[发明专利]生物表面的共形涂层

说明书

本发明尤其提供了超薄共形涂覆的生物表面，诸如活细胞、细胞簇、组织、器官和杂合合成器官；以及在不损坏或显著修改所述生物表面的条件下例如使用点击反应性水溶性聚合物制备所述生物表面的方法。在一些实施方案中，所述涂覆的生物表面适于递送至有需要的受试者。

在先申请

本申请要求2016年12月13日提交的美国临时申请号62/433,449的权益。上述申请的完整教导以引用的方式并入本文。

发明领域

本发明涉及具有薄的半透性表面的生物表面(例如细胞、细胞簇、组织、器官和杂合合成器官)—共形涂覆的生物表面，及其相关制备方法。

背景技术

基于细胞的疗法，诸如用于治疗胰岛素依赖性糖尿病的胰岛移植，至少部分地由于潜在的宿主免疫系统活性而受到限制。现有的基于屏障的用于从宿主免疫系统中分离移植细胞的方法取得的成功有限。应用于活细胞的微囊化方法具有一些严重的缺点，诸如由于其尺寸差异和微胶囊环境中细胞/簇的随机分布变化而导致的营养物质和氧气扩散的限制。这些问题通常对细胞的功能和寿命构成威胁。水凝胶共形涂层可以克服传统微胶囊化中通常涉及的问题。共形涂层的一些理论优势(虽然现有形态尚不能满足)包括对细胞的优异营养物质和氧气供应，延长使用期限，改善药物分泌细胞功能性以及有可能以小体积负载高细胞剂量。尽管共形涂层具有若干优点，但是没有合适的方法可应用于活细胞，并且现有的涉及共形涂层的方法通常非常厚并且还具有微胶囊化的许多缺点。此外，现有方法诸如两相体系、基于乳液的方法和自由基/光引发的方法、微流控方法和液/液界面方法：1)修改活细胞并对活细胞产生有害作用，2)经常形成大于50至75微米的厚涂层，并且3)面临可再现性和可扩展性问题。因此，需要基本上不受修改或损害的具有共形涂层的生物表面及其相关制备方法，所述方法优选地可以在生理条件下进行，并且是可再现的、可扩展的且提供优异的结果。

发明内容

本发明尤其提供了基本上不受修改或损坏的具有共形涂层的生物表面及其相关制备方法，即可以在生理条件下进行，并且是可再现的、可扩展的且提供优异的结果的方法。

本发明提供的组合物将具有共形涂层，诸如水凝胶，所述共形涂层允许生物表面保留生物功能而几乎不受损坏或修改，例如不修改细胞表面分子，例如不使水凝胶与生物表面共价缀合或以以下其他方式改变表面：例如破坏二硫键，或修改官能羧酸、胺或羟基基团，或修改DNA(例如在需要光活化的过程中)，这是用以在基质中嵌入细胞的许多过程中所固有的。技术人员已知的多种聚合物将适于水凝胶，这些聚合物包括如本文所例示的由例如多臂PEG分子和线性甲基丙烯酰氧基乙基共聚物形成的水凝胶，所述线性甲基丙烯酰氧基乙基共聚物例如具有磷酸胆碱或其他两性离子基团的甲基丙烯酰氧基乙基共聚物，例如具有磷酸胆碱和衍生的烯丙胺(例如具有附加的官能团诸如点击反应性基团，任选地具有居间接头，以促进交联)的甲基丙烯酰氧基乙基共聚物。

本文描述了形成本发明提供的组合物的多种方法。本发明提供的方法的优点包括便易性、可再现性、可扩展性和生理相容性。生物表面(诸如细胞或细胞簇)不暴露于苛刻条件下，因此维持优异的活力和功能性，同时避免了与其他涂覆方法相关的某些潜在的诱变步骤。本发明提供的某些方法的一个有利方面是使用水相和与多臂聚合物相关的点击反应性官能团，所述多臂聚合物诸如点击官能多臂PEG分子，和基于甲基丙烯酰氧基乙基磷酸胆碱和烯丙胺的点击官能线性共聚物(诸如可商购的-NH01)。

此外，在相关方面，可以在例如治疗或改善病症的方法中向受试者(诸如人)施用本发明提供的组合物施。例如，可通过施用有效量的本发明提供的组合物(诸如包含共形涂覆的生物表面(例如产生胰岛素的细胞)的组合物)来治疗以缺少或以其他方式缺乏生物功能(例如胰岛素产生)为特征的病症(胰岛素缺乏，诸如1型糖尿病)。

附图说明

图1是蔗糖介质中的涂覆的聚苯乙烯(PS)颗粒；4臂PEGNH2/4臂PEGNHS的共聚焦显微照片。