KR101976151B1 - 가교된 폴리-ｅ-라이신 비-미립자 지지체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비-미립자 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머를 제공한다. 폴리-ε-라이신 및 가교제가 아미드 결합에 의해서 연결되고, 가교제는 폴리-ε-라이신의 알파 탄소 아민과 반응할 수 있는 둘 이상의 작용기를 지닐 수 있다. 폴리머는 적합하게는 물 및 그 밖의 용매에 불용성이고, 거대 형태, 예를 들어, 시트, 물품 또는 섬유로 제공된다. 거대 형태 폴리머는 상처 치료, 미립자 지지체와 그러한 지지체에 의해서 결합 또는 보유된 작용성 물질을 포함하는 의학적 진단기기로서, 및 펩티드, 올리고누클레오디드, 또는 올리고사카라이드의 고형상 합성, 종의 고정, 세포 배양 및 크로마토그래피 분리에서의 적용을 포함한 광범위한 적용에서 유용하다.

Description

가교된 폴리-Ｅ-라이신 비-미립자 지지체{CROSS-LINKED POLY-E-LYSINE NON-PARTICULATE SUPPORT}
본 발명은 비-미립자 폴리머 지지체, 그러한 지지체를 제조하는 방법, 고형상 과정에서 그러한 지지체의 용도에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 가교된 폴리-ε-라이신을 포함하는 비-미립자 폴리머 지지체, 특히, 거대 형태의 가교된 폴리-ε-라이신 지지체에 관한 것이다. 그러한 지지체는, 특히, 기질과의 상호작용, 예컨대, 고형상 합성, 고형상 추출, 고형상 시약, 종의 고정, 세포 배양, 촉매작용, 크로마토그래피, 상처 관리 및 의학적 진단이 요구되는 광범위한 범위의 물리적 및 화학적 과정에서 유용하다.
본 발명의 목적을 위해서, 용어 폴리머 지지체는, 미립자 형태를 제외한, 예를 들어, 모놀리쓰(monolith), 막, 섬유와 같은 어떠한 형태의 폴리머를 기재하는데 사용된다.
폴리-ε-라이신은 카르복실 및 엡실론(ε) 아미노기 사이의 아미드 결합을 통해서 연결된 아미노산 라이신으로 이루어진 천연 단쇄 다분산 폴리아미드이다. 이러한 구조는 아미드 결합이 카르복실과 라이신의 ε 아미노기 사이에 형성되는 반면에 펩티드 내의 아미노산과 통상적으로 사용되는 폴리-라이신 사이의 정상의 펩티드 결합은 카르복실과 α 아미노기 사이에서 형성되는 면에서 특이하다. 천연 폴리-ε-라이신에서의 다분산도는 전형적으로는 25-35 아미노산이다. 통상의 상업적으로 이용 가능한 폴리-라이신에서, 펩티드는 5-500개의 아미노산 중 어떠한 것을 전형적으로 함유하는 훨씬 더 넓은 불량하게 조절된 다분산도를 지닌다.
가교된 폴리-ε-라이신은 구조적으로는 아미드 결합들 사이의 더 긴 사슬길이로 인해서 통상의 폴리-라이신보다 더 탄성인 본질을 지닌다. 구조적으로는, 폴리-ε-라이신은 효과적인 α-아미노 나일론 5(α-amino Nylon 5)이다.
폴리-ε-라이신은 현재 식품 보존제로서 대량으로 박테리아 발효에 의해서 제조된다. 이는 저렴하고 상업적 양으로 용이하게 이용 가능하다. 본 발명에서, 본 발명자들은 일정 범위의 기술을 넘어서 적용이 가능한 불용성 폴리머 지지체를 형성시키기 위한 폴리-ε-라이신의 가교를 기재하고 있다. 이들은 고형상 펩티드 합성, 고형상 올리고누클레오티드 합성, 고형상 추출, 고형상 시약, 종의 고정, 세포 배양, 촉매작용, 크로마토그래피, 농화학약품의 완만한 방출 및 의약품의 완만한 방출, 재생 의약 및 의학적 진단을 포함하지만, 이로 한정되는 것은 아니다.
고형상 합성 과정에서 유용한 고형 지지체 물질은 공지되어 있다. 예를 들어, 유기 분자, 특히, 펩티드 및 올리고누클레오티드의 합성, 종의 고정, 촉매의 지지, 이온 교환, 물질로부터 종의 추출, 진단 및 크로마토그래피를 포함한 광범위한 범위의 물리적 및 화학적 과정이 고형 지지체 물질을 사용한다.
전형적으로는, 유기 분자의 다단계 합성법은 후속 단계로 진행시키기 전에 각 단계에서 생산된 중간체를 분리하기 위한 많은 분리 스텝을 포함한다. 이러한 과정은 흔히 시간 소모적이며, 비용이 들고, 수율과 관련하여 비효율적일 수 있다. 중간체는 흔히 과량의 시약 및 반응 부산물을 제거하기 위한 정제를 필요로 하며, 침전, 여과, 이상(bi-phase) 용매 추출; 고형상 추출, 결정화 및 크로마토그래피와 같은 절차가 이용될 수 있다.
고형상 합성은 용액 상 합성에 비해서 일부 이점이 있다. 예를 들어, 용액 상 합성에서 사용되는 분리 절차가 표적 분자를 고형 지지체에 가역적으로 부착시킴으로써 어느 정도까지 회피될 수 있다. 과량의 시약 및 부산물의 일부가 고형 지지체의 여과 및 세척에 의해서 제거될 수 있다. 표적 분자는 어떠한 과정에서 필수적인 정량적인 수율로 회수될 수 있으며, 이는 전형적으로는 용액 상 합성에서는 특히 어렵다. 또한, 고형 지지체상에서의 작업을 수행하기 위해서 요구되는 시간은 전형적으로는 용액 상 합성에서 동등한 단계를 수행하는데 요구된 시간에 비해서 훨씬 적다.
일정 범위의 과정에서의 종의 고정이 또한 공지되어 있다. 예를 들어, 폴리머 지지체가 화학 및 바이오 촉매작용을 포함한 통상의 유기 화학에서 사용하기 위한 촉매의 고정을 위해서 일반적으로 사용된다. 고정된 효소는 유기 화학 반응을 수행하기 위해서 또는 키랄 분리를 위해서 사용될 수 있으며, 예를 들어, 고정된 페니실린 아미다제가 이차 알코올의 분리를 위해서 사용되고[문헌: E. Baldaro et al. Tet. Asym. 4, 1031, (1993)], 고정된 페니실린 G 아미다제가 또한 아목시실린(Amoxicillin)의 제조에서 벤질페니실린의 가수분해에 사용된다[문헌: Carleysmith, S. W. and Lilly, M.D. Biotechnol. Bioeng., 21, 1057-73, 1979].
고형 지지체는 또한 의학 및 진단 적용을 위한 생물학적 거대분자를 고정하기 위해서 사용된다. 이는 단백질, 모노클로날 및 폴리클로날 항체의 고정을 포함한다. 세포 배양은 일반적으로는 특이적 표면 특성 및 형태를 지니는 고형 지지체 상에서 수행된다. 지지체 상에 고정된 효소는 또한 신호를 생성시키기 위한 센서로서 사용될 수 있다. 한 가지 예는 글루코스 옥시다제/퍼옥시다제 커플링된 효소 시스템에 의한 글루코스의 검출이며, 그러한 시스템에서, 글루코스의 존재는 과산화수소를 발생시키며, 이는 결국 착색된 형광 또는 발광 신호를 제공하기 위한 광범위하게 다양한 기질의 산화를 위한 퍼옥시다제에 대한 기질이다.
특이적 양이온 또는 음이온에 민감한 형광을 발생시키는 다양한 형석(fluors)이 pH 측정을 위한 수소 이온을 포함한 특이적 이온의 농도를 나타내도록 사용될 수 있다.
폴리머 물질은 흔히 크로마토그래피에서 사용되며, 여기서, 고형 지지체는 고정상으로 일컬어진다. 특정 방식의 크로마토그래피에서, 고정상의 비용은 제한적일 수 있다. 다른 방식에서는, 고정상의 물리적인 본질이 기술의 효과를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 친화성, 이온-교환 및 겔 투과 크로마토그래피에 흔히 사용되는 연질 폴리머는 입자의 변형 가능한 본질 때문에 높은 유속에서 사용될 수 없다. 많은 다른 방식의 크로마토그래피에 사용되는 강성 거대기공 폴리머는 흔히 기계적으로 잘 부서지며, 그 결과, 수명이 짧다.
크로마토그래피 분리에서 고형 지지체 또는 고정상의 적용은 매우 광범위한, 예를 들어, 약제학 및 생명공학 산업에서 사용되는 복잡한 고도-기술 분리 및 광산업에서 사용되는 더 큰 규모의 과정이다. 약제 산업의 가장 가치있는 약물 중 일부는 제조 크로마토그래피에 의해서 정제되고 개선된 크로마토그래피 분리가 기술적으로 유익하고 경제적으로 이로울 것이다. 광업 및 귀금속 회수 산업에서, 촉매적 전환제 및 고가의 제품의 제조를 포함한 광범위한 산업 적용 및 공정에서 중요한 성분인 전세계 팔라듐의 대부분이 고정된 크라운 에테르의 사용에 의해서 정제될 수 있다[문헌: Traczyk, F.P.; Bruening, R.L.; Izatt, N.E. "The Application of Molecular Recognition Technology (MRT) for Removal and Recovery of Metal Ions from Aqueous Solutions"; In Fortschritte in der Hydrometallurgie; 1998, Vortrage beim 34. Metallurgischen Seminar des Fachausschusses fuer Metallurgische Aus-und Weiterbildung der GDMB; 18-20 November 1998; Goslar].
고형상 추출 및 고형상 시약의 제조에서의 폴리머 물질의 사용은 또한 화학, 약학, 및 생명공학 산업에서 공지되어 있다.
공지된 고형상 지지체는 일반적으로 적용에 맞는 물리적 본질의 폴리머 물질을 포함한다. 사용의 편의를 위해서, 이들 폴리머 물질은 흔히 모놀리쓰 물질이다.
펩티드 합성에서, 폴리스티렌이 성장하는 펩티드를 지지하는 폴리머 지지체로서 광범위하게 사용되며, 비교적 저렴하고, 광범위하게 이용 가능하며, 펩티드 합성에서 허용 가능한 성능을 제공한다. 펩티드 및 올리고누클레오티드의 고형상 합성에 일반적으로 사용되는 다른 상업적으로 이용 가능한 지지체는, 예를 들어, 복잡한 제조 공정으로 인해서, 비쌀 수 있다. 미세기공 폴리머 및 거대기공 폴리머가 일반적으로 사용된다. 미세기공 폴리머는 폴리머 입자가 적합한 용매 중에서 용매화되고, 그 결과, 팽윤되게 하는 비교적 적은 수준의 가교제를 지닌다. 거대기공 폴리머는 흔히 폴리머 매트릭스내에 높은 수준의 가교제를 지니며 큰 기공을 함유한다. 이들 폴리머 물질은 일반적으로 강성이고, 우수한 흐름 특성을 지니고, 패킹된 컬럼에 사용하기에 적합하다.
광범위한 적용에서 비-미립자 지지체, 예를 들어, 모놀리쓰 지지체로서 사용하기에 적합한 대안적이거나 개선되고 비용 효과적인 폴리머를 개발할 필요가 있다. 본 발명의 발명자들은 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머가 우수한 특성의 조합을 제공하며, 가교제의 적절한 선택에 의해서 요망되는 성질에 따라서 조정될 수 있고, 광범위한 범위의 적용에서 비용 효과적으로 사용될 수 있음을 발견하였다.
첫 번째 양태에서, 본 발명은 비-미립자 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머를 제공한다.
비-미립자 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머는 바람직하게는 거대 형태이다. 용어 "거대 형태"는 폴리머가 비-미립자 형태이며 모놀리쓰 폴리머이고, 미립자 형태에서 효과적인 사용을 위한 다중 입자를 필요로 하는 것과는 상반되게, 단일의 독립적 개체로서 사용되고 취급될 수 있는 형태를 지님을 의미한다. 거대 형태의 예는 시트, 섬유 및 물품, 본 발명의 목적의 경우에, 한 치수에서의 상당한 길이를 지니는 섬유 및 두 치수에서의 상당한 길이를 지니는 시트와는 상반되게, 모든 세 치수에서 상당한 길이를 지니는 물품을 포함한다.
비-미립자 폴리머는 기공을 함유할 수 있다. 기공의 크기 및 분포는 의도된 사용에 따라서 조정될 수 있다. 바람직하게는 비-미립자 폴리머는 거대기공, 미세기공 또는 초거대기공을 함유하거나 미세기공 하이드로겔 또는 섬유의 형태이다.
본 발명은 또한 본 발명의 첫 번째 양태에 따른 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머를 포함하는 비-미립자 지지체를 제공한다.
바람직하게는, 가교제는 폴리-ε-라이신 폴리머가 불용성이 되게 한다. 비-미립자 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머는 광범위한 적용, 특히, 가교가 물 및 그 밖의 용매에 불용성인 폴리머를 제공하는 광범위한 적용을 위한 지지체를 제공하는데 특히 유용하다. 더 적은 가교 수준이 이용되면, 폴리머는 물에 용해될 수 있으며, 이는 이하 기재된 바와 같이 특정의 적용에서 이점을 제공한다. 적합하게는, 폴리머는 폴리-ε-라이신 및 아미드 결합에 의해서 연결된 가교제를 포함한다.
가교된 폴리-ε-라이신의 폴리-ε-라이신 성분은 가교된 폴리머의 주요 성분이다. 가교제는 폴리-ε-라이신 폴리머들을 함께 결합시켜서 폴리-ε-라이신 폴리머가 일정한 구조, 예를 들어, 유기분자, 예를 들어, 폴리펩티드 및 폴리누클레오티드의 합성, 크로마토그래피, 본원에 기재된 기능성 물질을 위한 지지체로서의 사용을 위한 지지체를 포함한 일정 범위의 적용에서 사용하기 위한 격자를 제공하도록 작용한다.
폴리-ε-라이신 폴리머는 적합하게는 폴리-ε-라이신 폴리머내의 유리 알파(α) 아미노기와 반응할 수 있는 둘 이상의 작용기, 바람직하게는 둘 이상의 카르복실산기를 지니는 가교제를 반응시킴으로써 가교된다. 가교제는 셋 이상의 작용기를 지녀서 동일한 수의 폴리-ε-라이신 폴리머 사슬 또는 더 적은 사슬에 연결될 수 있으면서 하나 이상의 그러한 사슬에 대한 다중 연결로 연결될 수 있다. 가교제는 가교 반응에 관여하지 않고 가교된 폴리머의 사용 동안 다른 종과의 반응에 이용 가능하게 유지되는 다른 작용기를 함유할 수 있다.
폴리머 지지체에서의 가교 수준은 최종 가교된 폴리-ε-라이신의 물리적 형태 및 화학적 반응성을 조절하기 위해서 이용될 수 있다. 높은 가교 수준의 도입은 거대기공 폴리머 지지체의 제조에 적합한 강성 구조를 생성시킬 것이고, 낮은 수준의 가교는 더 연질의 미세기공 물질을 생성시킬 것이다. 아민 작용성은 적은 가교 수준에 의해서 높으며, 이는 조절된 캡핑에 의해서 용이하게 조정될 수 있다. 취급, 용매화 및 물리적인 성질이 또한 도입되는 가교제의 유형에 의해서 한정될 수 있다.
적합하게는, 가교제는 특이적 화학물 또는 화합물들의 군을 포함한다. 가교제는 반복 단위를 포함할 수 있고, 다분산계일 수 있지만, 다분산도는 가교시에 형성된 격자 구조에 대한 적절한 조절을 확실히 하도록 좁다. 가교제는 폴리-ε-라이신의 알파 탄소 아민과 반응할 수 있는 둘 이상의 작용기를 포함한다. 이러한 목적에 적합한 일반적인 작용기의 예는 카르복실산을 포함한다.
아미드 결합은 생분해 가능하고, 이를 포함하는 본 발명의 가교된 폴리머 및 지지체는 생분해성이 중요한 적용에서 특히 유용하다. 추가로, 아미드 결합은, 예를 들어, 프로테아제를 포함한 효소에 의해서 대사될 수 있을 뿐만 아니라, 생분해 가능하고, 인간 또는 동물 신체상에 또는 그 내부에 의료적 적용으로의 사용 및 특히 의료적 사용에 특히 유리하다. 본 발명의 폴리머 및 지지체는 의료적 적용에서 유익하며, 그러한 적용에서 폴리머 또는 지지체는 적합하게는 시간이 지남에 따라서 분해되어, 이의 기능이 완료된 후에 그러한 지지체를 제거하기 위한 수술의 필요가 없다.
특히 바람직한 구체예에서, 가교제와 폴리-ε-라이신 사이의 결합은 아미드 결합을 포함하고, 바람직하게는, 20% 이상, 더욱 바람직하게는, 50% 이상, 바람직하게는 90% 이상, 특히 실질적으로는 모든 결합이 아미드 결합이다.
추가의 바람직한 구체예에서, 폴리머는 약간 가교되며, 1 내지 50%, 1 내지 20% 및 1 내지 10%의 엡실론 아민기가 가교된다. 본 발명의 약간 가교된 폴리머 및 지지체가 유기 종, 예를 들어, 펩티드 및 누클레오티드 서열의 합성에서 그리고 활성 종, 예를 들어, 약제학적 활성제의 전달에 특히 유용하다.
따라서, 바람직한 구체예에서, 가교제는 둘 이상의 카르복실산기 및 그러한 둘 이상의 기를 연결시키는 지방족 사슬을 포함한다. 가교제는 폴리애시드(polyacid)를 포함할 수 있다. 바람직한 구체예에서, 가교제는 화학식 X[CO2H]n의 화합물을 포함하고, 여기서, n은 2 이상, 바람직하게는 2 내지 6, 더욱 바람직하게는 2 내지 4이고, X는 소수성 또는 친수성 연결 기, 바람직하게는 지방족이다. 적합하게는 기 X는 연결기 상의 어떠한 작용성 치환체를 제외하고 14 내지 250, 더욱 바람직하게는 28 내지 140의 분자량을 지닌다. X는 연결기의 골격의 일부로서 헤테로원자, 예를 들어, 산소 및 질소를 함유할 수 있고, 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머의 사용 동안에 다른 종과의 반응을 위한 작용기를 함유할 수 있다.
산 기들을 연결하는 지방족 사슬은 친수성, 바람직하게는 비스-카르복시-폴리알킬렌 글리콜, 예를 들어, 비스-카르복시-폴리에틸렌글리콜일 수 있거나, 지방족 사슬은 소수성 가교제를 제공하는 소수성일 수 있으며, 예를 들어, 세박산이 더욱 친지성 지지체를 제공한다. 가교제는 전구체 물질, 예를 들어, 무수물로부터 유래될 수 있다. 다른 적합한 가교제의 예는 니트릴로트리아세트산, 글루타르산 및 HOOCCH2CH2CONHCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2NHCOCH2CH2COOH를 포함한다.
가교제가 5개의 원자 미만의 사슬 길이를 지니는 경우에, 비-미립자 지지체 또는 거대 형태의 물리적인 일체성을 열화되거나 상실될 수 있다. 바람직한 구체예에서, X는 하이드로카르빌기를 포함하고, 오직 수소와 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 14, 더욱 바람직하게는 6 내지 12, 특히 6 내지 8개의 탄소원자를 포함한다. 바람직하게는, 가교제는 8 내지 10 개의 탄소원자를 지닌다. 하이드로카르빌기는 선형 도는 분지형, 바람직하게는 선형일 수 있다. 하이드로카르빌기는 포화되거나 불포화될 수 있으며, 바람직하게는 포화될 수 있다. 바람직한 가교제의 예는 8 내지 10개의 탄소 원자를 지니는 디-카르복실산, 예컨대, 세박산, 및 아젤라산을 포함한다.
폴리-ε-라이신은 본 기술분야의 전문가에게는 친숙한 다른 가교 화학을 허용하도록 가교 전에 유도체화되거나 변화될 수 있다. 예를 들어, 폴리-ε-라이신은 본 기술분야의 전문가에게는 친숙한 다른 가교 화학을 허용하도록 가교 전에 유도체화되거나 변화될 수 있다. 예를 들어, 폴리-ε-라이신은 글루타르산 무수물과의 반응에 이어진 본원에 기재된 활성화 화학을 이용한 다-작용성 아민을 사용한 가교에 의해서 사전 유도체화될 수 있다.
폴리-ε-라이신은 아미노산, 예를 들어, 아스파르트산 및 글루탐산을 사용하여 가교될 수 있다. 이러한 경우에서의 가교된 폴리-ε-라이신은 분해시에 단지 천연 아미노산만을 생성시킬 것이다. 시스틴과의 반응이, 예를 들어, 유사한 방식으로 가교된 폴리머를 생성시킬 수 있지만, 이러한 예에서, 구조는 시스테인 디설파이드 브릿지를 함유할 수 있고, 이는 또한 분해시에 천연 아미노산을 생성시킬 것이다.
바람직한 가교제의 예는 글루탐산, 시스틴, EDTA(에틸렌디아민테트라아세트산), 아디프산, 도데칸디오산, 합성 펩티드, 특히, 천연 콜라겐의 구조를 기반으로 하는 펩티드, 트리펩티드 서열 -Arg-Gly-Asp-을 함유하는 합성 펩티드, 피브리노겐 및 다른 천연 단백질 내의 세포 결합 펩티드, 젤라틴을 포함한 다중 카르복실산기를 함유한 천연 폴리머, 알긴산 및 금속 킬레이트화 및 크로마토그래피에서 사용하기에 특히 적합한 복수의 카르복실산을 지닌 크라운 에테르를 포함한다. 추가의 적합한 예는 이하 기재된다:
Figure 112013105288989-pct00001
폴리-ε-라이신의 다분산도는 중요하지 않지만, 바람직한 구체예에서, 폴리-ε-라이신의 다분산도는 적합하게는 10 내지 50, 바람직하게는 25 내지 35 아미노산이다. 더 좁은 범위의 다분산도는 가교된 폴리머 지지체의 최종 성질에 대한 더욱 정확한 조절을 가능하게 한다. 가교된 폴리-ε-라이신은, 예를 들어, 몇 가지 방식의 크로마토그래피에서 많은 적용이 있을 것이지만, 사슬을 따라 반복되는 L-키랄 센터로 인해서 키랄 분리에 특히 유리할 수 있다. 펜던트 α 아미노기는 지지체 상의 키랄 선택적 성질의 일정 범위를 부여할 수 있는 다른 크로마토그래피 결합 부위 도는 다른 키랄 부분을 혼입하도록 용이하게 개질될 수 있다.
적합하게는, 폴리-ε-라이신과 가교제의 상대적인 양은 폴리-ε-라이신이 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머의 주성분이 되도록 선택된다. 완전히 가교된 폴리머가 요망되는 경우에, 폴리-ε-라이신 폴리머와 가교제의 상대적인 양은 폴리-ε-라이신의 알파 아민 기와 가교 작용기에 대해서 화학양론적 몰 당량을 제공하도록 선택될 것이다. 아민 작용성이 요망되는 경우에, 상응하는 더 적은 양의 가교제가 사용되어 요망되는 유리 아민 기 비율을 제공한다. 적합하게는, 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머는 유리 아민 기로서 0 내지 95%의 이의 알파 아민 기를 지닌다. 아민 기의 비교적 큰 비율, 예를 들어, 50 내지 100%가 반응되는 바람직한 구체예에서, 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머는 적합하게는 비교적 강성의 특성을 나타낸다. 적은 비율의 아민 기, 예를 들어, 5 내지 50%의 아민 기가 반응되어 가교를 제공하는 경우에, 폴리머는 적합하게는 비교적 연성 또는 겔-유사 폴리머이다. 연성 또는 겔-유사 폴리머는 폴리 펩티드, 특히, 긴 폴리펩티드의 합성에서 특히 유용하다.
바람직한 구체예에서, 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머는 0.001 초과 내지 20 mmol/g, 0.01 내지 10mmol/g의 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머, 바람직하게는 0.1 내지 8 mmol/g, 더욱 바람직하게는, 특히 폴리펩티드 합성의 경우에 1 내지 8 mmol/g, 예를 들어, 1 내지 3 mmol/g을 포함한다.
또 다른 구체예에서, 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머는, 특히, 핵산 서열의 합성의 경우에 유리하게는, 0.01 내지 0.3 mmol/g을 포함한다.
가교된 폴리-ε-라이신 폴리머는 주어진 적용을 위한 특정의 작용성을 제공하도록 추가로 반응될 수 있다. 적합하게는, 폴리머는 셋 이상의 작용기를 지니는 화합물과 반응되며, 이들 중 둘은 폴리머와 반응하여 두 폴리머 사슬 사이에 가교를 제공하고, 다른 하나는 요망되는 적용에서의 사용을 위한 유리 작용성(free functionality)을 제공한다.
가교된 폴리-ε-라이신 지지체는, 예를 들어, 석신산을 요망되는 대로 사용하여 카르복실산으로 전환시킴으로써 추가로 작용성화될 수 있다. 예를 들어, 아민 작용성화된 지지체는 단백질, 예를 들어, 단백질 A를 고정시키기 위한 활성화된 폴리머의 제조에서 N-하이드록시석신이미드 및 1-에틸-3-[3-디메틸아미노프로필]카르보디이미드 하이드로클로라이드로 처리될 수 있다.
가교된 폴리-ε-라이신 폴리머는 주어진 적용을 위한 카르복실 작용성을 제공하도록 과량의 가교제를 함유할 수 있다.
비-미립자 폴리머는 전형적으로는 분산 또는 에멀젼 중합 과정에 의해서 제조될 수 있으며, 그러한 과정에서, 모노머들의 용액이 중합 개시 전에 비혼화성 용매(연속상)에 분산된다. 폴리-ε-라이신 및 가교제 및 중합 성분, 예를 들어, 촉매 및 개시제의 혼합물이 적합하게는 혼합되며 요망되는 거대 형태, 예를 들어, 시트 또는 물품으로 캐스팅(casting)되거나 섬유로 스피닝될 수 있다. 섬유의 경우에, 폴리머는 폴리-ε-라이신의 섬유가 스피닝(spinning)된 후에 가교될 수 있거나, 가교가 스피닝 전에 또는 그 동안에 발생할 수 있다. 전형적으로는, 이어서, 여과되고, 세척되며, 요망되는 입자 크기 분포로 분리되도록 분류된다. 본 발명의 비-미립자 폴리머는 다공성, 바람직하게는 거대기공 또는 미세기공 폴리머일 수 있다. 이들 용어는 본 기술분야의 전문가에게는 공지되어 있다.
용어 "거대기공"은 전형적으로 비교적 고도로 가교되고 강성인 폴리머를 나타낸다. 거대기공 폴리머는 전형적으로는 옹스트롬 범위(1-5000Å), 즉, 0.1 내지 500nm의 기공을 지닌다.
용어 "미세기공"은 비교적 적은 수준의 가교된 물질을 지니며 적절한 용매 중에서 겔, 예를 들어, 미세기공 하이드로겔을 형성하도록 용매화되거나 팽윤되는 그러한 기공을 지니지 않을 수 있는 폴리머를 나타낸다. 본 발명에 따른 미세기공 폴리머 또는 지지체는 요망되게는 반투명, 바람직하게는 투명 폴리머를 제공하도록 하는 바와 같은 크기이다.
용어 "초거대기공"은 일반적으로는 고도로 가교되지만 거대기공 폴리머, 예를 들어, 스펀지보다 훨씬 더 큰 기공을 지니는 폴리머를 나타낸다. 기공은 전형적으로는 마이크론 내지 mm 정도의 크기, 전형적으로는 0.5㎛ 내지 1mm이다. 적합하게는, 세포 배양을 위한 본 발명의 폴리머 또는 지지체는 20㎛ 내지 500㎛의 기공을 지닌다.
하나의 기공 크기 또는 특성을 지닐 수 있는 제품을 생산하는 것이 가능하며, 그러한 제품이 제조되는 폴리머는 더 작은 기공을 지닐 수 있다. 예를 들어, 마이크론 내지 mm 크기의 기공을 지니는 초거대기공 제품은 미세기공 또는 거대기공 폴리머로부터 제조될 수 있다. 이하 실시예 1에서, 제품은 초거대기공이지만, 실제 폴리머는 마이크로기공 폴리머이다.
본 발명에 따른 폴리머 또는 지지체는 적합하게는 10 내지 500 마이크론, 예를 들어, 10 내지 100 마이크론의 공극을 포함한다. 바람직한 구체예에서, 거대기공 폴리머는 50 내지 300 마이크론, 더욱 바람직하게는 100 내지 200 마이크론의 공극을 포함한다.
본 발명은 귀금속 촉매, 예를 들어, 팔라듐 촉매를 지지시키는데 특히 유용하다. 특히 유리한 예는 카르복실산을 형성하도록 작용성화된 가교된 폴리-ε-라이신 상에 지지된 팔라듐 아세테이트이다.
지지체는 전기-전도성 및 발광 폴리머를 포함하는 적용에서 사용될 수 있다. 발광 폴리머를 함유하는 지지체가 디스플레이 패널상에 배열될 수 있다.
폴리머 지지체는 유기 종, 특히, 거대분자의 고형상 합성에 특히 유용하다. 바람직한 구체예에서, 폴리머 지지체는 펩티드, 올리고누클레오티드 또는 올리고사카라이드의 합성에서 사용될 수 있다.
본 발명은 추가로 크로마토그래피 공정에서 고형상으로서 본 발명에 따른 모놀리쓰 폴리머 지지체의 용도를 제공한다.
본 발명의 폴리머 지지체는 또한, 회분 형태이든지 또는 지지체 상의 흐름 형태이든지, 지지체와 접촉되는 액으로부터 종을 제거하기 위한 고형상 추출, 예를 들어, 이온 추출 및 이온 교환에 유용하다.
본 발명의 지지체는 항체, 올리고누클레오티드, 효소 또는 플루오르(fluors)를 포함한 종을 고정시키기 위해서 사용될 수 있으며, 각각의 지지체가 용액의 상이한 성분을 검정하는 어레이(array)로 위치될 수 있다. 표면에 공유 결합된 리간드, 또는 표면에 결합된 폴리머를 통해서 공유 결합된 리간드를 지니는 폴리머는 "웰(well)"로서 이용될 수 있다. 이어서, 표적 리간드, 예컨대, 항원 또는 상보성 DNA 또는 RNA 서열의 특이적 결합이 확립된 방법을 이용하여 검출될 수 있다.
본 발명의 모놀리쓰 폴리머 지지체는 또한 생체 촉매반응에서의 사용을 위한 생체 촉매(biocatalyst) 또는 전세포(whole cell)를 고정시키기 위해서 사용될 수 있다. 생체 촉매는 흔히 추출하에 혼합물로부터 고형상의 분리를 위한 필터 플레이트를 지니는 컬럼에서 또는 시스템에서 사용된다.
본 발명의 모놀리쓰 폴리머 지지체는 고형상 시약, 금속 및 그 밖의 촉매, 생체 촉매, 효소, 단백질, 폴리클로날 및 모노클로날 항체를 포함한 항체, 전세포 및 폴리머를 포함하는 종을 고정시키는데 특히 유용하다. 본 발명은 효소, 예를 들어, 리파아제 Cal B를 지지시키는데 특히 유리하다. 리파아제 Cal B는 트랜스에스테르화 과정에서 사용될 수 있다.
본 발명은 추가로 본 발명의 지지체 또는 폴리머를 사용하는 바이오디젤의 효소적 제조 방법을 제공한다.
본 발명은 또한 친화성 리간드, 예컨대, 단백질 A의 고정에 특히 유용하다. 단백질 A는 적합하게는 모노클로날 항체의 정제에서 사용된다.
추가의 적용에서, 본 발명의 폴리머 지지체가 또한, 예를 들어, 전이금속 촉매와 리간드를 고정시킴으로써, 화학 촉매 작용에서 사용될 수 있다.
또 다른 추가의 적용에서, 본 발명은 세포 배양에서 사용될 수 있다. 동물 세포주의 대량 배양은 바이러스 백신 및 많은 생명공학 생성물의 제조에 기본이다. 동물 세포 배양에서의 재조합 DNA 기술에 의해서 생성된 생물학적 생성물은 효소, 합성 호르몬, 면역생물학제(모노클로날 항체, 린터루킨, 림포카인) 및 항암제를 포함한다. 많은 더 간단한 단백질이 박테리아 배양에서 rDNA를 사용하여 생성될 수 있으며; 글리코실화(탄수화물-개질)되는 더욱 복잡한 단백질은 현재 동물 세포에서 제조되어야 한다. 그러한 복합 단백질의 중요한 예는 호르몬 에리트로포이에틴이다. 포유동물 세포 배양물을 성장시키는 비용은 높으며, 그래서, 회사들은 끊임없이 기술을 개선시키기 위한 방법을 찾고 있다.
세포는 현탁액 중에서 또는 유착 배양물로서 성장할 수 있다. 그러나, 유착 세포는 유착 성질을 증가시키고 성장 및 분화에 필요한 다른 신호를 제공하기 위한 세포외 매트릭스 성분으로 코팅될 수 있는 표면을 필요로 한다. 일반적으로는, 솔리드 조직(solid tissue)으로부터 유래되는 세포는 유착성이다. 조직 배양(Organotypic culture)은 2-차원 배양 디쉬(dish)와는 상반되는 3-차원 환경에서 세포를 성장시킴을 포함한다. 이러한 3D 배양 시스템은 생화학적으로 그리고 생리학적으로 생체내 조직과 더욱 유사하지만, 많은 인자(예, 확산) 때문에 유지시키는 것이 기술적 과제이다. 젤라틴은 사슬간 및 사슬내 아미드 결합이 화학적으로 가수분해되어 가용성 펩티드 사슬을 형성하는 가수분해된 콜라겐이다. 콜라겐은 세포가 유착하고 분화하기에 이상적 및 자연적 환경이다. 폴리-ε-라이신이 또한 다른 단백질, 예를 들어, 젤라틴과 공중합되어 콜라겐 유사 환경을 형성시킬 수 있다.
추가의 양태에서, 본 발명은 본 발명에 따른 폴리머, 거대기공 또는 미세기공 지지체 또는 코팅의 표면 상에서 바람직하게는 세포를 배양하기 위한 그러한 지지체 또는 코팅의 용도를 제공한다. 적합하게는, 줄기 세포가 비조절된 분화를 감소시키고 요망되는 분화를 조절하도록 본 발명의 폴리머 지지체상에서 배양될 수 있다.
특히 바람직한 구체예에서, 본 발명은 상처 케어에서의 용도에 유익하다. 만성 상처는 효소에 의해서 요구되는 금속 이온을 킬레이트화하는 폴리머 입자에 의해서 불활성이 되게 할 수 있는 메탈리노-프로테아제(metallino-protease)에 의해서 악화된다. 가교된 폴리-ε-라이신, 바람직하게는 금속 킬레이트화 종으로 캡핑된 가교된 폴리-ε-라이신이 본 적용에서 사용하기에 적합하다.
본 발명은 상처 치료 제품 또는 이의 성분으로서 비-미립자 가교된 폴리-ε-라이신 또는 가교된 폴리-ε-라이신을 포함하는 모놀리쓰 지지체의 용도를 제공한다. 상처 치료 제품은 가요성 물품을 포함할 수 있지만, 바람직하게는 자체-지지 물품을 포함한다. 상처 치료 제품은 적합하게는 본 발명에 따른 폴리머 또는 미립자 지지체 및 상처를 치료하기 위한 성분 또는 조성물 및/또는 치료제를 포함한다.
적합한 용도와 관련하여 본 발명의 폴리머가 본원에서 참조되고 있는 경우에, 본 발명의 지지체는 또한, 달리 언급되지 않는 한, 그러한 용도에 적합하다.
바람직한 구체예에서, 본 발명은 상처 관리에서 사용하기 위한 미세기공, 거대기공 또는 초거대기공 시트를 지니는 가교된 폴리-ε-라이신을 포함하는 시트를 제공한다. 이들 시트는 수술후 패취로서 내부적으로 사용되어 유착을 방지할 수 있다. 유사하게, 폴리머는 조직 재생을 촉진시키기 위해서 생체내 사용될 수 있다.
이들 시트는 또한 외부 상처 관리에서의 적용을 위해서 사용될 수 있다. 본 발명에서 기재된 폴리머의 일부 이점은 생체적합성(biocompatibility), 다공성, 친수성 본질 및 화학적 개질의 용이성에 있다. 화학적 개질은, 예를 들어, 다른 종, 예컨대, 세포 결합 단백질, 세포 결합 펩티드, 또는 항응고 펩티드의 결합을 허용한다.
본 발명에서 기재된 폴리머의 특정의 이점은 이의 생체적합성으로부터 발생되며, 일부 환경에서, 효소 분해시에 천연 물질을 생성시키도록 생체내 재흡수되는 효능으로부터 발생된다.
폴리머의 시트는 위생 적용, 예를 들어, 기저귀에서의 흡수제로서 효능적인 용도를 지닌다. 시트 형태로의 폴리머의 적용의 또 다른 예는 여성 건강관리를 위한 항생제, 항미생물제 및 항진균제의 전달일 수 있다. 특히, 폴리머 시트 자체는 유용한 방부 성질을 지닐 수 있는데, 그 이유는 폴리-ε-라이신이 항균 및 항진균 성질을 지니기 때문이다. 가교제, 세박산 및 도데칸디오산이 또한 방부성이어서, 과량의 가교제를 지니는 폴리머 시트가 또한 방부성질을 지닐 수 있으며, 바람직하다.
본 발명은 의학적 진단 시험, 예컨대, 면역 검정에서 특히 유용하다. 따라서, 본 발명은 추가로 본 발명에 따른 폴리머를 포함하는 화합물 및 검출되는 화합물과 선택적으로 반응하거나 결합하기 위한 지지체 내의 폴리머에 의해서 지지된 작용성 물질, 예컨대, 효소, 예를 들어, 호스래디쉬 퍼옥시다제(horseradish peroxidase)의 존재를 검출하기 위한 의학적 진단기기를 제공한다.
많은 의학적 진단기기는 다양한 진단 리간드를 고정하기 위한 고형 지지체에 의존한다. 본 발명의 폴리머 지지체는 액체 상을 통한 고형상의 물리적 분리가 있는 의학적 진단 절차에서 사용될 수 있다.
추가의 적용에서, 폴리머 지지체는 흡수제로서 사용될 수 있다. 폴리머 지지체는 가정 유출물(household spillage), 예를 들어, 차(tea), 커피 및 와인을 흡수시키기 위해서 사용될 수 있거나, 대량 적용에서, 예를 들어, 유출 오일을 흡수시키기 위해서 사용될 수 있다. 흡수성 지지체는 유출물을 흡수시키기 위해서 사용되고 이어서 생분해시키기 위해서 버려질 수 있거나, 수역(body of water)에서의 오일 유출의 경우에는, 오일을 효과적으로 포착하고 수거 및 폐기를 위한 부유 물질(buoyant mass)에 오일을 보유하도록 사용될 수 있다. 대안적으로는, 가교된 폴리-ε-라이신은 생분해성이어서 환경 영향이 감소된 폐기를 용이하게 한다.
본 발명의 폴리머 지지체는 일정 기간에 걸쳐서 방출되어야 하는 화합물, 예를 들어, 약제학적 또는 농학적 화합물 또는 조성물을 담지시키기 위한 생분해성 담체로서 사용될 수 있다. 이러한 사용은 지지체 내의 화합물의 적재에 따른 화합물 투여 요법을 조정하는 수단을 제공한다. 약제학의 경우에, 이는 활성물질의 정확한 투여량을 돕는데 있어서, 예를 들어, 화학요법에서 환자에게 주기적인 대량 투여를 요구하기보다는 연속적인 완만한 방출을 보조하는데 있어서, 유리할 수 있다.
적합하게는, 지지체는 미세기공을 포함하고 투명한 형태로 제조될 수 있다. 폴리머는 적합하게는, 예를 들어, 콘택트 렌즈 및 각막 붕대(corneal bandage)를 포함한 광학적 적용에 대한 대체 폴리머를 제공할 수 있다. 폴리머는 콘택트 렌즈의 형태로 캐스팅될 수 있다. 이러한 형태에서, 폴리머는 항균 및 항진균 표면을 제공할 수 있고, 또한 약물의 느린 방출을 위해서 사용될 수 있다. 투명한 형태의 폴리머의 광학적 성질은 또한 광학 기기, 예컨대, 현미경 및 망원경에 적용될 수 있다.
본 발명은 중합 촉매의 존재하에 폴리-ε-라이신과 가교제를 조합하고 렌즈 모양 용기 내로 캐스팅하여 투명한 미세기공 모놀리쓰를 생성시킴을 포함하는 렌즈를 생산하는 방법을 제공한다.
삼차원 거대기공 구조는 광범위한 적용을 위해서 제조되었다. 이들은 크로마토그래피를 위한 고정상, 종의 여과를 위한 다공성 디스크, 전기삼투 펌프를 위한 다공성 물질, 고형상 합성 및 그 밖의 화학적 변형을 위한 고형 지지체, 절연 물질, 연료 전지 적용에서의 사용을 위한 다공성 막 및 조직 엔지니어링을 위한 다차원 골격(multi-dimensional scaffold)로서의 다공성 모놀리쓰를 포함하지만 이로 한정되는 것은 아니다.
3D 구조물의 제조를 위한 현재의 기술과 관련된 문제는 주로 명확한 기공 치수 및 상호연결 채널을 생성시킬 수 없음과 관련되어 있다. 기공 치수가 더 우수하게 정의되는 상황에서, 적용될 수 있는 폴리머 유형의 범위는 제한된다. PCT/EP2010/005699호는 거대기공 폴리머에서 상호연결 구멍을 지니는 제어된 기공의 도입을 위한 공정을 기재하고 있다. 이러한 발명에 기재된 폴리머가 또한 본 기술을 사용하여 거대기공 형태로 존재할 수 있으며, 본원에서 예를 들어 설명된다. 본 발명에서 기재된 폴리머는 또한, 다른 거대기공 구조, 예를 들어, 폴리HIPE 구조를 형성시키기 위해서 사용될 수 있다.
한 가지 바람직한 구체예에서, 3D 구조는 거대기공 폴리머의 자체-조립에 의해서 형성된다.
크로마토그래피 적용에서, 3D 구조물은 흔히 모놀리쓰로 일컬어진다. 모놀리쓰가 크로마토그래피 적용을 위해서 사용되는 경우에, 3D 구조는 통상의 미립자 고정상을 대체한다. 미립자 고정상의 기공내의 질량 전달에 전형적인 구동력인 확산과는 상반되게, 모놀리쓰의 기공을 통한 이러한 대류 흐름은 큰 분자, 예를 들어, 단백질의 분리 속도의 실질적인 증가를 가능하게 한다. 전형적으로는, 모놀리쓰 물질은 판형 또는 관형 모울드에서 제조되고, 시트 또는 실린더가 모울드로부터 제거되고, 다공성 폴리머가 펀칭되거나 슬라이스되어 디스크를 생성시킨다. 이들 모놀리쓰 내의 기공은 포로겐의 첨가에 의해서 혼입된다. 예를 들어, 실리카 기반 모놀리쓰에서, 포로겐은 전형적으로는 큰 분자, 예컨대, 폴리에틸렌 글리콜이다. 예를 들어, 폴리스티렌 기반 모놀리쓰에서 포로겐은 흔히 톨루엔이다. 현재 사용되는 포로겐은 모놀리쓰의 크로마토그래피 성능에 유해한 분명치 않은 연결성을 지니는 넓은 기공 크기 분포를 도입한다. 본 발명의 가교된 폴리-ε-라이신으로부터 제조된 모놀리쓰 컬럼은 크로마토그래피 및 광범위한 범위의 크로마토그래피 적용, 예를 들어, 친화성, 이온 교환, 역상, 표준 상 및 키랄 크로마토그래피에서 특히 유용하다.
폴리머 전해질 막(polymer electrolyte membrane: PEM) 연료 전지로도 공지된 프로톤 교환 막 연료 전지는, 예를 들어, 수송 적용을 위해서 개발되는 연료 전지의 유형이다. 이들 PEM 연료 전지는 특수 폴리머 전해질 막을 사용하며, 그러한 막은 그 성질 중에서도 균일한 기공 구조에 의해서 지시되는 효율적인 대류 흐름을 생성시켜야 한다. 본원에 기재된 기술을 사용하여 특징적으로 적용될 수 있는 추가의 화학적 및 물리적 성질은 본 분야에서 추가의 이익을 제공할 수 있다. 본 발명의 폴리머는 본 분야에서 적용 가능할 수 있는 일정 범위의 특성을 도입하기 위해서 용이하게 개질될 수 있다.
본 발명의 폴리머를 사용하여 제조된 3D 거대기공 폴리머는 또한 폴리머에 의해서 지지된 작용성 물질을 포함할 수 있다. 적합한 작용성 물질의 예는 촉매, 펩티드 합성을 위한 개시제 종, 약제학적 활성제, 농화학적 활성제, 거대분자, 효소, 핵산 서열 및 단백질을 포함한다.
본 발명은 귀금속 촉매, 예를 들어, 팔라듐 촉매를 지지시키는데 특히 유용하다. 특히 유리한 예는 카르복실산을 형성하도록 작용성화된 가교된 폴리-ε-라이신 상에 지지된 팔라듐 아세테이트이다.
폴리-ε-라이신의 키랄 본질은 또한 그러한 촉매에 대한 키랄 선택성에 영향을 줄 수 있다.
본 발명의 3D 거대기공 폴리머는 고형 지지체가 사용되는 어떠한 화학적 또는 물리적 공정에서 사용될 수 있다.
3D 거대기공 폴리머 또는 폴리머 코팅은 전기-전도성 및 발광 폴리머를 포함한 적용에 사용될 수 있다. 발광 폴리머를 함유하는 미립자 지지체는 디스플레이 패널상에 배열될 수 있다.
3D 거대기공 폴리머는 유기 종, 특히 거대분자의 고형상 합성에 특히 유용하다. 바람직한 구체예에서, 3D 거대기공 폴리머는 펩티드, 올리고누클레오티드 또는 올리고사카라이드의 합성에서 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 3D 거대기공 폴리머는 통상적으로 사용되는 것에 비해서 더 간단한 장비의 사용을 통해서 고형상 합성을 단순화시킨다. 3D 거대기공 폴리머는 컬럼 기반 시스템에서 모놀리쓰 형태로 그 자체가 사용될 수 있다. 이러한 예에서, 3D 거대기공 폴리머를 형성시키는 폴리머는 고형상 합성을 위한 지지체를 제공한다.
3D 거대기공 폴리머가 고형상 합성을 위한 통상의 폴리머 지지체 둘레에 형성되는 경우에, 3D 거대기공 폴리머는 불활성일 수 있으며, 단지 기계적인 골격을 제공하여 고형상 합성을 위한 통상의 폴리머를 지지한다.
상기 기재된 두 예에서, 3D 거대기공 폴리머는 특허공보 WO2008/012064호에 기재된 바와 같은 시드 비드 내에 갭슐화될 수 있다.
바람직한 구체예에서, 본 발명의 가교된 폴리머는 3D 거대기공 폴리머의 형태이고, 단백질, 폴리펩티드, 항체, 올리고누클레오티드, 효소, 전세포 또는 플루오르(fluor)를 포함한 종을 고정시키기 위해서 사용될 수 있다. 거대기공 폴리머는 어레이(array)로 위치되어, 어레이에서의 각각의 3D 거대기공 폴리머가 용액의 상이한 성분을 검정하는데 사용될 수 있다. 표면에 공유 결합된 리간드, 또는 표면에 결합된 폴리머를 통해서 공유 결합된 리간드를 지니는 3D 거대기공 폴리머가 "웰(well)"로서 이용될 수 있다. 이어서, 표적 리간드, 예컨대, 항원 또는 상보성 DNA 또는 RNA 서열의 특이적 결합이 확립된 방법을 이용하여 검출될 수 있다. 다른 일 구현예에서, 3차원 거대기공 구조물은 비-미립자 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머로 코팅되고, 코팅을 위해서 사용된 비-미립자 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머가 미세기공, 거대기공 또는 섬유 구조물에 공유결합되지 않을 수 있다.
본 발명의 3D 거대기공 폴리머는 또한 생체 촉매(biocatalyst)를 고정시키기 위해서 사용될 수 있다. 생체 촉매는 흔히 추출하에 혼합물로부터 고형상의 분리를 위한 필터 플레이트를 지니는 컬럼에서 또는 시스템에서 사용된다. 본원에서 참조되는 고형상 합성 및 크로마토그래피에 대해서 관찰된 문제가 유사하게 고형상 추출에 의해서 관찰될 수 있다. 본 발명의 3D 거대기공 폴리머는 크로마토그래피 및 고형상 합성에서 얻는 바와 같은 유사한 이점을 제공한다.
본 발명의 3D 거대기공 폴리머는 고형상 시약, 금속 및 그 밖의 촉매, 생체 촉매, 효소, 단백질, 폴리클로날 및 모노클로날 항체를 포함한 항체, 전세포 및 폴리머를 포함하는 종을 고정시키는데 특히 유용하다. 본 발명은 효소, 예를 들어, 리파아제 Cal B를 지지시키는데 특히 유리하다. 리파아제 Cal B는 바이오디젤의 제조에서 일반적으로 사용된다. 게다가, 본 발명의 3D 거대기공 폴리머 구조를 통한 개선된 대류 흐름은 매트릭스 전체에 걸친 점성의 식물성 오일의 흐름에 특히 적합할 수 있으며, 그에 따라서, 바이오디젤 제조에 특별히 적용된다.
또 다른 추가의 적용에서, 본 발명은 세포 배양에서 사용될 수 있다. 동물 세포주의 대량 배양은 바이러스 백신 및 많은 생명공학 생성물의 제조에 기본이다. 동물 세포 배양에서의 재조합 DNA 기술에 의해서 생성된 생물학적 생성물은 효소, 합성 호르몬, 면역생물학제(모노클로날 항체, 린터루킨, 림포카인) 및 항암제를 포함한다. 많은 더 간단한 단백질이 박테리아 배양에서 rDNA를 사용하여 생성될 수 있으며; 글리코실화(탄수화물-개질)되는 더욱 복잡한 단백질은 현재 동물 세포에서 제조되어야 한다. 그러한 복잡한 단백질의 중요한 예는 호르몬 에리트로포이에틴이다. 포유동물 세포 배양물을 성장시키는 비용은 높으며, 그래서, 회사들은 끊임없이 기술을 개선시키기 위한 방법을 찾고 있다.
세포는 현탁액중에서 또는 유착 배양물로서 성장할 수 있다. 그러나, 유착 세포는 유착 성질을 증가시키고 성장 및 분화에 필요한 다른 신호를 제공하기 위한 세포외 매트릭스 성분으로 코팅될 수 있는 표면을 필요로 한다. 일반적으로는, 고형의 조직으로부터 유래되는 세포는 유착성이다. 조직 배양(Organotypic culture)은 2-차원 배양 디쉬(dish)와는 상반되는 3-차원 환경에서 세포를 성장시킴을 포함한다. 이러한 3D 배양 시스템은 생화학적으로 그리고 생리학적으로 생체내 조직과 더욱 유사하지만, 많은 인자(예, 확산) 때문에 유지시키는 것이 기술적 과제이다.
본원에 기재된 발명은 세포 배양에 더욱 자연스런 환경을 제공하는 생분해성 폴리머의 제조를 가능하게 하면서 분해시에 단지 천연 아미노산만을 방출하도록 조작될 수 있는 생분해성 물질을 제공한다. 100㎛ 초과의 기공이 생성되는 때에 초거대기공으로 일반적으로 일컬어지는 이들 3D 거대기공 폴리머 구조는 정적 및 대류 조건하에 신속한 세포 및 영양분 이동을 가능하게 한다. 본 발명의 3D 거대기공 폴리머 구조는 대부분이 임의의 모양 또는 크기로 제조 또는 캐스팅될 수 있으며, 그에 따라서, 재생 의학을 위한 중요한 골격을 제공한다. 젤라틴은 사슬간 및 사슬내 아미드 결합이 화학적으로 가수분해되어 가용성 펩티드 사슬을 형성하는 가수분해된 콜라겐이다. 콜라겐은 세포가 유착하고 분화하기에 이상적 및 자연적 환경이다. 폴리-ε-라이신이 또한 다른 단백질, 예를 들어, 젤라틴과 공중합되어 콜라겐 유사 환경을 형성시킬 수 있다. 본원에 기재된 발명은 그 밖의 세포 배양 적용에 더욱 자연스런 환경을 제공하는 생분해성 폴리머의 제조를 가능하게 한다. 본 발명은 바이오연료의 생산을 위한 조류, 예컨대, 보트리오코쿠스 브라우니(Botryococcus braunii)의 배양에서 이용될 수 있다. 3D 거대기공 골격(3D macroporous scaffold)으로서 제조된 가교된 폴리-ε-라이신은 조류를 위한 용이하게 개질된 환경을 제공할 수 있으며, 연못의 표면상에 부유되도록 설계될 수 있어서, UV 광에 대한 개선된 접근을 제공한다.
본 발명은 의학적 진단 시험, 예컨대, 면역 검정에서 특히 유용하다. 따라서, 본 발명은 추가로 본 발명에 따른 미립자 지지체, 거대기공 지지체, 미세기공 지지체 또는 코팅을 포함하는 화합물 및 검출되는 화합물과 선택적으로 반응하거나 결합하기 위한 지지체 내의 폴리머에 의해서 지지된 작용성 물질, 예컨대, 효소, 예를 들어, 호스래디쉬 퍼옥시다제(horseradish peroxidase)의 존재를 검출하기 위한 의학적 진단기기를 제공한다.
많은 의학적 진단기기는 다양한 진단 리간드를 고정하기 위한 고형 지지체에 의존한다. 본 발명의 3D 거대기공 폴리머는 액체 상을 통한 고형상의 물리적 분리가 요구되는 의학적 진단 절차에서 사용될 수 있다.
진단, 스크리닝 및 화합물 라이브러리 적용은 흔히 미세어레이(microarray) 시스템을 사용한다. 미세어레이를 위한 정밀한 배열을 나열하기 위해서 일정 범위의 표면상에 프린터를 통해서 폴리-ε-라이신, 가교제 및 활성화제를 조합하는 것이 가능하다. 유사하게, 인쇄 기술이 상처 케어 및 재생 의학을 위한 인공 피부를 제조하기 위해서 사용될 수 있다.
추가의 구체예에서, 폴리머는 전기방사(electro-spinning)을 통해서 또는 섬유 제조를 위한 통상의 기술에 의해서 섬유로 제조될 수 있다. 섬유 매트, 느슨한 섬유 또는 직포 섬유가 모든 기재된 분야에서 적용될 것이다.
폴리머는 또한 스프레잉에 의해서 적용될 수 있으며, 그래서, 이는, 예를 들어, 항균 및 항진균 코팅을 포함한 일정 범위의 적용에 유용한 코팅을 제공할 수 있다.
본 발명이 첨부된 도면을 참조로 예시된다.
도 1은 폴리-ε-라이신의 개략적 표현을 도시하고 있다.
도 2는 이작용성 카르복실산과 가교 결합된 폴리-ε-라이신의 개략적 표현을 도시하고 있다.
도 3은 예로서 아스파르트산과 가교 결합된 폴리-ε-라이신의 개략적 표현을 도시하고 있다.
도 4는 시스틴과 가교 결합된 폴리-ε-라이신의 개략적 표현을 도시하고 있다.
도 5는 니트릴로트리아세트산과 가교 결합된 폴리-ε-라이신의 개략적 표현을 도시하고 있다.
도 6은 폴리아크릴로니트릴 벌룬의 용해 전의 실시예 1의 생성물의 SEM을 도시하고 있다.
도 7a 및 도 7b는 실시예 2의 자체-조립된 초거대기공 시트의 SEM을 도시하고 있다.
도 8a, 도 8b 및 도 8c는 실시예 3의 폴리머 전체를 통한 증식을 나타내는 염색된 세포의 절개된 샘플을 도시하고 있다.
도 9는 실시예 4의 폴리머 전체를 통한 증식을 나타내는 염색된 세포의 절개된 샘플을 도시하고 있다.
도 10은 실시예 6으로부터의 자체-조립된 초거대기공 튜브의 사진을 도시하고 있다.
도 11은 실시예 9로부터 생성되는 가교된 나노섬유 매트의 SEM을 도시하고 있다.
도 12는 실시예 10의 렌즈의 사진을 도시하고 있다.
본 발명이 이하 비-제한 실시예에 의해서 예시된다.
실시예 1 - 초거대기공 가교된 폴리 -ε-라이신의 제조
폴리-ε-라이신(200mg, 1mmol 아민 함량)을 DMF/물(2.45cm3, 1:1v/v)에 용해시키고, NMM (0.137cm3, 1.2mmol)을 첨가한 다음, 글루타르산 무수물(70mg, 0.6mmol의 글루타르산 무수물, 즉, 아민에 대한 상대적인 과량)을 첨가하였다. 반응이 2 시간 동안 진행되게 하였다.
N-하이드록시석신이미드(143mg)를 첨가한 다음, Expancel 920 DEX 80 d30 (80㎛ 폴리아크릴로니트릴 벌룬)(50mg, 약 3cm3)을 첨가하고, EDCI(224mg, 1.2mmol)을 첨가하여 중합을 개시시켰다. 혼합물을 1 시간 동안 완전히 혼합하고, 폴리프로필렌 표면상에 시트로 캐스팅한 후에, 콜크보러(cork borer)을 사용하여 디스크로 절단하였다. 중합이 실온에서 밤새 완료되게 하였다.
폴리아크릴로니트릴 벌룬의 용해 전의 생성물의 SEM이 도 6에 도시되어 있다. 도시된 공동은 도면의 아래 우측 부분에서 300 마이크론 크기 바와 비교함으로써 나타내고 있는 바와 같이 크기가 대체로 20 내지 100 마이크론이다.
상기 제조된 디스크를 DMF로 밤새 처리하여 폴리아크릴로니트릴 벌룬을 용해시키고, 이어서, 포타슘 설페이트 완충액(100mmol/dm3, pH 7) 및 물로 완전히 세척한 후에, 물로부터 동결 건조시켰다.
초거대기공 가교된 폴리-ε-라이신이 사용되어 인간 배아 줄기 세포의 3차원 성장 및 증식을 지지하는 것으로 밝혀졌다.
실시예 2 - 자체-조립된 초거대기공 가교된 폴리 -ε-라이신 시트의 제조
물(100cm3) 중의 폴리-ε-라이신(4.93g, 28.7mmol 아민 함량), 도데칸디오산(3.47g, 30mmol 카르복실 함량) 및 소듐 하이드록사이드(1.15g, 28.7mmol)를 함유하는 용액을 제조하였다.
물(30cm3)중의 EDCI(14.46g, 75mmol) 및 HONSu(1.65g, 14mmol)의 용액을 상기 용액에 첨가하고, 혼합물을 즉각적으로 트레이에 부어 5mm 깊이의 층을 형성시켰다.
20 내지 30분 후에, 혼합물을 고형화시켜 5mm 두께의 초거대기공 시트를 형성시켰다. 시트를 물로 완전히 세척하고, 이어서, 리오필리자시옹(lyophilisation)에 의해서 건조시켰다.
자체-조립된 초거대기공 시트의 SEM이 도 7a 및 도 7b에 도시되어 있다.
실시예 3 - 자체-조립된 초거대기공 가교된 폴리 -ε-라이신 상의 마우스 배아 줄기 세포( ESC )의 3D 배양
상기 시트로부터 절단된 초거대기공 디스크를 포스페이트 완충된 염수(3xPBS)로 세척하고, 세포 접촉 전에 30분 동안 UV 조사하였다.
디스크에 마우스 배아 줄기 세포를 시딩하고, 1mM β-메르캅토에탄올(Gibco, Invitrogen, UK), 2mM L-글루타민(Gibco, Invitrogen, UK), 1000U/mL 백혈병 억제 인자(LIF)(Millipore, UK) 및 2% 태아소혈청(fetal calf-serum)(PAA)이 보충된 Advanced™ 고 글루코스 DMEM(Gibco, Invitrogen, UK)에서 배양하였다. 이러한 배지를 격일로 바꿔주었다.
폴리머와 접촉된 상태의 ESC의 면역-염색은 4% 파라포름알데하이드(PFA)에 세포를 고정시킨 다음, PBS (3x)로 세척함을 포함한다. 세포를 실온에서 40분 동안 블로킹 용액(10 % 태아소혈청, PBS 중의 0.1% Triton X-100)과 함께 인큐베이션시켰다. 블로킹 용액을 제거하고, 일차 항체 용액을 첨가하고(Oct4/Nanog), 세포를 4℃에서 밤새 인큐베이션하였다. 세포를 세척하고((3xPBS), 이차 항체 용액을 첨가하고, 실온에서 2 시간 동안 인큐베이션하고, 그 후에, 세포를 세척하고((3xPBS), 핵 마커, DAPI(1 cm3 DAPI: 1 μL (1/100** 사용모액(working stock) + 1 mL PBS)로 대비염색(counterstain)시키고, 암실의 실온에서 5분 동안 인큐베이션하였다. 세포를 PBS로 3회 세척하고, 커버슬립 및 형광 봉입물질과 함께 슬라이드상에 장착하였다.
폴리머의 전체에 걸친 증식을 나타내는 염색된 세포의 절개된 샘플이 도 8a, 도 8b 및 도 8c에 도시되어 있다.
ESC를 폴리머 상으로 시딩하여 ESC 부착을 측정하고, 가장 중요하게는, 시간에 따른 ESC 자체-재생에 대한 폴리머가 지니는 효과를 측정하였다.
도 8a에서, ESC를 초거대기공 폴리머상에 시딩하고, 7일 동안 증식시켰다. 7일 후에, ESC 및 폴리머를 고정시키고, 젤라틴을 임베딩하고, 동결시키고 절개시킨 후에, DAPI(blue)와 알칼리성 포스파타제(red)로 동시-염색시켰다. 폴리머는 ESC 생육 및 부착을 지지하고, ESC는 알칼리성 포스파타제 발현을 유지시켰다. 스케일 바(Scale bar)는 100㎛를 나타내고 이미지는 전체 집단을 대표한다. 실험을 3회 반복하였다.
도 8b의 경우에, ESC를 초거대기공 폴리머 상으로 시딩하고, 7일 동안 증식히였다. 7일 후에, ESC 및 폴리머를 고정시키고, 젤라틴을 임베딩하고, 동결시키고 절개시킨 후에, 자가-재생 마커, nanog (green)으로 염색시켰다. 폴리머는 ESC 부착을 지지하는 것으로 밝혀졌고; 추가로, ESC는 nanog에 대해서 양성을 유지하며, 그에 따라서, 자가-재생 능력을 유지하였다. 스케일 바는 25㎛를 나타냈다. 이미지는 전체 집단을 대표한다.
도 8c의 경우에, ESC를 초거대기공 폴리머 상으로 시딩하고, 7일 동안 증식히였다. 7일 후에, ESC 및 폴리머를 고정시키고, 젤라틴을 임베딩하고, 동결시키고 절개시킨 후에, 자가-재생 마커 Oct4(red)와 핵 마커 DAPI(blue)로 동시-염색시켰다. 폴리머는 ESC 부착을 지지하고, 추가로, ESC는 Oct4에 대해서 양성을 유지하며, 그에 따라서, 자가-재생 능력을 유지하였다. 스케일 바는 50㎛를 나타냈다. 이미지는 전체 집단을 대표한다.
폴리머가 ESC 부착을 지지했으며, 추가로, ESC는 최대 7일 동안 알칼리성 포스파타제의 발현을 유지하였다. 유사하게, ESC는 자가-재생 마커, 전사인자, Nanog 및 Oct4의 7일 후의 발현을 유지시켰다. 결론적으로, 이는 본 발명의 폴리머가 ESC 생육을 지지할 뿐만 아니라, 어떠한 ESC 정률 증가(scale-up) 배양 조건에 결정적인 ESC 전분화능(pluripotency)의 유지를 지지함을 제시한다.
실시예 4 - 자체-조립된 초거대기공 가교된 폴리 -ε-라이신 상의 신장 세포의 3D 배양
상기 시트로부터 절단된 초거대기공 디스크를 포스페이트 완충된 염수(3xPBS)로 세척하고, 세포 접촉 전에 30분 동안 UV 조사하였다.
디스크에 마우스 신장 줄기 세포(KSC)를 시딩하고, 10% 태아소혈청(fetal calf-serum)(PAA), 2mM L-글루타민(Gibco, Invitrogen, UK), 1% NEAA(Gibco, Invitrogen, UK), 1mM β-메르캅토에탄올(Gibco, Invitrogen, UK)이 보충된 고 글루코스 DMEM(Gibco, Invitrogen, UK)에서 배양하였다. 이러한 배지를 격일로 바꿔주었다.
KSC(GFP 염색됨)를 폴리머 상으로 시딩하고, 부착/상호작용을 모니터링하였다. 처음 1일에, KSC가 표면 둘레에 유지되었지만, 10일째에는, KSC 모르폴로지(morphology)가 폴리머 표면 둘레에 전형적으로 패턴화되어 나타났다.
폴리머 전체에 걸친 증식을 나타내는 염색된 세포의 절개된 샘플이 도 9에 도시되어 있다. KSC GFP를 초거대기공 폴리머 상으로 시딩하고, 부착/상호작용을 모니터링하였다. 처음 1일에, KSC가 표면 상의 둘레에 유지되었지만, 10일째에는, KSC 모르폴로지가 폴리머 표면 둘레에 전형적으로 패턴화되어 나타났다.
실시예 5 - 자체-조립된 초거대기공 가교된 폴리 -ε-라이신 상의 Schwann 신경 세포의 배양
초거대기공 폴리머의 샘플을 3중으로 12 웰 조질 배양 플레이트의 웰 내에 넣고, 1 시간 동안 UV 살균한 후에, Schwann 세포 성장 배지[SCGM (DMEM + 10%FBS + GGF + 포스콜린(forskolin))]에서 샘플을 수화시켰다. 두 가지 세포 밀도가 SCGM 내의 초거대기공 폴리머 골격의 각각 상으로 시딩되었다(500,000 및 50,000 Schwann 세포). Alamar 블루 흡광도 검정법(Alamar blue absorbance assay)을 이용하여 세포 증식을 시험하였다.
Alamar 블루 결과는 Schwann 세포가 초기에 부착되고 24시간 후에 초거대기공 폴리머 골격 내에서 생존함을 나타냈다. 전체 세포 증식을 시험된 모든 샘플에서 5일 기간에 걸쳐서 진행되게 하였다.
요약하면, 초기 Schwann 세포 부착 및 성장이 시험된 모든 샘플상에서 24시간에 Alamar 블루의 감소에 의해서 입증되었다. 시험된 모든 물질이 Schwann 세포의 장기간 생존을 지지하였고, 그에 따라서, 신경 재생을 지지하기에 적합한 생체 적합 물질이다.
실시예 6 - 자체-조립된 초거대기공 가교된 폴리 -ε-라이신 튜브의 제조
물(100cm3) 중의 폴리-ε-라이신(4.93g, 28.7mmol 아민 함량), 도데칸디오산(3.47g, 30mmol 카르복실 함량) 및 소듐 하이드록사이드(1.15g, 28.7mmol)를 함유하는 용액을 제조하였다.
물(30cm3)중의 EDCI(14.46g, 75mmol) 및 HONSu(1.65g, 14mmol)의 용액을 상기 용액에 첨가하고, 혼합물을 즉각적으로 관형 모울드에 부었다.
20 내지 30분 후에, 혼합물을 고형화시켜서 벽 두께가 5mm인 15mm의 외경을 지니는 튜브를 형성시켰다. 튜브를 물로 완전히 세척하고, 이어서, 리오필리자시옹(lyophilisation)에 의해서 건조시켰다.
자체-조립된 초거대기공 튜브의 사진이 도 10에 도시되어 있다.
실시예 7 - 크로마토그래피 분리를 위한 초거대기공 컬럼 모놀리쓰의 제조
물(10cm3) 중의 폴리-ε-라이신(0.49g, 2.9mmol 아민 함량), 도데칸디오산(0.35g, 3.0mmol 카르복실 함량) 및 소듐 하이드록사이드(0.115g, 2.9mmol)를 함유하는 용액을 제조하였다.
물(3cm3)중의 EDCI(1.45g, 7.5mmol) 및 HONSu(0.165g, 1.4mmol)의 용액을 상기 용액에 첨가하고, 혼합물을 즉각적으로 사용하여 빈 HPLC 컬럼(4.6mm 직경 x 10cm)를 충전시켰다.
20 내지 30분 후에, 혼합물을 고형화시켜서 모놀리쓰를 형성시켰다. 모놀리쓰를 HPLC 상에서 물로 완전히 세척하였다.
실시예 8 - 항체 정제를 위한 가교된 폴리 -ε-라이신 초거대기공 컬럼 모놀 리쓰상의 단백질 A의 고정
가교된 폴리 -ε-라이신에의 rProtein A의 커플링
N-하이드록시석신이미드(1g)을 차가운 MES 완충액(25mmol/dm3, pH 5.0, 2.5cm3)에 용해시키고, MES 완충액(25mmol/dm3, pH 5.0, 2.5cm3)에 용해된 EDCI (1g)와 혼합하였다. 이러한 용액을 HPLC 펌프를 사용하여 모놀리쓰를 통해서 통과시켰다. 모놀리쓰를 MES 완충액(25mmol/dm3, pH 5.0, 50cm3)으로 세척하고, 즉각적으로, rProtein A의 용액(5cm3, 25mmol/dm3 MES 중의 4mg/cm3, pH 5.0)을 컬럼 상으로 통과시키고, 밤새 정치시켰다. 모놀리쓰를 Trizma-HCl(30cm3 pH 7.4)로 세척하여 폴리머상의 어떠한 잔류 N-하이드록시석신이미드 에스테르를 블로킹하였다. 모놀리쓰를 물(100cm3)로 세척하고, 물 중에 저장하였다.
Protein A 기반 모놀리쓰를 시험하여 이것이 본 기술분야의 전문가에게는 공지된 표준 조건하에 인간 IgG를 유지시키는지를 측정하였다. 컬럼은 예상된 바와 같이 인간 IgG를 유지시키는 것으로 밝혀졌다.
실시예 9 - 전기방사 섬유의 제조
DMSO(6cm3) 중의 폴리아크릴로니트릴(0.8g, 150,000 평균 분자량), 폴리-ε-라이신(0.4g) 및 세박산(0.24g) 함유 융액을 40℃ 및 30% 습도에서 로울러 드럼상으로 전기방사(24kV, 0.5cm3/hr)시켰다.
생산된 전기방사 섬유 매트의 일부(5cm2)를 EDCI의 수용액(5cm3의 물 중의 1g)으로 1 시간 동안 처리하고, 이어서, 물로 완전히 세척하였다. 생성되는 가교된 섬유 매트를 N,N-디메틸포름아미드로 완전히 세척하여 PAN 지지체를 제거하고, 이어서, 이를 메탄올로 세척한 후에, 공기 중에서 건조시켰다.
생성되는 가교된 나노섬유 매트의 SEM이 도 11에 도시되어 있다.
실시예 10 - 광학적으로 투명한 렌즈의 제조
물(1.5cm3) 중의 폴리-ε-라이신(0.49g, 2.9mmol 아민 함량), 세박산(0.15g, 1.45mmol 카르복실 함량) 및 소듐 하이드록사이드(0.06g, 1.5mmol)를 함유하는 용액을 제조하였다.
물(1cm3) 중의 EDCI(0.83g, 4.35mmol)의 용액을 상기 용액에 첨가하고, 혼합물을 즉각적으로 사용하여 폴리프로필렌 시험 튜브의 베이스를 충전시켜 렌즈를 캐스팅하는 능력을 입증하였다.
20 내지 30분 후에, 혼합물을 고형화시켜서 콘택트 렌즈를 닮은 투명한 폴리머를 형성시켰다. 렌즈를 물로 완전히 세척하고, 이어서, 공기 중에서 건조시켰다.
렌즈의 사진이 도 12에 도시되어 있다.

Claims (23)

  1. 아미드 결합에 의해서 결합된 폴리-ε-라이신과 가교제를 포함하는 비-미립자 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머로서,
    가교제가 폴리-ε-라이신의 알파 탄소 아민과 반응할 수 있는 둘 이상의 작용기를 포함하고 하기로부터 선택되는, 비-미립자 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머:
    화학식 X[CO2H]n의 화합물 (여기서, n은 2 이상, X는 지방족 사슬이다); 비스-카르복시-폴리알킬렌 글리콜; 니트릴로트리아세트산; EDTA; 및 HOOCCH2CH2CONHCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2NHCOCH2CH2COOH.
  2. 제 1항에 있어서, 가교제가 둘 이상의 카르복실산기 및 둘 이상의 기를 연결시키는 지방족 사슬을 포함하는 비-미립자 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 물에 불용성인 비-미립자 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 다공성인 비-미립자 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머.
  5. 제 1항에 따른 비-미립자 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머를 포함하는 비-미립자 지지체.
  6. 제 5항에 있어서, 비-미립자 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머가 비-미립자 매체를 코팅시키기 위해서 사용되는 비-미립자 지지체.
  7. 제 5항에 있어서, 비-미립자 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머가 코팅을 위해서 사용되며 비-미립자 매체에 공유결합되는 비-미립자 지지체.
  8. 제 5항에 있어서, 비-미립자 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머가 유기 비-미립자 매체를 코팅시키기 위해서 사용되는 비-미립자 지지체.
  9. 제 5항에 있어서, 비-미립자 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머가 무기 비-미립자 매체를 코팅시키기 위해서 사용되는 비-미립자 지지체.
  10. 제 5항에 있어서, 비-미립자 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머가 작용성화되어 촉매, 펩티드 합성을 위한 개시제 종, 올리고누클레오티드 합성을 위한 개시제 종, 고형상 유기 합성을 위한 개시제 종, 약제학적 활성제, 농화학적 활성제, 크로마토그래피 분리를 위한 표면, 세포 배양 또는 분화를 촉진시키기 위한 종, 단백질 또는 그 밖의 생물학적 거대분자를 포함하는 물질을 제공하는, 비-미립자 지지체.
  11. 제 1항에 따른 비-미립자 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머를 포함하는 3차원 구조물.
  12. 제 11항에 있어서, 3차원 구조물이 미세기공, 거대기공 또는 섬유 구조물인 3차원 구조물.
  13. 비-미립자 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머로 코팅된 제 12항에 따른 3차원 거대기공 구조물로서, 코팅을 위해서 사용된 비-미립자 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머가 미세기공, 거대기공 또는 섬유 구조물에 공유결합되는 3차원 거대기공 구조물.
  14. 비-미립자 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머로 코팅된 제 12항에 따른 3차원 거대기공 구조물로서, 코팅을 위해서 사용된 비-미립자 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머가 미세기공, 거대기공 또는 섬유 구조물에 공유결합되지 않은 3차원 거대기공 구조물.
  15. 제 12항에 따른 3차원 거대기공 구조물로서, 비-미립자 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머가 작용화되어 촉매, 펩티드 합성을 위한 개시제 종, 올리고누클레오티드 합성을 위한 개시제 종, 고형상 유기 합성을 위한 개시제 종, 약제학적 활성물질, 농화학적 활성물질, 크로마토그래피 분리를 위한 표면, 세포 배양 또는 분화를 촉진시키기 위한 종, 단백질 또는 그 밖의 생물학적 거대분자를 포함하는 물질을 제공하는, 3차원 거대기공 구조물.
  16. 제 1항 또는 제 2항에 따른 비-미립자 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머, 제 5항에 따른 비-미립자 지지체, 또는 제 11항에 따른 3차원 구조물을 포함하는 시트.
  17. 제 1항 또는 제 2항에 따른 비-미립자 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머, 제 5항에 따른 비-미립자 지지체, 또는 제 11항에 따른 3차원 구조물과, 상처를 치료하기 위한 성분, 상처를 치료하기 위한 조성물 또는 치료제를 포함하는 상처 치료 제품.
  18. 제 17항에 있어서, 비-미립자 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머, 비-미립자 지지체, 또는 3차원 구조물이 시트의 형태인 상처 치료 제품.
  19. 제 1항 또는 제 2항에 따른 비-미립자 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머, 제 5항에 따른 비-미립자 지지체, 또는 제 11항에 따른 3차원 구조물을 포함하고, 비-미립자 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머, 비-미립자 지지체, 또는 3차원 구조물에 의해 결합 또는 보유된 작용성 물질을 포함하는 의학적 진단기기.
  20. 제 19항에 있어서, 작용성 물질이 비-미립자 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머에 의해서 지지된 효소를 포함하는 의학적 진단기기.
  21. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 펩티드, 올리고누클레오티드 또는 올리고사카라이드의 고형상 합성; 고형상 추출; 고형상 유기 화학; 고형상 시약, 금속 및 그 밖의 촉매, 생체-촉매(bio-catalyst), 효소, 단백질, 폴리클로날 및 모노클로날 항체를 포함한 항체, 전세포 및 폴리머로부터 선택된 종의 고정(immobilisation); 세포 배양; 크로마토그래피 분리를 위한 고정상의 제조로부터 선택된 공정에서 사용되거나; 또는 조절된 방출 제품을 위한 생분해성 담체로서 또는 흡수제로서 사용되는 비-미립자 가교된 폴리-ε-라이신 폴리머.
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