(57)【要約】  ５００００ダルトンより低い分子量を有するアルギネートを含み、該アルギネートがゲルの少なくとも４重量％の量で存在する安定なヒドロゲルが提供され、種々の医学上の用途における使用のためのより強い、より安定なそしてより抵抗性のあるヒドロゲルが得られ、膨潤性を低下させる包膜化技術の開発、コントロールされた生物分解性を有するアルギネート構造のデザイン、密度の高いバリウムイオンによる新しい造影剤および放射線不透過性材料の作成、および生体再吸収性治療組成物が開発できる。【選択図】なし
2009543892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
５００００ダルトンより低い分子量を有するアルギネートを含み、該アルギネートがゲルの少なくとも４重量％の量で存在することを特徴とする安定なヒドロゲル。
【請求項２】
細胞、製薬上活性な剤、栄養上活性な剤、生体組織、医薬、食品、化粧品または放射性同位元素の少なくとも１つをさらに含む請求項１のヒドロゲル。
【請求項３】
５００００ダルトンより低い分子量を有する非酸化アルギネートおよび細胞、製薬上活性な剤、栄養上活性な剤、生体組織、医薬、食品、化粧品または放射性同位元素の少なくとも１つを含み、該アルギネートがゲルの少なくとも４重量％の量で存在することを特徴とするヒドロゲル。
【請求項４】
該細胞が、島細胞、ケラチノサイト、肝細胞、ネフロン、軟骨細胞、筋芽細胞、繊維芽細胞、ニューロンからなり、該製薬上活性な剤が、抗生物質、癌化学療法剤、モルヒネ、成長因子および抗感染症剤からなる請求項１−３の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項５】
細胞をさらに含む請求項１−３の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項６】
１００００ダルトンより高くしかも７５０００ダルトンより低い分子量を有するアルギネートを含み、アルギネートがヒドロゲルの少なくとも４重量％の量で存在し、該ヒドロゲルが細胞または生体組織をさらに含むことを特徴とするヒドロゲル。
【請求項７】
該アルギネートが５００００ダルトンより低い分子量を有し、アルギネートがヒドロゲルの少なくとも４重量％の量で存在し、該ヒドロゲルが細胞または生体組織をさらに含む請求項６のヒドロゲル。
【請求項８】
該アルギネートがゲルの少なくとも５．０重量％の量で存在する請求項１−７の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項９】
該アルギネートがゲルの少なくとも６．０重量％の量で存在する請求項１−７の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項１０】
該アルギネートがゲルの少なくとも７．０重量％の量で存在する請求項１−７の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項１１】
該アルギネートがゲルの少なくとも８．０重量％の量で存在する請求項１−７の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項１２】
４００００ダルトンより低い分子量を有する請求項１−１１の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項１３】
３００００ダルトンより低い分子量を有する請求項１−１１の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項１４】
２００００ダルトンより低い分子量を有する請求項１−１１の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項１５】
該アルギネートへイオン結合したカルシウムイオン、ストロンチウムイオンまたはバリウムイオンの少なくとも１つをさらに含む請求項１−１４の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項１６】
該アルギネートが、（ｉ）Ｇブロックからなるアルギネート、（ｉｉ）Ｍブロックのみからなるアルギネートまたは（ｉｉｉ）ＭＧブロックからなるアルギネートの少なくとも１つからなる請求項１−１４の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項１７】
該アルギネートが、Ｇブロックからなるアルギネートの少なくとも１つからなる請求項１−１４の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項１８】
該アルギネートが、該アルギネートの５０重量％より多い量でグルロン酸を含む請求項１−１４の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項１９】
該アルギネートが、該アルギネートの５０重量％より少ない量でグルロン酸を含む請求項１−１４の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項２０】
該アルギネートが、それへ共有結合した少なくとも１つの細胞接着ペプチドを含む請求項１−１４の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項２１】
該細胞接着ペプチドが、ＲＧＤを含むペプチドである請求項１−１４の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項２２】
該アルギネートが１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンレベルを有する請求項１−２１の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項２３】
７５０００ダルトン以上の分子量を有するアルギネートをさらに含み、該アルギネートがゲルの２％以下の量で存在する請求項１−２２の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項２４】
７５０００ダルトン以上の分子量を有するアルギネートをさらに含み、該アルギネートがゲルの１％以下の量で存在する請求項１−２２の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項２５】
ａ）ｉ）可溶性のアルギネートを含む溶液と不溶性のゲル粒子とを混合するか、またはｉｉ）直ちに溶解するアルギネート、不溶性のゲル粒子および溶媒を混合することにより分散物を形成し、そしてｂ）分散物がヒドロゲルを形成するように分散物を処理し、その場合該可溶性のアルギネートは７５０００ダルトンより低い分子量を有し、可溶性のアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、ゲルの少なくとも２．５重量％の量で存在する方法により形成されることを特徴とするヒドロゲル。
【請求項２６】
該可溶性のアルギネートまたは該直ちに溶解するアルギネートが、ゲルの少なくとも４．０重量％の量で存在する請求項２５のヒドロゲル。
【請求項２７】
該可溶性のアルギネートまたは該直ちに溶解するアルギネートが、ゲルの少なくとも５．０重量％の量で存在する請求項２５のヒドロゲル。
【請求項２８】
該可溶性のアルギネートまたは該直ちに溶解するアルギネートが、ゲルの少なくとも６．０重量％の量で存在する請求項２５のヒドロゲル。
【請求項２９】
該可溶性のアルギネートまたは該直ちに溶解するアルギネートが、３００００ダルトンより低い分子量を有する請求項２５−２８の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項３０】
該可溶性のアルギネートまたは該直ちに溶解するアルギネートが、２００００ダルトンより低い分子量を有する請求項２５−２８の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項３１】
該アルギネートへイオン結合したカルシウムイオン、ストロンチウムイオンまたはバリウムイオンの少なくとも１つをさらに含む請求項２５−３０の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項３２】
該可溶性のアルギネートまたは該直ちに溶解するアルギネートが、（ｉ）Ｇブロックからなるアルギネート、（ｉｉ）Ｍブロックのみからなるアルギネートまたは（ｉｉｉ）ＭＧブロックからなるアルギネートの少なくとも１つからなる請求項２５−３０の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項３３】
該可溶性のアルギネートまたは該直ちに溶解するアルギネートが、Ｇブロックからなるアルギネートの少なくとも１つからなる請求項２５−３０の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項３４】
該可溶性のアルギネートまたは該直ちに溶解するアルギネートが、該アルギネートの５０重量％より多い量でグルロン酸を含む請求項２５−３０の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項３５】
該可溶性のアルギネートまたは該直ちに溶解するアルギネートが、それへ共有結合した少なくとも１つの細胞接着ペプチドを含む請求項２５−３０の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項３６】
該可溶性のアルギネートまたは該直ちに溶解するアルギネートが、１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンレベルを有する請求項２５−３５の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項３７】
細胞、製薬上活性な剤、栄養上活性な剤、生体組織、医薬、食品、化粧品または放射性同位元素の少なくとも１つをさらに含む請求項２５−３６の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項３８】
該細胞が、島細胞、ケラチノサイト、肝細胞、ネフロン、軟骨細胞、筋芽細胞、繊維芽細胞、ニューロンからなり、該製薬上活性な剤が、抗生物質、癌化学療法剤、モルヒネ、成長因子および抗感染症剤を含む請求項３７のヒドロゲル。
【請求項３９】
細胞をさらに含む請求項２５−３７の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項４０】
請求項１−３９の何れか１つの項のヒドロゲルを含むビード。
【請求項４１】
７５０００ダルトンより低い分子量を有するアルギネートを含み、該アルギネートがゲルの少なくとも４重量％の量で存在することを特徴とするビード。
【請求項４２】
該アルギネートがゲルの少なくとも５．０重量％の量で存在する請求項４１のビード。
【請求項４３】
該アルギネートがゲルの少なくとも６．０重量％の量で存在する請求項４１のビード。
【請求項４４】
該アルギネートがゲルの少なくとも７．０重量％の量で存在する請求項４１のビード。
【請求項４５】
３００００ダルトンより低い分子量を有する請求項４１−４４の何れか１つの項のビード。
【請求項４６】
２００００ダルトンより低い分子量を有する請求項４１−４４の何れか１つの項のビード。
【請求項４７】
該アルギネートへイオン結合したカルシウムイオン、ストロンチウムイオンまたはバリウムイオンの少なくとも１つをさらに含む請求項４１−４６の何れか１つの項のビード。
【請求項４８】
該アルギネートが、（ｉ）Ｇブロックからなるアルギネート、（ｉｉ）Ｍブロックのみからなるアルギネートまたは（ｉｉｉ）ＭＧブロックからなるアルギネートの少なくとも１つからなる請求項４１−４７の何れか１つの項のビード。
【請求項４９】
該アルギネートが、Ｇブロックからなるアルギネートの少なくとも１つからなる請求項４１−４７の何れか１つの項のビード。
【請求項５０】
該アルギネートが、該アルギネートの５０重量％より多い量でグルロン酸を含む請求項４１−４７の何れか１つの項のビード。
【請求項５１】
該アルギネートが、それへ共有結合した少なくとも１つの細胞接着ペプチドを含む請求項４１−４７の何れか１つの項のビード。
【請求項５２】
該細胞接着ペプチドが、ＲＧＤを含むペプチドである請求項４１−４７の何れか１つの項のビード。
【請求項５３】
該アルギネートが１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンレベルを有する請求項４１−５３の何れか１つの項のビード。
【請求項５４】
細胞、製薬上活性な剤、栄養上活性な剤、生体組織、医薬、食品、化粧品または放射性同位元素の少なくとも１つをさらに含む請求項４１−５３の何れか１つの項のビード。
【請求項５５】
該細胞が、島細胞、ケラチノサイト、肝細胞、ネフロン、軟骨細胞、筋芽細胞、繊維芽細胞、ニューロンからなり、該製薬上活性な剤が、抗生物質、癌化学療法剤、モルヒネ、成長因子および抗感染症剤からなる請求項５４のビード。
【請求項５６】
細胞をさらに含む請求項４１−５５の何れか１つの項のビード。
【請求項５７】
請求項１−２４または４０−５６の何れか１つの項のアルギネートの溶液を製造する工程、および該アルギネート溶液をゲル化カチオンを含む溶液へ添加して該ヒドロゲルを形成する工程からなることを特徴とするヒドロゲルまたはビードを製造する方法。
【請求項５８】
請求項１−２４または４０−５６の何れか１つの項のアルギネートを含む溶液中へゲル化カチオンを含む化合物を混合することからなり、その場合該カチオンは該アルギネート溶液中へ所望の速度で放出されてヒドロゲルを形成することを特徴とするヒドロゲルを製造する方法。
【請求項５９】
該化合物が、炭酸カルシウム、カルシウム含有リポソーム、硫酸カルシウム、リン酸カルシウム、乳酸カルシウムまたはクエン酸カルシウムの少なくとも１つである請求項５８の方法。
【請求項６０】
該ゲル化カチオンが、カルシウムイオン、バリウムイオン、ストロンチウムイオンまたはこれらの組み合わせからなる請求項５７または５８の方法。
【請求項６１】
請求項５７または５８の方法の生成物。
【請求項６２】
請求項１−３９の何れか１つの項のヒドロゲルを含む体内移植可能な医療要素。
【請求項６３】
請求項４０−５６の何れか１つの項のビードまたは請求項６２の体内移植可能な医療要素を体内移植することを特徴とするその必要のある患者にビードまたは体内移植可能な医療要素を体内移植する方法。
【請求項６４】
請求項１−３９の何れか１つの項のヒドロゲルまたは請求項４０−５６の何れか１つの項のビードまたは請求項６２の体内移植可能な医療要素を体内移植することからなり、該ヒドロゲル、ビードまたは体内移植可能な医療要素の該ヒドロゲルはさらに細胞を含むことを特徴とするその必要のある細胞を体内移植する方法。
【請求項６５】
請求項１−３９の何れか１つの項のヒドロゲルまたは請求項４０−５６の何れか１つの項のビードまたは請求項６２の体内移植可能な医療要素を含むことを特徴とする医薬伝達処方物。
【請求項６６】
７５０００ダルトンより低い分子量を有するアルギネートおよび該アルギネートへイオン結合したバリウムからなり、該アルギネートはゲルの少なくとも２．５重量％の量で存在し、ヒドロゲル中の該バリウムは放射線不透過性材料として用いられることを特徴とする造影剤または放射線不透過性材料。
【請求項６７】
該アルギネートが５００００より低い分子量を有する請求項６６の造影剤または放射線不透過性材料。
【請求項６８】
アルギネートが３００００より低い分子量を有する請求項６６の造影剤または放射線不透過性材料。
【請求項６９】
該アルギネートがゲルの少なくとも５重量％の量で存在する請求項６６の造影剤または
放射線不透過性材料。
【請求項７０】
該アルギネートがゲルの少なくとも７重量％の量で存在する請求項６６の造影剤または
放射線不透過性材料。
【請求項７１】
請求項１−３９の何れか１つの項のヒドロゲルまたは請求項４０−５６の何れか１つの項のビードを使用し、該ヒドロゲルまたは該ビードが生体再吸収可能であることを特徴とする血管を閉塞する方法。
【請求項７２】
請求項１−３９の何れか１つの項のヒドロゲルまたは請求項４０−５６の何れか１つの項のビードからなり、該ヒドロゲルまたは該ビードが生体再吸収可能であることを特徴とする塞栓性治療組成物。
【請求項７３】
ａ）ｉ）可溶性のアルギネートを含む溶液と不溶性のゲル粒子とを混合するか、またはｉｉ）直ちに溶解するアルギネート、不溶性のゲル粒子および溶媒を混合することにより分散物を形成し、そしてｂ）分散物がヒドロゲルを形成するように分散物を処理し、その場合該可溶性のアルギネートは７５０００ダルトンより低い分子量を有し、可溶性のアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、ヒドロゲルの少なくとも２．５重量％の量で存在することを特徴とする請求項２３−３９の何れか１つの項のヒドロゲルを形成する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低分子量（例えば、７５０００ダルトンより低い）を有するアルギネートを含むヒドロゲルに関し、その場合アルギネートは高濃度（例えば、ヒドロゲルの２．５重量％より高い）で存在する。本発明は、またヒドロゲルの製造方法および使用方法、並びにヒドロゲルを含む製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルギネートは、生理学的に関係のある温度で変形および硬化できる熱安定性ゲルを形成する独特な能力を有する親水性の海洋性のバイオポリマーである。アルギネートは、１−４グリコシドで結合したβ−Ｄ−マニュロン酸（Ｍ）およびα−Ｌ−グルロン酸（Ｇ）残基の分枝鎖のない二元コポリマーの群である。２つのウロン酸モノマーの相対量およびポリマー鎖に沿うそれらの逐次配列は、アルギネートの起源、海草の種類、植物の年齢および海草の部分（例えば、茎、葉）により、広範囲に変化する。アルギン酸は、水に実質的に不溶である。それは、アルカリ金属例えばナトリウム、カリウムおよびリチウム；マグネシウム；アンモニウム；および低級アミン（例えば、メチルアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミンおよびとりエタノールアミン）由来の置換したアンモニウムカチオンと水溶性の塩を形成する。塩は、ｐＨ４より高い水性の媒体中に溶けるが、ｐＨがｐＨ約４より低く引き下げられるとき、アルギン酸に転換される。熱不可逆性の水不溶性のアルギネートゲルは、ゲル形成性イオン例えばカルシウム、バリウム、ストロンチウム、亜鉛、銅（＋２）、アルミニウムおよびこれらの混合物の存在下、適切な濃度で形成される。アルギネートゲルはヒドロゲル、すなわち解離なしに多量の水を含む橋かけ構造のアルギネートポリマーである。アルギネートのヒドロゲルの用途は、細胞または生体組織の包膜化、生体組織工学、医薬伝達などを含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
種々の医学上の用途における使用のためのより強い、より安定なそしてより抵抗性のあるヒドロゲルを製造する新しい包膜技術を開発するのに関心がある。より強いゲルの網状構造は、アルギネートゲルビードをポリカチオン（ビードの強度を増すためにしばしば使用される）によるコーティングの必要性を避けることができる。また、膨潤性を低下させる包膜化技術の開発、コントロールされた生物分解性を有するアルギネート構造のデザイン、密度の高いバリウムイオンによる新しい造影剤および放射線不透過性材料の作成、および生体再吸収性治療組成物の開発が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、７５０００ダルトンより低い分子量を有するアルギネートを含むヒドロゲルを提供し、その場合アルギネートはヒドロゲルの少なくとも２．５重量％の量で存在する。
【０００５】
本発明は、さらに、５００００ダルトンより低い分子量を有するアルギネートを含む安定なヒドロゲルを提供し、その場合アルギネートはヒドロゲルの少なくとも４重量％の量で存在する。
【０００６】
本発明は、さらに、５００００ダルトンより低い分子量、並びに細胞、製薬上活性な剤、栄養上活性な剤、生体組織、医薬、食品、化粧品または放射性同位元素の少なくとも１つを有するアルギネートを含む非酸化ヒドロゲルを提供し、その場合アルギネートはヒドロゲルの少なくとも４重量％の量で存在する。
【０００７】
本発明は、さらに、１００００ダルトンより高く７５０００ダルトンより低い分子量を有するアルギネートを含むヒドロゲルを提供し、その場合アルギネートは、ヒドロゲルの少なくとも４重量％の量で存在し、ヒドロゲルはさらに細胞または生体組織を含む。
【０００８】
本発明は、さらに、（ａ）（ｉ）不溶性のゲル粒子を有する可溶性のアルギネートを含む溶液、または（ｉｉ）直ちに溶解するアルギネート、不溶性のゲル粒子および溶媒、を混合することにより分散物を形成し、そして（ｂ）分散物を処理し、それにより分散物がヒドロゲルを形成し、該可溶性のアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは７５０００ダルトンより低い分子量を有し、可溶性のアルギネートは、ヒドロゲルの少なくとも２．５重量％の量で存在し、そして不溶性のアルギネートは、７５０００ダルトンより高い分子量を有することからなる方法により形成されるヒドロゲルを提供する。
【０００９】
本発明は、さらに、本発明のヒドロゲルを含むビードを提供する。
本発明は、さらに、７５０００ダルトンより低い分子量を有するアルギネートを含むビードを提供し、その場合アルギネートはゲルの少なくとも４重量％の量で存在する。
本発明は、さらに、アルギネートの溶液を調製する工程、そして該アルギネート溶液をゲル化カチオンを含む溶液へ加えてヒドロゲルを形成する工程からなる、本発明のヒドロゲルまたはビードを製造する方法を提供する。
【００１０】
本発明は、さらに、ゲル化カチオンを含む化合物をアルギネートを含む溶液中に混合することからなる本発明のヒドロゲルを製造する方法を提供し、その場合該カチオンは所望の速度で該アルギネート溶液へ放出されて該ヒドロゲルを形成する。
【００１１】
本発明は、さらに、本発明の方法の製品を提供する。
本発明は、さらに、本発明のヒドロゲルを含む体内移植可能な医療品を提供する。
本発明は、さらに、体内移植可能な医療品を体内移植の必要のある患者に体内移植することからなる、該患者に本発明の体内移植可能な医療品またはビードを体内移植する方法を提供する。
【００１２】
本発明は、さらに、本発明のヒドロゲル、ビードまたは体内移植可能な医療品を体内移植することからなるその必要のある細胞を体内移植する方法を提供し、その場合該ヒドロゲル、ビードまたは体内移植可能な医療品の該ヒドロゲルがさらに細胞を含む。
【００１３】
本発明は、さらに、本発明のヒドロゲルまたはビードを含む医薬伝達処方物を提供する。
本発明は、さらに、７５０００ダルトンより低い分子量を有するアルギネートおよび該アルギネートへイオン的に結合したバリウムを含む造影剤または放射線不透過性材料を提供し、その場合該アルギネートはゲルの少なくとも２．５重量％の量で存在し、そしてヒドロゲル中の該バリウムは放射線不透過性材料として使用される。
【００１４】
本発明は、さらに、本発明のヒドロゲルまたはビードを使用することにより血管をブロックする方法を提供し、その場合該ヒドロゲルまたは該ビードは生体再吸収性である。
本発明は、さらに、本発明のヒドロゲルまたはビードを含む塞栓治療組成物を提供する。
【００１５】
本発明は、さらに、（ａ）（ｉ）不溶性のゲル粒子を有する可溶性のアルギネートを含む溶液、または（ｉｉ）直ちに溶解するアルギネート、不溶性のゲル粒子および溶媒、を混合することにより分散物を形成し、そして（ｂ）分散物を処理し、それにより分散物がヒドロゲルを形成し、該可溶性のアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは７５０００ダルトンより低い分子量を有し、可溶性のアルギネートは、ヒドロゲルの少なくとも２．５重量％の量で存在し、そして不溶性のアルギネートは、７５０００ダルトンより高い分子量を有することからなる本発明のヒドロゲルを形成する方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】塩水中において時間の経過におけるアルギネートビードの膨潤に対する低分子量（ＭＷ）アルギネートの作用を示す。
【図２】２％Ｐｒｏｔａｎａｌ  ＬＦ１０／６０単独、またはそれと０−５％の高度に分解したアルギネートとの組み合わせの溶液からつくられたビードの機械的強さを示す。
【図３】２％ＬＦ１０／６０単独、またはそれと０−５％の低分子量アルギネート（分解したＰｒｏｔａｎａｌ  ＬＦＲ５／６０）との組み合わせからつくられたビードの機械的強さを示す。
【図４】圧縮の関数としてのアルギネートビード（ビードの直径はほぼ３ｍｍであった）の機械的抵抗性を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明では、これまで示唆されてきたのより低い分子量を有するアルギネートの使用が、従来知られてきたものに比べて、有利であることが見いだされた。本発明の用途は、細胞（生体組織）の包膜化、医薬伝達の領域および生体組織工学の応用にある。例えば、この発見は、現在のゲル化技術から生ずるものより凝縮されたアルギネートゲルの製造を可能にする。これは、ゲルがより抵抗性を有し、より強くそしてより安定であることを意味する。また、より強いゲルの網状構造は、ビードの強さを増すために通常使用されるポリカチオンによりアルギネートゲルのビードをコーティングする必要性を避けることができる。本発明者は、また、非常に低い分子量のアルギネートの性質が、生体組織工学および徐放性医薬伝達の応用のための生分解性構造をつくるのに使用できることも見いだした。これは、もし分子量が或るレベルを超えて低下するならば、増大した構造の強さが再び失われることによって達成できる。本発明者は、また、低ＭＷへ分解されたアルギネートがより高いＭＷのアルギネートと組み合わされて使用されて、膨潤性の低下を含むアルギネートの構造の安定性を増大させ、そしてコントロールされた生分解可能性を有するアルギネート構造をつくることも見いだした。生分解可能性は、使用されるアルギネートのタイプ、その分子量およびバイオ構造物に使用される量を操作することによって変化される。
【００１８】
本発明の他の局面は、また、橋かけ結合した２価のカチオン例えばＣａ２＋、Ｂａ２＋またはＳｒ２＋の増加した密度を有するバイオ構造物をつくることである。この特別な用途の１つは、橋かけ結合イオンとしてＢａ２＋を用いる放射線不透過性が増したアルギネート構造または造影剤を製造することである。
【００１９】
いくつかの態様では、分子量は、重量平均分子量である。重量平均分子量は、マルチアングル光散乱検出を備えたサイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ−ＭＡＬＳ）により測定される。
従って、第１の局面では、本発明は、７５０００ダルトンより低い分子量を有するアルギネートを含むヒドロゲルを提供し、その場合アルギネートはヒドロゲルの少なくとも２．５重量％の量で存在する。
【００２０】
第２の局面では、本発明は、さらに５００００ダルトンより低い分子量を有するアルギネートを含む安定なヒドロゲルを提供し、その場合アルギネートはヒドロゲルの少なくとも４重量％の量で存在する。本明細書で使用されるとき、用語「安定なヒドロゲル」は、少なくとも９０％のヒドロゲルが９０日より短い期間に生理学的流体に溶解しないことを意味する。いくつかの態様では、少なくとも８０％のヒドロゲルが９０日より短い期間に生理学的流体に溶解しない。いくつかの態様では、少なくとも８０％のヒドロゲルが６０日より短い期間に生理学的流体に溶解しない。いくつかの態様では、少なくとも８０％のヒドロゲルが３０日より短い期間に生理学的流体に溶解しない。いくつかの態様では、少なくとも８０％のヒドロゲルが３０日より短い期間に生理学的条件下で溶解しない。いくつかの態様では、少なくとも８０％のヒドロゲルが６０日より短い期間に生理学的条件下で溶解しない。いくつかの態様では、少なくとも８０％のヒドロゲルが８０日より短い期間に生理学的条件下で溶解しない。本明細書で使用されるとき、「生理学的条件」は、生理学的温度での生理学的流体をいう。
【００２１】
第３の局面では、本発明は、さらに、５００００ダルトンより低い分子量、並びに細胞、製薬上活性な剤、栄養上活性な剤、生体組織、医薬、食品、化粧品または放射線活性アイソトープの少なくとも１つを有するアルギネートを含む非酸化ヒドロゲルを提供し、その場合アルギネートはヒドロゲルの少なくとも４重量％の量で存在する。本明細書で使用されるとき、用語「非酸化アルギネート」は、アルギネートが２０％より低い酸化度を有することを意味する。酸化度は、当業者に周知の方法により、例えばｔ−ブチルカルバゼートを使用してアルデヒド基の数を測定すること（例えば、Ｂｏｕｈａｄｉｒ、Ｐｏｌｙｍｅｒ  １９９９、４０、３５７５−８４参照）により測定できる。
【００２２】
第４の局面では、本発明は、さらに１００００ダルトンより高く７５０００ダルトンより低い分子量を有するアルギネートを含むヒドロゲルを提供し、その場合アルギネートは、ヒドロゲルの少なくとも４重量％の量で存在し、ヒドロゲルはさらに細胞または生体組織を含む。
【００２３】
明瞭にするために、別の態様に記載された本発明の或る特徴が、また単一の態様と組み合わされて提供できることが理解されるだろう。逆に、単純化のために、単一の態様に記載された本発明の種々の特徴は、また別に提供されるか、または任意の好適な組み合わせで提供される。例えば、以下に記載されるアルギネートに関する分子量および濃度は、適切な場合、本発明のそれぞれの局面について提供されることを目的としている。さらに、これらの態様が、本発明のそれぞれの局面内の任意の好適な組み合わせで組み合わされることも目的としている。
【００２４】
いくつかの態様では、アルギネートは、ゲルの少なくとも３．０重量％、少なくとも約４．０重量％、少なくとも約５．０重量％、少なくとも約６．０重量％、少なくとも約７．０重量％、少なくとも約８．０重量％または少なくとも約９．０重量％の量で存在する。
【００２５】
いくつかの態様では、アルギネートは、７００００ダルトンより低い分子量、６５０００ダルトンより低い分子量、５００００ダルトンより低い分子量、４５０００ダルトンより低い分子量、４００００ダルトンより低い分子量、３５０００ダルトンより低い分子量、３００００ダルトンより低い分子量、２５０００ダルトンより低い分子量、２００００ダルトンより低い分子量、１５０００ダルトンより低い分子量、１００００ダルトンより低い分子量、５０００ダルトンより低い分子量、３０００ダルトンより低い分子量、１０００ダルトンより低い分子量または３５０ダルトンより低い分子量を有する。
【００２６】
いくつかの態様では、アルギネートは、３０００ダルトンより高い分子量、５０００ダルトンより高い分子量、７０００ダルトンより高い分子量、１００００ダルトンより高い分子量、１５０００ダルトンより高い分子量または２００００ダルトンより高い分子量を有する。
【００２７】
いくつかの態様では、アルギネートは、約７５０００ダルトンより低い分子量を有するが、約７０００ダルトンより高い分子量を有する。いくつかの態様では、アルギネートは、約７５０００ダルトンより低い分子量を有するが、約１００００ダルトンより高い分子量を有する。いくつかの態様では、アルギネートは、約７５０００ダルトンより低い分子量を有するが、約１５０００ダルトンより高い分子量を有する。いくつかの態様では、アルギネートは、約７５０００ダルトンより低い分子量を有するが、約２００００ダルトンより高い分子量を有する。
【００２８】
いくつかの態様では、アルギネートは５０ｋＤａより低い分子量を有する。いくつかの態様では、アルギネートは６ｋＤより低い分子量を有する。
いくつかの態様では、アルギネートは、ゲルの少なくとも２．５０重量％の量で存在し、そしてアルギネートは、５０ｋＤａより低い分子量を有する。いくつかの態様では、アルギネートは、ゲルの少なくとも３．０重量％の量で存在し、そしてアルギネートは、５０ｋＤａより低い分子量を有する。いくつかの態様では、アルギネートは、ゲルの少なくとも４．０重量％の量で存在し、そしてアルギネートは、５０ｋＤａより低い分子量を有する。いくつかの態様では、アルギネートは、ゲルの少なくとも５．０重量％の量で存在し、そしてアルギネートは、５０ｋＤａより低い分子量を有する。いくつかの態様では、アルギネートは、ゲルの少なくとも６．０重量％の量で存在し、そしてアルギネートは、５０ｋＤａより低い分子量を有する。
【００２９】
いくつかの態様では、アルギネートは、ゲルの少なくとも２．５０重量％の量で存在し、そしてアルギネートは、６ｋＤａより低い分子量を有する。いくつかの態様では、アルギネートは、ゲルの少なくとも３．０重量％の量で存在し、そしてアルギネートは、６ｋＤａより低い分子量を有する。いくつかの態様では、アルギネートは、ゲルの少なくとも４．０重量％の量で存在し、そしてアルギネートは、６ｋＤａより低い分子量を有する。いくつかの態様では、アルギネートは、ゲルの少なくとも５．０重量％の量で存在し、そしてアルギネートは、６ｋＤａより低い分子量を有する。いくつかの態様では、アルギネートは、ゲルの少なくとも６．０重量％の量で存在し、そしてアルギネートは、６ｋＤａより低い分子量を有する。
【００３０】
いくつかの態様では、アルギネートは、約５００００ダルトンより低い分子量を有するが、約３０００ダルトンより高い分子量を有する。いくつかの態様では、アルギネートは、約５００００ダルトンより低い分子量を有するが、約５０００ダルトンより高い分子量を有する。いくつかの態様では、アルギネートは、約５００００ダルトンより低い分子量を有するが、約７０００ダルトンより高い分子量を有する。いくつかの態様では、アルギネートは、約５００００ダルトンより低い分子量を有するが、約１００００ダルトンより高い分子量を有する。いくつかの態様では、アルギネートは、約５００００ダルトンより低い分子量を有するが、約１５０００ダルトンより高い分子量を有する。いくつかの態様では、アルギネートは、２００００ダルトンから５００００ダルトンの分子量を有する。
いくつかの態様では、アルギネートは、約６０００ダルトンより低い分子量を有するが、約３０００ダルトンより高い分子量を有する。
【００３１】
いくつかの態様では、アルギネートは、（ｉ）Ｇブロックからなるアルギネート、（ｉｉ）Ｍブロックのみからなるアルギネートまたは（ｉｉｉ）ＭＧブロックからなるアルギネートの少なくとも１つを含む。いくつかの態様では、アルギネートはＧブロックからなるアルギネートである。いくつかの態様では、アルギネートはＭブロックのみからなるアルギネートである。いくつかの態様では、アルギネートはＭＧブロックからなるアルギネートである。いくつかの態様では、アルギネートは、該アルギネートの重量の５０％より多い量のグルロン酸を含む。いくつかの態様では、アルギネートは、該アルギネートの重量の５０％より少ない量のグルロン酸を含む。
【００３２】
いくつかの態様では、アルギネートは、それに共有結合した少なくとも１つの細胞接着ペプチドを含む。いくつかの態様では、アルギネートは、それに共有結合した少なくとも１つの細胞接着ペプチドを含み、その場合細胞接着ペプチドはＲＧＤを含む。いくつかの態様では、細胞接着ペプチドは、ＲＧＤ、ＹＩＧＤＲ（ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１）、ＩＫＶＡＶ（ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：２）、ＲＥＤＶ（ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：３）、ＤＧＥＡ（ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：４）、ＶＧＶＡＰＧ（ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：５）、ＧＲＧＤＳ（ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：６）、ＬＤＶ、ＲＧＤＶ（ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：７）、ＰＤＳＧＲ（ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：８）、ＲＹＶＶＬＰＲ（ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：９）、ＬＧＴＩＰＧ（ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１０）、ＬＡＧ，ＲＧＤＳ（ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１１）、ＲＧＤＦ（ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１２）、ＨＨＬＧＧＡＬＱＡＧＤＶ（ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１３）、ＶＲＣＧ（ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１４）、ＳＤＧＤ（ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１５）、ＧＲＥＤＶＹ（ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１６）、ＧＲＧＤＹ（ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１７）、ＧＲＧＤＳＰ（ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１８）、ＶＡＰＧ（ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：１９）、ＧＧＧＧＲＧＤＳＰ（ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：２０）およびＧＧＧＧＲＧＤＹ（ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：２１）およびＦＴＬＣＦＤ（ＳＥＱ  ＩＤ  ＮＯ：２２）からなる。細胞接着または他の細胞相互作用に関する生物学的活性な分子は、ＥＧＦ、ＶＥＧＦ、ｂ−ＦＧＦ、ＦＧＦ、ＴＧＦ、ＴＧＦ−βまたはプロテオグリカンを含む。ＲＧＤからなる細胞付着ペプチドは、いくつかの態様では、長さが３，４，５，６、７，８，９または１０アミノ酸である。ＲＧＤからなる好適な細胞接着ペプチドは、Ｎｏｖａｔａｃｈ  ＲＧＤ（ＮｏｖａＭａｔｒｉｘ、ＦＭＣ  Ｂｉｏｐｏｌｙｍｅｒ、オスロ、ノルウェイ）および米国特許６６４２３６３（その全体を参考として本明細書に引用される）に開示されたものを含むが、これらに限定されない。ペプチド合成サービスは、リッチモンド、バージニア、米国のＣｏｍｍｏｎｗｅａｌｔｈ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、Ｉｎｃ．を含む多数の企業から利用できる。アルギネート骨格へペプチドを結合する化学技術は、米国特許６６４２３６３に見いだされる。
【００３３】
いくつかの態様では、ヒドロゲルは、さらに、７５０００ダルトン以上の分子量を有するアルギネートを２％以下、１．５％以下、１％以下または０．５％以下含む。いくつかの態様では、ヒドロゲルは、さらに、７５０００ダルトン以上の分子量を有するアルギネートを２％以下含む。いくつかの態様では、ヒドロゲルは、さらに、７５０００ダルトン以上の分子量を有するアルギネートを１％以下含む。
【００３４】
いくつかの態様では、少なくとも９０％のヒドロゲルは、９０日より短い期間生理学的流体に溶解しない。いくつかの態様では、少なくとも９０％のヒドロゲルは、９０日より短い期間、８０日より短い期間、７０日より短い期間、６０日より短い期間、５０日より短い期間、４０日より短い期間または３０日より短い期間生理学的流体に溶解しない。いくつかの態様では、少なくとも９０％のヒドロゲルは、１２０日より短い期間生理学的流体に溶解しない。いくつかの態様では、少なくとも８０％のヒドロゲルは、３０日より短い期間、９０日より短い期間または１２０日より短い期間生理学的流体に溶解しない。いくつかの態様では、少なくとも７０％のヒドロゲルは、３０日より短い期間、９０日より短い期間または１２０日より短い期間生理学的流体に溶解しない。
【００３５】
いくつかの態様では、ヒドロゲルは、３日以上生理学的流体に少なくとも９０％溶解する。
いくつかの態様では、ヒドロゲルは、さらに、多糖の少なくとも１つを含む。いくつかの態様では、多糖はヒアルロン酸またはキトサンの少なくとも１つを含む。
【００３６】
いくつかの態様では、ヒドロゲルは、さらに、該アルギネートへイオン的に結合したカルシウム、ストロンチウムまたはバリウムの少なくとも１つを含む。いくつかの態様では、ヒドロゲル中のイオン的に結合したバリウムは、放射線不透過性材料として使用される。
【００３７】
いくつかの態様では、ヒドロゲルは滅菌される。いくつかの態様では、ヒドロゲルのアルギネートは滅菌される。いくつかの態様では、ヒドロゲルはγ線照射により滅菌される。いくつかの態様では、ヒドロゲルのアルギネートは、γ線照射により滅菌される。いくつかの態様では、滅菌は、γ線照射、Ｅビーム、酸化エチレン、オートクレーブ、または液体成分の添加前のアルコールとのヒドロゲルの接触、またはＮＯｘガスとの接触、水素ガスプラズマ滅菌を含む。
【００３８】
いくつかの態様では、該アルギネートは、１５００ＥＵ／ｇ以下、１０００ＥＵ／ｇ以下、５００ＥＵ／ｇ以下、１５０ＥＵ／ｇ以下、１００ＥＵ／ｇ以下、７５ＥＵ／ｇ以下、５０ＥＵ／ｇ以下または３５ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンを有する。いくつかの態様では、該ヒドロゲルは、１５００ＥＵ／ｇ以下、１０００ＥＵ／ｇ以下、５００ＥＵ／ｇ以下、１５０ＥＵ／ｇ以下、１００ＥＵ／ｇ以下、７５ＥＵ／ｇ以下、５０ＥＵ／ｇ以下または３５ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンを有する。
【００３９】
本明細書で記載された態様のそれぞれでは、ヒドロゲルは、さらに、細胞、製薬上活性な剤、栄養上活性な剤、生体組織、医薬、食品、化粧品または放射性同位元素の少なくとも１つを含む。いくつかの態様では、細胞は、島細胞、ケラチノサイト、肝細胞、ネフロン、軟骨細胞、筋芽細胞、繊維芽細胞またはニューロンの少なくとも１つを含み；そして該製薬上活性な剤は、抗生物質、癌化学療法剤、モルヒネ、成長因子および抗感染症剤を含む。いくつかの態様では、ヒドロゲルは、さらに細胞を含む。いくつかの態様では、ヒドロゲルは、さらに、島細胞、ケラチノサイト、肝細胞、ネフロン、軟骨細胞、筋芽細胞、繊維芽細胞およびニューロンを含む。いくつかの態様では、細胞は島細胞を含む。
【００４０】
本明細書に記載されたヒドロゲルにより使用して適切な広範囲の細胞は、細胞の体内移植の当業者により容易に理解されるだろう。適切な細胞（自己由来、同種由来、異種由来）は、例えば、肝細胞、すべてのタイプの幹細胞、インスリン生成細胞（任意の起源の幹細胞から由来する細胞を含む）（例えば、膵島細胞、単離された膵ベータ細胞、膵島細胞腫細胞など）、内分泌ホルモン生成細胞（例えば、上皮小体、甲状腺、副腎など）および治療剤例えば疾患または他の症状を治療するための蛋白またはホルモンを分泌する任意の遺伝子工学由来細胞、および診断剤を分泌する遺伝子工学由来の細胞を含む。いくつかの態様では、ヒドロゲルは、膵島細胞、肝細胞、神経細胞、血管内皮細胞、甲状腺細胞、副腎細胞、胸腺細胞および卵巣細胞を含む。いくつかの態様では、ヒドロゲルは、膵島細胞、間葉幹細胞、上皮小体細胞および甲状腺細胞からなる群から選ばれる細胞を含む。いくつかの態様では、ヒドロゲルは、膵島細胞および上皮小体細胞からなる群から選ばれる細胞を含む。いくつかの態様では、ヒドロゲルは膵島細胞を含む。いくつかの態様では、ヒドロゲルは、本明細書で記載された細胞の任意のものの生体組織を含む。
【００４１】
いくつかの態様では、細胞は、ヒトまたはブタからの細胞からなる。いくつかの態様では、細胞は、ヒト、ブタの新生児または成獣からの細胞からなる。いくつかの態様では、細胞はヒトからの細胞からなる。いくつかの態様では、細胞はブタの新生児または成獣からの細胞からなる。いくつかの態様では、細胞はブタの新生児からの細胞からなる。いくつかの態様では、細胞はブタの成獣からの細胞からなる。いくつかの態様では、膵島細胞は、ヒト、ブタの新生児または成獣からの細胞からなる。いくつかの態様では、膵島細胞は、ヒトからの細胞からなる。いくつかの態様では、膵島細胞は、ブタの新生児または成獣からの細胞からなる。いくつかの態様では、膵島細胞は、ブタの新生児からの細胞からなる。いくつかの態様では、膵島細胞は、ブタの成獣からの細胞からなる。
【００４２】
いくつかの態様では、アルギネートは、５００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも４重量％で存在する。いくつかの態様では、アルギネートは、５００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも５重量％で存在する。いくつかの態様では、アルギネートは、５００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも６重量％で存在する。いくつかの態様では、アルギネートは、５００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも７重量％で存在する。いくつかの態様では、アルギネートは、５００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも８重量％で存在する。
【００４３】
いくつかの態様では、アルギネートは、４００００ダルトンより低い分子量を有し、その場合該アルギネートは、ゲルの少なくとも４重量％の量で存在する。いくつかの態様では、アルギネートは、４００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも５重量％の量で存在する。いくつかの態様では、アルギネートは、４００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも６重量％の量で存在する。いくつかの態様では、アルギネートは、４００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも７重量％の量で存在する。いくつかの態様では、アルギネートは、４００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも８重量％の量で存在する。
【００４４】
いくつかの態様では、アルギネートは、３００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも４重量％の量で存在する。いくつかの態様では、アルギネートは、３００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも５重量％の量で存在する。いくつかの態様では、アルギネートは、３００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも６重量％の量で存在する。いくつかの態様では、アルギネートは、３００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも７重量％の量で存在する。いくつかの態様では、アルギネートは、３００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも８重量％の量で存在する。
【００４５】
いくつかの態様では、アルギネートは、２００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも４重量％の量で存在する。いくつかの態様では、アルギネートは、２００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも５重量％の量で存在する。いくつかの態様では、アルギネートは、２００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも６重量％の量で存在する。いくつかの態様では、アルギネートは、２００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも７重量％の量で存在する。いくつかの態様では、アルギネートは、２００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも８重量％の量で存在する。
【００４６】
いくつかの態様では、アルギネートは、５００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも４重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、アルギネートは、５００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも５重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、アルギネートは、５００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも６重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、アルギネートは、５００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも７重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、アルギネートは、５００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも８重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。
【００４７】
いくつかの態様では、アルギネートは、４００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも４重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、アルギネートは、４００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも５重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、アルギネートは、４００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも６重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、アルギネートは、４００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも７重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、アルギネートは、４００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも８重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。
【００４８】
いくつかの態様では、アルギネートは、３００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも４重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、アルギネートは、３００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも５重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、アルギネートは、３００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも６重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、アルギネートは、３００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも７重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、アルギネートは、３００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも８重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。
【００４９】
いくつかの態様では、アルギネートは、２００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも４重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、アルギネートは、２００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも５重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、アルギネートは、２００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも６重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、アルギネートは、２００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも７重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、アルギネートは、２００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも８重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。
【００５０】
前記の態様のそれぞれまたはその組み合わせにおいて、ヒドロゲルは、さらに、細胞、製薬上活性な剤、栄養上活性な剤、生体組織、医薬、食品、化粧品または放射性同位元素の少なくとも１つを含む。いくつかの態様では、細胞は、島細胞、ケラチノサイト、肝細胞、ネフロン、軟骨細胞、筋芽細胞、繊維芽細胞またはニューロンの少なくとも１つを含み；そして該製薬上活性な剤は、抗生物質、癌化学療法剤、モルヒネ、成長因子および抗感染症剤を含む。いくつかの態様では、ヒドロゲルは、さらに細胞を含む。いくつかの態様では、ヒドロゲルは、さらに、島細胞、ケラチノサイト、肝細胞、ネフロン、軟骨細胞、筋芽細胞、繊維芽細胞およびニューロンを含む。いくつかの態様では、細胞は島細胞を含む。
【００５１】
第５の局面では、本発明は、さらに、自己ゲル化により製造された低分子量および高分子量のアルギネートの混合物を有するヒドロゲルを提供する。自己ゲル化プロセスにおける遅延は、身体への溶液の注入を可能にするか、またはゲル形成前にゲルマトリックス中へ細胞または他のバイオ材料を混合するか、またはその両者を行うのに使用できる。このようなヒドロゲルは、種々の医学上の用途で使用される生分解性材料として有用である。従って、ヒドロゲルは、（ａ）（ｉ）不溶性のゲル粒子を有する可溶性のアルギネートを含む溶液、または（ｉｉ）直ちに溶解するアルギネート、不溶性のゲル粒子および溶媒、を混合することにより分散物を形成し、そして（ｂ）分散物を処理し、それにより分散物がヒドロゲルを形成し、該可溶性のアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは７５０００ダルトンより低い分子量を有し、可溶性のアルギネートは、ヒドロゲルの少なくとも２．５重量％の量で存在し、そして不溶性のアルギネートは、７５０００ダルトンより高い分子量を有することからなる方法により形成される。本明細書で使用されるとき、用語「不溶性のゲル粒子」は、７５０００ダルトンより高い分子量を有するアルギネートポリマーへゲル化イオンを加えることにより形成されるゲルの乾燥した粒子をいう。いくつかの態様では、不溶性のゲル粒子は、１０００００ダルトンより高い分子量、１５００００ダルトンより高い分子量または２０００００ダルトンより高い分子量を有するアルギネートポリマーからなる。不溶性のゲル粒子は、その全体を参考として本明細書に引用する２００６年７月２０日に公開された米国特許２００６／０１５９８２３に記載されているように製造できる（「不溶性アルギネート／ゲル化イオン粒子」として不溶性のゲル粒子をいう）。
【００５２】
いくつかの態様では、可溶なアルギネートは、凍結乾燥などで脱水される。凍結乾燥された可溶性のアルギネートは、「直ちに可溶」である。「直ちに溶解する」アルギネートは、１分より早く、好ましくは３０秒より早く、より好ましくは１５秒より早く水に可溶である。他のヒドロゲルの態様（およびそれらの組み合わせ）に関する上記のアルギネートの分子量および濃度は、自己ゲル化ヒドロゲルの可溶なアルギネートに使用できる。
【００５３】
いくつかの態様では、可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、５００００ダルトンより低い分子量、４００００ダルトンより低い分子量、３００００ダルトンより低い分子量、２００００ダルトンより低い分子量または約１００００ダルトンより低い分子量を有する。いくつかの態様では、可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、ゲルの少なくとも３重量％、４重量％、５重量％、６重量％、７重量％、８重量％または９重量％の量で存在する。
【００５４】
いくつかの態様では、可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、５００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも４重量％の量で存在する。いくつかの態様では、可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、５００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも５重量％の量で存在する。いくつかの態様では、可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、５００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも６重量％の量で存在する。いくつかの態様では、可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、５００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも７重量％の量で存在する。いくつかの態様では、可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、５００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも８重量％の量で存在する。
【００５５】
いくつかの態様では、可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、４００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも４重量％の量で存在する。いくつかの態様では、可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、４００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも５重量％の量で存在する。いくつかの態様では、可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、４００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも６重量％の量で存在する。いくつかの態様では、可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、４００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも７重量％の量で存在する。いくつかの態様では、可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、４００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも８重量％の量で存在する。
【００５６】
いくつかの態様では、可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、３００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも４重量％の量で存在する。いくつかの態様では、可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、３００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも５重量％の量で存在する。いくつかの態様では、可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、３００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも６重量％の量で存在する。いくつかの態様では、可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、３００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも７重量％の量で存在する。いくつかの態様では、可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、３００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも８重量％の量で存在する。
【００５７】
いくつかの態様では、可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、２００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも４重量％の量で存在する。いくつかの態様では、可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、２００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも５重量％の量で存在する。いくつかの態様では、可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、２００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも６重量％の量で存在する。いくつかの態様では、可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、２００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも７重量％の量で存在する。いくつかの態様では、可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、２００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも８重量％の量で存在する。
【００５８】
いくつかの態様では、可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、５００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも４重量％の量で存在し、その場合該可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、５００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも５重量％の量で存在し、その場合該可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、５００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも６重量％の量で存在し、その場合該可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、５００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも７重量％の量で存在し、その場合該可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、５００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも８重量％の量で存在し、その場合該可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。
【００５９】
いくつかの態様では、可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、３００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも４重量％の量で存在し、その場合該可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、３００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも５重量％の量で存在し、その場合該可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、３００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも６重量％の量で存在し、その場合該可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、３００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも７重量％の量で存在し、その場合該可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、３００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも８重量％の量で存在し、その場合該可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して、１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。
【００６０】
いくつかの態様では、自己ゲル化法により生成されるヒドロゲルは、さらに、細胞、製薬上活性な剤、栄養上活性な剤、生体組織、医薬、食品、化粧品または放射性同位元素の少なくとも１つを含む。いくつかの態様では、細胞は、島細胞、ケラチノサイト、肝細胞、ネフロン、軟骨細胞、筋芽細胞、繊維芽細胞またはニューロンの少なくとも１つを含み；そして該製薬上活性な剤は、抗生物質、癌化学療法剤、モルヒネ、成長因子および抗感染症剤を含む。いくつかの態様では、ヒドロゲルは、さらに細胞を含む。いくつかの態様では、ヒドロゲルは、さらに、島細胞、ケラチノサイト、肝細胞、ネフロン、軟骨細胞、筋芽細胞、繊維芽細胞およびニューロンからなる群から選ばれる細胞を含む。いくつかの態様では、細胞は島細胞を含む。
【００６１】
いくつかの態様では、自己ゲル化法により生成されるヒドロゲルは、１５００ＥＵ／ｇ以下、１０００ＥＵ／ｇ以下、５００ＥＵ／ｇ以下、１５０ＥＵ／ｇ以下、１００ＥＵ／ｇ以下、７５ＥＵ／ｇ以下、５０ＥＵ／ｇ以下または３５ＥＵ／ｇ以下のレベルのエンドトキシンを有する。いくつかの態様では、該ヒドロゲルは、少なくとも９０％が３日以上生理学的流体に溶解する。いくつかの態様では、該ヒドロゲルは、少なくとも９０％が６週間より短い期間で生理学的流体に溶解する。いくつかの態様では、該ヒドロゲルは、少なくとも９０％が３週間より短い期間で生理学的流体に溶解する。いくつかの態様では、該ヒドロゲルは、少なくとも９０％が１週間より短い期間で生理学的流体に溶解する。
【００６２】
いくつかの態様では、可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、（ｉ）Ｇブロックからなるアルギネート、（ｉｉ）Ｍブロックのみからなるアルギネートまたは（ｉｉｉ）ＭＧブロックからなるアルギネートの少なくとも１つを含む。いくつかの態様では、アルギネートはＧブロックからなるアルギネートである。いくつかの態様では、可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それに共有結合した少なくとも１つの細胞接着ペプチドを含む。
【００６３】
いくつかの態様では、該可溶なアルギネート、直ちに溶解するアルギネートおよび不溶性のゲル化アルギネート粒子のアルギネートは、それぞれ、１５００ＥＵ／ｇ以下、１０００ＥＵ／ｇ以下、５００ＥＵ／ｇ以下、１５０ＥＵ／ｇ以下、１００ＥＵ／ｇ以下、７５ＥＵ／ｇ以下、５０ＥＵ／ｇ以下または３５ＥＵ／ｇ以下のレベルのエンドトキシンを有する。いくつかの態様では、該ヒドロゲルは、１５００ＥＵ／ｇ以下、１０００ＥＵ／ｇ以下、５００ＥＵ／ｇ以下、１５０ＥＵ／ｇ以下、１００ＥＵ／ｇ以下、７５ＥＵ／ｇ以下、５０ＥＵ／ｇ以下または３５ＥＵ／ｇ以下のレベルのエンドトキシンを有する。
【００６４】
第６の局面では、本発明は、本明細書に記載されたヒドロゲルの態様、並びにこれらの態様の任意の組み合わせを含むビードをさらに提供する。
第７の局面では、本発明は、７５０００ダルトンより低い分子量を有するアルギネートを含むヒドロゲルからなるビードを提供し、その場合該アルギネートはゲルの少なくとも４重量％の量で存在する。
【００６５】
いくつかの態様では、アルギネートは、それぞれ独立して、５００００ダルトンより低い分子量、４００００ダルトンより低い分子量、３００００ダルトンより低い分子量、２００００ダルトンより低い分子量、約１００００ダルトンより低い分子量を有する。いくつかの態様では、アルギネートは、ゲルの少なくとも３重量％、少なくとも４重量％、少なくとも５重量％、少なくとも６重量％、少なくとも７重量％、少なくとも８重量％または少なくとも９重量％の量で存在する。
【００６６】
いくつかの態様では、アルギネートは、５００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも４重量％で存在する。いくつかの態様では、アルギネートは、５００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも５重量％で存在する。いくつかの態様では、アルギネートは、５００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも６重量％で存在する。いくつかの態様では、アルギネートは、５００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも７重量％で存在する。いくつかの態様では、アルギネートは、５００００ダルトンより低い分子量を有しそしてゲルの少なくとも８重量％で存在する。
【００６７】
いくつかの態様では、アルギネートは、４００００ダルトンより低い分子量を有し、その場合該アルギネートは、ゲルの少なくとも４重量％の量で存在する。いくつかの態様では、アルギネートは、４００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも５重量％の量で存在する。いくつかの態様では、アルギネートは、４００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも６重量％の量で存在する。いくつかの態様では、アルギネートは、４００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも７重量％の量で存在する。いくつかの態様では、アルギネートは、４００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも８重量％の量で存在する。
【００６８】
いくつかの態様では、アルギネートは、３００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも４重量％の量で存在する。いくつかの態様では、アルギネートは、３００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも５重量％の量で存在する。いくつかの態様では、アルギネートは、３００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも６重量％の量で存在する。いくつかの態様では、アルギネートは、３００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも７重量％の量で存在する。いくつかの態様では、アルギネートは、３００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも８重量％の量で存在する。
【００６９】
いくつかの態様では、アルギネートは、２００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも４重量％の量で存在する。いくつかの態様では、アルギネートは、２００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも５重量％の量で存在する。いくつかの態様では、アルギネートは、２００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも６重量％の量で存在する。いくつかの態様では、アルギネートは、２００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも７重量％の量で存在する。いくつかの態様では、アルギネートは、２００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも８重量％の量で存在する。
【００７０】
いくつかの態様では、アルギネートは、５００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも４重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、アルギネートは、５００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも５重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、アルギネートは、５００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも６重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、アルギネートは、５００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも７重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、アルギネートは、５００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも８重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。
【００７１】
いくつかの態様では、アルギネートは、４００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも４重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、アルギネートは、４００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも５重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、アルギネートは、４００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも６重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、アルギネートは、４００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも７重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、アルギネートは、４００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも８重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。
【００７２】
いくつかの態様では、アルギネートは、３００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも４重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、アルギネートは、３００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも５重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、アルギネートは、３００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも６重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、アルギネートは、３００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも７重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、アルギネートは、３００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも８重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。
【００７３】
いくつかの態様では、アルギネートは、２００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも４重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、アルギネートは、２００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも５重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、アルギネートは、２００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも６重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、アルギネートは、２００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも７重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。いくつかの態様では、アルギネートは、２００００ダルトンより低い分子量を有し、そしてゲルの少なくとも８重量％の量で存在し、その場合該アルギネートは１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンのレベルを有する。
【００７４】
前記の態様のそれぞれまたはその組み合わせにおいて、ヒドロゲルは、さらに、細胞、製薬上活性な剤、栄養上活性な剤、生体組織、医薬、食品、化粧品または放射性同位元素の少なくとも１つを含む。いくつかの態様では、細胞は、島細胞、ケラチノサイト、肝細胞、ネフロン、軟骨細胞、筋芽細胞、繊維芽細胞またはニューロンの少なくとも１つを含み；そして該製薬上活性な剤は、抗生物質、癌化学療法剤、モルヒネ、成長因子および抗感染症剤を含む。いくつかの態様では、ヒドロゲルは、さらに細胞を含む。いくつかの態様では、ヒドロゲルは、さらに、島細胞、ケラチノサイト、肝細胞、ネフロン、軟骨細胞、筋芽細胞、繊維芽細胞およびニューロンを含む。いくつかの態様では、細胞は島細胞を含む。
【００７５】
前記のいくつかの態様またはそれらの組み合わせでは、アルギネートは、（ｉ）Ｇブロックからなるアルギネート、（ｉｉ）Ｍブロックのみからなるアルギネートまたは（ｉｉｉ）ＭＧブロックからなるアルギネートの少なくとも１つを含む。いくつかの態様では、アルギネートはＧブロックからなるアルギネートである。いくつかの態様では、アルギネートは、それに共有結合した少なくとも１つの細胞接着ペプチドを含む。
【００７６】
（低分子量アルギネート）
本発明の種々の局面での使用に好適な低分子アルギネートは、購入できるかまたは周知の方法により製造できる。好適なアルギネートは、ＰＲＯＮＯＶＡ  ＵＰ  ＶＬＶＭおよびＶＬＶＭ（ＮｏｖａＭａｔｒｉｘ、ＦＭＣ  Ｂｉｏｐｏｌｙｍｅｒ  ＡＳ、オスロ、ノルウェイ）を含む。低分子量アルギネートの合成の好適な経路は、高温度における酸加水分解または熱解重合（原料アルギネートの分解を誘発する）を含むが、これらに限定されない。特定の分子量の範囲は、反応の時間および温度を改変することにより生ずる。好適な製造は以下に示されるが、これらに限定されない。
【００７７】
（製造１）３．０ｋｇのＭの多いアルギネートを３００ｋｇの精製水に溶解した。ｐＨを４．３±０．１に調節した。酸加水分解は、１８．５時間、７３℃（開始）から６２℃（終点）の温度で行われた。水酸化ナトリウムをｐＨ７．０まで溶液に加えた。生成物を乾燥した（噴霧乾燥）。生成物のｐＨおよび粘度は、それぞれ６．５および３．９ｍＰａｓであった。
【００７８】
（製造２）Ｐｒｏｔａｎａｌ  ＬＦＲ  ５／６０を加熱水蒸気を使用して分解した。この生成物を次に８０℃で溶液（ｐＨ４．３）中での酸加水分解を使用してさらに解重合して、以下の表に示される６つのフラクションを得た。
【００７９】
【表１】
2009543892.tif 000003
【００８０】
（製造３）３０５−３８５時間の全処理時間で８０℃の温度でＰｒｏｔａｎａｌ  ＬＦＲ  ５／６０の乾燥粉末の熱解重合により、熱解重合を行った。
【００８１】
種々の分別方法も、高含量のグルロン酸ブロック（「Ｇブロック」）、マンニュロネートブロック（「Ｍブロック」）またはＭＧブロックを有する低分子量アルギネートの製造について知られている。例えば、このようなアルギネートを形成するための好適な方法は、米国特許６１２１４４１および６７４７０１５（これらのそれぞれはそれらの全体を参考として本明細書に引用される）に開示されているが、これらに限定されない。
【００８２】
（ヒドロゲルおよびビードを製造する方法）
ヒドロゲルおよびビードを製造する方法が使用されて、前記のヒドロゲルまたはビードの任意の態様（態様の種々の組み合わせを含む）を生ずる。
【００８３】
本発明は、さらに、ヒドロゲルを製造する方法を提供し、それは、アルギネートの溶液を調製する工程および該アルギネート溶液をゲル化カチオン含有溶液へ添加して該ヒドロゲルを形成する工程からなる。
【００８４】
本発明は、さらに、ヒドロゲルを製造する方法を提供し、それは、ゲル化カチオンを含む化合物をアルギネート含有溶液へ混合することからなり、その場合、該カチオンは所望の速度で該アルギネート溶液中へ放出されて該ヒドロゲルを形成する。
【００８５】
本発明は、さらに、自己ゲル化プロセスにより製造された低分子量および高分子量のアルギネートの混合物を有するヒドロゲルを製造する方法を提供し、その方法は、（ａ）（ｉ）不溶性のゲル粒子を有する可溶性のアルギネートを含む溶液、または（ｉｉ）直ちに溶解するアルギネート、不溶性のゲル粒子および溶媒、を混合することにより分散物を形成し、そして（ｂ）分散物を処理し、それにより分散物がヒドロゲルを形成し、該可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、それぞれ独立して７５０００ダルトンより低い分子量を有し、可溶なアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、ヒドロゲルの少なくとも２．５重量％の量で存在することからなる。
【００８６】
いくつかの態様では、化合物は、炭酸カルシウム、カルシウム含有リポソーム、硫酸カルシウム、硫酸塩、リン酸カルシウム、乳酸カルシウムまたはクエン酸カルシウムの少なくとも１つである。いくつかの態様では、ゲル化カチオンは、ストロンチウム、バリウム、カルシウムおよびこれらの組み合わせからなる群から選ばれる。いくつかの態様では、ゲル化カチオンはカルシウムイオンである。いくつかの態様では、ゲル化カチオンはバリウムイオンである。いくつかの態様では、ゲル化カチオンはストロンチウムイオンである。いくつかの態様では、ゲル化カチオンは、ストロンチウムイオンおよびカルシウムイオンである。いくつかの態様では、ゲル化カチオンは、バリウムイオンおよびカルシウムイオンである。いくつかの態様では、ゲル化カチオンは、バリウムイオンおよびストロンチウムイオンである。
【００８７】
所望のゲル化カチオンまたはゲル形成性イオンの混合物を提供する塩または塩の組み合わせは、ゲル形成性イオンとして使用できる。ゲルまたはコーティングを形成するための好適なゲル形成性イオンは、１価イオンおよび多価イオン、好ましくは２価イオンおよび／または３価イオン、或いはまたはアルギネートと可溶な塩を形成しないかまたは多糖とゲルを形成できるイオンの混合物を含む。アルギネートにとり、好適な多価カチオンは、例えば、カルシウム（２＋）、バリウム（２＋）、ストロンチウム（２＋）、鉄（２＋）、亜鉛（２＋）、銅（２＋）およびアルミニウム（３＋）を含む。好ましいカチオンは、２価金属カチオン、より好ましくはカルシウム（２＋）カチオンである。
【００８８】
いくつかの態様では、ゲル化カチオンは、ストロンチウムイオン、バリウムイオン、カルシウムイオンおよびこれらの組み合わせからなる群から選ばれる。いくつかの態様では、ゲル化カチオンは、バリウムイオン、カルシウムイオンおよびこれらの組み合わせからなる群から選ばれる。いくつかの態様では、ゲル化カチオンは、ストロンチウムイオン、カルシウムイオンおよびこれらの組み合わせからなる群から選ばれる。いくつかの態様では、ヒドロゲル中のゲル形成性イオンはストロンチウムイオンである。いくつかの態様では、ゲル化カチオンはカルシウムイオンである。いくつかの態様では、ゲル化カチオンはバリウムイオンである。いくつかの態様では、ゲル化カチオンはストロンチウムイオンである。
【００８９】
アルギネートのゲル化部位を１００％飽和するのに必要なゲル化カチオンの濃度は計算できるが、本発明はゲル化カチオンにより過飽和または未飽和であるヒドロゲルを含む。例えば、十分なゲル化カチオン例えばカルシウムイオンが存在してすべての利用可能なゲル化部位と反応するとき（例えば、アルギネートの場合Ｌ−グルロン酸）、アルギネートは１００％飽和する。アルギネートのゲル化部位を完全に飽和するのに必要なカチオンの量は、例えば、２価のカチオンのみまたは３価のカチオンのみがゲル化に使用されるとき、アルギネート中のＬ−グルロン酸２モルあたり１モルの２価カチオンであると考えられるか、またはアルギネート中のＬ−グルロン酸３モルあたり１モルの３価のカチオンであると考えられる。１種以上の２価のカチオンおよび１種以上の３価のカチオンの混合物が用いられるとき、アルギネートを飽和するのに必要な量は、２価のカチオンは２つのゲル化部位を占めそして３価のカチオンは３つのゲル化部位を占めるため、計算できる。
【００９０】
これらＧブロックと化学量論的に反応するのに必要な２価のカチオン例えばカルシウムの量は、２つのグルロン酸単位プラス１つの２価のカチオンが１つのイオン性橋かけ結合を生ずるのに必要であると考えることによって、各アルギネートについて計算できる。１％アルギン酸ナトリウム溶液の化学量論的飽和に必要なカルシウムの量は、以下の表に示される。
【００９１】
【表２】
2009543892.tif 000004
【００９２】
種々の市販されているアルギネート、それらの性質およびそれらの源のリストは、米国特許６３３４９６８、表１、１６欄、４９行−１７欄、１８行（その全体を参考として本明細書に引用する）に見いだされる。アルギネートの混合物またはブレンド、例えば異なる分子量および／またはＧ含量のアルギネートが、ゲル形成性ポリマーとして使用できる。
【００９３】
ゲル化部位の完全な飽和（１００％飽和）は、組成物がＬ−グルロン酸単位２モルあたり１モルの２価のカチオンを含むとき、生ずる。例えば、カルシウムイオンの約１５ｍＭ溶液が、Ｌａｍｉｎａｒｉａ  ｈｙｐｅｒｂｏｒｅａの茎から抽出したアルギン酸ナトリウムの１％溶液を１００％飽和するのに必要とされ、約１２ｍＭカルシウム溶液が、Ｌａｍｉｎａｒｉａ  ｈｙｐｅｒｂｏｒｅａの葉（葉状体）から抽出されたアルギン酸ナトリウムの１％溶液を１００％飽和するのに必要とされ、そしてカルシウムイオンの約１４ｍＭ溶液が、Ｌｅｓｓｏｎｉａ  ｔｒａｂｅｃｕｌａｔａから抽出されたアルギン酸ナトリウムの１％溶液を１００％飽和するのに必要とされる。ゲル形成性イオンとしてほとんど溶けない塩を使用するとき、橋かけ結合の程度は、ゲル化剤例えば炭酸カルシウムの量、および／またはゲル形成中存在する可溶化剤例えばグルコノデルタラクトンのようなｐＨ調節剤の量のいずれかをコントロールすることによってコントロールできる。
【００９４】
いくつかの態様では、プロセス中に使用または形成されるゲル化カチオンの溶液は、約５ｍＭから約１０００ｍＭの濃度を有する。いくつかの態様では、ゲル化カチオンの溶液は、約１０ｍＭから約１０００ｍＭの濃度を有する。いくつかの態様では、ゲル化カチオンの溶液は、約２０ｍＭから約５００ｍＭの濃度を有する。いくつかの態様では、ゲル化カチオンの溶液は、約５０ｍＭから約１００ｍＭの濃度を有する。いくつかの態様では、プロセス中に使用または形成されるゲル化カチオンの溶液は、等張性の濃度であり、その場合細胞はアルギネートを含む溶液に添加される。
【００９５】
本発明は、さらに、上記の任意の態様またはそれらの組み合わせのアルギネートを使用してヒドロゲルを製造する工程からなる、化学的または物理的な歪みに対するアルギネートヒドロゲルの強さおよび安定性を増加する方法を提供する。
【００９６】
（ヒドロゲルまたはビードを使用する方法およびその製品）
本発明は、任意の態様またはその組み合わせに記載されたヒドロゲルからなる体内移植可能な医学用手段を提供する。
【００９７】
本発明は、さらに、任意の態様またはその組み合わせに記載されたヒドロゲルからなる医薬伝達処方物を提供する。
本発明は、さらに、任意の態様またはその組み合わせに記載されたヒドロゲルからなる造影剤を提供する。
【００９８】
本発明は、さらに、その必要のある患者に体内移植可能な医療要素（ｍｅｄｉｃａｌ  ｄｅｖｉｃｅ）を体内移植する方法を提供し、それは、該患者へ本明細書の態様またはその任意の組み合わせに記載された１つ以上の体内移植可能な医療要素を体内移植することからなる。いくつかの態様では、体内移植可能な医療要素のヒドロゲルは、細胞、製薬上活性な剤、栄養上活性な剤、生体組織、医薬、食品、化粧品または放射性同位元素の少なくとも１つを含む。いくつかの態様では、体内移植可能な医療要素のヒドロゲルは細胞を含む。いくつかの態様では、細胞は、島細胞、ケラチノサイト、肝細胞、ネフロン、軟骨細胞、筋芽細胞、繊維芽細胞またはニューロンを含む。
【００９９】
本発明は、さらに、その必要のある患者へヒドロゲルビードを体内移植する方法を提供し、それは、本発明の態様またはその任意の組み合わせで記載された１つ以上のヒドロゲルビードを該患者へ体内移植することからなる。いくつかの態様では、ヒドロゲルビードのヒドロゲルは、細胞、製薬上活性な剤、栄養上活性な剤、生体組織、医薬、食品、化粧品または放射性同位元素の少なくとも１つを含む。いくつかの態様では、ヒドロゲルビードのヒドロゲルは細胞を含む。いくつかの態様では、細胞は、島細胞、ケラチノサイト、肝細胞、ネフロン、軟骨細胞、筋芽細胞、繊維芽細胞またはニューロンを含む。
【０１００】
いくつかの態様では、医療要素中で固定化された細胞は、動物中へ体内移植でき、その場合、ヒドロゲルは免疫バリヤーとして働きそして免疫系による検出を防ぎ、それにより異種移植片の体内移植を可能にする。いくつかの態様では、ストロンチウムは、動物細胞が体内移植に望ましいとき（異種移植片）、ゲル形成イオンとして使用できる。それは、このタイプの人工の器官を用いた場合、細胞が体内移植された医療要素の外へ成長することがなくそして免疫系へ曝されることがないからである。いくつかの態様では、医療要素はまた、例えば癌研究のための動物における細胞、腫瘍および生体組織の異種移植片を確立するのに有用である。医療要素中における多細胞凝集物例えばランゲルハンス島の固定化により、該多細胞凝集物は、免疫拒絶なしに動物またはヒトへ体内移植でき、そしてこのような体内移植された細胞凝集物は、そのため例えばインスリンを生成する人工器官として機能できる。いくつかの態様では、細胞は、島細胞、ケラチノサイト、肝細胞、ネフロン、軟骨細胞、筋芽細胞、繊維芽細胞またはニューロンを含む。いくつかの態様では、細胞は島細胞を含む。
【０１０１】
本明細書に記載された技術は、本明細書で記載されたような種々の異なる細胞のタイプに使用できる。選ばれる細胞のタイプは、特別な治療の用途により変化する。医療要素は、当業者に周知の種々の方法により体内移植できる。例えば、医療要素は、当業者に周知の種々の方法により、例えば皮下に体内移植でき、或いは種々の器官、筋肉、組織または器官の内肛中へ手術により体内移植できる。ヒドロゲル、ビードおよび体内移植可能な医療要素は、後腹膜腔、腹膜前空隙、腸間膜、腎被膜下空隙、腹膜および筋肉内空隙を含むがこれらに限定されない種々の生体組織へ体内移植できる。
【０１０２】
いくつかの態様では、１つ以上の医療要素は、皮下に体内移植される。いくつかの態様では、３つまたは４つの医療要素が患者へ体内移植される。
いくつかの態様では、治療上有効な数の細胞が体内移植される。特定の疾患の治療に必要な細胞の数は、治療される１つ以上の疾患、個々のサイズ、年齢および応答パターン、１つ以上の疾患の程度、主治医の判断、投与の方法および投与の目的例えば予防または治療に応じて変化する。用語「有効量」は、研究者、獣医、医師または他の臨床家により調べられている生体組織、システム、動物、個体、患者またはヒトにおいて生物学的または医学的な反応を現す細胞の数をいう。望まれる生物学的または医学的な反応は、個体における疾患の予防（例えば、疾患にかかりやすくなっているが、疾患の病理学的または症候学的徴候を経験または発現しない個体の疾患の予防）を含む。望ましい生物学的または医学的な反応は、また疾患の病理学的または症候学的な徴候を経験または発現する個体の疾患を阻止する（すなわち、病理学的および／または症候学的な徴候のさらなる展開を阻止または遅延させる）ことを含む。望まれる生物学的または医学的な反応は、また疾患の病理学的または症候学的徴候を経験または発現している個体における疾患の緩和（すなわち、病理学的または症候学的徴候の後退）を含む。
【０１０３】
１つ以上の医療要素は、患者へ体内移植されて治療上有効な量の細胞に達することができる。さらに、細胞の数は、もしそのように望まれるならば、第１の細胞層と第２の細胞層とに分けることができる。いくつかの態様では、ヒドロゲルは約５０００以上の細胞を含む。いくつかの態様では、ヒドロゲルは、約５０００−約３０００００の細胞、約５０００−約２０００００の細胞、約５０００−約１０００００の細胞、約１００００−約１０００００の細胞、約５０００−約６００００の細胞、約１００００−約６００００の細胞、約２００００−約６００００の細胞または約２００００−約４００００の細胞を含む。
【０１０４】
ヒドロゲル内の細胞の封入も、生体組織工学の用途に使用できる。生体組織工学では、３次元のコンストラクトの内または上の細胞の成長が望まれ、そのためこのような用途のための良好なバイオ材料が必要とされる。特に、本発明の自己ゲル化法によりつくられたヒドロゲルは、皮下および筋肉内の体内移植後分解することを示している。
【０１０５】
注入可能なアルギネート／細胞の懸濁系は、また、たとえ外科的侵襲がなくても欠陥または損傷をうけた組織部位へ伝達できる。このような用途では、それがゲルになる前に、成形するのにいくらかの作用時間を必ず要する。しかし、ゲル化速度が、かなり速いことが要求されるので、ゲル／溶液を適用することによる長期にわたる患者の待ち時間または問題は避けることができる。本発明のヒドロゲルには、かなり高い濃度のアルギネートを含ませることができ、それは、分解プロセスに対するコントロールを増大させる。さらに、自己ゲル化系のヒドロゲルは、ゲル投与の自由度を大きくする。
【０１０６】
態様の任意のものまたはその組み合わせに記載されたビードまたはヒドロゲルを使用することにより血管を塞栓する方法を提供し、その場合ビードまたはヒドロゲルは再吸収可能である。本発明は、さらに、態様の任意のものまたはその組み合わせに記載されたビードまたはヒドロゲルを含む塞栓性治療組成物を提供し、その場合ビードまたはヒドロゲルは再吸収可能である。
【０１０７】
特に、自己ゲル化法によりつくられたヒドロゲルは、また、近づくことが困難な血管に導入されそして液状のスラリーとして処方されて血管の内部に完全に適合しさらに他のタイプの閉鎖例えば縫合に比べてそれをより完全かつ有効に塞ぐ点で、塞栓形成の症状に特別に有用である。自己ゲル化溶液は、その場でのヒドロゲルの形成により循環を塞ぐのに十分な量で処方される。さらに、ヒドロゲル中の高濃度の低分子量のポリマーは、また閉塞組成物の強さをより良好にし、または分解プロセスにおけるコントロールをさらに良好にする。
【０１０８】
本発明は、さらに、７５０００ダルトンより低い分子量およびアルギネートへイオン結合したバリウムを有するアルギネートを含む造影剤または放射線不透過性材料を提供し、その場合該アルギネートは、ゲルの少なくとも２．５重量％の量で存在し、そしてヒドロゲル中の該バリウムは、放射線不透過性材料として使用される。いくつかの態様では、該アルギネートは、５００００より低い分子量を有する。いくつかの態様では、該アルギネートは、３００００より低い分子量を有する。いくつかの態様では、該アルギネートは、ゲルの少なくとも４重量％の量で存在する。いくつかの態様では、該アルギネートは、ゲルの少なくとも５重量％の量で存在する。いくつかの態様では、該アルギネートは、ゲルの少なくとも６重量％の量で存在する。
【０１０９】
本発明は、特定の実施例についてさらに記述される。これらの実施例は例示だけのものであり、そして本発明は、これらの実施例に記載された条件、材料または装置に限定されないことを理解すべきである。本明細書では、すべての部および％は、他に示されない限り重量による。
【実施例１】
【０１１０】
（低ＭＷアルギネートの存在によるアルギネートビードの安定性の増大）
約１ｍｍの直径を有するアルギネートビードは、ＣａＣｌ２の５０ｍＭ溶液中へ、２％Ｐｒｏｔａｎａｌ  ＬＦ  １０／６０（ＦＭＣ  Ｂｉｏｐｏｌｙｍｅｒ、ＭＷ１０００００−１７００００ｇ／モル）の溶液単独、またはそれとＬａｍｉｎａｒｉａ  ｈｙｐｅｒｂｏｒｅａの茎からの高度に分解されたアルギネート１−５％との組み合わせを滴下することによりつくられた。Ｌａｍｉｎａｒｉａ  ｈｙｐｅｒｂｏｒｅａの茎からの高度に分解されたアルギネートは、高温度での酸加水分解（ｐＨ４．３、８０℃、所望のＭＷに関して最適の分解時間）により溶液中で分解されて２５ｋＤａより低いＭＷになった。ビードを少なくとも３０分間ＣａＣｌ２溶液中に保持した。高度に分解したアルギネートは、テストされた濃度ではそれ自体でゲルを形成する能力を欠いた。５ｍＬのビードをメスシリンダーへ移した。塩化カルシウム溶液を除き、そして２５ｍＬの１５０ｍＭＮａＣｌ溶液で置換して生理学的塩濃度に近づけた。２日置きに、ビードを満たしたシリンダーの体積を記録し、次にＮａＣｌ溶液を交換した。図１は、０−５％の高度に分解されたアルギネートを含むビードの相対的膨潤を示す。データは、高いアルギネート濃度が不安定化を防ぎそして時間とともに生ずる生理学的塩濃度でのビードの膨潤を防ぐことを明らかに示す。
【実施例２】
【０１１１】
（低ＭＷアルギネートの存在によるアルギネートビードの機械的強さの増大）
直径約３ｍｍのアルギネートビードは、ＣａＣｌ２の５０ｍＭ溶液中へ、２％Ｐｒｏｔａｎａｌ  ＬＦ  １０／６０（ＦＭＣ  Ｂｉｏｐｏｌｙｍｅｒ、ＭＷ１０００００−１７００００ｇ／モル）の溶液単独、またはそれとＬａｍｉｎａｒｉａ  ｈｙｐｅｒｂｏｒｅａの茎からの高度に分解されたアルギネート１−５％との組み合わせを滴下することによりつくられた。Ｌａｍｉｎａｒｉａ  ｈｙｐｅｒｂｏｒｅａの茎からの高度に分解されたアルギネートは、高温度での酸加水分解（ｐＨ４．３、８０℃、所望のＭＷに関して最適の分解時間）により溶液中で分解されてＭＷが２５ｋＤａより低くなった。ビードを少なくとも３０分間ＣａＣｌ２溶液中に保持した。高度に分解したアルギネートは、テストされた濃度ではそれ自体でゲルを形成する能力を欠いた。個々のビードの機械的強さは、フラットブローブを用いてＳｔａｂｌｅ  Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓからのテキスチャーアナライザーにより測定した。圧縮の速度は、０．１ｍｍ／秒であり、圧縮距離は１．５ｍｍに固定された。データ（図２）は、機械的な強さが高度に分解したアルギネートの量の増加とともに約３．５％まで増大したことを示す。
【０１１２】
同様な実験は、２％Ｐｒｏｔａｎａｌ  ＬＦ  １０／６０単独、またはそれとＰｒｏｔａｎａｌ  ＬＦＲ  ５／６０（ＦＭＣ  Ｂｉｏｐｏｌｙｍｅｒ、ＭＷ３００００−５００００ｇ／モル）から作られた分解されたアルギネート１−５％との組み合わせによりビードをつくることにより行われた（図３）。実験の条件は同じであり、個々のビードの機械的強さは、テキスチャーアナライザーにより測定された。この場合、データ（図３）は、機械的強さが高度の分解したアルギネートの量が増すにつれ約５％まで増加したことを示した。
【実施例３】
【０１１３】
（低ＭＷアルギネートの使用によるアルギネートビードの強さおよび安定性の増大）
直径約３ｍｍのアルギネートビードは、アルギネートの溶液をＣａＣｌ２の５０ｍＭ溶液へ滴下することによりつくられた。すべての溶液について、粘度が約３００ｍＰａｓになるようにアルギネートの濃度を調節して球状のビードを得た。ビードは、１．５％ＰＲＯＮＯＶＡ  ＵＰ  ＬＶＧアルギネート（ＦＰ−４０８−０２、ＭＷ２１９ｋＤａ）、１．５％  ＰＲＯＮＯＶＡ  ＵＰ  ＬＶＭアルギネート（ＦＰ−４０８−０１、ＭＷ２２２ｋＤａ）、ＰＲＯＮＯＶＡ  ＵＰ  ＶＬＶＧアルギネート（ＦＰ−５０７−０１、ＭＷ４１ｋＤａ、ＰＲＯＴＡＮＡＬ  ＬＦＲ  ５／６０から精製）および９．５％ＰＲＯＮＯＶＡ  ＶＬＶＧアルギネート（ＦＰ−５１２−０１、ＭＷ２５ｋＤａ、乾燥粉末の熱解重合により製造、８０℃、処理時間６００時間）の各溶液から製造された。曲線のピーク（指示されたように）は、ビードを破裂させる圧縮の結果である。高粘度のために、本発明者の知る限り、ＬＶＧおよびＬＶＭアルギネートを使用するとき、約３％より多いアルギネートの濃度で生理学的条件下で小さい球状のアルギネートビードをつくることは不可能であることに注意したい。個々のビードの機械的な強さは、フラットプローブを用いてＳｔａｂｌｅ  Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓからのテクスチャーアナライザーにより測定された。圧縮の速度は０．１ｍｍ／秒であり、そして圧縮力は圧縮の関数として測定された。データ（図４）は、最終の破裂力がＰＲＯＮＯＶＡ  ＬＶＧおよびＬＶＭアルギネートビードで遙かに高いことを示す。しかし、圧縮に対する抵抗は、破裂の限界の下でＶＬＶＧアルギネートの両者について高い（約１．４ｍｍの圧縮でのピーク）。低い程度の圧縮について、データは、従って、低ＭＷアルギネートを用いることにより、非常に高い粘度を有する溶液を用いることなく、剛性の増大したアルギネート構造物をつくることができることを示している。
【実施例４】
【０１１４】
（体内移植材料として限定された低ＭＷアルギネートフラクションを有するアルギネート構造物に関する生体内分解性の証明）
この実施例では、アルギネート「自己ゲル化」組成物が用いられ、それは、不溶性のアルギン酸カルシウムとアルギン酸ナトリウムの溶液との混合物からなった。処方物は、それが容易に予め混合され次に溶液がアルギネートヒドロゲルを形成する前に異なる組織へ注射器で注射できるように選ばれた。テストにおいて、１回の皮下または筋肉内の投与をＳｐｒａｇｕｅ−Ｄａｗｌｅｙラットに行った。
【０１１５】
研究にあたって、自己ゲル化キットが先ずつくられ、それは、３元コネクターで接続されるアルギネート成分を有する２つの１ｍＬ注射器からなった。各キットにおける２つの注射器は、それぞれ、０．２ｍＬの５％Ｃａアルギネート（ＰＲＯＮＯＶＡ  Ｃａ  Ｍ  ４５−７５μｍ、Ｂａｔｃｈ；ＦＵ−６０６−０１）および０．８ｍＬの１．２５％Ｎａアルギネート（ＰＲＯＮＯＶＡ  ＶＬＶＭ、Ｂａｔｃｈ；ＦＰ−６０４−０２、高温度で溶液中の酸加水分解を使用して市販のＭの多いアルギネートからの解重合により製造、ｐＨ４．３、７５℃、２４時間）により満たされた（４．６％Ｄ−マンニトール中）。Ｃａアルギネートの分散物は、オートクレーブにより滅菌された（１２０℃、２０分間）。Ｎａアルギネート溶液は、滅菌濾過により滅菌された。注射器の注入は、Ｓａｆｅｔｙ  Ｃａｂｉｎｅｔ  Ｃｌａｓｓ  ＩＩで行われ、そしてキットは、動物の設備へ移されそして使用前まで冷蔵庫に入れられた。テストされたＰＲＯＮＯＶＡ  ＶＬＶＭアルギネートバッチのＭＷは、約３５ｋＤと測定された（Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度計を使用して測定して２０℃で１％溶液中で見かけ粘度５．８ｍＰａｓ）。
【０１１６】
動物への注射直前に、注射器を接続し１つの注射器の内容を他のものに移し、次に最大の体積（アルギン酸ナトリウム溶液）を含む注射器から始めて混合を１０回（各側に５回）繰り返すことにより、２つの成分を混合した。粘度のある溶液を次に、２８Ｇ針を用いて直ぐに動物に注射した（０．５０または０．２５ｍＬの注射）。皮下のテストでは、１２匹の雄に、０．５ｍＬのアルギネート自己ゲル化組成物の注射を肩甲背上方右側にし、そして比較のために、媒体（０．５ｍＬの４．６％マンニトール溶液）の単一の皮下注射を肩甲背上方左側にした。３匹の動物を３日、１５日、３１日および６０日に殺し、そして注射部位を組織学的所見のために集めた。同様に、他の９匹の雄に、アルギネート自己ゲル化組成物の０．２５ｍＬの筋肉内注射を右の後肢にし、そして４．６％マンニトール溶液を左の後肢にした。３匹の動物を３日、１５日および６０日に殺し、注射部位を組織学的所見のために集めた。両方の場合、組織学的サンプルを、組織に存在するアルギネートの明視化のためにＡｌｃｉａｎ  ｂｌｕｅにより染色した。
【０１１７】
両方の場合、観察期間中どんな有害な全身性の徴候も認められず、そして体重の変化もこの齢および種のラットで許容できるものと考えられた。アルギネート自己ゲル化組成物をうけた皮下部位では、小さい柔らかい膨潤が認められた。また、３日および１５日で、アルギネート自己ゲル化組成物をうけた皮下の注射部位は、皮下のゼラチン状の肥厚を示した。１匹の動物では、これは注射１９日後にも認められた。Ａｌｃｉａｎ  ｂｌｕｅによる組織学的染色は、注射３１日および６０日後のすべての３部位において外来アルギネート材料の中程度の弥漫性の存在を明らかにしたが、２９日および６０日の剖検での顕微鏡的所見はなかった。そのため、大多数の処方物は、このとき注射部位から消失した。筋肉内注射部位では、３日の剖検での顕微鏡的所見はなく、大多数の処方物が、観察前に注射部位から消失したことを示す。Ａｌｃｉａｎ  ｂｌｕｅによる組織学的染色は、しかし、３日で３部位のうち２つで最小の弥漫性または局在する筋膜状の外来物の存在を明らかにした。１５日でＡｌｃｉａｎ  ｂｌｕｅ染色は、また、３部位中２つで最小の弥漫性または中程度の局在する筋膜状の外来物の存在を明らかにした。逆に、６０日で組織中のアルギネートの存在を示す組織学的所見はなく、組織からのアルギネートの完全な不存在を示した。
【０１１８】
結論として、本発明者の観察は、約３５ｋＤのアルギネートＭＷを有する注射可能なアルギネート自己ゲル化処方物を用いる投与されたアルギネートゲルが、分解されそして注射部位から消失することを示した。さらに、分解速度は、材料が皮下部位に比べて筋肉内で速く消失することが観察されたので、明らかに組織特異的であった。
【０１１９】
本発明は、その特定の態様について詳述されたが、種々の変化および改変が、その趣旨および範囲から離れることなく、できることは、当業者にとり明らかであろう。本明細書で引用されたすべての特許、特許出願および公開を含む各文献は、その全体を参考として本明細書に引用する。
【図１】
2009543892.tif 000005
【図２】
2009543892.tif 000006
【図３】
2009543892.tif 000007
【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年6月4日(2009.6.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
５００００ダルトンより低い分子量を有するアルギネートを含み、該アルギネートがゲルの少なくとも４重量％の量で存在することを特徴とする安定なヒドロゲル。
【請求項２】
細胞、製薬上活性な剤、栄養上活性な剤、生体組織、医薬、食品、化粧品または放射性同位元素の少なくとも１つをさらに含む請求項１のヒドロゲル。
【請求項３】
５００００ダルトンより低い分子量を有する非酸化アルギネートおよび細胞、製薬上活性な剤、栄養上活性な剤、生体組織、医薬、食品、化粧品または放射性同位元素の少なくとも１つを含み、該アルギネートがゲルの少なくとも４重量％の量で存在することを特徴とするヒドロゲル。
【請求項４】
該細胞が、島細胞、ケラチノサイト、肝細胞、ネフロン、軟骨細胞、筋芽細胞、繊維芽細胞、ニューロンからなり、該製薬上活性な剤が、抗生物質、癌化学療法剤、モルヒネ、成長因子および抗感染症剤からなる請求項１−３の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項５】
細胞をさらに含む請求項１−３の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項６】
１００００ダルトンより高くしかも７５０００ダルトンより低い分子量を有するアルギネートを含み、アルギネートがヒドロゲルの少なくとも４重量％の量で存在し、該ヒドロゲルが細胞または生体組織をさらに含むことを特徴とするヒドロゲル。
【請求項７】
該アルギネートが５００００ダルトンより低い分子量を有し、アルギネートがヒドロゲルの少なくとも４重量％の量で存在し、該ヒドロゲルが細胞または生体組織をさらに含む請求項６のヒドロゲル。
【請求項８】
該アルギネートがゲルの少なくとも５．０重量％の量で存在する請求項１−７の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項９】
該アルギネートがゲルの少なくとも６．０重量％の量で存在する請求項１−７の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項１０】
該アルギネートがゲルの少なくとも７．０重量％の量で存在する請求項１−７の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項１１】
該アルギネートがゲルの少なくとも８．０重量％の量で存在する請求項１−７の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項１２】
４００００ダルトンより低い分子量を有する請求項１−１１の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項１３】
３００００ダルトンより低い分子量を有する請求項１−１１の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項１４】
２００００ダルトンより低い分子量を有する請求項１−１１の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項１５】
該アルギネートへイオン結合したカルシウムイオン、ストロンチウムイオンまたはバリウムイオンの少なくとも１つをさらに含む請求項１−１４の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項１６】
該アルギネートが、（ｉ）Ｇブロックからなるアルギネート、（ｉｉ）Ｍブロックのみからなるアルギネートまたは（ｉｉｉ）ＭＧブロックからなるアルギネートの少なくとも１つからなる請求項１−１４の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項１７】
該アルギネートが、Ｇブロックからなるアルギネートの少なくとも１つからなる請求項１−１４の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項１８】
該アルギネートが、該アルギネートの５０重量％より多い量でグルロン酸を含む請求項１−１４の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項１９】
該アルギネートが、該アルギネートの５０重量％より少ない量でグルロン酸を含む請求項１−１４の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項２０】
該アルギネートが、それへ共有結合した少なくとも１つの細胞接着ペプチドを含む請求項１−１４の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項２１】
該細胞接着ペプチドが、ＲＧＤを含むペプチドである請求項１−１４の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項２２】
該アルギネートが１０００ＥＵ／ｇ以下のエンドトキシンレベルを有する請求項１−２１の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項２３】
７５０００ダルトン以上の分子量を有するアルギネートをさらに含み、該アルギネートがゲルの２％以下の量で存在する請求項１−２２の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項２４】
７５０００ダルトン以上の分子量を有するアルギネートをさらに含み、該アルギネートがゲルの１％以下の量で存在する請求項１−２２の何れか１つの項のヒドロゲル。
【請求項２５】
ａ）ｉ）可溶性のアルギネートを含む溶液と不溶性のゲル粒子とを混合するか、またはｉｉ）直ちに溶解するアルギネート、不溶性のゲル粒子および溶媒を混合することにより分散物を形成し、そしてｂ）分散物がヒドロゲルを形成するように分散物を処理し、その場合該可溶性のアルギネートは７５０００ダルトンより低い分子量を有し、可溶性のアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、ゲルの少なくとも２．５重量％の量で存在する方法により形成されることを特徴とするヒドロゲル。
【請求項２６】
請求項１−２４の何れか１つの項のヒドロゲルを含むビード。
【請求項２７】
請求項１−２４の何れか１つの項のアルギネートの溶液を製造する工程、および該アルギネート溶液をゲル化カチオンを含む溶液へ添加して該ヒドロゲルを形成する工程からなることを特徴とするヒドロゲルまたはビードを製造する方法。
【請求項２８】
請求項１−２４の何れか１つの項のアルギネートを含む溶液中へゲル化カチオンを含む化合物を混合することからなり、その場合該カチオンは該アルギネート溶液中へ所望の速度で放出されてヒドロゲルを形成することを特徴とするヒドロゲルを製造する方法。
【請求項２９】
請求項１−２４の何れか１つの項のヒドロゲルを含む体内移植可能な医療要素。
【請求項３０】
請求項２６のビードまたは請求項２９の体内移植可能な医療要素を体内移植することを特徴とするその必要のある患者にビードまたは体内移植可能な医療要素を体内移植する方法。
【請求項３１】
請求項１−２４の何れか１つの項のヒドロゲルまたは請求項２６のビードまたは請求項２９の体内移植可能な医療要素を体内移植することからなり、該ヒドロゲル、ビードまたは体内移植可能な医療要素の該ヒドロゲルはさらに細胞を含むことを特徴とするその必要のある細胞を体内移植する方法。
【請求項３２】
請求項１−２４の何れか１つの項のヒドロゲルまたは請求項２６のビードまたは請求項２９の体内移植可能な医療要素を含むことを特徴とする医薬伝達処方物。
【請求項３３】
７５０００ダルトンより低い分子量を有するアルギネートおよび該アルギネートへイオン結合したバリウムからなり、該アルギネートはゲルの少なくとも２．５重量％の量で存在し、ヒドロゲル中の該バリウムは放射線不透過性材料として用いられることを特徴とする造影剤または放射線不透過性材料。
【請求項３４】
請求項１−２４の何れか１つの項のヒドロゲルまたは請求項２６のビードを使用し、該ヒドロゲルまたは該ビードが生体再吸収可能であることを特徴とする血管を閉塞する方法。
【請求項３５】
請求項１−２４の何れか１つの項のヒドロゲルまたは請求項３６のビードからなり、該ヒドロゲルまたは該ビードが生体再吸収可能であることを特徴とする塞栓性治療組成物。
【請求項３６】
ａ）ｉ）可溶性のアルギネートを含む溶液と不溶性のゲル粒子とを混合するか、またはｉｉ）直ちに溶解するアルギネート、不溶性のゲル粒子および溶媒を混合することにより分散物を形成し、そしてｂ）分散物がヒドロゲルを形成するように分散物を処理し、その場合該可溶性のアルギネートは７５０００ダルトンより低い分子量を有し、可溶性のアルギネートまたは直ちに溶解するアルギネートは、ヒドロゲルの少なくとも２．５重量％の量で存在することを特徴とする請求項２３−２５の何れか１つの項のヒドロゲルを形成する方法。
【国際調査報告】
2009543892.tif 000009
2009543892.tif 000010
2009543892.tif 000011
2009543892.tif 000012