[发明专利]由聚合物-蛋白质结合物形成的支架，产生该支架的方法及其用途

说明书

技术领域

在其一些实施方式中，本发明涉及聚合物-蛋白结合物（conjugate），并且更具体地，但是非排他地，涉及形成支架（scaffold）的聚合物-蛋白结合物，涉及产生支架的方法以及涉及其在例如组织工程学（tissue engineering）中的用途。

背景技术

随着组织工程学领域的发展，对于新型生物材料支架存在需要，这些支架可以提供超过仅仅是构造和机械性的支持。新型“杂化（混合，hybrid）”材料被开发成复杂的支架，其中生物聚合物例如藻酸酯（藻酸盐）、胶原或纤维蛋白原与合成的聚合物相结合从而在材料/细胞界面处提供增加的多样性和生物活性。从细胞相互作用的方面，杂化材料的生物域可以积极地参与朝向功能性组织的形成来刺激细胞。通过生物大分子例如蛋白区段[Cutler and Garcia,Biomaterials 2003,24:1759-1770]、生长因子[Seliktar et al.,J Biomed Mater Res A 2004,68:704-716;Zisch et al.,FASEB J2003;17:2260-2262;DeLong et al.,Biomaterials 2005,26:3227-3234]、或短的生物活性肽[Mann et al.,Biomaterials 2001,22:3045-3051;Lutolf et al.,Proc Natl Acad Sci U S A 2003,100:5413-5418;Stile and Healy,Biomacromolecules 2001,2:185-194]来控制生物活性信号。这些元件能够影响细胞迁移、增殖、以及引导的分化（导向分化，guided differentiation）[Dikovsky et al.,Biomaterials 2006,27:1496-1506]。从生物材料特性的方面，还可以使用“灵巧型（smart）”聚合物来提供响应于温度、pH、或光的改变对支架本体特征更好的控制[Furth et al.,Biomaterials 2007,28:5068-5073;Galaev and Mattiasson,Trends Biotechnol 1999,17:335-340]。由灵巧型聚合物制造的杂化材料具有额外的自由度，包括对体积密度（松密度）、可降解性、孔隙率以及顺应性的控制，它们的全部可以通过合成的聚合物组分进行调节[Peppas et al.,Annu Rev Biomed Eng 2000,2:9-29;Tsang and Bhatia,Adv Drug Deliv Rev 2004,56:1635-1647;3]Baier Leach et al.,Biotechnol Bioeng 2003,82:578-589]。

已经基于内源性蛋白与多效合成聚合物相结合制备了这些杂化材料[Almany and Seliktar,Biomaterials 2005,26:2467-2477;Gonen-Wadmany et al.,Biomaterials 2007,28:3876-3886;Peled et al.,Biomed Mater Res A 2007,80:874-884;Seliktar,Ann N Y Acad Sci 2005,1047:386-394]。已经研究了由结合到纤维蛋白原上的聚乙二醇（PEG）制造的水凝胶的交替的结构特性对形态的影响以及胶囊化（encapsulated）平滑肌细胞的重塑[Dikovsky et al.,Biomaterials 2006,27:1496-1506;Dikovsky et al.,Biophys J 2008,94:2914-2925]。这些材料表现了通过多效合成组分通过改变多种因素例如密度、硬度、以及蛋白质分解的可降解性来控制细胞行为的能力。纤维蛋白原是用于组织重塑的天然基质，它包含数个细胞信号传导域，包括蛋白酶降解基质以及细胞粘附基序[Herrick et al.,Int J Biochem Cell Biol 1999,31:741-746;Werb,Cell 1997,91:439-442]。

国际专利申请PCT/IL2004/001136（公开为WO2005/061018）和美国专利申请号11/472,437说明了由合成聚合物（例如聚乙二醇）交联的蛋白（例如纤维蛋白原）骨架组成的生物可降解的支架，以及从聚合物-蛋白结合物产生这类支架的方法。