用于降低氧化損傷的組合物和方法
【專利說明】
[OOCM] 相關(guān)申請(qǐng)
[0002] 本申請(qǐng)要求于2012年11月21日提交的美國臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)61/728, 900的優(yōu)先 權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本文公開的主題設(shè)及用于降低氧化損傷的組合物和方法。特別是，本文公開的主 題設(shè)及使用聚合材料和用于保護(hù)眼睛晶狀體免受氧化損傷的抗氧化劑的組合的用于降低 氧化損傷的組合物和方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 眼睛的晶狀體是有助于將光聚焦到視網(wǎng)膜上的雙凸面的透明結(jié)構(gòu)，其中晶狀體的 成熟纖維細(xì)胞含有高含量的蛋白質(zhì)，且其對(duì)晶狀體的透明度和屈光力很重要。通常，通過還 原物質(zhì)并通過晶狀體周圍的低氧環(huán)境保護(hù)運(yùn)些蛋白質(zhì)免受氧化。實(shí)際上，在眼內(nèi)，由于玻璃 體凝膠的存在，氧濃度從視網(wǎng)膜向晶狀體急劇降低。因此，玻璃體凝膠的手術(shù)切除或更年期 變性常常增加晶狀體對(duì)于源自視網(wǎng)膜血管的氧的暴露。
[0005] 玻璃體切除術(shù)是用于將一些或全部玻璃體凝膠從眼睛去除的手術(shù)方法。其是許 多玻璃體視網(wǎng)膜手術(shù)治療的必要步驟，且僅在美國每年就有約500, 000名患者進(jìn)行該切除 術(shù)。然而，去除玻璃體經(jīng)常導(dǎo)致眼內(nèi)的氧通過自視網(wǎng)膜脈絡(luò)膜復(fù)合體的擴(kuò)散和/或通過玻 璃體凝膠的氧的離子輔助運(yùn)輸而流出。此外，氧還通過手術(shù)切口和用于臨時(shí)取代玻璃體凝 膠的氣體或溶液而被引入。結(jié)果，由于眼內(nèi)氧含量增加，將近一半的患者在進(jìn)行玻璃體切除 術(shù)后兩年內(nèi)顯露出繼發(fā)性白內(nèi)障。
[0006] 玻璃體切除術(shù)后降低白內(nèi)障形成的風(fēng)險(xiǎn)的當(dāng)前實(shí)踐包括：要求患者長時(shí)間保持頭 向下的位置，W使氣泡遠(yuǎn)離晶狀體，直到該氣泡被完全吸收。不幸的是，保持頭向下的位置 持續(xù)很久的時(shí)間常常是極具挑戰(zhàn)性的，特別對(duì)于老年人更是如此，并且其可能有若干副作 用，如尺神經(jīng)髓縮（pinching)。因此，面臨玻璃體切除術(shù)后的運(yùn)些要求，有一半的患者最后 沒有依從。然而，目前還沒有能有效防止玻璃體切除后白內(nèi)障發(fā)作的其他醫(yī)學(xué)或外科方法。
[0007] 因此，仍需要一種組合物和/或方法，其可保持眼睛晶狀體周圍的低氧壓力W防 止氧化損傷和形成晶狀體混濁，而且其也是生物相容的，不需要侵入性手術(shù)，且不過度削弱 個(gè)體的視力。
[000引發(fā)明概述
[0009] 本文公開的主題滿足部分或全部上述需要，在研究本申請(qǐng)?zhí)峁┑男畔⒑?，該主題 對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是顯而易見的。
[0010] 本概述內(nèi)容描述了本公開主題的幾個(gè)實(shí)施方案，并在許多情況下，列出了運(yùn)些實(shí) 施方案的變化和替換。本概述內(nèi)容僅是眾多不同實(shí)施方案的示例。給定實(shí)施方案的一個(gè)或 多個(gè)典型特征的提及同樣是示例性的。運(yùn)種實(shí)施方案通常可W有或沒有所提及的特征；同 樣地，那些特征可W應(yīng)用于本公開主題的其他實(shí)施方案，而不管該實(shí)施方案是否列于本概 述內(nèi)容中。為了避免過多的重復(fù)，本概述內(nèi)容沒有列出或提出運(yùn)些特征的所有可能組合。
[0011] 本公開主題包括用于降低氧化損傷的組合物和方法。具體而言，本公開主題包括 使用聚合材料和用于保護(hù)眼睛晶狀體免受氧化損傷的抗氧化劑的組合的用于降低氧化損 傷的組合物和方法。
[0012] 在本公開主題的一些實(shí)施方案中，提供了聚合物組合物，其包含聚（乙二醇）、粘 彈性聚合物和抗氧化劑，其中，聚合形式時(shí)該組合物的折射率為約1. 30至約1. 40,W允許 該聚合物組合物有效地用于個(gè)體的眼睛晶狀體。在一些實(shí)施方案中，該組合物的折射率為 約1. 33至約1. 36。
[0013] 在一些實(shí)施方案中，本文所述的組合物中包含的聚（乙二醇）可根據(jù)組合物的預(yù) 期用途而變化，并且其可W僅包括聚（乙二醇）或者可W包括連接到協(xié)助聚合物組合物集 合的其它官能部分的聚（乙二醇）。例如，在一些實(shí)施方案中，組合物中包含的聚（乙二醇） 是聚（乙二醇）二丙締酸醋。在一些實(shí)施方案中，聚（乙二醇）的分子量為約2000化至約 20000Da，且在一些實(shí)施方案中，其包含在組合物中的濃度為約50mg/mL至約150mg/mL。
[0014] 對(duì)于包含在組合物中的粘彈性聚合物，在一些實(shí)施方案中，粘彈性聚合物選自透 明質(zhì)酸或其鹽、徑甲基丙基纖維素、硫酸軟骨素、聚丙締酷胺、膠原蛋白、葡聚糖、肝素、瓊 脂糖、脫乙酷殼多糖及其組合。在一些具體實(shí)施方案中，粘彈性聚合物是透明質(zhì)酸或其鹽， 且透明質(zhì)酸或其鹽包含在組合物中的濃度為約8mg/mL至約12mg/mL。在其他實(shí)施方案 中，粘彈性聚合物是徑甲基丙基纖維素，且徑甲基丙基纖維素包含在組合物中的濃度為約 Img/mL至約40mg/mL。在一些實(shí)施方案中，徑甲基丙基纖維素在20°C水中2%的濃度下具 有約200cP至約5600CP的粘度，且在一些實(shí)施方案中，徑甲基丙基纖維素的分子量為約 200,OOODa。此外，在一些實(shí)施方案中，組合物中包含的徑甲基丙基纖維素可W根據(jù)組合物 的預(yù)期用途而變化，且可W包括連接到協(xié)助聚合物組合物集合的其它官能部分的徑甲基丙 基纖維素。例如，在一些實(shí)施方案中，該組合物中包含的徑甲基丙基纖維素是徑甲基丙基纖 維素丙締酸醋。
[0015] 不管包含在本公開主題的組合物中的特定粘彈性聚合物和聚（乙二醇） 材料如何，一旦二者結(jié)合并聚合，聚（乙二醇）和粘彈性聚合物通常表現(xiàn)為互穿 (inter-penetrating)聚合物、交聯(lián)聚合物或其組合的形式。在一些實(shí)施方案中，為調(diào)節(jié)組 合物的性能并提供可在個(gè)體的眼睛且更特別是眼睛晶狀體中被有效利用的組合物，包含在 組合物中的聚（乙二醇）和粘彈性聚合物的比例為約5:3、約5:2、約5:1、約6:1、約7:1、約 8:1、約 9:1、約 10:1、約 11:1、約 12:1、約 13:1、約 14:1、約 15:1、約 16:1、約 17:1、約 18:1、 約19:1或約20:1。在一些實(shí)施方案中，該組合物還包含乳化劑、非離子表面活性劑或兩者， 其可允許包含在示例性聚合物組合物中的聚（乙二醇）和粘彈性聚合物更大變化的比例。
[0016] 現(xiàn)在討論包含在本公開主題的組合物中的抗氧化劑，在一些實(shí)施方案中，包含在 示例性聚合物組合物中的抗氧化劑選自下組：海藻糖、煙酷胺、抗壞血酸、N-乙酷半脫氨 酸、疊氮化鋼、化唉醇、a-生育酪、生育酪、阱、谷脫甘膚、硫醇、0-胡蘿h素、番茄紅素、郵 青素、硫氧還蛋白、生育色原燒醇（tococ虹omanol)、塑性釀醇（plastoquinol)、花青、歧化 酶、酶、過氧化氨酶、二價(jià)陽離子、鋒、儀或其組合。在一些實(shí)施方案中，抗氧化劑是海藻糖。 在一些實(shí)施方案中，包含在組合物中的抗氧化劑的濃度為約0.OOlwt%至約lOwt%。此外， 在一些實(shí)施方案中，抗氧化劑作為多個(gè)抗氧化劑顆粒包含在組合物中，例如，在一些實(shí)施方 案中，抗氧化劑顆粒的直徑為約50nm至約lOOOnm。
[0017] 為了幫助組合物的組分聚合，一旦組分結(jié)合時(shí)，在一些實(shí)施方案中，組合物中進(jìn)一 步包含引發(fā)劑W引發(fā)和/或促進(jìn)聚（乙二醇）和粘彈性聚合物的聚合。引發(fā)劑可W是光引 發(fā)劑或酶。在一些實(shí)施方案中，引發(fā)劑是光引發(fā)劑且選自下組：2-徑基-4' -(2-徑基乙氧 基）-2-甲基苯丙酬、曙紅Y、S乙醇胺、1-乙締基-2-化咯燒酬及其組合。在使用光引發(fā)劑 的組合物的一些實(shí)施方案中，粘彈性聚合物包括光交聯(lián)部分，其能夠與組合物的其它組分 (例如，聚（乙二醇））相互作用并協(xié)助組合物的聚合。
[0018] 為了使本公開主題的組合物被個(gè)體的眼睛晶狀體有效利用，在一些實(shí)施方案中， 配置（例如調(diào)整）組合物的組分W賦予聚合物組合物某些特征或性質(zhì)。例如，在一些實(shí)施 方案中，組合物被配置成使得該組合物的表面能或表面張力小于約4達(dá)因/cm或大于約40 達(dá)因/cm,W減輕蛋白質(zhì)和細(xì)胞對(duì)組合物的粘附。作為另一實(shí)例，在一些實(shí)施方案中，組合物 被配置為具有約50N/m至約lOOON/m的彈性，W便減少對(duì)個(gè)體原本的眼睛晶狀體形狀的任 何可能干擾。此外，在一些實(shí)施方案中，組合物的同滲容摩為約28ImOsm至約350m0sm，使得 該組合物與眼睛玻璃體凝膠基本上等滲。此外，透氧性是本文所述的組合物中可調(diào)節(jié)的另 一種特性，且在一些實(shí)施方案中，為約1%至約80%，W便提供足W降低對(duì)晶狀體氧化損傷 并且防止晶狀體周氧梯度的建立的組合物。作為可調(diào)特性的又一個(gè)例子，在一些實(shí)施方案 中，該組合物在約33°C至約37°C之間的溫度下是熱穩(wěn)定的，使得該組合物在個(gè)體的眼內(nèi)是 生物相容的和穩(wěn)定的。
[0019] 在本公開主題的一些實(shí)施方案中，還提供了合成如本文所述組合物的方法。在 一些實(shí)施方案中，提供了合成方法，其包括W下步驟：加熱一定量的水；將緩沖劑加入到水 中，從而形成緩沖液（例如，憐酸鹽緩沖鹽水或2-[4-(2-徑乙基）贓嗦-1-基]乙橫酸 (肥PE巧緩沖液）；將聚（乙二醇）和粘彈性聚合物混合到緩沖液中W形成反應(yīng)混合物；將 抗氧化劑添加到反應(yīng)混合物中；然后在使反應(yīng)混合物聚合前，從反應(yīng)混合物中除去懸浮的 氣泡。在一些實(shí)施方案中，還將乳化劑、非離子表面活性劑或二者添加到反應(yīng)混合物中。另 夕F，在某些實(shí)施方案中，還將引發(fā)劑如光引發(fā)劑、酶或其組合添加到反應(yīng)混合物中，W協(xié)助 和提供對(duì)反應(yīng)混合物的聚合的控制。例如，在一些實(shí)施方案中，包含在反應(yīng)混合物中的引發(fā) 劑是光引發(fā)劑，使得在除去懸浮的氣泡的步驟后，將反應(yīng)混合物暴露于電磁福射（例如，可 見光、紫外光或其組合）W使組合物聚合。
[0020] 在本公開主題的一些實(shí)施方案中，還提供了降低對(duì)個(gè)體的眼睛晶狀體氧化損傷的 方法。在一些實(shí)施方案中，提供了降低對(duì)個(gè)體的眼睛晶狀體氧化損傷的方法，其包括：首先 提供包括聚（乙二醇）、粘彈性聚合物和抗氧化劑的組合物，其中聚合形式時(shí)該組合物的折 射率為約1.30至約1.40。然后，將該組合物施用至個(gè)體的眼睛晶狀體。在一些實(shí)施方案 中，該治療方法還可W包括在將該組合物施用至個(gè)體的眼睛晶狀體之后使組合物聚合的步 驟。例如，在一些實(shí)施方案中，該組合物還包含光引發(fā)劑，使得該組合物一旦被施用至個(gè)體， 就將該組合物和個(gè)體的眼睛暴露于一定量的電磁福射并且該組合物會(huì)在個(gè)體的眼睛內(nèi)聚 合。在一些實(shí)施方案中，施用該組合物的步驟包括通過針（例如，25號(hào)至27號(hào)針）或其它 施用器將該組合物注射入個(gè)體的眼內(nèi)。
[0021] 在研究本申請(qǐng)的說明書、附圖和非限制性實(shí)施例后，本公開主題的其他特征和優(yōu) 點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。
[0022] 附圖簡要說明
[0023] 圖1是顯示通過由聚（乙二醇）-二丙締酸醋和透明質(zhì)酸（PEG-DA/HA)的混合物 組成的聚合物組合物和由包含7. 5wt%海藻糖的陽G-DA/HA組成的聚合物組合物的透光百 分比與光的波長的函數(shù)的圖；
[0024] 圖2是顯示由lOOmg/mL聚（乙二醇）-二丙締酸醋（PEG-DA)、10mg/mL透明質(zhì)酸 (HA)和7. 5%的海藻糖亞微米顆粒組成的本公開主題的聚合物組合物的折射率的圖；
[002引圖3是根據(jù)由lOOmg/mL聚（乙二醇）-二丙締酸醋（PEG-DA)、10mg/mL透明質(zhì)酸 (HA)和7.5%的海藻糖亞微米顆粒組成的本公開主題的凍干的聚（乙二醇）-二丙締酸醋 和透明質(zhì)酸水凝膠的掃描電子顯微鏡（SEM)圖像；
[002引圖4是由lOOmg/mL聚（乙二醇）-二丙締酸醋（PEG-DA)、lOmg/mL透明質(zhì)酸（HA) 和5%的海藻糖亞微米顆粒組成的本公開主題的聚合物組合物的SEM圖像；
[0027] 圖5是圖4中所示的沈M圖像的高倍放大圖像，且還顯示放置在聚合物組合物的 孔中的海藻糖顆粒；
[0028]圖6是顯示海藻糖顆粒相對(duì)于海藻糖粉末的抗氧化能力的圖，其中顆粒和粉末的 抗氧化能力測定為兩個(gè)時(shí)間段內(nèi)氧自由基的抑制百分比；
[0029] 圖7是顯示本公開主題的聚合物組合物的折射率變化與溫度的函數(shù)的圖；
[0030] 圖8是顯示水中浸泡本公開主題的聚合物組合物30天后，該聚合物組合物的重量 變化的圖；
[0031] 圖9是顯示水中浸泡本公開主題的聚合物組合物后最初的120小時(shí)內(nèi)，該聚合物 組合物的重量變化圖；
[0032] 圖10是新分離的豬晶狀體的一系列圖像，其顯示培養(yǎng)該晶狀體一段時(shí)間后晶狀 體的渾濁化；
[003引圖11是顯示在用ImM&02培養(yǎng)豬晶狀體一段時(shí)間后在該晶狀體內(nèi)形成白內(nèi)障的 一對(duì)圖像；
[0034] 圖12是顯示在用0.SmM&〇2培養(yǎng)豬晶狀體一段時(shí)間后在該晶狀體內(nèi)形成白內(nèi)障 的一系列圖像；
[0035] 圖13是顯示用本公開主題的聚合物組合物涂覆豬晶狀體的效果的一對(duì)圖像，其 中，該組合物在一段時(shí)間內(nèi)未導(dǎo)致晶狀體渾濁；
[0036] 圖14是顯示用本公開主題的聚合物組合物涂覆豬晶狀體對(duì)氧擴(kuò)散至晶狀體的影 響的圖；W及
[0037] 圖15是顯示涂覆有本公開主題的聚合物組合物的豬晶狀體相對(duì)于未涂覆的晶狀 體渾濁化降低的一對(duì)圖像，其中每個(gè)晶狀體用0. 3Mm&〇2培養(yǎng)。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 本公開主題的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的細(xì)節(jié)闡述于本文中。研究本文提供的信息 后，對(duì)本文描述的實(shí)施方案的修改和其他實(shí)施方案對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。 本文提供的信息W及特別是所述示例性實(shí)施方案的具體細(xì)節(jié)主要用于清楚理解，應(yīng)理解從 中沒有不必要的限制。在出現(xiàn)矛盾的情況下，W本文的說明書包括定義為準(zhǔn)。
[0039] 雖然認(rèn)為本文所用的術(shù)語可被本領(lǐng)域技術(shù)人員很好地理解，但提供本文所列出的 定義W幫組說明本文公開的主題。
[0040] 除非另有限定，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有本公開主題所屬技術(shù)領(lǐng)域中 普通技術(shù)人員普遍理解的相同含義。雖然任何類似或等同于本文描述的方法、裝置和材料 可用于本公開主題的實(shí)踐或測試，但下面將描述典型的方法、裝置和材料。
[0041]根據(jù)長期存在的專利法慣例，術(shù)語"一（a) "、" 一（an)"和"該（the)"在本申請(qǐng)包 括權(quán)利要求書中使用時(shí)指"一個(gè)或多個(gè)"。因此，例如，提及"一種蛋白"包括多種運(yùn)樣的蛋 白，