用于杀死细胞的组合物和方法技术

本发明专利技术公开了不溶性质子库或质子源（ｐｒｏｔｏｎ?ｓｉｎｋ?ｏｒ?ｓｏｕｒｃｅ，ＰＳＳ），其可用于通过接触来杀死活的靶细胞（ｌｉｖｉｎｇ?ｔａｒｇｅｔ?ｃｅｌｌ，ＬＴＣ）或者破坏ＬＴＣ的关键性细胞内过程和／或细胞间相互作用。所述ＰＳＳ包含（ｉ）提供缓冲能力的质子源或质子库；以及（ｉｉ）提供质子传导性和／或电势的装置。所述ＰＳＳ有效地破坏ＬＴＣ限定体积内的ｐＨ稳态和／或电平衡和／或破坏ＬＴＣ的关键性细胞间相互作用同时有效维持ＬＴＣ环境的ｐＨ。本发明专利技术还提供了包含所述ＰＳＳ的产品，并提供了用于杀死ＬＴＣ的有效方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。更具体地，本专利技术涉及用于杀死活的靶细胞或者破坏所述细胞之关键性细胞内过程和/或细胞间相互作用同时有效维持所述细胞环境之pH的组合物和方法。
技术介绍
已知多种形式的细胞对人体有害以及可能致命。例如，在美国，癌细胞是继心脏病之后的第二大死因(Boring等，(1993)，CA CancerJournal for Clinicians 437)。细胞微生物也会引起许多疾病。在生物技术产业中已对靶向性和选择性杀死细胞(例如癌细胞和病原细菌)进行了广泛的研究。 微生物可侵入宿主组织并增殖，引起严重的疾病症状。病原细菌已被证实为多种衰竭性疾病或致命性疾病的根本原因，所述疾病包括例如结核病、霍乱、百日咳、鼠疫等。为了治疗这样的严重感染，施用杀死感染原的药物(例如抗生素)。然而，病原细菌常常会产生针对抗生素的抗性，因此需要对药物进行改进以防止此类微生物感染的传播。 感染是许多侵入性手术、治疗和诊断操作的常见并发症。就涉及植入式医疗装置的操作而言，避免感染可能尤其困难，这是因为细菌可形成保护微生物免遭受试者免疫系统清除的生物膜(biofilm)。由于这些感染难以利用抗生素进行治疗，因此常需要取出所述装置，这对于患者而言是创伤性的并增加了医疗成本。 由于对消除基于生物膜的感染相关的困难有了很好的认识，因此已开发了多种技术来处理表面或浸浴表面之流体以防止或破坏生物膜的形成。生物膜对医疗系统以及公众健康必不可少的其它系统(例如供水设备和食物生产设备)产生不利的影响。已提出了多种利用有机或无机材料处理表面以干扰生物膜形成的技术。例如，已应用多种利用抗生素(参见，例如美国专利4,107,121、4,442,133、4,895,566、4,917,686、5,013,306、4,952,419、5,853,745和5,902,283)和其它抑菌化合物(参见，例如美国专利4,605,564、4,886,505、5,019,096、5,295,979、5,328,954、5,681,575、5,753,251、5,770,255和5,877,243)来涂覆医疗装置之表面的方法。 尽管已有这些技术，然而医疗装置污染以及由此引起的侵入性感染仍旧是个大问题。 尽管做出大量的努力来保持无菌，但在医疗环境中感染性生物仍是普遍存在的。这些生物的存在可导致住院患者和医护人员的感染。这些感染(称为“医源性感染”)常涉及比在医院外遇到的生物毒力更强、更罕见的生物。此外，医源性感染更有可能涉及已对多种抗生素产生抗性的生物。尽管在常规情况下采用清洁和抗菌方案，但是感染性生物很容易在医疗环境中的多种表面(尤其是暴露于潮湿环境或浸没在流体中的表面)上定植。甚至屏障材料(例如手套、围裙和护罩)也可将感染传播给佩带者或医疗环境中的其他人。尽管进行了灭菌和清洁，然而医疗环境中的许多金属和非金属材料仍可残存有受到生物膜保护的危险生物，从而传播给其他宿主。 用于破坏医疗环境中生物膜形成的任何药剂对使用者来说必须是安全的。某些采用足以干扰生物膜的量的杀生物剂也可损伤宿主组织。引入局部组织区域的抗生素可诱导形成抗性生物，而后这些抗性生物可形成生物膜群落，其中的游走型微生物同样会对特定抗生素产生抗性。此外，任何抗生物膜药剂或抗污垢剂一定不能干扰医疗装置的有助健康的特性。选择某些具有特定类型的操作者可操作性、柔软度、水不透性、抗张强度或耐压缩性的材料，所述性质不能被为了抗微生物作用而添加的药剂所改变。另一个问题是，被添加到植入性装置表面上以抑制污染和生物膜形成的物质有可能会导致血栓。 生物膜形成具有重要的公共健康影响。已知饮用水系统藏纳着生物膜，即使这些环境通常含有消毒剂。任何提供表面和液体之间界面的系统均有可能形成生物膜。众所周知，空调的水冷却塔由于形成生物膜而给公共健康带来风险，不定期爆发感染(例如军团病)即是证据。已在流动管道(例如血液透析管)和配水管道中鉴定出生物膜。还证实，即便用高达200ppm的氯气进行处理，生物膜仍能在所选的市政储水罐、私人井和滴灌系统中引起生物污垢。 在食品加工环境中生物膜是一个长期令人困扰的问题。食品加工涉及流体、固体物质及其组合。例如，奶加工设备提供了流体管道和流体停留在表面上的区域。目前，清洁挤奶设备和奶加工设备在气携式原位清洁方法中利用机械、热和化学处理的相互作用。此外，用巴氏消毒法对奶产品本身进行处理。在奶酪生产中，生物膜可导致车达奶酪(Cheddar cheese)中产生乳酸钙。肉类加工和封装设备同样容易形成生物膜。非金属和金属表面均可受到影响。在肉类加工设备的橡胶“手指”(rubber“finger”)、塑料帘幕、传送带材料、取内脏设备和不锈钢表面上检测到生物膜。控制食品加工中的生物膜和微生物污染受到所用试剂不能影响产品的味道、口感或观感等其它需求的阻碍。 因此，需要能够对一般表面进行杀菌。能杀死有害微生物的材料引起人们极大的兴趣。可使用这样的材料涂覆日常生活中人们所接触的常见物体(例如门把手、儿童玩具、计算机键盘、电话、织物、医疗装置等)的表面以对它们进行消毒，从而不能传播细菌感染。由于普通材料不能抗微生物或杀死细胞，因此需要对它们进行改进。例如，用聚乙二醇和某些其它合成聚合物进行化学修饰的表面可驱除(尽管不能杀死)微生物(Bridgett，M.J.等，(1992)Biomaterials 13，411-416；Arciola，C.R.等Alvergna，P.，Cenni，E.& Pizzoferrato，A.(1993)Biomaterials14，1161-1164；Park，K.D.，Kim，Y.S.，Han，D.K.，Kim，Y.H.，Lee，E.H.B.，Suh，H.&Choi，K.S.(1998)Biomaterials 19，51-859)。 或者，可使用抗微生物剂(例如抗生素、季铵化合物、银离子或碘)来浸渍材料，所述抗微生物剂随时间逐渐释放到周围溶液中并杀死其中的有害细胞和微生物(Medlin，J.(1997)Environ.Health Preps.105，290-292；Nohr，R.S.& Macdonald，G.J.(1994)J.Biomater.Sci.，Polymer Edn.5，607-619Shearer，A.E.H.等(2000)Biotechnol.Bioeng67，141-146)。尽管这些策略已在含有细菌的水溶液中得到证实，但是在不存在液体介质的情形下预计它们不能有效抗御空气传播的细菌。对于基于释放的物质而言这尤其正确，当释出的抗菌剂耗尽时所述基于释放的物质即变为无效。 已开发了一般的表面涂覆/衍生化方法，其可适用于大多数材料而无需考虑材料的性质。 存在具有固有的抗微生物或抗静电性质的聚合物。这样的聚合物可与多种基质(例如玻璃、织物、金属、纤维素材料、塑料等)联用以提供具有抗微生物和/或抗静电性质的基质。此外，所述聚合物也可以与其它聚合物相组合以提供具有抗微生物和/或抗静电性质的其它聚合物。 然而，还需要兼具可持续性和相容性并且用于多种聚合物材料和基质上以及与其一起使用的此类试剂。已表明多种添加剂和聚合物体系具有抗微生物性本文档来自技高网...

【技术保护点】
不溶性质子库或质子源（ＰＳＳ），其可用于通过接触来杀死活的靶细胞（ＬＴＣ）或者破坏ＬＴＣ的关键性细胞内过程和／或细胞间相互作用；所述ＰＳＳ包含（ｉ）提供缓冲能力的质子源或质子库；以及（ｉｉ）提供质子传导性和／或电势的装置；其中所述ＰＳＳ有效破坏ＬＴＣ限定体积内的ｐＨ稳态和／或电平衡和／或破坏ＬＴＣ的关键性细胞间相互作用同时有效维持ＬＴＣ环境的ｐＨ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-4-3 60/907,4631.不溶性质子库或质子源(PSS)，其可用于通过接触来杀死活的靶细胞(LTC)或者破坏LTC的关键性细胞内过程和/或细胞间相互作用；所述PSS包含(i)提供缓冲能力的质子源或质子库；以及(ii)提供质子传导性和/或电势的装置；其中所述PSS有效破坏LTC限定体积内的pH稳态和/或电平衡和/或破坏LTC的关键性细胞间相互作用同时有效维持LTC环境的pH。2.权利要求1的PSS，其中所述质子传导性通过水渗透性和/或通过润湿性来提供，尤其是其中所述润湿性通过亲水性添加剂来提供。3.权利要求2的PSS，其中所述质子传导性或润湿性通过固有性质子传导材料(IPCM)和/或固有性亲水性聚合物(IHP)来提供，尤其是通过选自以下的IPCM和/或IHP来提供磺化四氟乙烯共聚物；选自二氧化硅、聚硫醚砜(SPTES)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(S-SEBS)、聚醚-醚-酮(PEEK)、聚(亚芳基-醚-砜)(PSU)、聚偏氟乙烯(PVDF)接枝的苯乙烯、聚苯并咪唑(PBI)和聚磷腈的磺化材料，用交联聚苯乙烯磺酸盐(PSS盐)离子交换树脂的微米级悬浮颗粒浇铸聚苯乙烯磺酸盐溶液所制备的质子交换膜；市售的Nafion TM及其衍生物。4.权利要求1的PSS，其包含两个或更多个二维(2D)或三维(3D)的PSS，每个所述PSS由含有高度解离的阳离子和/或阴离子基团(HDCA)的材料组成，所述基团以有效地将LTC环境中的pH变化降至最小的方式进行空间组织；每种所述HDCA任选地以有效将LTC环境中pH变化降至最小的特定2D、拓扑折叠的2D表面或3D方式进行空间组织；此外任选地，所述进行空间组织的HDCA的至少一部分以选自以下的方式进行2D或3D排布(i)交错；(ii)重叠；(iii)缀合；(iv)均匀或不均匀混合以及(iv)平铺。5.权利要求1的PSS，其中所述PSS有效地破坏限定体积内的pH稳态同时有效维持所述LTC环境的完整性；此外，其中所述环境的完整性通过选自以下的参数来表征所述环境功能性、化学性质；可溶物浓度，可能除了质子或羟基浓度以外；生物学相关的参数；生态学相关的参数；物理参数，尤其是颗粒大小分布、流变学和粘稠度；安全性参数，尤其是毒性，或者影响LD50或ICT50的参数；嗅觉或感官参数(例如颜色、味道、气味、质地、概念性外观等)；或上述的任意组合。6.权利要求1的PSS，其可用于破坏所述LTC的关键性细胞内过程和/或细胞间相互作用，同时既(i)有效维持所述LTC环境的pH又(ii)最小程度地影响所述LTC环境的完整性，使得从所述PSS渗漏到LTC环境中的离子化或中性原子、分子或颗粒(AMP)降至最低。7.权利要求1的PSS，其可用于破坏所述LTC的关键性细胞内过程和/或细胞间相互作用，同时较少破坏至少一个第二限定体积(例如非靶细胞(NTC))内的pH稳态和/或电平衡。8.权利要求7的PSS，其中通过以下方式中的一种或多种来实现区分所述LTC与NTC(i)提供差异性离子能力；(ii)提供差异性pH值；(iii)优化PSS与靶细胞大小比例；(iv)提供所述PSS的差异性2D、拓扑折叠的2D表面或3D空间构型；(v)提供在每一指定体积内具有所定义能力的临界数目的PSS颗粒(或可用的表面)；以及(vi)提供尺寸排阻工具/装置。9.权利要求1的PSS，其中所述PSS是含有羧酸和/或磺酸基团的天然有机酸，尤其是选自由松香/松脂、松木树脂、酸性和碱性萜类提供的松香酸(C20H30O2)的组合物。10.权利要求1的PSS，其还包含有效量的添加剂。11.一种产品，其包含权利要求1的至少一种不溶性非渗漏PSS；所述PSS位于所述产品的内表面和/或外表面上，其可用于通过接触来破坏LTC至少一部分内的pH稳态和/或电平衡，同时有效维持所述表面的pH和功能。12.权利要求11的产品，其可用于通过接触来杀死细胞，其包含具有指定功能的至少一个质子可渗透外表面，所述表面至少部分地由PSS组成或者用PSS铺层于所述表面的局部和/或下面，从而破坏所述LTC的关键性细胞内过程和/或细胞间相互作用同时有效维持所述LTC环境的pH和所述功能。13.权利要求11的产品，其包含表面以及一个或多个质子可渗透的外层，所述各层被置于所述表面的至少一部分上，其中所述层至少部分地由PSS组成或铺成，从而破坏所述LTC的关键性细胞内过程和/或细胞间相互作用同时有效维持所述LTC环境的pH和所述功能。14.权利要求13的产品，其包含(i)至少一个PSS和(ii)一个或多个保护性屏障，其为所述PSS提供长期持续的活性；优选地，其中至少一个屏障是适于避免重离子扩散的聚合物保护性屏障；此外优选地，其中所述聚合物是离聚物屏障，特别是市售的Nafion TM。15.权利要求1的PSS，其适于避免产生LTC抗性和针对抗性突变的选择。16.用于杀死活的靶细胞(LTC)或者破坏所述LTC的关键性细胞内过程和/或细胞间相互作用的方法，该方法包括以下步骤a.提供至少一种具有(i)提供缓冲能力之质子源或质子库以及(ii)提供质子传导性和/或电势之装置的PSS；b.使所述LTC与所述PSS接触；以及c.利用所述PSS有效破坏所述LTC内的pH稳态和/或电平衡，同时有效维持所述LTC环境的pH。17.权利要求16的方法，其中所述步骤(a)还包括以下步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：什穆埃尔比克什潘，格莱布齐尔伯施泰因，
申请(专利权)人：奥普龙私人有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]