胶原凝胶配制品制造技术

本发明专利技术人使用未经修饰的I型胶原开发了可打印的胶原生物墨水，其具有便于以结构化形式应用于组织的机械和结构特性。特别地，本发明专利技术的组合物可用于使用二维或三维(挤出)生物打印技术将胶原凝胶施加到组织(例如眼睛)。印技术将胶原凝胶施加到组织(例如眼睛)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】胶原凝胶配制品
[0001]通过交叉引用并入
[0002]本申请要求2019年11月18日提交的澳大利亚临时专利申请号2019904331的优先权，其全部内容通过交叉引用并入本文。


[0003]本专利技术一般涉及生物学和医学领域。更具体地，本专利技术涉及适于将药剂递送至诸如组织和细胞的生物靶标和/或能够为所述生物靶标提供保护的组合物，及其生产方法。
[0004]背景
[0005]当生物组织发生损害时，例如，由于意外的机械损伤、手术或疾病，首要任务是有效地封闭损伤部位。组织封闭剂具有广泛的应用，包括但不限于预防进一步损伤、预防感染和最小化失血。越来越多的组织封闭剂也被用于向受损组织递送药剂，这可能有助于愈合和/或帮助预防感染。当封闭剂由天然材料制成时，过敏反应等不良反应的可能性较小。
[0006]封闭剂的作用机制和使用难易程度差异很大。有效的封闭剂在施用期间自由流动，但在施用后具有保持形状/结构的能力。当修复中的生物组织的形状(例如角膜组织)对其功能至关重要时，后一种特性尤其重要。
[0007]角膜是眼睛保护层的透明组成部分。它允许光通过瞳孔并且是眼睛光学系统的主要折射元件。角膜由五层组成：外上皮、前弹力层、基质、后弹力膜和内皮。角膜基质占角膜总厚度的大约90％并且主要由胶原组成。
[0008]角膜盲是世界范围内失明的主要原因，就数量而言仅次于白内障。角膜盲的原因多种多样，包括沙眼、盘尾丝虫病、麻风病、新生儿眼炎和干眼症等疾病，以及眼外伤、角膜溃疡和使用传统眼药引起的并发症等其他过程。
[0009]角膜损伤是澳大利亚最常见的眼科急诊情况，大约75％的病例是由于角膜存在异物或擦伤。据估计，仅这些损伤每年就使澳大利亚人口花费超过1.55亿美元，如果得不到有效治疗，可能会导致感染和疤痕，从而导致视力永久性受损。
[0010]在轻微的情况下，受损的角膜能够经由正常的愈合途径再生。然而，在其他情况下，角膜的正常愈合机制不足，导致形成不可愈合的缺陷，这可能引起角膜融化、角膜新生血管、透明度丧失、感染、疤痕和视力下降直至失明。
[0011]目前对角膜损伤的医学治疗包括抗生素、眼垫、缝合和外科胶，这些可能有助于解决小问题。然而，它们并没有充分解决在更高级的情况下出现的问题，包括疼痛缓解、感染和/或疤痕组织的形成。感染是一种严重的并发症，通常需要住院治疗。疤痕在严重的角膜损伤中很常见，可导致永久性视力丧失。在这种情况下，角膜移植是视力康复的唯一选择，但全世界都存在供体角膜短缺的问题。
[0012]上述许多问题不仅限于角膜损伤，在其他身体组织损伤的情况下也很普遍。
[0013]需要用于封闭密封生物组织，和/或将药剂有效递送至诸如组织和细胞的生物靶标的改进的组合物和方法。
[0014]专利技术概述
[0015]本专利技术减轻了与用于封闭生物组织和将药剂递送至生物靶标的当前组合物和/或方法相关的至少一个问题。就角膜而言，目前的主要方法之一是用天然或合成材料重建角膜缺陷。胶原是使用的主要天然材料，是角膜中的主要蛋白质。胶原占角膜干重的60％
‑
80％，并且I型胶原是角膜基质中的主要类型。然而，目前天然产生的胶原产品的强度和弹性是有限的。通常需要化学修饰或交联来提高I型胶原和其他类型的用于治疗用途而生成的胶原的坚固性。当前基于胶原的产品的生物力学特性仍然不足以持续使用，因为随着时间的推移通常会观察到不规则的角膜形状。
[0016]除了胶原植入物之外，还提出并且开发了胶原封闭剂和生物墨水。然而，此类生物墨水的应用受到复杂的印刷方法和所得产品缺乏透明度的限制。
[0017]取代使用胶原植入物作为基质等价物，本专利技术人已经开发了使用未修饰的I型胶原直接印刷到角膜上的可印刷胶原生物墨水。本专利技术的生物墨水也可以直接印刷到一系列其他生物靶标(例如组织、膜、细胞)上。经打印的胶原生物墨水可以固化以形成临时结构，其会安全降解并且允许周围角膜细胞迁移和基质重构。本专利技术的胶原生物墨水可以使用二维或三维(挤压)生物打印技术进行打印。此外，本专利技术的生物墨水能够进行光交联。本文所描述的生物墨水可以是透明的和有粘性的，并且可以支持细胞迁移和增殖。可以使用可生物降解的生物墨水来递送生物活性分子(例如生长因子)。
[0018]非限制性地，本文所述的组合物和方法通常可用于将药剂(例如药物和/或其他物质)递送至生物靶标(例如组织、膜、细胞)，并且可以应用于例如封闭组织，包括角膜组织。
[0019]本专利技术至少部分涉及以下实施方案：
[0020]实施方案1.一种组合物，包含：
[0021]‑3‑
15mg/ml的I型胶原；
[0022]‑
0.135
‑
0.5M的钠离子和/或0.008
‑
0.4M的钙离子；和
[0023]‑
一种或多种交联剂。
[0024]实施方案2.根据实施方案1所述的组合物，其中该组合物包含0.01
‑
0.5％(w/v)的核黄素或0.01
‑
0.5％(w/v)的玫瑰红。
[0025]实施方案3.根据实施方案1或实施方案2所述的组合物，其中该一种或多种交联剂能够被光激活。
[0026]实施方案4.根据实施方案3所述的组合物，其中该光是UV光、蓝光、绿光或白光。
[0027]实施方案5.根据实施方案1所述的组合物，其中该组合物包含纤维蛋白原和/或凝血酶。
[0028]实施方案6.根据实施方案5所述的组合物，其中该组合物包含1.6
‑
6mg/ml的纤维蛋白原。
[0029]实施方案7.根据实施方案5或实施方案6所述的组合物，其中该组合物包含1
‑
5U/mL的凝血酶。
[0030]实施方案8.根据实施方案1至7中任一项所述的组合物，其还包含以下中的任一种或多种：培养基、生长因子、激素、基质蛋白、糖蛋白、维生素、除钠离子或钙离子之外的离子、离子源、纤连蛋白、氨基酸、抗生素、麻醉剂、因子XIII、胎牛血清(FBS)、人血清、血小板裂解物、人血小板裂解物。
[0031]实施方案9.根据实施方案8所述的组合物，其中该组合物包含含有离子和氨基酸
的培养基。
[0032]实施方案10.根据实施方案8或实施方案9所述的组合物，其中：
[0033](i)生长因子包含人表皮生长因子(hEGF)和/或成纤维细胞生长因子(FGF)；和/或
[0034](ii)维生素包含抗坏血酸盐(维生素C)；和/或
[0035](iii)基质蛋白包含IV型胶原；和/或
[0036](iv)激素包含胰岛素；和/或
[0037](v)糖蛋白包含转铁蛋白。
[0038]实施方案11.根据实施方案1至10中任一项所述的组合物，其中离子是包括在组合物中的离子盐的组成部分。
[0039]实施方案12.根据实施方案1至11中任一项本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种组合物，包含：
‑3‑
15mg/ml的I型胶原；
‑
0.135
‑
0.5M的钠离子和/或0.008
‑
0.4M的钙离子；和
‑
一种或多种交联剂。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物包含0.01
‑
0.5％(w/v)的核黄素或0.01
‑
0.5％(w/v)的玫瑰红。3.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物，其中所述一种或多种交联剂能够被光激活。4.根据权利要求3所述的组合物，其中所述光是UV光、蓝光、绿光或白光。5.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物包含纤维蛋白原和/或凝血酶。6.根据权利要求5所述的组合物，其中所述组合物包含1.6
‑
6mg/ml的纤维蛋白原。7.根据权利要求5或权利要求6所述的组合物，其中所述组合物包含1
‑
5U/mL的凝血酶。8.根据权利要求1至7中任一项所述的组合物，还包含以下中的任一种或多种：培养基、生长因子、激素、基质蛋白、糖蛋白、维生素、除钠离子或钙离子之外的离子、离子源、纤连蛋白、氨基酸、抗生素、麻醉剂、因子XIII、胎牛血清(FBS)、人血清、血小板裂解物、人血小板裂解物。9.根据权利要求8所述的组合物，其中所述组合物包含含有所述离子和氨基酸的培养基。10.根据权利要求8或权利要求9所述的组合物，其中：(i)所述生长因子包含人表皮生长因子(hEGF)和/或成纤维细胞生长因子(FGF)；和/或(ii)所述维生素包含抗坏血酸盐(维生素C)；和/或(iii)所述基质蛋白包含IV型胶原；和/或(iv)所述激素包含胰岛素；和/或(v)所述糖蛋白包含转铁蛋白。11.根据权利要求1至10中任一项所述的组合物，其中所述离子是包括在所述组合物中的离子盐的组成部分。12.根据权利要求1至11中任一项所述的组合物，其中所述组合物还包含哺乳动物细胞。13.根据权利要求12所述的组合物，其中所述哺乳动物细胞包含人细胞或由人细胞组成。14.根据权利要求1至13中任一项所述的组合物，其中所述I型胶原是中性的。15.根据权利要求1至14中任一项所述的组合物，其中所述组合物包含：(i)3
‑
15mg/ml的I型胶原、0.135
‑
0.2M的钠离子和0.01
‑
0.05M的钙离子；或者(ii)4
‑
12mg/ml的I型胶原、0.135
‑
0.16M的钠离子和0.015
‑
0.03M的钙离子；或者(iii)5
‑
11mg/ml的I型胶原、0.135
‑
0.14M的钠离子和0.018
‑
0.02M的钙离子。16.根据权利要求1至15中任一项所述的组合物，其中所述组合物包含：(i)少于15mg/ml的I型胶原；(ii)超过0.135M的钠离子；和(iii)超过0.018M的钙离子。
17.一种制备组合物的方法，所述方法包括：(i)提供溶液，所述溶液包含:
‑3‑
15mg/ml的I型胶原；
‑
一种或多种交联剂；和
‑
0.135
‑
5M的钠离子和/或0.008
‑
0.4M的钙离子；(ii)将所述溶液施加至表面；和(iii)向所述溶液施加能够激活所述一种或多种交联剂的光。18.根据权利要求17所述的方法，其中将所述溶液施加至表面形成层，并且其中重复步骤(ii)和步骤(iii)多次，其中将每一层施加至前一层之上。19.根据权利要求17或权利要求18的方法，其中所述一种或多种交联剂包含0.01
‑
0.5％(w/v)的核黄素或0.01
‑
0.5％(w/v)的玫瑰红，并且其中所述光包括UV光、蓝光、绿光或白光。20.根据权利要求17至19中任一项所述的方法，其中：(a)将所述一种或多种交联剂与碱合并以形成A部分；(b)所述I型胶原与所述钠离子和/或钙离子合并以形成B部分；以及(c)在步骤(iii)之前，将A部分和B部分混合以形成溶液。21.一种制备组合物的方法，所述方法包括：(i)提供溶液，所述溶液包含:
‑3‑
15mg/ml的I型胶原；
‑
一种或多种交联剂；和
‑
0.135
‑
5M的钠离子和/或0.008
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：权利要求书四页说明书二三页附图一七页，
申请(专利权)人：悉尼东南部地方卫生区，
类型：发明
国别省市：