用于分析模拟的生理环境中的物质的行为的体外方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及可用于分析模拟的生理环境中的物质的行为的体外方法和装置。所述方法包括提供第一流体、凝胶基质和第二流体，通过至少一层第一半透膜分离第一流体和凝胶基质及通过至少一层第二半透膜分离凝胶基质和第二流体的步骤。所述方法还包括将物质注入第一流体，使物质从所述第一流体通过至少一层第一半透膜、通过凝胶基质、通过至少一层第二半透膜迁移进入第二流体，及测定物质从第一流体的清除的步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于分析物质优选大分子例如蛋白质在模拟的生理环境中的行为的体外方法和装置。特别地，本专利技术涉及可用于分析物质在模拟的眼睛状况中的行为的体外方法和装置。
技术介绍
为治疗黄斑变性或视网膜疾病例如糖尿病性视网膜病变，玻璃体内注射药物已证明是成功的。玻璃体内注射中，药物制剂是直接注射进入玻璃体液(VH)即注射进入透明凝胶中，填充例如人的眼球晶状体和视网膜之间的空隙。这不仅是因为玻璃体内注射中可到达视网膜的施用剂量的未变化药物的部分高，因此玻璃体内注射通常具有高生物利用度。然而，研究例如药物制剂在玻璃体液(VH)中稳定性的体外测试已证实在模拟真实体内条件时几乎无效。VH不在其天然环境中时，快速变性，并且由于VH中变性产物的积累VH的pH值可快速升高。因此，测试可能不代表活着的人眼睛中的实际情况，特别是不能长时间例如数天。更近的测试系统中，可通过应用缓冲系统来稳定VH的生理pH值。其中，降解产物可通过半透膜离开VH进入缓冲溶液。然而，所述系统无法模拟药物制剂的不同屏障条件。特别地，其无法模拟不同的屏障条件例如由眼睛的后段组织提供的。因此，需要可模拟生理环境以分析物质例如大分子行为的改良的体外方法和装置。特别地，需要可分析不同的模拟生理环境中的物质的长期稳定性的体外方法和装置。
技术实现思路
本专利技术一方面，提供了可分析模拟的生理天然环境中物质的行为的体外方法。该方法包括提供第一流体、凝胶基质和第二流体的步骤。该方法还包括通过至少一层第一半透膜分离第一流体和凝胶基质以及通过至少一层第二半透膜分离凝胶基质和第二流体的步骤。另外的步骤是将物质注入第一流体中，使物质从第一流体迁移通过至少一层第一半透膜、然后通过凝胶基质、然后通过至少一层第二半透膜进入第二流体，并确定所述物质从第一流体的清除率。在至少第一半透膜和至少第二半透膜之间设置凝胶基质以模拟物质的扩散屏障并使物质以真实方式通过所述屏障进行扩散。凝胶基质设置在物质(例如分子例如大分子例如蛋白质或药物制剂)注入的第一流体和用作缓冲溶液的第二流体之间。第一流体对应于或模拟物质被注入的流体或组织。第一流体可以是从人或动物提取的流体，也可以是模拟所述天然流体的人工流体。第二流体用作缓冲溶液，使得例如系统的pH值可保持在期望值例如保持恒定。第二流体可用作储存器，用于接收或吸收沉淀或降解产物。特殊设置可模拟相同或不同生理系统的不同屏障条件。例如，通过将药物制剂注射到玻璃体液中，可模拟制剂的稳定性和生物利用度，用于人或动物眼睛。例如，可测试不同的扩散和沉淀行为，对于例如在不同眼睛条件(对应于或多或少退化的眼睛，根据年龄或疾病)及前眼组织和后眼组织及其任意组合中的不同蛋白质。这些组织具有不同的分子屏障性质，其可使用本专利技术的方法和装置通过改变凝胶基质的性质及任选地半透膜的性质进行模拟和测试。此外，通过考虑有效注射位置和扩散屏障位置之间的距离以及注射位点的物理和化学环境，可以实现更真实的测试结果，特别是对于物质例如蛋白质或药物制剂的稳定性和生物利用度。因此，本专利技术的方法和装置可更真实地模拟天然环境最优选眼环境的几何结构。这可通过流体和凝胶基质的特殊设置以及装置的设置来实现，下文将进一步详细描述。本专利技术的方法和装置可用于但不限于稳定性评估，例如物质例如药物制剂、大分子、蛋白质和/或赋形剂或其组合的浓度依赖性沉淀；物质例如大分子和/或赋形剂在具体流体环境例如蛋白质在玻璃体液中的相互作用；在具体流体例如玻璃体液中稀释和失去稳定赋形剂例如表面活性剂、糖、缓冲剂和张度剂后物质的稳定性以及在模拟生理环境例如眼环境中的长期稳定性。下文中，方法和装置通常涉及物质的测试，特别是大分子在模拟眼环境中的测试。因此，所述方法优选的实施方案中，第一流体是玻璃体液，第二流体是缓冲溶液优选生理相关缓冲溶液。但是，所述方法和装置不限于这些用途。例如，将物质注射到例如血管中时，也可模拟血脑屏障以测试例如物质在脑组织中的稳定性和生物利用度。此情况下，第一和第二流体可以是血液和脑脊液或模拟血液和模拟脑脊髓液的流体。本申请中所述“物质”可以指可注射到流体中并且可使用本专利技术的方法和装置分析其稳定性或生物利用度的任意物质。物质可以是分子例如大分子例如蛋白质、抗体、抗体片段、融合蛋白、双特异性抗体、缀合蛋白质、天然或合成的肽或寡核苷酸、天然或合成分子例如小分子药物、糖、表面活性剂、缓冲剂、聚合物或任意常用赋形剂。优选地，物质是药物制剂例如溶液、悬液或乳液，其也可包含在固体基质或下文所述的任意其他递送系统中。本申请中所述“玻璃体液”可来自天然或人工来源。天然玻璃体液可来自各种动物物种例如猪、牛、犬、猫、兔和非人灵长类动物或可以是人。天然玻璃体液可以例如从之前已被去除的眼睛获得。人工玻璃体液优选地模拟人玻璃体液。人工玻璃体液可以由多种聚合物材料制备，例如天然聚合物例如但不限于透明质酸、藻酸盐、琼脂、壳聚糖、明胶、黄原胶、果胶、胶原，或者例如合成聚合物例如但不限于普朗尼克凝胶、聚乙烯醇、聚磷腈、由PEG、PCL、PLA、PGA、PLGA、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸组成的任意二聚、三聚或多聚凝胶聚合物，以及所述聚合物不同浓度的组合。玻璃体液也可以是人工玻璃体液和天然玻璃体液的混合物或其组分不同组合的混合物。本申请中所述“凝胶基质”是具有预定义但可变粘度和预定义但可变浓度的凝胶基质材料化合物的流体或半流体(具有固体和液体之间的性质)。优选地，凝胶基质是粘性液体。凝胶基质代表模拟屏障的核心，并且夹在至少一层第一半透膜和至少一层第二半透膜之间。优选地，所述至少一层第一半透膜和至少一层第二半透膜是两个单一半透膜优选透析膜。但是，其也可以是多个半透膜，其中多于一个优选两层膜设置在彼此上方。通过改变凝胶基质的物理和/或化学性质，所述屏障的规格可变化并适应多种测试条件。对于凝胶基质，天然或人工来源的不同聚合物材料可单独使用或以不同浓度组合使用。具有化学修饰的天然聚合物可用于制备凝胶基质。天然、半合成和合成聚合物可以不同的组合和浓度用于制备凝胶基质。凝胶基质可由各种聚合物材料制备，例如天然聚合物例如但不限于透明质酸、藻酸盐、琼脂、壳聚糖、明胶、黄原胶、果胶、胶原，或例如合成聚合物例如但不限于普朗尼克凝胶、聚乙烯醇、聚磷腈、由PEG、PCL、PLA、PGA、PLGA、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸组成的任意二聚、三聚或多聚凝胶聚合物，以及所述聚合物不同浓度的组合。本专利技术方法一些优选的实施方案中，至少一层第一半透膜或至少一层第二半透膜或两种膜的截留分子量(MWCO)是可变的。本专利技术方法一些优选的实施方案中，凝胶基质的组成是可变的，优选通过改变凝胶基质的粘度或改变凝胶基质化合物的浓度。本专利技术方法一些优选的实施方案中，至少一种所述膜的MWCO和凝胶基质的组成都是可变的。通过所述方式，通过膜的扩散性和/或物质通过凝胶基质的渗透性是可变的。可对第一流体中的物质与凝胶基质材料的相互作用及其对物质的稳定性、相容性和适用性的影响进行研究。“缓冲溶液”是优选具有或能够保持系统pH值在例如pH5.5和pH8.5之间优选约pH7.0和约pH7.6之间更优选pH7.4的溶液。“生理相关缓冲溶液”是优选具有或能够保持系统pH值在约pH7.0和约pH7.6之间更优选pH7.本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于分析模拟的生理环境中的物质行为的体外方法，所述方法包括步骤：—提供第一流体、凝胶基质和第二流体；—通过至少一层第一半透膜分离第一流体和凝胶基质；—通过至少一层第二半透膜分离凝胶基质和第二流体；—将物质注入第一流体；—使物质从第一流体通过至少一层第一半透膜、通过凝胶基质、通过至少一层第二半透膜迁移进入第二流体；和—测定物质从第一流体的清除。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.20 EP 14181653.8;2015.04.30 EP 15165825.91.用于分析模拟的生理环境中的物质行为的体外方法，所述方法包括步骤：—提供第一流体、凝胶基质和第二流体；—通过至少一层第一半透膜分离第一流体和凝胶基质；—通过至少一层第二半透膜分离凝胶基质和第二流体；—将物质注入第一流体；—使物质从第一流体通过至少一层第一半透膜、通过凝胶基质、通过至少一层第二半透膜迁移进入第二流体；和—测定物质从第一流体的清除。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一流体是玻璃体液并且所述第二流体是缓冲溶液，优选生理相关的缓冲溶液。3.根据上述任一项权利要求所述的方法，其中测定物质从第一流体的清除的步骤是通过测量第一流体中、第二流体中或者第一和第二流体中的物质浓度实施的。4.根据上述任一项权利要求所述的方法，其还包括改变至少一层第一半透膜或至少一层第二半透膜的截留分子量(MWCO)或改变凝胶基质的组成，优选改变凝胶基质的粘度或改变凝胶基质组分浓度的步骤。5.根据上述任一项权利要求所述的方法，其中所注射的物质包含大小介于约100Da和约400kDa之间，优选约1kDa和约250kDa之间例如4kDa和150kDa之间的分子。6.根据上述任一项权利要求所述的方法，其中所述至少一层第一半透膜的截留分子量(MWCO)实质上符合视网膜排阻极限(REL)。7.根据上述任一项权利要求所述的方法，其中将物质注入第一流体的步骤包括通过物质递送系统将物质注入第一流体，以此以延缓方式将物质释放进入第一流体。8.根据上述任一项权利要求所述的方法，其中所述物质是大分子、药物制剂、赋形剂、蛋白质或其组合的至少一种。9.用于分析模拟的生理环境中的分子行为的装置，所述装置包括：第一隔室，其用于接受第一流体；第二隔室，其用于接受凝胶基质；和第三隔室，其用于接受第二流体；所述装置还包括：第一支撑件，其用于支撑至少一层第一半透膜；和第二支撑件，其用于支撑至少一层第二半透膜，第二支撑件设置成与所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：达南杰·贾格迪什·杰雷，汉斯克里斯汀·马勒，苏拉巴·帕特尔，
申请(专利权)人：弗·哈夫曼拉罗切有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH