TWI572336B - 不織布、生物吸收性創傷敷料、墊料及埋植片 - Google Patents

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德克 葛拉弗倫德
丹尼爾 紐慕勒
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Description

不織布、生物吸收性創傷敷料、墊料及埋植片
本發明係關注於新穎之含有生長及分化因子的不織布。該布特別地設計為加速組織再生以及哺乳動物組織之創傷癒合過程。進一步地，本發明提供創傷敷料、墊料以及包含該新穎不織布之埋植片(implant)。
GDF-5(Hötten等人，1994,Biochem.Biophys Res.Commun.204,646-652)係一種形態發生素(morphogen)，其於數種組織中顯示可促進細胞增殖、分化及/或組織形成。該蛋白質亦廣知為形態發生蛋白質MP52(morphogenic protein MP52)、骨形態發生蛋白質-14(bone morphogenetic protein-14)(BMP-14)或軟骨-衍生形態發生蛋白質-1(cartilage-derived morphogenetic protein-1)(CDMP-1)。GDF-5係與GDF-6以及GDF-7高度相關。此三個蛋白質形成TGF-ß超家族(TGF-ß superfamily)之各別亞類，因此展現相似的生物學性質以及極高度的胺基酸序列相同度(即參照Wolfman等人，1997,J.Clin.Invest.100,321-330)。所有的家族成員最初被合成作為較大之前驅物蛋白質，其接著於自C端大約110至140個胺基酸之鹼基團中經歷蛋白截切(proteolytic cleavage)，因而自N端前區域(prodomain)釋放C端成熟蛋白質部分。該等成熟多肽在結構上相關且含有包含六個或七個標準半胱胺酸基之保留生物活性區域(conserved bioactive domain)，其係負責此些蛋白質 之特徵性三度空間之“胱胺酸-結(cystine-knot)”模體。與天然的GDF-5相關之蛋白質係同元二聚體分子以及活動主要經由與特定受器錯合物之交互作用，特定受器錯合物包括type I以及type II絲胺酸/蘇胺酸受器激酶。該受器激酶隨後激活Smad蛋白質，其接著發送訊號至核以調節目標基因表現。
已經反覆地論證GDF-5/-6/-7亞類之成員係最重要之骨及軟骨的誘發物及調節物(Cheng等人，2003,J.Bone & Joint Surg.85A,1544-1552；Settle等人，2003,Developm.Biol.254,116-130)。GDF-5於神經系統中係天然的生長因子(參見例如WO 97/03188；Krieglstein等人，(1995)J.Neurosci Res.42,724-732；Sullivan等人，(1997)Neurosci Lett 233,73-76；Sullivan等人，(1998),Eur.J.Neurosci 10,3681-3688)。進一步地，例如對於皮膚相關組織生長之調節(WO 02/076494；Battaglia等人，2002,Trans.Orthop.Res.Soc.27,584)，以及對於誘發血管形成過程(Yamashita等人，1997,Exp.Cell Res.235,218-26)係有用的。
在探討其獨特之組織誘發活動之後，生長因子蛋白質，諸如GDF-5，已成功地應用在治療研究以及再生手術中，在其中它們單獨或結合特定基質材料，促進且幫助多種受創組織的天然癒合過程。雖然多種包含生物活性之成熟GDF-5相關蛋白質之藥理組成物已經被發展出(參見例如WO96/33215)，儘管如此GDF-5之配方以及處理方法仍係有問題的，因為成熟蛋白質會趨向與固體材 料作用以及在生理條件下顯示異常低的溶解度。成熟GDF-5/MP52之pH依賴型溶解度輪廓(例如EP 1 462 126所示)揭示蛋白質於pH值大於4.25之水性溶液中開始沉澱，且於pH值為5至9之間變成不可溶。
對於創傷癒合之目的，多種形式、尺寸以及材料之類乳液以及固體手術敷料兩者已經被發展出，其主要被設計為確保在半無菌之條件下創傷閉合。數種敷料係由有機材料所製成，諸如例如膠原，反之其他裝置係包括合成成分，諸如例如非晶熱塑性聚合物。最先進時代之一些創傷敷料的特色在於額外的藥物運輸作用；它們可以供給生物活性物質，諸如抗生素或細胞介素(cytokine)如表皮生長因子(EGF)或血小板衍生生長因子(PDGF/貝卡普明(Becaplermin))。例如，基因工程之PDGF可自商業上獲得，其商品名為Regranex®，如局部(0.01%)創傷癒合膠，其被核准用於糖尿病患者之擴散至皮下組織或更多的腳部潰瘍之治療。
對於創傷癒合或其他組織再生目的，特別期望藉由生長以及分化因子蛋白質運輸至人體之新的布。因此，本發明之目的係藉由提供新穎創傷癒合材料及裝置改善GDF-5及相關蛋白質之治療上的可用性。
生物降解性創傷敷料如EP 2 042 199中描述。所述之創傷敷料係以包含纖維粗材料之纖維之不織布所製成，其中纖維包括至少一種生物活性物質。作為生物活性物質特別建議為抗菌物質或抗生素。
在研究改良GDF-5及相關蛋白質之治療上的可用性 期間，本案之發明人等驚訝地發現如EP 2 042 199中所述之包含纖維粗材料之纖維之不織布係特別地適合用於運輸生長以及分化因子蛋白質至人體。GDF-5以及生物吸收性不織布的結合，顯示有益於GDF-5之應用的不可預期之功效。生物降解性不織布對於GDF-5提供一種基材，其對於GDF-5顯示釋放之成熟蛋白質的增加並且結合良好的處理特性。此種結合允許控制GDF-5以局部方式供給，且因此可以在藥理作用之期望部位使生長因子產生功效。除了此空間控制外，增加之生物活性GDF-5的產率在超過所期望之時間期間後係自生物降解性不織布洗提出，例如數天。由於併入GDF-5至不織布，已克服pH依賴性沉澱效應以及與固體材料之交互作用已降至最低。
因此本發明之主題為包含纖維粗材料之纖維的不織布，其中該纖維粗材料之纖維包含生物吸收性聚合物，該纖維包括至少一種生物活性物質，其係GDF-5相關蛋白質，且分布於纖維中。
定義：為了避免誤解以及糢糊不清，一些於此處經常使用的用詞將如下定義以及例示：於此處使用之用語“胱胺酸-結區域”意指已為廣知且保留富-半胱胺酸胺基酸區域，其係存在於TGF-ß超家族蛋白質之成熟部分，諸如即為人類GDF-5，且已知為胱胺酸-結形成三度空間之蛋白質結構。在此區域中，半 胱胺酸殘基之相對於彼此之各別位置係重要的，且為了不失去生物活性僅允許微小地變化。已例示單獨之胱胺酸-結區域已足夠蛋白質之生物作用(Schreuder等人，(2005),Biochem Biophys Res Commun.329,1076-86)。胱胺酸-結區域之共有序列在最先進之技術水平中係廣為人知的。根據此處定義之定義，蛋白質之胱胺酸-結-區域與參予各別蛋白質之胱胺酸-結的第一個半胱胺酸基開始，以及與跟隨參與各別蛋白質之胱胺酸-結的最後一個半胱胺酸結束。例如，人類GDF-5之胱胺酸-結區域前驅物蛋白質(SEQ ID NO：2)係由胺基酸400-501所組成。(亦參見第1圖)。
於此處使用之用語“GDF-5相關蛋白質”意指任何自然產生或人工製造之蛋白質，其係與人類生長/分化因子5(hGDF-5)高度相關。所有GDF-5相關蛋白質之共同特徵係胱胺酸-結-區域的發生會伴隨與人類GDF-5之102 aa胱胺酸-結區域(SEQ ID NO：2之胺基酸400-501)至少60%之胺基酸相同度，其係已足夠蛋白質之生物作用。該用詞"GDF-5相關蛋白質"包括屬於來自脊椎動物或哺乳動物物種之GDF-5、GDF-6以及GDF-7蛋白質的群，亦及其重組之變體，只要這些蛋白質與人類GDF-5之胱胺酸-結-區域顯示如前述之相同度百分比。所限定之60%之值很適合用於分離蛋白質之GDF-5/-6/-7群的成員，亦及其來自更進一步之蛋白質的變體，諸如更遠房相關之GDFs以及BMPs。人類GDF-5之102 aa胱胺酸-結-區域與人類GDF-6以及人類GDF-7之比較(參見第2圖) 在這些蛋白質當中展現胺基酸之高層級。人類GDF-6與人類GDF-5之胱胺酸-結-區域共用87個(85%)以及人類GDF-7與人類GDF-5之胱胺酸-結-區域共用83個(81%)相同的殘基。當與人類GDF-5相比較，來自脊椎動物或哺乳動物物種之GDF-5/-6/-7分子的各別區域，其目前已經被証實顯示至少75%之高度相同度百分比(介於79%以及99%之間)。相反地，不屬於GDF-5/-6/-7亞類之GDFs以及BMPs則展現低於60%之較低的相同度值。(參見第3圖)
於相關胺基酸序列中的相對應之胺基酸位置之測定，亦及相同度之百分比的計算可以簡單地在已知比對演算法(alignment algorithm)，以及視情況地使用這些演算法之電腦程式的輔助下運算。例如，本專利申請案之胺基酸相同度(例如第2圖)係藉由使用具有缺席參數(default parameter)之freeware program ClustalX(版本1.81)比對序列，以及接著手動地計算相同的殘基。成對比對之缺席設定(慢精確)係：打開間隙之參數：10.00；延展間隙之參數：0.10；蛋白質重量基質：Gonnet 250。該ClustalX程式之細節係描述於Thompson,J.D.、Gibson,T.J.、Plewniak,F.、Jeanmougin,F.以及Higgins,D.G.(1997)：該ClustalX視窗介面：以高品質之分析工具輔助對於多個序列比對之靈活的步驟(The ClustalX windows interface：flexible strategies for multiple sequence alignment aided by quality analysis tools)；Nucleic Acids Research 24：4876-4882之中。ClustalX係 一種ClustalW多重序列比對程式之視窗介面以及即可自多種來源獲得，例如來自ftp-igbmc.u-strasbg.fr、ftp.embl-heidelberg.de、ftp.ebi.ac.uk匿名之ftp，或經由下列網頁下載：http：//www-igbmc.u-strasbg.fr/BioInfo/。該ClustalW程式以及演算法之細節亦描述於Thompson,J.D.,Higgins,D.G.以及Gibson,T.J.(1994)：CLUSTALW：經由序列測重改良漸進之多個序列比對的敏銳度，特定位置之間隙的缺失以及測重基質的選擇(CLUSTALW：improving the sensitivity of progressive multiple sequence alignment through sequence weighting,positions-specific gap penalties and weight matrix choice)；Nucleic Acids Research 22：4673-4680之中。
特佳之GDF-5相關蛋白質展現與人類GDF-5之102 aa胱胺酸-結區域至少70%、80%、90%或95%之胺基酸相同度。
脊椎動物或哺乳動物之GDF-5相關蛋白質的非限定例子係人類GDF-5之前驅物以及成熟蛋白質(揭示如於WO95/04819中之MP52以及如Hötten等人，1994,Biochem.Biophys Res.Commun.204,646-652中之人類GDF-5)、重組人類(rh)GDF-5/MP52(WO96/33215)、MP52 Arg(WO97/06254)、HMW人類MP52s(WO97/04095)、CDMP-1(WO96/14335)、老鼠(Mus musculus)GDF-5(US 5,801,014)、兔子(Oryctolagus cuniculus)GDF-5(Sanyal等人，2000,Mol Biotechnol.16,203-210)、雞(Gallus gallus)GDF-5(NCBI登記號no. NP_989669)、非洲爪蟾(Xenopus laevis)GDF-5(NCBI登記號no.AAT99303)、單體GDF-5(WO 01/11041以及WO 99/61611)、人類GDF-6/BMP-13(US 5,658,882)，老鼠GDF-6(NCBI登記號no NP_038554)、GDF-6/CDMP-2(WO96/14335)、人類GDF-7/BMP-12(US 5,658,882)、老鼠GDF-7(NCBI登記號no AAP97721)、GDF-7/CDMP-3(WO96/143335)。本發明所包括者亦為具有額外之突變的GDF-5相關蛋白質，諸如取代基、加成基以及缺失基，只要這些額外之突變不會完全地破壞生物蛋白質活性。一些較佳之變體係具有改良之生物活性的GDF-5相關蛋白質之突變。例如，自然地存在於人類GDF-5前驅物蛋白質之一或多個殘基(參見第1圖)於這些突變中係被其他的胺基酸取代：人類GDF-5前驅物之位置438的精胺酸係被甘胺酸、丙胺酸、纈胺酸、白胺酸、異白胺酸、甲硫胺酸或天冬醯胺酸所取代；及/或絲胺酸439係被天冬胺酸、麩胺酸、甘胺酸、白胺酸或異白胺酸所取代；及/或天冬醯胺酸445係被絲胺酸或蘇胺酸所取代。其它高度活性之突變，甲硫胺酸453及/或甲硫胺酸456係被丙胺酸、纈胺酸或異白胺酸所取代。另外特別有趣的是其中突變之白胺酸441係被脯胺酸所取代。
於此處使用之用語”變體”意指下述多肽之任一種：a)蛋白質之生物活性片段，較佳為至少包含胱胺酸-結區域；b)生物活性蛋白質構形，其含有相對於含有胺基酸取代基的蛋白質之原始序列之過量額外序列(具有或不 具有添加生物作用)；c)a)以及b)之任一種組合。
於此處使用之用語“生物活性”表示化合物之活性，其包括例如以常用之體外鹼性磷酸酯酶分析(ALP)測定之GDF-5相關蛋白質，例如於實施例8中之描述或於Takuwa等人，(1989),Am.J.Physiol.257,E797-E803中之描述。合適之細胞株，其可用於此種ALP分析係例如ATDC-5或MCHT 1/26細胞。
本發明之不織布可有不同之形式、外型、類型或設計。例如，不織布可以是一種創傷敷料、創傷墊料、埋植片或填料。
本發明之主題係包含纖維粗材料之纖維的不織布，其中該纖維粗材料之纖維包含生物吸收性及/或生物可相容性聚合物，該纖維包括至少一種生物活性物質，其中生物活性物質係GDF-5相關蛋白質。GDF-5相關蛋白質係分布於纖維中。視情況地，額外之GDF-5相關蛋白質可存在於纖維上。
本發明人等驚訝地發現GDF-5相關蛋白質，先不管其相對高度之疏水性，可以於纖維內部中被併入。即使是非醣基化之GDF-5相關蛋白質意外地亦可以良好地被包含生物吸收性及/或生物可相容性聚合物之纖維粗材料之纖維併入。
藉由GDF-5相關蛋白質併入更裡層部分之纖維，增加蛋白質之穩定性。如果纖維接著進行了無菌處理，例如，使用γ-放射線，蛋白質會特別地被保護。由於其位 置位於纖維之更裡層部分，蛋白質亦被保護可抵抗蛋白脢所造成之降解。進一步地，長期儲存之能力係增加。特別是在較高溫度，例如室溫，相較於包含GDF-5相關蛋白質於其表面之纖維，蛋白質之儲存能力係提升。更進一步地，藉由選擇對於粗材料合適的聚合物，自纖維之更裡層部分的GDF-5相關蛋白質之釋放可以被控制，例如，活性物質之快速的釋放或是更緩慢的釋放。
依據本發明，纖維粗材料係較佳地選自於由天然聚合物、合成聚合物以及衍生自化石粗材料之聚合物所組成之群組中。這些材料可經修飾或未經修飾。
本發明之"天然聚合物"用語係該等衍生自生物來源，諸如植物、動物、真菌或以細菌系材料之天然聚合物。該用語包括後處理及經化學修飾之聚合物。依據本發明之較佳具體實施例，天然聚合物係選自於由多肽類、多醣類、多羥酯類以及多核苷酸類所組成之群組中。
特別適合之天然聚合物如多肽，像是膠原、明膠、血纖維蛋白(fibrin)、酪蛋白，或多醣類如葡聚糖、纖維素、澱粉、幾丁質、幾丁聚醣、玻糖醛酸以及褐藻酸酯，以及合成聚合物如聚乳酸交酯(PLA)、聚乙交酯(PGA)、聚己內酯(PCL)，及其組合。
依據本發明之較佳具體實施例，不織布係”生物吸收性”。此意指該不織布在人體的表面或裡面可以降解。此種材料在完全吸收後較佳不必移除，且通常特別良好地與人體相容。
本發明之“生物可相容性材料”用語係可以在特定應 用中表現合適主要責任之材料。此種材料較佳在所給予之有機體中引發少許或沒有之免疫反應，或可以與特定之細胞類型和組織合併。
於進一步之較佳具體實施例中，不織布係生物吸收性或/及生物可相容性。
生物可降解性或生物吸收性聚合物係例如來自海藻之褐藻酸酯類、天然多醣類像是葡聚糖、高分子澱粉以及來自植物之纖維素，動物聚合物像是膠原、明膠、幾丁質、酪蛋白、聚酯肽(polydepsipeptide)，細菌聚合物像是多羥酯類，特別是聚羥丁酸酯類以及聚羥戊酸酯類，植物油系之合成聚合物，例如聚乳酸、聚乙二醇酸(polyglycol acid)、聚醯胺以及聚胺甲酸乙酯，亦及化石粗材料之聚合物，像是聚--己內酯、聚乙烯醇、聚酯、聚乙烯、聚琥珀酸乙烯及聚草酸乙烯、聚酯醯胺以及聚二酮(polydioxanone)。
額外之不可溶物質可以分散至聚合物基質中。為了此目的，特別是無機物質，諸如羥基磷灰石或/及β-磷酸鈣粒子顯示為合適的。
依據本發明之布係不織布材料。這些較佳地不經擠壓。
該纖維之直徑可以利用於EP 2 042 199中描述之旋轉式紡織方法於狹窄的分布中被形成。可製造具有平均直徑為0.1-500μm，較佳地為3-300μm，更佳地為5-100μm之纖維，其中纖維與彼此形成部份之網狀物。該纖維之直徑的狹窄分布容許不織布之均勻的且穩定的結 構，而不需昂貴的額外之黏合測量，且同時允許生物活性物質有控制地釋放，像是GDF-5(其係均勻地分布於纖維裡面或表面)。
某些纖維可以與彼此纏合或編合，或可以形成纏合結構。該纏合或編合額外地增進不織布之強度與拉伸特性。
一些纖維可以與彼此編合以及可以形成一或多個纖維束。雖然各自獨立之纖維的編合，這些纖維係結合於纖維束中也可相反地取代相對的彼此。由於這樣的結果，拉伸不織布而不破壞它係有可能的。由於此種拉伸，各自獨立之纖維事實上係被拉扯也取代相對的其他纖維。該纏合以及編合甚至促進纖維復位至它們在拉伸之前的位置。該不織布因此顯示了高度空間的穩定性，即使在濕的狀態。
為了改變布的特性，該布可經修飾，不論是經由化學方法、放射線或是物理處理，諸如脫氫熱處理(DHT)。為了控制布的特徵，諸如穩定性、降解性或生物吸收性，如此的修飾可以涉及纖維或聚合物之交聯。
GDF-5相關蛋白質可以均勻地分布在纖維中。由於這樣的結果，具有長且持久效果的GDF-5相關蛋白質之漸進的釋放可以被建立。
GDF-5相關蛋白質可以以奈米規模(nanoscale)之等級存在於纖維中。奈米規模之結構可以被瞭解如任何形態之有意義的範圍，其至少於空間中在一個方向上具有奈米範圍之尺寸。由於這樣的結果，GDF-5相關蛋白質 擁有高度的流動性。以奈米規模之等級存在之GDF-5相關蛋白質顯示特別地高度的反應性。進一步地，不織布非常容易地釋放GDF-5相關蛋白質至介質中，其係用於與GDF-5相關蛋白質接觸。到此種程度，不織布係藉由與GDF-5相關蛋白質相關之高度釋放的能力分布。
依據本發明之另外具體實施例，額外GDF-5相關蛋白質可以分布於纖維表面。為了確保可以快速地釋放至人體，此容許以GDF-5相關蛋白質噴灑不織布。特別較佳地，GDF-5相關蛋白質存在於纖維中及表面兩者。
於本發明之較佳具體實施例中，GDF-5相關蛋白質係與適合之載體、穩定劑或進一步地如下所述之補充劑結合併入不織布中。
至少一部分的纖維可以為奈米纖維之形式。此形式之不織布可以被製作為特別輕且薄。
不織布可以為含有具有介於0.01以及100 l/min×cm2之透氣度的開放孔結構，其參數係依據DIN 9237所測定。此種不織布特別適合做為敷料材料，因為它可以使皮膚散發濕氣以及呼吸。
本發明之不織布的製造係依據如例如EP 2 042 199中所述之旋轉式紡織方法較佳地具有功效。對於實施旋轉式紡織方法，裝置或容器係如德國專利申請案DE 102 005 048 939中所述較佳地使用。
有關於布之結構以及材料組成物，本發明之包括GDF-5相關蛋白質的不織布係特別地適合用於醫學領域，因為它們可以非常容易地修飾。因此，本發明之另 外具體實施例係不織布，較佳地為包含依據本發明之不織布的創傷敷料、創傷墊料或埋植片。
一般而言，本發明之不織布可以應用在所有的情形中，在其中前述所提及之重組及野生型GDF-5形式，結合包含含有生物吸收性聚合物的纖維粗材料之纖維的不織布之儲存及/或運輸係有用的。因此本發明可以用於促進多種組織或器官的再生。例如，GDF-5被認為係一種對骨以及軟骨之形成亦及結締組織之形成(參見例如WO 95/04819、Hötten等人，1996,Growth Factors 13,65-74；Storm等人，1994,Nature 368,639-643；Chang等人，1994,J.Biol.Chem.269,28227-28234)以及結締組織之連結的形成(EP 0 831 884)之非常有效的啟動子(promoter)。在此內容中，GDF-5對於關於骨骼之間的關節之應用係有用的(參見例如Storm以及Kingsley 1996,Development 122,3969-3979)。結締組織之一個例子係腱以及韌帶(Wolfman等人，1997,J.Clin.Invest.100,321-330；Aspenberg以及Forslund 1999,Acta Orthop Scand 70,51-54；WO 95/16035)。對於修復半月板(meniscus)以及脊椎/椎間盤(Walsh等人，2004，脊椎Spine 29,156-63)以及脊椎融合應用(Spiro等人，2000,Biochem Soc Trans.28,362-368)，該蛋白質係有幫助的。GDF-5可有益地應用於齒類(牙科以及牙科周圍的)應用上(參見例如WO 95/04819；WO 93/16099；Morotome等人，1998,Biochem Biophys Res Comm 244,85-90)，諸如齒質或牙周韌帶之再生。GDF-5於任何一種創傷修復亦為有用的。對於在 神經元系統中增進組織生長以及例如多巴胺能神經元之殘存，其亦係為有利的。在此內容中，GDF-5可以用於治療神經變性疾病，例如帕金森氏症以及可能亦阿茲海默症或亨廷頓舞蹈病組織Huntington chorea tissues(參見例如WO 97/03188；Krieglstein等人，(1995)J.Neurosci Res.42,724-732；Sullivan等人，(1997)Neurosci Lett 233,73-76；Sullivan等人，(1998),Eur.J.Neurosci 10,3681-3688)。GDF-5允許已經受損的組織維持神經作用或保留神經作用。GDF-5係因此被認為是一種普遍地合適的神經營養因子。對於眼睛疾病，特別是視網膜、角膜以及視神經(參見例如WO 97/03188；You等人，(1999),Invest Opthalmol V is Sci 40,296-311)，對於頭髮生長以及治療與皮膚相關疾病的診斷(WO 02/076494；Battaglia等人，2002,Trans.Orthop.Res.Soc.27,584)，以及血管形成之誘發(Yamashita等人，1997,Exp.Cell Res.235,218-26)亦為有用的。
如上所述，其中本發明可以應用之較佳的指示為創傷癒合。本發明特別地合適促進燒傷、皮膚傷害、皮膚損傷或皮膚移植、糖尿病的創傷以及糖尿病的潰瘍(例如糖尿病腳部潰瘍)之治療。
進一步地，其中本發明可以應用之非限定實施例係與骨及/或軟骨損傷或影響骨及/或軟骨損傷、或其中軟骨及/或骨之形成係被期望的或用於脊椎融合之一般的情形相關的疾病之預防或治療；與包括腱及/或韌帶、包括牙齒植入物之牙周或牙齒組織、包括CNS組織之神經 組織以及神經病理學情形、感覺系統組織、肝、胰臟、心臟、血管、腎臟、子宮、甲狀腺組織、黏膜、內皮、上皮之結締組織相關之受損的或染疾病的組織之預防或治療；對於神經生長之誘發或促進、組織再生、血管形成、親代細胞及/或骨髓細胞之增殖的誘發；用於移植器官或組織之組織或細胞的處理或保存之增殖或分化狀態的維持；用於胃腸黏膜之完整性；用於生育力、節育或懷孕之障礙的治療。有關於感覺器官(如眼睛)之疾病亦被包括在依據本發明之醫藥組成物的較佳之指示。神經元疾病(如帕金森氏症以及阿茲海默症)再次地可以被舉例提到。
GDF-5相關蛋白質之生物活性可以在已建立之測試系統輔助下輕易地測定。最有用且較佳的係一種常用之體外測試，如已知之鹼性磷酸酯酶分析(ALP)(Takuwa等人，1989,Am.J.Physiol.257,E797-E803)。GDF-5相關蛋白質已被例示可增加鹼性磷酸酯酶活性，即如W095/04819中所述之於ROB-C26細胞中(Yamaguchi等人，1991,Calcif.Tissue Int.49,221-225)，於胚ATDC5細胞中(Riken Gene Bank,ROB 0565)，於老鼠基質MCHT-1/26細胞中以及如Nakamura等人，於2003,J.Periodontal Res.38,597-605中所展示之HPDL細胞中。
於本發明之組成物中的GDF-5相關蛋白質之濃度應依賴該申請案之方式以及期間而選擇。基本上，GDF-5相關蛋白質係高效能之細胞因子，其可以在即使極少量的情況下產生效果。在不同生物分析系統的輔助下，諸 如例如於此處所述之鹼性磷酸酯酶分析，如此輕易地可測定，每一各別溶液之每毫升之0.1 pg GDF-5的濃度係足夠以造成生物活動。相對應地，如果本發明之組成物係重複地供給，低濃度(即範圍自0.1pg/ml至1 ng/ml或更少)係較佳地。然而，含有1-100 ng/ml之較高生長因子濃度可以達到最大效果。利用大範圍之序列稀釋的GDF-5活動之獨立劑量反應分析(0.3-80 ng/ml,Farkas等人，1997,Neurosci.Lett.236,120-122)提供於每毫升之20 ng GDF-5濃度下之最適結果。體內(In vivo)之皮膚範例通常使用1-10 μg/ml之高劑量。因此，於本發明之較佳實施例中，本發明之含有GDF-5相關蛋白質的組成物，濃度係介於0.1 pg/ml以及10 μg/ml之間。GDF-5相關蛋白質之較佳總劑量在每次供給時係於10 ng至10 μg之範圍。
本發明之又另一方面係有關於此處揭示之額外成分以及組分。
另外，布可能包含天然以及合成脂質。所有種類之天然及合成油類/脂質皆可以使用，只要它們係生物可相容性，例如合成油類或飽和酯類，諸如十六酸乙酯、十六酸異丙酯、十四酸烷酯類，諸如十四酸異丙酯、十四酸丁酯以及十四酸十六酯、乙酸己酯、三酸甘油酯類(即，其辛酸或癸酸、中鏈脂肪三酸甘油酯類，諸如Miglyol® 812)，蓖麻油酸十六酯、辛酸十八酯(普西林(purcelllin)油)以及氫化聚異丁烯、或天然油類，諸如例如棉花子、黃豆、芝麻、葵花子、紅花子、橄欖、鱷梨、 花生、核桃、杏仁以及榛子油。
該布可能包含乳化劑，例如磷脂類，諸如磷脂醯絲胺酸、磷脂醯膽鹼或磷脂醯乙醇胺，蒸餾之單甘油酯類、單以及雙甘油酯類、單甘油酯類之乙酸酯類、單甘油酯類之有機酯類、脂肪酸類之山梨糖醇酯類、脂肪酸類之丙二醇酯類以及脂肪酸類之聚甘油酯類。
除了GDF-5相關蛋白質之其他生物活性蛋白質亦可能為本發明之布的一部分。其展現TGF-ß增加了再生真皮的尺寸以及穩定了真皮表皮的接點(Fitzpatrick以及Rosen,J.Cosmet.Laser Ther,5：25-34(2003))。一種含有衍生自初生包皮纖維母細胞之七種細胞因子(VEGF,IL-6 and -8,HGF,PDGF-a,GCSF,and TGF-ß1)的雞尾酒療法(TNS Recovery Complex,SkinMedica,Inc.Carlsbad,CA,USA)係於多中心研究中被測試。評估顯示改良了皮膚肌理，以及降低了皺紋(Rokhsar,C.K.等人，Dermatol.Surg.31：1166-1178(2005))。重組表皮生長因子(ReVive Skincare)；以及N-呋喃甲基腺膘呤(furfuryladenine)(細胞裂殖素)植物生長因子亦係可以在市面上購得。所有此些蛋白質可與本發明之GDF-5相關蛋白質一起使用。其他蛋白質，其如果與GDF-5相關蛋白質結合會協同地活動，係揭示於文獻/專利中，即於WO 99/15191中。較佳地係神經營養因子、刺(hedgehog)蛋白質以及轉形生長因子家族蛋白質，其包括但不限於TGF-α家族蛋白質、TGF-β家族蛋白質、活化素、BMP家族蛋白質以及GDF家族蛋白質。特佳地係與EGF、TGF-ß1、TGF-ß2、 TGF-ß3、NGF及/或GDNF之任一種的組合。
其他在布中可接受之組分係：-類視黃醇類(維他命A衍生物)，其保留黏膜/表皮表面之完整性；-羥酸類(有機羧酸類，進一步分類至α-羥酸類(AHA)以及β-羥酸類(BHA))，其增強表皮脫落，即乙醇酸、乳酸、檸檬酸、苦杏仁酸、蘋果酸、以及酒石酸。
-抗氧化劑，其抵銷自由基之有害的影響，即維他命C、維他命E、泛酸醇、類脂酸、泛醌、菸鹼醯胺、二甲胺乙醇、自旋捕獲劑(spin traps)、褪黑激素、過氧化氫酶、麩胱甘肽、超氧化物歧化酶、過氧化酶、葡萄哌喃糖苷、多酚、半胱胺酸、尿囊素、呋喃甲基腺膘呤、尿酸、以及肌肽；-脫色劑，其減緩色素沉著過度，即N-乙醯基-4-S-半胱胺基酚、麴酸、熊果苷、壬二酸、楮(屬(paper-mulberry)化合物、化學剝離劑(間苯二酚、水楊酸)、Kligman配方、Pathak配方、以及Westerhof配方；-植物類，即洋甘菊、人參、銀杏、薑黃素、甘草酸苷、辣椒鹼、以及蘆薈；-葡萄糖胺聚糖，其協助表皮再生作用，即玻糖醛酸；-抗脂肪劑(Anticellulite)，其媒介脂肪溶解，即β-腎上腺的刺激素，諸如可可豆鹼、茶鹼、胺茶鹼(aminophylline)、咖啡鹼、腎上腺素，以及α1-腎上腺的刺激素，諸如育亨賓(yohimbine)、哌氧環烷(piperoxaue)、以及苄胺唑啉(phentolamine)； -荷爾蒙，即動情素、助孕素、睪固酮、以及生長荷爾蒙；-抗菌劑，即三氯沙、氯己定(chlorhexidine)、普維酮碘(povidone iodine)、過氧化氫、抗頭皮屑製劑、吡啶硫酮鋅(zinc pyrithione)；-化學UV過濾性物質，即3-苯亞甲基樟腦(3-BC)或4-甲基苯亞甲基樟腦(4-MBC)；-進一步之緩衝液、穩定劑、防腐劑、還原劑、抗氧化劑、螯合劑、可修飾等滲壓之藥劑、去臭劑、麻醉藥劑、佐劑以及促進溶解度之添加劑。
此些係可能之添加劑的非限定實施例，以及本領域之具有通常知識者可以輕易地添加其他賦形劑，其係目前普遍認為使用上為安全的。對於有關配製醫藥組成物之方法與醫藥上可接受物質之選擇的更多資訊，請參見，即Remington之醫藥科學Pharmaceutical Sciences(luth略；Mack出版社，伊頓，賓州，1990),Wang等人，(1980),J.Parent.Drug Assn.34(6)：452-462(1980)；Wang等人，(1988),J.Parent.Sci.and Tech.42：4-26；Lachman等人，(1968),Drug and Cosmetic Industry 102(1)：36-38,40 and 146-148；以及Akers(1988)J.Parent.Sci.and Tech.36(5)：222-228。
較佳地介於1%以及100%之間的生物活性物質係自不織布洗提而出，其歷經3至7天，與體液、淋巴液、介質或緩衝溶液接觸。最佳地介於10%以及100%之間的生物活性物質係於生理條件下被釋出。(PBS緩衝液，10% 胎牛血清，37℃)。
下述之圖式、實施例以及序列報告係用於進一步地說明本發明。
SEQ ID NO：1顯示DNA序列，以及SEQ ID NO：2顯示人類GDF-前驅物之蛋白質序列。
SEQ ID NO：3顯示DNA序列，以及SEQ ID NO：4顯示人類成熟單體GDF-5之蛋白質序列。
第1圖顯示依據SEQ ID NO：2之人類GDF-前驅物蛋白質之額外特徵。
aa 001-381預-前區域(粗體字)
aa 001-027訊息多肽(粗體且底線字)
aa 382-501成熟蛋白質部份
aa 400-501胱胺酸-結-區域(底線字)
第2圖顯示人類GDF-5(SEQ ID NO：2)、人類GDF-6(來自美國專利號No.5,658,882之序列26)以及人類GDF-7(來自美國專利號No.5,658,882之序列2)之102 aa胱胺酸-結區域的比較。在三個分子中皆為相同之胺基酸基係以框體標註。
第3圖顯示數個已知之BMPs以及GDFs對人類GDF-5之胱胺酸-結-區域的序列相同度之表。
第4圖顯示經γ滅菌之具有rhGDF-5之明膠/玻糖醛酸不織布之顯微鏡影像(比例尺為200μm)。
第5圖顯示經γ滅菌之明膠/玻糖醛酸不織布之顯微鏡影像(比例尺為200μm)。
第6圖顯示釋放自快速釋放之不織布材料，明膠、 明膠/玻糖醛酸以及明膠/膠原I之GDF-5的生物活性。GDF-5之生物活性係於如實施例1中所述之老鼠基質MCHT1/26細胞上使用鹼性磷酸酯酶分析所測量。MCHT1/26細胞以溶解於10mM之HCl(標準曲線)中的4.8-1200 ng/ml之GDF-5刺激。
釋放自不織布材料之GDF-5係藉由直接放置該不織布同時於MCHT1/26細胞以及條件化培養液上而分析，藉由GDF-5釋放至細胞培養液中3天於37°下而製造。ALP活性係藉由於405 nM下對硝基酚磷酸酯轉化成對硝基酚酯而測量。數據係三次獨立之測量的平均值。
緊接著的表顯示來自相對應之不織布的經釋放之GDF-5的計算後濃度(ng/ml)，以及GDF-5之復原度以%表示。從計算推定，塗布於不織布上之2 μg的GDF-5係完全地自於160 μl細胞培養液中的不織布釋放，此係對應於濃度為12500 ng/ml之GDF-5濃度(對於直接於細胞上測試之不織布的分析之100%釋放值)。在於細胞上之條件化培養液之定量的案例中，40 μl之釋放細胞培養液係相對於濃度為2500 ng/ml之GDF-5濃度(對於在細胞上測試之條件化細胞培養液的分析之100%釋放值)。
第7圖顯示釋放自緩慢釋放之不織布材料，聚乙烯吡咯啶酮、聚環氧乙烷以及明膠/羥基磷灰石之GDF-5的生物活性。GDF-5之生物活性係於如實施例1中所述之老鼠基質MCHT1/26細胞上使用鹼性磷酸酯酶分析所測量。MCHT1/26細胞以溶解於10mM之HCl(標準曲線)中的4.8-1200 ng/ml之GDF-5刺激。
釋放自不織布材料之GDF-5係藉由直接放置該不織布同時於MCHT1/26細胞以及條件化培養液上而分析，藉由GDF-5釋放至細胞培養液中3天於37°下而製造。ALP活性係藉由於405 nM下對硝基酚磷酸酯轉化成對硝基酚酯而測量。數據係三次獨立之測量的平均值。
緊接著的表顯示來自相對應之不織布的經釋放之GDF-5的計算後濃度(ng/ml)，以及GDF-5之復原度以%表示。從計算推定，塗布於不織布上之2 μg的GDF-5係完全地自於160 μl細胞培養液中的不織布釋放，此係對應於濃度為12500 ng/ml之GDF-5濃度(對於直接於細胞上測試之不織布的分析之100%釋放值)。在於細胞上之條件化培養液之定量的案例中，40 μl之釋放細胞培養液係相對於濃度為2500 ng/ml之GDF-5濃度(對於在細胞上測試之條件化細胞培養液的分析之100%釋放值)。
第8圖顯示在使用γ-放射線進行無菌處理之前或之後的釋放自不織布材料的GDF-5之生物活性以及復原度。生物活性係於老鼠基質MCHT1/26細胞上使用鹼性磷酸酯酶分析所測量。來自不織布之經釋放的GDF-5係藉由GDF-5特定之三明治免疫分析法(sandwich ELISA)而定量。釋放自不織布材料之GDF-5係藉由放置該不織布同時於細胞培養液中24小時於37℃下而分析。不含不織布材料之相同量的GDF-5在相同的條件下於細胞培養液中培養且作為正控制組。ALP活性係藉由於405 nM下對硝基酚磷酸酯轉化成對硝基酚酯而測量。數據係三次獨立之測量的平均值。對於ELISA，GDF-5之復原度 係藉由卵白素-山葵-過氧化酶結合至生物素標記之第二抗體之量而定量。檢測係藉由四甲基聯苯胺二鹽酸鹽(tetramethylbenzidine dihydrochloride)基質之酶轉化以及在450nm下以光度法進行。
該表顯示經計算之生物活性(藉由ALP活性分析測量)以%表示(正控制組之OD值係設定為100%)。對於ELISA數據，該表顯示來自不織布材料之GDF-5復原度以%表示。對於計算結果，其認為併入不織布材料之200 ng之GDF-5係完全地釋放至200 μl之細胞培養液中，其係相對於1000 ng/ml之GDF-5濃度(100%值)。
第9圖顯示在室溫、4℃以及-80℃下一天上至3個月之期間，併入不織布之無菌GDF的穩定性研究結果。第0天係穩定性研究之起始點。GDF-5之穩定性係藉由測量釋放自無菌不織布的GDF-5復原度(以GDF-5特定之三明治ELISA)而研究。釋放自不織布材料之GDF-5係藉由放置該不織布同時於細胞培養液中24小時於37℃下而分析。釋放之培養液之一定義量係轉移至ELSIA系統，其GDF-5之復原度係藉由卵白素-山葵-過氧化酶結合至生物素標記之第二抗體之量而定量。檢測係藉由四甲基聯苯胺二鹽酸鹽基質之酶轉化以及在450nm下以光度法進行。該表係顯示來自不織布材料之以%表示的GDF-5復原度，從釋放之GDF-5計算。
實施例
實施例1：顯示快速釋放之GDF-5輪廓之不織布
顯示由純明膠、明膠以及玻糖醛酸所構成之快速釋放GDF-5之不織布係如下述所製造：形態A之豬皮膚明膠(type A PIGSKIN)(Gelita AG,Eberbach，德國)之22.5%(w/w)水性溶液係藉由混合明膠與水所製備。此混合物係於室溫下放置1小時以致膨脹。之後，該明膠溶液係在60℃下以超音波處理1小時並且加熱至80℃。該溶液維持在80℃下兩小時，並且再次冷卻至60℃。依據該期望之不織布組成物，12.5%(每明膠重量之重量)之玻糖醛酸(cristalhyal,Soliance，法國)或膠原I膠體(DM04,Devro Medical，澳洲)係混合至該溶液中，並且以刮勺攪拌一分鐘以溶解或分散。該以明膠為基質之溶液以注射泵注入於DE 10 2005 048 939 A中所述之紡絲裝置。
在將生長因子併入絲的案例中，GDF-5溶液(1200 μg/ml之5 mM的醋酸鈉緩衝溶液)係於進入該紡絲裝置之容器中之前，直接混合至該溶液中。該容器係加熱至50℃並且以3500 rpm旋轉。由於向心力，該液體材料如液體噴射自開口射出，且形成纖維。該等纖維係藉由位於該紡絲裝置之容器下方的吸取機關拉伸，並且收集為不織布。該不織布被收集且被切成最終之樣本尺寸(3 X 3 mm)。即獲得顯示快速釋放GDF-5之不織布樣本，其之後以γ無菌處理(放射線劑量為25 kGy)。
來自不織布樣本釋放之GDF-5係使用於老鼠基質MCHT-1/26細胞上之感GDF-5鹼性磷酸酯酶(ALP)活性分析而測量(Hoechst Japan Ltd.,Kawagoe，日本)。該不織 布材料之釋放特性以及細胞相容性係a)直接於細胞上以及b)與條件化培養液一同測試。對於條件化培養液之製造，不織布樣本於37℃、5%之CO2下於200 μl之不含細胞的細胞培養液(以2 mM之L-穀醯胺以及10%之胎牛血清補充之α-MEM)中培養3天。培養期間之後，該條件化培養液與不織布樣本係於MCHT1/26細胞上分析。
MCHT1/26細胞係於細胞培養液中被塗覆於每井4.5 x 103細胞之96多井盤中(以2 mM之L-穀醯胺(Invitrogen,Karlsruhe，德國)以及10%之胎牛血清(Invitrogen,Karlsruhe，德國)補充之α-MEM)。24小時之後，細胞係於以120 μl之新鮮細胞培養液補充之40 μl之條件化釋放培養液中培養。並聯之不織布樣本係直接放置於含有160 μl之細胞培養液的細胞上。72小時之後，細胞以磷酸鹽緩衝生理食鹽水(PBS)清洗以及以含有1%之乙基苯基聚乙二醇(Nonidet P40)、0.1M之甘胺酸，其pH值為9.6(Sigma,Taufkirchen，德國)、1 mM之MgCl2以及1 mM之ZnCl2(Merck,Darmstadt，德國)之鹼性磷酸鹽緩衝溶液1萃取。為達到完全的細胞溶解，細胞係於37℃下培養15至18小時。鹼性磷酸酯酶酵素活性係以於0.1 M之甘胺酸，其pH值為9.6(Sigma,Taufkirchen,德國)、1 mM之MgCl2以及1 mM之ZnCl2中之10mM的對硝基酚磷酸酯(Pierce,Bonn，德國)為基質而分析。於37℃下培養30分鐘之後，吸光度以自動酵素免疫分析儀(microplate reader)(Tecan Spectra Rainbow,TECAN,Crailsheim，德國)在405 nM扣掉空白值測量下而測量。 結果顯示於第6圖。
所有的不織布樣本對於標記細胞株MCHT1/26具有良好耐受性。當不織布樣本係直接地放置於細胞以及10%之條件化培養液，具有明膠材料顯示快速釋放之GDF-5的不織布為22%。對於結合明膠/玻糖醛酸的不織布，直接釋放於細胞上之GDF-5為36%，與條件化培養液之釋放為32%。對於結合明膠/膠原I的不織布，直接釋放於細胞上之GDF-5為54%，與條件化培養液之釋放為55%。
顯示快速釋放之GDF-5的此樣本可以用於創傷癒合、神經保護作用以及血管形成，以高劑量之活性生長因子在最初三天的期間釋放至創傷周圍。
實施例2：顯示緩慢釋放之GDF-5輪廓之不織布
顯示由聚乙烯吡咯啶酮(A.)，聚環氧乙烷(B.)或明膠以及羥基磷灰石(C.)所構成之緩慢釋放GDF-5之不織布係如下述所製造： 首先，製備液體前驅物溶液。
A.)40 g之聚乙烯吡咯啶酮(Kollidon F 90,BASF AG.，德國)係填入燒杯中以及添加磁性攪拌子與160 g的水。之後，該混合物於室溫下攪拌24小時並且加熱至80℃。最後該溶液在冷卻回以60℃之前以超音波處理1小時。
B.)15 g之聚環氧乙烷(分子量為1000 kDa,BASF AG.，德國)係於室溫下溶解於185 g的水中並且加熱至60℃。
C.)形態A之豬皮膚明膠(type A PIGSKIN)之22.5%(w/w)水性溶液係藉由混合明膠與水所製備。此混合物係於室溫下放置1小時以致膨脹。之後，該明膠溶液係在60℃下以超音波處理1小時並且加熱至60℃。2.5%之羥基磷灰石奈米粒子(產品編號為677418,Sigma-Aldrich Chemie GmbH，德國)(每明膠重量之重量)係使用刮勺混合至溶液中。之後，該混合物係加熱至80℃，並且在再次冷卻至60℃之前於此溫度下維持2小時。
該溶液或分散液以注射泵注入於DE 10 2005 048 939 A中所述之紡絲裝置。在將生長因子併入絲的案例中，GDF-5溶液(1200 μg/ml之5 mM的醋酸鈉緩衝溶液)係於進入該紡絲裝置之容器中之前，直接混合至該溶液中。該容器係加熱至60℃並且以4500 rpm旋轉。由於向心力，該液體材料如液體噴射自開口射出，且形成纖維。該等纖維係藉由位於該紡絲裝置之容器下方的吸取機關拉伸，並且收集為不織布。該不織布被收集且被切成3 X 3 mm之尺寸。即獲得顯示緩慢釋放GDF-5之不織布樣本，其之後以γ無菌處理(放射線劑量為25 kGy)。
具有GDF-5之不織布樣本的測量係如實施例1中所述而進行。自不織布樣本釋放之GDF-5係使用於老鼠基質MCHT-1/26細胞上之鹼性磷酸酯酶活性分析而測量。該不織布材料之釋放特性以及細胞相容性係a)直接於細胞上以及b)與條件化培養液一同測試。緩慢釋放之不織布樣本，聚乙烯吡咯啶酮、聚環氧乙烷以及明膠/羥基磷灰石係顯示於第7圖。
當不織布樣本係直接地放置於細胞以及12%條件化培養液，具有聚乙烯吡咯啶酮(PVP)顯示緩慢釋放之GDF-5的不織布為1%。對於不織布材料，聚環氧乙烷(PEO)，直接釋放於細胞上之GDF-5為1%，與條件化培養液之釋放為6%。對於結合明膠/羥基磷灰石的不織布，直接釋放於細胞上之GDF-5為5%，與條件化培養液之釋放為19%。
顯示緩慢釋放之GDF-5的此樣本可以用於骨頭或軟骨再生，僅以少量之活性生長因子在最初三天的期間釋放。
實施例3：併入來自失衡無菌條件之GDF-5之不織布科技防護
研究無菌對併入不織布之GDF-5穩定性的影響。因此，測試在無菌處理之前以及之後的併入不織布之GDF-5之復原度以及生物活性。為了此目的，具有併入之GDF-5的不織布係如實施例1所製造。簡言之，200 μg/ml、5 mM之醋酸鈉緩衝溶液的GDF-5溶液係混合至明膠/膠原I之混合物中，提供每3X3 mm具有200 ng之GDF-5的不織布。該不織布被切成3X3 mm之樣本尺寸並且以γ無菌處理(放射線劑量為25 kGy)。
來自不織布之釋放GDF-5的復原度係以ELISA定量以及GDF-5之生物活性係以鹼性磷酸酯酶分析(ALP活性分析)之誘發而測量。
非無菌以及無菌之不織布的GDF-5生物活性之測量，係使用如實施例1所述之ALP分析。在無菌處理之 前以及之後的釋放自不織布之GDF-5的量係如下述進行：具有併入之GDF-5的不織布於37℃、5%之CO2下於200 μl之細胞培養液(以2 mM之L-穀醯胺以及10%之胎牛血清補充之α-MEM)中培養24小時。正控制組為於相同條件下培養的不含不織布材料之200 ng的GDF-5。培養期間之後，該釋放培養液以及正控制組係以1：2500以及1：4000稀釋並且轉移至GDF-5特定之三明治ELISA(Biopharm,Heidelberg，德國)中。該ELISA係基於兩種抗GDF-5之單株抗體。該酵素「卵白素-山葵-過氧化酶」係結合至生物標記之第二抗體。檢測係藉由四甲基聯苯胺二鹽酸鹽基質之酶轉化而進行，其係在450nm下以光度法而測量。具有GDF-5之釋放樣本以及正控制組係藉由使用GDF-5標準品(範圍由50至500pg/mL)之系列測試而定量。結果顯示於第8圖。
在併入GDF-5之不織布的γ-無菌處理(放射線劑量為25 kGy)之後，超過95%之GDF-5係具有生物活性，藉由在MCHT1/26細胞上之ALP活性分析而驗證。更進一步地，在無菌處理之後的來自不織布材料之併入的GDF-5之復原度為95%，藉由GDF-5特定之ELISA方法而定量。
實施例4：併入不織布之GDF-5於低與高之儲存溫度下顯示長時間的穩定性
研究儲存期間與儲存溫度對併入不織布之GDF-5穩定性的影響。具有併入之GDF-5的不織布係儲存於室溫、4℃以及-80℃下，最多至3個月的一段時間。在1 天、3天、2周、4周以及3個月之儲存時間之後，該各別的的溫度條件之樣本係藉由ELISA方法對穩定性進行分析。
具有併入之GDF-5的不織布係如實施例1所述之製造。簡言之，200 μg/ml、5 mM之醋酸鈉緩衝溶液的GDF-5溶液係混合至明膠/膠原I之混合物中，提供每3X3 mm具有200 ng之GDF-5的不織布。該不織布被切成3X3 mm之樣本尺寸並且以γ無菌處理(放射線劑量為25 kGy)。 GDF-5之穩定性係藉由測量自不織布至細胞培養液之釋放的活性GDF-5的復原度而分析。具有併入之GDF-5的不織布於37℃、5%之CO2下於200 μl之細胞培養液(以2 mM之L-穀醯胺以及10%之胎牛血清補充之α-MEM)中培養24小時。培養期間之後，該釋放培養液係以1：2500以及1：4000稀釋並且轉移至GDF-5特定之三明治ELISA(Biopharm,Heidelberg，德國)中。具有GDF-5之釋放樣本係藉由使用GDF-5標準品(範圍由50至500pg/mL)之系列測試而定量。ELISA之結果顯示於第9圖。
第0天之來自無菌不織布的GDF-5復原度(穩定性研究之起始點)係大於90%。併入不織布之GDF-5穩定性係幾乎與研究溫度條件一樣。(室溫、4℃以及-80℃)。在於室溫下之3個月的儲存期間，沒有觀察到穩定性的損失。
第1圖顯示依據SEQ ID NO：2之人類GDF-前驅物蛋白質之額外特徵。
aa 001-381預-前區域(粗體字)
aa 001-027訊息多肽(粗體且底線字)
aa 382-501成熟蛋白質部份
aa 400-501胱胺酸-結-區域(底線字)
第2圖顯示人類GDF-5(SEQ ID NO：2)、人類GDF-6(來自美國專利號No.5,658,882之序列26)以及人類GDF-7(來自美國專利號No.5,658,882之序列2)之102 aa胱胺酸-結區域的比較。在三個分子中皆為相同之胺基酸基係以框體標註。
第3圖顯示數個已知之BMPs以及GDFs對人類GDF-5之胱胺酸-結-區域的序列相同度之表。
第4圖顯示經γ滅菌之具有rhGDF-5之明膠/玻糖醛酸不織布之顯微鏡影像(比例尺為200μm)。
第5圖顯示經γ滅菌之明膠/玻糖醛酸不織布之顯微鏡影像(比例尺為200μm)。
第6圖顯示釋放自快速釋放之不織布材料，明膠、明膠/玻糖醛酸以及明膠/膠原I之GDF-5的生物活性。GDF-5之生物活性係於如實施例1中所述之老鼠基質MCHT1/26細胞上使用鹼性磷酸酯酶分析所測量。MCHT1/26細胞以溶解於10mM之HCl(標準曲線)中的4.8-1200ng/ml之GDF-5刺激。
第7圖顯示釋放自緩慢釋放之不織布材料，聚乙烯吡咯啶酮、聚環氧乙烷以及明膠/羥基磷灰石之GDF-5的生物活性。GDF-5之生物活性係於如實施例1中所述之老鼠基質MCHT1/26細胞上使用鹼性磷酸酯酶分析所 測量。MCHT1/26細胞以溶解於10mM之HCl(標準曲線)中的4.8-1200 ng/ml之GDF-5刺激。
第8圖顯示在使用γ-放射線進行無菌處理之前或之後的釋放自不織布材料的GDF-5之生物活性以及復原度。生物活性係於老鼠基質MCHT1/26細胞上使用鹼性磷酸酯酶分析所測量。來自不織布之經釋放的GDF-5係藉由GDF-5特定之三明治免疫分析法(sandwich ELISA)而定量。
第9圖顯示在室溫、4℃以及-80℃下一天上至3個月之期間，併入不織布之無菌GDF的穩定性研究結果。
<110> 醫藥生物技術發展生物製藥有限公司
<120> 生物吸收性創傷敷料
<130> 50148P EP
<160> 6
<170> PatentIn version 3.3
<210> 1
<211> 2703
<212> DNA
<213> 人類
<220>
<221> CDS
<222> (640)..(2142)
<223> GDF-5前驅物
<400> 1
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<211> 501
<212> PRT
<213> 人類
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<211> 360
<212> DNA
<213> 人類
<220>
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<223> 人類成熟單體GDF-5
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<212> PRT
<213> 人類
<400> 4
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<212> PRT
<213> 人類
<220>
<221> MISC_FEATURE
<223> GDF-6之胱胺酸-結區域
<400> 5
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<211> 102
<212> PRT
<213> 人類
<220>
<221> MISC_FEATURE
<223> GDF-7之胱胺酸-結區域
<400> 6

Claims (20)

  1. 一種不織布，其係包含：含有生物吸收性及/或生物可相容性之聚合物的纖維粗材料之纖維，該纖維包括至少一種分布於該纖維中之生物活性物質，其中生物活性物質係GDF-5相關蛋白質。
  2. 如申請專利範圍第1項之不織布，其中生物活性蛋白質係額外地分布於纖維上。
  3. 如申請專利範圍第1項之不織布，其中GDF-5相關蛋白質係一種包含胱胺酸一結區域之蛋白質，該胱胺酸-結區域與依據SEQ ID NO：2之胺基酸400-501之人類GDF-5之102 aa胱胺酸-結區域具有至少60%之胺基酸相同度。
  4. 如申請專利範圍第3項之不織布，其中GDF-5相關蛋白質包含與人類GDF-5之102 aa胱胺酸-結區域具有至少70%、80%、90%或95%之胺基酸相同度的胱胺酸-結區域。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之不織布，其中該纖維粗材料係選自由下述所構成之群組：天然聚合物、合成聚合物以及衍生自化石粗材料之聚合物，該等聚合物之每一個可經修飾或未經修飾，以及該等聚合物之組合。
  6. 如申請專利範圍第5項之不織布，其中該天然聚合物係選自由多肽類、多醣類、或多核苷酸所構成之群組，以及該合成聚合物係選自由聚乳酸交酯(PLA)、聚乙交 酯(PGA)、聚己內酯(PCL)、聚乙烯吡咯啶酮(PVP)、聚環氧乙烷(PEO)、聚乙二醇(PEG)、多羥酯類及其組合所構成之群組。
  7. 如申請專利範圍第6項之不織布，其中該多肽類包括膠原、明膠、血纖維蛋白、或酪蛋白。
  8. 如申請專利範圍第6項之不織布，其中該多醣類包括葡聚糖、纖維素、澱粉、幾丁質、幾丁聚醣、褐藻酸酯以及玻糖醛酸。
  9. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之不織布，其中物質係分散至絲(filaments)中。
  10. 如申請專利範圍第9項之不織布，其中該經分散之物質係選自無機物質之群組中。
  11. 如申請專利範圍第10項之不織布，其中該無機物質包括羥基磷灰石及/或β-磷酸鈣。
  12. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之不織布，其中該不織布係藉由旋轉式紡織方法而可製造或被製造。
  13. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之不織布，其中至少某些纖維係一個與另外一個纏合、與另外一個編合、以及具有纏合結構。
  14. 如申請專利範圍第13項之不織布，其中至少某些纖維係與另外一個編合且形成至少一個纖維束。
  15. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之不織布，其中至少某些纖維係奈米纖維。
  16. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之不織布，其中纖維包括具有介於0.01以及100l/min×cm2間之透氣度 的開放孔結構。
  17. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之不織布，其中至少10%之生物活性物質係於PBS緩衝溶液、10%之胎牛血清、37℃的生理條件下歷經3至7天被洗提而出。
  18. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之不織布，其用於改善包括糖尿病的以及其他的潰瘍之創傷、燒傷、皮膚傷害及/或皮膚移植之癒合、用於誘發神經生長或避免神經元死亡、用於促進血管形成、用於誘發親代細胞及/或骨髓細胞之增殖、用於器官或組織移植用之組織或細胞的治療或保存之增殖或分化狀態的維持、用於治療關於骨骼(skeletal elements)之間之關節的退化性疾病及/或用於修復半月板及/或脊椎/椎間盤。
  19. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之不織布，其用於促進組織再生，該組織係選自於由皮膚組織、結締組織、骨頭、軟骨、結締組織之連結、腱、韌帶、脊椎/椎間盤、半月板、牙齒組織、齒質、牙周韌帶、頭髮、感覺系統之組織、肝、胰臟、心臟、血管、腎臟、子宮以及甲狀腺組織、黏膜、內皮、上皮、或神經組織所構成之群組。
  20. 一種如申請專利範圍第1至19項中任一項之不織布之用途，其係用於創傷敷料、創傷墊料以及埋植片。
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