可注射緩沖水凝膠制造技術

本發明專利技術涉及用于治療或預防脊椎動物中的骨關節炎的試劑盒，其由在各自容器中的組合物(C1)和(C2)組成，其中：(a)組合物(C1)是液體水凝膠制劑，其包含具有化學可交聯基團的聚合物膠凝劑；(b)組合物(C2)是水性輔助制劑，其包含一種或多種溶解的交聯劑Z，所述交聯劑Z具有兩個或更多個可通過形成共價鍵來化學交聯聚合物膠凝劑的反應性基團；或者包含一種或多種溶解的化合物Y，其選自由氧化劑、氧化酶、過氧化物酶及其組合組成的組，其引發或介導聚合物膠凝劑的化學交聯；其中所述治療包括將組合物(C1)和(C2)組合以形成液體水凝膠組合物(C3)，并將所述液體水凝膠組合物(C3)施用于脊椎動物的滑液或滑膜關節腔，以在脊椎動物的滑膜關節中形成交聯水凝膠(C4)；或者其中所述治療包括在第一步驟中向脊椎動物的滑液或滑膜關節腔施用組合物(C1)或(C2)中的一種，并且在第二步驟中施用組合物(C1)或(C2)中的另一種，以在脊椎動物的滑膜關節中形成液體水凝膠組合物(C3)，其反應成交聯水凝膠(C4)。其反應成交聯水凝膠(C4)。其反應成交聯水凝膠(C4)。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】可注射緩沖水凝膠


[0001]本專利技術涉及包含聚合物膠凝劑的可注射液體水凝膠制劑，其在與水性輔助組合物交聯后產生彈性和緩沖水凝膠，其還包含有利于應力松弛的可逆交聯。這些緩沖水凝膠可用于預防和治療骨關節炎。

技術介紹

[0002]脊椎動物中的關節(join或articulation)是骨骼的骨之間的連接。滑膜關節，諸如踝關節、膝關節和手指關節，能夠傳遞垂直于其表面的巨大力，并沿其進行實質上幾乎無摩擦的運動。這是通過覆蓋骨末端的軟骨和潤滑關節并包含在柔性膜內的滑膜的存在來實現的。與骨相反，軟骨不含神經，因此負載和滑動不會引起任何疼痛。軟骨由蛋白聚糖、膠原蛋白和軟骨細胞(軟骨內的細胞)構成。這些細胞承受全方位的液壓并且幾乎沒有任何剪切(扭曲)應力。在這些條件下，它們會產生新的膠原蛋白和蛋白聚糖來修復微損傷。
[0003]軟骨可能因創傷、嚴重過度使用和/或炎癥而受損。如果基質受損(最常見的是膠原蛋白失效)，蛋白聚糖就會被釋放并且軟骨內的液壓就會喪失。軟骨內的軟骨細胞體積縮小，并承受來自關節負載的更直接的力，從而產生扭曲應變。結果，它們失去了球形形狀并變得拉長，從而引發細胞反應，導致炎癥并產生進一步分解基質的酶。這種退化的惡性循環可能會在不被注意的情況下發展數年，直到最終整個關節軟骨層被分解至下面的骨；一種稱為骨關節炎的痛苦病癥，這是最常見的關節疾病類型。
[0004]盡管骨關節炎是多因素疾病，涉及滑膜炎癥和軟骨基質退化，但越來越多的人認為機械創傷是(非常)大部分患者中疾病的原因。專利技術人發現機械創傷導致關節軟骨中放射學上不可見但機械上可測量的瘀傷。在此類軟骨瘀傷中，撞擊區域比鄰近軟骨軟50
?
90％，因為II型膠原蛋白網絡因撞擊而被破壞，并且水結合蛋白聚糖被釋放，從而降低了軟骨基質的靜水壓力。來自額外創傷或僅僅來自日常活動的進一步負載，使軟骨陷入基質損傷、水分流失、軟骨細胞剪切負載增加、炎癥和分解代謝基因表達以及隨后基質進一步分解的惡性循環。這會導致瘀傷面積擴大以及軟骨質量惡化。通常情況下，這種退化的惡性循環需要10
?
15年的時間才會變得疼痛并在臨床上變得明顯，然后才發現軟骨已經惡化到無法再做任何事情來治愈關節的程度，并且需要進行侵入性和毀損性手術。由于高機械負載會刺激軟骨退化，抑制這種機械負載可以減少其破壞性刺激。如D.L.Bader等人,Arthritis,2011,2011,979032所示，靜水壓力的恢復驅動軟骨細胞進入合成代謝、基質產生模式，這可以再生因創傷而引起的損傷。另一方面，完全去負載會導致軟骨廢用性萎縮，這表明軟骨再生需要特定的機械負載機制，這是軟骨負載和去負載之間的權衡。
[0005]因此，需要一種合適的材料來減輕關節軟骨的機械負載，但又不會導致關節完全去負載。此外，該材料應恢復軟骨細胞周圍的靜水壓力，從而刺激它們產生新的基質并治愈受損的軟骨組織。這種植入物通過提供機械環境，該環境通過關節負載消除高剪切應力并且反而緩沖受損軟骨并刺激軟骨組織愈合，從而防止創傷性軟骨瘀傷進展為有癥狀的骨關節炎。顯然，用于這種植入物的材料應該能夠耗散能量(以便分散和減少瘀傷軟骨上的負
載)，能夠承受大的負載力而不失效(以便用于日常生活活動中的承重關節)，是可注射的(以便使干預是微創的)，并且在一定時間內可生物降解(以便臨時預防或治療并且消除長期免疫性異物反應的風險)。
[0006]目前骨關節炎的治療集中于臨時抑制癥狀——例如通過口服或局部止痛藥——直到癥狀嚴重到只有手術融合或關節置換才能緩解。
[0007]阻止、減緩或逆轉軟骨退化的惡性循環的可能性有限。此外，據專利技術人所知，沒有可用于預防或治療引發軟骨退化惡性循環的第一(創傷性)局灶性(骨)軟骨(微)損傷的技術。
[0008]此前，患有膝骨關節炎的患者接受了外部牽引裝置，該裝置減輕膝關節的機械負載，同時保持其活動能力。經過一年的隨訪，這些患者中大多數人的關節中都長出了新的關節軟骨，從而帶來了顯著的臨床益處(減輕疼痛，提高生活質量)，如K.Wiegant等人,Osteoarthritis Cartilage,21,2013,pp 1660
?
1667所表明的那樣。雖然關節牽引對膝關節提供了良好的結果，但使用外部牽引器是一種不方便的治療方法，并且存在相當大的感染風險。此外，與膝關節牽引相比，其它關節(例如踝)的外部牽引似乎更成問題(E.C.Rodriguez
?
Merchan.,Arch.BoneJt.Surg.,5,2017,pp 208
?
212)。
[0009]正在研究的另一種治療方法是使用人源細胞和/或蛋白質對新軟骨進行組織工程。WO2011/059325A2(通過引用并入本文)公開了包含接枝有酪胺修飾的葡聚糖的透明質酸的可注射水凝膠，其原位交聯并且可以負載有能夠產生新軟骨的活細胞，其中基于多糖的水凝膠由于透明質酸酶的酶促水解而容易降解(1
?
3周)。
[0010]E.Jooybar等人,Acta Biomat.83,2019,pp 233
?
244(通過引用并入本文)公開了例如包含接枝有酪胺修飾的葡聚糖的透明質酸的可注射水凝膠，其原位交聯。所公開的水凝膠還包含從人外周血獲得的血小板裂解物和人骨髓來源的間充質干細胞(hMSC)，并且顯示可用于新軟骨的組織工程，其中水凝膠在一周內被透明質酸酶降解。因此，這些水凝膠充當臨時軟骨替代品，填充軟骨缺陷并釋放藥物以增強軟骨再生。
[0011]水凝膠可以表征為聚合物鏈的三維網絡，其可以吸收極性溶劑，諸如水。它們可用于水管理和醫療應用中，包括骨移植、組織粘合劑、藥物遞送系統和藥品。水凝膠可以以交聯形式或以非交聯形式存在。由于聚合物鏈的分子活動性受到強烈限制，交聯通常會提供更硬的凝膠。交聯可以通過形成共價鍵(永久)以化學方式實現，或可以通過形成可逆鍵(動態)(例如氫鍵或離子相互作用)以物理方式實現。顯然，交聯也可以通過化學和物理手段二者來實現。基于氫鍵合的可逆鍵的一個實例是脲基嘧啶酮衍生物的二聚體(4H單元的實例)。
[0012]WO2006/118460A1(通過引用并入本文)公開了包含水膠凝劑的超分子水凝膠材料，所述水膠凝劑由親水性聚合物組成，至少兩個4H單元通過氨基甲酸乙酯
?
烷基部分共價連接至所述親水性聚合物。然而，這些可逆氫鍵合的水凝膠材料的強度不足以滿足多種應用的需要，并且它們在生物醫學相關溫度的粘度太高，無法通過液體處理技術(例如通過注射器注射)進行施用。
[0013]EP1972661A1(通過引用并入本文)公開了在親水性聚合物中包含4H單元以及脲鍵合基序的超分子水凝膠。這些水凝膠由于其超分子性質且水凝膠中不存在共價交聯而具有熱可逆性。然而，當例如體內存在過量的水時，它們的可逆性質也可能導致凝膠溶解。
[0014]M.M.C.Bastings等人,Adv.Healthcare Mat.,3,2014,pp 70本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.一種用于治療或預防脊椎動物中的骨關節炎的試劑盒，其由在各自容器中的組合物(C1)和(C2)組成，其中：(a)組合物(C1)是液體水凝膠制劑，其包含基于組合物(C1)的重量50.0
?
99.7重量％的水、0.3
?
50.0重量％的根據式(VIII)的聚合物膠凝劑和0
?
20重量％的其它成分：其中：
·
m和n各自獨立地為1至20范圍內的整數；
·
a為選自0或1的整數；
·
K為選自酰胺、酯或醚的連接基團；
·
E為在水性輔助制劑(C2)中能夠與另一基團E由一種或多種化合物Y引發或介導而反應的基團，其中所述一種或多種化合物Y選自由氧化劑、氧化酶、過氧化物酶及其組合組成的組，從而在不同基團E之間形成一個或多個共價鍵，或者E為在水性輔助制劑(C2)中能夠與一種或多種交聯劑Z反應的基團，其中所述一種或多種交聯劑Z具有兩個或更多個反應性基團，從而在E和所述一種或多種交聯劑Z之間形成共價鍵；
·
POL為直鏈聚合物基團，其通過端基滴定測定的平均分子量M
n
為約250至約30000Da；
·
A代表選自由式(I
?
B)至(V
?
B)組成的組的部分，其中A通過標有星號的鍵連接至L：
·
X為N或CR1；
·
每個L獨立地為氨基甲酸乙酯或脲連接基團，條件是根據式(I
?
B)和(II
?
B)的任何部分A總是與4
?
嘧啶酮的2
?
位上的脲連接基團L偶聯，根據式(III
?
B)和(IV
?
B)的任何部分A對于X＝N總是與1,3,5
?
三嗪的4
?
位上的脲連接基團L偶聯，或對于X為CR1總是與嘧啶的2
?
位上的脲連接基團L偶聯，并且根據式(V
?
B)的任何部分A總是與兩個脲連接基團L偶聯；
·
R1選自由氫和C1?
C
20
烷基組成的組；
·
R2選自由C1?
C
20
亞烷基組成的組；
·
R3選自由直接共價鍵、直鏈C1?
C
24
亞烷基基團、支化C2?
C
24
亞烷基基團、環狀C3?
C
24
亞烷基基團、C6?
C
24
亞芳基基團、C7?
C
24
亞烷芳基基團和C7?
C
24
芳基亞烷基基團組成的組，其中所述亞烷基基團、亞芳基基團、亞烷芳基基團和芳基亞烷基基團任選地包含1
?
5個選自由O、N和S組成的組的雜原子；并且
·
R4選自由直鏈或支化C2?
C
20
亞烷基基團和環狀C3?
C
24
亞烷基基團組成的組；并且(b)組合物(C2)是水性輔助制劑，其包含基于組合物(C2)的重量75.0
?
99.9重量％的水、0
?
5重量％的其它成分和0.1
?
20重量％的：
·
一種或多種溶解的交聯劑Z，其具有兩個或更多個反應性基團，所述兩個或更多個反應性基團能夠通過與兩個或更多個基團E形成共價鍵來化學交聯根據式(VIII)的聚合物膠凝劑；或
·
一種或多種溶解的化合物Y，其選自由氧化劑、氧化酶、過氧化物酶及其組合組成的組，其引發或介導根據式(VIII)的聚合物膠凝劑上的兩個或更多個基團E的化學交聯；其中所述治療包括將組合物(C1)和(C2)組合以形成液體水凝膠組合物(C3)，并將所述液體水凝膠組合物(C3)施用于所述脊椎動物的滑液或滑膜關節腔，以在所述脊椎動物的所述滑膜關節腔內形成交聯水凝膠(C4)。2.一種用于治療或預防脊椎動物中的骨關節炎的試劑盒，其由在各自容器中的組合物(C1)和(C2)組成，其中：(a)組合物(C1)是液體水凝膠制劑，其包含基于組合物(C1)的重量50.0
?
99.7重量％的水、0.3
?
50.0重量％的根據式(VIII)的聚合物膠凝劑和0
?
20重量％的其它成分：其中：
·
m和n各自獨立地為1至20范圍內的整數；
·
a為選自0或1的整數；
·
K為選自酰胺、酯或醚的連接基團；
·
E為在水性輔助制劑(C2)中能夠與另一基團E由一種或多種化合物Y引發或介導而反應的基團，其中所述一種或多種化合物Y選自由氧化劑、氧化酶、過氧化物酶及其組合組成的組，從而在不同基團E之間形成一個或多個共價鍵，或者E為在水性輔助制劑(C2)中能夠與一種或多種交聯劑Z反應的基團，其中所述一種或多種交聯劑Z具有兩個或更多個反應性基團，從而在E和所述一種或多種交聯劑Z之間形成共價鍵；
·
POL為直鏈聚合物基團，其通過端基滴定測定的平均分子量M
n
為約250至約30000Da；
·
A代表選自由式(I
?
B)至(V
?
B)組成的組的部分，其中A通過標有星號的鍵連接至L：
·
X為N或CR1；
·
每個L獨立地為氨基甲酸乙酯或脲連接基團，條件是根據式(I
?
B)和(II
?
B)的任何部分A總是與4
?
嘧啶酮的2
?
位上的脲連接基團L偶聯，根據式(III
?
B)和(IV
?
B)的任何部分A對于X＝N總是與1,3,5
?
三嗪的4
?
位上的脲連接基團L偶聯，或對于X為CR1總是與嘧啶的2
?
位上的脲連接基團L偶聯，并且根據式(V
?
B)的任何部分A總是與兩個脲連接基團L偶聯；
·
R1選自由氫和C1?
C
20
烷基組成的組；
·
R2選自由C1?
C
20
亞烷基組成的組；
·
R3選自由直接共價鍵、直鏈C1?
C
24
亞烷基基團、支化C2?
C
24
亞烷基基團、環狀C3?
C
24
亞烷基基團、C6?
C
24
亞芳基基團、C7?
C
24
亞烷芳基基團和C7?
C
24
芳基亞烷基基團組成的組，其中所述亞烷基基團、亞芳基基團、亞烷芳基基團和芳基亞烷基基團任選地包含1
?
5個選自由O、N和S組成的組的雜原子；并且
·
R4選自由直鏈或支化C2?
C
20
亞烷基基團和環狀C3?
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：安東，
申請(專利權)人：阿姆斯特丹大學學術醫學中心，
類型：發明
國別省市：