[发明专利]肽-白蛋白水凝胶的性能及其应用

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年12月7日递交的，发明名称为肽-白蛋白水凝胶的性能及其应用的美国临时专利申请No.61/734,708的权益，其全部内容以全文参考的方式引入本文。

序列表

本发明含有计算机可读形式(CRF)的序列表，在2013年12月4日以名称为“序列表”的17.6KB的ASCII格式文本文件递交。CRF的内容以全文参考的方式引入本文。

技术领域

本发明涉及自组装的肽-白蛋白水凝胶。

背景技术

使用肽水凝胶作为可注射的材料，用于组织工程以及其他生物工程的应用，是过去几十年重要的发现。由于肽水凝胶具有高含水量和聚合物网络，是用于存储和转移蛋白质而不显著损失其生物活性的很有前途的材料。溶胶-凝胶转变发生在肽分子自组装成能聚拢水分子的结构明确的纳米纤维网时。因为这种转变发生在特定的温度和pH值下，肽水凝胶前体可以液相注入人体内，并且当在生物体内生理条件(例如，pH，温度)变化时转变成水凝胶，这对可注射应用非常重要。

特别需要具有剪切稀化特性且具有快速恢复特性的可注射的水凝胶。这种水凝胶应具有在剪切力的作用下急剧下降的储能模量，但当除去所述力后可以恢复。也需要形成肽水凝胶的改进的方法，该方法避免了需要对水凝胶溶液进行化学或环境修饰来诱导水凝胶的形成。

发明内容

本发明广义地涉及自组装的、具有三维纳米纤维基质的肽-白蛋白水凝胶。所述纳米纤维基质包含两亲性的肽和白蛋白(基本上由两亲性的肽和白蛋白组成或由两亲性的肽和白蛋白组成)。两亲性的肽包含一个末端疏水区域，一个中央转动区域以及一个末端亲水区域。

描述了形成肽-白蛋白水凝胶的方法。所述方法包括提供含有肽分散、溶解或悬浮在溶剂体系中的肽溶液，以及在室温下混合白蛋白源与所述肽溶液，以形成肽-白蛋白溶液。所述肽是两亲性的且包括一个末端疏水区域，一个中央转动区域和末端亲水区域。所述肽和白蛋白自组装成肽-白蛋白水凝胶而不需要调节肽-白蛋白溶液的pH值、温度、盐或离子成分。

本文也描述了使用肽-白蛋白水凝胶的方法，包括传递活性剂至患者的方法。所述方法包括向患者施用本文描述的任何实施例的肽-白蛋白凝胶，其中所述活性剂被包裹在水凝胶基质中。

附图说明

图1显示了肽-白蛋白混合物的TEM图像:图1a.h9e/BSA混合物，图1b.h9e/HSA混合物；

图2显示了h9e/BSA水凝胶的机械性能的图；

图3显示了h9e/HAS水凝胶的机械性能的图；

图4显示了在MEM中的肽的水凝胶化。A:提出了MEM-诱导的h9e肽自组装水凝胶化的机理(SEM图像显示了水凝胶基质的纳米纤维支架)。B和C:在37℃的条件下凝胶化的1mM、2mM、和3mM的肽水凝胶的储能模量G'。D:1mM肽水凝胶的SEM图像。E:3mM肽水凝胶的SEM图像；

图5显示了h9e水凝胶的动态流变学研究。A:1mM、2mM、和3mM的肽水凝胶的剪切稀化和恢复试验的储能模量G’。B:剪切应变从1％至500％且间隔为1分钟、5分钟和10分钟的四次振幅扫描试验。C:用移液管多次转移肽水凝胶；水凝胶被剪切稀化，但快速重新组装，而不永久性破坏水凝胶结构。D:在4℃和50℃之间的1mM、2mM、和3mM的肽水凝胶温度曲线试验；

图6显示了h9e-MSC水凝胶的动态流变学研究。A:水凝胶形成过程中1mM，2mM和3mM的h9e-MSC水凝胶的G’。B:2mM h9e-MSC水凝胶的剪切稀化和恢复试验的G'和G”。C:稀释20倍后的2mM的h9e-MSC水凝胶的G’和G”；

图7显示了h9e-2i水凝胶的动态流变研究。A:水凝胶形成过程中1mM，2mM和3mM的h9e-2i水凝胶。B:2mM h9e-2i水凝胶的剪切稀化和恢复试验的G'和G'。C:稀释20倍后的2mM h9e-2i水凝胶的G’和G”；以及

图8显示了h9e-2水凝胶和h9e溶液的稳定性。A.从第1天至第7天的h9e-2i水凝胶的G’。在所述h9e溶液在4℃的冰箱储存1、6、18和24天后h9e-2i混合物形成水凝胶。

具体实施方式