基于水凝胶的生物递送媒介物制造技术

本发明专利技术提供一种基于水凝胶的生物递送媒介物，其用于将药物和生物材料有效递送到组织或器官部位。更确切地说，本发明专利技术提供一种具有含有羧基的生物聚合物骨架的水凝胶结合基质。酪胺可取代所述羧基的至少一部分，使得当添加过氧化氢时，它使得在酪胺分子之间产生共价键并且使所述水凝胶结合基质交联，从而使所述水凝胶结合基质能够从液体状态转变为凝胶状态。呈液体形式的所述水凝胶结合基质能够包封药物储器以产生具有含有药物或靶分子的均匀分布颗粒的均质液体。在所述水凝胶结合基质固化为凝胶状态时，新产生的交联不破坏所述药物储器内含有的所述药物或靶分子或不与所述药物或靶分子反应。此基于水凝胶的生物递送媒介物可用于若干医疗应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于水凝胶的生物递送媒介物相关申请的交叉引用本申请要求2016年5月12日提交的标题为《基于水凝胶的生物递送媒介物(HYDROGEL-BASEDBIOLOGICALDELIVERYVEHICLE)》的美国临时专利申请号62/335,457的权益。
本公开涉及一种用于有效递送药物和生物材料制剂的递送系统水凝胶结合基质。更确切地说，它涉及一种水凝胶基质，所述水凝胶基质在其从液态转变为凝胶态时产生交联。呈液体形式的水凝胶基质能够包封药物储器以产生均质液体，其中均匀分布的药物储器含有一种或多种药物或靶分子。当结合基质(即，具有均匀分布的药物储器的水凝胶)固化为凝胶态时，它产生不破坏药物储器内含有的一种或多种靶药物或靶分子或不与其反应的交联。此基于水凝胶的生物递送媒介物可用于各种医疗应用。
技术介绍
水凝胶由于若干种原因已在医疗应用中变得受欢迎。为了形成水凝胶，它们频繁地需要使用生成化合物的自由基或其他辐射来交联。然而，这产生残余材料，所述残余材料由于其对于接受受试者的潜在有害影响而需要被去除。另外，通常通过被动扩散或通过使用热处理或辐射将药物或药品添加到水凝胶。但是这些不是加载水凝胶的理想方式，因为被动扩散产生低浓度的药物或药品，并且热处理或辐射经常导致药物药剂与水凝胶反应或导致损害或灭活生物药剂。脂质体制剂经常是稀释的并且具有相对接近于水的粘度。当用作药物递送媒介物时，脂质体制剂可能易于从注射部位挤出或通过间隙空间从靶向的组织流出并且携带药物或靶分子远离靶向的部位。脂质体有时具有不可预测的稳定性。例如，如果脂质体聚结并且快速分裂开，则它们可能过快释放靶分子，或者如果脂质体足够稀释，则它们可能保持稳定并且阻止靶分子及时地被递送到靶组织。还存在其他形式的替代药物递送媒介物或药物储器，诸如致密水凝胶颗粒或多孔颗粒。然而，颗粒在注射或放置之后也会迁移并且往往在一个位点中聚集。因此，需要一种溶液，所述溶液能够在不产生残余材料的情况下使水凝胶交联，有利于更高水平的药物/药品浓度加载，不与加载到水凝胶中的药物/药品反应或不使其失活，并且能够使药物递送媒介物(还称为药物储器)具有更多稳定性并在所需位置中在可预测的速率下释放。
技术实现思路
所公开的基于水凝胶的生物递送媒介物是一种由以下构成的递送系统：药物储器，其包封药物或靶分子；和水凝胶基质，其在用于将药物储器保持在适当位置中时被称为结合基质。在其被植入在受试者内或受试者上时，本文公开的结合基质充当将药物储器保持均匀分散在整个递送系统中的支持物。结合基质不显著阻碍活性靶分子从药物储器扩散和洗脱。根据一个实施例，可调整所需的水凝胶制剂以影响靶分子的扩散并且增加或降低洗脱速率。更确切地说，本文公开的递送系统通过在交联发生之前使脂质体制剂包封在结合基质的液体形成物内来解决脂质体制剂稳定性和释放的问题。这产生具有完全混合在其中的脂质体的均质液体。一旦混合，在水凝胶基质内产生交联的相对温和的反应条件不破坏脂质体或不与脂质体组分或脂质体内含有的药物或靶分子反应。本文公开的递送系统还通过将颗粒悬浮并均匀分散在整个结合基质中并且将它们相对于彼此保持在适当位置来解决夹带的颗粒制剂释放的问题。在递送系统注射或放置到特定递送部位中之后，这允许药物从颗粒均匀且可预测地洗脱。脂质体洗脱取决于靶分子在脂质双层的情况下从其周围物物理分离，而颗粒根据从颗粒的扩散来洗脱靶分子。扩散取决于靶分子对于颗粒材料的亲和力、途径弯曲度、颗粒边界内和颗粒边界处的渗透性变化以及化学势和所得的化学梯度。如果靶分子必须首先溶解到周围的流体中，则有时相变可能是限制性步骤。多种类型的水凝胶稠度的混合物可用于产生各种药物递送速率，并且因此产生靶分子的各种递送时间。可将水凝胶基质配制成在较浓的液体稠度至硬质的固体明胶颗粒的范围内。水凝胶基质的稠度影响水凝胶基质的降解程度，并且因此影响药物或靶分子从递送系统释放的速度和将其送到靶向的组织的递送。对于颗粒制剂，水凝胶降解允许颗粒与组织直接接触，并且在药物分配之后允许颗粒被身体吸收。颗粒可由促进愈合和再生长的蛋白质支架构成。在一些实施例中，水凝胶基质组合物的浓性质可允许递送媒介物(即，药物储器)涂覆组织并且在这些组织内保持在适当位置，以便确保靶向的部位是所得的药物递送位置。如果水凝胶基质制剂足够浓缩并且高度交联，则它可影响洗脱和吸收速率。附图说明图1示出分子从所公开的递送系统的一个实施例内的药物储器洗脱。图2示出具有可变的水凝胶基质密度的水凝胶储器类型。图3示出具有在不同速率下洗脱分子的多种药物储器的递送系统的单个洗脱速率和总体洗脱速率。图4示出施加到创伤伤口表面、然后交联的，具有药物储器的干燥冻干结合基质。图5示出用于使深穿透性伤口愈合的所公开的递送系统的两种变型。图6示出具有所公开的递送系统的两种变型的组织或疝补片的一个实例。图7示出具有所公开的递送系统的两种变型的人造皮肤。图8示出通过使用所公开的递送系统的两种变型形成的张拉整体。图9示出通过使用所公开的递送系统的两种变型形成的嵌套几何结构。图10示出涂覆有所公开的递送系统的一个实施例的导管壁。图11示出涂覆有所公开的递送系统的一个实施例的传感器面。图12示出涂覆有所公开的递送系统的一个实施例的肠的一部分。具体实施方式本公开涉及生物递送媒介物，其用于有效地将药物和靶分子递送到特定组织部位。将参考附图详细描述生物递送媒介物的各种实施例，其中相同的参考标号在全部图中表示相同的部件和组件。对各种实施例的提及不限制本文公开的生物递送媒介物的范围。另外，在此说明书中列出的任何实例不意图是限制性的，并且仅列出生物递送媒介物的许多可能的实施例中的一些。应理解，当情势所趋或因时制宜时，设想等效物的各种省略和替代，但是这些省略和替代意图在不背离本公开的精神或范围的情况下包括申请或实施例。另外，应理解，本文所用的措辞和术语用于描述的目的并且不应被认为是限制性的。所公开的基于水凝胶的生物递送媒介物是由以下构成的递送系统100：药物储器104，其包封药物或靶分子106；和水凝胶基质，其在用于将药物储器104保持在适当位置时被称为结合基质102。通常，本申请中公开的生物递送媒介物是递送系统100，其由以下药物储器104构成，所述药物储器封装并保护药物或靶分子106并且悬浮在水凝胶基质中，所述水凝胶基质在用于将药物储器保持在适当位置中时被称为结合基质102。药物储器104可以是例如致密水凝胶颗粒、多孔颗粒、脂质体、纤维素颗粒、呈晶体相或固相的药物本身(其在从递送系统100洗脱出时溶解)或蛋白质片段，所述蛋白质片段由于其与酪氨酸的缔合而在纤维素或脂质体药物储器104中而不是在酪胺取代的致密水凝胶颗粒中。产生递送系统100的方法通常涉及将药物储器104与药物或靶分子106缔合并且将所述组合混合到预交联的液体水凝胶基质(例如，酪胺取代的透明质酸钠，其中透明质酸钠中的预先确定百分比的羧基被取代为酪胺)中，所述水凝胶基质然后被交联(例如，通过添加过氧化氢以在酪胺分子之间产生共价键)以产生最终结合基质102。此交联在药物或靶分子106的存在下发生，并且有益地，不产生苛刻的反应条件或导致与药物或靶分子106的反应。然后可将递送系统100注射或放置在所需的递送部位1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于将靶分子递送到生物有机体中的基于水凝胶的生物递送媒介物，其包含：具有水的结合基质、水凝胶基质、酶、交联剂和多种药物储器，其中：所述水凝胶基质由含有羧基的生物聚合物构成，其中所述羧基中的至少一些中的每个用酪胺分子取代；所述酶是辣根过氧化物酶；所述交联剂是过氧化氢；所述多种药物储器选自由以下组成的群组：脂质体、致密水凝胶颗粒、多孔颗粒、纤维素颗粒、多种靶分子的浓缩聚集体以及其组合；并且所述多种靶分子中的至少一种与所述至少一种药物储器缔合；所述水凝胶基质能够包封所述药物储器并且产生所述至少一种药物储器均匀遍布的均质液体；并且所述水凝胶基质能够通过在所述酪胺分子之间产生共价键来从液体状态固化为固体状态，所述共价键不破坏所述药物储器或所述靶分子或不与所述药物储器或所述靶分子反应。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.12 US 62/335,4571.一种用于将靶分子递送到生物有机体中的基于水凝胶的生物递送媒介物，其包含：具有水的结合基质、水凝胶基质、酶、交联剂和多种药物储器，其中：所述水凝胶基质由含有羧基的生物聚合物构成，其中所述羧基中的至少一些中的每个用酪胺分子取代；所述酶是辣根过氧化物酶；所述交联剂是过氧化氢；所述多种药物储器选自由以下组成的群组：脂质体、致密水凝胶颗粒、多孔颗粒、纤维素颗粒、多种靶分子的浓缩聚集体以及其组合；并且所述多种靶分子中的至少一种与所述至少一种药物储器缔合；所述水凝胶基质能够包封所述药物储器并且产生所述至少一种药物储器均匀遍布的均质液体；并且所述水凝胶基质能够通过在所述酪胺分子之间产生共价键来从液体状态固化为固体状态，所述共价键不破坏所述药物储器或所述靶分子或不与所述药物储器或所述靶分子反应。2.根据权利要求1所述的基于水凝胶的生物递送媒介物，其中所述结合基质的所述生物聚合物水凝胶基质上的不多于5.5％的所述羧基用酪胺分子取代。3.根据权利要求2所述的基于水凝胶的生物递送媒介物，其中1％和5％之间的所述结合基质由所述结合基质的所述生物聚合物水凝胶基质构成。4.根据权利要求3所述的基于水凝胶的生物递送媒介物，其中所述多种药物储器包括由以下构成的致密水凝胶颗粒：水；具有含有羧基的生物聚合物的水凝胶基质，其中所述羧基中的至少一些中的每个用酪胺分子取代；辣根过氧化物酶；溶解在所述水凝胶基质中的靶分子；以及交联剂；其中所述水凝胶基质、所述辣根过氧化物酶、所述靶分子和所述交联剂的组合产生具有结合的靶分子的固体水凝胶基质，其被构造成将被研磨并定型为均匀直径药物储器。5.根据权利要求4所述的基于水凝胶的生物递送媒介物，其中所述致密水凝胶颗粒的所述生物聚合...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉·泰勒，丹尼尔·西普勒，詹姆斯·塞格马克，
申请(专利权)人：茵斯图生物制品有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US