[发明专利]可缩放的三维弹性构建体制造

说明书

发明领域

本发明涉及由原弹性蛋白(tropoelastin)产生弹性材料，并且尤其涉及材料形成为优选的三维形状，并且尤其(但非排他性地)涉及可以用于组织疗法和修复的材料。

发明背景

本说明书中对任何现有技术的提及不是并且不应当视为承认或以任何形式暗示这种现有技术形成在澳大利亚或任何其他管辖权的公知常识的部分或者可以合理地预期这项现有技术由本领域技术人员确认、理解和视为相关的。

对于可以用于人组织修复的三维构建体存在相当大的、日益增长的需求。基于天然生物材料(如弹性蛋白)的构建体由于其显著特性(包括弹性、自组装、长期稳定性和生物活性)而已经成为各种组织工程化应用的主要候选物。

原弹性蛋白是用于形成弹性蛋白和弹性纤维的基质材料。弹性蛋白是在原弹性蛋白交联时由原弹性蛋白形成的。

原弹性蛋白是在大多数水溶液中可溶的，并且确实是在生理盐和pH下可溶的。可以通过加热水溶液诱导原弹性蛋白从水溶液沉淀。该过程被称为凝聚，其中原弹性蛋白单体通过一个原弹性蛋白单体的疏水区与另一个单体的相同区的接触彼此缔合。单体的这种缔合是可逆的，并且凝聚的原弹性蛋白中的原弹性蛋白单体可以例如通过pH、盐或温度改变解离，从而导致凝聚层的原弹性蛋白单体溶解到溶液中和凝聚层的消失。这意味着原弹性蛋白的凝聚层不足以强健来形成在生理条件下稳定的一种优选的三维弹性结构。

原弹性蛋白单体的交联(无论是以凝聚形式还是以另外的方式)导致原弹性蛋白单体的一种共价键合，该共价键合表面上表示不能通过pH、盐或温度调节解离的原弹性蛋白单体的一种缔合。一般来说，交联的原弹性蛋白单体(如在弹性蛋白和弹性纤维中所观察到的)不能彼此解离，除非这些单体水解，如在用于纯化来自天然来源的弹性蛋白的现有技术过程中所描述。

鉴于如在弹性蛋白或弹性纤维中的交联原弹性蛋白中所观察到的原弹性蛋白单体的通常不可逆的缔合，原弹性蛋白的交联已被提出作为一种解决方案来使能形成优选的三维弹性结构。该技术的实例在宫本(Miyamoto)等人(2009)WO2008/033847和WO2009/099570中披露，其中使电纺丝材料交联成优选的稳定结构。一些交联技术需要一个加热步骤，其中一种含有原弹性蛋白的组合物在一种优选的弹性结构的形成中加热。通常需要加热步骤来蒸发溶剂和/或提供用于交联反应的所需温度条件。

涉及交联的过程的一个问题是这些交联剂在组织对交联剂的化学性质、或残留未反应的交联剂抑或交联材料的弹性功能的耐受性背景下不是生物相容的。另一个问题是难以由交联材料形成一种优选的结构，因为在交联之后，材料迅速凝固成一种类型的结构，该结构然后不能符合一种优选的强健形状。因此对于这类过程可以用于通过喷射成型技术等形成结构的程度存在限制。

最终，由原弹性蛋白单体形成一种稳定的优选的三维结构所需的是使这些单体以这样一种方式彼此连接，该方式为以便防止将导致该优选的结构或形状的损失的彼此解离。形成一种稳定的弹性三维构建体的另一种方法是使用其他分子，这些分子表面上充当连接子以用于将一个原弹性蛋白单体与另一个连接。实例包括通常如WO2009/099570中所论述的合成聚合物。另一种方法是用如WO2012/080706、WO2011/127478和WO2007/029913中的可溶性弹性单体的溶液啧涂或涂覆一种水不溶性基质。在该后者方法中，不溶性基质(如WO2007/029913中的一种纳米纤维网状物或如WO2011/127478中的一种管)表面上将这些原弹性蛋白单体彼此连接，这样使得它们不会在水性条件下解离。这些方法的问题是，不可避免地是不溶性基质提供优选的三维形状而不是这些分子组分，这样影响结构的总体弹性概况并且限制建立三维结构的能力。

存在对于形成弹性三维结构的新方法的需要。

发明概述

本发明试图解决上述限制、需求或问题中的一个或多个或至少提供对这些上述限制、需求或问题中的一个或多个的一种改进，并且在一个实施例中提供一种用于形成一种弹性材料的方法，该方法包括：

-提供原弹性蛋白单体的一种溶液；

-将该溶液施加到一个表面上；

-将该表面上的溶液加热至足以使这些原弹性蛋白单体能够彼此结合以便形成一种弹性材料的一个温度，当该弹性材料与一种水溶液相接触时该材料不会解离成原弹性蛋白单体，

从而形成该弹性材料。

在另一个实施例中，提供一种用于形成一种弹性材料的方法，该方法包括：

-提供原弹性蛋白单体的一种溶液；

-将该溶液施加到一个表面上；