还原和氧化的多糖及其使用方法技术

本发明专利技术涉及还原的和高度氧化的多糖，例如藻酸盐，其可用于包封治疗剂或诊断剂、或者包封治疗剂或诊断剂的基于脂质的纳米颗粒如脂质体或病毒体(在它们递送入受试者之前)，本发明专利技术还涉及制造和使用它们的方法。明还涉及制造和使用它们的方法。

【技术实现步骤摘要】
还原和氧化的多糖及其使用方法
[0001]本申请是申请日为2016年10月26日、申请号为201680062497. 7、专利技术名称为“还原和氧化的多糖及其使用方法”的中国专利技术专利申 请的分案申请。
[0002]相关申请
[0003]本申请要求于2015年10月26日提交的美国临时申请号 62/246,462以及于2016年6月16日提交的美国临时申请号 62/351,162的优先权。上述临时申请中的每一个的全部内容通过引用 并入本文。

技术介绍

[0004]水凝胶是包含交联聚合物链的网络的聚合物凝胶。水凝胶的网 络结构使其能够吸收大量的水。一些水凝胶是高度伸缩性和弹性的； 其他的则是粘弹性的。水凝胶已用于治疗应用，例如作为体内递送 治疗剂如小分子、细胞和生物制剂的载体。
[0005]水凝胶通常由多糖如藻酸盐制成。可以化学操纵多糖来调节它 们的性质以及所得水凝胶的性质。例如，通过使多糖与将多糖中的 醇转化为醛的氧化剂反应来氧化的多糖，其显著增加了所得水凝胶 的生物降解性。然而，多糖的氧化也与不希望的副作用相关。例如， 通过氧化产生的醛可以与存在于蛋白质或其他分子上的氨基反应， 从而造成体内毒性和/或对可由氧化的多糖产生的水凝胶所包封的治 疗剂(货物(cargo))造成损害。存在于氧化的多糖中的醛还可以 与多糖附近可能存在的各种化学部分(例如点击试剂)反应，导致 其降解。因此，本领域需要可用于制备无毒、无反应性和生物可降 解的水凝胶的生物可降解多糖。本领域还需要可用于制备用于包封 小分子量治疗剂的具有足够小孔径的水凝胶的多糖。本领域还需要 可用于制备能够包封和保留脂质体并将脂质体递送至体内所需位置 的水凝胶的多糖。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了包含某些还原的和某些高度氧化的多糖的组合 物。令人惊讶地发现，这些还原的和高度氧化的多糖特别适合于生 产可用于包封治疗剂或诊断剂或者用于包封基于脂质的纳米颗粒如 脂质体或病毒体以用于递送至受试者的水凝胶，所述纳米颗粒用于 包封治疗剂或诊断剂。使用还原的和/或高度氧化的多糖生产的本发 明水凝胶是可生物降解的，并且比本领域先前已知的水凝胶具有更 低的毒性和反应性。
[0007]因此，在一些实施方式中，本专利技术提供了包含还原的多糖的组 合物，其中还原的多糖包含少于2％的残余醛。
[0008]在一些实施方式中，本专利技术还提供了包含还原的多糖的组合物， 其中还原的多糖包含少于3％的残余醛；其中还原的多糖是通过如下 产生：使多糖与二醇特异性氧化剂反应，由此产生包含0.1％或更多 的摩尔氧化度(oxidation)的氧化的多糖；随后使所述氧化的多糖与 水溶性醛特异性还原剂反应以产生还原的多糖。
[0009]在一些方面中，还原的多糖通过如下产生：使多糖与二醇特异 性氧化剂反应，由此产生包含0.1％或更多的摩尔氧化度的含有二醇 的氧化的多糖；随后使所述氧化的多糖
与水溶性醛特异性还原剂反 应以产生所述还原的多糖。
[0010]在一些方面中，还提供了包含还原的多糖的组合物，其中还原 的多糖通过如下产生：使多糖与二醇特异性氧化剂反应，由此产生 含有二醇的氧化的多糖；随后使氧化的多糖与水溶性醛特异性还原 剂反应以产生所述还原的多糖。在一些方面中，多糖包含小于15 ％的残余醛，例如14％，13％，12％，11％，10％，9％，8％，7 ％，6％，5％，4％，3％，2％，1％，0.5％或0.1％。
[0011]在一些实施方式中，多糖选自藻酸盐、琼脂糖、普鲁兰多糖、 硬葡聚糖、壳聚糖、爱生兰(elsinan)、黄原胶、葡聚糖、甘露糖、 结冷胶、左聚糖、纤维素、透明质酸、硫酸软骨素A、硫酸软骨素C、 硫酸软骨素E和β
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葡聚糖。在一个实施方式中，多糖是藻酸盐。在 一个实施方式中，还原的多糖包含具有以下结构的藻氧醇 (algoxinol)：
[0012][0013]在一些方面中，醛特异性水溶性还原剂选自硼氢化钠(NaBH4)； 氰基硼氢化钠(NaCNBH3)；催化剂存在下的氢气(H2)；氨硼烷 (H3NBH3)；和硼烷复合物。在一个具体实施方式中，醛特异性 水溶性还原剂是氨硼烷。在另一个具体实施方式中，二醇特异性氧 化剂是高碘酸钠。
[0014]在一些实施方式中，组合物还包含连接至还原的多糖的交联剂。 在一些方面中，交联剂是点击试剂，例如点击试剂选自叠氮化物、 二苯并环辛炔(DBCO)、反式环辛烯、四嗪和降冰片烯及其变体。
[0015]在一些实施方式中，本专利技术还提供了包含还原的多糖和连接至 还原的多糖的交联剂的组合物。在一些方面中，多糖是藻酸盐聚合 物。在一些实施方式中，还原的多糖包含具有以下结构的藻氧醇：
[0016][0017]在一些实施方式中，还原的多糖是通过包括以下步骤的方法生 产的：使多糖与二醇特异性氧化剂反应以产生含醛的氧化的多糖； 和使氧化的多糖与水溶性醛特异性还原剂反应以产生还原的多糖。
[0018]在一些实施方式中，二醇特异性氧化剂是高碘酸钠。在一些实 施方式中，水溶性
醛特异性还原剂是氨硼烷。
[0019]在一些方面中，提供了包含高度氧化的多糖和连接至高度氧化 的多糖的交联剂的组合物。在一些实施方式中，多糖是藻酸盐聚合 物。在一些方面中，高度氧化的多糖包含具有以下结构的藻氧羧酸 盐(algoxalate)：
[0020][0021]在一些实施方式中，高度氧化的多糖是通过包括以下步骤的方 法生产的：使多糖与二醇特异性氧化剂反应以产生含醛的氧化的多 糖；和使氧化的多糖与将醛转化成羧酸的第二氧化剂反应以产生所 述高度氧化的多糖。
[0022]在一个方面中，二醇特异性氧化剂是高碘酸钠。在另一个方面 中，第二氧化剂是亚氯酸钠。
[0023]在一些实施方式中，交联剂为点击试剂，例如选自叠氮化物、 二苯并环辛炔(DBCO)、反式环辛烯、四嗪和降冰片烯及其变体的 点击试剂。
[0024]在一些实施方式中，本专利技术还提供了包含本专利技术组合物的水凝 胶。
[0025]在一些方面中，水凝胶还可包含例如选自细胞、小分子和生物 制剂的治疗剂。在一些实施方式中，生物制剂选自肽、DNA分子、 RNA分子和PNA分子。在一个实施方式中，生物制剂是肽，例如血 管生成因子，例如选自FGF、VEGF、VEGFR、IGF、NRP
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1、Ang1、 Ang2、PDGF、PDGFR、TGF
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β、内皮糖蛋白(endoglin)、TGF
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β 受体、MCP
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1、整合素、VE
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钙粘蛋白、CD31、肝配蛋白、纤溶酶 原激活物、纤溶酶原激活物抑制剂
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1、eNOS、COX
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2、AC133、ID1、 ID3和HGF。在一个具体方面中，血管生成因子是VEGF。
[0026]在一些实施方式中，本专利技术的水凝胶还包含细胞，例如哺乳动 物细胞，如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种组合物，其包含高度氧化的多糖和连接至所述高度氧化的多糖的交联剂。2.权利要求1所述的组合物，其中所述高度氧化的多糖是藻酸盐聚合物。3.权利要求2所述的组合物，其中所述高度氧化的多糖包含具有以下结构的藻氧羧酸盐(algoxalate)：藻氧羧酸盐。4.权利要求1所述的组合物，其中所述高度氧化的多糖是通过包括以下步骤的方法产生的：使多糖与二醇特异性氧化剂反应以产生含醛的氧化的多糖；和使所述氧化的多糖与将醛转化成羧酸的第二氧化剂反应以产生所述高度氧化的多糖。5.权利要求4所述的组合物，其中所述二醇特异性氧化剂是高碘酸钠。6.权利要求4所述的组合物，其中所述第二氧化剂是亚氯酸钠。7.权利要求1所述的组合物，其中所述交联剂是点击试剂。8.权利要求7所述的组合物，其中所述点击试剂选自叠氮化物、二苯并环辛炔(DBCO)、反式环辛烯、四嗪和降冰片烯及其变体。9.一种水凝胶，其包含权利要求1所述的组合物。10.权利要求9所述的水凝胶，其还包含治疗剂。11.权利要求10所述的水凝胶，其中所述治疗剂选自细胞、小分子和生物制剂。12.权利要求11所述的水凝胶，其中所述生物制剂选自肽、DNA分子、RNA分子和PNA分子。13.权利要求12所述的水凝胶，其中所述生物制剂是肽。14.权利要求13所述的水凝胶，其中所述肽是血管生成因子。15.权利要求14所述的水凝胶，其中所述血管生成因子选自FGF、VEGF、VEGFR、IGF、NRP
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1、Ang1、Ang2、PDGF、PDGFR、TGF
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β、内皮糖蛋白、TGF
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β受体、MCP
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1、整合素、VE
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钙粘蛋白、CD31、肝配蛋白、纤溶酶原激活物、纤溶酶原激活物抑制剂
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1、eNOS、COX
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2、AC133、ID1、ID3和HGF。16.权利要求15所述的水凝胶，其中所述血管生成因子是VEGF。17.权利要求11所述的水凝胶，其中所述细胞是哺乳动物细胞。18.权利要求17所述的水凝胶，其中所述哺乳动物细胞是人间充质干细胞(hMSC)。19.一种水凝胶，其包含彼此交联的多个高度氧化的多糖，其中所述水凝胶包含10nm或更小的目径。20.权利要求19所述的水凝胶，其中所述高度氧化的多糖是高度氧化的藻酸盐聚合物。21.权利要求20所述的水凝胶，其中所述高度氧化的藻酸盐聚合物是通过包括以下步骤的方法产生的：
使藻酸盐与二醇特异性氧化剂反应以产生含醛的氧化的藻酸盐；和使所述含醛的氧化的藻酸盐与将醛转化成羧酸的第二氧化剂反应，由此产生所述高度氧化的藻酸盐聚合物。22.权利要求21所述的水凝胶，其中所述二醇特异性氧化剂是高碘酸钠。23.权利要求21所述的水凝胶，其中所述第二氧化剂是亚氯酸钠。24.权利要求20所述的水凝胶，其中所述高度氧化的藻酸盐聚合物为约0.1％、1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或99％氧化的。25.权利要求19所述的水凝胶，其还包含治疗剂或诊断剂。26.权利要求25所述的水凝胶，其中所述治...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：哈佛学院院长等，
类型：发明
国别省市：