさらには50kDa未満のフカンと比較して、より高い有効性を示す。
実施例22:フカン17によるウサギの子宮角癒着
外科的癒着の抑制における高分子量フカン17の有効性を判断するために、合計3羽のニュージーランド白ウサギの両方の子宮角で、次の二重子宮角(DUH)の手術を行った。術前に、ウサギの体重を量り、次いでケタミンとキシラジンを前投薬することで、手術の準備をした。
フコイダン溶液は、乳酸リンゲル液USP(LRS)で5mg/mLで調製し、濾過滅菌した。すべての器具は無菌であり、手術中は無菌領域が維持されていた。腹部を清潔にし、正中腹部切開を入れた。子宮角を見つけ、体外に出し、破壊して損傷を誘発した。破壊された子宮角の近辺にある腹壁も破壊された。損傷を負った子宮角と腹壁を隣り合わせに配置し、縫合糸で安定させた。筋肉切開部の上部3分の1と下部3分の1を閉じ、ウサギの体重あたり5mL/kgのフコイダン溶液を腹腔に適用した。筋肉の切開を一時的に閉じ、腹腔においてフコイダン溶液を30分間放置した。筋肉の切開を再開し、腹腔を10mL/kgのLRSで洗い流した。切開部を閉じる前に腹腔内の体液の大部分を吸引した。癒着の形成は、手術の2週間後に評価された。子宮角癒着の長さを定規で測った。子宮角癒着の範囲の割合は、損傷した子宮角全体の長さに対する割合としての癒着の長さであり、式2を使用して計算された。
表19は、高分子量フカンの代表例であるフカン17について上記の方法を使用して得られた結果を示している。下の表の結果は、スコア化された6つの子宮角全体の平均の癒着の長さとして示されている。
表19は、フカン17で6つの子宮角を処理した結果を提示している。
Figure 2022177066000020
表19の結果からわかるように、高分子量フカンは、術後の子宮角癒着を抑制、予防、除去、軽減、又はその他の処置をするために成功裏に使用できる。
実施例23:高分子量フカン組成物で処置された子宮角線維性癒着
約228kDaの数平均分子量、約1210kDaの重量平均分子量、約575kDaのピーク分子量を有し、分布の89%が100kDaを超え、分布の約30%が1000kDaを超えている分子量分布を有する高分子量フカン組成物の、外科的癒着の抑制における有効性を判定するために、合計20羽のニュージーランド白ウサギの両方の子宮角で次の二重子宮角(DUH)の手術を行った。手術の前に、ウサギの体重を量り、次いでミダゾラムとデクスメトミジンの前投薬によって手術の準備をした。
フコイダン溶液は、乳酸リンゲル液USP(LRS)で0.02mg/mL、0.1mg/mL、0.5mg/mL、又は2.5mg/mLの各濃度で調製し、濾過滅菌した。すべての器具は無菌であり、手術中は無菌領域が維持されていた。腹部を清潔にし、正中腹部切開を入れた。子宮角を見つけ、体外に出し、破壊して損傷を誘発した。破壊された子宮角の近辺にある腹壁も破壊された。損傷を負った子宮角と腹壁を隣り合わせに配置し、縫合糸で安定させた。切開部を閉じる前に、ウサギの体重あたり約2mL/kgのフコイダン溶液を腹腔に適用した。癒着は、手術の2週間後に評価された。5羽のウサギを処理し、調製した各フコイダン濃度について評価した。子宮角癒着の長さを定規で測った。子宮角癒着の長さは、式2を使用して計算された。
同じ手術方法が、コントロール用にさらに5羽のニュージーランド白ウサギに適用され、それぞれフコイダン溶液の代わりに約2mL/kgのコントロールの乳酸リンゲル液USP(LRS)が投与された。LRSを投与されたコントロール群は、式2を使用して100%の癒着範囲があると判定された。表20は、異なる濃度と投与量の高分子量フカン組成物について上記の方法を使用して得られた結果を示している(高分子量フカン組成物の各濃度に対してそれぞれ10ずつ、合計40の子宮角が処置された)。結果は、コントロール群に比較して癒着範囲の減少として示されている。
Figure 2022177066000021
表20の結果からわかるように、高分子量フカン組成物は、術後の子宮角癒着を抑制、予防、除去、軽減、又はその他の処置をするために成功裏に使用できる。
参照符号の一覧
100 分子量に基づくセグメンテーションシステム(高分子量から低分子量)
100’ 分子量に基づくセグメンテーションシステム(低分子量から高分子量)
100’’ カチオン増強TFFシステム(CATS)
102 投入供給ライン
104 プレフィルター
106 低MWCOサブシステム保持物ラインバルブ
106’ 低MWCOサブシステムの排出バルブ
108 低MWCOサブシステム保持物排出ライン
110 高分画分子量TFFフィルター
111 高MWCOサブシステム保持物排出ライン
112 高MWCO TFFフィルター供給ライン
113 高分子量から低分子量のMWCOサブシステム間バルブ
114 高MWCOサブシステムポンプ
115 高MWCOサブシステムの溶媒供給ライン
116 高MWCOサブシステムのフカンコンテナ
117 高MWCOサブシステムの溶媒コンテナ
118 高MWCOサブシステム保持物戻りライン
119 高MWCOサブシステム透過液排出ライン
120 低分画分子量TFFフィルター
121 低MWCOサブシステム保持物排出ライン
122 低MWCO TFFフィルター供給ライン
123 低分子量から高分子量のMWCOサブシステム間バルブ
124 低MWCOサブシステムポンプ
125 低MWCOサブシステムの溶媒供給ライン
126 低MWCOサブシステムのフカンコンテナ
127 低MWCOサブシステムの溶媒コンテナ
128 低MWCOサブシステム保持物戻りライン
129 低MWCOサブシステム透過液排出ライン
130 高MWCO TFFサブシステム
130’ 高MWCO TFFサブシステム(図3)
135 カチオン添加剤洗浄溶液供給ライン
136 カチオン添加剤洗浄溶液バルブ
137 カチオン添加剤洗浄溶液コンテナ
140 低MWCOサブシステム
140’ 低MWCO TFFサブシステム(図3)
142 ナトリウム塩溶液コンテナ
143 低導電率透析濾過溶液コンテナ
144 ナトリウム塩溶液制御バルブ
145 低導電率透析濾過溶液バルブ
146 ナトリウム塩溶液供給ライン
147 低導電率透析濾過溶液供給ライン
150 高MWCO TFFフィルター
160 低MWCO TFFフィルター
600 出発フカン組成物から高分子量フカンを得るための遠心沈殿システム
600’ 出発フカン組成物から高分子量フカンを得るための遠心沈殿システム
610 遠心分離容器
620 段階的透過性バリア
620’ 透過性バリア
620a バリアセグメント(第1-最高密度)
620b バリアセグメント(第2-中間密度)
620c バリアセグメント(第3-最低密度)
620c’ 単一バリアセグメント
622 第1の底部の段階的透過性バリア材料端
622’ 第1の底部透過性バリア材料端
624 第2の頂部の段階的透過性バリア材料端
624’ 第2の頂部透過性バリア材料端
630 遠心分離容器610の第1の底端
640 遠心分離容器610の第2の頂端
650 出発フカン組成物
660 コンテナ610への遠心力の方向を示す矢印
670 遠心分離ボックス
900 電気泳動抽出システム
910 電気泳動チャンバー
912 ウェル
914 理論的な移動距離
916 電気泳動ゲル
918 電気泳動緩衝液
920 直流電源
922 陰極
924 陽極
926 移動方向矢印(陰イオンの移動方向を示す)
800 出発フカン組成物から高分子量フカンを得るための膜透析システム
801 投入供給ライン
802 プレフィルター
810 フカンコンテナ
812 透析システム供給ライン
814 透析システムポンプ
815 透析流体排出バルブ
816 透析流体戻りライン
818 透析流体排出ライン
820 透析セル
825 透析膜
830 透析コンテナ
832 透析液供給ライン
834 透析液ポンプ
835 透析液流体排出バルブ
836 透析液流体戻りライン
838 透析液流体排出ライン
840 透析液コンテナ
842 透析液供給ライン
845 透析液供給バルブ
170 タンジェンシャルフロー濾過(TFF)サブシステム
171 TFFフィルター
172 TFFサブシステムフィルター供給ライン
173 TFFサブシステム溶媒供給バルブ
174 TFFサブシステムポンプ
175 TFFサブシステムの溶媒供給ライン
176 TFFサブシステムのフカンコンテナ
177 TFFサブシステムの溶媒コンテナ
178 TFFサブシステム保持物ライン
179 TFFサブシステム透過液排出ライン
180 イオン交換サブシステム
181 イオン交換コンテナ
182a イオン交換サブシステムフカン供給ライン
182b イオン交換サブシステム塩溶液供給ライン
183a イオン交換サブシステムフカン戻りバルブ
183b イオン交換サブシステム塩溶液供給バルブ
183c イオン交換サブシステム塩溶液戻りバルブ
184a イオン交換サブシステムフカンポンプ
184b イオン交換サブシステム塩溶液ポンプ
186 イオン交換サブシステムのフカンコンテナ
187 イオン交換サブシステム塩溶液コンテナ
188a イオン交換サブシステムフカン戻りライン
188b イオン交換サブシステム塩溶液戻りライン
189 マクロポーラスイオン交換樹脂
300 イオン吸着システム
301 投入供給ライン
302 サブシステム間バルブ
303 TFFサブシステム保持物排出ライン
304 イオン交換サブシステム排出バルブ
305 イオン交換サブシステム排出ライン
306 プレフィルター
本明細書で使用されるすべての用語は、文脈又は定義が他に明確に示さない限り、それらの通常の意味に従って使用されている。また、別段の明示的な指示がない限り、本開示では、「又は」の使用は「及び」を含み、逆もまた同様である。非限定的な用語は、明示的に述べられない限り、又は文脈がそうでないことを明確に示さない限り、限定するものとして解釈されるべきではない(例えば、「including(含むなど)」、「having(有するなど)」、及び「comprising(備えるなど)」は、通常、「制限なしに含む」を示す)。特許請求の範囲を含め、「a」、「an」、及び「the」などの単数形は、明示的に述べられていない限り、又は文脈が明らかに他を示さない限り、複数の言及を含む。
別段に明記しない限り、本明細書における「実質的に」及び「約」などの形容詞は、実施形態の単数又は複数の特徴の状態又は関係の特性を修正し、条件又は特性が、それが意図されている用途のために実施形態の動作に許容される許容範囲内に定められることを示す。
本方法、組成物、システムなどの範囲は、ミーンズ・プラス・ファンクション、及びステップ・プラス・ファンクションという概念の両方を含む。ただし、「手段」という語がクレームに具体的に記載されていない場合、クレームは、「ミーンズ・プラス・ファンクション」の関係を示すものとして解釈されるべきではなく、「手段」という語がクレームに具体的に記載されている場合は「ミーンズ・プラス・ファンクション」の関係を示すものとして解釈されるべきである。同様に、「工程」という語がクレームに具体的に記載されていない場合、クレームは、「ステップ・プラス・ファンクション」の関係を示すものとして解釈されるべきではなく、「工程」という語がクレームに具体的に記載されている場合は「ステップ・プラス・ファンクション」の関係を示すものとして解釈されるべきである。
上記から、特定の実施形態が例示の目的で本明細書において説明されたが、本明細書の説明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な修正が行われ得ることが理解されよう。したがって、システム及び方法などは、そのような修正ならびに本明細書に記載の主題のすべての順列及び組み合わせを含み、添付の請求項又は本明細書の考察及び図面において適切な補助を伴う他の請求項による場合を除いて限定されない。
高分子量から低分子量のMWCOサブシステム間バルブ113は、上記の処理中にシャットする(閉じる)ことができ、高MWCO TFFサブシステム130’の高MWCO TFFフィルター150の保持物は、低MWCO TFFサブシステム140’の低MWCOサブシステムのフカンコンテナ126に供給される前にコンテナ(図示せず)に回収されてもよい。次に、回収された保持物は、高MWCOサブシステムの保持物排出ライン111を介して、低MWCO TFFサブシステム140’の低MWCOサブシステムのフカンコンテナ126に供給され得る。他の実施形態では、回収された保持物は、コンテナ(図示せず)において低MWCOサブシステムのフカンコンテナ126に移送されてもよい。システムのさらに他の実施形態では、高分子量から低分子量へのMWCOサブシステム間バルブ113を開いたままにして、高MWCO TFFフィルター150の保持物を、低MWCOサブシステムのフカンコンテナ126に対して、高MWCOサブシステム保持物排出ライン111を介して継続的に供給することができる。高MWCO TFFフィルター150の保持物中の低分子量分子の分布は、出発フカン組成物中の低分子量分子の分布と比較して減衰又は抑制される。
低MWCOサブシステムポンプ124が、低MWCO TFFサブシステム140’の保持物を低MWCO TFFフィルター160上に還流させている間に、ナトリウム塩溶液、例えば2MのNaCl溶液は、ナトリウム塩溶液供給ライン146を介してナトリウム塩溶液コンテナ142からナトリウム塩溶液制御バルブ144の適切な制御により供給され得る。この方法では、低MWCO TFFフィルター160の分画分子量は、ナトリウム塩の処理によってフカンから放出されたカチオン添加剤を分離するために選択される。低MWCO TFFサブシステム140’のプロセスが進むにつれて、フカン上のコリンカチオンをNaCl由来のナトリウムカチオンで置換したことから生じる遊離塩化コリンは、低MWCO TFFフィルター160の透過液に移動し、低MWCOサブシステム透過液の排出ライン129を介してCATS 100’’を出る。ナトリウム塩溶液は、例えば、低MWCOサブシステムの透過液排出ライン129の透過液を介して失われた溶液を補充するため、及び/又は高MWCO TFFサブシステム130’からのナトリウム塩溶液と保持物の所定数のダイアボリュームが低MWCO TFFフィルター160を循環するのを確実にするために、使用することができる。ナトリウム塩溶液制御バルブ144を制御することにより、ナトリウム塩溶液をパルスプロセスで加えることができる。他の実施形態では、ナトリウム塩溶液は、連続モードで添加されてもよい。ナトリウム塩溶液及び保持物の適切な数のダイアボリュームが低MWCO TFFフィルター160上を循環したら、ナトリウム塩溶液制御バルブ144は閉じられてもよく、低導電率透析濾過溶液バルブ145は開かれてよい。低MWCO TFFフィルター160で処理するためのナトリウム塩溶液のダイアボリュームの数は、予め決定され得る。低MWCOサブシステムのポンプ124は、低MWCO TFFフィルター160に対し、その保持物側と透過液側との間に、あるレベルの圧力を供給する。図3において、低MWCO TFFフィルター160の保持物は、低MWCOサブシステム保持物戻りライン128を介して、低MWCOサブシステムフカンコンテナ126に戻されるが、透過液は、低MWCO TFFサブシステム140’の外側での使用のために、低MWCOサブシステム透過液排出ライン129を介して生成される、又は破棄されることになる。
上記から、特定の実施形態が例示の目的で本明細書において説明されたが、本明細書の説明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な修正が行われ得ることが理解されよう。したがって、システム及び方法などは、そのような修正ならびに本明細書に記載の主題のすべての順列及び組み合わせを含み、添付の請求項又は本明細書の考察及び図面において適切な補助を伴う他の請求項による場合を除いて限定されない。
本開示は以下の態様を含む。
<1> 有効分子量範囲が約50kDa~約5,000kDaの範囲であるヒドロキシル化ポリメタクリレート系ゲルが充填された内径7.8mmの1つの300mm分析ゲル浸透クロマトグラフィーカラム、有効分子量範囲が約1kDa~約6,000kDaのヒドロキシル化ポリメタクリレート系ゲルを充填した内径7.8mmの1つの300mm分析ゲル浸透クロマトグラフィーカラム、及び、ヒドロキシル化ポリメタクリレート系ゲルを充填した内径6mmの1つの40mmのガードカラム、ここで前記2つの分析ゲル浸透クロマトグラフィーカラム及び前記1つのガードカラムは、約30℃の1つのカラムの区画に含まれる;
約30℃の示差屈折率検出器;
0.6mL/minで実行する0.1Mの硝酸ナトリウム移動相、及び
約2,200kDaのピーク分子量を有する第1のデキストラン標準品、約720kDa~約760kDaのピーク分子量を有する第2のデキストラン標準品、約470kDa~約510kDaのピーク分子量を有する第3のデキストラン標準品、約370kDa~約410kDaのピーク分子量を有する第4のデキストラン標準品、約180kDa~約220kDaのピーク分子量を有する第5のデキストラン標準品、及び約40kDa~55kDaのピーク分子量を有する第6のデキストラン標準品から実質的になるピーク分子量標準曲線に対する定量化;
から実質的になる水性ゲル浸透クロマトグラフィーのセットアップを使用して測定した場合に、分布の少なくとも92%w/wが100kDa超である分子量分布から実質的になる、高分子量フカン。
<2> 前記分布の少なくとも93%w/wが100kDa超である、前記<1>に記載の高分子量フカン。
<3> 前記分布の少なくとも94%w/wが100kDa超である、前記<1>に記載の高分子量フカン。
<4> 前記分布の少なくとも95%w/wが100kDa超である、前記<1>に記載の高分子量フカン。
<5> 前記分布の少なくとも97%w/wが100kDa超である、前記<1>に記載の高分子量フカン。
<6> 前記分布の少なくとも98%w/wが100kDa超である、前記<1>に記載の高分子量フカン。
<7> 前記分布の少なくとも99%w/wが100kDa超である、前記<1>に記載の高分子量フカン。
<8> 約100kDa~10,000kDaの重量平均分子量を含む、前記<1>~<7>のいずれか一項に記載の高分子量フカン。
<9> 約140kDa~8,100kDaの重量平均分子量を含む、前記<8>に記載の高分子量フカン。
<10> 前記重量平均分子量が約370kDa~8100kDaである、前記<8>に記載の高分子量フカン。
<11> 前記重量平均分子量が約370kDa~5300kDaである、前記<8>に記載の高分子量フカン。
<12> 前記重量平均分子量が約370kDa~1900kDaである、前記<8>に記載の高分子量フカン。
<13> 前記重量平均分子量が約590kDa~1600kDaである、前記<8>に記載の高分子量フカン。
<14> 前記重量平均分子量が約860kDa~1600kDaである、前記<8>に記載の高分子量フカン。
<15> 前記重量平均分子量が約1,100kDaである、前記<8>に記載の高分子量フカン。
<16> 前記重量平均分子量が約1,200kDaである、前記<8>記載の高分子量フカン。
<17> 前記重量平均分子量が約1,300kDaである、前記<8>に記載の高分子量フカン。
<18> 約50kDa~3,000kDaの数平均分子量を含む、前記<1>~<17>のいずれか一項に記載の高分子量フカン。
<19> 前記数平均分子量が約60kDa~2,000kDaである、前記<18>に記載の高分子量フカン。
<20> 前記数平均分子量が約140kDa~2,000kDaである、前記<18>に記載の高分子量フカン。
<21> 前記数平均分子量が約140kDa~520kDaである、前記<18>に記載の高分子量フカン。
<22> 前記数平均分子量が約230kDa~450kDaである、前記<18>に記載の高分子量フカン。
<23> 前記分布の少なくとも55%w/wが約200kDa超である、前記<1>~<22>のいずれか一項に記載の高分子量フカン。
<24> 前記分布の少なくとも71%w/wが約200kDa超である、前記<23>に記載の高分子量フカン。
<25> 前記分布の少なくとも91%w/wが約200kDa超である、前記<23>に記載の高分子量フカン。
<26> 前記分布の少なくとも22%w/wが約500kDa超である、前記<1>~<25>のいずれか一項に記載の高分子量フカン。
<27> 前記分布の少なくとも54%w/wが約500kDa超である、前記<26>に記載の高分子量フカン。
<28> 前記分布の少なくとも90%w/wが約500kDa超である、前記<26>に記載の高分子量フカン。
<29> 有効分子量範囲が約50kDa~約5,000kDaの範囲であるヒドロキシル化ポリメタクリレート系ゲルが充填された内径7.8mmの1つの300mm分析ゲル浸透クロマトグラフィーカラム、有効分子量範囲が約1kDa~約6,000kDaのヒドロキシル化ポリメタクリレート系ゲルを充填した内径7.8mmの1つの300mm分析ゲル浸透クロマトグラフィーカラム、及び、ヒドロキシル化ポリメタクリレート系ゲルを充填した内径6mmの1つの40mmのガードカラム、ここで前記2つの分析ゲル浸透クロマトグラフィーカラム及び前記1つのガードカラムは、約30℃の1つのカラムの区画に含まれる;
約30℃の屈折率検出器;
0.6mL/minで流す0.1Mの硝酸ナトリウム移動相;及び
約2,200kDaのピーク分子量を有する第1のデキストラン標準品、約720kDa~約760kDaのピーク分子量を有する第2のデキストラン標準品、約470kDa~約510kDaのピーク分子量を有する第3のデキストラン標準品、約370kDa~約410kDaのピーク分子量を有する第4のデキストラン標準品、約180kDa~約220kDaのピーク分子量を有する第5のデキストラン標準品、及び約40kDa~55kDaのピーク分子量を有する第6のデキストラン標準品から実質的になるピーク分子量標準曲線に対する定量化、
から実質的になる水性ゲル浸透クロマトグラフィーのセットアップを使用して測定した場合に、分布の少なくとも約61%w/w~80%w/wが約200kDa~1600kDaである分子量分布から実質的になる、高分子量フカン。
<30> 有効分子量範囲が約50kDa~約5,000kDaの範囲であるヒドロキシル化ポリメタクリレート系ゲルが充填された内径7.8mmの1つの300mm分析ゲル浸透クロマトグラフィーカラム、有効分子量範囲が約1kDa~約6,000kDaのヒドロキシル化ポリメタクリレート系ゲルを充填した内径7.8mmの1つの300mm分析ゲル浸透クロマトグラフィーカラム、及びヒドロキシル化ポリメタクリレート系ゲルを充填した内径6mmの1つの40mmのガードカラムであって、前記2つの分析ゲル浸透クロマトグラフィーカラム及び前記1つのガードカラムは、約30℃の1つのカラムの区画に含まれる;
約30℃の屈折率検出器;
0.6mL/minで流す0.1Mの硝酸ナトリウム移動相;及び
約2,200kDaのピーク分子量を有する第1のデキストラン標準品、約720kDa~約760kDaのピーク分子量を有する第2のデキストラン標準品、約470kDa~約510kDaのピーク分子量を有する第3のデキストラン標準品、約370kDa~約410kDaのピーク分子量を有する第4のデキストラン標準品、約180kDa~約220kDaのピーク分子量を有する第5のデキストラン標準品、及び約40kDa~55kDaのピーク分子量を有する第6のデキストラン標準品から実質的になるピーク分子量標準曲線に対する定量化
から実質的になる水性ゲル浸透クロマトグラフィーのセットアップを使用して測定した場合に、分布の少なくとも60%w/wが約1600kDa超である分子量分布から実質的になる、高分子量フカン。
<31> 硫酸塩の含有量が約20%w/w~60%w/wである、前記<1>~<30>のいずれか一項に記載の高分子量フカン。
<32> 硫酸塩の含有量が約30%w/w~55%w/wである、前記<31>に記載の高分子量フカン。
<33> 硫酸塩含有量が約32%w/w~52%w/wである、前記<31>に記載の高分子量フカン。
<34> 総炭水化物含有量が約27%w/w~80%w/wである、前記<1>~<33>のいずれか一項に記載の高分子量フカン。
<35> 総炭水化物含有量のパーセンテージとしての総フコース含有量が少なくとも約30%w/wである、前記<34>に記載の高分子量フカン。
<36> 総炭水化物含有量のパーセンテージとしての総フコース含有量が少なくとも約50%w/wである、前記<34>に記載の高分子量フカン。
<37> 総炭水化物含有量のパーセンテージとしての総フコース含有量が少なくとも約70%w/wである、前記<34>に記載の高分子量フカン。
<38> 総炭水化物含有量のパーセンテージとしての総フコース含有量が少なくとも約80%w/wである、前記<34>に記載の高分子量フカン。
<39> 総炭水化物含有量のパーセンテージとしての総フコース含有量が少なくとも約90%w/wである、前記<34>に記載の高分子量フカン。
<40> 総炭水化物含有量のパーセンテージとしての総フコース含有量が少なくとも約95%w/wである、前記<34>に記載の高分子量フカン。
<41> 総炭水化物含有量のパーセンテージとしての総ガラクトース含有量が約60%w/w未満である、前記<34>に記載の高分子量フカン。
<42> 総炭水化物含有量のパーセンテージとしての総ガラクトース含有量が約2%w/w~20%w/wである、前記<34>に記載の高分子量フカン。
<43> 総炭水化物含有量のパーセンテージとしての総ガラクトース含有量が約10%w/w未満である、前記<34>に記載の高分子量フカン。
<44> 総炭水化物含有量のパーセンテージとしての、グルクロン酸含有量、マンノース含有量、ラムノース含有量、グルコース含有量及びキシロース含有量の合計が約30%w/w未満である、前記<34>に記載の高分子量フカン。
<45> 前記高分子量フカンが50mg/mLの濃度で水に溶解されたとき、約4cP~50cPの粘度を有する、前記<1>~<44>のいずれか一項に記載の高分子量フカン。
<46> 前記高分子量フカンが50mg/mLの濃度で水に溶解されたとき、約10cP~40cPの粘度を有する、前記<1>~<44>のいずれか一項に記載の高分子量フカン。
<47> 前記高分子量フカンが50mg/mLの濃度で水に溶解されたとき、約15cP~30cPの粘度を有する、前記<1>~<44>のいずれか一項に記載の高分子量フカン。
<48> 前記高分子量フカンが白色固体である、前記<1>~<47>のいずれか一項に記載の高分子量フカン。
<49> 前記高分子量フカンが1mg/mL~100mg/mLの濃度で水に溶解されたときに、無色透明の溶液を形成する、前記<1>~<48>のいずれか一項に記載の高分子量フカン。
<50> 前記フカンが5%w/w未満のアセチル含有量を含む、前記<1>~<49>のいずれか一項に記載の高分子量フカン。
<51> 前記フカンが2%w/w未満のアセチル含有量を含む、前記<1>~<49>のいずれか一項に記載の高分子量フカン。
<52> カーボンの次元において10~30ppmの範囲で、256~512のスキャンそれぞれ8の増分で、5mmのコールドプローブを備えた600MHz分光計で溶媒信号抑制で、70℃で2D H- 13 C異核間多量子コヒーレンスによって測定されたときに、前記フカンが実質的に0%w/wのアセチル含有量を含む、前記<1>~<49>のいずれか一項に記載の高分子量フカン。
<53> 前記<1>~<52>のいずれか一項に記載の高分子量フカンを作製することを含む方法。
<54> 前記<1>~<52>のいずれか一項に記載の高分子量フカンを使用することを含む方法。
<55> 前記使用が、線維性癒着を処置することを含む、前記<54>に記載の方法。
<56> 処置有効量の前記<1>~<52>のいずれか一項に記載の高分子量フカンを医学的に許容される緩衝液又は希釈剤中に含む、医学的に許容されるフカン組成物。
<57> 動物の状態又は疾患を処置する方法であって、前記状態又は疾患を処置するために前記<56>に記載の前記医学的に許容されるフカン組成物を選択し、約0.5mg/kg~50mg/kgの前記高分子量フカンを含む処置有効量を前記動物に投与することを含む、方法。
<58> 動物の状態又は疾患を処置する方法であって、前記状態又は疾患を処置するために前記<56>に記載の前記医学的に許容されるフカン組成物を選択し、約0.04mg/kg~25mg/kgである前記高分子量フカンの処置有効量を前記動物に投与することを含む、方法。
<59> 前記処置有効量が約0.2mg/kg~10mg/kgである、前記<57>又は<58>に記載の方法。
<60> 前記処置有効量が約1mg/kg~5mg/kgである、前記<57>又は<58>に記載の方法。
<61> 前記処置有効量が約1.5mg/kg~3mg/kgである、前記<57>又は<58>に記載の方法。
<62> 前記処置有効量が約5mg/kg~10mg/kgである、前記<57>又は<58>に記載の方法。
<63> 前記状態又は疾患が前記動物の標的部位での線維性癒着であり、前記投与が前記処置有効量を前記標的部位に投与することを含む、前記<57>~<62>のいずれか一項に記載の方法。
<64> 前記<1>~<52>のいずれか一項に記載の高分子量フカンを約0.02mg/mL~100mg/mL含む医療用組成物であって、動物の疾患又は状態を処置するように形成及び構成される、医療用組成物。
<65> 約0.5mg/mL~5mg/mLの前記高分子量フカンを含む、前記<64>に記載の医療用組成物。
<66> 約2.5mg/mLの前記高分子量フカンを含む、前記<64>に記載の医療用組成物。
<67> 前記医療用組成物が医療手段である、前記<64>~<66>のいずれか一項に記載の医療用組成物。
<68> 前記医療用組成物が液状医療手段である、前記<64>~<66>のいずれか一項に記載の医療用組成物。
<69> 前記医療用組成物が医薬組成物である、前記<64>~<66>のいずれか一項に記載の医療用組成物。
<70> 前記医療用組成物が液状医療用組成物である、前記<64>~<66>のいずれか一項に記載の医療用組成物。
<71> 前記疾患又は状態が線維性癒着である、前記<64>~<70>のいずれか一項に記載の医療用組成物。
<72> 動物の疾患又は状態を処置するための、約0.01mL/kg~15mL/kgの前記<64>~<71>のいずれか一項に記載の医療用組成物を含む投与量範囲の使用。
<73> 動物の疾患又は状態を処置するための、約0.03mL/kg~4mL/kgの前記<64>~<71>のいずれか一項に記載の医療用組成物を含む投与量範囲の使用。
<74> 動物の疾患又は状態を処置するための、約0.06mL/kg~2mL/kgの前記<64>~<71>のいずれか一項に記載の医療用組成物を含む投与量範囲の使用。
<75> 動物の疾患又は状態を処置するための、約2mL/kg~4mL/kgの前記<64>~<71>のいずれか一項に記載の医療用組成物を含む投与量範囲の使用。
<76> 患者の選択された疾患又は状態を処置する方法であって、前記選択された疾患又は状態を含む又は合理的に影響を受けやすい患者の選択された標的部位を特定し、次いで前記<64>~<71>のいずれか一項に記載の医療用組成物を前記患者の標的部位に投与することを含む、方法。
<77> 前記疾患又は状態が線維性癒着である、前記<76>に記載の方法。
<78> 前記標的部位が手術部位であり、前記投与が、a)前記手術部位で外科的創傷を開いた後、b)手術中、及びc)前記外科的創傷を閉じた後、の少なくとも1つで行われる、前記<76>又は<77>に記載の方法。
<79> 前記投与が、手術後であるが、外科的創傷を閉じる前に行われる、前記<76>又は<77>に記載の方法。
<80> 前記投与に3分未満かかる、前記<76>又は<77>に記載の方法。
<81> 前記投与に2分未満かかる、前記<76>又は<77>に記載の方法。
<82> 前記投与に1分未満かかる、前記<76>又は<77>に記載の方法。
<83> 前記標的部位が、病変部位、擦過傷部位及び損傷部位の少なくとも1つである、前記<76>又は<77>に記載の方法。
<84> 前記標的部位が、骨盤腔、腹側腔、背側腔、頭蓋腔、脊髄腔、腹腔、胸腔、胸膜腔、心膜腔、皮膚、関節、筋肉、腱、靭帯の少なくとも1つである、前記<76>又は<77>に記載の方法。
<85> 高分子量フカンを得るための方法であって、
出発溶液中に、所望の高分子量フカンセグメントを含む広い分子量分布を有する出発フカン組成物を用意すること、
前記出発溶液を第1の高分画分子量側タンジェンシャルフロー濾過フィルターに通す第1のタンジェンシャルフロー濾過に供し、第1の透過液フカン組成物を生成すること、及び
前記第1の透過液フカン組成物を第2の低分画分子量側タンジェンシャルフロー濾過フィルターに通す第2のタンジェンシャルフロー濾過に供して、前記所望の高分子量フカンから実質的になる第2の保持物フカン組成物を生成すること
を含む、方法。
<86> 前記方法が、前記所望の高分子量フカンから実質的になる前記第2の保持物フカン組成物を回収することをさらに含む、前記<85>に記載の方法。
<87> 前記第1の高分画分子量側タンジェンシャルフロー濾過フィルターが約50kDa~約1000kDaの高分画分子量を有し、前記第2の低分画分子量側タンジェンシャルフロー濾過フィルターが約30kDa~約100kDaの低分画分子量を有する、前記<85>に記載の方法。
<88> 前記高分画分子量が約300kDaであり、前記低分画分子量が約100kDaである、前記<87>に記載の方法。
<89> 高分子量フカンを得るための方法であって、
出発溶液中に所望の高分子量フカンセグメントを含む広い分子量分布を有する出発フカン組成物を用意すること、
前記出発溶液を第1の低分画分子量側タンジェンシャルフロー濾過フィルターに通すタンジェンシャルフロー濾過に供し、第1の保持物フカン組成物を生成すること、及び
前記第1の保持物フカン組成物を第2の高分画分子量側タンジェンシャルフロー濾過フィルターに通すタンジェンシャルフロー濾過に供して、前記所望の高分子量フカンから実質的になる第2の透過液フカン組成物を生成すること
を含む、方法。
<90> 前記方法が、前記所望の高分子量フカンから実質的になる前記第2の透過液フカン組成物を回収することをさらに含む、前記<89>に記載の方法。
<91> 前記第1のタンジェンシャルフロー濾過が、前記第1の低分画分子量側タンジェンシャルフロー濾過フィルターに通して前記出発溶液を透析濾過することを含む、前記<89>に記載の方法。
<92> 前記第2のタンジェンシャルフロー濾過が、前記第2の高分画分子量側タンジェンシャルフロー濾過フィルターに通して前記第1の保持物フカン組成物を透析濾過することを含む、前記<89>に記載の方法。
<93> 前記第1の低分画分子量側タンジェンシャルフロー濾過フィルターが約30kDa~約100kDaの低分画分子量を有し、前記第2の高分画分子量側タンジェンシャルフロー濾過フィルターが約50kDa~約1000kDaの高分画分子量を有する、前記<89>に記載の方法。
<94> 前記低分画分子量が約100kDaであり、前記高分画分子量が約300kDaである、前記<92>に記載の方法。
<95> 高分子量フカンを得るための方法であって、
出発溶液中に所望の高分子量フカンセグメントを含む広い分子量分布を有する出発フカン組成物を用意すること、ここで前記出発フカン組成物は、前記組成物中のフカンの硫酸基にイオン結合した低原子量の陽イオンを含む、及び
前記出発溶液を、前記低原子量の陽イオンよりも大きい分子量を有する陽イオン添加剤を含む陽イオン添加剤溶液を相手とするタンジェンシャルフロー濾過に供して、前記所望の高分子量フカンから実質的になる保持物フカン組成物を生成すること
を含む、方法。
<96> 前記方法が、前記所望の高分子量フカンから実質的になる前記保持物フカン組成物を回収することをさらに含む、前記<95>に記載の方法。
<97> 前記低原子量の陽イオンが、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルミニウム及びアンモニウムのうちの少なくとも1つを含む、前記<95>に記載の方法。
<98> 前記陽イオン添加剤が、コリン、ポリビニルピロリドン、タウリン、ポリアミン、キトサン、ヒストン、及びコラーゲンのうちの少なくとも1つを含む、前記<95>に記載の方法。
<99> 前記出発溶液をタンジェンシャルフロー濾過に供する前に、前記陽イオン添加剤を前記出発溶液に加えることをさらに含む、前記<95>に記載の方法。
<100> 前記タンジェンシャルフロー濾過が、前記陽イオン添加剤溶液で前記出発溶液を透析濾過することを含む、前記<95>に記載の方法。
<101> 前記第1のタンジェンシャルフロー濾過フィルターの分画分子量よりも低い分画分子量を有する第2のタンジェンシャルフロー濾過フィルターで、前記保持物フカン組成物を塩溶液で透析濾過することにより前記陽イオン添加剤を除去することをさらに含む、前記<95>の方法。
<102> 前記塩溶液が、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルミニウム及び/又はアンモニウムの塩化物、臭化物、ヨウ化物、フッ化物、硫酸塩、亜硫酸塩、炭酸塩、重炭酸塩、リン酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩、酢酸塩、クエン酸塩、ケイ酸塩及び/又はシアン化物を含む、前記<101>に記載の方法。
<103> 前記保持物フカン組成物を低イオン強度溶液で透析濾過することにより塩を除去することをさらに含む、前記<101>に記載の方法。
<104> 高分子量フカンを得るための方法であって、
底端と頂端及びそれらの間の透過性バリアを含む遠心分離コンテナを用意すること、ここで前記透過性バリアはその間に勾配材料を含む、
所望の高分子量フカンセグメントを含む広い分子量分布を有する出発フカン組成物を、前記遠心分離コンテナ内かつ前記透過性バリアの上に置くこと、及び
前記遠心分離コンテナを、前記所望の高分子量フカンから実質的になる沈殿物を生成するのに十分な時間遠心分離すること
を含む、方法。
<105> 前記方法が、前記遠心分離コンテナから前記所望の高分子量フカンを回収することをさらに含む、前記<104>に記載の方法。
<106> 前記透過性バリアが、勾配材料の単一のセグメントを含む、前記<104>に記載の方法。
<107> 前記透過性バリアが、勾配材料の複数のセグメントを含む、前記<104>に記載の方法。
<108> 前記勾配材料が、スクロース、ポリスクロース、グリセロール、ソルビトール、CsCl、Cs SO 、KBr、ジアトリゾエート、Nycodenz(登録商標)、及びイオジキサノールのうちの少なくとも1つを含む、前記<106>又は<107>のいずれかに記載の方法。
<109> 遠心力が約10,000g~約1,000,000gである、前記<104>に記載の方法。
<110> 遠心力が60,000g~約500,000gである、前記<104>に記載の方法。
<111> 高分子量フカンを得るための方法であって、
底端と頂端を含む遠心分離コンテナを用意すること、
前記遠心分離コンテナ内に、出発溶液中に所望の高分子量フカンセグメントを含む広い分子量分布を有する出発フカン組成物を位置させること、及び
前記遠心分離コンテナを、前記所望の高分子量フカンから実質的になる沈殿物を生成するのに十分な時間遠心分離すること
を含む、方法。
<112> 前記遠心分離コンテナから、沈殿物として前記所望の高分子量フカンを回収することをさらに含む、前記<111>に記載の方法。
<113> 遠心力が約60,000g~約1,000,000gである、前記<111>に記載の方法。
<114> 遠心力が200,000の重力~約500,000の重力である、前記<111>に記載の方法。
<115> 高分子量フカンを得るための方法であって、
所望の高分子量フカンセグメントを含む広い分子量分布を有する出発フカン組成物をゲル電気泳動に供すること、ここで前記出発フカン組成物は、電気泳動ゲル中を質量電荷比に従って移動させられる、
前記所望の高分子量フカンから実質的になる前記電気泳動ゲルの一部を選択すること、及び
前記電気泳動ゲルの前記選択した部分から前記所望の高分子量フカンを抽出すること、
を含む、方法。
<116> 前記出発フカン組成物をゲル電気泳動に供することは、約10ボルト/cm~200ボルト/cmの電位差を前記電気泳動ゲルに印加することを含む、前記<115>に記載の方法。
<117> 前記電気泳動ゲルが、アガロース、ポリアクリルアミド、ポリジメチルアクリルアミド、及びデンプンのうちの少なくとも1つを含む、前記<115>に記載の方法。
<118> 前記電気泳動ゲルが、トリスアセテートEDTA、トリスボレートEDTA、及びリン酸緩衝生理食塩水のうちの少なくとも1つをさらに含む、前記<117>に記載の方法。
<119> 前記電気泳動ゲルの前記選択された部分から前記所望の高分子量フカンを抽出することが、前記電気泳動ゲルの前記選択された部分を溶媒の中で撹拌することを含む、前記<115>に記載の方法。
<120> 前記溶媒が水、メタノール、エタノール及びイソプロパノールのうちの少なくとも1つを含む、前記<119>に記載の方法。
<121> 高分子量フカンを得るための方法であって、
所望の高分子量フカンセグメントを含む広い分子量分布を有する出発フカン組成物及びイオン交換マクロポーラス樹脂を用意すること、及び
前記出発フカン組成物を前記イオン交換マクロポーラス樹脂とのイオン交換に供して、前記所望の高分子量フカンから実質的になるイオン交換処理されたフカン組成物を得ること、
を含む、方法。
<122> 前記イオン交換処理されたフカン組成物から前記所望の高分子量フカンを回収することをさらに含む、前記<121>に記載の方法。
<123> 前記出発フカン組成物を用意することが、前記出発フカン組成物をイオン交換に供する前に、前記出発フカン組成物を脱塩することをさらに含む、前記<121>に記載の方法。
<124> 前記出発フカン組成物:イオン交換マクロポーラス樹脂の質量比が約1:100~約10:1である、前記<121>に記載の方法。
<125> 前記質量比が約1:10~約5:1である、前記<124>に記載の方法。
<126> 前記出発フカン組成物が約5分~約100時間の間イオン交換に供される、前記<121>に記載の方法。
<127> 前記イオン交換マクロポーラス樹脂が、陰イオン交換マクロポーラス樹脂及び混合電荷マクロポーラス樹脂の少なくとも1つを含む、前記<121>に記載の方法。
<128> 前記陰イオン交換マクロポーラス樹脂が強塩基マクロポーラス樹脂である、前記<127>に記載の方法。
<129> 前記強塩基マクロポーラス樹脂が第四級アミン基を含む、前記<128>に記載の方法。
<130> 前記陰イオン交換マクロポーラス樹脂が弱塩基マクロポーラス樹脂である、前記<127>に記載の方法。
<131> 前記弱塩基マクロポーラス樹脂が、第一級、第二級又は第三級アミン基のうちの少なくとも1つを含む、前記<130>に記載の方法。
<132> 前記イオン交換マクロポーラス樹脂が、スチレン、アガロース、デキストラン、アクリレート、メタクリレート、メチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、ジビニルベンゼン、セルロース、シリカ、及びセラミックのうちの少なくとも1つを含む、前記<121>に記載の方法。
<133> 前記イオン交換マクロポーラス樹脂が約5nm~約1000nmの孔径を有する、前記<121>に記載の方法。
<134> 前記孔径が約10nm~約100nmである、前記<133>に記載の方法。
<135> 前記孔径が約15nm~約50nmである、前記<133>に記載の方法。
<136> 前記イオン交換マクロポーラス樹脂が約50kDa~約50,000kDaの排除限界を有する、前記<121>に記載の方法。
<137> 前記排除限界が約1,000kDa~約9,000kDaである、前記<136>に記載の方法。
<138> 前記排除限界が約100kDa~約1,000kDaである、前記<136>に記載の方法。
<139> 高分子量フカンを得るための方法であって、
出発溶液中に存在する所望の高分子量フカンセグメントを含む広い分子量分布を有する出発フカン組成物、及びゲル媒体を用意すること、
前記出発溶液を分取ゲル浸透クロマトグラフィーに供すること、ここで前記出発フカン組成物は、分子量に従って第1の投入端から第2の排出端へと前記ゲル媒体中を移動させられる、及び
前記第2の排出端から、前記所望の高分子量フカンセグメントから実質的になる少なくとも1つのアリコートを回収すること
を含む、方法。
<140> 前記方法が、複数のアリコートを回収すること、及び前記アリコートを組み合わせることをさらに含む、前記<139>に記載の方法。
<141> 前記ゲル媒体がカラムに含まれる、前記<139>に記載の方法。
<142> 前記ゲル媒体が、ポリヒドロキシメタクリレート、スルホン化スチレン-ジビニルベンゼン、シリカ、親水性結合相又はポリマー、ポリスチレン、ジビニルベンゼン、メタクリレート、メチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、セルロース、セラミック、アガロース及びデキストランのうちの少なくとも1つを含む、前記<139>に記載の方法。
<143> 前記ゲル媒体が約3nm~約10,000nmの孔径を有する、前記<139>に記載の方法。
<144> 前記孔径が約3nm~約3000nmである、前記<143>に記載の方法。
<145> 前記ゲル媒体が、約100Da~約100,000kDaの排除限界を有する、前記<139>に記載の方法。
<146> 前記ゲル媒体が、約100kDa~約30,000kDaの排除限界を有する、前記<145>に記載の方法。

Claims (146)

  1. 有効分子量範囲が約50kDa~約5,000kDaの範囲であるヒドロキシル化ポリメタクリレート系ゲルが充填された内径7.8mmの1つの300mm分析ゲル浸透クロマトグラフィーカラム、有効分子量範囲が約1kDa~約6,000kDaのヒドロキシル化ポリメタクリレート系ゲルを充填した内径7.8mmの1つの300mm分析ゲル浸透クロマトグラフィーカラム、及び、ヒドロキシル化ポリメタクリレート系ゲルを充填した内径6mmの1つの40mmのガードカラム、ここで前記2つの分析ゲル浸透クロマトグラフィーカラム及び前記1つのガードカラムは、約30℃の1つのカラムの区画に含まれる;
    約30℃の示差屈折率検出器;
    0.6mL/minで実行する0.1Mの硝酸ナトリウム移動相、及び
    約2,200kDaのピーク分子量を有する第1のデキストラン標準品、約720kDa~約760kDaのピーク分子量を有する第2のデキストラン標準品、約470kDa~約510kDaのピーク分子量を有する第3のデキストラン標準品、約370kDa~約410kDaのピーク分子量を有する第4のデキストラン標準品、約180kDa~約220kDaのピーク分子量を有する第5のデキストラン標準品、及び約40kDa~55kDaのピーク分子量を有する第6のデキストラン標準品から実質的になるピーク分子量標準曲線に対する定量化;
    から実質的になる水性ゲル浸透クロマトグラフィーのセットアップを使用して測定した場合に、分布の少なくとも92%w/wが100kDa超である分子量分布から実質的になる、高分子量フカン。
  2. 前記分布の少なくとも93%w/wが100kDa超である、請求項1に記載の高分子量フカン。
  3. 前記分布の少なくとも94%w/wが100kDa超である、請求項1に記載の高分子量フカン。
  4. 前記分布の少なくとも95%w/wが100kDa超である、請求項1に記載の高分子量フカン。
  5. 前記分布の少なくとも97%w/wが100kDa超である、請求項1に記載の高分子量フカン。
  6. 前記分布の少なくとも98%w/wが100kDa超である、請求項1に記載の高分子量フカン。
  7. 前記分布の少なくとも99%w/wが100kDa超である、請求項1に記載の高分子量フカン。
  8. 約100kDa~10,000kDaの重量平均分子量を含む、請求項1~請求項7のいずれか一項に記載の高分子量フカン。
  9. 約140kDa~8,100kDaの重量平均分子量を含む、請求項8に記載の高分子量フカン。
  10. 前記重量平均分子量が約370kDa~8100kDaである、請求項8に記載の高分子量フカン。
  11. 前記重量平均分子量が約370kDa~5300kDaである、請求項8に記載の高分子量フカン。
  12. 前記重量平均分子量が約370kDa~1900kDaである、請求項8に記載の高分子量フカン。
  13. 前記重量平均分子量が約590kDa~1600kDaである、請求項8に記載の高分子量フカン。
  14. 前記重量平均分子量が約860kDa~1600kDaである、請求項8に記載の高分子量フカン。
  15. 前記重量平均分子量が約1,100kDaである、請求項8に記載の高分子量フカン。
  16. 前記重量平均分子量が約1,200kDaである、請求項8記載の高分子量フカン。
  17. 前記重量平均分子量が約1,300kDaである、請求項8に記載の高分子量フカン。
  18. 約50kDa~3,000kDaの数平均分子量を含む、請求項1~請求項17のいずれか一項に記載の高分子量フカン。
  19. 前記数平均分子量が約60kDa~2,000kDaである、請求項18に記載の高分子量フカン。
  20. 前記数平均分子量が約140kDa~2,000kDaである、請求項18に記載の高分子量フカン。
  21. 前記数平均分子量が約140kDa~520kDaである、請求項18に記載の高分子量フカン。
  22. 前記数平均分子量が約230kDa~450kDaである、請求項18に記載の高分子量フカン。
  23. 前記分布の少なくとも55%w/wが約200kDa超である、請求項1~請求項22のいずれか一項に記載の高分子量フカン。
  24. 前記分布の少なくとも71%w/wが約200kDa超である、請求項23に記載の高分子量フカン。
  25. 前記分布の少なくとも91%w/wが約200kDa超である、請求項23に記載の高分子量フカン。
  26. 前記分布の少なくとも22%w/wが約500kDa超である、請求項1~請求項25のいずれか一項に記載の高分子量フカン。
  27. 前記分布の少なくとも54%w/wが約500kDa超である、請求項26に記載の高分子量フカン。
  28. 前記分布の少なくとも90%w/wが約500kDa超である、請求項26に記載の高分子量フカン。
  29. 有効分子量範囲が約50kDa~約5,000kDaの範囲であるヒドロキシル化ポリメタクリレート系ゲルが充填された内径7.8mmの1つの300mm分析ゲル浸透クロマトグラフィーカラム、有効分子量範囲が約1kDa~約6,000kDaのヒドロキシル化ポリメタクリレート系ゲルを充填した内径7.8mmの1つの300mm分析ゲル浸透クロマトグラフィーカラム、及び、ヒドロキシル化ポリメタクリレート系ゲルを充填した内径6mmの1つの40mmのガードカラム、ここで前記2つの分析ゲル浸透クロマトグラフィーカラム及び前記1つのガードカラムは、約30℃の1つのカラムの区画に含まれる;
    約30℃の示差屈折率検出器;
    0.6mL/minで流す0.1Mの硝酸ナトリウム移動相;及び
    約2,200kDaのピーク分子量を有する第1のデキストラン標準品、約720kDa~約760kDaのピーク分子量を有する第2のデキストラン標準品、約470kDa~約510kDaのピーク分子量を有する第3のデキストラン標準品、約370kDa~約410kDaのピーク分子量を有する第4のデキストラン標準品、約180kDa~約220kDaのピーク分子量を有する第5のデキストラン標準品、及び約40kDa~55kDaのピーク分子量を有する第6のデキストラン標準品から実質的になるピーク分子量標準曲線に対する定量化、
    から実質的になる水性ゲル浸透クロマトグラフィーのセットアップを使用して測定した場合に、分布の少なくとも約61%w/w~80%w/wが約200kDa~1600kDaである分子量分布から実質的になる、高分子量フカン。
  30. 有効分子量範囲が約50kDa~約5,000kDaの範囲であるヒドロキシル化ポリメタクリレート系ゲルが充填された内径7.8mmの1つの300mm分析ゲル浸透クロマトグラフィーカラム、有効分子量範囲が約1kDa~約6,000kDaのヒドロキシル化ポリメタクリレート系ゲルを充填した内径7.8mmの1つの300mm分析ゲル浸透クロマトグラフィーカラム、及びヒドロキシル化ポリメタクリレート系ゲルを充填した内径6mmの1つの40mmのガードカラムであって、前記2つの分析ゲル浸透クロマトグラフィーカラム及び前記1つのガードカラムは、約30℃の1つのカラムの区画に含まれる;
    約30℃の示差屈折率検出器;
    0.6mL/minで流す0.1Mの硝酸ナトリウム移動相;及び
    約2,200kDaのピーク分子量を有する第1のデキストラン標準品、約720kDa~約760kDaのピーク分子量を有する第2のデキストラン標準品、約470kDa~約510kDaのピーク分子量を有する第3のデキストラン標準品、約370kDa~約410kDaのピーク分子量を有する第4のデキストラン標準品、約180kDa~約220kDaのピーク分子量を有する第5のデキストラン標準品、及び約40kDa~55kDaのピーク分子量を有する第6のデキストラン標準品から実質的になるピーク分子量標準曲線に対する定量化
    から実質的になる水性ゲル浸透クロマトグラフィーのセットアップを使用して測定した場合に、分布の少なくとも60%w/wが約1600kDa超である分子量分布から実質的になる、高分子量フカン。
  31. 硫酸塩の含有量が約20%w/w~60%w/wである、請求項1~請求項30のいずれか一項に記載の高分子量フカン。
  32. 硫酸塩の含有量が約30%w/w~55%w/wである、請求項31に記載の高分子量フカン。
  33. 硫酸塩含有量が約32%w/w~52%w/wである、請求項31に記載の高分子量フカン。
  34. 総炭水化物含有量が約27%w/w~80%w/wである、請求項1~請求項33のいずれか一項に記載の高分子量フカン。
  35. 総炭水化物含有量のパーセンテージとしての総フコース含有量が少なくとも約30%w/wである、請求項34に記載の高分子量フカン。
  36. 総炭水化物含有量のパーセンテージとしての総フコース含有量が少なくとも約50%w/wである、請求項34に記載の高分子量フカン。
  37. 総炭水化物含有量のパーセンテージとしての総フコース含有量が少なくとも約70%w/wである、請求項34に記載の高分子量フカン。
  38. 総炭水化物含有量のパーセンテージとしての総フコース含有量が少なくとも約80%w/wである、請求項34に記載の高分子量フカン。
  39. 総炭水化物含有量のパーセンテージとしての総フコース含有量が少なくとも約90%w/wである、請求項34に記載の高分子量フカン。
  40. 総炭水化物含有量のパーセンテージとしての総フコース含有量が少なくとも約95%w/wである、請求項34に記載の高分子量フカン。
  41. 総炭水化物含有量のパーセンテージとしての総ガラクトース含有量が約60%w/w未満である、請求項34に記載の高分子量フカン。
  42. 総炭水化物含有量のパーセンテージとしての総ガラクトース含有量が約2%w/w~20%w/wである、請求項34に記載の高分子量フカン。
  43. 総炭水化物含有量のパーセンテージとしての総ガラクトース含有量が約10%w/w未満である、請求項34に記載の高分子量フカン。
  44. 総炭水化物含有量のパーセンテージとしての、グルクロン酸含有量、マンノース含有量、ラムノース含有量、グルコース含有量及びキシロース含有量の合計が約30%w/w未満である、請求項34に記載の高分子量フカン。
  45. 前記高分子量フカンが50mg/mLの濃度で水に溶解されたとき、約4cP~50cPの粘度を有する、請求項1~請求項44のいずれか一項に記載の高分子量フカン。
  46. 前記高分子量フカンが50mg/mLの濃度で水に溶解されたとき、約10cP~40cPの粘度を有する、請求項1~請求項44のいずれか一項に記載の高分子量フカン。
  47. 前記高分子量フカンが50mg/mLの濃度で水に溶解されたとき、約15cP~30cPの粘度を有する、請求項1~請求項44のいずれか一項に記載の高分子量フカン。
  48. 前記高分子量フカンが白色固体である、請求項1~請求項47のいずれか一項に記載の高分子量フカン。
  49. 前記高分子量フカンが1mg/mL~100mg/mLの濃度で水に溶解されたときに、無色透明の溶液を形成する、請求項1~請求項48のいずれか一項に記載の高分子量フカン。
  50. 前記フカンが5%w/w未満のアセチル含有量を含む、請求項1~請求項49のいずれか一項に記載の高分子量フカン。
  51. 前記フカンが2%w/w未満のアセチル含有量を含む、請求項1~請求項49のいずれか一項に記載の高分子量フカン。
  52. カーボンの次元において10~30ppmの範囲で、256~512のスキャンそれぞれ8の増分で、5mmのコールドプローブを備えた600MHz分光計で溶媒信号抑制で、70℃で2D H-13C異核間多量子コヒーレンスによって測定されたときに、前記フカンが実質的に0%w/wのアセチル含有量を含む、請求項1~請求項49のいずれか一項に記載の高分子量フカン。
  53. 請求項1~請求項52のいずれか一項に記載の高分子量フカンを作製することを含む方法。
  54. 請求項1~請求項52のいずれか一項に記載の高分子量フカンを使用することを含む方法。
  55. 前記使用が、線維性癒着を処置することを含む、請求項54に記載の方法。
  56. 処置有効量の請求項1~請求項52のいずれか一項に記載の高分子量フカンを医学的に許容される緩衝液又は希釈剤中に含む、医学的に許容されるフカン組成物。
  57. 動物の状態又は疾患を処置する方法であって、前記状態又は疾患を処置するために請求項56に記載の前記医学的に許容されるフカン組成物を選択し、約0.5mg/kg~50mg/kgの前記高分子量フカンを含む処置有効量を前記動物に投与することを含む、方法。
  58. 動物の状態又は疾患を処置する方法であって、前記状態又は疾患を処置するために請求項56に記載の前記医学的に許容されるフカン組成物を選択し、約0.04mg/kg~25mg/kgである前記高分子量フカンの処置有効量を前記動物に投与することを含む、方法。
  59. 前記処置有効量が約0.2mg/kg~10mg/kgである、請求項57又は請求項58に記載の方法。
  60. 前記処置有効量が約1mg/kg~5mg/kgである、請求項57又は請求項58に記載の方法。
  61. 前記処置有効量が約1.5mg/kg~3mg/kgである、請求項57又は請求項58に記載の方法。
  62. 前記処置有効量が約5mg/kg~10mg/kgである、請求項57又は請求項58に記載の方法。
  63. 前記状態又は疾患が前記動物の標的部位での線維性癒着であり、前記投与が前記処置有効量を前記標的部位に投与することを含む、請求項57~請求項62のいずれか一項に記載の方法。
  64. 請求項1~請求項52のいずれか一項に記載の高分子量フカンを約0.02mg/mL~100mg/mL含む医療用組成物であって、動物の疾患又は状態を処置するように形成及び構成される、医療用組成物。
  65. 約0.5mg/mL~5mg/mLの前記高分子量フカンを含む、請求項64に記載の医療用組成物。
  66. 約2.5mg/mLの前記高分子量フカンを含む、請求項64に記載の医療用組成物。
  67. 前記医療用組成物が医療手段である、請求項64~請求項66のいずれか一項に記載の医療用組成物。
  68. 前記医療用組成物が液状医療手段である、請求項64~請求項66のいずれか一項に記載の医療用組成物。
  69. 前記医療用組成物が医薬組成物である、請求項64~請求項66のいずれか一項に記載の医療用組成物。
  70. 前記医療用組成物が液状医療用組成物である、請求項64~請求項66のいずれか一項に記載の医療用組成物。
  71. 前記疾患又は状態が線維性癒着である、請求項64~請求項70のいずれか一項に記載の医療用組成物。
  72. 動物の疾患又は状態を処置するための、約0.01mL/kg~15mL/kgの請求項64~請求項71のいずれか一項に記載の医療用組成物を含む投与量範囲の使用。
  73. 動物の疾患又は状態を処置するための、約0.03mL/kg~4mL/kgの請求項64~請求項71のいずれか一項に記載の医療用組成物を含む投与量範囲の使用。
  74. 動物の疾患又は状態を処置するための、約0.06mL/kg~2mL/kgの請求項64~請求項71のいずれか一項に記載の医療用組成物を含む投与量範囲の使用。
  75. 動物の疾患又は状態を処置するための、約2mL/kg~4mL/kgの請求項64~請求項71のいずれか一項に記載の医療用組成物を含む投与量範囲の使用。
  76. 患者の選択された疾患又は状態を処置する方法であって、前記選択された疾患又は状態を含む又は合理的に影響を受けやすい患者の選択された標的部位を特定し、次いで請求項64~請求項71のいずれか一項に記載の医療用組成物を前記患者の標的部位に投与することを含む、方法。
  77. 前記疾患又は状態が線維性癒着である、請求項76に記載の方法。
  78. 前記標的部位が手術部位であり、前記投与が、a)前記手術部位で外科的創傷を開いた後、b)手術中、及びc)前記外科的創傷を閉じた後、の少なくとも1つで行われる、請求項76又は請求項77に記載の方法。
  79. 前記投与が、手術後であるが、外科的創傷を閉じる前に行われる、請求項76又は請求項77に記載の方法。
  80. 前記投与に3分未満かかる、請求項76又は請求項77に記載の方法。
  81. 前記投与に2分未満かかる、請求項76又は請求項77に記載の方法。
  82. 前記投与に1分未満かかる、請求項76又は請求項77に記載の方法。
  83. 前記標的部位が、病変部位、擦過傷部位及び損傷部位の少なくとも1つである、請求項76又は請求項77に記載の方法。
  84. 前記標的部位が、骨盤腔、腹側腔、背側腔、頭蓋腔、脊髄腔、腹腔、胸腔、胸膜腔、心膜腔、皮膚、関節、筋肉、腱、靭帯の少なくとも1つである、請求項76又は請求項77に記載の方法。
  85. 高分子量フカンを得るための方法であって、
    出発溶液中に、所望の高分子量フカンセグメントを含む広い分子量分布を有する出発フカン組成物を用意すること、
    前記出発溶液を第1の高分画分子量側タンジェンシャルフロー濾過フィルターに通す第1のタンジェンシャルフロー濾過に供し、第1の透過液フカン組成物を生成すること、及び
    前記第1の透過液フカン組成物を第2の低分画分子量側タンジェンシャルフロー濾過フィルターに通す第2のタンジェンシャルフロー濾過に供して、前記所望の高分子量フカンから実質的になる第2の保持物フカン組成物を生成すること
    を含む、方法。
  86. 前記方法が、前記所望の高分子量フカンから実質的になる前記第2の保持物フカン組成物を回収することをさらに含む、請求項85に記載の方法。
  87. 前記第1の高分画分子量側タンジェンシャルフロー濾過フィルターが約50kDa~約1000kDaの高分画分子量を有し、前記第2の低分画分子量側タンジェンシャルフロー濾過フィルターが約30kDa~約100kDaの低分画分子量を有する、請求項85に記載の方法。
  88. 前記高分画分子量が約300kDaであり、前記低分画分子量が約100kDaである、請求項87に記載の方法。
  89. 高分子量フカンを得るための方法であって、
    出発溶液中に所望の高分子量フカンセグメントを含む広い分子量分布を有する出発フカン組成物を用意すること、
    前記出発溶液を第1の低分画分子量側タンジェンシャルフロー濾過フィルターに通すタンジェンシャルフロー濾過に供し、第1の保持物フカン組成物を生成すること、及び
    前記第1の保持物フカン組成物を第2の高分画分子量側タンジェンシャルフロー濾過フィルターに通すタンジェンシャルフロー濾過に供して、前記所望の高分子量フカンから実質的になる第2の透過液フカン組成物を生成すること
    を含む、方法。
  90. 前記方法が、前記所望の高分子量フカンから実質的になる前記第2の透過液フカン組成物を回収することをさらに含む、請求項89に記載の方法。
  91. 前記第1のタンジェンシャルフロー濾過が、前記第1の低分画分子量側タンジェンシャルフロー濾過フィルターに通して前記出発溶液を透析濾過することを含む、請求項89に記載の方法。
  92. 前記第2のタンジェンシャルフロー濾過が、前記第2の高分画分子量側タンジェンシャルフロー濾過フィルターに通して前記第1の保持物フカン組成物を透析濾過することを含む、請求項89に記載の方法。
  93. 前記第1の低分画分子量側タンジェンシャルフロー濾過フィルターが約30kDa~約100kDaの低分画分子量を有し、前記第2の高分画分子量側タンジェンシャルフロー濾過フィルターが約50kDa~約1000kDaの高分画分子量を有する、請求項89に記載の方法。
  94. 前記低分画分子量が約100kDaであり、前記高分画分子量が約300kDaである、請求項92に記載の方法。
  95. 高分子量フカンを得るための方法であって、
    出発溶液中に所望の高分子量フカンセグメントを含む広い分子量分布を有する出発フカン組成物を用意すること、ここで前記出発フカン組成物は、前記組成物中のフカンの硫酸基にイオン結合した低原子量の陽イオンを含む、及び
    前記出発溶液を、前記低原子量の陽イオンよりも大きい分子量を有する陽イオン添加剤を含む陽イオン添加剤溶液を相手とするタンジェンシャルフロー濾過に供して、前記所望の高分子量フカンから実質的になる保持物フカン組成物を生成すること
    を含む、方法。
  96. 前記方法が、前記所望の高分子量フカンから実質的になる前記保持物フカン組成物を回収することをさらに含む、請求項95に記載の方法。
  97. 前記低原子量の陽イオンが、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルミニウム及びアンモニウムのうちの少なくとも1つを含む、請求項95に記載の方法。
  98. 前記陽イオン添加剤が、コリン、ポリビニルピロリドン、タウリン、ポリアミン、キトサン、ヒストン、及びコラーゲンのうちの少なくとも1つを含む、請求項95に記載の方法。
  99. 前記出発溶液をタンジェンシャルフロー濾過に供する前に、前記陽イオン添加剤を前記出発溶液に加えることをさらに含む、請求項95に記載の方法。
  100. 前記タンジェンシャルフロー濾過が、前記陽イオン添加剤溶液で前記出発溶液を透析濾過することを含む、請求項95に記載の方法。
  101. 前記第1のタンジェンシャルフロー濾過フィルターの分画分子量よりも低い分画分子量を有する第2のタンジェンシャルフロー濾過フィルターで、前記保持物フカン組成物を塩溶液で透析濾過することにより前記陽イオン添加剤を除去することをさらに含む、請求項95の方法。
  102. 前記塩溶液が、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルミニウム及び/又はアンモニウムの塩化物、臭化物、ヨウ化物、フッ化物、硫酸塩、亜硫酸塩、炭酸塩、重炭酸塩、リン酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩、酢酸塩、クエン酸塩、ケイ酸塩及び/又はシアン化物を含む、請求項101に記載の方法。
  103. 前記保持物フカン組成物を低イオン強度溶液で透析濾過することにより塩を除去することをさらに含む、請求項101に記載の方法。
  104. 高分子量フカンを得るための方法であって、
    底端と頂端及びそれらの間の透過性バリアを含む遠心分離コンテナを用意すること、ここで前記透過性バリアはその間に勾配材料を含む、
    所望の高分子量フカンセグメントを含む広い分子量分布を有する出発フカン組成物を、前記遠心分離コンテナ内かつ前記透過性バリアの上に置くこと、及び
    前記遠心分離コンテナを、前記所望の高分子量フカンから実質的になる沈殿物を生成するのに十分な時間遠心分離すること
    を含む、方法。
  105. 前記方法が、前記遠心分離コンテナから前記所望の高分子量フカンを回収することをさらに含む、請求項104に記載の方法。
  106. 前記透過性バリアが、勾配材料の単一のセグメントを含む、請求項104に記載の方法。
  107. 前記透過性バリアが、勾配材料の複数のセグメントを含む、請求項104に記載の方法。
  108. 前記勾配材料が、スクロース、ポリスクロース、グリセロール、ソルビトール、CsCl、CsSO、KBr、ジアトリゾエート、Nycodenz(登録商標)、及びイオジキサノールのうちの少なくとも1つを含む、請求項106又は請求項107のいずれかに記載の方法。
  109. 遠心力が約10,000g~約1,000,000gである、請求項104に記載の方法。
  110. 遠心力が60,000g~約500,000gである、請求項104に記載の方法。
  111. 高分子量フカンを得るための方法であって、
    底端と頂端を含む遠心分離コンテナを用意すること、
    前記遠心分離コンテナ内に、出発溶液中に所望の高分子量フカンセグメントを含む広い分子量分布を有する出発フカン組成物を位置させること、及び
    前記遠心分離コンテナを、前記所望の高分子量フカンから実質的になる沈殿物を生成するのに十分な時間遠心分離すること
    を含む、方法。
  112. 前記遠心分離コンテナから、沈殿物として前記所望の高分子量フカンを回収することをさらに含む、請求項111に記載の方法。
  113. 遠心力が約60,000g~約1,000,000gである、請求項111に記載の方法。
  114. 遠心力が200,000の重力~約500,000の重力である、請求項111に記載の方法。
  115. 高分子量フカンを得るための方法であって、
    所望の高分子量フカンセグメントを含む広い分子量分布を有する出発フカン組成物をゲル電気泳動に供すること、ここで前記出発フカン組成物は、電気泳動ゲル中を質量電荷比に従って移動させられる、
    前記所望の高分子量フカンから実質的になる前記電気泳動ゲルの一部を選択すること、及び
    前記電気泳動ゲルの前記選択した部分から前記所望の高分子量フカンを抽出すること、
    を含む、方法。
  116. 前記出発フカン組成物をゲル電気泳動に供することは、約10ボルト/cm~200ボルト/cmの電位差を前記電気泳動ゲルに印加することを含む、請求項115に記載の方法。
  117. 前記電気泳動ゲルが、アガロース、ポリアクリルアミド、ポリジメチルアクリルアミド、及びデンプンのうちの少なくとも1つを含む、請求項115に記載の方法。
  118. 前記電気泳動ゲルが、トリスアセテートEDTA、トリスボレートEDTA、及びリン酸緩衝生理食塩水のうちの少なくとも1つをさらに含む、請求項117に記載の方法。
  119. 前記電気泳動ゲルの前記選択された部分から前記所望の高分子量フカンを抽出することが、前記電気泳動ゲルの前記選択された部分を溶媒の中で撹拌することを含む、請求項115に記載の方法。
  120. 前記溶媒が水、メタノール、エタノール及びイソプロパノールのうちの少なくとも1つを含む、請求項119に記載の方法。
  121. 高分子量フカンを得るための方法であって、
    所望の高分子量フカンセグメントを含む広い分子量分布を有する出発フカン組成物及びイオン交換マクロポーラス樹脂を用意すること、及び
    前記出発フカン組成物を前記イオン交換マクロポーラス樹脂とのイオン交換に供して、前記所望の高分子量フカンから実質的になるイオン交換処理されたフカン組成物を得ること、
    を含む、方法。
  122. 前記イオン交換処理されたフカン組成物から前記所望の高分子量フカンを回収することをさらに含む、請求項121に記載の方法。
  123. 前記出発フカン組成物を用意することが、前記出発フカン組成物をイオン交換に供する前に、前記出発フカン組成物を脱塩することをさらに含む、請求項121に記載の方法。
  124. 前記出発フカン組成物:イオン交換マクロポーラス樹脂の質量比が約1:100~約10:1である、請求項121に記載の方法。
  125. 前記質量比が約1:10~約5:1である、請求項124に記載の方法。
  126. 前記出発フカン組成物が約5分~約100時間の間イオン交換に供される、請求項121に記載の方法。
  127. 前記イオン交換マクロポーラス樹脂が、陰イオン交換マクロポーラス樹脂及び混合電荷マクロポーラス樹脂の少なくとも1つを含む、請求項121に記載の方法。
  128. 前記陰イオン交換マクロポーラス樹脂が強塩基マクロポーラス樹脂である、請求項127に記載の方法。
  129. 前記強塩基マクロポーラス樹脂が第四級アミン基を含む、請求項128に記載の方法。
  130. 前記陰イオン交換マクロポーラス樹脂が弱塩基マクロポーラス樹脂である、請求項127に記載の方法。
  131. 前記弱塩基マクロポーラス樹脂が、第一級、第二級又は第三級アミン基のうちの少なくとも1つを含む、請求項130に記載の方法。
  132. 前記イオン交換マクロポーラス樹脂が、スチレン、アガロース、デキストラン、アクリレート、メタクリレート、メチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、ジビニルベンゼン、セルロース、シリカ、及びセラミックのうちの少なくとも1つを含む、請求項121に記載の方法。
  133. 前記イオン交換マクロポーラス樹脂が約5nm~約1000nmの孔径を有する、請求項121に記載の方法。
  134. 前記孔径が約10nm~約100nmである、請求項133に記載の方法。
  135. 前記孔径が約15nm~約50nmである、請求項133に記載の方法。
  136. 前記イオン交換マクロポーラス樹脂が約50kDa~約50,000kDaの排除限界を有する、請求項121に記載の方法。
  137. 前記排除限界が約1,000kDa~約9,000kDaである、請求項136に記載の方法。
  138. 前記排除限界が約100kDa~約1,000kDaである、請求項136に記載の方法。
  139. 高分子量フカンを得るための方法であって、
    出発溶液中に存在する所望の高分子量フカンセグメントを含む広い分子量分布を有する出発フカン組成物、及びゲル媒体を用意すること、
    前記出発溶液を分取ゲル浸透クロマトグラフィーに供すること、ここで前記出発フカン組成物は、分子量に従って第1の投入端から第2の排出端へと前記ゲル媒体中を移動させられる、及び
    前記第2の排出端から、前記所望の高分子量フカンセグメントから実質的になる少なくとも1つのアリコートを回収すること
    を含む、方法。
  140. 前記方法が、複数のアリコートを回収すること、及び前記アリコートを組み合わせることをさらに含む、請求項139に記載の方法。
  141. 前記ゲル媒体がカラムに含まれる、請求項139に記載の方法。
  142. 前記ゲル媒体が、ポリヒドロキシメタクリレート、スルホン化スチレン-ジビニルベンゼン、シリカ、親水性結合相又はポリマー、ポリスチレン、ジビニルベンゼン、メタクリレート、メチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、セルロース、セラミック、アガロース及びデキストランのうちの少なくとも1つを含む、請求項139に記載の方法。
  143. 前記ゲル媒体が約3nm~約10,000nmの孔径を有する、請求項139に記載の方法。
  144. 前記孔径が約3nm~約3000nmである、請求項143に記載の方法。
  145. 前記ゲル媒体が、約100Da~約100,000kDaの排除限界を有する、請求項139に記載の方法。
  146. 前記ゲル媒体が、約100kDa~約30,000kDaの排除限界を有する、請求項145に記載の方法。

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