專利名稱：延遲的自膠凝藻酸鹽體系及其應用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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(shù)：
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(yōu)先權(quán)，該 申請的內(nèi)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(guān)溫度下發(fā)展和固化形成熱 穩(wěn)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(jié)構(gòu)聚合物，例如 豐及；!匕·帶(Laminaria hyperborean) > IeL^ (Macrocystis pyrifera) > HHi^ (Lessonia nigrescens)和球型褐藻(Ascophyllumnodosum)。藻酸鹽也可以由某些細菌產(chǎn)生，例如綠 膿假單胞菌(Pseudomonasaeruginosa)、棕色固氮菌(Azotobacter vinelandii)和焚光假 單胞菌(Pseudomonasfluorescens) (W004011628A1)。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(fā)生交聯(lián)時，制備藻酸鹽凝膠。許多藻酸鹽聚合物間多重交聯(lián)鍵的 形成導致藻酸鹽凝膠結(jié)構(gòu)的基質(zhì)。藻酸鹽凝膠可以是水凝膠，即包含大量水而不溶解的交聯(lián)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(yī)學應用中有吸引力的候選物 質(zhì)。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(jié)構(gòu)材料。將細胞包封到藻酸鹽珠中是一種常用的技術(shù)。而且，已經(jīng)證 明藻酸鹽是其他類型的生物結(jié)構(gòu)的有用材料，包括組織工程改造應用和用作神經(jīng)再生的支
^K O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(fā)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(wǎng)絡(luò)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(nèi)，但較少用于制備其他形狀或結(jié)構(gòu)。擴散膠凝體系 對于制造較大尺寸的凝膠結(jié)構(gòu)的應用有限。這是因為快速膠凝過程限制的形成凝膠結(jié)構(gòu)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(zhì)。因此，開發(fā)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(jié)構(gòu)。采用膠凝離子在形成的凝膠內(nèi)更慢釋放的內(nèi)部膠凝體系可降低膠凝速度。這可 以描述為凝膠的內(nèi)部設(shè)置。填充，在內(nèi)部膠凝體系中，溶解度有限的鈣鹽或絡(luò)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(jīng)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(nèi)酯(GDL)來控制鈣的釋放和凝膠動力學。隨著ρΗ的變化，鈣離 子釋放。也已使用含鈣的脂質(zhì)體作為可控制的藻酸鹽膠凝體系。與擴散體系相反，基于內(nèi) 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(jié)構(gòu)的方法存在缺陷。一些技術(shù)僅僅適用于制備尺寸和 形狀有限的凝膠。根據(jù)應用，存在與凝動力學控制有關(guān)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(chǎn)物。在一些情況下， 可能需要在非生理學PH值發(fā)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(fā)明內(nèi)容
本發(fā)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(fā)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(fā)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。本發(fā)明還涉及用于分散延遲的自膠凝藻酸鹽分散體的方法。該方法包括形成不 溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒在可溶性藻酸鹽中的分散體，和分散該分散體而使分散體形成 藻酸鹽凝膠基質(zhì)。本發(fā)明還涉及將延遲的自膠凝藻酸鹽分散體分散到個體內(nèi)的方法。該方法包括 形成不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒在可溶性藻酸鹽中的分散體，和將該分散體分散到個體 內(nèi)而使所述分散體在個體內(nèi)形成藻酸鹽凝膠基質(zhì)。本發(fā)明還涉及將延遲的自膠凝藻酸鹽分散體分散到個體內(nèi)用作組織本體材料、用 于血管栓塞形成手術(shù)、用于防止術(shù)后粘連形成、用于傷口處理過程、用于糖尿病治療和用于 治療關(guān)節(jié)炎的方法。本發(fā)明還涉及使用可植入的藻酸鹽凝膠的方法。該方法包括通過分散延遲的自 膠凝藻酸鹽分散體形成延遲的自膠凝藻酸鹽，凝膠形成后，將可植入的藻酸鹽凝膠植入個 體。本發(fā)明還涉及制備可植入裝置的方法。本發(fā)明還涉及包括均勻的藻酸鹽凝膠涂層的可植入裝置及其涂覆方法。本發(fā)明還涉及填充或修復骨關(guān)節(jié)炎導致的骨軟骨缺損的方法，該方法包括將包含 軟骨細胞的延遲的自膠凝藻酸鹽分散體分散到個體體內(nèi)或者將包含軟骨細胞的生物相容 性基質(zhì)植入個體體內(nèi)。本發(fā)明還涉及治療糖尿病的方法，該方法包括將包含胰島素產(chǎn)生細胞或多細胞聚 集體的延遲的自膠凝藻酸鹽分散體分散到個體體內(nèi)或者將包含胰島素產(chǎn)生細胞或多細胞 聚集體的生物相容性基質(zhì)植入個體體內(nèi)。本發(fā)明還涉及在分離后以及儲存和運輸期間改善胰島、或其他細胞聚集體或組織 活力的方法，該方法包括將所述胰島、或細胞聚集體或組織摻入延遲的自膠凝藻酸鹽分散
7體內(nèi)。本發(fā)明還涉及不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒及其制備方法。附圖簡要說明

圖1顯示了制劑3、17和19凝膠結(jié)構(gòu)的形成。在圖中，開始混合兩組分的時間為零。圖2顯示了在不存在或存在各種濃度的NaCl的情況下，由2. 0%鈣G-嵌段顆粒和 2. 0% PR0N0VA LVG藻酸鹽溶液構(gòu)成的制劑的儲能模量隨時間的變化。圖3顯示了在不存在或存在作為混合物的一部分或者在混合后1小時外部施加 (置于膠凝表面上)的濃度0. 9的NaCl的情況下，由2. 0%鈣G-嵌段顆粒和2. 0% PR0N0VA LVG藻酸鹽溶液構(gòu)成的制劑的儲能模量隨時間的變化。圖4顯示了在不存在或存在氯化鈉的情況下，由2. 5%鈣VLVG顆粒(批號 J101-005)和2. 5% PR0N0VA LVG(FP-408-02)藻酸鹽溶液構(gòu)成的制劑的儲能模量隨時間的 變化。在一次測試中，混合后40分鐘外部施加MEM細胞培養(yǎng)液(含0. 9 % NaCl)(置于膠凝 表面上)。優(yōu)選實施方式的詳述提供了可選的藻酸鹽膠凝體系，稱為“延遲的自膠凝體系”。該體系可用于許多生 物醫(yī)學應用以及其他應用，尤其是在需要或要求膠凝延遲一段時間使得能夠在高度膠凝之 前遞送材料。該體系可包含具有高度生物相容性的藻酸鹽和膠凝離子。該體系可提供膠凝 時間延遲，這種延遲可維持相當長的時間。而且，該體系可提供通過加入另一來源的非膠凝 陽離子啟動或加速膠凝的能力。延遲的自膠凝藻酸鹽技術(shù)使得對制劑凝膠性質(zhì)的控制提高，尤其是對膠凝作用開 始發(fā)生的控制。本發(fā)明的藻酸鹽體系可用于生物醫(yī)學過程，用于包含入生物醫(yī)學裝置以及 其他要求精確控制膠凝性質(zhì)的生物相容性應用，具體是膠凝作用開始時間延遲和/或控制 膠凝作用完成半衰期和/或膠凝作用完成時間。對膠凝過程的開始、持續(xù)時間和完成的控 制提高可用于優(yōu)化要求精確控制的應用的組合物和性質(zhì)，這些應用包括但不限于包括體內(nèi) 和體外醫(yī)療器械的生物醫(yī)學應用。醫(yī)學應用的例子可包括但不限于提供藥物或肽遞送裝 置；分散細胞、蛋白質(zhì)、多細胞聚集體或可檢測的標記用于組織過程改造；和涂覆、沉積或 修復組織或器官中的缺損?？膳c這些組合物聯(lián)用或由這些組合物形成的可植入裝置的例子 包括裝置涂層、心臟起搏器、導管、可植入假體、組織填充植入物、食管反流抑制性植入物、 腎反流抑制性植入物、失禁抑制性植入物、乳房植入物、頦骨植入物、頰植入物、牙植入物、 胸植入物和成形的藻酸鹽基質(zhì)植入物如固體裝置或含或不含包封細胞的微囊。體系包括兩種組分可溶性藻酸鹽；和不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒。當組分在溶 劑的存在下組合形成不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒在藻酸鹽溶液中的分散體時，藻酸鹽凝 膠的形成顯著延遲，使得分散體在1分鐘或更長時間后最終凝膠儲能模量為10%或更低。 在一些實施方式中，在不存在額外的非膠凝陽離子的情況下在顯著更長的時間范圍后，例 如2分鐘、3分鐘、4分鐘、5分鐘、6分鐘、7分鐘、8分鐘、9分鐘、10分鐘、15分鐘、20分鐘、 30分鐘、40分鐘、45分鐘、60分鐘、90分鐘、120分鐘、180分鐘、240分鐘、300分鐘或更長時 間后，最終凝膠儲能模量為10%或更低。在這些各種時間范圍內(nèi)，顆粒的膠凝離子可能有足 夠量不會從不溶性顆粒上解離下來，使得最終凝膠儲能模量為10%或更低。凝膠形成延遲至最終凝膠儲能模量為10%或更低為使用者提供了足夠的時間在凝膠形成之前操縱和使 用該分散體。延遲使得該體系尤其適用于凝膠時間較快可能增加材料使用困難的應用。如本文所用，術(shù)語“不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒”中使用的符號“/”表示所述顆 粒同時包含藻酸鹽分子和膠凝離子。如本文所用，術(shù)語“儲能模量”可與術(shù)語“G”、“彈性”和“彈性模量”互換使用。本 領(lǐng)域技術(shù)人員可容易地根據(jù)公知方法測定儲能模量。如本文所用，“最終凝膠儲能模量”中 使用的術(shù)語“最終凝膠”表示儲能模量不再隨時間增加時的凝膠，該凝膠是通過在20°C加入 足量氯化鈉以使溶液中的鈉離子最終濃度升高17mM或更多，或者達到最終濃度0.9%或者 更高，由不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒在藻酸鹽溶液中的分散體形成的。在一些實施方式中，在分散體中加入非膠凝陽離子可加速凝膠形成速率。加入提 供的非膠凝陽離子可置換不溶性顆粒中的膠凝離子，從而提高膠凝離子在分散體中的含 量，以形成包含來自在分散體中可溶性藻酸鹽的藻酸鹽聚合物的交聯(lián)鍵。延遲的自凝膠制劑膠凝作用的開始和控制在很大程度取決于制劑中不溶性顆粒 所采用的藻酸鹽類型。具體說，膠凝離子從不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒解離從而能夠與 藻酸鹽溶液的藻酸鹽形成交聯(lián)鍵的程度對延遲的自膠凝藻酸鹽制劑開始凝膠的延遲時間 具有直接影響。當用于制備分散體的不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒由短的寡聚G嵌段制 備，或者由等于或大于50%的相對高的G-含量(“高G藻酸鹽”)的藻酸鹽制備時，可實現(xiàn) 延遲的自膠凝作用。并且，當用于制備分散體的不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒在原料制備 中采用低攪拌/互換速率的過程制備時，或者當這種不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒在原料 制備中采用非水極性溶劑的過程制備時，可實現(xiàn)延遲的自膠凝作用。膠凝陽離子在分散體 中以游離離子形式可得的速度控制了膠凝速率。因此，在非膠凝離子的存在下不溶性藻酸 鹽/膠凝離子顆粒保留膠凝離子的程度，或者在非膠凝離子存在下不溶性藻酸鹽/膠凝離 子顆粒交換膠凝離子的程度，決定了分散體膠凝的速率。在一些實施方式中，通過攪拌或者通過采用合適的混合裝置混合該體系的可溶性 藻酸鹽和不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒?？赏ㄟ^以下方式進一步控制制劑的膠凝動力學 調(diào)節(jié)溶液中的可溶性藻酸鹽濃度相對于分散體中的不溶性藻酸鹽顆粒的濃度；膠凝離子相 對于藻酸鹽的含量；存在非膠凝離子或其他糖、溫度、不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒大小、 需要包封到凝膠內(nèi)或者在膠凝期間存在的細胞、多細胞聚集體、組織或其他生物材料的含 量、(存在雜質(zhì))和所用藻酸鹽的類型、以及不溶性藻酸鹽顆粒的生產(chǎn)方法和藻酸鹽原料的 生產(chǎn)后處理。因此，藻酸鹽體系可廣泛適用于每一種特定的應用。為將細胞、多細胞聚集 體、組織或其他生物材料包封到成形凝膠內(nèi)，可將溶劑、藻酸鹽溶液或分散體與需要包封的 這些材料預先混合。分散體可作為液體/漿液分配到個體內(nèi)需要藻酸鹽凝膠基質(zhì)的部位。可溶性藻酸 鹽和不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒在溶劑存在下混合之后，分散體分散到個體內(nèi)，與生理 學條件(包括非膠凝離子的存在)相接觸。分散體發(fā)生膠凝，藻酸鹽凝膠原位固化。如本文所述，術(shù)語“延遲的自膠凝”表示當可溶性藻酸鹽和不溶性藻酸鹽/膠凝離 子顆粒在溶劑存在下混合時以非常受限的方式發(fā)生的膠凝過程。“延遲的自膠凝藻酸鹽”是 一種藻酸鹽分散體或凝膠，包含在溶劑中的可溶性藻酸鹽和不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒 或者由其形成，不添加非膠凝陽離子的情況下在超過1分鐘的時間后最終凝膠儲能模量等
9于或小于10%。在一些延遲的自膠凝藻酸鹽中，在不存在額外的非膠凝陽離子的情況下在 顯著更長的時間范圍后，例如2分鐘、3分鐘、4分鐘、5分鐘、6分鐘、7分鐘、8分鐘、9分鐘、 10分鐘、15分鐘、20分鐘、30分鐘、40分鐘、45分鐘、60分鐘、90分鐘、120分鐘、180分鐘、 240分鐘、300分鐘或更長時間后，最終凝膠儲能模量為10%或更低。該體系中使用的組分在使用前可以以幾種形式中的任一種進行保存。例如，可溶 性藻酸鹽可以溶液或者以粉末形式保存。在一些實施方式中，可溶性藻酸鹽可以以例如在 凍干時立即溶解的粉末形式保存。類似地，不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆?？梢砸苑稚Ⅲw或 者粉末形式保存。提供試劑盒和組合物，其包含用于制備具有本文所述性質(zhì)的分散體的組分和成 分。而且，提供了可用于制備這種分散體的不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒，以及使用該分 散體和制備由該分散體形成的凝膠的方法。在一些醫(yī)學和生產(chǎn)方法中這些方法可以進行改 良，也提供了用延遲的自膠凝技術(shù)制備的凝膠和用該凝膠涂覆的裝置。在一些實施方式中，提供了在含有可溶性藻酸鹽的水性溶液中包含不溶性藻酸鹽 /膠凝離子顆粒的分散體，該分散體在不添加非膠凝陽離子的情況下2分鐘后最終凝膠儲 能模量小于10%。在一些實施方式中，分散體在不添加非膠凝陽離子的情況下3分鐘后最 終凝膠儲能模量小于10%。在一些實施方式中，分散體在不添加非膠凝陽離子的情況下4 分鐘后最終凝膠儲能模量小于10%。在一些實施方式中，分散體在不添加非膠凝陽離子的 情況下5分鐘后最終凝膠儲能模量小于10%。在一些實施方式中，分散體在不添加非膠凝 陽離子的情況下10分鐘后最終凝膠儲能模量小于10%。在一些實施方式中，分散體在不添 加非膠凝陽離子的情況下15分鐘后最終凝膠儲能模量小于10%。在一些實施方式中，分散 體在不添加非膠凝陽離子的情況下20分鐘后最終凝膠儲能模量小于10%。在一些實施方 式中，分散體在不添加非膠凝陽離子的情況下30分鐘后最終凝膠儲能模量小于10%。在一 些實施方式中，分散體在不添加非膠凝陽離子的情況下45分鐘后最終凝膠儲能模量小于 10%。在一些實施方式中，分散體在不添加非膠凝陽離子的情況下60分鐘后最終凝膠儲能 模量小于10%。在一些實施方式中，分散體顯示如上所述延遲的自膠凝作用，但是在加入非膠凝 陽離子之后，加入非膠凝陽離子1分鐘或更長時間后最終凝膠儲能模量大于10%。在一 些實施方式中，分散體在加入非膠凝陽離子后2分鐘或更長時間最終凝膠儲能模量大于 10%。在一些實施方式中，分散體在加入非膠凝陽離子后2分鐘或更長時間最終凝膠儲能 模量大于10%。在一些實施方式中，分散體在加入非膠凝陽離子后3分鐘或更長時間最終 凝膠儲能模量大于10%。在一些實施方式中，分散體在加入非膠凝陽離子后4分鐘或更長 時間最終凝膠儲能模量大于10%。在一些實施方式中，分散體在加入非膠凝陽離子后5分 鐘或更長時間最終凝膠儲能模量大于10%。在一些實施方式中，分散體在加入非膠凝陽離 子后10分鐘或更長時間最終凝膠儲能模量大于10%。在一些實施方式中，分散體在加入非 膠凝陽離子后15分鐘或更長時間最終凝膠儲能模量大于10%。在一些實施方式中，分散體 在加入非膠凝陽離子后20分鐘或更長時間最終凝膠儲能模量大于10%。在一些實施方式 中，分散體在加入非膠凝陽離子后30分鐘或更長時間最終凝膠儲能模量大于10%。在一 些實施方式中，分散體在加入非膠凝陽離子后40分鐘或更長時間最終凝膠儲能模量大于 10%。在一些實施方式中，分散體在加入非膠凝陽離子后60分鐘或更長時間最終凝膠儲能模量大于10%。在一些實施方式中，分散體在加入非膠凝陽離子后90分鐘或更長時間最終 凝膠儲能模量大于10%。在一些實施方式中，分散體在加入非膠凝陽離子后120分鐘或更 長時間最終凝膠儲能模量大于10%。在一些實施方式中，分散體在加入非膠凝陽離子后3 小時或更長時間最終凝膠儲能模量大于10%。在一些實施方式中，分散體在加入非膠凝陽 離子后4小時或更長時間最終凝膠儲能模量大于10%。在一些實施方式中，分散體在加入 非膠凝陽離子后5小時或更長時間最終凝膠儲能模量大于10%。在一些實施方式中，分散 體在加入非膠凝陽離子后6小時或更長時間最終凝膠儲能模量大于10%。在一些實施方式中，在加入描述以上各實施方式中提及的非膠凝陽離子之后，分 散體顯示一定時限內(nèi)最終凝膠儲能模量大于20%或更高。在一些實施方式中，在加入描述 以上各實施方式中提及的非膠凝陽離子之后，分散體顯示一定時限內(nèi)最終凝膠儲能模量大 于30%。在一些實施方式中，在加入描述以上各實施方式中提及的非膠凝陽離子之后，分 散體顯示一定時限內(nèi)最終凝膠儲能模量大于40%或更高。在一些實施方式中，在加入描述 以上各實施方式中提及的非膠凝陽離子之后，分散體顯示一定時限內(nèi)最終凝膠儲能模量大 于50%。在一些實施方式中，在加入描述以上各實施方式中提及的非膠凝陽離子之后，分 散體顯示一定時限內(nèi)最終凝膠儲能模量大于60%或更高。在一些實施方式中，在加入描述 以上各實施方式中提及的非膠凝陽離子之后，分散體顯示一定時限內(nèi)最終凝膠儲能模量大 于70%。在一些實施方式中，在加入描述以上各實施方式中提及的非膠凝陽離子之后，分 散體顯示一定時限內(nèi)最終凝膠儲能模量大于80%或更高。在一些實施方式中，在加入描述 以上各實施方式中提及的非膠凝陽離子之后，分散體顯示一定時限內(nèi)最終凝膠儲能模量大 于90%。在一些實施方式中，在加入描述以上各實施方式中提及的非膠凝陽離子之后，分散 體顯示一定時限內(nèi)最終凝膠儲能模量大于95%或更高。在一些實施方式中，在加入描述以 上各實施方式中提及的非膠凝陽離子之后，分散體顯示一定時限內(nèi)最終凝膠儲能模量大于 99%。如本文所用，“加入非膠凝陽離子”表示加入濃度足以將分散體中非膠凝離子的總 濃度提高至少0.01%或更高的非膠凝離子。在一些實施方式中，加入非膠凝陽離子能夠?qū)?分散體中非膠凝離子的總濃度提高至少0. 05%、至少0. 1%、至少0. 2%、至少0. 3%、至少 0. 4%、至少0. 5%、至少0. 6%、至少0. 7%、至少0. 8%、至少0. 9%、至少1. 0%或更高。可 加入以加速延遲的自膠凝分散體的膠凝過程的非膠凝陽離子的例子包括Na+、Li+、K+、Fe+ 和/或H+(即各種酸)。在一些實施方式中，加入的非膠凝陽離子以由溶液加入和混合入分 散體的添加劑形式提供。在一些實施方式中，加入的非膠凝陽離子能夠在分散體分散到生 理學空間內(nèi)時提供一定量的非膠凝陽離子。在一些實施方式中，可溶性藻酸鹽中使用的藻酸鹽聚合物或其組合可以與不溶性 藻酸鹽/膠凝離子顆粒相同或不同。分散體中的藻酸鹽(可溶性藻酸鹽和不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒中的藻酸鹽) 濃度相對于溶劑的量能影響膠凝時間、孔隙率、穩(wěn)定性和生物可降解性、凝膠強度和凝膠彈 性，采用可溶性藻酸鹽和不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒與溶劑的特定比例可制備具有特定 性質(zhì)的凝膠。通常，藻酸鹽濃度越低(對于給定比例的可溶性藻酸鹽和不溶性藻酸鹽)，膠 凝的生物可降解性越高。在一些實施方式中，可采用約0. 5%、0. 75%、1%、1. 25%、1. 5%、 2%、2. 5%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%或更多藻酸鹽(可溶性藻酸鹽和不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒中的藻酸鹽)。分散體中可溶性藻酸鹽相對于不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒中的藻酸鹽的濃度 能影響膠凝時間、孔徑、凝膠強度和凝膠彈性以及穩(wěn)定性和生物可降解性，采用特定比例的 可溶性藻酸鹽與不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆?？芍苽渚哂刑囟ㄐ再|(zhì)的凝膠。在一些實施方 式中，可溶性藻酸鹽的濃度約等于不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒中的藻酸鹽濃度(1 1)。 在一些實施方式中，不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒中的藻酸鹽濃度是可溶性藻酸鹽的兩倍 (2 1)。在一些實施方式中，不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒中的藻酸鹽濃度是可溶性藻酸 鹽的一半(1 2)。在一些實施方式中，不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒中的藻酸鹽濃度相對 于可溶性藻酸鹽是1比7(1 7)。通常，存在的膠凝離子越少，凝膠的生物可降解性越高。 降低體系中不溶性藻酸鹽/膠凝離子的濃度制備的凝膠穩(wěn)定性較低而生物可降解性較高， 因為凝膠網(wǎng)絡(luò)中交聯(lián)離子飽和度較低。延遲的自膠凝作用能夠制備膠凝離子濃度較低的 凝膠，以制備尤其適用于生物可降解用途的凝膠。在一些優(yōu)選的實施方式中，不溶性藻酸鹽 /膠凝離子顆粒相對于可溶性藻酸鹽的藻酸鹽比例為5 1、4 1、3 1、2 1、1 1、 1 2、1 3、1 4 或 1 5。藻酸鹽聚合物中G和M單體的相對含量能影響孔徑、穩(wěn)定性和生物可降解性、凝 膠強度和凝膠彈性。藻酸鹽聚合物中M和G的總含量廣泛變化，序列結(jié)構(gòu)的相對含量也顯 著變化(G-嵌段，M-嵌段和MG交替序列)，沿聚合物鏈的序列長度也是如此。通常，使用 的藻酸鹽聚合物中G含量相對于M含量越低，凝膠的生物可降解性越高。相對于高M的藻 酸鹽(其孔徑較小且凝膠強度較低)，具有高G含量的藻酸鹽的凝膠通?？讖捷^大且凝膠 強度較高。在一些實施方式中，藻酸鹽基質(zhì)中的一種或多種藻酸鹽聚合物包含超過50% α -L-古洛糖醛酸。在一些實施方式中，藻酸鹽基質(zhì)中的一種或多種藻酸鹽聚合物包含超過 60% α-L-古洛糖醛酸。在一些實施方式中，藻酸鹽基質(zhì)中的一種或多種藻酸鹽聚合物包 含60%-80% a-L-古洛糖醛酸。在一些實施方式中，藻酸鹽基質(zhì)中的一種或多種藻酸鹽 聚合物包含65%-75% a-L-古洛糖醛酸。在一些實施方式中，藻酸鹽基質(zhì)中的一種或多 種藻酸鹽聚合物包含超過70% a-L-古洛糖醛酸。在一些實施方式中，藻酸鹽基質(zhì)中的一 種或多種藻酸鹽聚合物不包含70% a-L-古洛糖醛酸，或60% a-L-古洛糖醛酸，或50% a-L-古洛糖醛酸或更低，或60%-80% a-L-古洛糖醛酸或65%-75% a-L-古洛糖醛酸。 在一些實施方式中，藻酸鹽基質(zhì)中的一種或多種藻酸鹽聚合物不包含70% a-L-古洛糖醛 酸，或60% a-L-古洛糖醛酸，或50% a-L-古洛糖醛酸或更低，或60%-80% a-L-古洛 糖醛酸或65%-75% a -L-古洛糖醛酸，其中藻酸鹽的平均MW為2_20kDa，在一些實施方式 中為2-10kDa，在一些實施方式中為2-5kDa，在一些實施方式中為3_5kDa，在一些實施方式 中，藻酸鹽聚合物包含10-25個單體，或主要是具有15-19個單體的低聚物，或平均16-18 個單體的低聚物。在一些實施方式中，藻酸鹽基質(zhì)中的一種或多種藻酸鹽聚合物包含至少 超過85% α-L-古洛糖醛酸。在一些實施方式中，藻酸鹽基質(zhì)中的一種或多種藻酸鹽聚合 物包含至少超過88% a-L-古洛糖醛酸。在一些實施方式中，藻酸鹽基質(zhì)中的一種或多種 藻酸鹽聚合物包含至少超過89% a-L-古洛糖醛酸。在一些實施方式中，藻酸鹽基質(zhì)中的 一種或多種藻酸鹽聚合物包含至少超過90% a-L-古洛糖醛酸。在一些實施方式中，藻酸 鹽基質(zhì)中的一種或多種藻酸鹽聚合物包含至少超過91% a -L-古洛糖醛酸。在一些實施方 式中，藻酸鹽基質(zhì)中的一種或多種藻酸鹽聚合物包含至少超過92% a-L-古洛糖醛酸。在一些實施方式中，藻酸鹽基質(zhì)中的一種或多種藻酸鹽聚合物包含至少超過93% α-L-古洛 糖醛酸。在一些實施方式中，藻酸鹽基質(zhì)中的一種或多種藻酸鹽聚合物包含至少超過94% α-L-古洛糖醛酸。在一些實施方式中，藻酸鹽基質(zhì)中的一種或多種藻酸鹽聚合物包含至 少超過95% α-L-古洛糖醛酸。在一些實施方式中，藻酸鹽基質(zhì)中的一種或多種藻酸鹽聚 合物包含至少超過96% α-L-古洛糖醛酸。在一些實施方式中，藻酸鹽基質(zhì)中的一種或多 種藻酸鹽聚合物包含至少超過97% α-L-古洛糖醛酸。在一些實施方式中，藻酸鹽基質(zhì)中 的一種或多種藻酸鹽聚合物包含至少超過98% α-L-古洛糖醛酸。在一些實施方式中，藻 酸鹽基質(zhì)中的一種或多種藻酸鹽聚合物包含至少超過85% a -L-古洛糖醛酸到至少超過 99% a -L-古洛糖醛酸，分子量為2_20kDa，在一些實施方式中為2_10kDa，在一些實施方式 中為2-5kDa，在一些實施方式中為3-5kDa。在一些實施方式中，藻酸鹽聚合物包含10-25 個單體。在一些實施方式中，藻酸鹽聚合物主要包含具有15-19個單體的低聚物。在一些 實施方式中，藻酸鹽聚合物包含平均具有16-18個單體的低聚物。在一些實施方式中，藻 酸鹽基質(zhì)中的一種或多種藻酸鹽聚合物包含超過50% C-5差向異構(gòu)體β -D-甘露糖醛酸。 在一些實施方式中，藻酸鹽基質(zhì)中的一種或多種藻酸鹽聚合物包含超過60% C-5差向異構(gòu) 體β-D-甘露糖醛酸。在一些實施方式中，藻酸鹽基質(zhì)中的一種或多種藻酸鹽聚合物包含 60%-80% C-5差向異構(gòu)體β-D-甘露糖醛酸。在一些實施方式中，藻酸鹽基質(zhì)中的一種 或多種藻酸鹽聚合物包含65% -75% C-5差向異構(gòu)體β -D-甘露糖醛酸。在一些實施方式 中，藻酸鹽基質(zhì)中的一種或多種藻酸鹽聚合物包含超過70% C-5差向異構(gòu)體β -D-甘露糖 醛酸。制備糖醛酸嵌段的方法參見US 6，121，441，其內(nèi)容被納入本文作為參考。G-嵌段藻 酸鹽聚合物及其作為藻酸鹽凝膠性質(zhì)調(diào)節(jié)劑的應用參見美國專利6，407，226，其內(nèi)容被納 入本文作為參考。一些優(yōu)選的實施方式中，30% G,35% G,40% G,45% G,50% G,55% G、 60% G,65% G,70% G,75%,80% G或85% G。一些優(yōu)選的實施方式中是大于85% G。
藻酸鹽聚合物的平均分子量能影響膠凝時間、孔徑、凝膠強度和凝膠彈性。藻酸鹽 聚合物的平均分子量可為2-1000kD。藻酸鹽的分子量可影響凝膠形成和最終的凝膠性質(zhì)。 通常，所用藻酸鹽的分子量越低，凝膠的生物可降解性越高。可溶性藻酸鹽組分中使用的藻 酸鹽聚合物或其組合可以與不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒中使用的聚合物或其組合相同 或不同。在一些實施方式中，藻酸鹽基質(zhì)中藻酸鹽聚合物的平均分子量為5-350kD。在一些 實施方式中，藻酸鹽基質(zhì)中藻酸鹽聚合物的平均分子量為2-100kD。在一些實施方式中，藻 酸鹽基質(zhì)中藻酸鹽聚合物的平均分子量為50-500kD。在一些實施方式中，藻酸鹽基質(zhì)中藻 酸鹽聚合物的平均分子量為100-1000kD。在一些實施方式中，藻酸鹽基質(zhì)中藻酸鹽聚合物 的平均分子量為2-50kD。在一些實施方式中，藻酸鹽基質(zhì)中藻酸鹽聚合物的平均分子量為 2-40kD。在一些實施方式中，藻酸鹽基質(zhì)中藻酸鹽聚合物的平均分子量為2-30kD。在一些 實施方式中，藻酸鹽基質(zhì)中藻酸鹽聚合物的平均分子量為2-20kD。在一些實施方式中，藻 酸鹽基質(zhì)中藻酸鹽聚合物的平均分子量為2-15kD。在一些實施方式中，藻酸鹽基質(zhì)中藻酸 鹽聚合物的平均分子量為2-10kD。在一些實施方式中，藻酸鹽基質(zhì)中藻酸鹽聚合物的平均 分子量為2-5kD。在一些實施方式中，藻酸鹽基質(zhì)中藻酸鹽聚合物的平均分子量為3-15kD。 在一些實施方式中，藻酸鹽基質(zhì)中藻酸鹽聚合物的平均分子量為3-10kD。在一些實施方式 中，藻酸鹽基質(zhì)中藻酸鹽聚合物的平均分子量為3-5kD。在一些實施方式中，藻酸鹽低聚物 中單體的平均數(shù)量為 15-20、16-19、17-18、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、
1320,21 或 22。在一些實施方式中，凝膠設(shè)計成具有高度生物可降解性。因此，采用一種或多種本 文所述參數(shù)的下限來制備具有高度生物可降解性的凝膠時，可制備藻酸鹽較少、膠凝離子 較少、G含量較低且藻酸鹽分子量較低的凝膠。藻酸鹽在20°C測定的溶液中的粘度為25-lOOOmPas，在一些實施方式中，優(yōu)選 50-1000mPas (1 %溶液，20°C )。在一些實施方式中，藻酸鹽無菌。在一些實施方式中，藻酸鹽是無菌超純藻酸鹽。 在一些實施方式中，利用除菌濾器制備無菌藻酸鹽。當本文所用藻酸鹽用于醫(yī)療植入應用時優(yōu)選是超純的；例如內(nèi)毒素含量低于 400eu/g，在一些實施方式中低于300eu/g，在一些實施方式中低于200eu/g，在一些實施方 式中低于lOOeu/g，在一些實施方式中低于75eu/g，在一些實施方式中低于50eu/g。在一些 實施方式中，藻酸鹽中的內(nèi)毒素含量<25EU/克。在一些實施方式中，優(yōu)選生產(chǎn)不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒的方法能提供具有化 學計量(100%飽和)膠凝離子的產(chǎn)物。使用這種化學計量的鹽能賦予延遲的自膠凝藻酸鹽 體系更大的重現(xiàn)性。在一些實施方式中，優(yōu)選生產(chǎn)不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒的方法能 提供具有亞化學計量(< 100%飽和)所述膠凝離子的產(chǎn)物。使用這種亞化學計量的鹽能 賦予延遲的自膠凝藻酸鹽體系生物可降解性。在一些實施方式中，用于制備不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒的藻酸鹽是G嵌段低 聚物，G含量等于或大于約60%，等于或大于約70%，等于或大于約80%，等于或大于約 85 %，等于或大于約90 %，等于或大于95 %，約99 %。G-block藻酸鹽的分子量通常低于 IOkDa,對應于平均DPn為57單位，通常MW約為3kDa，對應于DPn為17。在一些實施方式中，不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒是標準高G藻酸鹽的顆粒，在一 些實施方式中是Ca，具有幾分鐘的延遲。在一些實施方式中，這些藻酸鹽的分子量通常為 50kDa(286 單位)和 350kDa(2000 單位)。在一些實施方式中，不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒是標準高M藻酸鹽或MG藻酸鹽 的顆粒。G嵌段藻酸鹽低聚物表示每個低聚物包含平均約17個G單體的分離的低聚物部 分，其主要部分是每個低聚物15-19個單體。這些低聚物部分可通過加工天然來源的高G 藻酸鹽并通過諸如分餾等各種方式分離G嵌段藻酸鹽進行制備。在一些實施方式中，藻酸鹽是超純藻酸鹽。超純藻酸鹽市售可得，例如從極北海帶 等海藻的不同來源。市售藻酸鈣鹽通常通過以下方式制備在固相中將鈣加入藻酸中，通過 簡單混合使各組分捏合在一起。市售藻酸鈣鹽的例子是Protaweld(來自FMC生物聚合物 公司(FMC BioPolymer))和 Kelset (來自 ISP 公司)。在一些實施方式中，不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆?？刹捎迷逅猁}和/或G嵌段低 聚物制備，制備過程包括用藻酸鹽和/或G嵌段低聚物和膠凝離子制備藻酸鹽凝膠，洗出 藻酸鹽和/或G嵌段低聚物中存在的鈉或其他離子，干燥凝膠除水并由干燥的凝膠制備顆 粒。在一些實施方式中，使用藻酸鹽和/或G嵌段低聚物制備的不溶性藻酸鹽/膠凝離子 顆粒是化學計量鹽。用藻酸鹽和/或G嵌段低聚物制備的不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒優(yōu) 選具有高純度和特定、一致且通常均一的膠凝離子含量，例如鈣或鍶、鋇、鋅、鐵、錳、銅、鉛、鈷、鎳或其組合，使得凝膠形成速度和凝膠強度具有更精確的可預測性?？赏ㄟ^由溶液沉淀 制備具有已知且預定含量的堿土金屬離子的不溶性藻酸的堿土金屬鹽如藻酸鈣或藻酸鍶 (取決于所用膠凝離子)或不溶性藻酸的過渡金屬鹽(如使用銅、鎳、鋅、鉛、鐵、錳或鈷等膠 凝離子形成的鹽)。在一些實施方式中，使用藻酸鹽和/或G嵌段低聚物制備藻酸鈉溶液。 任選地，藻酸鈉溶液中可包含鈉鹽如碳酸鈉?？墒褂冒蝗苄栽逅猁}/膠凝離子的所需 膠凝離子的鹽，例如鈣鹽或鍶鹽如氯化鈣或氯化鍶來制備溶液。藻酸鈉溶液與膠凝離子溶 液合并，優(yōu)選緩慢混合。優(yōu)選地，在混合工藝期間連續(xù)攪拌合并的溶液。不溶性藻酸鹽顆粒， 例如藻酸鈣或藻酸鍶(取決于所用膠凝離子)從合并的溶液沉淀出來。然后從溶液取出沉 淀的不溶性藻酸鹽，用純水反復洗滌(例如2-10次)以去除所有可溶性離子。通過測定純 水中不溶性藻酸鹽的導電性與純水的導電性進行比較，驗證可溶性離子的去除。洗滌后，干 燥不溶性藻酸鹽，例如真空干燥。研磨干燥的藻酸鹽，在一些實施方式中，篩選粒度。在一些實施方式中，可通過以下方法制備不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒使用非 水溶劑制備藻酸鹽溶液，由該溶液形成凝膠，制備顆粒。通過以下方法用藻酸鹽制備不溶性 藻酸鹽/膠凝離子顆粒用藻酸鹽、膠凝離子和除水以外的溶劑制備藻酸鹽凝膠，從凝膠洗 出藻酸鹽中存在的鈉或其他離子，干燥凝膠以去除溶劑，由干燥的凝膠制備顆粒。研磨干燥 的藻酸鹽，在一些實施方式中，篩選粒度。非水溶劑的例子是極性溶劑，例如醇，包括甲醇、 乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇等。在一些實施方式中，不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒是化學計量 鹽。不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒優(yōu)選具有高純度和特定、一致且通常均一的膠凝離子含 量，例如鈣或鍶、鋇、鋅、鐵、錳、銅、鉛、鈷、鎳或其組合，使得凝膠形成速度和凝膠強度具有 更精確的可預測性?？赏ㄟ^由溶液沉淀制備具有已知且預定含量的堿土金屬離子的不溶性 藻酸的堿土金屬鹽如藻酸鈣或藻酸鍶(取決于所用膠凝離子)或不溶性藻酸的過渡金屬 鹽(如使用銅、鎳、鋅、鉛、鐵、錳或鈷等膠凝離子形成的鹽)。在一些實施方式中，采用非水 溶劑，先用市售藻酸鈉制備藻酸鈉溶液。非水溶劑的例子是極性溶劑，例如醇，包括甲醇、乙 醇、丙醇、異丙醇、丁醇等。任選地，藻酸鈉溶液中可包含鈉鹽如碳酸鈉?？墒褂冒蝗苄?藻酸鹽/膠凝離子的所需膠凝離子的鹽，例如鈣鹽或鍶鹽如氯化鈣或氯化鍶來制備溶液。 藻酸鈉非水溶液與膠凝離子非水溶液合并，優(yōu)選緩慢混合。優(yōu)選地，在混合工藝期間連續(xù)攪 拌合并的非水溶液。不溶性藻酸鹽顆粒，例如藻酸鈣或藻酸鍶(取決于所用膠凝離子)從 合并的溶液沉淀出來。然后從溶液取出沉淀的不溶性藻酸鹽，用純水反復洗滌(例如2-10 次)以去除所有可溶性離子。通過測定純水中不溶性藻酸鹽的導電性與純水的導電性進行 比較，驗證可溶性離子的去除。洗滌后，干燥不溶性藻酸鹽，例如真空干燥。研磨干燥的藻 酸鹽，在一些實施方式中，篩選粒度。在一些實施方式中，形成凝膠基質(zhì)后用聚陽離子聚合物如聚氨基酸或殼聚糖涂覆 藻酸鹽基質(zhì)。在一些實施方式中，聚賴氨酸是聚陽離子聚合物。在一些實施方式中，聚賴氨 酸連接于另一部分，因而聚賴氨酸用于促進該部分與凝膠的締合。利用聚陽離子聚合物連 接于凝膠的部分的例子包括例如藥物、肽、造影劑、受體結(jié)合性配體或其他可檢測的標記。 一些具體例子包括血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)、表皮生長因子(EGF)、轉(zhuǎn)化生長因子(TGF) 和骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)。藥物可包括癌癥化療藥，例如紫杉醇、順鉬和/或其他含鉬衍生 物。糖聚合物可包括乙酰透明質(zhì)酸、殼聚糖、肝素、昆布多糖、墨角藻聚糖、硫酸軟骨素。在 一些實施方式中，所用藻酸鹽是修飾的藻酸鹽聚合物，例如其中一種或多種聚合物連接于不同的藻酸鹽聚合物的化學修飾的藻酸鹽。這種修飾的藻酸鹽聚合物的例子可參見美國專 利6，642，363，其內(nèi)容被納入本文作為參考。在一些實施方式中，藻酸鹽聚合物可包括非藻酸鹽部分，例如藥物、肽、造影劑、 受體結(jié)合性配體或其他可檢測的標記。在一個實施方式中，藻酸鹽聚合物包括RDG肽 (Arg-Asp-Gly)，放射性部分(如131I)或不透射線的物質(zhì)。連接于藻酸鹽聚合物的部分的 其他例子包括例如藥物、肽、造影劑、受體結(jié)合性配體或其他可檢測的標記。一些具體例子 包括血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)、表皮生長因子(EGF)、轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)和骨形態(tài)發(fā)生 蛋白(BMP)。藥物可包括癌癥化療藥，例如紫杉醇、順鉬和/或其他含鉬衍生物。糖聚合物 可包括乙酰透明質(zhì)酸、殼聚糖、肝素、昆布多糖、墨角藻聚糖、硫酸軟骨素。在一些實施方式中，藻酸鹽可共價連接于包含一個或多個細胞粘附序列的至少一 種肽。例如，修飾的藻酸鹽參見US 6，642，363 (Mooney)，其內(nèi)容被納入本文作為參考。在一 些實施方式中，連接肽的藻酸鹽與未修飾藻酸鹽混合。肽-偶聯(lián)的藻酸鹽可用于(例如) 固定化細胞以促進細胞增殖和細胞分化。肽_偶聯(lián)的藻酸鹽也可與其他肽_偶聯(lián)的多糖和 /或未修飾多糖聯(lián)用。美國專利4，988，621、4，792，525、5，965，997、4，879，237、4，789，734 和 6，642，363(其內(nèi)容被納入本文作為參考)揭示了許多細胞粘附序列肽的例子。合適的肽包 括但不限于等于或少于約10個氨基酸的肽。在一些實施方式中，細胞粘附肽包括RGD， YIGSR(SEQ ID NO 1), IKVAV(SEQ ID NO 2), REDV(SEQ ID NO 3), DGEA(SEQ ID NO 4), VGVAPG(SEQ ID NO5)，GRGDS(SEQ ID NO6)，LDV，RGDV(SEQ ID NO 7),PDSGR(SEQ IDNO 8), RYVVLPR(SEQ ID NO :9)，LGTIPG(SEQ ID NO 10),LAG,RGDS(SEQ ID NO 11)，RGDF(SEQ ID NO: 12)，HHLGGALQA ⑶ V (SEQ IDNO 13)，VTCG (SEQ ID NO: 14)，SDGD (SEQ ID NO: 15)， GREDVY(SEQ IDNO 16)，GRGDY(SEQ ID NO 17)，GRGDSP(SEQ ID NO 18)，VAPG(SEQID NO 19)，GGGGRGDSP(SEQ ID NO 20)和 GGGGRGDY(SEQ ID NO 21)和 FTLCFD(SEQ ID NO :22)。 在一些實施方式中，細胞粘附肽包括RGD，YIGSR(SEQ ID NO :1)，IKVAV(SEQ ID NO :2)， REDV(SEQ ID NO 3)，DGEA(SEQ ID NO 4)，VGVAPG(SEQ ID NO 5)，GRGDS(SEQ ID NO 6)， LDV, RGDV(SEQ ID NO :7)，PDSGR(SEQ ID NO :8)，RYVVLPR(SEQ IDNO :9)，LGTIPG(SEQ ID NO : 10)，LAG，RGDS(SEQ ID NO : 11)，RGDF(SEQ ID NO : 12)，HHLGGALQAGDV(SEQ ID NO: 13)，VTCG(SEQ IDNO : 14)，SDGD (SEQ ID NO : 15)，GREDVY(SEQ ID NO : 16)，GRGDY(SEQID NO : 17)，GRGDSP(SEQ ID NO : 18)，VAPG(SEQ ID NO : 19)，GGGGRGDSP(SEQ ID NO 20)和 GGGGRGDY (SEQ ID NO 21)和 FTLCFD(SEQ ID NO :22)，進一步包含額外的氨基酸，例如，1-10 個額外的氨基酸，包括但不限于N或C末端的1-10G殘基。例如，合適的肽可具有式(Xaa) n-SEQ-(Xaa)n，其中Xaa各自獨立地是任何氨基酸，η = 0-7, SEQ =選自下組的肽序列RGD， YIGSR(SEQ ID NO 1), IKVAV(SEQ ID NO 2), REDV(SEQID NO 3)，DGEA(SEQ ID NO :4)， VGVAPG (SEQ ID NO 5), GRGDS (SEQID NO : 6)，LDV，RGDV (SEQ ID NO : 7)，PDSGR (SEQ ID NO: 8)，RYVVLPR (SEQ ID NO 9)，LGTIPG (SEQ ID NO 10)，LAG, RGDS (SEQ IDNO :11)，RGDF (SEQ ID NO 12)，HHLGGALQA⑶V(SEQ ID NO 13)，VTCG(SEQ ID NO 14)，SDGD(SEQ ID NO 15)， GREDVY(SEQ IDNO 16)，GRGDY(SEQ ID NO 17)，GRGDSP(SEQ ID NO 18)，VAPG(SEQID NO 19)，GGGGRGDSP(SEQ ID NO 20)和 GGGGRGDY(SEQ ID NO 21)和 FTLCFD(SEQ ID NO :22)， 氨基酸總數(shù)小于22，優(yōu)選小于20，優(yōu)選小于18，優(yōu)選小于16，優(yōu)選小于14，優(yōu)選小于12，優(yōu)選小于10。在一些實施方式中，細胞粘附肽包括RGD，YIGSR(SEQ ID NO 1), IKVAV(SEQ IDNO 2)，REDV(SEQ ID NO 3)，DGEA(SEQ ID NO 4)，VGVAPG(SEQ IDNO 5)，GRGDS (SEQ ID NO 6), LDV, RGDV (SEQ ID NO 7), PDSGR (SEQID NO 8)，RYWLPR (SEQ ID NO 9), LGTIPG (SEQ ID NO: 10)，LAG, RGDS (SEQ ID NO: 11)，RGDF (SEQ ID NO: 12)，HHLGGALQA ⑶ V (SEQ IDNO 13)，VTCG (SEQ ID NO: 14)，SDGD (SEQ ID NO: 15)，GREDVY (SEQ IDNO : 16)，GRGDY (SEQ ID NO 17)，GRGDSP(SEQ ID NO 18)，VAPG (SEQID NO 19)，GGGGRGDSP(SEQ ID NO 20)禾口 GGGGR⑶Y(SEQ ID NO 21) ^P FTLCFD (SEQ ID NO :22)。細胞粘附或其他細胞相互作用的生 物活性分子包括EGF、VEGF、b-FGF、FGF、TGF、TGF-β或蛋白聚糖。在一些實施方式中，包含 RGD的細胞粘附肽可以是3、4、5、6、7、8、9或10個氨基酸的長度。例子包括但不限于RGD， GRGDS (SEQ ID NO 6), RGDV (SEQ IDNO 7)，RGDS (SEQ ID NO: 11)，RGDF (SEQ ID NO: 12)， GRGDY (SEQ IDNO : 17)，GRGDSP (SEQ ID NO 18), GGGGRGDSP (SEQ ID NO :20)和 GGGGRGDY(SEQ ID NO :21)。合適的包含R⑶的細胞粘附肽包括但不限于N0VATACH RGD (NovaMatrix，挪威 奧斯陸的FMC生物聚合物公司(FMC BioPolymer,Oslo, Norway))和美國專利6，642，363所 述的肽，其內(nèi)容被納入本文作為參考。肽合成服務(wù)可以從許多公司獲得，包括美國維吉尼亞 州里士滿的公共健康生物技術(shù)有限公司(Commonwealth Biotechnologies, Inc. Richmond, Virginia, USA)。將肽偶聯(lián)于藻酸鹽主鏈的化學技術(shù)可參見美國專利6，642，363。本文所用術(shù)語“RGD修飾的藻酸鹽”表示共價連接于含RGD的肽的藻酸鹽。合適的 RGD肽偶聯(lián)的藻酸鹽包括但不限于N0VATACH RGD (NovaMatrix,挪威奧斯陸的FMC生物聚 合物公司)和美國專利號6，642，363所述的那些，其內(nèi)容被納入本文作為參考。可溶性藻酸鹽可以是鹽，例如Na+-藻酸鹽、K+-藻酸鹽、PEG-藻酸鹽(聚乙二醇-藻 酸鹽)、NH4-藻酸鹽或其組合。在一些實施方式中，凍干或以其他方式干燥可溶性藻酸鹽。凍干的可溶性藻酸鹽 是“速溶的”?！八偃堋痹逅猁}不到1分鐘，優(yōu)選不到30秒，更優(yōu)選不到15秒即溶解在水中。 “易溶”藻酸鹽的溶解需要超過1分鐘，通常超過幾分鐘。不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒中使用的膠凝離子影響膠凝動力學、凝膠強度和彈 性。膠凝離子也可能影響細胞生長。不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒中使用的膠凝離子可以 是 Ca++、Sr++、Ba++、Zn++、Fe++、Mn++、Cu++、Pb、Co、Ni 或其組合。不溶性藻酸鹽膠凝離子復合物是顆粒。顆粒通常是基于L/D比例的非纖維狀，其 中顆粒形狀由最大維度(L)和最小維度(D)表征。非纖維狀L/D小于10，優(yōu)選小于5，優(yōu)選 小于2。L/D等于或大于10是短纖維。不溶性藻酸鹽膠凝離子可以分散體或者干燥形式保 存。如果是分散體，分散體可與包含可溶性藻酸鹽的溶液或者與速溶藻酸鹽混合以形成不 溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒在包含可溶性藻酸鹽的溶液中的分散體。如果不溶性藻酸鹽膠 凝離子顆粒是干燥顆粒，它們可與干燥速溶藻酸鹽混合然后與溶液混合以形成不溶性藻酸 鹽/膠凝離子顆粒在包含可溶性藻酸鹽的分散體，或者干燥不溶性藻酸鹽膠凝離子顆?？?與包含可溶性藻酸鹽的溶液合并以形成不溶性藻酸鹽膠凝離子顆粒在包含可溶性藻酸鹽 的溶液中的分散體?；旌细鹘M分以形成分散體時進行攪拌可導致固體顆粒在溶液中的分布。所制備的 分散體可以是能夠傾倒、注射到模具或空腔內(nèi)的漿液和其他延遲的自膠凝形式，以形成這 種模具或空腔的形狀。
形成不溶性藻酸鹽膠凝離子顆粒在包含可溶性藻酸鹽的溶液中的分散體，將其分 配至一定部位，在該部位發(fā)生延遲的膠凝作用而形成藻酸鹽凝膠。在一些實施方式中，將分 散體分配至體內(nèi)部位。在一些實施方式中，將分散體分配至個體身體上的部位。在一些實 施方式中，將分散體分配至模具或其他容器或表面。不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒中使用的膠凝離子的濃度影響膠凝動力學、凝膠強 度和凝膠彈性。膠凝離子濃度越高，凝膠強度越高。當凝膠被膠凝離子飽和時，凝膠強度最 高。相反，膠凝離子濃度越低，凝膠強度越低，生物可降解性越高。不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒的粒度可能影響膠凝動力學和最終的凝膠性質(zhì)。粒 度越小，凝膠形成完成越快。粒度較大產(chǎn)生較強的凝膠。粒度可通過以下方式進行控制， 例如篩分不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒通過各種不同大小的濾器，使得顆粒大致都在預定 的大小范圍內(nèi)。在一些實施方式中，粒度為< 254111，25-454111，45-754111，75-1254111或> 125 μ m。在一些實施方式中，粒度為< 125ym，< 135ym, < 145 μ m, < 155ym, < 165 μ m 或< 175 μ m。所用溶劑可以是例如水、鹽水、糖溶液、細胞培養(yǎng)液、溶液如藥物溶液、蛋白質(zhì)或核 酸溶液、懸液如細胞懸液、脂質(zhì)體、或造影劑懸液。不添加非膠凝離子的情況下，溶劑必須 包含足量非膠凝陽離子以加速膠凝過程。就是說，溶劑必須包含能夠啟動從不溶性藻酸鹽 /膠凝離子顆粒置換膠凝陽離子的非膠凝陽離子，置換速率足以導致凝膠形成，使得如本文 所述在指定時間內(nèi)最終凝膠儲能模量大于10%。因此，例如，溶劑中的任何非膠凝陽離子必 須與反荷離子或其他分子實體締合，使得非膠凝陽離子即使存在也不可得。藻酸鈉溶液中 的鈉不可得，即鈉離子數(shù)量等于藻酸鹽反荷離子分子中存在的陰離子電荷的數(shù)量。通過加 入鹽(例如氯化鈉)增加可得鈉離子數(shù)量，如果存在的鈉離子足夠，即加入足夠的鹽，由于 可得非膠凝鈉離子的存在，能夠加速膠凝過程，氯化鈉中鈉離子不像鈉離子與藻酸鹽中的 藻酸鹽抗衡離子締合那樣與氯抗衡離子締合。用于制備分散體中使用的可溶性藻酸鹽溶液 的溶劑包含的非膠凝離子含量必然不足，使得分散體形成的凝膠在不添加非膠凝離子的情 況下，在指定時間內(nèi)最終凝膠儲能模量沒能大于10 %。形成的藻酸鹽水凝膠可包含例如藥物核酸分子、細胞、多細胞聚集體、組織、蛋白 質(zhì)、酶、脂質(zhì)體、造影劑或生物活性材料。生物活性材料的離子是透明質(zhì)酸和殼聚糖。造 影劑包括鉭和釓。蛋白質(zhì)的一些具體例子包括血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)、表皮生長因子 (EGF)、轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)和骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)。藥物可包括癌癥化療藥，例如紫杉 醇、順鉬和/或其他含鉬衍生物。糖聚合物可包括乙酰透明質(zhì)酸、殼聚糖、肝素、昆布多糖、 墨角藻聚糖、硫酸軟骨素。凝膠中可使用的細胞包括非重組和重組細胞。在細胞被包封在藻酸鹽基質(zhì)中的一 些實施方式中，包封的細胞是哺乳動物細胞，優(yōu)選人細胞。在包封細胞是非增殖性細胞的一 些實施方式中，非增殖性細胞可選自下組胰島、肝細胞、神經(jīng)細胞、腎皮質(zhì)細胞、血管內(nèi)皮 細胞、甲狀腺和甲狀旁腺細胞、腎上腺細胞、胸腺細胞、卵巢細胞和軟骨細胞。在包封細胞 是增殖性細胞的一些實施方式中，增殖性細胞可以是干細胞，祖細胞，特定器官的增殖性細 胞，成纖維細胞和角質(zhì)形成細胞，或源自已建立的細胞系的細胞，例如293、MDCK和C2C12細 胞系。在一些實施方式中，包封細胞包含編碼細胞培養(yǎng)時表達的一種或多種蛋白質(zhì)的表達 載體。在一些實施方式中，蛋白質(zhì)是細胞因子，生長因子，胰島素或血管新生抑制劑如血管他汀或內(nèi)皮他汀，其他治療性蛋白質(zhì)或其他治療性分子如藥物。因為凝膠網(wǎng)絡(luò)的孔隙率，小 于約60_70kD的較低分子量的蛋白質(zhì)是尤其優(yōu)良的候選物。在一些實施方式中，細胞以多 細胞聚集體或組織形式存在。延遲的自膠凝藻酸鹽存在許多應用。在一些實施方式中，延遲的自膠凝藻酸鹽用 于食品。延遲的自膠凝藻酸鹽尤其適用于和其他食物成分形成液體/漿液混合物并分配到 容器內(nèi)制備的食品。容器優(yōu)選是模具，凝膠/食品固化在模具中形成模具形狀的固體或半 固體?？芍苽涮枪?、食用裝飾料、布丁和其他模具形狀的食品。加入非膠凝陽離子可啟動膠 凝過程。在一些實施方式中，延遲的自膠凝藻酸鹽用于生物醫(yī)學應用。生物相容性延遲的 膠凝藻酸鹽可外用。生物相容性延遲的自膠凝藻酸鹽尤其適用于希望凝膠基質(zhì)符合原位空 腔的生物醫(yī)學應用，使得延遲的自膠凝藻酸鹽可作為分散體分配到需要基質(zhì)的部位。液體 或漿液形式的分散體填充空腔或空間，在空腔或空間內(nèi)與生理學非膠凝陽離子接觸后固化 形成固體?；蛘撸稚Ⅲw可以在固化前外用分配至需要鋪展的部位。在一些實施方式中，延 遲的自膠凝藻酸鹽用于制備具有特定形狀的基質(zhì)，該制備過程包括制備能夠分配到模具內(nèi) 固化形成具有模具形狀的固體的液體/漿液混合物，和/或制備具有用作組織或器官置換 的包封細胞的基質(zhì)。加入非膠凝陽離子可啟動膠凝過程。提供了可控、生物相容且具體設(shè)計用于原位凝膠形成植入目的的藻酸鹽延遲的自 膠凝體系，該體系具有延遲的自膠凝性質(zhì)，便于使用和操縱而沒有其他體系相關(guān)的時間限 制。提供了便于注射或以其他方式施用于體內(nèi)或體外的溶液，在一些情況下，加入非膠凝陽 離子和/或暴露于生理學非膠凝陽離子后，該溶液固化形成固體凝膠基質(zhì)。通過混合可溶 性藻酸鹽、溶劑和膠凝離子源，即結(jié)合在不溶性顆粒的凝膠網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的膠凝離子，凝膠形成材 料可以以液體形式分配并以所需模式和時間框架固化。溶液在預定時間硬化并形成凝膠， 或者加入或暴露于非膠凝陽離子源可加速膠凝。制劑是生物相容的，略去PH變化和毒性化 合物的存在。距離生物學PH的顯著差異是不必要的。在一些實施方式中，在生物應用中使用延遲的自膠凝藻酸鹽，這些應用包括組織 填充，例如用于治療反流問題(即治療失禁、腎反流或食管反流問題)，栓塞形成，例如治療 良性和惡性蒸餾，抗粘連治療，如術(shù)后處理和傷口治療。在一些應用中可使用目前的技術(shù)， 包括離體或體內(nèi)組織構(gòu)建物，例如細胞或其他生物材料可混合到膠凝體系中，形成支持細 胞或組織的生物人造胞外基質(zhì)。根據(jù)一些應用，可植入生物相容性固體儲器，隨時間釋放活 性成分如蛋白質(zhì)和藥物。延遲的自膠凝藻酸鹽尤其適合用作組織填充材料，因為它能夠引入遠程到達部 位，以液體漿液形式分配而相對于其他類型的植物體能夠更完全地符合空腔。分散體可以 足量分配以置換和支持體內(nèi)其他組織或器官，原位形成凝膠后提供維持和支持其他組織或 器官的結(jié)構(gòu)。延遲的自膠凝藻酸鹽可包含使其很好地適應組織填充應用的組分。例如，使 用鍶作為膠凝劑形成的凝膠能夠抑制細胞過度生長和不希望的組織形成。可長時間操縱延 遲的自膠凝藻酸鹽以實現(xiàn)植入，而不會在導管等裝置中發(fā)生膠凝。延遲的自膠凝藻酸鹽尤其施用于心臟應用，心臟應用中尤其不希望因為導管中的 膠凝作用而必須使用和設(shè)置多根導管。延遲的自膠凝作用給予使用者時間以適當設(shè)置和遞 送分散體。
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延遲的自膠凝藻酸鹽尤其施用于栓塞形成手術(shù)，因為能夠?qū)⑵湟脒h程到達的血 管，以液體漿液形式分配以完全符合內(nèi)部或血管，并且相對于其他類型的閉合如縫合能夠 更完全和有效地實現(xiàn)阻塞。分散體可以足量分配，原位形成凝膠后阻塞循環(huán)。延遲的自膠 凝藻酸鹽可包含使其很好地適應栓塞形成應用的組分。例如，選擇能夠相對快速固化和高 強度的組分。栓塞形成應用中使用的延遲的自膠凝藻酸鹽可包含造影劑以監(jiān)測其存在和定 位。延遲的自膠凝藻酸鹽尤其施用于抗粘連治療作為術(shù)后處理，因為能夠?qū)⑵湟砸后w 漿液的形式引入整個外科手術(shù)干預區(qū)以完全覆蓋暴露的表面，特別是切口處或其附近。延 遲的自膠凝藻酸鹽可包含使其很好地適應抗粘連應用的組分。例如，使用鍶作為膠凝劑形 成的凝膠能夠抑制細胞過度生長和不希望的組織形成。延遲的自膠凝藻酸鹽是尤其有用的傷口處理，因為能夠?qū)⑵湟砸后w漿液的形式引 入整個傷口區(qū)域以完全覆蓋暴露的表面。此外，延遲的自膠凝藻酸鹽例如可以以液體漿液 的形式內(nèi)部分配通過傷口部位。分散體可以足量分配，以在原位形成凝膠后填充內(nèi)部空腔， 凝膠將阻塞任何內(nèi)部傷口并防止血液通過內(nèi)衄流失。延遲的自膠凝藻酸鹽可包含使其很好 地適應傷口處理應用的組分。例如，可包含凝血組分以及抗菌防腐和抗生素組合物。延遲的自膠凝藻酸鹽尤其適用于制備離體或體內(nèi)組織構(gòu)建物?？蓪⒓毎蚱渌?物材料混合到凝膠體系中，從而形成支持細胞或組織的生物人造胞外基質(zhì)。分散體可以液 體漿液形式原位引入一定部位，在該部位組織/細胞發(fā)揮作用以實現(xiàn)治療效果。組織構(gòu)建 物的例子包括骨、軟骨、結(jié)締組織、肌肉、肝、心臟、胰和皮膚。例子可以是治療糖尿病的包 含胰島素分泌細胞的制劑，用于修復缺損關(guān)節(jié)的包含軟骨細胞的制劑，和用于治療帕金森 病的細胞。這些細胞可摻入液體漿液中并分配至一定部位，在該部位形成凝膠后能夠在生 物相容性藻酸鹽基質(zhì)內(nèi)存在和發(fā)揮功能。凝膠也可用作保護包封細胞免于接觸宿主免疫系 統(tǒng)的免疫阻擋物。也可使用延遲的自膠凝藻酸鹽包封離體細胞，由此凝膠能夠形成與其指 定用途相適應的形狀。在一些實施方式中，可使用延遲的自膠凝藻酸鹽包封細胞，例如皮膚 細胞，制備人造皮膚，用于治療燒傷患者和其他需要皮膚移植或大面積傷口治愈的患者。在 一些實施方式中，可使用延遲的自膠凝藻酸鹽包封細胞并形成能夠植入的基質(zhì)。糖尿病的治療可包括制備包含胰島素產(chǎn)生細胞的生物相容性基質(zhì)，該生物相容性 基質(zhì)的制備包括制備包含不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒和胰島素產(chǎn)生細胞在可溶性藻酸 鹽溶液中的分散體，并將該分散體分配至個體體內(nèi)部位，在該部位形成生物相容性基質(zhì)。個 體體內(nèi)部位可以是植入個體內(nèi)的空腔或結(jié)構(gòu)。分散體可分配到模具、結(jié)構(gòu)或容器內(nèi)，在其中 形成生物相容性基質(zhì)后植入個體體內(nèi)。基質(zhì)中的細胞產(chǎn)生的胰島素由細胞分泌并從基質(zhì)釋 放到個體體內(nèi)，其體內(nèi)發(fā)揮作用以減輕糖尿病癥狀。在一些實施方式中，胰島素產(chǎn)生細胞是 胰島細胞。在一些實施方式中，胰島素產(chǎn)生細胞是制備后表達和分泌胰島素的重組細胞。延遲的自膠凝藻酸鹽尤其適用于制備涂覆裝置如可植入裝置。在一些實施方式 中，所述裝置選自支架、心臟起搏器、導管、可植入假體、外科螺釘、外科導線、組織填充性 植物體、食管反流抑制性植物體、失禁抑制性植物體、腎反流、適用于容納沉積到藻酸鹽基 質(zhì)表面外側(cè)和/或用藻酸鹽基質(zhì)包封的細胞的容器，例如實心裝置或巨囊、乳房植物體、頦 骨植物體、頰植物體、胸植入體、臀肌植入體和牙科植入體。用延遲的自膠凝藻酸鹽涂覆產(chǎn) 生與形狀無關(guān)的有效涂層。使用鍶作為膠凝離子尤其適用于抑制植物后細胞過度生長。
延遲的自膠凝藻酸鹽可用于制備能夠植入的基質(zhì)。這些基質(zhì)可具有特定形狀，制 備過程包括將液體/漿液混合物分配到模具內(nèi)，混合物在模具內(nèi)固化形成具有模具形狀的 固體。制備用于植入的基質(zhì)可包含生物活性試劑和/或細胞。可制備凝膠并經(jīng)外科植入， 外用或通過外部開口應用于器官內(nèi)。根據(jù)一些實施方式，提供了用于制備藻酸鹽凝膠的試劑盒。該試劑盒可包含第一 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。各個容器可以是整合的容器系統(tǒng)的分離容器組件。在一些實施方式中，試劑盒可包含溶液形式的可溶性藻酸鹽。在一些實施方式中， 試劑盒可包含無溶劑的可溶性藻酸鹽。在一些實施方式中，試劑盒包含含有溶劑的額外容
ο在一些實施方式中，試劑盒包含粉末形式的不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒。在一 些實施方式中，試劑盒包含分散體形式的不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒。在一些實施方式中，試劑盒包含額外的容器，該容器含有藥物、肽、蛋白質(zhì)、細胞、 可檢測的標記或造影劑。在一些實施方式中，試劑盒包含藥物、肽、蛋白質(zhì)、細胞、可檢測的 標記或造影劑，這些物質(zhì)裝載在含有可溶性藻酸鹽溶液或粉末中和/或包含在含有不溶性 藻酸鹽/膠凝離子粉末或分散體中的容器中。根據(jù)一些實施方式，提供了用于制備凝膠的組合物。該組合物包含速溶藻酸鹽和 不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒。組合物可還包含藥物、肽、蛋白質(zhì)、可檢測的標記或造影劑。 組合物可以是試劑盒中的組分。這種試劑盒可進一步包含裝載溶劑的容器。試劑盒優(yōu)選包含使用說明。在一些實施方式中，試劑盒包含混合裝置?；旌涎b置可整合形成容器或容器系統(tǒng) 的一部分。在一些實施方式中，混合裝置可包含閥門系統(tǒng)，允許分散體從一個容器進入其他 容器以便混合。在一些實施方式中，試劑盒包含分配裝置。分配裝置可以是與混合裝置連通的施 加器和/或適合包含分散體的容器。在一些實施方式中，分配裝置包括導管。在一些實施 方式中，分配裝置包括注射器。
實施例實施例1 具有高G含量的藻酸鈣顆粒(CaG)的組合物的膠凝性能制備了四種不同的制劑(表1)并在相同條件下進行測定。使用兩個連接的注射 器混合各組分(4毫升樣品，混合20秒，開始混合后約1分鐘開始測量)后立即用Bohlin CVO 120HR流變計測定凝膠的固化(采用鋸齒狀板的測量系統(tǒng)，200C，間隙1mm，頻率1. OHz, 應變0.005)。開始混合時的時間為零。使用高含量甘露糖醛酸制備的藻酸鈣顆粒時，膠凝 過程幾乎在混合后立即開始(表1中的制劑1和3，圖1中的制劑3)。高M不溶性藻酸鹽 顆粒(CaM)采用古洛糖醛酸含量小于約50%的藻酸鹽。相反，使用包含高含量古洛糖醛酸 的藻酸鈣顆粒的本發(fā)明組合物時，觀察到膠凝之前存在顯著的起始延遲時間(見圖1 制劑 17、19和21，不溶性高G藻酸鹽顆粒CaG采用含有約70 %具有長G-嵌段的古洛糖醛酸的藻 酸鹽)。根據(jù)參考文獻0. Skaugrud, A. Hagen, B. Borgersen和M. Dornish.，“藻酸鹽和殼聚 Hl^LBIfgl^flSiM，，(Biomedical and pharmaceutical applications of alginate
21and chitosan). Biotechnol. Genet. Eng. Rev. 16 :23_40，1999 測定 G 嵌段長度。制劑 1、3 和 10是對比例，制劑17、19和21是本發(fā)明的實施例。表1組合物 圖1所示彈性模量(G')的數(shù)據(jù)擬合成雙動力學方程G' = A(l_f exp(-kl(t-c))-(l-f)exp(-k2(t_c)))，其中A是最終凝膠強度，f是相對貢獻因子，kl和k2是速率常數(shù)，c是延遲常數(shù) (=延遲時間)，t是混合后的時間。由擬合數(shù)據(jù)獲得總的膠凝半衰期和最終的凝膠強度(表 2)。擬合方程不能用于描述制劑17和19觀察數(shù)據(jù)所示曲線的開始部分(延遲)。表2顯 示了由擬合曲線計算的數(shù)據(jù)(最終凝膠強度和膠凝時間)。延遲的自膠凝時間(c)等于擬 合方程達到零時的時間。由數(shù)據(jù)可見，與CaM制劑相比，制劑19 (CaG制劑)需要約5分鐘 的額外時間以達到類似的彈性模量(半衰期)。對于這種較高濃度的CaG制劑來說，最終的 彈性模量較高。在相等濃度條件下，與CaM顆粒相比(比較制劑3和17) CaG顆粒的膠凝半 衰期從約2分鐘提高至20分鐘。通過測試采用藻酸鹽溶液中高G含量的可溶性藻酸鈉的 延遲的自膠凝組合物(制劑21)驗證，含CaG顆粒的制劑的膠凝速率較慢。表2 源自圖1擬合曲線的膠凝參數(shù) 含CaG顆粒的組合物的膠凝時間保留了開發(fā)應用具有改良性質(zhì)的特定制劑的可 能性。采用不溶性藻酸鹽顆粒的其他膠凝制劑顯示幾小時膠凝開始的延遲以及至少1天或 幾天膠凝開始之前的延遲。將鈉離子加入制劑中可以啟動制劑膠凝作用的快速開始。在生 理學水平的鈉存在下，膠凝作用快速開始。例如，注射延遲的自凝膠溶液在注入組織或者將 包含生理學水平的鈉和鈣的細胞培養(yǎng)液加入延遲的自凝膠制劑后立即開始形成凝膠。實施例2和3顯示了采用低分子量G嵌段藻酸鹽制備的不溶性藻酸鹽顆粒。實施例2.制備具有化學計量鈣(100%飽和)的藻酸鈣和具有高古洛糖醛酸含量 的藻酸鈉低聚物將75克藻酸鹽低聚物(批號FP-702-01，古洛糖醛酸含量73%，4000克/摩爾重 量)溶解于4. 5升純水中。持續(xù)攪拌的同時將207克CaCl2 · 2H20溶于450毫升純水構(gòu)成 的鈣溶液小心加入藻酸鹽溶液中。得到細微沉淀。沉淀靜置30-40分鐘。然后用純水洗滌 沉淀直到懸液導電性小于0. lmS/cm。產(chǎn)品最終凍干，研磨并分餾。實施例3 制備具有化學計量鈣(100%飽和)的藻酸鈣和溶液中G含量> 85%的 藻酸鈉低聚物將151. 8克CaCl2 · 2H20和330毫升純水組成的鈣溶液小心加入1升藻酸鹽低聚 物溶液中(G含量>85%，pH 7，平均DPn 16，干物質(zhì)5%)。得到細微沉淀，靜置過夜。用 純水洗滌產(chǎn)物直到懸液導電性小于0. lmS/cm。沉淀產(chǎn)物凍干，用敲擊桶(beating vat)粉 碎并分餾。實施例4 制備具有化學計量鈣(100%飽和)的藻酸鈣和懸浮在醇中的高古洛糖 醛酸含量的藻酸鈉將10克PR0N0VA VLVG藻酸鈉、批號BP0709-02(68%古洛糖醛酸含量30000克/ 摩爾重量)懸浮在420毫升異丙醇(IPA)中。將27. 6克CaCl2 ·2Η20和240毫升純水組成 的鈣溶液小心加入溶液中。懸液攪拌過夜，然后用65% IPA洗滌。產(chǎn)物在干燥藥柜中干燥 過夜，用敲擊桶研磨并分餾。
實施例5.制備具有化學計量鈣(100%飽和)的藻酸鈣和懸浮在醇中的高甘露糖 醛酸含量的藻酸鹽60克PR0N0VA LVM (54%甘露糖醛酸含量，20 700克/摩爾重量)懸浮在2574毫 升IPA中。將165. 6克CaCl2 ·2Η20和1386毫升純水組成的鈣溶液小心加入溶液中。懸液 攪拌過夜。沉淀分成三份，分別用水、65% IPA和100% IPA洗滌。三部分在干燥藥柜中干 燥約66小時，用敲擊桶粉碎。實施例6 由具有各種DPruG-和M含量的不同類型的藻酸鈉制備的產(chǎn)物的其他例 子表3 在表3中，G含量表示存在的G的百分數(shù)，M含量表示存在的M的百分數(shù)，平均DPn 對應于每個低聚物中的單體數(shù)量。實施例7 具有鈣G-嵌段顆粒的延遲的自膠凝在該實施例中，制備了各種延遲的自凝膠制劑并在相等條件下進行測定凝膠制劑 中使用NovaMatrix生產(chǎn)的鈣G-嵌段藻酸鹽(批號BU-0711_01，45_75 μ m)作為鈣源。在 該制劑中，將2. 5%鈣G-嵌段藻酸鹽分散體與2. 5% PR0N0VA LVG藻酸鈉的溶液(Batch FP-206-01)混合。藻酸鈉溶液中加入或不加氯化鈉制備三種不同的制劑，使得混合后最終氯化鈉濃度為0. 45或0. 9%。用實施例1所述的Bohlin CVO 120HR流變計測定凝膠固化。 使用兩個相連的注射器(3毫升樣品，混合約20秒，開始混合后1分鐘開始測量)混合后立 即將制劑置于流變計上。混合開始時的時間為零，數(shù)據(jù)如圖2所示。雖然在氯化鈉的存在 下不到1分鐘即開始膠凝過程，沒有鈉的情況下流變計數(shù)據(jù)顯示最長至約5小時沒有發(fā)生 膠凝。此后，儲能模量僅發(fā)生非常小的改變，表明一定程度的結(jié)構(gòu)建成。然而，隨著時間推 移(天)該制劑也形成凝膠，最終彈性值相當于加入鈉的制劑。測量開始后1小時在凝膠頂上加入0. 9%氯化鈉溶液進一步測試鈉對凝膠形成的 影響(圖3)。顯然，加入氯化鈉導致快速膠凝開始和較快的凝膠形成。實施例8 具有PR0N0VA VLVG藻酸鹽組成的鈣顆粒的延遲的自凝膠制劑在該實施例中，制備了各種延遲的自凝膠制劑并在相等條件下進行測定。凝膠制 劑中使用NovaMatrix生產(chǎn)的特殊加工的藻酸鈣(批號J101-005)作為鈣源。在該制劑中， 將2. 5%鈣VLVG藻酸鹽分散體與2. 5% PR0N0VALVG藻酸鈉的溶液(批號FP-408_02)混 合。藻酸鈉溶液中加入或不加氯化鈉制備兩種不同的制劑，使得混合后最終氯化鈉濃度為 0.9%。用實施例1所述的Bohlin CVO 120HR流變儀測定凝膠固化。使用兩個相連的注射 器(3毫升樣品，混合約20秒，開始混合后1分鐘開始測量)混合各組分后立即置于流變計 上?；旌祥_始時的時間為零，數(shù)據(jù)如圖4所示。雖然在氯化鈉的存在下立即開始膠凝過程， 但在沒有鈉的情況下整個測量過程(超過9小時)中流變計未顯示發(fā)生膠凝。一些膠凝 作用在1天或幾天后開始。測量開始后1小時藻酸鹽溶液中加入MEM培養(yǎng)液(包含0. 9% NaCl)進一步測試鈉對凝膠形成的影響(圖3)。顯然，加入培養(yǎng)液后立即發(fā)生加入生理溶 液啟動的凝膠形成。實施例9:控釋系統(tǒng)已闡述了在控釋系統(tǒng)中使用藻酸鹽遞送藥物或其他治療分子。也可類似地使用這 里所述的凝膠制劑的類型并在不同制劑中具有優(yōu)勢。一個例子是使用生物可降解性凝膠， 即使用低濃度的膠凝離子以限制治療期。在癌癥患者的治療過程中，外科手術(shù)期間可以采 用含有藥物或放射性同位素的空腔填充性凝膠以防止疾病復發(fā)。活性物質(zhì)釋放或者放射性 衰減后，可能希望凝膠溶解并從體內(nèi)排泄。當然也可將延遲的自膠凝藻酸鹽受控遞送制劑 直接注入體內(nèi)而不需要任何外科手術(shù)，凝膠/藻酸鹽溶液也可用于口服藥物遞送。對于口 服應用，目前眾所周知的是在制劑中使用藻酸鹽作為抗反流補救措施。因此，藻酸鹽延遲的 自膠凝制劑可能具有類似的應用。實施例10 組織工程改造應用可采用將細胞包埋到本文所述的藻酸鹽凝膠內(nèi)來制備分泌活性物質(zhì)以治療各種 疾病的可植入“生物工廠”。然而，將細胞包埋到藻酸鹽凝膠也可用于組織工程改造應用。 對于組織工程改造，需要在三維構(gòu)建物內(nèi)或構(gòu)建物上的細胞生長，因此需要適合這種應用 的優(yōu)良生物材料。交聯(lián)離子時間延遲的自釋放能使膠凝離子藻酸鹽懸浮液在膠凝作用發(fā)生 之前模塑形成復雜幾何形狀。在離體條件下，這種藻酸鹽結(jié)構(gòu)可用作開發(fā)組織或人造器官 的生長基質(zhì)。細胞在藻酸鹽凝膠珠表面上生長，凝膠表面可能是細胞的生長基質(zhì)。發(fā)現(xiàn)藻 酸鹽凝膠上細胞的生長取決于使用的藻酸鹽和膠凝離子。本發(fā)明延遲的自膠凝制劑可用于 產(chǎn)生細胞在藻酸鹽片材或其他成形凝膠結(jié)構(gòu)內(nèi)部或者其表面上生長的多層。而且，隨后用 檸檬酸鹽、磷酸鹽或其他膠凝離子螯合劑處理可去除藻酸鹽。這給出了將一些細胞層在組
25織或器官結(jié)構(gòu)中進行組合的可能性。如果開發(fā)構(gòu)建物需要，凝膠結(jié)構(gòu)內(nèi)部或者其表面上的 一些細胞類型可以組合。神經(jīng)再生是組織工程改造內(nèi)使用藻酸鹽的一個感興趣例子。用延遲的自膠凝藻酸 鹽填充人造神經(jīng)導管適用于產(chǎn)生具有改良的導向性并且對于神經(jīng)再生長具有生物相容性 的構(gòu)建物。與其他技術(shù)相比，該系統(tǒng)對于模塑復發(fā)和結(jié)構(gòu)限制具有更好的靈活性和更佳的 控制。即使沒有外科干預，也可將可注射藻酸鹽/細胞懸液遞送至缺損或損傷組織部 位。對于這種應用，關(guān)鍵在于在膠凝之前具有一定操作時間使材料成形。然而，也要求膠凝 速率合理地快速，從而避免與應用凝膠/溶液相關(guān)的延長的患者等待時間或問題。如本文 所示和先前所述，延遲的自膠凝系統(tǒng)可適配成具有不同的凝膠時間曲線以及不同的強度和 穩(wěn)定性。因此，可利用這種可變性以適應每一種類型的注射過程。例如，修復軟骨缺損能夠 使用延遲的自膠凝藻酸鹽結(jié)構(gòu)。發(fā)現(xiàn)藻酸鹽是有用的生物材料，可用于軟骨組織工程改造， 并且發(fā)現(xiàn)藻酸鹽可刺激軟骨形成。因此，在關(guān)節(jié)缺損的治療中可直接注入含有或不含軟骨 細胞或其他細胞的延遲的自膠凝藻酸鹽溶液?，F(xiàn)在已經(jīng)在用“關(guān)節(jié)液療法”治療骨關(guān)節(jié)炎 患者，市場上存在兩種產(chǎn)品，透明質(zhì)酸鈉(Hyalgan)和hylan G-F 20 (Synvisc)，據(jù)信通過 補充透明質(zhì)酸作為潤滑劑，透明質(zhì)酸能給予關(guān)節(jié)液以粘度。在一些人中，疼痛緩解持續(xù)長達 6-13個月。已證明該療法對于輕度到中度膝關(guān)節(jié)炎患者最有效。然而，已知透明質(zhì)酸是體 內(nèi)降解，使用生物可降解性較差而生物相容性較好的其他生物聚合物如藻酸鹽具有優(yōu)勢。藻酸鹽水凝膠可以凍干或者以其他方式部分或完全除水，以產(chǎn)生生物相容性結(jié)構(gòu) 如海綿或纖維。采用延遲的自膠凝藻酸鹽體系，利用本發(fā)明的技術(shù)，也可用作生產(chǎn)適用于組 織工程改造或其他應用的生物相容性海綿或其他結(jié)構(gòu)的一個步驟。延遲的自膠凝藻酸鹽可用于涂覆支架或移植物或其他植入裝置。根據(jù)藻酸鹽制劑 的類型，涂層的生物可降解性可高可低，或多或少地提供宿主細胞向內(nèi)生長或加入裝置的 細胞生長的支持。實施例11 組織填充可將藻酸鹽遞送至尿括約肌近側(cè)的粘膜下層內(nèi)，以提供填充用于治療膀胱失禁， 臨床中已經(jīng)進行手術(shù)。另一個例子是將藻酸鹽制劑遞送至食管和胃之間的連接處以助于治 療胃-食管反流疾病。藻酸鹽的高度相容性使其用作美容手術(shù)中的可注射溶液成為代替其 他材料的具有吸引力的可選方式?；谘舆t的自膠凝藻酸鹽體系的制劑可用于產(chǎn)生具有預定硬化時間的可注射溶 液或糊劑，以填充預定的體積。如先前所述，膠凝制劑或多或少具有生物可降解性，使填充 制劑具有理想性質(zhì)。實施例12 血管栓塞形成可使用形成血管內(nèi)閉塞的方法來治療疾病，例如動靜脈畸形、動脈瘤、過度腫瘤血 供、控制大量血管出血以及需要栓塞形成以緩解疾病的其他疾病。一些血栓系統(tǒng)包括使用 聚合物溶液，這些聚合物溶液在接觸血液或其他體液時開始固化或沉淀。然而，因為導致固 體聚合物形成或沉淀所需的時間延遲，這些系統(tǒng)存在聚合物溶液遷移進入體內(nèi)不希望部位 的問題。這些聚合物溶液系統(tǒng)的遷移在將溶液注射到“高流量”區(qū)域如血管系統(tǒng)內(nèi)時尤其 成問題。由聚合物溶液系統(tǒng)形成的纖維也傾向于存在其他問題，例如不能栓塞細胞，過度脆性，或者不具有生物相容性。發(fā)現(xiàn)PVA(聚乙烯醇)顆粒或珠或明膠珠可用于栓塞，并且目 前臨床已使用。還提出基于藻酸鹽的制劑用于栓塞形成術(shù)。建議采用藻酸鈣來誘導血管內(nèi)閉塞， 該方法通過控制藻酸鹽液體和氯化鈣溶液的注射以符合需要栓塞的血管系統(tǒng)內(nèi)的部位并 在該部位聚合。相對于該系統(tǒng)，使用本發(fā)明延遲的自膠凝藻酸鹽制劑具有優(yōu)勢。治療可以 是單次注射，由于該系統(tǒng)更好的控制可調(diào)節(jié)延遲的自硬化制劑的強度。具體說，如果需要控 制膠凝前的時間和生物可降解性，則延遲的自膠凝藻酸鹽是有用的。實施例13:抗-粘連制劑形成粘連是因為外科手術(shù)、創(chuàng)傷、感染等原因。腹部手術(shù)后粘連頻發(fā)，是導致腸梗 阻、不孕和疼痛的主要臨床問題。防止或減少粘連的努力大多沒能成功；然而，近來開發(fā)的 采用不同生物聚合物的機械阻擋層在粘連預防領(lǐng)域取得了臨床進展。已提出基于藻酸鹽的制劑作為抗粘連阻擋層。采用本發(fā)明延遲的自膠凝藻酸鹽系 統(tǒng)可形成抗粘連阻擋層。剛好在使用前將溶液/凝膠制劑預先混合，制成具有合適的生物 可降解性。這種類型的制劑也可包含其他聚合物、藥物或其他支持性化合物。其他聚合物 可用于改善凝膠性質(zhì)，提高凝膠結(jié)構(gòu)與組織間的粘連。實施例14:傷口愈合制劑藻酸鹽敷料常用于治療滲出傷口。目前用于傷口愈合的藻酸鹽產(chǎn)品由軟的無紡纖 維或墊組成。藻酸鹽可吸收幾倍于其自身的重量，在傷口內(nèi)形成凝膠以填充無效腔和維持 濕潤環(huán)境。也提出，藻酸鹽可能通過更多未知機制影響傷口治愈過程，推測藻酸鹽傷口敷料 中存在的鈣可能通過影響某些細胞而影響傷口治愈過程。延遲的自膠凝藻酸鹽結(jié)構(gòu)能夠符合治愈過程期間組織表面的三維結(jié)構(gòu)。在可控性 更強的其他制劑中，可實現(xiàn)限定的鈣含量以及高度重吸收的結(jié)構(gòu)。實施例15 心臟組織填充制劑延遲的自膠凝藻酸鹽體系可用于組織填充術(shù)，組織填充術(shù)包括將延遲的自凝膠分 散體引入心前間隙以改善血流和效率。在一些個體中，例如含有心臟病的個體或者由于心 肌梗死相關(guān)性缺血導致心臟損失的患者，引入能夠原位膠凝的延遲的自凝膠分散體能夠改 善受損心臟的血流和效率。將導管置于個體體內(nèi)，導管一端包括針或其他穿刺裝置以從其 內(nèi)部刺穿心臟。然后遞送延遲的自凝膠藻酸鹽，生理學鈉的存在或引入額外的鈉可加速延 遲的自膠凝作用，在心臟中形成凝膠。延遲的自膠凝技術(shù)延遲的自膠凝性質(zhì)在導致導管阻 塞和需要使用進一步的導管插入術(shù)的膠凝作用發(fā)生之前，提供了適度控制將導管適當定位 和設(shè)置及遞送分散體的時間。延遲的自膠凝性質(zhì)通過賦予一定程度的控制和實現(xiàn)較少時間 的臨界操作(critical action)的時間框架而具有顯著優(yōu)勢。
2權(quán)利要求
一種在含有可溶性藻酸鹽的水性溶液中包含不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒的分散體，其中，所述分散體在不添加非膠凝陽離子的情況下1分鐘后最終凝膠儲能模量小于10％，且其中a)不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒包含分離的G嵌段低聚物，該低聚物的G含量大于85％且平均單體數(shù)量為每個低聚物15 20個單體，或者b)不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒包含通過包括以下步驟的方法制備的不溶性藻酸鹽i)使用藻酸鹽、膠凝離子和除水之外的極性溶劑制備藻酸鹽凝膠，ii)從凝膠洗出藻酸鹽中存在的鈉或其他離子，iii)干燥凝膠以去除溶劑，和iv)由干燥凝膠制備顆粒；或者，i)組合藻酸鹽、膠凝離子和除水之外的溶劑以形成藻酸鹽 膠凝離子復合物沉淀，ii)收集該沉淀，iii)洗出藻酸鹽中存在的鈉或其他離子，iv)干燥沉淀以去除溶劑，和v)由干燥沉淀制備顆粒。
2.如權(quán)利要求1所述的分散體，其特征在于，所述分散體在不添加非膠凝陽離子的情 況下5分鐘后最終凝膠儲能模量小于10%。
3.如權(quán)利要求1所述的分散體，其特征在于，所述分散體在不添加非膠凝陽離子的情 況下20分鐘后最終凝膠儲能模量小于10%。
4.如權(quán)利要求1所述的分散體，其特征在于，所述分散體在不添加非膠凝陽離子的情 況下40分鐘后最終凝膠儲能模量小于10%。
5.如權(quán)利要求1所述的分散體，其特征在于，所述分散體在不添加非膠凝陽離子的情 況下超過60分鐘后最終凝膠儲能模量小于10%。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的分散體，其特征在于，所述分散體在加入非膠凝陽 離子后5小時內(nèi)最終凝膠儲能模量超過10%。
7.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的分散體，其特征在于，所述分散體在加入非膠凝陽 離子后5小時內(nèi)最終凝膠儲能模量超過25%。
8.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的分散體，其特征在于，所述分散體在加入非膠凝陽 離子后5小時內(nèi)最終凝膠儲能模量超過50%。
9.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的分散體，其特征在于，所述分散體在加入非膠凝陽 離子后5小時內(nèi)最終凝膠儲能模量超過75%。
10.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的分散體，其特征在于，所述分散體在加入非膠凝陽 離子后5小時內(nèi)最終凝膠儲能模量超過90%。
11.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的分散體，其特征在于，所述分散體在加入非膠凝陽 離子后1小時內(nèi)最終凝膠儲能模量超過10%。
12.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的分散體，其特征在于，所述分散體在加入非膠凝陽 離子后1小時內(nèi)最終凝膠儲能模量超過25%。
13.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的分散體，其特征在于，所述分散體在加入非膠凝陽離子后1小時內(nèi)最終凝膠儲能模量超過50%。
14.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的分散體，其特征在于，所述分散體在加入非膠凝陽 離子后1小時內(nèi)最終凝膠儲能模量超過75%。
15.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的分散體，其特征在于，所述分散體在加入非膠凝陽 離子后1小時內(nèi)最終凝膠儲能模量超過90%。
16.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的分散體，其特征在于，所述分散體在加入非膠凝陽 離子后10分鐘內(nèi)最終凝膠儲能模量超過10%。
17.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的分散體，其特征在于，所述分散體在加入非膠凝陽 離子后10分鐘內(nèi)最終凝膠儲能模量超過25%。
18.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的分散體，其特征在于，所述分散體在加入非膠凝陽 離子后10分鐘內(nèi)最終凝膠儲能模量超過50%。
19.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的分散體，其特征在于，所述分散體在加入非膠凝陽 離子后10分鐘內(nèi)最終凝膠儲能模量超過75%。
20.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的分散體，其特征在于，所述分散體在加入非膠凝陽 離子后10分鐘內(nèi)最終凝膠儲能模量超過90%。
21.如權(quán)利要求6-20中任一項所述的分散體，其特征在于，加入非膠凝陽離子足以將 非膠凝陽離子的最終濃度提高17mM或更多，或者足以實現(xiàn)最終濃度約0.9%。
22.如權(quán)利要求1-21中任一項所述的分散體，其特征在于，所述不溶性藻酸鹽/膠凝離 子顆粒包含分離的G嵌段低聚物，該低聚物的G含量大于85%且平均單體數(shù)量為每個低聚 物15-20個單體。
23.如權(quán)利要求1-21中任一項所述分散體，其特征在于，所述不溶性藻酸鹽/膠凝離子 顆粒包含通過包括以下步驟的方法制備的不溶性藻酸鹽使用藻酸鹽、膠凝離子和除水之 外的溶劑制備藻酸鹽凝膠，從凝膠洗出藻酸鹽中存在的鈉或其他離子，干燥凝膠以去除溶 劑，由干燥凝膠制備顆粒；或者組合藻酸鹽、膠凝離子和除水之外的溶劑以形成藻酸鹽_膠 凝離子復合物沉淀，收集該沉淀，洗出藻酸鹽中存在的鈉或其他離子，干燥沉淀以去除溶 劑，由干燥沉淀制備顆粒。
24.如權(quán)利要求23所述的分散體，其特征在于，所述極性溶劑是醇。
25.如權(quán)利要求1-24中任一項所述的分散體，其特征在于，所述不溶性藻酸鹽/膠凝離 子顆粒包含鈣。
26.如權(quán)利要求1-25中任一項所述的分散體，其特征在于，所述不溶性藻酸鹽/膠凝離 子顆粒小于175微米。
27.一種用于制備權(quán)利要求1-25中任一項所述分散體的試劑盒，其包含a)含有不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒的容器；和b)含有可溶性藻酸鹽的容器。
28.一種用于制備權(quán)利要求1-25中任一項所述分散體的組合物，其包含速溶藻酸鹽和 不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒。
29.一種用于分配延遲的自膠凝藻酸鹽分散體的方法，該方法包括通過以下步驟形成權(quán)利要求1-25中任一項所述的分散體，該步驟是混合i)含有可溶 性藻酸鹽的溶液和不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒，或ii)速溶藻酸鹽、不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒和溶劑。
30.一種用于制備藻酸鹽凝膠的方法，該方法包括通過以下步驟形成權(quán)利要求1-25中任一項所述的分散體，這些步驟是a)混合i)含有 可溶性藻酸鹽的溶液和不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒，或ii)速溶藻酸鹽、不溶性藻酸鹽/ 膠凝離子顆粒和溶劑；b)將所述分散體與非膠凝陽離子組合或者使所述分散體接觸非膠凝陽離子。
31.一種用于在個體中原位制備藻酸鹽凝膠的方法，該方法包括通過以下步驟形成權(quán)利要求1-25中任一項所述的分散體，這些步驟是a)混合i)含有 可溶性藻酸鹽的溶液和不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒，或ii)速溶藻酸鹽、不溶性藻酸鹽/ 膠凝離子顆粒和溶劑；b)將所述分散體分配至個體體內(nèi)部位，其中在該部位形成藻酸鹽。
32.—種制備不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒的方法，該方法包括以下步驟a)將藻酸鹽或其鹽溶解在非水極性溶劑中以制備藻酸鹽溶液；b)將膠凝離子鹽加入藻酸鹽溶液中并將pH調(diào)節(jié)至中性；以及c)收集沉淀的不溶性藻酸鹽；d)洗滌沉淀的不溶性藻酸鹽；e)干燥經(jīng)洗滌的不溶性藻酸鹽；和f)形成所述干燥的不溶性藻酸鹽的顆粒； 或者c)將所述藻酸鹽溶液與添加的膠凝離子鹽維持足以形成凝膠的時間；d)洗滌凝膠；e)干燥凝膠；和f)形成所述干燥的不溶性藻酸鹽的顆粒。
33.一種制備不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒的方法，該方法包括以下步驟 溶解G含量大于85%或更高的藻酸鹽，將膠凝離子溶解在水中并將PH調(diào)節(jié)至中性；連續(xù)攪拌的同時將藻酸鹽溶液與氯化鈣溶液組合；收集沉淀的不溶性藻酸鹽并用水洗滌直到導電性降至類似純水的水平；干燥經(jīng)洗滌的不溶性藻酸鹽；和形成所述干燥的不溶性藻酸鹽的顆粒。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，所述藻酸鹽是平均分子量約為2-lOkDa的 低聚物。
35.如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，所述藻酸鹽是平均單體數(shù)量為15-19個單 體的低聚物。
36.如權(quán)利要求32-35中任一項所述的方法，其特征在于，所述顆粒通過研磨形成。
37.如權(quán)利要求32-36中任一項所述的方法，其特征在于，所述膠凝離子是鈣或鍶。
38.如權(quán)利要求32-37中任一項所述的方法，其特征在于，所述顆粒小于175微米。
39.如權(quán)利要求32-38中任一項所述的方法，其特征在于，所述藻酸鹽是超純藻酸鹽。
40.通過權(quán)利要求39所述方法制備的超純不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒。4
41.通過權(quán)利要求32-40中任一項所述方法制備的不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒。
42.一種用于制備藻酸鹽凝膠的方法，該方法包括a)通過以下步驟形成在包含可溶性藻酸鹽的水性溶液中包含不溶性藻酸鹽/膠凝離 子顆粒的分散體，所述分散體在不添加非膠凝陽離子的情況下1分鐘后最終凝膠儲能模量 小于10%，這些步驟是混合i)包含可溶性藻酸鹽的溶液和不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆?；? )速溶藻酸鹽、不溶性藻酸鹽/膠凝離子顆粒和溶劑；b)在所述分散體中加入一定量的非膠凝陽離子，加入的量足以使所述分散體在加入非 膠凝陽離子后5小時內(nèi)最終凝膠儲能模量超過10%。
43.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，加入所述分散體中的非膠凝陽離子的量 足以使所述分散體在加入非膠凝陽離子后1小時內(nèi)最終凝膠儲能模量超過10%。
44.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，加入所述分散體中的非膠凝陽離子的量 足以使所述分散體在加入非膠凝陽離子后30分鐘內(nèi)最終凝膠儲能模量超過10%。
45.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，加入所述分散體中的非膠凝陽離子的量 足以使所述分散體在加入非膠凝陽離子后10分鐘內(nèi)最終凝膠儲能模量超過10%。
46.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，加入所述分散體中的非膠凝陽離子的量 足以使所述分散體在加入非膠凝陽離子后1小時內(nèi)最終凝膠儲能模量超過50%。
47.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，加入所述分散體中的非膠凝陽離子的量 足以使所述分散體在加入非膠凝陽離子后30分鐘內(nèi)最終凝膠儲能模量超過50%。
48.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，加入所述分散體中的非膠凝陽離子的量 足以使所述分散體在加入非膠凝陽離子后10分鐘內(nèi)最終凝膠儲能模量超過50%。
49.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，加入所述分散體中的非膠凝陽離子的量 足以使所述分散體在加入非膠凝陽離子后1小時內(nèi)最終凝膠儲能模量超過90%。
50.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，加入所述分散體中的非膠凝陽離子的量 足以使所述分散體在加入非膠凝陽離子后30分鐘內(nèi)最終凝膠儲能模量超過90%。
51.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，加入所述分散體中的非膠凝陽離子的量 足以使所述分散體在加入非膠凝陽離子后10分鐘內(nèi)最終凝膠儲能模量超過90%。
全文摘要
描述了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分鐘后最終凝膠的儲存模量小于10％。描述了用于制備所述分散體的試劑盒和組合物，用于制備和使用所述分散體的方法，以及所述分散體中使用的組分。
文檔編號A61K31/729GK101918007SQ200880110505
公開日2010年12月15日 申請日期2008年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月28日
發(fā)明者J·E·梅爾維克, J·E·比約斯塔德, T·斯文德森 申請人:Fmc有限公司