(57)【要約】ポリ(エチレングリコール)、粘弾性ポリマーおよび抗酸化剤を含み、重合形態で、約1.30〜約1.40の屈折率を有するポリマー組成物が提供される。前記組成物を合成する方法も提供され、その方法は、ある量の水を加熱し、その水に緩衝剤を加えて緩衝溶液を形成し、その緩衝溶液中でポリ(エチレングリコール)と粘弾性ポリマーとを混合して反応性混合物を形成し、その反応性混合物に多数の抗酸化剤粒子を加え、そしてその反応性混合物から懸濁気泡を除く工程を含む。対象者の眼水晶体の酸化的損傷を防ぐ方法がさらに提供され、その方法は前記ポリマー組成物を対象者の眼水晶体へ投与することを含む。【選択図】図１
2016501931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリ(エチレングリコール)、粘弾性ポリマーおよび抗酸化剤を含み、重合形態で、約1.30〜約1.40の屈折率を有するポリマー組成物。
【請求項２】
ポリ(エチレングリコール)と粘弾性ポリマーとの重合を促進するための開始剤をさらに含む、請求項1に記載の組成物。
【請求項３】
開始剤が光開始剤または酵素である、請求項2に記載の組成物。
【請求項４】
開始剤が光開始剤であり、その光開始剤が、2-ヒドロキシ-4'-(2-ヒドロキシエトキシ)-2-メチルプロピオフェノン、エオシンY、トリエタノールアミン、1-ビニル-2-ピロリジノンおよびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項3に記載の組成物。
【請求項５】
開始剤が光開始剤であり、粘弾性ポリマーが光架橋部分を含む、請求項3に記載の組成物。
【請求項６】
ポリ(エチレングリコール)がポリ(エチレングリコール) ジアクリレートである、請求項1に記載の組成物。
【請求項７】
ポリ(エチレングリコール)が約2000 Da〜約20000 Daの分子量を有する、請求項1に記載の組成物。
【請求項８】
ポリ(エチレングリコール)が組成物中に約50 mg/mL〜約150 mg/mLの濃度で含まれる、請求項1に記載の組成物。
【請求項９】
粘弾性ポリマーが、ヒアルロン酸またはその塩、ヒドロキシメチルプロピルセルロース、コンドロイチン硫酸、ポリアクリルアミド、コラーゲン、デキストラン、ヘパリン、アガロース、キトサンおよびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項1に記載の組成物。
【請求項１０】
粘弾性ポリマーがヒアルロン酸またはその塩であり、そのヒアルロン酸またはその塩が組成物中に約8 mg/mL〜約12 mg/mLの濃度で含まれる、請求項9に記載の組成物。
【請求項１１】
粘弾性ポリマーがヒドロキシメチルプロピルセルロースであり、そのヒドロキシメチルプロピルセルロースが組成物中に約1 mg/mL〜約40 mg/mLの濃度で含まれる、請求項9に記載の組成物。
【請求項１２】
ヒドロキシメチルプロピルセルロースが、20℃で、水中2%の濃度で、約200 cP〜約5600 cPの粘度を有する、請求項11に記載の組成物。
【請求項１３】
ヒドロキシメチルプロピルセルロースが約200,000 Daの分子量を有する、請求項11に記載の組成物。
【請求項１４】
重合形態で、ポリ(エチレングリコール)および粘弾性ポリマーが相互浸透性ポリマー、架橋ポリマーまたはそれらの組合せの形態にある、請求項1に記載の組成物。
【請求項１５】
ポリ(エチレン)グリコールと粘弾性ポリマーが組成物中に約5:3、約5:2、約5:1、約6:1、約7:1、約8:1、約9:1、約10:1、約11:1、約12:1、約13:1、約14:1、約15:1、約16:1、約17:1、約18:1、約19:1または約20:1の粘弾性ポリマーに対するポリ(エチレングリコール)の比率で含まれる、請求項1に記載の組成物。
【請求項１６】
抗酸化剤が、トレハロース、ニコチンアミド、アスコルビン酸、N-アセチルシステイン、アジ化ナトリウム、ピリドキシン、α-トコフェロール、トコフェロール、ヒドラジン、グルタチオン、チオール、β-カロテン、リコピン、アスタキサンチン、チオレドキシン、トコクロマノール、プラストキノール、シアニン、ジスムターゼ、酵素、カタラーゼ、二価カチオン、亜鉛、マグネシウムおよびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項1に記載の組成物。
【請求項１７】
抗酸化剤がトレハロースである、請求項16に記載の組成物。
【請求項１８】
抗酸化剤が組成物中に約0.001 wt%〜約10 wt%の濃度で含まれる、請求項16に記載の組成物。
【請求項１９】
抗酸化剤が組成物中に多数の抗酸化剤粒子として含まれる、請求項16に記載の組成物。
【請求項２０】
抗酸化剤粒子が約50 nm〜約1000 nmの直径を有する、請求項19に記載の組成物。
【請求項２１】
組成物が乳化剤、非イオン界面活性剤またはその両方をさらに含む、請求項1に記載の組成物。
【請求項２２】
屈折率が約1.33〜約1.36である、請求項1に記載の組成物。
【請求項２３】
組成物が約4 dyne/cm未満か、または約40 dyne/cmより大きい表面エネルギーを含む、請求項1に記載の組成物。
【請求項２４】
組成物が約50 N/m〜約1000 N/mの弾性を有する、請求項1に記載の組成物。
【請求項２５】
組成物が約281 mOsm〜約350 mOsmのオスモル濃度を有する、請求項1に記載の組成物。
【請求項２６】
組成物が約1%〜約80%の酸素透過率を有する、請求項1に記載の組成物。
【請求項２７】
組成物が約33℃〜約37℃の温度の間で熱的に安定である、請求項1に記載の組成物。
【請求項２８】
ある量の水を加熱し、
その水に緩衝剤を加え、それにより緩衝溶液を形成し、
その緩衝溶液中でポリ(エチレングリコール)と粘弾性ポリマーを混合し、それにより反応性混合物を形成し、
その反応性混合物に抗酸化剤を加え、そして
その反応性混合物から懸濁気泡を除くこと
を含む、組成物を合成する方法。
【請求項２９】
反応性混合物に、光開始剤、酵素およびそれらの組合せからなる群から選択される開始剤を加える工程をさらに含む、請求項28に記載の方法。
【請求項３０】
緩衝溶液がリン酸緩衝食塩水または2-[4-(2-ヒドロキシエチル)ピペラジン-1-イル]エタンスルホン酸(HEPES)を含む、請求項28に記載の方法。
【請求項３１】
開始剤が光開始剤であり、方法が、懸濁気泡を除く工程の後に、反応性混合物を電磁照射に曝すことをさらに含む、請求項29に記載の方法。
【請求項３２】
電磁照射が可視光線、紫外線またはそれらの組合せである、請求項31に記載の方法。
【請求項３３】
抗酸化剤が、トレハロース、ニコチンアミド、アスコルビン酸、N-アセチルシステイン、アジ化ナトリウム、ピリドキシン、α-トコフェロール、トコフェロール、ヒドラジン、グルタチオン、チオール、β-カロテン、リコピン、アスタキサンチン、チオレドキシン、トコクロマノール、プラストキノール、シアニン、ジスムターゼ、酵素、カタラーゼ、二価カチオン、亜鉛、マグネシウムおよびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項28に記載の方法。
【請求項３４】
抗酸化剤が約0.001 wt%〜約10 wt%の濃度である、請求項33に記載の方法。
【請求項３５】
抗酸化剤がトレハロースである、請求項33に記載の方法。
【請求項３６】
ポリ(エチレングリコール)がポリ(エチレングリコール) ジアクリレートである、請求項28に記載の方法。
【請求項３７】
ポリ(エチレングリコール)が約2000 Da〜約20000 Daの分子量を有する、請求項28に記載の方法。
【請求項３８】
ポリ(エチレングリコール)が組成物中に約50 mg/mL〜約150 mg/mLの濃度で含まれる、請求項28に記載の方法。
【請求項３９】
粘弾性ポリマーが、ヒアルロン酸またはその塩、ヒドロキシメチルプロピルセルロース、コンドロイチン硫酸、ポリアクリルアミド、コラーゲン、デキストラン、ヘパリン、アガロース、キトサンおよびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項28に記載の方法。
【請求項４０】
ヒドロキシメチルプロピルセルロースが組成物中に約1 mg/mL〜約40 mg/mLの濃度で含まれる、請求項39に記載の方法。
【請求項４１】
ヒドロキシメチルプロピルセルロースが、20℃で、水中2%の濃度で、約200 cP〜約5600 cPの粘度を有する、請求項39に記載の方法。
【請求項４２】
ヒドロキシメチルプロピルセルロースが約200,000 Daの分子量を有する、請求項39に記載の方法。
【請求項４３】
ヒアルロン酸が組成物中に約8 mg/mL〜約12 mg/mLの濃度で含まれる、請求項39に記載の方法。
【請求項４４】
ポリ(エチレン)グリコールと粘弾性ポリマーが、約5:3、約5:2、約5:1、約6:1、約7:1、約8:1、約9:1、約10:1、約11:1、約12:1、約13:1、約14:1、約15:1、約16:1、約17:1、約18:1、約19:1または約20:1の粘弾性ポリマーに対するポリ(エチレングリコール)の比率で混合される、請求項28に記載の方法。
【請求項４５】
開始剤が光開始剤であり、その光開始剤が、2-ヒドロキシ-4'-(2-ヒドロキシエトキシ)-2-メチルプロピオフェノン、エオシンY、トリエタノールアミン、1-ビニル-2-ピロリジノンおよびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項29に記載の方法。
【請求項４６】
方法が、乳化剤、非イオン界面活性剤またはその両方を反応性混合物に加えることをさらに含む請求項28に記載の方法。
【請求項４７】
重合形態で、約1.30〜約1.40の屈折率を有する、ポリ(エチレングリコール)、粘弾性ポリマーおよび抗酸化剤を含むポリマー組成物を準備し、その組成物を対象者の眼水晶体に投与することを含む、対象者の眼水晶体への酸化的損傷を減じる方法。
【請求項４８】
組成物を重合し、続いてその組成物を対象者の眼水晶体に投与することを含む工程をさらに含む、請求項47に記載の方法。
【請求項４９】
組成物が光開始剤をさらに含み、その組成物を重合させる工程が、その組成物をある量の電磁照射に曝すことを含む、請求項48に記載の方法。
【請求項５０】
組成物を投与する工程が、針により対象者の眼にその組成物を注入することを含む、請求項47に記載の方法。
【請求項５１】
針が25ゲージ〜27ゲージである、請求項50に記載の方法。
【請求項５２】
ポリ(エチレングリコール)がポリ(エチレングリコール) ジアクリレートである、請求項47に記載の方法。
【請求項５３】
粘弾性ポリマーが、ヒアルロン酸またはその塩、ヒドロキシメチルプロピルセルロース、コンドロイチン硫酸、ポリアクリルアミド、コラーゲン、デキストラン、ヘパリン、アガロース、キトサンおよびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項47に記載の方法。
【請求項５４】
ヒドロキシメチルプロピルセルロースが組成物中に約1 mg/mL〜約40 mg/mLの濃度で含まれる、請求項53に記載の方法。
【請求項５５】
ポリ(エチレン)グリコールと粘弾性ポリマーが組成物中に、約5:3、約5:2、約5:1、約6:1、約7:1、約8:1、約9:1、約10:1、約11:1、約12:1、約13:1、約14:1、約15:1、約16:1、約17:1、約18:1、約19:1または約20:1の粘弾性ポリマーに対するポリ(エチレングリコール)の比率で含まれる、請求項47に記載の方法。
【請求項５６】
光開始剤が、2-ヒドロキシ-4'-(2-ヒドロキシエトキシ)-2-メチルプロピオフェノン、エオシンY、トリエタノールアミン、1-ビニル-2-ピロリジノンおよびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項49に記載の方法。
【請求項５７】
抗酸化剤が、トレハロース、ニコチンアミド、アスコルビン酸、N-アセチルシステイン、アジ化ナトリウム、ピリドキシン、α-トコフェロール、トコフェロール、ヒドラジン、グルタチオン、チオール、β-カロテン、リコピン、アスタキサンチン、チオレドキシン、トコクロマノール、プラストキノール、シアニン、ジスムターゼ、酵素、カタラーゼ、二価カチオン、亜鉛、マグネシウムおよびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項47に記載の方法。
【請求項５８】
抗酸化剤がトレハロースである、請求項57に記載の方法。
【請求項５９】
抗酸化剤が組成物中に約0.001 wt%〜約10 wt%の濃度で含まれる、請求項57に記載の方法。
【請求項６０】
組成物が乳化剤、非イオン界面活性剤またはその両方をさらに含む、請求項47に記載の方法。
【請求項６１】
屈折率が約1.33〜約1.36である、請求項47に記載の方法。
【請求項６２】
組成物が約4 dyne/cm未満か、または約40 dyne/cmより大きい表面エネルギーを有する、請求項47に記載の方法。
【請求項６３】
組成物が約50 N/m〜約1000 N/mの弾性を有する、請求項47に記載の方法。
【請求項６４】
組成物が約281 mOsm〜約350 mOsmのオスモル濃度を有する、請求項47に記載の方法。
【請求項６５】
組成物が約1%〜約80%の酸素透過率を有する、請求項47に記載の方法。
【請求項６６】
組成物が約33℃〜約37℃の温度の間で熱的に安定である、請求項47に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここで開示の主題は、酸化的損傷を減じるための組成物および方法に関する。具体的には、ここで開示の主題は、酸化的損傷から眼水晶体を保護するために、ポリマー物質と抗酸化剤との組合せを使用する酸化的損傷を減じるための組成物および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
関連特許
本出願は、2012年11月21日に出願された米国仮出願第61/728,900号からの優先権主張出願であり、その全ての開示が参照としてここに組み込まれる。
【０００３】
眼の水晶体は、網膜上に光の焦点を合わせることに役立つ両凸の透明な構造であり、ここで、水晶体の成熟線維細胞は高い量のタンパク質を含み、水晶体の透明度および屈折力のために重要である。通常、これらのタンパク質は、還元物質および水晶体の周りの低酸素環境によって酸化から保護されている。実際、眼の中では、硝子体ゲルの存在のため、酸素濃度は網膜から水晶体へ向かって急に低下する。そのため、硝子体ゲルの外科的除去または退行変性は、網膜血管系由来の酸素への水晶体の曝露をしばしば増加させる。
【０００４】
硝子体切除は、眼から硝子体ゲルのいくらかまたは全てを除去するために用いられる外科的方法である。それは硝子体網膜の外科手術の必須工程であり、アメリカ合衆国だけで、1年当たり約500,000の患者に行われている。しかしながら、硝子体の除去は、網膜-脈絡膜複合体からの拡散および／または硝子体ゲルによるイオン・アシスト酸素移送により眼内部へ酸素の流出をしばしばもたらす。さらに、酸素は、外科的切開ならびに一時的に硝子体ゲルを置き換えるために用いられるガスまたは溶液によっても導入される。その結果、患者のほぼ半数が、硝子体切除を受けた後、増加した眼内酸素レベルのために2年以内に後発白内障を発症する。
【０００５】
白内障形成の危険性を減じるために硝子体切除後の現在の実務は、気泡が完全に吸収されるまで、気泡を水晶体から離すために、飽き飽きするほど頭を下にした姿勢を維持することを患者に要求することを含む。不幸にも、長い時間、頭を下にした姿勢を維持することは、特に高齢者の間でしばしば非常に困難であり、いくつかの副作用、例えば尺骨神経圧迫をもたらし得る。したがって、硝子体切除術後のこれらの要求に直面する患者の半分は、最終的に従順でない。にもかかわらず、硝子体切除後の白内障の発症を防ぐのに効果的な内科的または外科的その他の方法は現在のところない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、酸化的損傷および水晶体混濁の形成を防ぐために、眼水晶体の周りを低酸素圧に維持することができるが、生体適合性でもあり、侵襲的手術を必要とせず、患者の視力に過度に支障を来さない組成物および／または方法の要求がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
要旨
ここで開示の主題は、本明細書で提供される情報を学んだ後に当業者に明らかとなるように、上記で特定された要求のいくつかまたは全てを満たす。
【０００８】
この要旨は、ここで開示の主題のいくつかの実施態様を記載し、多くの場合で、これら実施多様の変形および置換を列挙する。この要旨は、単に、多くの多様な実施態様の例示に過ぎない。所与の実施態様の１以上の代表的特徴の言及も同様に例示である。そのような実施態様は、通常、言及した特徴を有していることもあれば有していないこともある；同様に、これらの特徴は、ここで開示の主題の他の実施形態(この要旨で挙げられていてもいなくても)にあてはまる。過度の繰返しを避けるために、この要旨は、そのような特徴の可能な組合せの全てを列挙せず、示唆もしない。
【０００９】
ここで開示の主題は、酸化的損傷を減じるための組成物および方法を含む。具体的には、ここで開示の主題は、酸化的損傷から眼水晶体を保護するために、ポリマー物質と抗酸化剤との組合せを使用する酸化的損傷を減じるための組成物および方法を含む。
【００１０】
ここで開示の主題のいくつかの実施態様において、ポリ(エチレングリコール)、粘弾性ポリマーおよび抗酸化剤を含むポリマー組成物が提供され、ここで、前記ポリマー組成物が対象者の眼水晶体で効果的に用いられることを可能にするため、組成物は、重合形態において約1.30〜約1.40の屈折率を有する。いくつかの実施態様において、組成物の屈折率は約1.33〜約1.36である。
【００１１】
いくつかの実施態様において、本明細書に記載の組成物中に含まれるポリ(エチレングリコール)は、その組成物の意図する用途によって変えることができ、ポリ(エチレングリコール)を単独で含むことができるか、またはポリマー組成物の構築に役立つその他の官能部分に結合するポリ(エチレングリコール)を含むことができる。
例えば、いくつかの実施態様において、組成物中に含まれるポリ(エチレングリコール)は、ポリ(エチレングリコール) ジアクリレートである。いくつかの実施態様において、ポリ(エチレングリコール)は、約2000 Da〜約20000 Daの分子量を有し、いくつかの実施態様において、約50 mg/mL〜約150 mg/mLの濃度で組成物中に含まれる。
【００１２】
本組成物中に含まれる粘弾性ポリマーに関し、いくつかの実施態様において、粘弾性ポリマーは、ヒアルロン酸またはその塩、ヒドロキシメチルプロピルセルロース、コンドロイチン硫酸、ポリアクリルアミド、コラーゲン、デキストラン、ヘパリン、アガロース、キトサンおよびそれらの組合せからなる群から選択される。
いくつかの特定の実施態様において、粘弾性ポリマーはヒアルロン酸またはその塩であり、ヒアルロン酸またはその塩は、約8 mg/mL〜約12 mg/mLの濃度で組成物中に含まれる。
【００１３】
その他の実施態様において、粘弾性ポリマーはヒドロキシメチルプロピルセルロースであり、ヒドロキシメチルプロピルセルロースは、約1 mg/mL〜約40 mg/mLの濃度で組成物中に含まれる。いくつかの実施態様において、ヒドロキシメチルプロピルセルロースは、20℃で、水中2%の濃度で約200 cP〜約5600 cPの粘度を有し、いくつかの実施態様において、ヒドロキシメチルプロピルセルロースは約200,000 Daの分子量を有する。
さらに、いくつかの実施態様において、組成物に含まれるヒドロキシメチルプロピルセルロースは、その組成物の意図する用途によって変えることができ、ポリマー組成物の構築に役立つその他の官能部分に結合するヒドロキシメチルプロピルセルロースを含むことができる。例えば、いくつかの実施態様において、組成物中に含まれるヒドロキシメチルプロピルセルロースはヒドロキシメチルプロピルセルロース アクリレートである。
【００１４】
ここで開示の主題の組成物中に含まれる特定の粘弾性ポリマーおよびポリ(エチレングリコール)物質にかかわらず、組み合わされ、重合されると直ぐに、ポリ(エチレングリコール)および粘弾性ポリマーは、一般的に、相互浸透性ポリマー、架橋ポリマーまたはそれらの組合せの形態をとる。
いくつかの実施態様において、組成物の性質を調整し、眼において、具体的には対象者の眼水晶体で効果的に用いることができる組成物を提供するため、ポリ(エチレングリコール)と粘弾性ポリマーは、約5:3、約5:2、約5:1、約6:1、約7:1、約8:1、約9:1、約10:1、約11:1、約12:1、約13:1、約14:1、約15:1、約16:1、約17:1、約18:1、約19:1または約20:1の粘弾性ポリマーに対するポリ(エチレングリコール)の比率で組成物中に含まれる。
いくつかの実施態様において、本組成物は、例示的な組成物中に含まれる粘弾性ポリマーに対するポリ(エチレングリコール)の比率により大きな変化を可能にする、乳化剤、非イオン界面活性剤またはその両方をさらに含む。
【００１５】
次にここで開示の主題の組成物中に含まれる抗酸化剤に転じて、いくつかの実施態様において、例示的なポリマー組成物中に含まれる抗酸化剤は、トレハロース、ニコチンアミド、アスコルビン酸、N-アセチルシステイン、アジ化ナトリウム、ピリドキシン、α-トコフェロール、トコフェロール、ヒドラジン、グルタチオン、チオール、β-カロテン、リコピン、アスタキサンチン、チオレドキシン、トコクロマノール、プラストキノール、シアニン、ジスムターゼ、酵素、カタラーゼ、二価カチオン、亜鉛、マグネシウムまたはそれらの組合せからなる群から選択される。
いくつかの実施態様において、抗酸化剤はトレハロースである。いくつかの実施態様において、抗酸化剤は、約0.001 wt%〜約10 wt%の濃度で組成物中に含まれる。さらに、いくつかの実施態様において、抗酸化剤は、多数の抗酸化剤粒子として組成物中に含まれ、例えば、いくつかの実施態様において、抗酸化剤粒子は約50 nm〜約1000 nmの直径を有する。
【００１６】
混ぜ合わされると直ぐに組成物の成分が重合するのを助けるために、いくつかの実施態様において、ポリ(エチレングリコール)と粘弾性ポリマーとの重合を開始および／または促進するために、組成物中に開始剤がさらに含まれる。開始剤は光開始剤または酵素であり得る。
いくつかの実施態様において、開始剤は光開始剤であり、2-ヒドロキシ-4'-(2-ヒドロキシエトキシ)-2-メチルプロピオフェノン、エオシンY、トリエタノールアミン、1-ビニル-2-ピロリジノンおよびそれらの組合せからなる群から選択される。光開始剤を使用するいくつかの実施態様において、粘弾性ポリマーは、組成物のその他の成分 (例えば、ポリエチレングリコール)と相互作用し、組成物の重合を助けることができる、光架橋部分を含む。
【００１７】
ここで開示の主題の組成物が対象者の眼水晶体で効果的に用いられることを可能にするため、いくつかの実施態様において、ポリマー組成物に特定の特徴または性質を与えるために、組成物の成分は設定 (例えば調整)される。例えば、いくつかの実施態様において、組成物は、その組成物へのタンパク質および細胞の付着を弱めるように約4 dyne/cm未満か、または約40 dyne/cmより大きい表面エネルギーまたは表面張力を含むように設定される。
もう一つの例として、いくつかの実施態様において、組成物は、対象者の生まれつきの眼水晶体の形へのあらゆる潜在的介入を減じるように、約50 N/m〜約1000 N/mの弾性を有するように設定される。
【００１８】
さらに、いくつかの実施態様において、組成物は、その組成物が眼の硝子体ゲルと実質的に等張であることを可能にする約281 mOsm〜約350 mOsmのオスモル濃度を有する。そのうえ、酸素透過性は、本明細書に記載の組成物中で調整されることができるもう一つの性質であり、いくつかの実施態様において、水晶体への酸化的損傷を十分に減じる組成物を提供し、水晶体周囲の酸素勾配の確立を防ぐためにそれは約1%〜約80%である。調整可能な性質のさらにもう一つの例として、いくつかの実施態様において、組成物が生体適合性でかつ対象者の眼の中で安定であるように、本組成物は約33℃〜約37℃の温度の間で熱的に安定である。
【００１９】
ここで開示の主題のいくつかの実施態様において、本明細書に記載のそれらのような組成物の合成方法がさらに提供される。いくつかの実施態様において、ある量の水を加熱し；その水に緩衝剤を加え、それにより緩衝溶液（例えば、リン酸緩衝生理食塩水または2-[4-(2-ヒドロキシエチル)ピペラジン-1-イル]エタンスルホン酸 (HEPES)緩衝溶液）を形成し；その緩衝溶液の中でポリ(エチレングリコール)と粘弾性ポリマーとを混合し、それにより反応性混合物を形成し；その反応性混合物に抗酸化剤を加え；そして、次いでその反応性混合物から懸濁気泡を除去し、その後、その反応混合物を重合させる工程を含む合成方法が提供される。
【００２０】
いくつかの実施態様において、乳化剤、非イオン界面活性剤、またはその両方もまた反応性混合物に加えられる。さらに、ある実施態様において、開始剤、例えば光開始剤、酵素、またはそれらの混合物が、反応混合物の重合を助けかつ制御するためにその反応混合物にさらに加えられる。例えば、いくつかの実施態様において、反応性混合物中に含まれる開始剤は、懸濁気泡を除く工程後に、その反応性混合物を電磁照射（例えば、可視光線、紫外線またはそれらの組合せ）に曝し、その組成物を重合させるような光開始剤である。
【００２１】
ここで開示の主題のいくつかの実施態様において、対象者の眼水晶体への酸化的損傷を減じる方法が、なおさらに提供される。いくつかの実施態様において、ポリ(エチレングリコール)、粘弾性ポリマーおよび抗酸化剤を含む組成物を最初に提供することを含む、対象者の眼水晶体への酸化的損傷を減じる方法が提供される。
ここで、該組成物は、重合形態で約1.30〜約1.40の屈折率を有する。次いで、組成物は対象者の眼水晶体に投与される。
いくつかの実施態様において、本治療方法は、組成物を重合させ、続いてその組成物を対象者の眼水晶体に投与する工程をさらに含むことができる。例えば、いくつかの実施態様において、本組成物は、該組成物が対象者に投与されると直ぐに、該組成物と対象者の眼をある量の電磁照射に曝すことができ、該組成物を対象者の眼の中で重合させることができるように光開始剤をさらに含む。いくつかの実施態様において、本組成物を投与する工程は、対象者の眼への針 (例えば、25ゲージ〜27ゲージの針)またはその他のアプリケータによって該組成物を注入することを含む。
【００２２】
ここで開示の主題のさらなる特徴および利点は、本明細書中の記載、図および非限定的実施例の研究後に当業者に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図1は、ポリ(エチレングリコール)-ジアクリレートおよびヒアルロン酸 (PEG-DA/HA)ならびに7.5 wt% トレハロースを含むPEG-DA/HAから構成されるポリマー組成物の混合物から構成されるポリマー組成物を通り抜ける、光の波長の関数としての光の透過パーセントを示すグラフである。
【図２】図2は、100 mg/mL ポリ(エチレングリコール)-ジアクリレート (PEG-DA)、10 mg/mL ヒアルロン酸 (HA)および7.5 wt% トレハロース サブミクロン粒子をから構成される、ここで開示の主題のポリマー組成物の屈折率を示すグラフである。
【図３】図3は、100 mg/mL ポリ(エチレングリコール)-ジアクリレート (PEG-DA)、10 mg/mL ヒアルロン酸 (HA)および7.5 wt% トレハロース サブミクロン粒子から構成されるここで開示の主題に基づいた、凍結乾燥されたポリ(エチレングリコール)-ジアクリレートとヒアルロン酸とのヒドロゲルの走査電子顕微鏡(SEM)の画像である。
【図４】図4は、100 mg/mL ポリ(エチレングリコール)-ジアクリレート (PEG-DA)、10 mg/mL ヒアルロン酸 (HA)および5 wt% トレハロース サブミクロン粒子から構成されるここで開示の主題のポリマー組成物のSEM画像である。
【図５】図5は、図4で示されたSEM画像のより高倍率の画像であり、さらにポリマー組成物の孔中に位置するトレハロース粒子を示している。
【図６】図6は、トレハロース粒子の抗酸化能力対トレハロース粉末の抗酸化能力を示すグラフであり、ここで、粒子と粉末の抗酸化能力は、二つの期間を通して酸素ラジカルの阻害パーセントとして測定された。
【図７】図7は、温度の関数としてのここで開示の主題のポリマー組成物の屈折率における変化を示すグラフである。
【図８】図8は、ここで開示の主題のポリマー組成物を水に浸した後の該ポリマー組成物の30日間の重量変化を示すグラフである。
【図９】図9は、ここで開示の主題のポリマー組成物を水に浸した後の最初の120時間を通しての該ポリマー組成物の重量変化を示すグラフである。
【図１０】図10は、ある期間、分離されたばかりのブタ水晶体を培養したときの該水晶体の混濁を示す、該水晶体の一連の画像である。
【図１１】図11は、ある期間にわたって、1 mM H2O2と一緒にブタ水晶体を培養した後の該水晶体中に白内障の形成を示す一対の画像である。
【図１２】図12は、ある期間にわたって、0.5 mM H2O2と一緒にブタ水晶体を培養した後の該水晶体中に白内障の形成を示す一連の水晶体である。
【図１３】図13は、ここで開示の主題のポリマー組成物でブタ水晶体をコーティングすることの効果を示す一対の画像である。ここで、該組成物は、ある期間にわたって該水晶体に混濁をもたらさなかった。
【図１４】図14は、ここで開示の主題のポリマー組成物でブタ水晶体をコーティングすることの該水晶体中への酸素拡散への効果を示すグラフである。
【図１５】図15は、コーティングされていない水晶体と比較した、ここで開示の主題のポリマー組成物でコーティングされたブタ水晶体の混濁の減少を示す一対の画像である。ここで、水晶体はそれぞれ0.3 mM H2O2と一緒に培養された。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
例示的実施形態の説明
ここで開示の主題の1以上の実施態様の詳細がこの明細書に示されている。この明細書に記載される実施態様の改変およびその他の実施態様は、この明細書で提供される情報の研究後に当業者に明らかとなるであろう。この明細書で提供される情報、特に記載された例示的実施態様の具体的詳細は、主に明確な理解のために提供され、そこから理解されることに不必要な限定をするものではない。矛盾する場合、この明細書が、定義を含めて統制する。
【００２５】
本明細書で用いられる用語は当業者に十分に理解されると信じるが、本明細書に明記された定義は、ここで開示の主題の説明を容易にするために提供される。
【００２６】
別に定義されていない限り、本明細書で用いられる全ての技術的および科学的用語は、ここで開示の主題が属する分野の当業者に共通に理解されるのと同一の意味を有する。本明細書に記載されたものに類似または等価なあらゆる方法、デバイスおよび材料が、ここで開示の主題の実施または試験に用いることができるが、代表的な方法、デバイスおよび材料が今記載される。
【００２７】
長年続いている特許法の慣行に従って、用語「a」、「an」および「the」は、本願において用いられるとき、特許請求の範囲を含めて、「１またはそれより多い」を指す。よって、例えば、「タンパク質(a protein)」と言及することは、多数のそのようなタンパク質を含む等である。
【００２８】
別に指示されていない限り、本明細書および特許請求の範囲で用いられる成分量、反応条件のような特性、その他諸々を表す全ての数値は、全ての事例において、用語「約」により修飾されていると理解されたい。したがって、そうでないと指示されていない限り、この明細書及び特許請求の範囲において規定された数値パラメータは、ここで開示の主題によって得ようとする所望の特性に依存して変動し得る近似値である。
【００２９】
本明細書で用いられるとき、用語「約」は、値または質量、重量、時間、容量、濃度もしくはパーセンテージについて言及するとき、特定量からの、いくつかの実施態様においては±50%、いくつかの実施態様においては±40%、いくつかの実施態様においては±30%、いくつかの実施態様においては±20%、いくつかの実施態様においては±10%、いくつかの実施態様においては±5%、いくつかの実施態様においては±1%、いくつかの実施態様においては±0.5%およびいくつかの実施態様においては±0.1%の変化を包含することを意味する。なぜなら、そのような変化は開示された方法を行うのに適切であるからである。
【００３０】
本明細書で用いられるとき、範囲は、ある特定値に「約」を付した値からおよび/または別の特定値に「約」を付した値までとして表すことができる。また、本明細書で開示される多くの値が存在し、各値はその値自体に加えて、当該特定値に「約」を付した値としても本明細書で開示されていると理解されたい。例えば、値「10」が開示されている場合、「約10」もまた開示されている。また、２つの特定単位間の各単位も開示されていると理解されたい。例えば、10および15が開示されている場合、11、12、13および14もまた開示されている。
【００３１】
硝子体切除術、または眼からの硝子体ゲルのいくらかもしくは全ての外科的除去は、糖尿病性眼疾患を含む多くの眼疾患を治療するために通常行われる。しかしながら、これらの疾患を治療する際の硝子体切除術の有用性にもかかわらず、硝子体ゲルの除去はまた、術後の早い期間あるいは術後の遅い期間のいずれかに白内障の形成を通常もたらす。特に、術後の早い期間、水晶体後面との気泡の長期間の接触は、増加した酸素量へ曝される水晶体表面をもたらし、次に水晶体に損傷をもたらす。次いで、術後の遅い期間、酸素への曝露は、酸化ストレスの形態をさらにとり、それは眼の水晶体にさらに損傷を与えるだけに働く。
このことに関し、酸化ストレスの減弱は硝子体切除術後の白内障形成および水晶体混濁を減じる手段を提供する可能性があると考えられ、術中洗浄液、局所点滴剤および経口抗酸化剤のような多くの抗酸化剤含有組成物が、硝子体切除術後の酸化ストレスに対抗しようとして開発されている。
それにもかかわらず、これらの先行組成物の機能性は、先行組成物が期間が短い（例えば、数分）有効性を有したか、または白内障および水晶体混濁を防止するのに全く効果がなかったという事実によって限定されている。
【００３２】
そのために、少なくとも部分的には、ここで開示の主題は、酸素透過性を制御し、酸素バリアとして機能することができるが、対象者の眼の中に挿入することができ、硝子体切除術後に眼水晶体への酸化的損傷を減じるための非侵襲的な選択肢を提供できるような生体適合性でもあるポリマー組成物を製造することができることの発見に基づく。
したがって、いくつかの実施態様において、ここで開示の主題は、酸化的損傷を減じるための組成物および方法を含む。特に、ここで開示の主題は、酸化的損傷から眼水晶体を保護するためにポリマー物質と抗酸化剤との組合せを使用する、酸化的損傷を減じるための組成物および方法を含む。
いくつかの実施態様において、ポリ(エチレングリコール)、粘弾性ポリマーおよび抗酸化剤を含むポリマー組成物が提供される。これに関して、以下にさらに記載されるように、いくつかの実施態様において、本組成物は、眼水晶体を覆い、その眼水晶体に対する酸化的損傷を減じるように設定されたゲルであるか、または言い換えれば、粘性および／または弾性を示す半固体物質である。
【００３３】
いくつかの実施態様において、ここで開示の主題の組成物中での使用のために選択されるポリ(エチレングリコール)の種類および量は、本組成物の使用目的によって変化させることができ、本組成物に所望の性質を与えるために調整することができる。
いくつかの実施態様において、ポリ(エチレングリコール)は、ポリマー組成物中に粘弾性ポリマー（例えば、ポリサッカライド）の十分な蓄積を保証するため、組成物が低いタンパク質付着を有することを保証するため、および／または組成物が以下にさらに詳細に記載されるように十分に水溶性であり、かつ生体適合性であることを保証するために、特定の分子量を有するポリ(エチレングリコール)を選択することができるように、約2000 Da、約3000 Da、約4000 Da、約5000 Da、約6000 Da、約7000 Da、約8000 Da、約9000 Da、約10000 Da、約11000 Da、約12000 Da、約13000 Da、約14000 Da、約15000 Da、約16000 Da、約17000 Da、約18000 Da、約19000 Daまたは約20000 Daの分子量を有する。
【００３４】
いくつかの実施態様において、組成物中に含まれるポリ(エチレングリコール)の濃度は、ポリマー組成物の合成においてポリ(エチレングリコール)が効率的に用いられるように低く保たれる。いくつかの実施態様において、ポリ(エチレングリコール)は、約50 mg/mL、約60 mg/mL、約70 mg/mL、約80 mg/mL、約90 mg/mL、約100 mg/mL、約110 mg/mL、約120 mg/mL、約130 mg/mL、約140 mg/mLまたは約150 mg/mLの濃度で、例示ポリマー組成物中に含まれる。
【００３５】
さらに、ポリマー組成物のいくつかの実施態様において、ポリ(エチレングリコール)は、例えば、ポリ(エチレングリコール)-ジアクリレート（PEG-DA）に含まれるアクリレート部分のようなアクリレート部分をさらに含み、それは、完全なポリマー組成物の構築を助ける。したがって、このことに関し、「ポリ(エチレングリコール)」の用語は、ポリ(エチレングリコール)分子だけを意味するために用いられるが、PEG-DA等のようなさらなる官能基を有するポリ(エチレングリコール)物質をさらに含む。
【００３６】
ここで開示の主題の組成物中に含まれる粘弾性ポリマーに関し、「粘弾性ポリマー」の用語は、組成物に粘弾性を与えることができるポリマーを意味するのに本明細書中で用いられ、ここで、「粘弾性」の用語は、粘性および弾性の両方を示す物質を一般的に意味する。したがって、いくつかの実施態様において、「粘弾性ポリマー」の用語は、それがポリ(エチレングリコール)と反応するとき、粘弾性組成物を形成する物質（例えば、ポリサッカライド）を意味する。
【００３７】
いくつかの実施態様において、ポリマー組成物のポリ(エチレングリコール)部分と同様に、組成物中に含まれる粘弾性ポリマーの種類も、特定の組成物中に用いられるポリ(エチレングリコール)の種類および量、ならびに／または特定のポリマー組成物の使用目的によって変化させることができる。いくつかの実施態様において、粘弾性ポリマーはポリサッカライドである。
そのような粘弾性ポリマーはここで開示の主題の組成物に十分な粘弾性を与えるために見出されたので、いくつかの特定の実施態様において、粘弾性ポリマーはヒアルロン酸またはその塩、ヒドロキシメチルプロピルセルロース、コンドロイチン硫酸、ポリアクリルアミド、コラーゲン、デキストラン、ヘパリン、アガロース、キトサンまたはそれらの組合せから選択される。しかしながら、通常は、粘弾性ポリマーは、それが他の成分、例えばポリ(エチレングリコール)と混合されるとき、それが単相を有する組成物をもたらし、光学的に純粋であるように選択される。
【００３８】
いくつかの実施態様において、特定の適用のために粘弾性ポリマーの特定の種類を選択することに加えて、例示組成物中に含まれる粘弾性ポリマーの濃度または量も、例示ポリマー組成物に所望の性質を与えるために変化させることができる。例えば、いくつかの実施態様において、ヒアルロン酸は、例示ポリマー組成物中に、約5 mg/mL、約6 mg/mL、約7 mg/mL、約8 mg/mL、約9 mg/mL、約10 mg/mL、約11 mg/mL、あるいは約12 mg/mL、約13 mg/mL、約14 mg/mL、あるいは約15 mg/mLの濃度で、粘弾性ポリマーとして含まれる。
いくつかの実施態様において、粘弾性ポリマーはヒドロキシメチルプロピルセルロースであり、いくつかの実施態様において、それは例示ポリマー組成物中に、約1 mg/mL、約5 mg/mL、約10 mg/mL、約15 mg/mL、20 mg/mL、約25 mg/mL、約30 mg/mL、約35 mg/mLまたは約40 mg/mLの濃度で含まれる。
【００３９】
他の実施態様において、粘弾性ポリマーは、室温（すなわち、20℃）で水中2%の濃度で測定したとき、約200 cP〜5600 cPの粘度を有するヒドロキシメチルプロピルセルロースを含み、いくつかの実施態様において、ヒドロキシメチルプロピルセルロースは約200,000 Daの分子量を有する。
さらなる実施態様において、例示ポリマー組成物は、限定されないが、約25〜約40%の濃度でコンドロイチン硫酸、約0.5%〜約25%の濃度でポリアクリルアミン、約1%〜約3%の濃度でコラーゲン、約0.5%〜約5%の濃度でアガロース、または約0.5%〜約10%の濃度でキトサンを含む、その他の粘弾性ポリマーを含むことができる。
【００４０】
ポリマー組成物のいくつかの実施態様において、ここで開示の主題のポリマー生成物中に組み込まれ、効果的に用いられる、本明細書に記載の粘弾性ポリマーの能力をさらに高めるために、粘弾性ポリマーは、組成物のその他の成分と相互作用することができる特定の官能部分（例えば、光架橋結合部分）と組み合わされ、そして／または含むことができる。
例えば、いくつかの実施態様において、例示組成物中に含まれるヒドロキシメチルプロピルセルロースは、組成物の使用目的に依存して変化させることができ、ポリマー組成物の構築を助ける他の官能部分と結合したヒドロキシメチルプロピルセルロースを含むことができる。例えば、いくつかの実施態様において、組成物中に含まれるヒドロキシメチルプロピルセルロースはヒドロキシメチルプロピルセルロースアクリレートである。
【００４１】
このことに関し、いくつかの実施態様において、粘弾性ポリマーは、共有的に架橋し、ポリ(エチレングリコール)と粘弾性ポリマーとを有するゲルを形成するように、組成物のポリ(エチレングリコール)部分と相互作用し、粘弾性ポリマーがポリ(エチレングリコール)成分と結合し重合することを可能とするように設定される部分が備わっている。
他の実施態様において、粘弾性ポリマーおよび／またはポリ(エチレングリコール)は、そのような官能部分を含まず、得られるゲルは架橋ゲルよりむしろ相互に浸透したそれぞれの成分の網状組織である。いくつかの実施態様において、得られるゲルは、組成物中に入れる架橋部分の量と種類に依存して、架橋部分と相互に浸透したポリマーの両方を含むことができる。
【００４２】
ここで開示の主題のポリマー組成物中に含まれるポリ(エチレングリコール)と粘弾性ポリマーの種類と量にかかわらず、いくつかの実施態様において、組成物の性質をさらに調整し、眼、具体的には対象者の眼水晶体で効果的に用いることができる組成物を提供するため、ポリ(エチレングリコール)および粘弾性ポリマーは、粘弾性ポリマーに対するポリ(エチレングリコール)の比が約5:3、約5:2、約5:1、約6:1、約7:1、約8:1、約9:1、約10:1、約11:1、約12:1、約13:1、約14:1、約15:1、約16:1、約17:1、約18:1、約19:1または約20:1で組成物中に含まれる。
【００４３】
例えば、粘弾性ポリマーとしてヒアルロン酸を使用する特定の実施態様において、ヒアルロン酸に対するポリ(エチレングリコール)の比は、好ましくは約5:1〜約15:1の間であり、より好ましくは約10:1である。粘弾性ポリマーとしてヒドロキシメチルプロピルセルロースを使用するいくつかの実施態様において、ヒドロキシメチルプロピルセルロースに対するポリ(エチレングリコール)の比は、約5:3〜約15:3であり、より好ましくは約10:3である。さらに、粘弾性ポリマーとしてアガロース、キトサン、および／またはコラーゲンを含むいくつかの実施態様において、粘弾性ポリマーに対するポリ(エチレングリコール)の比は、好ましくは約5:1〜約15:1である。
【００４４】
さらに、粘弾性ポリマーとしてコンドロイチン硫酸および／またはポリアクリルアミドを含むいくつかの実施態様において、組成物は、好ましくは約5:3〜約15:3の粘弾性ポリマーに対するポリ(エチレングリコール)の比を含む。
いくつかの実施態様において、ここで開示の主題の組成物が最終重合形態で特定の所望の性質を示すことをなお可能にすると同時に、粘弾性ポリマーに対するポリ(エチレングリコール)の比のより大きな変化を可能にするため、本組成物は乳化剤または非イオン界面活性剤をさらに含む。いくつかの実施態様において、乳化剤または非イオン界面活性剤は、ポリソルベート20、ポリソルベート40またはポリソルベート80を含むポリソルベート族から選択される。
【００４５】
次に、ここで開示の主題の組成物に含まれる抗酸化剤に話を移し、「抗酸化剤」の用語は、分子の酸化を阻害することができる物質、言い換えれば特定の物質から酸化剤への電子または水素の移動を阻害することができる物質を意味するために本明細書で用いられる。したがって、いくつかの実施態様において、「抗酸化剤」の用語は、「酸素クエンチング物質」の用語と交換可能で用いることができる。
ここで開示の主題の組成物中に用いられ得る抗酸化剤の限定されないリストは、アジ化ナトリウム、ピリドキシン、トコフェロール類、ヒドラジン類、グルタチオン、チオール類、βカロテン、リコピンおよびアスタキサンチン、チオレドキシン、トコクロマノール類、プラストキノール、シアニン染料、スーパーオキシドジスムターゼもしくはカタラーゼのような酵素、または亜鉛もしくはマグネシウムの二価カチオンを含む。
【００４６】
いくつかの実施態様において、本明細書に記載のポリマー組成物は、より通常の抗酸化剤、例えば、いくつかの実施態様において、トレハロース、ニコチンアミド、アスコルビン酸、N-アセチルシステイン、アジ化ナトリウム、ピリドキシン、α-トコフェロール、トコフェロール、ヒドラジン、グルタチオン、チオール、β-カロテン、リコピン、アスタキサンチン、チオレドキシン、トコクロマノール、プラストキノール、シアニン、ジスムターゼ、酵素、カタラーゼ、二価カチオン、亜鉛、マグネシウム等を含むことができる。いくつかの実施態様において、本ポリマー組成物中に含まれる抗酸化剤はトレハロースである。
【００４７】
当業者に理解されるように、ここで開示の主題のポリマー組成物中に抗酸化剤を組み込みことは、酸素に対するバリアとしての機能を果たすことおよび反応性酸素種を中和することの組成物の能力を高めるように作用する。しかしながら、例示組成物中に過剰な量の抗酸化剤が含まれることは、フリーラジカル重合工程をクエンチすることにより、組成物の重合を妨げることが見出された。
それゆえに、いくつかの実施態様において、ここで開示の主題の組成物は、約0.001 wt%、約0.5 wt%、約1.0 wt%、約1.5 wt%、約2.0 wt%、約2.5 wt%、約3.0 wt%、約3.5 wt%、約4.0 wt%、約4.5 wt%、約5.0 wt%、約5.5 wt%、約6.0 wt%、約7.0 wt%、約7.5 wt%、約8.0 wt%、約8.5 wt%、約9.0 wt%、約9.5 wt%、約10.0 wt%の抗酸化剤を含む。
【００４８】
ここで開示の主題のいくつかの実施態様において、抗酸化剤は、粉末の形態、粒子の形態またはそれらの混合物で本組成物中に含まれる。したがって、いくつかの実施態様において、抗酸化剤は、組成物を通る光透過および液体分散に過度に影響を及ぼすことなく、組成物の抗酸化作用または酸素クエンチング作用を最大にするように、ポリマー組成物全体にわたって均質的に混合される。
【００４９】
例えば、特定の実施態様において、本組成物は、粒子が組成物の孔を塞ぎ、それゆえ組成物を通る酸素および他の気体の拡散をさらに減少させる追加の利点を与えることができるよう、約50 nm、約100 nm、約150 nm、約200 nm、約250 nm、約300 nm、約350 nm、約400 nm、約450 nm、約500 nm、約550 nm、約600 nm、約650 nm、約700 nm、約750 nm、約800 nm、約850 nm、約900 nm、約950 nmまたは約1000 nmの直径を有する抗酸化剤（例えば、トリハロース）粒子を含むことができる。このことに関して、いくつかの実施態様において、抗酸化剤は、その物質が組成物の物理的特性および光学的特性を低下させないように選択される。
【００５０】
混合されると直ぐに、組成物の成分が重合するのを助けるため、いくつかの実施態様において、ポリ(エチレングリコール)と粘弾性ポリマーとの重合を開始し、促進するために、組成物中に開始剤がさらに含まれる。いくつかの実施態様において、開始剤は、可視光線、紫外線またはそれらの混合のような特定の波長を有する電磁照射への曝露で組成物の重合を開始することができる光開始剤である。その他の実施態様において、開始剤は重合を起こさせることができる酵素である。
例えば、いくつかの実施態様において、開始剤は、重合のレドックス連鎖開始を仲介するグルコースオキシダーゼである。いくつかの実施態様において、以下により詳細に記載される組成物の物理的特性を過度に妨げないよう、組成物を重合させるために最少量の開始剤が加えられる。
【００５１】
ポリマー組成物の重合を促進するために光開始剤を使用するいくつかの実施態様において、光開始剤は、2-ヒドロキシ-4'-(2-ヒドロキシエトキシ)-2-メチルプロピオフェノン (Irgacure(登録商標) 2959, CIBA-GEIGY Corporation, Tarrytown, New York)、エオシンY、トリエタノールアミン (TEA)、1-ビニル-2-ピロリジノン (NVP)またはそれらの混合物からなる群から選択される。
特定の実施態様において、組成物は、約0.05〜約0.1 w/v%の濃度で2-ヒドロキシ-4'-(2-ヒドロキシエトキシ)-2-メチルプロピオフェノンだけを含む。その他の実施態様において、本組成物は、2-ヒドロキシ-4'-(2-ヒドロキシエトキシ)-2-メチルプロピオフェノンと水中70% エタノールとの約100 mg/mLの溶液を使用し、次いで、いくつかの実施態様において、組成物のミリリットル当たり、約7 μL〜約14 μLの2-ヒドロキシ-4'-(2-ヒドロキシエトキシ)-2-メチルプロピオフェノンと70% エタノール溶液が加えられる。
さらなる実施態様において、開始剤は、エオシンY、トリエタノールアミン (TEA)およびN-ビニルピロジノン (NVP)の混合物を含み、具体的な実施態様において、0.01 mM エオシンY、0.1%〜1.5% TEAおよび37 nM NVPを含み得る。
【００５２】
上記のように、ここで開示の主題のポリマー組成物が対象者の眼水晶体で有効的に利用されることを可能にするため、いくつかの実施態様において、それぞれの成分は、得られる組成物の特定の特性を達成するために選択され、割り当てられる。より具体的には、特定の実施態様において、ポリ(エチレングリコール)の濃度および種類、ならびに粘弾性ポリマーの濃度および種類は、得られる組成物の特定の特性を達成するために調整される。
例えば、いくつかの実施態様において、例示組成物中に含まれる成分の量および種類は、得られる組成物が生体適合性で眼の中で安定であり、特に、いくつかの実施態様において約33℃〜約37℃の間の温度で眼の中で安定であるように選択される。いくつかの実施態様において、本組成物は、眼水晶体に置かれたとき、組成物が約6か月またはそれより長い期間安定であるように設定される。
【００５３】
さらに、いくつかの実施態様において、本組成物は、特定の粘性、弾性、酸素透過性、オスモル濃度ならびにタンパク質および細胞付着への耐性を有するように設定もされる。いくつかの実施態様において、例示組成物は、組成物が、いくつかの実施態様において、25または27ゲージ針を含む針によって注入されることを可能にする範囲内の粘性を有する。このことに関して、いくつかの実施態様において、本組成物は、眼水晶体の調節能力を妨げないように十分な弾性を有するようにも設定される。例えば、いくつかの実施態様において、本明細書に記載のポリマー組成物は、約50 N/m〜約1000 N/mの弾性を有する。
【００５４】
酸素透過性は、本明細書に記載の組成物において調整することができるもう一つの特性である。いくつかの実施態様の酸素透過性は、約1%、2%、3%、4%もしくは5%、約10%、約20%、約30%、約40%、約50%、約60%、約70%または約80%であることができる。いくつかの実施態様において、酸素透過性は、組成物が、低酸素透過性を有して提供され、言い換えると、眼水晶体への酸化的損傷を防ぐ組成物の能力を増すよう約0.1%〜約10%である。
【００５５】
したがって、いくつかの実施態様において、増大して白内障の形成をもたらすか、加速することができる酸化的損傷を引き起こす可能性のある水晶体周囲の酸素勾配の形成を減じるために本組成物が用いられ得るよう、そのような組成物を提供することにより、比較的酸素不透過性であるバリアが提供され得る。もちろん、いくつかの実施態様において、酸素透過性を含む膜の透過性は、本組成物が特定の液体およびイオンに透過性であり、必要な物質が眼水晶体に達することを妨害しないように容易に調整され得る。このことに関し、いくつかの実施態様において、本組成物は、組成物が眼の硝子体液と実質的に等浸透圧性であることを可能にする約281 mOsm〜約350 mOsmのオスモル濃度を有するようにさらに設定される。
【００５６】
上記の設定に加えて、いくつかの実施態様において、ポリマー組成物もまた、タンパク質および細胞が組成物に付着することを防ぐか、または軽減する表面張力を有するように設定される。何よりもこの特性は、組成物が対象者の眼水晶体に注入されるか、または適用されたとき、該組成物が光学的に透明であり、長期にわたって副作用をもたらさないことを保証するのに役立つ。いくつかの実施態様において、本組成物の表面張力は約4 dyne/cm未満である。いくつかの実施態様において、本組成物の表面張力は約40 dyne/cmより大である。いくつかの実施態様において、特定の組成物中に存在するポリ(エチレングリコール)の除去またはその量の減少は、組成物における増加したタンパク質吸着および表面張力により減少した生体適合性をもたらす。
【００５７】
ここで開示の主題の組成物のそれぞれの性質は、特定の適用に対して簡単に選択されることができ、組成物の成分の種類および量を変え、次いで、当業者に公知の方法を用いて所望の性質についての試験をすることによって微調整することができる。しかしながら、通常、組成物のそれぞれの実施態様において、成分は、得られる組成物が光学的に透明で、光の透過を妨げす、グレア(glare)を引き起こさないか、またはコントラストの喪失を引き起こさないように選択される。
【００５８】
このことに関し、それぞれの実施態様において、一般的に、組成物は重合状態で可視領域（400〜700 nm）において、95% より大きい光透過率を示す。さらに、それぞれの実施態様において、本組成物は、重合形態で、組成物が、対象者の眼水晶体に見られるのと類似のまたは同じ屈折率を有し、したがって、それが眼水晶体に適用されるとき、たとえあったとしても過剰の屈折異常を引き起こさないように設定される。このことに関し、いくつかの実施態様において、本組成物は約1.30〜約1.40、好ましくは約1.30と1.60の間、より好ましくは約1.33と1.36の間の屈折率を有する。
【００５９】
もちろん、ここで記載の組成物の種々の性質は、特定の対象者に見られる眼水晶体の特定の特性に最も合致するように調整することもできる。例えば、弾性と屈折率は、本組成物がそこに適用されるときに、眼水晶体の機能を過度に低下させないように個々の眼水晶体のそれらに相当するように選択され得る。成分も、組成物の非定量的特性を調整するために選択され得る。例えば、いくつかの実施態様において、成分は、得られる組成物が滑らかに拡散されることができ、粘着性があり、眼の水晶体から分離せず、所望の形に均一化させることができるように選択され、組み合わされる。
このことに関し、あるパラメータを満足させるように本組成物の特性を調整することにより、本組成物は低侵襲的な方法、例えば注射によって眼水晶体にセットすることができ、次いで、眼水晶体への酸化的損傷を防ぐか、または減じることができる、安定で、生体適合性の組成物をさらに提供することができる。
【００６０】
本明細書に記載の組成物を合成するための方法が、ここで開示の主題によってさらに提供される。いくつかの実施態様において、ある量の水（例えば、超純脱イオン水）が最初に準備され、水中に存在し、組成物の最終透明性を妨害し得る緩衝系として作用し得るいかなる二酸化炭素をも除去するために加熱沸騰させる方法が提供される。
沸騰後、次いで、その水に緩衝剤が加えられ、それによって緩衝溶液（例えば、リン酸緩衝食塩水または2-[4-(2-ヒドロキシエチル)ピペラジン-1-イル]エタンスルホン酸(HEPES))を形成する。
【００６１】
次いで、ポリ(エチレングリコール)および粘弾性ポリマーを緩衝溶液中で混合し、反応性混合物を形成する。次いで、もし必要か求められるなら、開始剤ならびに抗酸化剤の所望の種類および量が、続いて反応性混合物に加えられる。
いくつかの実施態様において、抗酸化剤は、反応混合物に導入される前に、サブミクロン直径（例えば、100〜200 nm）の粒子を製造するために、（例えば、Buchi B-90 ナノ噴霧乾燥機, Buchi Corporation, New Castle, DEを用いることにより）抗酸化剤粒子の溶液を最初に噴霧乾燥することにより粒子の形態で提供され得る。
反応混合物に種々の成分を入れた後、混合し、そして、組成物の物理的または光学的特性を落とす可能性があり、眼水晶体を潜在的に酸素に曝す可能性のある懸濁気泡を除くため、組成物から気泡を除くのに十分な時間、遠心分離される。
【００６２】
本明細書に記載の合成法のいくつかの実施態様において、次いで、反応性混合物は、ゲル、または言い換えれば、ここで開示の主題のポリマー組成物を形成するために反応させられる。しかしながら、上記のように、反応性混合物に重合する能力を与える開始剤を用いるいくつかの実施態様において、次いで、開始剤は複合物の重合を開始し促進するために活性化される。例えば、光開始剤を用いるいくつかの実施態様において、組成物から気泡を除去した後、組成物の重合のために、反応性混合物は電磁照射（例えば、可視光線、紫外線およびそれらの組合せ）に曝され得る。
【００６３】
対象者の眼水晶体への酸化的損傷を減じるための方法が、ここで開示の主題によってさらに提供される。いくつかの実施態様において、ここで開示の主題の組成物を用意し、次いで、対象者の眼水晶体に該組成物を投与する工程を含む酸化的損傷を減じる方法が提供される。いくつかの実施態様において、そうしないと対象者によって体験される可能性があり、潜在的に白内障の進展をもたらす可能性のある、眼水晶体への酸化的損傷を減じるために、組成物は硝子体切除術後の対象者に投与される。もちろん、本組成物はまた酸素バリアを必要とするあらゆる組織または表面にセットすることができ、それらの組織または表面での酸化的損傷の量を減じるために用いることができることを、当業者は理解するであろう。
【００６４】
酸化的損傷に関して、本明細書で用いられるとき、「減じる」、「減じること」または「減少」の用語は、対象者の組織、例えば眼水晶体に対する酸化的損傷の量または割合におけるあらゆる減少または抑制を意味するのに用いられる。もちろん、減少の度合いは完全である必要はないこと（すなわち、阻害の度合いは、酸化的損傷の完全な防止である必要はないこと）、および酸化的損傷の減少の中間レベルがここで開示の主題によって意図されることを理解されたい。それゆえ、いくつかの実施態様において、酸化的損傷における減少は、約5%、約10%、約15%、約20%、約25%、約30%、約35%、約40%、約45%、約50%、約55%、約60%、約65%、約70%、約75%、約80%、約85%、約90%、約95%または約99%であることができる。
【００６５】
本明細書に記載の組成物の投与に対して、いくつかの実施態様において、ここで記載のポリマー組成物は、針、プラスチック、セラミックまたは金属のアプリケータ等を含む種々のアプリケータを用いて対象者に投与することができ、重合されていない形態（例えば、粘性の液体として）、部分的に重合された形態、または完全に重合された形態で投与できる。
例えば、いくつかの実施態様において、例示組成物は、小口径の針、例えば25または27ゲージ針により、重合されていない組成物を、眼水晶体に隣接した対象者の眼の中、または眼水晶体の後ろ側に直接注入することによって対象者に投与される。いくつかの実施態様において、次いで組成物は、それが表面に適用されると直ぐに該組成物を広げ、均一化することによって処理され、もし光開始剤が含まれるなら、次いで組成物と眼を電磁照射に曝すことによって重合させることができる。
【００６６】
もう一つの例として、いくつかの実施態様において、本組成物は最初に組成物を所望の型に入れて重合させ、次いで成形された組成物を直接眼水晶体に外科的にセットすることによって投与できる。
さらにもう一つの例として、いくつかの実施態様において、例示組成物はまた、前もって作られた、重合されるかまたは部分的に重合されたゲルを対象者の眼水晶体に融合させるか、または付着するために、少量の重合していないゲルを用いることにより対象者に投与することもできる。
【００６７】
ここで開示の主題の方法に従って用いられる特定の投与様式にもかかわらず、本明細書に記載のポリマー組成物は、通常、所望の応答（すなわち、酸化的損傷の減少）を達成するのに有効な量で投与される。それゆえ、「有効量」という用語は、測定可能な生物学的応答（例えば、酸化的損傷の減少）を生じるのに十分な治療組成物（例えば、ポリマー組成物）の量を意味するために本明細書で用いられる。
ここで開示の主題の治療組成物における活性成分（例えば抗酸化剤）の実際の投与量のレベルは、特定の対象者および／または適用に対して所望の治療的応答を達成するのに有効なポリマー組成物の量を投与するために変化させることができる。
【００６８】
本ポリマー組成物の抗酸化剤およびその他の成分の選択される投与量レベルと量は、抗酸化剤の活性、製剤、投与経路、その他の薬剤または治療との組合せ、治療される症状の重篤度、ならびに治療される対象者の健康状態および以前の病歴を含む種々の因子に依存するであろう。好ましくは、最少用量が投与され、用量は用量制限毒性が存在しない最低有効量まで上げられる。治療的有効量の決定および調整、ならびにそのような調整を行う時期および行う方法の評価は、医薬分野の当業者に知られている。
【００６９】
対象者の眼における酸化的損傷を減じる方法に使用できることに加えて、いくつかの実施態様において、本明細書に記載の組成物は、他の治療的利益をもたらすためにさらに用いることができる。
例えば、ここで記載のポリマー組成物の屈折率は、対象者の水晶体と類似なので、いくつかの実施態様において、対象者の現存する水晶体の屈折力を変えるために、ポリマー組成物の後面は、重合時に形を変えることができる。このことに関し、米国の人口の25%が近視で、その罹患人口の30%が高度（-6Dより大きい）の近視であることを考えると、その集団への高められた屈折特性を提供するために、ゲルの物理化学的特性を用いることができる。
【００７０】
このことに関し、あらゆる特定の理論または機序によって拘束されることを望まず、ポリマー組成物の投与が眼の結節点のより近くにセットされようにすることが有利であるとさらに考えられ、このようにして、近視のより良好でより生理学的な矯正を可能にし、水晶体の調節特性の改善された維持を可能にし、付加眼内レンズの眼の合併症を避けること等を可能にする。
【００７１】
本明細書に記載のポリマー組成物の治療的使用のもう一つの例として、いくつかの実施態様において、本ポリマー組成物は、組成物が徐放により治療剤を直接眼内媒体に送達するために用いられるように、１以上のさらなる治療剤とさらに組み合わせることができる。
このことに関し、本組成物が硝子体除去手術の間の手術中に投与されるように通常設定されていることを考慮し、治療剤（例えば、ステロイド類、NSAIDS、毛様筋調節薬および抗生物質）の手術後の所定の投薬が、本組成物中に組み込まれ、本組成物と一緒に術後に送達され得る。
もちろん、そのようなポリマー組成物中に組み込まれ得る治療剤は、そのような術後薬剤に限定されず、網膜血管疾患および／または抗腫瘍のための抗VEGF薬剤、抗線維症剤、抗炎症剤、免疫調整剤、カプセル化細胞、および／または対象者の多くの疾患または障害を治療するのに役立つ遺伝物質のような治療剤も含むことができる。
【００７２】
本明細書で用いられるとき、「対象者」という用語は、ヒトおよび動物の対象者の両方を含む。したがって、ここで開示の主題によれば家畜への使用が提供され、ここで開示の主題は、哺乳動物、例えばヒト、ならびに絶滅寸前のために重要なそれらの哺乳動物、例えばシベリアトラ；実利的に重要なそれらの動物、例えばヒトによる摂食のため農場で飼育される動物；および／またはヒトにとって社会生活上重要な動物、例えばペットとしてまたは動物園で飼われている動物における、酸化的損傷を防ぐための方法を提供する。
【００７３】
そのような動物の例は、次のものに限定されないが、肉食動物、例えばネコおよびイヌ；ブタ、雄ブタおよびイノシシを含むイノシシ属の動物；反芻動物および／または有蹄動物、例えば畜牛、雄ウシ、ヒツジ、キリン、シカ、ヤギ、野牛およびラクダ；ならびにウマを含む。
飼育および／または動物園で飼われている鳥類、ならびにヒトにとって実利的に重要である、トリ、具体的には家畜のトリ、すなわち家禽、例えば七面鳥、ニワトリ、アヒル、ガチョウ、ホロホロチョウ等のような種類の鳥類の治療を含む、鳥類の治療も提供される。したがって、次のものに限定されないが、家畜化されたイノシシ属、反芻動物、有蹄動物、ウマ（競走馬を含む）、家禽等を含む家畜の治療も提供される。
【実施例】
【００７４】
ここで開示の主題は、次の具体的であるが、限定的でない例によってさらに説明される。
【００７５】
実施例1 − 酸素バリア組成物の合成
【００７６】
いくつかの実施態様において、例示の酸素バリア組成物を合成するため、100 mLの超純脱イオン水 (18 MΩ 抵抗)を30分間沸騰させ、次いで2-[4-(2-ヒドロキシエチル)ピペラジン-1-イル]エタンスルホン酸 (HEPES, 遊離酸型)を10 mMの最終濃度まで脱イオン水に加えることによって最初に緩衝溶液を調製することにより、1 mLの組成物を製造する。次いで、最少量の水酸化ナトリウムを用いて、その溶液のpHを7.2に調整する。次いで、超音波発生装置の浴内で30分間の超音波処理により、10 mLの超純脱イオン水 (18 MΩ 抵抗)中に6.4 μLのエオシンYを溶解させることによって、別のエオシンY溶液を製造する。同時に、超純脱イオン水 (18 MΩ 抵抗)中、1 gのトレハロースと0.025 w/v%のツイーン 20を混合することによって、サブミクロンのサイズを有するトレハロース粒子を製造する。次いで、その混合物を、80℃で5.5 μmメッシュ、気流100 L/分、高流速、100％の噴霧能力で、溶液の全てが噴霧されるまで、Buchi B-90 ナノ噴霧乾燥機 (BUCHI Labortechnik, Flawil, Switzerland)を用いて噴霧乾燥した。次いで、得られるトレハロース粒子を、テフロン(登録商標) (E. I. Du Pont De Nemours and Company, Wilmington, De)のへらを用いて回収ドラムから取り出し、使用まで-20℃で保存した。
【００７７】
前述の溶液および粒子のそれぞれの製造に続いて、次いで、100 mg/mLのポリエチレングリコール-ジアクリレート(PEG-DA)と10 mg/mLのヒアルロン酸を1 mLのHEPES緩衝液に加え、オーバーヘッド攪拌機を用いて1時間撹拌することによって、酸素バリア組成物を合成した。次いで、N-ビニルピロリジノン (3.5 μl/ml)、エオシンY溶液 (10 μl/ml)およびトリエタノールアミン (8.9 μ/ml)をPEG-DAの混合物に加え、その混合物をへらを用いて1分間混合した。次いで、7.5 w/v %のトレハロース粒子を加え、その混合物をへらを用いて再度1分間混合した。
次いで、混合物を300 RPMで1〜2分間、混合物を遠心分離することによって、混合物から気泡を除去した。次いで、混合物をウェルプレートのただ一つのウェルにセットし、520 nmの波長と約50 mW/cm2のエネルギーを有するLED光源放出光に60〜90秒間曝した。その時間で重合は十分に完結し、次の配合：100 mg/mLのポリ(エチレングリコール)-ジアクリレート(PEG-DA)；10 mg/mLのヒアルロン酸(HA)；7.5 w/v%の噴霧乾燥によって製造されたトレハロースサブミクロン粒子；ならびに光開始のためのN-ビニルピロリジノン (NVP, 3.5 μL/ml)、トリエタノールアミン (TEA, 8.9 μL/ml)およびエオシンY (エオシン Y保存液の10 μL/ml)を有する酸素バリア組成物を形成した。
【００７８】
実施例2 − 酸素バリア組成物の特徴付けおよび分析
【００７９】
実施例1で製造された合成酸素バリア組成物を特徴付け、分析するため、および合成酸素バリア組成物が、眼の水晶体に対する酸化的損傷を防ぐために用いられることを可能にする所望の光学的および物理学的特性を有するかどうかを決定するため、多くの測定を行った。
次いで、それらの測定から、所望の性質（例えば、光学的、生体適合性等）を有する酸素バリア組成物を製造するために、もし必要なら組成物の成分を変化させ、調整することができた。
【００８０】
組成物の特徴付けにおいて、プレ-ゲル(pre-gel)組成物のオスモル濃度が、50 μLの試料を用いて、5004 MICRO-OSMETTE(商標) Automatic High Sensitivity 50 μL Osmometer (Precision Systems, Inc.)中で最初に評価された。オスモル濃度は、浸透圧計からの5回の読み取り値（280 mOs、289 mOs、312 mOs、296 mOs、334 mOs）の平均値として計算され、302.2 ± 21.3 mOsmであると判断され、それはヒトの眼の硝子体液で通常観測されるオスモル濃度に近いか、または一致した。
【００８１】
酸素バリア組成物を形成するゲルは、ヒアルロン酸およびトレハロースの存在により光を吸収し、それゆえ、組成物を通る光の透過は、48-ウェルプレートに形成されたゲルおよび単一波長モードで操作するBioTek プレートリーダー (Winooski, VT)を用いて評価された。それらの実験において、ゲルを通る光の透過率は、400〜700 nmの範囲の光波長で95%を超えた（図１）。その読み取り値は、フィルム ホルダー アタッチメントを有するCary 100 UV-可視スペクトロメータ (Agilient Technologies, Santa Clara, CA)を用いてさらに確認され、組成物のHAおよびトリハロース成分による著しいUV光吸収があることが観測された。
【００８２】
オスモル濃度および光透過を測定することに加えて、組成物の表面エネルギーを液適法を用いてさらに測定し、約1 dyne/cmであることが判明した。測定に対する接触角が余りにも低過ぎたので、0〜1 dyne/cmと推測された。組成物のプレ-ゲル配合物の弾性も、Haake Caber 伸長レオメーター (Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham, MA)を用いて測定され、生データを最良適合のためのパワーモデルに適合することによって、41.5 paであることが判明した。
【００８３】
組成物の屈折率測定もAnton Paar (Ashland , VA) Abbemat屈折計を用いて行った。光重合されたゲルの屈折率は、対象者の眼の生まれつきの水晶体の屈折率(1.338〜1.357)と等しい、1.33〜1.36の好ましい範囲にあることが判明した。ゲルの屈折率も、25〜40℃の間の温度変化の広い範囲で安定であることが観察された（図２）。
【００８４】
組成物の光学純度を評価し、微調整するため、種々の緩衝系を評価した多くの実験をさらに行った。これらの実験からの結果の分析で、増加したナトリウムレベルを含む緩衝溶液は、ゲル中に曇りをもたらしたので、「低ナトリウム」HEPES緩衝液が好ましいことが観察された。さらに、HEPES緩衝溶液を作り出すために、超純脱イオン水（18 mオームの抵抗）を用いることが好ましいことが判明した。HEPES緩衝液を約30分間沸騰させることが好ましいことがさらに判明した。なぜならその時間沸騰させることは、緩衝液を所望のpHに調整する前に気体を除去することができ、そして水から溶解した二酸化炭素(CO2)を除去することによって、pH調整を最小限にする工程を可能にするからである。
【００８５】
アスコルビン酸は眼の房水中に高濃度で存在することが知られている、したがって、眼内液内に見られるであろう高いアスコルビン酸塩レベルに対する本組成物の抵抗性を測定するためのさらなる実験を行った。簡単に言えば、本ゲル状組成物を、毎日新たに作られた溶液で換えられたアスコルビン酸塩溶液を用いて、1.4 mMのアスコルビン酸塩中、37℃の中で2か月間保管した 。その間、白色の背景にそれぞれのゲルを置いて目視で黄変の度合いを評価し、次いでそのゲルをアスコルビン酸塩曝露のないコントロールゲルと比較した。これらの結果の分析により、本組成物は、2か月以上、高アスコルビン酸塩を含む溶液(1.4 mM)内で透明度および光の透過の特性を維持することが観察され、本組成物はまた通常眼内液中に見られるアスコルビン酸塩レベルに対して抵抗性があることも示した。
【００８６】
本組成物の光重合能力を妨げることなしに、本組成物中に組み込むことができるトレハロースの量を評価するため、上記の合成手順を用いてプレ-ゲル組成物中に段階的に増大するトレハロースの濃度を組み込み、次いで、それぞれの組成物の光重合を試みた。
これらの実験で、約6 %〜約10 w/v %の抗酸化剤が光重合を妨げることなしに本組成物中に組み込むことができ、光重合を妨げることなしに抗酸化剤として作用するために、本ゲル配合物中に組み込むことができるトレハロースの好ましい濃度は7.5 w/v %であることを観察した。
【００８７】
酸素バリア組成物をさらに分析するため、走査電子顕微鏡(SEM)を用いた。これらの実験で、本明細書中の前記のようにゲルを最初に形成し、次いで水を除くために一晩凍結乾燥した。次いで、乾燥したゲルを導電性カーボン塗料を用いてステンレス鋼の試料台に取り付けた。次いで、試料ゲルをスパッタコーターを用いて、金／パラジウム合金の薄い（約0.2 mm）コーティングを行い、続いて2 kV ビーム電圧で操作するZeiss Supra 35 Field 放出形走査電子顕微鏡を用いて試料を撮像した。得られるゲルは、ヒドロゲルの孔に配置されたトレハロース粒子を有するヒドロゲルの構造および形態に一致しているように見えた（図３〜５）。
【００８８】
さらにトレハロース粒子に関し、あらゆる特定の理論によって拘束されることを望まず、粉末形態のトレハロースに比較して、トレハロース粒子は抗酸化剤の持続放出を提供すると考えられたので、トレハロース粒子は、抗酸化剤として用いるのにより修正の余地があり得ると信じられた。
この信念をさらに検討するため、標準プロトコルによるジフェニルピクリルヒドラジル(DPPH)アッセイを用いて、トレハロース粉末およびトレハロース粒子の抗酸化能力を測定した。具体的には、アッセイにおいて、530 nmでのDPPH吸収の低下によって測定される、DPPH中の安定な有機フリーラジカルをクエンチする能力に関して組成物の試料を評価した。試料は溶液状態で24時間および48時間後に測定され、その結果の観察で、トレハロース粒子はトレハロース粉末とほとんど同じ抗酸化能力を有するが、トレハロース粒子は延長された応答の効果があることが認められた（図６）。
【００８９】
次いで、組成物に影響を及ぼすことなく組成物中のHAに対するPEG-DAの比率を変えることができる範囲を評価するため、50/30、75/30、50/40および75/40のHAに対するPEG-DAの比率を用いて、上記の合成法に従って、酸素バリア組成物を合成し、それぞれのゲルの屈折率をMetricon 2010/M プリズム カップラー (Metricon Corporation, Pennington, NJ)で測定した。
ゲルの屈折率はHAに対するPEG-DAの比率の変化で大きく変化しないことが認められた（図７）。種々の濃度のトレハロースが種々の緩衝溶液とともに携帯屈折計を用いて試験された同様の実験を用いて、トレハロースの添加が得られるゲル組成物の屈折率を変化させないことも観察された（表１）。
【００９０】
【表１】
2016501931.tif 000003
【００９１】
ゲル組成物をさらに評価するため、特に、用いられるゲル組成物の酸素バリアとして効果的に作用する能力を評価するため、ゲル組成物を用いて、Beckman 500 シリーズ溶存酸素計(Beckman Coulter, Inc., Brea, CA)に付属の溶存酸素プローブをコーティングした。プローブをコーティングし、それを脱イオン水中に置くことで、ゲルコーティングは、測定される溶存酸素を9分の時間内で10%〜0.2%に減じることができることを観察した（表２）、したがって、それは本ゲル組成物を酸素バリアとして効果的に用いることができることを示した。
【００９２】
【表２】
2016501931.tif 000004
【００９３】
本組成物が、針（例えば眼に溶液を注入するために通常用いられる25-ゲージ針）により対象者の眼に投与が可能であるかどうかを評価するため、Brookfield DV-II Rotational 粘度計 (Middleboro, Ma)に1 mLのゲル状組成物をセットすることにより、本調合物の粘度を測定した。調合物の粘度は、本組成物を25 Gカニューレにより適用されることを可能にし、本組成物を慣用の硝子体切除器具で使用されることも可能にするであろう8000〜12000 cPの範囲であることが分かった。
【００９４】
前述の実験の過程において、本組成物は、一般的に完全性および物理化学的特性を維持し、4℃で1年間保存した後、本ゲルをへらで扱うことによって測定されるように、1年を超えてそうすることができることが観察された。しかしながら、重合後、本組成物は水の吸収により膨張することが観察された。これらの観察は、ゲル状組成物を水に浸した後に起こり、次いで、種々の時点でゲルの重量を測定した。その浸漬はゲル重量で2.2 ± 0.13倍の増加をもたらし（図８）、大部分で最初の24〜48時間以内に膨張が起こった（図９）。
【００９５】
本ゲルは対象者の眼の中にセットされるので、ゲル状組成物の滅菌のための適当な方法およびタンパク質吸着の程度を評価するための実験も行った。滅菌のための適当な方法を決定するため、ゲルを再構築する前に、ヒアルロン酸のγ線照射を最初に用いた；しかしながら、そのような照射は、ゲルの物理-化学的特性を変えたので断念された。
次いで、エチレンオキサイド(EtO)を用いるHAのガス滅菌を評価し、使用される成分の残りは、そのゲルを0.2マイクロメータの孔サイズを有するフィルターを用いて滅菌濾過して用いた。本組成物はガス滅菌したヒアルロン酸と滅菌濾過した成分とで重合し、そのゲル状組成物は、一般的にその物理化学的特性を維持することを観察した。
EtO滅菌後、HAの粘度のわずかの増加が粘度計を用いて測定され、それはゲル浸透クロマトグラフィーによるポリマー分子量のわずかの減少と相関があった。しかしながら、残留化合物またはHAへの化学的修飾は、滅菌から検出されず、本組成物は容易にゲル化し、透明性を維持した。
【００９６】
ゲル上へのタンパク質吸着の程度を評価するため、24〜72時間、10〜100 μg/μlのBSA溶液中にヒドロゲルを浸すことによる研究を行い、次いでBCAタンパク質アッセイでゲル上へ吸着されたBSAをチェックした。これらの研究は、ゲルの膨張の間、タンパク質が水とともにゲルのなかに染み込むが、ゲル自身の中に溶け込まない。したがって、ゲルの構造内に保持されず、ゲルの光学的透明度に影響を及ぼさないことを示した。吸着されたタンパク質は時間とともにゲルから吸い取られ得ることもさらに観察された。
【００９７】
最後に、対象者の眼の中に注入されると直ぐに種々の細胞がゲルに付着するかどうかを分析するため、ゲルを用いての細胞付着研究をさらに行った。このことに関して、10,000 ARPE-19 細胞(すなわち、網膜色素上皮細胞株)および線維芽細胞を、これらの細胞に対する標準培地を含む血清中に維持されたゲルに24時間、播種した。次いで、位相差顕微鏡法およびMTSアッセイを用いて細胞付着を測定した。両細胞型に対して24時間で細胞付着は認められなかった。
【００９８】
実施例3 − エクソ ビボ分析
【００９９】
上記のようにして製造した組成物の効力と生体適合性を分析するため、本組成物をエクソ ビボで眼水晶体に適用するエクソ ビボ分析を行った。これらの実験において、摘出されたブタの水晶体を用いた。しかしながら、新しく(6時間未満に)摘出されたブタの水晶体は、通常、エクソ ビボでHEPES緩衝液中で培養されて48時間以内に不透明になる（例えば、図１０参照）ので、水晶体を透明にし、水晶体が組成物の透明度およびその他の性質を評価するために用いられることを可能にするための修正された水晶体培養法を開発した。
【０１００】
簡単に言えば、これらの実験において、4% 滅菌濾過ブタ血清、100 単位/ml ペニシリンおよび100 μg/ml ストレプトマイシンおよび追加の5.96 g/L HEPESが補充されたM199 培地 (Gibco(登録商標) #11043-023, フェノールレッドなし, Invitrogen, Carlsbad, CA)が好ましいことが分かった。その修正培地において、水晶体は最初は不透明になるが、続いて正常酸素圧条件下、7〜10日以内に透明になった。この期間後、水晶体は透明のままで、実験のために用いることができた。
【０１０１】
水晶体に対する培養条件を確立したことで、ゲル状組成物の酸化的損傷および白内障形成に対する予防における効力を試験するために、過酸素状態を作り用いた。簡単に言えば、これらの実験において、酸化的水晶体損傷を予防することの本組成物の効力を試験するために二つの方法を用いた。
最初に、水晶体培地中への過酸化水素の添加により発生させたスーパーオキシド ラジカルでの酸化的損傷を用いた。これらの最初の実験において、白内障の開始と白内障の程度が、H2O2の濃度に依存して認められた。特に、1 mM H2O2で、24時間で水晶体混濁が最初に現れ、5日目までに全白内障に変わった（図１１）。
【０１０２】
一方、0.5 mM H2O2で、水晶体混濁は3日目に始まり、14日目に90%に達した（図１２）。そして、0.4 mM H2O2で、水晶体混濁は5日目に始まり、14日目までに水晶体の60%が覆われた。
これらの実験の結果として、実験に対する好ましいH2O2の濃度は0.3 mMであることが分かり、それは9日目に水晶体の透明度に影響を及ぼし始め、14日目までに水晶体の面積の40%が混濁を受けた。0.3 mMより低いH2O2濃度は、エクソ ビボ培養の28日目まで、いかなる水晶体混濁をも引き起こさないように思えた。
もちろん、白内障形成が何年も要する人間の条件と異なって、H2O2で水晶体を直接浸すことは、数日以内に水晶体混濁をもたらすフリー酸素ラジカルの過度の薬理学的量を発生するので、前述の実験のそれぞれは、周囲の酸素量を細かい増加で調整することを可能にし、水晶体が酸素で処理された培地に連続的に浸されることを可能にする密室内で行われ、溶存酸素は酸素濃度計で連続的にモニターされた。
【０１０３】
酸素過多の条件にブタの水晶体を曝すためのパラメータが確立されると直ぐ、本明細書に記載の組成物でコーティングされた水晶体を酸素過多の条件に曝す前に、正常酸素圧下での本組成物で水晶体をコーティングした効果を最初に評価した。
これらの実験において、未重合の組成物を水晶体にセットし、光重合し、次いでコーティングされた水晶体を無コーティングのコントロール水晶体と比較することによって、水晶体の透明度を8日間にわたって評価した。実験の過程を通じて、本組成物（すなわち、水晶体コーティング）は培養されたブタ水晶体においていかなる混濁をも引き起こさなかったし（図１３）、水晶体上皮細胞の生存能力にも影響を及ぼさなかったことが観察された。
【０１０４】
本組成物での水晶体のコーティングの酸素拡散の効果を測定するため、空気中およびM199培地での酸素レベルをFireSting Oxygen Probe (PyroScience, Aachen, Germany)で測定し、続いて本明細書に記載の組成物の1 mmでコーティングした水晶体の水晶体皮質およびその水晶体の皮質深層での酸素レベルを測定した。プローブの位置は、デジタルカメラを有する解剖顕微鏡を用いて確認された。FireSting Oxymeterを用いて、水晶体に本組成物をコーティングすることは、水晶体中への酸素拡散の量を約4倍減少させることが観察された（図１４）。
【０１０５】
次いで、水晶体を本組成物でコーティングし、過酸素状態 (0.3 mMのH2O2)に曝した。実験を通じて、コーティングした水晶体の混濁は予防された（図１５）。
【０１０６】
参考文献
本明細書を通して、種々の参考文献が言及される。次に挙げるものを含み、そのような参考文献は参照として本明細書に組み込まれる。
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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