[發明專利]延遲的自膠凝藻酸鹽體系及其應用

無效

• 申請號: 201310438199.1
• 申請日: 2008-08-28
• 公開（公告）號: CN103463638A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: J·E·梅爾維克;J·E·比約斯塔德;T·斯文德森
• 申請（專利權）人: FMC有限公司
• 主分類號: A61K47/36
• 分類號: A61K47/36;A61K31/734;A61L27/34;A61L27/20;A61L29/08;A61L31/10;A61L31/04
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 張靜

本發明專利申請是國際申請號為PCT/US2008/010193，國際申請日為2008年8月28日，進入中國國家階段的申請號為200880110505.6，名稱為“延遲的自膠凝藻酸鹽體系及其應用”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及具有延遲的膠凝過程的藻酸鹽體系，并涉及制備和使用所述體系的組合物、裝置、試劑盒和方法。

背景技術

本申請要求2007年8月28日提交的美國臨時專利申請60/966,437的優先權，該申請的內容被納入本文作為參考。

藻酸鹽是親水性海洋生物聚合物，具有在生理學相關溫度下發展和固化形成熱穩定凝膠的獨特能力。藻酸鹽是1-4糖苷鍵連接的β-D-甘露糖醛酸(M)和α-L-古洛糖醛酸(G)殘基的非支化二元共聚物家族。兩種糖醛酸單體的相對量及其沿聚合物鏈的順序排列可廣泛變化，取決于藻酸鹽的來源。藻酸鹽是海洋褐藻類的結構聚合物，例如極北海帶(Laminaria?hyperborean)、巨藻(Macrocystis?pyrifera)、黑褐藻(Lessonia?nigrescens)和球型褐藻(Ascophyllum?nodosum)。藻酸鹽也可以由某些細菌產生，例如綠膿假單胞菌(Pseudomonas?aeruginosa)、棕色固氮菌(Azotobacter?vinelandii)和熒光假單胞菌(Pseudomonas?fluorescens)(WO04011628A1)。

當二價陽離子與來自兩種不同藻酸鹽聚合物各自的G殘基的負電荷基團形成離子鍵，從而使兩種聚合物發生交聯時，制備藻酸鹽凝膠。許多藻酸鹽聚合物間多重交聯鍵的形成導致藻酸鹽凝膠結構的基質。

藻酸鹽凝膠可以是水凝膠，即包含大量水而不溶解的交聯的藻酸鹽聚合物。生物聚合物凝膠，例如藻酸鹽水凝膠是組織工程改造及其他生物醫學應用中有吸引力的候選物質。由于這個原因以及在生理學條件下形成凝膠的能力，藻酸鹽被廣泛使用和研究用于包封目的和用作生物結構材料。將細胞包封到藻酸鹽珠中是一種常用的技術。而且，已經證明藻酸鹽是其他類型的生物結構的有用材料，包括組織工程改造應用和用作神經再生的支架。

存在不同的制備藻酸鹽水凝膠的方法。最常見的方法是透析/擴散法，其中藻酸鹽溶液由于外部儲庫中的膠凝離子的擴散而發生膠凝。該方法在制備藻酸鹽凝膠珠和食品應用中最常用。藻酸鹽微珠的制備是受到凝膠離子擴散進入凝膠網絡限制的快速過程。雖然該過程非常適合將細胞包裹到微珠內，但較少用于制備其他形狀或結構。擴散膠凝體系對于制造較大尺寸的凝膠結構的應用有限。這是因為快速膠凝過程限制的形成凝膠結構的時間。

可利用膠凝過程的延遲在凝膠形成之前將溶液注入主體和/或混合細胞或其他生物材料而形成凝膠介質。因此，開發了另一種方法來制造其他類型的生物相容性藻酸鹽凝膠結構。采用膠凝離子在形成的凝膠內更慢釋放的內部膠凝體系可降低膠凝速度。這可以描述為凝膠的內部設置。填充，在內部膠凝體系中，溶解度有限的鈣鹽或絡合Ca²⁺離子與藻酸鹽溶液混合，鈣離子緩慢釋放到藻酸鹽溶液中。已經在用于組織工程改造的基于藻酸鹽的細胞遞送載體中使用硫酸鈣。也可采用具有pH依賴性溶解度的鈣鹽和加入緩慢起效的酸如D-葡萄糖酸-δ-內酯(GDL)來控制鈣的釋放和凝膠動力學。隨著pH的變化，鈣離子釋放。也已使用含鈣的脂質體作為可控制的藻酸鹽膠凝體系。與擴散體系相反，基于內部凝膠作用的藻酸鹽凝膠體系具有更加限定和有限的膠凝離子供應，在擴散體系中鈣離子擴散進入藻酸鹽溶液而形成鈣飽和的凝膠。

目前各種制備藻酸鹽凝膠結構的方法存在缺陷。一些技術僅僅適用于制備尺寸和形狀有限的凝膠。根據應用，存在與凝動力學控制有關的問題。在一些情況下，凝膠中可能存在不希望的材料，因為這些材料是化學受控凝膠機制的殘留物和副產物。在一些情況下，可能需要在非生理學pH值發生膠凝，這種條件對于所述方法的應用可能存在限制。因此，需要其他膠凝體系和制劑。

發明內容

本發明涉及在藻酸鹽溶液中包含不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒的分散體，所述分散體在不加入非膠凝陽離子的情況下1分鐘后的最終凝膠儲能模量小于10%。

本發明還涉及用于制備所述藻酸鹽凝膠的試劑盒。該試劑盒包括第一容器和第二容器，第一容器包含可溶性藻酸鹽，第二容器包含不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒。

本發明還涉及用于制備藻酸鹽凝膠的組合物。該組合物包含速溶藻酸鹽和不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒。