[发明专利]生物材料稳定性的改进

说明书

技术领域

本发明涉及玻璃质物质在稳定生物材料中的用途。

背景技术

众所周知某些材料，尤其是某些糖类能够形成玻璃质即非晶态固体，其使在悬浮液或固体溶液中携带的生物材料稳定。这样的生物材料的实例是疫苗和胰岛素。有时生物材料需要以液体形态存在，例如用于给患者注射。为了这个目的，提出用玻璃质材料形成悬浮于惰性、无毒液体中的颗粒。

与上述方案相关的主要问题是适当液体的选择。用于药物注射的传统液态载体是比通常用于稳定的糖类玻璃质密度更低的油类；导致后者沉到液体底部。该沉淀可随时间而变得非常致密。虽然可以在给药之前再次摇动容器来重新形成悬浮液，但是需要非常有力且持续地摇动才有效。存在不能接受的危险，即可能不适当地进行这样的摇动，因而损害了药物治疗的有效性。

最近提出用全氟化碳作为液态载体。全氟化碳具有高密度，使得人们可以通过将密度更大的材料例如磷酸钙加入玻璃质来将颗粒密度与液体密度相匹配。但是，虽然已经证明该技术有效并且适于小规模的或者应急的目的，但是需要慎重采用大量的全氟化碳，因为其对于地球大气层的上部有不想要的影响。这些材料极其稳定，甚至对于高通量的紫外线也是如此，并且存留在同温层中几千年，它们可构成全球变暖的危险。

发明内容

依据本发明，提供了一种含有包括生物材料和用来稳定该生物材料的玻璃质材料的主体的组合物，其特征在于所述主体包含至少一个气体空隙。

优选存在大量这样的“主体”，每个是粉末的一个颗粒。通过制造过程中适当的控制，可能将这些颗粒的密度降低到用作液态载体的低密度液体尤其是油类的密度。这样，我们相信可以利用已证明是完全安全的传统液体来获得稳定的悬浮液。

每个颗粒可能仅具有单个空隙以便其采取有点类似于膨胀球体的形态，或形成包含很多空隙的泡沫或蜂巢状结构。或可在这两种极端之间的结构，即在单个颗粒中只有很少的空隙。

可利用与生物材料混合的玻璃质形成材料的溶液来形成玻璃质颗粒。然后将该混合物在干燥环境中加热，以便在其凝固成非晶态固体即玻璃质的条件下将溶剂(通常是水)汽化。如果在该方法中，已知该混合物的温度，在该温度下其处于液体和固体之间的过渡状态，则可选择一种添加剂来在该温度下形成一种气体，此时发生玻璃化以便将气体捕捉到玻璃质中来形成本发明的气体空隙。

根据本发明的第二个方面，提供了一种制造玻璃质产品的方法，其特征在于如下步骤：

i)将能形成玻璃质的第一种液体材料与可导致形成气体的第二种材料相混合；以及

ii)使第一种材料形成玻璃质同时第二种材料形成气体；

借此形成含有包含气体的玻璃质的玻璃质结构。

有非常多种类的玻璃质材料可供使用。适当的材料包括糖类例如棉子糖和海藻糖、帕拉金糖醇(palatinit)(呋喃葡萄糖基山梨糖醇和呋喃葡萄糖基甘露醇的混合物)、呋喃葡萄糖基山梨糖醇、呋喃葡萄糖基甘露醇、乳糖醇和单糖乙醇。

与利用糖类玻璃质来稳定生物材料有关的问题在于必须从玻璃质中除去几乎所有的水来达到所要求的稳定效果。达到该效果可需要与达到玻璃质状态并且防止损坏活化的生物材料所要求的条件不相适应的条件(例如高温)。我们目前发现可通过利用谷氨酸或其盐例如谷氨酸单钠(以下称为“MSG”)代替糖类作为玻璃质形成材料的组分来解决该问题。

例如专利说明书US6872357和发表于Aust.J.exp.Biol.Med.Sci(1964)42第717-722页的论文“Recoveries of bacteria after drying in Glutamate andother substances”中所描述的，已经认识到当将MSG与其它玻璃质形成材料混合时，MSG具有稳定的性质。然而，我们现在发现MSG可具有超过3％的残余水分并且高达约5％仍然基本上未被软化，并保持其稳定性质直至约70℃。此外，当进入玻璃质状态时，我们发现MSG具有显著的过渡状态，其处于粘滞糖浆样半固体的形态。这使得其对于捕捉形成的气泡尤其有效。

MSG和类似的化合物即使与这些较高浓度的水一起也可用作稳定剂的发现被认为是有独创性的，并因此根据本发明的进一步方面提供了一种组合物，其中生物材料由玻璃质物质所稳定，所述玻璃质物质包含谷氨酸或其盐，其特征在于该玻璃质物质依水的重量计含量超过3％，优选含量在4％到5％之间的范围。