[发明专利]生物凝胶

说明书

技术领域

本发明涉及生物凝胶，和用于形成该生物凝胶的试剂盒、制剂和 方法。在优选的方面，该生物凝胶是组织粘合剂。可以将该生物凝胶 或组织粘合剂用于包括止血、封闭伤口愈合、组织工程或定位的药物 递送的多种应用。

背景技术

在凝血过程中，通过凝血酶将纤维蛋白原转化成纤维蛋白。纤维 蛋白原包含彼此通过二硫键连接的两组三个不同链(α、β和γ)。 这些链一起形成与两个远端球状结构域(D结构域)相连的中心球状 结构域(E结构域)。凝血酶切割在纤维蛋白原中心E结构域中的四 个精氨酸-甘氨酸肽键，从两个α链中的每一个的释放A肽，且从两 个β链中的每一个均释放B肽。将A和B肽命名为纤维蛋白肽。缺乏 这些纤维蛋白肽的纤维蛋白原分子被称为纤维蛋白单体。纤维蛋白单 体自发的组装为称为纤维蛋白的有序纤维阵列。通过在纤维蛋白纤维 中不同分子侧链之间形成共价交联来稳定纤维蛋白。在转酰胺基反应 中在特定谷氨酰胺和赖氨酸侧链之间形成肽键，该反应由因子XIIIa 催化。

一旦被激活，血小板也参与形成血块的基本部分。血小板附着到 暴露的伤口表面和被激活。血小板膜糖蛋白GPIIb/IIIa经历构象的改 变，使其结合纤维蛋白原。纤维蛋白原能够结合多个血小板，从而使 血小板凝聚在一起。血小板凝聚形成在纤维蛋白网络内所形成血块的 基本结构。

纤维蛋白组织粘着剂(FTA)是对通过模拟凝血连锁反应最后步骤 所形成产物的命名，使用该凝血连锁反应以形成纤维蛋白凝块。商品 化的FTA试剂盒快速产生强的生物可降解凝胶，其被用于止血、药物 递送和作为外科胶和组织塑封。通常经由注射装置递送纤维蛋白原、 因子XIII、凝血酶和钙离子，在贮存期间该装置将纤维蛋白原和因子 XIII与钙离子和凝血酶分开。在从注射器释放期间组分被混合，导致 纤维蛋白原的溶栓，产生纤维蛋白，其自组装形成凝胶，之后通过钙 离子激活的因子XIII被交联。但是，许多FTA使用牛凝血酶，其可以 在患者中诱发过敏反应和自身免疫反应。

Zhang等人(Bioconjugate Chem.2002(13)：640-646)描述了基 于纤维蛋白原的水凝胶的形成，该过程是通过光激活从脂质体释放钙 离子，随后激活谷氨酰胺转移酶催化纤维蛋白原交联。但是，这些水 凝胶的形成是复杂的，并且需要专门形成脂质体和因子XIII。

Hidas等人(Urology 67(4)，2006：697-700)描述了白蛋白戊二 醛组织粘合剂在无缝合肾保留手术中的用途。将牛血清白蛋白和戊二 醛混合。戊二醛暴露导致牛血清白蛋白的赖氨酸分子、细胞外基质蛋 白和细胞表面彼此结合，产生强共价键。但是，这一粘合剂的缺点在 于，戊二醛是有毒的，和具有牛血清白蛋白可能在患者中诱导过敏反 应的风险。

因此，需要提供凝胶或组织粘合剂，其不需要使用毒性物质，最 小化过敏反应的风险，并且其可以容易地从能够在稳定条件下容易贮 存的成份中产生。

发明内容

根据本发明，提供生物试剂盒(即，用于形成生物凝胶的试剂盒)， 其包含：多个载体、固定于各载体上的多个纤维蛋白原结合部分和纤 维蛋白原，其中各纤维蛋白原分子能够结合至少两个纤维蛋白原结合 部分。

本文使用的术语“生物凝胶”包括包含一种或多种成份的凝胶， 所述成份是天然或重组的生物分子(或化学合成的生物分子)、或其衍 生自生物分子(例如，保留生物分子的一种或多种功能的衍生物)。

可以通过将纤维蛋白原和载体接触形成生物凝胶。因为多个纤维 蛋白原结合部分被固定于各个载体，且因为各个纤维蛋白原分子能够 结合至少两个纤维蛋白原结合部分，所述纤维蛋白原分子经由所述载 体而连接在一起。在所述纤维蛋白原分子和所述纤维蛋白原结合部分 之间形成非共价键。

因此，根据本发明，还提供形成生物凝胶的方法，其包括使纤维 蛋白原分子与多个载体接触，其中各个载体具有多个纤维蛋白原结合 部分，和各个纤维蛋白原分子能够结合至少两个纤维蛋白原结合部分， 从而所述纤维蛋白原分子通过在所述纤维蛋白原结合部分和所述纤维 蛋白原分子之间形成的非共价键，经由载体连接在一起。