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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-12-09
(54)【発明の名称】眼用シーラントおよびその使用方法
(51)【国際特許分類】
C09K 3/10 20060101AFI20221202BHJP
A61P 27/02 20060101ALI20221202BHJP
A61L 27/16 20060101ALI20221202BHJP
A61L 27/20 20060101ALI20221202BHJP
A61L 27/22 20060101ALI20221202BHJP
A61L 27/54 20060101ALI20221202BHJP
A61L 27/50 20060101ALI20221202BHJP
【ＦＩ】
C09K3/10 E
A61P27/02
A61L27/16
A61L27/20
A61L27/22
A61L27/54
A61L27/50
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022521381
(86)(22)【出願日】2020-10-08
(85)【翻訳文提出日】2022-05-20
(86)【国際出願番号】 US2020054838
(87)【国際公開番号】W WO2021133457
(87)【国際公開日】2021-07-01
(31)【優先権主張番号】62/912,617
(32)【優先日】2019-10-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】511140770
【氏名又は名称】マサチューセッツ アイ アンド イヤー インファーマリー
(71)【出願人】
【識別番号】506115514
【氏名又は名称】ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア
【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｒｅｇｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ
(74)【代理人】
【識別番号】100092783
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 浩
(74)【代理人】
【識別番号】100120134
【弁理士】
【氏名又は名称】大森 規雄
(74)【代理人】
【識別番号】100153693
【弁理士】
【氏名又は名称】岩田 耕一
(72)【発明者】
【氏名】ダナ，レザ
(72)【発明者】
【氏名】アナビ，ナシム
(72)【発明者】
【氏名】ジュメル，クロタイルド
(72)【発明者】
【氏名】サニ，イーサン シゼイ
【テーマコード（参考）】
4C081
4H017
【Ｆターム（参考）】
4C081AB21
4C081BA12
4C081BA16
4C081BB06
4C081BB08
4C081CA08
4C081CD081
4C081CD151
4C081CD27
4C081CE01
4C081CE02
4C081DA12
4H017AA04
4H017AB01
4H017AC08
4H017AD06
4H017AE05
(57)【要約】
本開示は、眼表面損傷の治療に使用することができるシーラント組成物およびそれを必要とする対象において眼表面損傷を治療する方法を提示する。シーラント組成物は、メタクリル化ヒアルロン酸（ＭｅＨＡ）、ＧｅｌＭＡ、任意選択で、ジアクリル酸（ポリエチレングリコール）（ＰＥＧＤＡ）、および可視光活性化光開始剤を含むことができる。この方法は、シーラント組成物をアプリケータに適用するステップ、シーラント組成物を含有するアプリケータを対象の眼の表面に配置するステップであって、眼の表面が眼表面損傷を有するか、または有することが疑われる、ステップ、ならびにアプリケータおよびシーラント組成物を可視光、例えば、約４００ナノメートル（ｎｍ）から８００ｎｍの波長を有する可視光に曝露することによってシーラント組成物を光架橋するステップを含む。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
メタクリル化ヒアルロン酸（ＭｅＨＡ）、ゼラチンメタクリロイル（ＧｅｌＭＡ）、
任意選択で、ジアクリル酸ポリエチレングリコール（ＰＥＧＤＡ）、および
可視光活性化光開始剤
を含む、シーラント組成物。
【請求項2】
加水分解酵素を含まない、請求項１に記載のシーラント組成物。
【請求項3】
グリコシダーゼ加水分解酵素を含まない、請求項１～２のいずれか一項に記載のシーラント組成物。
【請求項4】
前記可視光活性化光開始剤が、トリエタノールアミン、Ｎ－ビニルカプロラクタム、リボフラビン、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二ナトリウム塩、４，６－トリメチルベンゾイルホスフィン酸塩、トリエタノールアミン、ｄｌ－２，３－ジケト－１，７，７－トリメチルノルカンファン（ＣＱ）、１－フェニル－１，２－プロパンジオン（ＰＰＤ）、２，４，６－トリメチルベンゾイル－ジフェニルホスフィンオキシド（ＴＰＯ）、ビス（２，６－ジクロロベンゾイル）－（４－プロピルフェニル）ホスフィンオキシド、４，４’－ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４’－ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、２－クロロチオキサンテン－９－オン、４－（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、フェナントレンキノン、フェロセン、ジフェニル（２，４，６－トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド／２－ヒドロキシ－２－メチルプロピオフェノン（５０／５０ブレンド）、ジベンゾスベレノン、（ベンゼン）トリカルボニルクロム、レサズリン、レゾルフィン、ベンゾイルトリメチルゲルマン、それらの誘導体、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項１～３のいずれか一項に記載のシーラント組成物。
【請求項5】
前記可視光活性化光開始剤が、トリエタノールアミン、Ｎ－ビニルカプロラクタム、リボフラビン、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、およびエオシンＹ二ナトリウム塩の混合物を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載のシーラント組成物。
【請求項6】
前記可視光活性化光開始剤が、約４２０ナノメートル（ｎｍ）から５５０ｎｍの波長を有する光に曝露すると活性化される、請求項１～５のいずれか一項に記載のシーラント組成物。
【請求項7】
前記ＭｅＨＡがメタクリル酸グリシジル－ヒアルロン酸を含む、請求項１～６のいずれか一項に記載のシーラント組成物。
【請求項8】
前記ＭｅＨＡが、体積当たり約１重量％から３重量％（ｗ／ｖ）の濃度で前記シーラント組成物中に存在する、請求項１～７のいずれか一項に記載のシーラント組成物。
【請求項9】
前記ＧｅｌＭＡが、メタクリルアミド置換およびメタクリル酸塩置換を含む、請求項１～８のいずれか一項に記載のシーラント組成物。
【請求項10】
メタクリルアミド置換のメタクリル酸塩置換に対する比が、約８０：２０から９９：１の間である、請求項１～９のいずれか一項に記載のシーラント組成物。
【請求項11】
前記ＧｅｌＨＡが、約２％から４％（ｗ／ｖ）の濃度で前記シーラント組成物中に存在する、請求項１～１０のいずれか一項に記載のシーラント組成物。
【請求項12】
前記ＧｅｌＨＡが、約０．５％から１％（ｗ／ｖ）の濃度で前記シーラント組成物中に存在する、請求項１～１１のいずれか一項に記載のシーラント組成物。
【請求項13】
前記ＧｅｌＭＡが、約３０％から８５％の間のメタクリロイル置換度を有する、請求項１～１２のいずれか一項に記載のシーラント組成物。
【請求項14】
治療剤をさらに含む、請求項１～１３のいずれか一項に記載のシーラント組成物。
【請求項15】
前記治療剤が、抗生物質、抗炎症薬、成長因子、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項１４に記載のシーラント組成物。
【請求項16】
前記成長因子が、上皮成長因子、線維芽細胞成長因子、神経成長因子、肝細胞成長因子、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項１５に記載のシーラント組成物。
【請求項17】
約２５％から約３５％の範囲の膨潤率を有する、請求項１～１６のいずれか一項に記載のシーラント組成物。
【請求項18】
約０．５パスカル秒（Ｐａ・ｓ）から約２００Ｐａ・ｓの範囲の粘度を有する、請求項１～１７のいずれか一項に記載のシーラント組成物。
【請求項19】
約１００水銀柱ミリメートル（ｍｍＨｇ）から１５０ｍｍＨｇの破裂強度を有する、請求項１～１８のいずれか一項に記載のシーラント組成物。
【請求項20】
約３０日から３５日の分解速度を有する、請求項１～１９のいずれか一項に記載のシーラント組成物。
【請求項21】
眼表面損傷の修復に使用するための、請求項１～２０のいずれか一項に記載のシーラント組成物。
【請求項22】
ＰＥＧＤＡが、約０．５％から１％（ｗ／ｖ）の濃度で存在する、請求項１～２１のいずれか一項に記載のシーラント組成物。
【請求項23】
対象の眼の眼表面損傷を治療する方法であって、請求項１～２１のいずれか一項のシーラント組成物をアプリケータに適用するステップ、
前記シーラント組成物を含有する前記アプリケータを前記対象の眼の表面に配置するステップであって、前記表面が前記眼表面損傷を有するか、または有することが疑われる、ステップ、および
前記シーラント組成物を可視光に曝露することによって前記シーラント組成物を光架橋するステップ
を含む、前記方法。
【請求項24】
前記アプリケータがコンタクトレンズである、請求項２３に記載の方法。
【請求項25】
前記可視光が約４００ナノメートル（ｎｍ）から８００ｎｍの波長を有する、請求項２２～２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項26】
前記眼表面損傷が角膜損傷または強膜損傷である、請求項２２～２５のいずれか一項に記載のシーラント組成物。
【請求項27】
前記角膜損傷が、角膜全層裂傷または角膜全層穿孔である、請求項２２～２６のいずれか一項に記載のシーラント組成物。
【請求項28】
前記眼表面損傷が約３５０ミクロンを超える深さを有する、請求項２２～２７のいずれか一項に記載のシーラント組成物。
【請求項29】
前記眼表面損傷がデスメ膜または角膜内皮に及ぶ、請求項２２～２８のいずれか一項に記載のシーラント組成物。
【請求項30】
前記眼表面損傷が、全層裂傷または全層穿孔である、請求項２２～２９のいずれか一項に記載のシーラント組成物。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
優先権の主張
本出願は、２０１９年１０月８日に出願された米国仮特許出願第６２／９１２６１７号の利益を主張する。上記の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０１９年１０月８日に出願された米国仮特許出願第６２／９１２６１７号の利益を主張する。上記の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
政府の支援による研究
本発明は、国防総省によって授与された助成金番号Ｗ８１ＸＷＨ－１８－１－０６５４、国立衛生研究所によって授与された助成金番号ＥＢ０２３０５２、および国立衛生研究所によって授与された助成金番号ＨＬ１４０６１８の下で政府の支援を受けて行われた。政府は本発明において一定の権利を有している。
本発明は、国防総省によって授与された助成金番号Ｗ８１ＸＷＨ－１８－１－０６５４、国立衛生研究所によって授与された助成金番号ＥＢ０２３０５２、および国立衛生研究所によって授与された助成金番号ＨＬ１４０６１８の下で政府の支援を受けて行われた。政府は本発明において一定の権利を有している。
【0003】
本開示は、眼表面損傷の治療に使用するためのシーラント組成物およびそれを必要とする対象においてシーラント組成物で眼表面損傷を治療する方法を提示する。シーラント組成物は、メタクリル化ヒアルロン酸（ＭｅＨＡ）、ゼラチンメタクリロイル（ＧｅｌＭＡ）、任意選択で、ジアクリル酸ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧＤＡ）、および可視光活性化光開始剤を含むことができる。この方法は、シーラント組成物をアプリケータに適用するステップ、シーラント組成物を含有するアプリケータを対象の眼の表面に配置するステップであって、眼の表面が眼表面損傷を有するか、または有することが疑われる、ステップ、ならびにアプリケータおよびシーラント組成物を可視光、例えば、約４００ナノメートル（ｎｍ）から８００ｎｍの波長を有する可視光に曝露することによってシーラント組成物を光架橋するステップを含む。
【背景技術】
【0004】
角膜損傷は、世界中で毎年１５０～２００万の新しい症例が発生しており、角膜の瘢痕化および視力喪失の一般的な原因である。損傷に加えて、感染症および免疫や化学物質によって誘導された眼の傷害は、世界中で毎年数百万件の角膜潰瘍を引き起こしている（例えば、最も正確な推定では、米国のみでも１００万人近くが診療所を来院し、直接費用は年間１億７５００万ドルである）。
【0005】
欠損を塞ぐ縫合糸の配置および組織移植を含む手術は、深刻な角膜欠損および損傷の標準治療と見なされる一般的な手段である。しかし、外傷の場合、縫合はほとんど常に不規則な乱視を引き起こす。組織の損失および／または高密度の瘢痕形成を伴う複雑な損傷の場合、一般的に移植が使用される。しかし、組織移植には、ドナー組織が必要であること（および高い費用が伴うこと）および免疫拒絶のリスクが絶えず存在することなど、いくつかの欠点がある。さらに、縫合および組織移植はいずれも膨大な資源を消費し、高度な外科的技術を必要とする。角膜が炎症、感染、または損傷により薄くなっている場合、および移植手術が必要ない場合は、シアノアクリル酸接着剤（主に使用される）、フィブリン接着剤、またはポリエチレングリコール（ＰＥＧ）をベースにしたシーラントなどの外科用接着剤を使用してもよい。しかし、これらの市販の接着剤はいずれも、（ｉ）角膜欠損の充填、または（ｉｉ）より大きな（例えば、約２ｍｍを超える）角膜切開もしくは穿孔の密封については、ＦＤＡに承認されていない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示のある特定の態様は、メタクリル化ヒアルロン酸（ＭｅＨＡ）、ゼラチンメタクリロイル（ＧｅｌＭＡ）、任意選択で、ジアクリル酸ポリエチレングリコール（ＰＥＧＤＡ）、および可視光活性化光開始剤を含む、シーラント組成物を対象とする。いくつかの実施形態では、シーラント組成物はメタクリル化ヒアルロン酸（ＭｅＨＡ）、ＧｅｌＭＡ、および可視光活性化光開始剤を含む。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、眼表面損傷または欠損の修復のために使用することができる。
【0007】
いくつかの実施形態では、シーラント組成物は加水分解酵素を含まない。いくつかの実施形態では、シーラント組成物はグリコシダーゼ加水分解酵素を含まない。いくつかの実施形態では、可視光活性化光開始剤は、トリエタノールアミン、Ｎ－ビニルカプロラクタム、リボフラビン、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二ナトリウム塩、４，６－トリメチルベンゾイルホスフィン酸塩、トリエタノールアミン、ｄｌ－２，３－ジケト－１，７，７－トリメチルノルカンファン（ＣＱ）、１－フェニル－１，２－プロパンジオン（ＰＰＤ）、２，４，６－トリメチルベンゾイル－ジフェニルホスフィンオキシド（ＴＰＯ）、ビス（２，６－ジクロロベンゾイル）－（４－プロピルフェニル）ホスフィンオキシド、４，４’－ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４’－ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、２－クロロチオキサンテン－９－オン、４－（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、フェナントレンキノン、フェロセン、ジフェニル（２，４，６－トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド／２－ヒドロキシ－２－メチルプロピオフェノン（５０／５０ブレンド）、ジベンゾスベレノン、（ベンゼン）トリカルボニルクロム、レサズリン、レゾルフィン、ベンゾイルトリメチルゲルマン、それらの誘導体、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、可視光活性化光開始剤は、トリエタノールアミン、Ｎ－ビニルカプロラクタム、リボフラビン、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、およびエオシンＹ二ナトリウム塩の混合物を含む。いくつかの実施形態では、可視光活性化光開始剤は、約４２０ナノメートル（ｎｍ）から５５０ｎｍの波長を有する光に曝露すると活性化される。いくつかの実施形態では、ＭｅＨＡはメタクリル酸グリシジル－ヒアルロン酸を含む。いくつかの実施形態では、ＭｅＨＡは、体積当たり約１重量％から３重量％（ｗ／ｖ）の濃度でシーラント組成物中に存在する。いくつかの実施形態では、ＧｅｌＭＡは、メタクリルアミド置換およびメタクリル酸置換を含む。いくつかの実施形態では、メタクリルアミド置換のメタクリル酸置換に対する比は、約８０：２０から９９：１の間である。いくつかの実施形態では、ＧｅｌＭＡは、約２％から４％（ｗ／ｖ）の濃度でシーラント組成物中に存在する。いくつかの実施形態では、ＧｅｌＭＡは、約０．５％から１％（ｗ／ｖ）の濃度でシーラント組成物中に存在する。いくつかの実施形態では、ＧｅｌＭＡは、約３０％から８５％のメタクリロイル置換度を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は治療剤をさらに含む。いくつかの実施形態では、治療剤は、抗生物質、抗炎症薬、成長因子、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、成長因子は、上皮成長因子、線維芽細胞成長因子、神経成長因子、肝細胞成長因子、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約２５％から約３５％の範囲の膨潤率を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約０．５パスカル秒（Ｐａ・ｓ）から約２００Ｐａ・ｓの範囲の粘度を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約１００水銀柱ミリメートル（ｍｍＨｇ）から１５０ｍｍＨｇの破裂強度を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約３０日から３５日の分解速度を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、眼表面損傷の修復に使用するためのものである。いくつかの実施形態では、ＰＥＧＤＡは、約０．５％から１％（ｗ／ｖ）の濃度で存在する。
【0008】
本開示のある特定の態様は、対象の眼の眼表面損傷を治療する方法を対象とする。この方法は、本開示のシーラント組成物のいずれかをアプリケータに適用するステップ、シーラント組成物を含有するアプリケータを対象の眼の表面に配置するステップであって、表面が眼表面損傷を有するか、または有することが疑われる、ステップ、およびシーラント組成物を可視光に曝露することによってシーラント組成物を光架橋するステップを含むことができる。
【0009】
いくつかの実施形態では、アプリケータはコンタクトレンズである。いくつかの実施形態では、光は約４００ナノメートル（ｎｍ）から８００ｎｍの波長を有する。いくつかの実施形態では、眼表面損傷は角膜または強膜損傷である。いくつかの実施形態では、角膜損傷は角膜全層裂傷または角膜全層穿孔である。いくつかの実施形態では、眼表面損傷は、約３５０ミクロンを超える深さを有する。いくつかの実施形態では、眼表面損傷は、デスメ膜または角膜内皮に及ぶ。いくつかの実施形態では、眼表面損傷は、全層裂傷または全層穿孔である。
【0010】
本本明細書で使用した「眼表面損傷」という用語は、角膜または強膜の潰瘍、裂傷、欠損、穿孔、または意図的に実施された切開（例えば、外科手術で行われる）を含むことができる。
【0011】
本本明細書で使用した「対象」または「患者」という用語は、本開示の組成物または方法が、例えば、実験、診断、予防、および／または治療の目的のために投与することができる任意の哺乳動物（例えば、ヒトまたは獣医対象、例えば、イヌ、ネコ、ウマ、ウシ、ヤギ、ヒツジ、マウス、ラット、またはウサギ）を意味する。対象は、治療を求めるかもしくは必要としている可能性があるか、治療を要するか、治療を受けているか、治療を受けようとしているか、または特定の疾患もしくは状態について訓練を受けた専門家の保護下にある。
【0012】
本明細書で使用した「シーラント組成物」という用語は、本開示の対応する文脈によって規定されるように、前駆体シーラント組成物（例えば、架橋重合前のシーラント組成物）および／またはシーラントゲル組成物（例えば、架橋重合後のシーラント組成物）を意味することができる。
【0013】
その他の定義は、本開示全体を通して文脈中に記載されている。別段の定義がない限り、本本明細書で使用した技術用語および科学用語は全て、本開示の内容が属する技術分野の当業者によって通常理解されるのと同じ意味を有する。本開示で使用するために方法および材料を本明細書で記載しているが、当技術分野で知られているその他の適切な方法および材料も使用することができる。材料、方法、および例は例示にすぎず、限定することを意図するものではない。本明細書で言及した刊行物、特許出願、特許、配列、データベース入力、およびその他の参考文献は全て、それらの内容が本開示の内容と矛盾しない限り、全体が参照により組み込まれる。矛盾する場合は、定義を含めて本明細書が優先される。
【0014】
本開示のある特定の実施形態は、シーラント組成物および眼表面損傷または欠損の治療のためにシーラント組成物を使用する方法を含む。近年、角膜損傷または欠損を処置するために、手術費の削減、術後の来院の軽減、患者および支払者にとって負担が大きいために術後の高価な薬物療法に対する遵守が不適切であることに関連した合併症の軽減などの必要な要件を満たすことができる、改善された接着剤が必要とされている。本開示のシーラント組成物およびシーラント組成物を使用する方法は、上述の必要な要件に対処する。いくつかの実施形態では、本明細書で記載したシーラント組成物を使用する方法は、眼損傷の治療に関連する麻酔、時間、および／または人員の経費を削減および／または排除することができる。
【0015】
いくつかの実施形態では、本開示のシーラント組成物は、提供しやすいシステムで適用することが容易である。例えば、本開示のシーラント組成物は、縫合糸を用いずに眼損傷を処置するために光活性化接着性生体材料を含むことができ、確実に全体を被覆するためにコンタクトレンズアプリケータを介して適用することができる。眼薬の９５％は局所的であり、患者の遵守は周知のように悪く、術後の予後に影響を及ぼす。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、治療剤（例えば、抗炎症薬、抗生物質、抗緑内障薬、および再生促進タンパク質）の持続的送達を可能にする。いくつかの実施形態では、本開示のシーラント組成物は、眼損傷および欠損のより良い処置のための薬物を組み込むことが可能である。いくつかの実施形態では、薄型のシーラント組成物（例えば、透明な製剤で）を適用すると、損傷していない眼に対しても長期の薬物送達を提供することができ、眼の薬物療法に有用であり得る。いくつかの実施形態では、本開示の方法およびシーラント組成物は、患者が手動で薬物を適用する必要なく、１週間または数週間、治療剤を眼表面に局所的に送達することができ、不十分な服薬遵守およびそれによって引き起こされる悪影響を防ぐことができる。
【0016】
いくつかの実施形態では、シーラント組成物は眼組織に対して生体適合性である。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は眼の創傷の迅速な密封を促進する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物の生体力学的特性は、天然組織（例えば、角膜）の生体力学的特性に類似している。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は強い接着性および高い保持力を有する。さらに、いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、表面（例えば、眼表面）に適用後滑らかな表面を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、設定された期間にわたって、薬物および／または治療薬の制御された持続的な放出を可能にする能力を有する。
【0017】
値が本開示で範囲として記載されている場合、終点が含まれる。さらに、記載には、特定の数値または特定の部分的範囲が明示的に記載されているかどうかに関係なく、そのような範囲内の可能な部分的範囲全て、およびそのような範囲内にある特定の数値の開示が含まれることを理解されたい。
【0018】
本開示のその他の特徴および利点は、以下の詳細な説明および図、ならびに特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【0019】
本開示の特徴の様々な実施形態を本明細書で説明する。しかし、そのような実施形態は単に例として提供されており、本開示の範囲から逸脱することなく、当業者によって、多数の変形、変化、および置換を行うことができることを理解されたい。本明細書で記載した特定の実施形態の様々な代替物も本開示の範囲内であることも理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】シーラント組成物例を使用して対象の眼の眼表面損傷を治療する方法の例を示す概略図である。
【図3A-3D】光架橋前後のシーラント組成物例の物理的特徴を示す図である。図３Ａは、様々なメタクリル化ヒアルロン酸（ＭｅＨＡ）濃度で調製された前駆体シーラント組成物例の画像を示す。図３Ｂは、様々なＭｅＨＡ／ＧｅｌＭＡ／ＰＥＧＤＡ濃度を含有する前駆体シーラント組成物例の定常剪断粘度を示す図である。図３Ｃは、様々なＭｅＨＡ／ＧｅｌＭＡ／ＰＥＧＤＡ濃度を含有する前駆体シーラント組成物例の剪断応力を示す図である。図３Ｄは、光架橋後の透明な固体ＭｅＨＡシーラント例の画像を示す。
【図4A-4B】光架橋後のシーラント組成物例のインビトロにおける生体適合性の評価を示した図である。図４Ａは、培養培地または異なる濃度のＨＡＧＭ、ＧｅｌＭＡ、およびＰＥＧＤＡで調製された光架橋ヒドロゲルの培養液体抽出物で２４時間インキュベートし、Ｈｏｅｃｈｓｔ３３３４２（青－核染色）カルセイン－ＡＭ（緑－生染色、およびヨウ化プロピジウム（赤－死染色）で染色した、ヒト角膜上皮細胞（ＨＣＥＣ）の顕微鏡画像を示す（群当たりｎ＝３）。図４Ｂは、５７０ｎｍで測定した吸光度（ＯＤ）を示す図である（６９０ｎｍのバックグラウンド吸光度を差し引いた）。データは平均±標準偏差（ＳＤ）で表している（群当たりｎ＝６）。
【図5A-5B】メタクリル酸グリシジルヒアルロン酸（ＭｅＨＡ）、ゼラチンメタクリロイル（ＧｅｌＭＡ）、およびジアクリル酸（ポリエチレングリコール）（ＰＥＧＤＡ）の様々な比で形成されたシーラント組成物例の力学的特徴を示す図である。図５Ａは、シーラント組成物例のキロパスカル（ｋＰａ）で測定された弾性率を示す図である。図５Ｂは、シーラント組成物例のｋＰａで測定された引張強度（すなわち、極限応力）を示す図である。図５Ｃは、シーラント組成物例のパーセント伸展性を示す図である。シーラント組成物例は、可視光に４分間曝露した後に形成された。データは平均±ＳＤで表している（＊ｐ＜０．０５、＊＊ｐ＜０．０１、＊＊＊ｐ＜０．００１、＊＊＊＊ｐ＜０．０００１およびｎ≧３）。
【図5C】（上記の通り。）
【図6B】（上記の通り。）
【図7】シーラント組成物例の分解評価を示す図である。ＭｅＨＡシーラントのみまたはＧｅｌＭＡおよびＰＥＧＤＡの様々な濃度の組み合わせからなる製剤の分解率（ｎ＝６）。図は平均±ＳＤで表している。＊＊Ｈ３と比較してｐ＜０．００５、＃＃Ｈ３Ｐ１と比較してｐ＜０．００５。
【図8A-8C】シーラント組成物例のエキソビボにおけるブタ角膜損傷に対する接着評価を示す図である。図８Ａは、シーラント組成物を適用した代表的な画像を示す。図８Ｂは、アプリケータ除去前後の光架橋後のシーラント組成物例の光コヒーレントトモグラフィ（ＯＣＴ）画像を示す。図８Ｃは、市販の光学シーラントであるＲｅＳｕｒｅ（登録商標）（対照、ｎ＝５）と比較したシーラント組成物例（ｎ＝１０）の平均破裂圧力を示す図である。図は平均±標準誤差（ＳＥＭ）で表している（＊＊Ｈ３と比較してｐ＜０．００５）。
【図9A】インビトロにおける様々なシーラントからのＨＧＦの速度論的放出を示す図である。図９Ａは、様々な時点で様々な製剤によって放出されたピコグラム／ミリリットル（ｐｇ／ｍｌ）のＨＧＦ濃度を示す図である（群当たりｎ＝６）。図は平均±標準誤差（ＳＥＭ）で表している。図９Ｂは、製剤によって放出されたＨＧＦの曲線下面積（ＡＵＣ）、Ｔｍａｘ、およびＣｍａｘを示す。
【図9B】（上記の通り。）
【発明を実施するための形態】
【0021】
角膜損傷、重度の感染による角膜潰瘍、強膜損傷、角膜穿孔、またはその他の角膜欠損に対してより良い処置が求められている。本明細書で記載したような適応外のシアノアクリル酸およびフィブリン接着剤の使用は、欠損および複雑な裂傷を塞ぐのにほとんど効果がない。フィブリン接着剤は、「湿った」漏出および複雑な創傷には効果がない。シアノアクリル酸接着剤には、毒性、不透明性、適用の難しさ、粗さ、および生体適合性の欠如などの多くの制限がある。
【0022】
本開示のシーラント組成物は、当技術分野で現在使用されているシーラント組成物では満たされない以下の要件のうちの１つまたは複数を満たす：１）提供しやすいシステムによる容易な適用、２）生体適合性、３）創傷の迅速な密封、４）天然の角膜組織と類似の生体力学的特性、５）強力な接着性および高い保持力、ならびに６）適用後の滑らかな表面。さらに、本開示のシーラント組成物は、７）設定された期間にわたる薬物／治療薬の制御された持続的な放出を可能にする。したがって、本開示のシーラント組成物は、眼損傷または欠損の処置における明確で予想外の改善を提示する。
【0023】
シーラント組成物
本開示は、化学的に修飾されたヒアルロン酸（ＨＡ）、化学的に修飾されたゼラチン、および化学的に修飾されたポリエチレングリコール（ＰＥＧ）のうちの１つまたは複数を含むことができる接着性生体材料（例えば、ヒドロゲル）を含むシーラント組成物を提示する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、ＭｅＨＡ、ＧｅｌＭＡ、ＰＥＧＤＡ、および可視光活性化光開始剤を含む。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、ＭｅＨＡ、ＧｅｌＭＡ、および可視光活性化光開始剤を含む。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、特定の医学的応用（例えば、複雑な全層裂傷の閉塞）を満たすために、ＭｅＨＡ、ＧｅｌＭＡ、または両方の組み合わせを含むことができる。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は加水分解酵素（例えば、グリコシダーゼ）を含まない。いくつかの実施形態では、シーラント組成物はヒドロゲルである。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は生体適合性である。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は眼の環境に対して無毒である。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、光架橋可能な、粘弾性の複合ヒドロゲルである。
本開示は、化学的に修飾されたヒアルロン酸（ＨＡ）、化学的に修飾されたゼラチン、および化学的に修飾されたポリエチレングリコール（ＰＥＧ）のうちの１つまたは複数を含むことができる接着性生体材料（例えば、ヒドロゲル）を含むシーラント組成物を提示する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、ＭｅＨＡ、ＧｅｌＭＡ、ＰＥＧＤＡ、および可視光活性化光開始剤を含む。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、ＭｅＨＡ、ＧｅｌＭＡ、および可視光活性化光開始剤を含む。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、特定の医学的応用（例えば、複雑な全層裂傷の閉塞）を満たすために、ＭｅＨＡ、ＧｅｌＭＡ、または両方の組み合わせを含むことができる。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は加水分解酵素（例えば、グリコシダーゼ）を含まない。いくつかの実施形態では、シーラント組成物はヒドロゲルである。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は生体適合性である。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は眼の環境に対して無毒である。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、光架橋可能な、粘弾性の複合ヒドロゲルである。
【0024】
ヒアルロン酸（ＨＡ）は粘弾性で生体適合性の高いグリコサミノグリカンであり、角膜中に自然に存在する。ＨＡは軟組織の再生および再構成において役割を果たすことが知られている。いくつかの実施形態では、化学的に修飾されたＨＡは、本開示のシーラント組成物に含めることができる。いくつかの実施形態では、化学的に修飾されたＨＡは、メタクリル化ヒアルロン酸またはＨＡの光架橋可能な誘導体であってもよい。いくつかの実施形態では、ＨＡのメタクリル化は、ＨＡ骨格反応の開環および可逆的エステル転移反応によって実施することができる。いくつかの実施形態では、シーラント組成物に含まれるメタクリル化ヒアルロン酸はメタクリル酸グリシジル－ヒアルロン酸（ＭｅＨＡ）である。
【0025】
いくつかの実施形態では、ＭｅＨＡは、シーラント組成物において、体積当たり約１重量％から約３重量％（ｗ／ｖ）の濃度で存在する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、ＭｅＭＡを約０．５％ｗ／ｖの濃度で含む。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、ＭｅＭＡを約１％ｗ／ｖの濃度で含む。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、ＭｅＭＡを約２％ｗ／ｖの濃度で含む。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、ＭｅＭＡを約３％ｗ／ｖの濃度で含む。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、ＭｅＭＡを約４％ｗ／ｖの濃度で含む。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、ＭｅＭＡを約５％ｗ／ｖの濃度で含む。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、メタクリル化ヒアルロン酸を約０．１％から約２０％ｗ／ｖ、約１％から約１５％ｗ／ｖ、約２％から約１０％ｗ／ｖ、または約３％から約５％ｗ／ｖの範囲の濃度で含む。いくつかの実施形態では、ＰＥＧＤＡの濃度は約１０％ｗ／ｖ未満、約５％ｗ／ｖ未満、約３％ｗ／ｖ未満、約２％ｗ／ｖ未満、または約１％ｗ／ｖ未満である。いくつかの実施形態では、ＰＥＧＤＡの濃度は０．５％ｗ／ｖ超、約１％ｗ／ｖ超、約２％ｗ／ｖ超、約３％ｗ／ｖ超、約４％ｗ／ｖ超、約５％ｗ／ｖ超、約６％ｗ／ｖ超、または約７％ｗ／ｖ超である。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、ＰＥＧＤＡを約０．５％ｗ／ｖまたは約１％ｗ／ｖの濃度で含む。
【0026】
ゼラチンは、角膜の主要な構造成分であるコラーゲンの誘導体である。ゼラチンは、ゼラチン中にＲＧＤモチーフが存在するため、細胞および組織に対して強力な接着特性を有しており、光活性化前駆体を形成するために化学的に修飾されたコラーゲンの変性形態である。いくつかの実施形態では、化学的に修飾されたゼラチンは、本開示のシーラント組成物に含めることができる。いくつかの実施形態では、化学的に修飾されたゼラチンは、ゼラチンの光架橋可能な誘導体であるＧｅｌＭＡを形成するために無水メタクリロイル（ＭＡ）で修飾することができる。いくつかの実施形態では、ゼラチンの化学修飾は、ゼラチンと無水メタクリル酸（ＭＡＡ）との合成反応によって実施することができる。
【0027】
いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、少なくとも約３０％から約８５％の範囲のメタクリロイル置換度（すなわち、メタクリロイル官能化）を有するＧｅｌＭＡを含む。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、３０％～４０％、４０％～５０％、５０％～６０％、６０％～７０％、７０％～８０％、または８０％～８５％の範囲であってもよい置換度を有するＧｅｌＭＡを含む。いくつかの実施形態では、ＧｅｌＭＡの置換度は、１０％、２０％、３０％、４０％、または５０％よりも大きい。いくつかの実施形態では、ＧｅｌＭＡの置換度は、１００％、９０％、８０％、７０％、または６０％よりも小さい。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約７０％の置換度を有するＧｅｌＭＡを含む。いくつかの実施形態では、ＧｅｌＭＡは、メタクリルアミド置換およびメタクリル酸置換を含む。いくつかの実施形態では、メタクリルアミド置換のメタクリル酸置換に対する比は、約８０：２０から９９：１の間である。いくつかの実施形態では、メタクリルアミド置換のメタクリル酸置換に対する比は、８０：２０から８５：１５、８５：２５から９０：１０、９０：１０から９５：５、または９５：５から９９：１の範囲であってもよい。
【0028】
いくつかの実施形態では、シーラント組成物中のＧｅｌＭＡの濃度は、約２％から約４％ｗ／ｖの範囲であってもよい。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、ＧｅｌＭＡを約０．５％ｗ／ｖの濃度で含む。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、ＧｅｌＭＡを約１％ｗ／ｖの濃度で含む。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、ＧｅｌＭＡを約２％ｗ／ｖの濃度で含む。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、ＧｅｌＭＡを約３％ｗ／ｖの濃度で含む。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、ＧｅｌＭＡを約４％ｗ／ｖの濃度で含む。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、ＧｅｌＭＡを約０．１％から約２０％ｗ／ｖ、約１％から約１５％ｗ／ｖ、約２％から約１０％ｗ／ｖ、または約３％から約５％ｗ／ｖの範囲の濃度で含む。いくつかの実施形態では、ＰＥＧＤＡの濃度は約１０％ｗ／ｖ未満、約５％ｗ／ｖ未満、約３％ｗ／ｖ未満、約２％ｗ／ｖ未満、または約１％ｗ／ｖ未満である。いくつかの実施形態では、ＰＥＧＤＡの濃度は約０．５％ｗ／ｖ超、約１％ｗ／ｖ超、約２％ｗ／ｖ超、約３％ｗ／ｖ超、約４％ｗ／ｖ超、約５％ｗ／ｖ超、約６％ｗ／ｖ超、または約７％ｗ／ｖ超である。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、ＰＥＧＤＡを約０．５％ｗ／ｖまたは約１％ｗ／ｖの濃度で含む。
【0029】
ＰＥＧは、人体で十分に許容される合成ポリマーである。天然由来のポリマーとは異なり、ＰＥＧは分解性がなく、シーラント組成物を体内に長く保持することができる。いくつかの実施形態では、化学的に修飾されたＰＥＧは、本開示のシーラント組成物に含めることができる。いくつかの実施形態では、化学的に修飾されたＰＥＧは、ＰＥＧの光架橋可能な誘導体であるＰＥＧＤＡを含むことができる。いくつかの実施形態では、ＰＥＧＤＡは、ＰＥＧを塩化アクリロイルと化学的に反応させることによって合成することができる。
【0030】
いくつかの実施形態では、シーラント組成物中のＰＥＧＤＡの濃度は、約０．５％から約１％ｗ／ｖの範囲であってもよい。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、ＰＥＧＤＡを約０．５％ｗ／ｖの濃度で含む。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、ＰＥＧＤＡを約１％ｗ／ｖの濃度で含む。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、ＰＥＧＤＡを約０．０１％から約０．５％ｗ／ｖ、約０．５％から約１％ｗ／ｖ、約１％から約１．５％ｗ／ｖ、または約１．５％から約３％ｗ／ｖの範囲の濃度で含む。いくつかの実施形態では、ＰＥＧＤＡの濃度は約１０％ｗ／ｖ未満、約５％ｗ／ｖ未満、約３％ｗ／ｖ未満、または約１％ｗ／ｖ未満である。いくつかの実施形態では、ＰＥＧＤＡの濃度は約０．５％ｗ／ｖ超、約１％ｗ／ｖ超、約２％ｗ／ｖ超、約３％ｗ／ｖ超、約４％ｗ／ｖ超、約５％ｗ／ｖ超、約６％ｗ／ｖ超、または約７％ｗ／ｖ超である。
【0031】
いくつかの実施形態では、シーラント組成物はＭｅＨＡおよびＰＥＧＤＡを含むことができる。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は約３％のＭｅＨＡおよび約０．５％のＰＥＧＤＡを含む。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は約３％のＭｅＨＡおよび約１％のＰＥＧＤＡを含む。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は約３％のＭｅＨＡおよび約２％のＰＥＧＤＡを含む。
【0032】
いくつかの実施形態では、シーラント組成物はＭｅＨＡおよびＧｅｌＭＡを含むことができる。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は約３％のＭｅＨＡおよび約１％のＧｅｌＭＡを含む。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は約３％のＭｅＨＡおよび約２％のＧｅｌＭＡを含む。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は約３％のＭｅＨＡおよび約３％のＧｅｌＭＡを含む。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は約３％のＭｅＨＡおよび約４％のＧｅｌＭＡを含む。
【0033】
いくつかの実施形態では、シーラント組成物はＭｅＨＡ、ＰＥＧＤＡ、およびＧｅｌＭＡを含むことができる。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は約３％のＭｅＨＡ、約０．５％のＰＥＧＤＡ、および約４％のＧｅｌＭＡを含む。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は約３％のＭｅＨＡ、約１％のＰＥＧＤＡ、および約４％のＧｅｌＭＡを含む。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は約３％のＭｅＨＡ、約０．５％のＰＥＧＤＡ、および約２％のＧｅｌＭＡを含む。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は約３％のＭｅＨＡ、約１％のＰＥＧＤＡ、および約２％のＧｅｌＭＡを含む。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は約３％のＭｅＨＡ、約０．５％のＰＥＧＤＡ、および約４％のＧｅｌＭＡを含む。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は約３％のＭｅＨＡ、約１％のＰＥＧＤＡ、および約４％のＧｅｌＭＡを含む。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は約３％のＭｅＨＡ、約０．５％のＰＥＧＤＡ、および約２％から約４％のＧｅｌＭＡを含む。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は約３％のＭｅＨＡ、約１％のＰＥＧＤＡ、および約２％から約４％のＧｅｌＭＡを含む。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は約３％のＭｅＨＡ、約０．５％から約１％のＰＥＧＤＡ、および約２％から約４％のＧｅｌＭＡを含む。
【0034】
いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、シーラント組成物が非固体（例えば、粘性液体、ゲル、または液体）状態にあるとき、シーラント組成物の重合および凝固を活性化するために使用することができる光開始剤を含むことができる。いくつかの実施形態では、露光は光開始剤を活性化し、フリーラジカルを形成し、メタクリル酸基間のビニル結合架橋を引き起こし、したがって、シーラント組成物の凝固を引き起こす。
【0035】
前駆体ゲルシーラントを光架橋するために、様々な種類の光源を使用することができる。シーラント組成物を重合するために使用することができる光源の非限定的な例には、可視光の光源（例えば、白色または青色光）、紫外線光源、近赤外光源、および蛍光光源が含まれる。いくつかの実施形態では、可視光活性化光開始剤は、約４２０ナノメートル（ｎｍ）から５５０ｎｍの間の波長を有する光に曝露したときに活性化することができる。いくつかの実施形態では、可視光活性化光開始剤は、約４６０ｎｍの波長を有する光に曝露したときに活性化することができる。いくつかの実施形態では、可視光活性化光開始剤は、約４００ｎｍから８００ｎｍの範囲の波長を有する光に曝露したときに活性化することができる。いくつかの実施形態では、可視光活性化光開始剤は、８００、７５０、７００、６５０、６００、５５０、５００、４５０、または４００ｎｍ未満の波長を有する光に曝露したときに活性化することができる。いくつかの実施形態では、可視光活性化光開始剤は、４００、４５０、５００、５５０、または６００ｎｍを超える波長を有する光に曝露したときに活性化することができる。
【0036】
いくつかの実施形態では、光開始剤は、光活性化光開始剤を含む。いくつかの実施形態では、光活性化光開始剤は、紫外線活性化光開始剤を含む。いくつかの実施形態では、光活性化光開始剤は、近赤外（ＮＩＲ）線活性化光開始剤を含む。いくつかの実施形態では、光活性化光開始剤は、可視光活性化光開始剤を含む。例えば、光活性化光開始剤は、青色光活性化光開始剤を含むことができる。いくつかの実施形態では、可視光活性化光開始剤は、トリエタノールアミン、Ｎ－ビニルカプロラクタム、リボフラビン、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二ナトリウム塩、４，６－トリメチルベンゾイルホスフィン酸塩、トリエタノールアミン、ｄｌ－２，３－ジケト－１，７，７－トリメチルノルカンファン（ＣＱ）、１－フェニル－１，２－プロパンジオン（ＰＰＤ）、２，４，６－トリメチルベンゾイル－ジフェニルホスフィンオキシド（ＴＰＯ）、ビス（２，６－ジクロロベンゾイル）－（４－プロピルフェニル）ホスフィンオキシド、４，４’－ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４’－ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、２－クロロチオキサンテン－９－オン、４－（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、フェナントレンキノン、フェロセン、ジフェニル（２，４，６－トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド／２－ヒドロキシ－２－メチルプロピオフェノン（５０／５０ブレンド）、ジベンゾスベレノン、（ベンゼン）トリカルボニルクロム、レサズリン、レゾルフィン、ベンゾイルトリメチルゲルマン、それらの誘導体、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、可視光活性化光開始剤は、トリエタノールアミン、Ｎ－ビニルカプロラクタム、リボフラビン、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、およびエオシンＹ二ナトリウム塩の混合物を含む。いくつかの実施形態では、可視光活性化光開始剤は、トリエタノールアミン、Ｎ－ビニルカプロラクタム、リボフラビン、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、およびエオシンＹ二ナトリウム塩から選択される２つまたはそれ以上の要素の混合物を含む。
【0037】
いくつかの実施形態では、シーラント組成物はＭｅＨＡを含むことができる。いくつかの実施形態では、シーラント組成物はＭｅＨＡおよび光開始剤を含むことができる。いくつかの実施形態では、シーラント組成物はＭｅＨＡを含むことができる。いくつかの実施形態では、シーラント組成物はＭｅＨＡおよび光開始剤を含むことができる。
【0038】
いくつかの実施形態では、シーラント組成物はＭｅＨＡおよびＰＥＧＤＡを含むことができる。いくつかの実施形態では、シーラント組成物はＭｅＨＡ、ＰＤＧＤＡ、および光開始剤を含むことができる。いくつかの実施形態では、シーラント組成物はＭｅＨＡおよびＰＥＧＤＡを含むことができる。いくつかの実施形態では、シーラント組成物はＭｅＨＡ、ＰＤＧＤＡ、および光開始剤を含むことができる。
【0039】
いくつかの実施形態では、シーラント組成物はＭｅＨＡ、ＰＥＧＤＡ、およびＧｅｌＭＡを含むことができる。いくつかの実施形態では、シーラント組成物はＭｅＨＡ、ＰＤＧＤＡ、ＧｅｌＭＡ、および光開始剤を含むことができる。いくつかの実施形態では、シーラント組成物はＭｅＨＡ、ＰＥＧＤＡ、およびＧｅｌＭＡを含むことができる。いくつかの実施形態では、シーラント組成物はＭｅＨＡ、ＰＤＧＤＡ、ＧｅｌＭＡ、および光開始剤を含むことができる。
【0040】
いくつかの実施形態では、シーラント組成物はＭｅＨＡおよびＧｅｌＭＡを含むことができる。いくつかの実施形態では、シーラント組成物はＭｅＨＡ、ＧｅｌＭＡ、および光開始剤を含むことができる。いくつかの実施形態では、シーラント組成物はＭｅＨＡおよびＧｅｌＭＡを含むことができる。いくつかの実施形態では、シーラント組成物はＭｅＨＡ、ＧｅｌＭＡ、および光開始剤を含むことができる。
【0041】
シーラント組成物の物理的特性
剛性、弾性、分解速度、接着性、および膨潤性を含むがこれらに限定されない、本開示のシーラント組成物の物理的特性は、１つまたは複数のポリマー（例えば、ＭｅＨＡ、ＧｅｌＭＡ、ＰＥＧＤＡ、および／または光開始剤）の濃度を調節することによって微調整することができる。あるいは、ポリマー濃度の調節と組み合わせて、シーラントの物理的特性は、露光時間（すなわち、重合時間）を制御することによって微調整することもできる。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は光源に約４分間曝露する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は光源に約１５秒から１５分の範囲の期間曝露する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は光源に約１から１０分の範囲の期間曝露する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は光源に約３０秒から１分、１から２分、２から３分、３から４分、４から５分、５から６分、６から７分、７から８分、８分から９分、または９から１０分間曝露する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、光源に約２０、１５、１０、または７分未満曝露する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は光源に約１０秒、３０秒、１、３、または５分超曝露する。
剛性、弾性、分解速度、接着性、および膨潤性を含むがこれらに限定されない、本開示のシーラント組成物の物理的特性は、１つまたは複数のポリマー（例えば、ＭｅＨＡ、ＧｅｌＭＡ、ＰＥＧＤＡ、および／または光開始剤）の濃度を調節することによって微調整することができる。あるいは、ポリマー濃度の調節と組み合わせて、シーラントの物理的特性は、露光時間（すなわち、重合時間）を制御することによって微調整することもできる。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は光源に約４分間曝露する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は光源に約１５秒から１５分の範囲の期間曝露する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は光源に約１から１０分の範囲の期間曝露する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は光源に約３０秒から１分、１から２分、２から３分、３から４分、４から５分、５から６分、６から７分、７から８分、８分から９分、または９から１０分間曝露する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、光源に約２０、１５、１０、または７分未満曝露する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は光源に約１０秒、３０秒、１、３、または５分超曝露する。
【0042】
穿通性眼損傷（例えば、裂傷）の治療は、損傷部位からの眼内液の漏出のために非常に困難である。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、流出することなく眼損傷部位でその形状および／または粘稠度を保持することができ、損傷部位からの眼内液の漏出を阻止することができる粘性ゲルである。シーラントの粘度は、シーラントが角膜の表面に良好に保持させる（すなわち、流出しない）重要な特性である（例えば、角膜損傷を治療する場合）。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は重合および凝固すると、光架橋および凝固の前の前駆体シーラント組成物の粘度よりも高い粘度を有する。いくつかの実施形態では、前駆体シーラント組成物（例えば、光架橋および凝固の前のシーラント）は、水の粘度よりも高い粘度を有する。いくつかの実施形態では、前駆体シーラント組成物は、練り歯磨きの粘度と同様の粘度を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約０．５パスカル秒（Ｐａ・ｓ）から約３００Ｐａ・ｓの範囲の粘度を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、低い剪断速度で（例えば、約０．００１毎秒（秒－１）から１秒－１の剪断速度で）約１００Ｐａ・ｓの粘度を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、低い剪断速度で（例えば、約０．００１から０．１秒－１の剪断速度で）約１から１０Ｐａの範囲の剪断応力を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は約３％のＭｅＨａを含み、前駆体シーラント組成物は低い剪断速度で（例えば、約０．００１毎秒（秒－１）から１秒－１の剪断速度で）約３０Ｐａ・ｓから約３００Ｐａ・ｓの粘度を有する。いくつかの実施形態では、粘度は約１００Ｐａ・ｓである。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は約３％のＭｅＨａおよび約４％のＧｅｌＭＡを含み、前駆体シーラント組成物は低い剪断速度で（例えば、約０．００１毎秒（秒－１）から１秒－１の剪断速度で）約３０Ｐａ・ｓから約３００Ｐａ・ｓの粘度を有する。いくつかの実施形態では、粘度は約１００Ｐａ・ｓである。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は約３％のＭｅＨａを含み、前駆体シーラント組成物は低い剪断速度で（例えば、約０．００１から０．１秒－１の剪断速度で）約０．１から１０Ｐａの範囲の剪断応力を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は約３％のＭｅＨａおよび約４％のＧｅｌＭＡを含み、前駆体シーラント組成物は低い剪断速度で（例えば、約０．００１から０．１秒－１での剪断速度で）約０．１から１０Ｐａの範囲の剪断応力を有する。
【0043】
シーラント組成物の重要な物理的特性は、弾性率、極限応力（または極限引張強度）、および伸展性である。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約２５ｋＰａの弾性率を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約１０ｋＰａから約３０ｋＰａの範囲の弾性率を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約２０ｋＰａから約３０ｋＰａの範囲の弾性率を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約１０ｋＰａから約２５ｋＰａの範囲の弾性率を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約１５ｋＰａから約２５ｋＰａの範囲の弾性率を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約２０ｋＰａから約２５ｋＰａの範囲の弾性率を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は約４％のＧｅｌＭＡを含み、シーラントゲル組成物は、約１０ｋＰａから約３０ｋＰａ、約１５ｋＰａから約３０ｋＰａ、約２０ｋＰａから約３０ｋＰａ、約１０ｋＰａから約２５ｋＰａ、約１５ｋＰａから約２５ｋＰａ、または約２０ｋＰａから約２５ｋＰａの範囲の弾性率を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約２０ｋＰａから約２５ｋＰａの範囲の弾性率を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は約３％のＭｅＨａおよび約４％のＧｅｌＭＡを含み、シーラントゲル組成物は、約１０ｋＰａから約３０ｋＰａ、約１５ｋＰａから約３０ｋＰａ、約２０ｋＰａから約３０ｋＰａ、約１０ｋＰａから約２５ｋＰａ、約１５ｋＰａから約２５ｋＰａ、または約２０ｋＰａから約２５ｋＰａの範囲の弾性率を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は約３％のＭｅＨａ、約４％のＧｅｌＭＡ、および約０．５％から約１％のＰＥＧＤＡを含み、シーラントゲル組成物は約１０ｋＰａから約３０ｋＰａ、約１５ｋＰａから約３０ｋＰａ、約２０ｋＰａから約３０ｋＰａ、約１０ｋＰａから約２５ｋＰａ、約１５ｋＰａから約２５ｋＰａ、または約２０ｋＰａから約２５ｋＰａの範囲の弾性率を有する。
【0044】
いくつかの実施形態では、シーラント組成物は約１８ｋＰａの極限応力を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約５ｋＰａから約２０ｋＰａの範囲の極限応力を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約１０ｋＰａから約２０ｋＰａの範囲の極限応力を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約１５ｋＰａから約２０ｋＰａの範囲の極限応力を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は約４％のＧｅｌＭＡを含み、シーラントゲル組成物は、約５ｋＰａから約２０ｋＰａ、約１０ｋＰａから約２０ｋＰａ、または約１５Ｐａから約２０ｋＰａの範囲の極限応力を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は約３％のＭｅＨａ、約４％のＧｅｌＭＡ、および約０．５％から約１％のＰＥＧＤＡを含み、シーラントゲル組成物は、約５ｋＰａから約２０ｋＰａ、約１０ｋＰａから約２０ｋＰａ、または約１５Ｐａから約２０ｋＰａの範囲の極限応力を有する。
【0045】
いくつかの実施形態では、シーラント組成物は約４０％の伸展性を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約３０％から約６０％の範囲の伸展性を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約４０％から約５０％の範囲の伸展性を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約３％のＭｅＨａを含み、シーラントゲル組成物は約３０％から約６０％の範囲の伸展性を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約３％のＭｅＨａ、約４％のＧｅｌＭＡ、および約１％のＰＥＧＤＡを含み、シーラントゲル組成物は約４０％から約５０％の範囲の伸展性を有する。
【0046】
いくつかの実施形態では、シーラント組成物はヒドロゲルである。ヒドロゲルは、水を含む間隙溶媒（例えば、流体）で満たされたポリマーネットワークを含む。ヒドロゲルは、溶媒を吸収（例えば、膨潤するとき）または排出することによってその体積を変えることができる。ヒドロゲルの膨潤率は、実施例９に示したように、吸水によるヒドロゲルの重量の部分的増加として定義される。典型的に、膨潤率はポリマー／溶媒の両方およびポリマーの弾性に左右される。ポリマーが硬すぎるか、または親和性が低すぎる場合は、膨潤が低いかまたは弱い。対照的に、低弾性および高親和性は、高い膨潤に有利である。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約２５％から約３５％の範囲の膨潤率を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約１０％から約１５％、約１５％から約２０％、約２０％から約２５％、約２５％から約３０％、約３０％から約３５％、約３５％から約４０％、約４０％から約４５％、または約４５％から約５０％の膨潤率を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約５０％未満、約４５％未満、約４０％未満、約３５％未満、または約３０％未満の膨潤率を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約５％超、約１０％超、約１５％超、約２０％超、約２５％超、約３０％超、約３５％超、または約４０％超の膨潤率を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約３０％の短期膨潤率（すなわち、約１から６時間の期間にわたって測定された膨潤率）を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約２５％から約４０％の短期膨潤率（すなわち、約１から６時間の期間にわたって測定された膨潤率）を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約３０％の中期膨潤率（すなわち、約１から３日の期間にわたって測定された膨潤率）を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約２５％から約４０％の中期膨潤率（すなわち、約１から３日の期間にわたって測定された膨潤率）を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約３５％の長期膨潤率（すなわち、約１から４週間の期間にわたって測定された膨潤率）を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約３０％から約４０％の長期膨潤率（すなわち、約１から４週間の期間にわたって測定された膨潤率）を有する。
【0047】
いくつかの実施形態では、シーラント組成物は約３％のＭｅＨａおよび約０．５％から約１％のＰＥＧＤＡを含み、シーラントゲル組成物は、約２５％から約４０％の短期膨潤率、約２５％から約４０％の中期膨潤率、および／または２５％から約４０％の長期膨潤率を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は約３％のＭｅＨａ、約４％のＧｅｌＭＡ、および約０．５％から約１％のＰＥＧＤＡを含み、シーラントゲル組成物は、約２５％から約３５％の短期膨潤率、約２５％から約３５％の中期膨潤率、および／または２５％から約３５％の長期膨潤率を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は約３％のＭｅＨａおよび約２％から約４％のＧｅｌＭＡを含み、シーラントゲル組成物は、約１０％から約２０％の短期膨潤率、約１０％から約２０％の中期膨潤率、および／または１０％から約２０％の長期膨潤率を有する。
【0048】
いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約９４％以上の含水率を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約９４％から約９７％の範囲の含水率を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約３％のＭｅＨａを含み、シーラントゲル組成物は約９４％から約９７％の範囲の含水率を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約３％のＭｅＨａ、約４％のＧｅｌＭＡ、および約１％のＰＥＧＤＡを含み、シーラントゲル組成物は約９４％から約９５％の範囲の含水率を有する。
【0049】
シーラント組成物の分解速度は、添加した１つまたは複数のポリマー（例えば、ＭｅＨＡ、ＰＥＧＤＡ、および／またはＧｅｌＭＡ）の濃度に基づいて制御することができる。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約３５日の分解速度を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約１日から４０日の範囲の分解速度を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約１から約５日、約５から約１０日、約１０から約１５日、約１５から約２０日、約２０から約２５日、約２５から約３０日、約３０から約３５日、または約３５から約４０日の範囲の分解速度を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約８０日未満、約６０日未満、約５５日未満、約５０日未満、約４５日未満、約４０日未満、約３５日未満、または約３０日未満の分解速度を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約１日超、約５日超、約７日超、約１０日超、約１４日超、約２１日超、約２５日超、約３０日超、約３５日超、または約４０日超の分解速度を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は約３％のＭｅＨａおよび約０．５％から約１％のＰＥＧＤＡを含み、シーラントゲル組成物は、約１０から約３５日、または約１５日から約３５日の範囲の分解速度を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は約３％のＭｅＨａ、約４％のＧｅｌＭＡ、および約０．５％から約１％のＰＥＧＤＡを含み、シーラントゲル組成物は、約２５から約３５日、または約３０日以上の範囲の分解速度を有する。
【0050】
いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、特に湿潤環境において、高い接着特性を有する。通常、光学シーラントの接着強度を測定するためには、臨床上代表的な切開がエキソビボにおいて動物の眼（例えば、ブタの眼）に行われる、インビトロにおける破裂圧力試験を実施することができる。生理的な眼内圧を再現するために、注入カニューレを眼の中に入れることができる。切開を生成したら、光学シーラントを切開上に適用することができ、シーラントを破裂させるために必要な眼内圧を測定することができる。このような眼内圧は、「破裂強度」または「破裂圧力」として定義することができる。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約１００水銀柱ミリメートル（ｍｍＨｇ）から約１５０ｍｍＨｇの破裂強度を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は約１２５ｍｍＨｇの破裂強度を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約７０から約８０ｍｍＨｇ、約８０から約９０ｍｍＨｇ、約９０から約１００ｍｍＨｇ、約１００から約１１０ｍｍＨｇ、約１１０から約１２０ｍｍＨｇ、約１２０から約１３０ｍｍＨｇ、約１３０から約１４０ｍｍＨｇ、約１４０から約１５０ｍｍＨｇ、または約１５０から約１６０ｍｍＨｇの範囲の破裂強度を有する。いくつかの実施形態ではシーラント組成物は、約２００ｍｍＨｇ未満、約１９０ｍｍＨｇ未満、約１８０ｍｍＨｇ未満、約１７０ｍｍＨｇ未満、約１６０ｍｍＨｇ未満、約１５０ｍｍＨｇ未満、約１４０ｍｍＨｇ未満、約１３０ｍｍＨｇ未満、または約１２０ｍｍＨｇ未満の破裂強度を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約７０ｍｍＨｇ超、約８０ｍｍＨｇ超、約９０ｍｍＨｇ超、約１００ｍｍＨｇ超、約１１０ｍｍＨｇ超、または約１２０ｍｍＨｇ超の破裂強度を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約３％のＭｅＨａを含み、シーラントゲル組成物は約５０ｍｍＨｇ超、または約５０ｍｍＨｇから約１５０ｍｍＨｇの破裂強度を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約３％のＭｅＨａおよび約４％のＧｅｌＭＡを含み、シーラントゲル組成物は約１００ｍｍＨｇ超、または約１００ｍｍＨｇから約１５０ｍｍＨｇの破裂強度を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約３％のＭｅＨａ、約４％のＧｅｌＭＡ、および約０．５％から約１％のＰＥＧＤＡを含み、シーラントゲル組成物は約１４０ｍｍＨｇ超、または約１４０ｍｍＨｇから約１５０ｍｍＨｇの破裂強度を有する。
【0051】
いくつかの実施形態では、本開示のシーラント組成物は、薬物送達ペイロードとして治療剤を含むことができる。いくつかの実施形態では、治療剤は、抗生物質もしくは抗菌剤、抗炎症剤、成長因子、抗真菌剤、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。いくつかの実施形態では、治療剤はシプロフロキサシンである。したがって、本明細書で記載したシーラント組成物は、様々な適応症のための一連の「既成の」製品を開発するために使用することができる。いくつかの実施形態では、治療剤を含むシーラント組成物は、治療剤を含まないシーラント組成物と比較して改善された治癒特性を有する（例えば、その他の市販の眼用シーラントまたは治療剤を含まないシーラント組成物による治療と比較して、このシーラント組成物で治療した場合、眼損傷が治癒するのにかかる時間を短縮することができる）。いくつかの実施形態では、シーラント組成物によって放出された薬物は、損傷後の炎症および汚染のリスクを軽減することができる。いくつかの実施形態では、シーラント組成物によって放出された薬物は、創傷治癒を促進することができる。
【0052】
いくつかの実施形態では、成長因子（例えば、組換え成長因子）を添加されたシーラント組成物は、創傷治癒を改善することができる。成長因子の非限定的な例には、組換え肝細胞成長因子または組換え神経成長因子などの、治療剤または生物学的薬剤が含まれる。したがって、いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、再生促進（単なるシーラントではない）技術であり得る。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、健康な眼における持続的な薬物送達のために設計することできる。例えば、シーラント組成物は、ミセルにカプセル化されたシプロフロキサシン（すなわち、抗生物質）を添加できるように操作された生体材料であってもよい。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は抗菌特性を有する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、慢性状態を治療するか、または感染を予防および／または治療するために、損傷後の、または感染した眼に薬物を溶出することができる。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は薬物を添加されており、炎症を制御し、治癒を促進し、またはそれらの組み合わせを行うことができる。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、組織再生を促進し、炎症を制御し、またはそれらの組み合わせを行うために、組換え成長因子およびコルチコステロイドを添加したナノ粒子を含有する。
【0053】
適切な抗生物質の非限定的な例には、ガチフロキサシン、ダプトマイシン、チゲサイクリン、テラバンシン、クロラムフェニコール、フシジン酸、バシトラシン、リファンピン、エタンブトール、ストレプトマイシン、イソニアジド、および以下の抗菌ファミリーに含まれるもの全てが含まれる：糖ペプチド（テイコプラニン、バンコマイシンなどを含むがこれらに限定されない）、アミノグリコシド（ゲンタマイシン、トブラマイシン、アミカシン、ネチマイシンなどを含むがこれらに限定されない）、セファロスポリン（セファゾリン、セフォキシチン、セフォタキシム、セフロキシム、モキサラクタムなどを含むがこれらに限定されない）、マクロライド（エリスロマイシンを含むがこれに限定されない）、オキサゾリジノン（リネゾリドを含むがこれに限定されない）、キノロン、ポリミキシン、スルホンアミド、テトラサイクリン、およびペニシリン。適切な抗真菌剤の非限定的な例には、以下の群の抗真菌剤が含まれる：ポリエン抗真菌剤、イミダゾールおよびトリアゾール抗真菌剤、アリルアミン、エキノカンディン、ならびにグリセオフルビン。適切な抗炎症剤の非限定的な例には、ステロイド性抗炎症薬（例えば、プレドニゾロン）、非ステロイド性抗炎症薬（例えば、ブロムフェナク）、ｍＴＯＲ阻害剤、カルシニューリン阻害剤、合成または天然抗炎症性タンパク質、抗増殖薬（例えば、デキサメタゾン、５－フルオロウラシル、ダウノマイシン、パクリタキセル、クルクミン、レスベラトロール、およびマイトマイシン）、メチルプレドニゾロン、プレドニゾロン、ヒドロコルチゾン、フルドロコルチゾン、プレドニゾン、セレコキシブ、ケトロラック、ピロキシカム、ジクロロフェナク、イブプロフェン、およびケトプロフェン、ラパマイシン、シクロスポリン、およびタクロリムス／ＦＫ－５０６が含まれる。いくつかの実施形態では、成長因子は、上皮成長因子、線維芽細胞成長因子、神経成長因子、肝細胞成長因子、またはそれらの任意の組み合わせである。適切な成長因子のさらなる非限定的な例には、形質転換成長因子（ＴＧＦ）（例えば、ＴＧＦ－β１、ＴＧＦ－β２、ＴＧＦ－β３などのベータ形質転換成長因子）、線維芽細胞成長因子（ＦＧＦ）、血小板由来成長因子（ＰＤＧＦ）、表皮成長因子（ＥＧＦ）、結合組織活性化ペプチド（ＣＴＡＰ）、骨形成因子、骨形成タンパク質（例：ＢＭＰ－１、ＢＭＰ－２、ＢＭＰ－３、ＢＭＰ－４、ＢＭＰ－５、ＢＭＰ－６、ＢＭＰ－７、ＢＭＰ－８、ＢＭＰ－９）；ヘパリン結合成長因子（例えば、線維芽細胞成長因子（ＦＧＦ）、表皮成長因子（ＥＧＦ）、インスリン様成長因子（ＩＧＦ））、インヒビン（例えば、インヒビンＡ、インヒビンＢ）、増殖分化因子（例えば、ＧＤＦ－１）、およびアクチビン（例えば、アクチビンＡ、アクチビンＢ、アクチビンＡＢ）、およびこのような成長因子の生物学的に活性のある類似体、断片、および誘導体が含まれる。
【0054】
治療剤を添加したシーラント組成物の放出動態は、製剤中の１つまたは複数のポリマー（例えば、ＭｅＨＡ、ＰＥＧＤＡ、および／またはＧｅｌＭＡ）の濃度を調整することによって制御することができる。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約１日で最大またはピーク濃度の治療剤を送達する。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、約２日で最大またはピーク濃度の治療剤を送達する。
【0055】
治療の方法
本開示は、対象の眼の眼表面損傷（例えば、角膜または強膜損傷）を治療する方法を提示する。いくつかの実施形態では、本開示は対象の眼の眼表面損傷（例えば、角膜または強膜損傷）の治療に使用するための組成物を提示する。図１に示したように、この方法は、シーラントをアプリケータ（例えば、コンタクトレンズ）に適用するステップ、アプリケータを対象の眼に接触させるステップ、およびシーラント組成物を光架橋するステップを含むことができる。第１のステップは、アプリケータにシーラント組成物を充填することを含むことができる。シーラント組成物が充填されると、アプリケータは、例えば、鉗子を使用することによって、角膜損傷に直接適用される。このアプリケータによって、操作者は鉗子だけで眼損傷に前駆体ゲルを簡単に適用することができる。シーラント組成物を含有するアプリケータは、反転したときにアプリケータの表面から落下したり、流れ落ちたりすることなく、眼表面損傷を有するかまたは有することが疑われる対象の眼の表面に反転して配置することができる。前駆体シーラント組成物の粘度が高い（例えば、練り歯磨きの粘度と同様の粘度）ため、シーラント組成物を含有するアプリケータを眼表面に配置するとき、例えば、眼房水からの漏出を即座に止めることができる。前駆体シーラント組成物は、眼房水からの漏出を阻止するために、あらゆるサイズまたは形状の眼損傷に適用することができる。いくつかの実施形態では、眼の損傷のサイズおよび形状に応じて、約２０から２００マイクロリットル（μＬ）の前駆体シーラントゲルを適用することができる。
本開示は、対象の眼の眼表面損傷（例えば、角膜または強膜損傷）を治療する方法を提示する。いくつかの実施形態では、本開示は対象の眼の眼表面損傷（例えば、角膜または強膜損傷）の治療に使用するための組成物を提示する。図１に示したように、この方法は、シーラントをアプリケータ（例えば、コンタクトレンズ）に適用するステップ、アプリケータを対象の眼に接触させるステップ、およびシーラント組成物を光架橋するステップを含むことができる。第１のステップは、アプリケータにシーラント組成物を充填することを含むことができる。シーラント組成物が充填されると、アプリケータは、例えば、鉗子を使用することによって、角膜損傷に直接適用される。このアプリケータによって、操作者は鉗子だけで眼損傷に前駆体ゲルを簡単に適用することができる。シーラント組成物を含有するアプリケータは、反転したときにアプリケータの表面から落下したり、流れ落ちたりすることなく、眼表面損傷を有するかまたは有することが疑われる対象の眼の表面に反転して配置することができる。前駆体シーラント組成物の粘度が高い（例えば、練り歯磨きの粘度と同様の粘度）ため、シーラント組成物を含有するアプリケータを眼表面に配置するとき、例えば、眼房水からの漏出を即座に止めることができる。前駆体シーラント組成物は、眼房水からの漏出を阻止するために、あらゆるサイズまたは形状の眼損傷に適用することができる。いくつかの実施形態では、眼の損傷のサイズおよび形状に応じて、約２０から２００マイクロリットル（μＬ）の前駆体シーラントゲルを適用することができる。
【0056】
アプリケータの位置が良好な場合、操作者は可視光の光源を使用することによってシーラント組成物を凝固させるために光架橋を開始することができる。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、コンタクトレンズおよびシーラント組成物を可視光に曝露することによって光架橋することができる。いくつかの実施形態では、可視光は約４００ナノメートル（ｎｍ）から８００ｎｍの波長を有する。光架橋後、シーラント組成物（例えば、接着性ヒドロゲル）は固体で透明になることができる。シーラント組成物が光架橋されると、アプリケータを眼表面から取り除くことができる（例えば、鉗子を使用して）。
【0057】
アプリケータは任意の適切なコンタクトレンズ、例えば、ハードコンタクトレンズ、ソフトコンタクトレンズ、または組織へのシーラントの制御された適用を可能にする非コンタクトレンズアプリケータであってもよい。コンタクトレンズの種類の非限定的な例には、硬質ガス透過性レンズおよび包帯レンズが含まれる。アプリケータは、様々な材料、直径、ベースカーブ半径、ディオプトリで表した度数、および中心厚のコンタクトレンズであってもよい。アプリケータはまた、眼表面と接触すると滑らかで規則的な表面を有することができ、それによって患者の不快感および視力喪失を制限する。
【0058】
いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、アプリケータを必要とすることなく眼に液滴として（すなわち、生体材料前駆体状態で）適用することができる。可視光への曝露によって、架橋が可能になり、角膜に類似した生体力学を備えた接着性の固体ヒドロゲルが形成される。露光時間を調整することによって、本開示の接着組成物の重合を細かく制御することができ、市販の眼用シーラントと比較して、正確な適用を可能にする。
【0059】
いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、白内障手術後の液体漏出を防ぐために使用される。いくつかの実施形態では、シーラント組成物は、創傷を密封し、表面バリアを形成するために、切開、損傷、および／または裂傷に配置されたままである。いくつかの実施形態では、光架橋によって、前駆体シーラント組成物は固体の透明なヒドロゲルになり、眼表面上に生体適合性で接着性のシーラントを形成する。
【0060】
眼表面損傷
本開示は、対象の眼の眼表面損傷を治療するための方法および組成物を提示する。眼表面損傷には、結膜裂傷、角膜穿孔、強膜穿孔、眼科手術（白内障手術など）による切開、またはそれらの任意の組み合わせを含めることができる。いくつかの実施形態では、眼表面損傷は角膜または強膜損傷である。結膜裂傷は鈍的または穿通性の外傷の後に発生する可能性がある。結膜裂傷は結膜浮腫および結膜下出血を特徴としている。このような場合、裏に潜んでいる強膜穿孔を除外することが重要である。網膜裂孔または眼内異物がないか眼底を検査する必要がある。後眼部の評価のために超音波検査を行ってもよい。
本開示は、対象の眼の眼表面損傷を治療するための方法および組成物を提示する。眼表面損傷には、結膜裂傷、角膜穿孔、強膜穿孔、眼科手術（白内障手術など）による切開、またはそれらの任意の組み合わせを含めることができる。いくつかの実施形態では、眼表面損傷は角膜または強膜損傷である。結膜裂傷は鈍的または穿通性の外傷の後に発生する可能性がある。結膜裂傷は結膜浮腫および結膜下出血を特徴としている。このような場合、裏に潜んでいる強膜穿孔を除外することが重要である。網膜裂孔または眼内異物がないか眼底を検査する必要がある。後眼部の評価のために超音波検査を行ってもよい。
【0061】
角膜裂傷および穿孔は、救急医療現場で見られる外傷性眼損傷の約１０分の１を占めている。角膜裂傷および穿孔には、部分層裂傷および全層裂傷を含めることができる。さらに、付属器損傷、強膜穿孔、またはそれらの組み合わせが角膜裂傷および穿孔に関与している可能性がある。角膜穿孔の標準治療には、創傷領域のあらゆる汚染物質の除去、涙の回復、および眼球の水密性の維持が含まれる。角膜穿孔は、異物の挿入に関連しているか、または異物の挿入によって引き起こされる可能性もある。いくつかの実施形態では、角膜損傷は角膜全層裂傷または角膜全層穿孔である。いくつかの実施形態では、眼表面損傷は、全層裂傷または全層穿孔である。いくつかの実施形態では、眼表面損傷は、全層裂傷または外科的切開または全層穿孔である。例えば、眼への侵入を必要とする眼科手術（例えば、白内障手術）の大部分は、角膜または強膜を介した全層切開を必要とする。強膜創傷を含む全層裂傷の現在の処置手順では、縫合糸の使用を必要とすることが多い。
【0062】
本開示のシーラント組成物は、約１ｍｍ未満から約１０ｍｍの長さの眼の切開または切断または損傷を治療するために使用することができる。
【0063】
いくつかの実施形態では、本開示のシーラント組成物は、全層眼欠損および裂傷の閉塞、ならびに制御された長期の薬物溶出に使用することができる。いくつかの実施形態では、適応症には、広範囲の傷害によって引き起こされる角膜潰瘍、欠損、および穿孔の閉塞に加えて、薬物溶出のための生体材料の術後適用を含めることができる。本開示のシーラント組成物は、「通常の」（例えば、病院内または手術室）状況下、または緊急の「現場での」状況下の両方で適用することができる。様々な医療提供者、医師、および場合によっては医師助手や救急医療補助員（例えば、戦域において）は、欠損を治癒させるために、眼を密封して薬物を溶出させるために本明細書で記載したシーラント組成物を適用することができる。本明細書で記載したシーラント組成物は、角膜融解および欠損のための移植およびパッチグラフトの多くの症例を回避することができる。
【実施例】
【0064】
本開示のある特定の実施形態は、以下の実施例でさらに記載されているが、特許請求の範囲で記載された任意の実施形態の範囲を限定するものではない。
【0065】
[実施例１]
ジアクリル酸ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧＤＡ）の合成
ＰＥＧＤＡを形成するために、ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）をジアクリル酸で化学的に修飾した。ジアクリル酸（ポリエチレングリコール）（ＰＥＧＤＡ）を合成するために、ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ、Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ）を塩化アクリロイル（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ）と化学的に反応させた。したがって、１０グラムのＰＥＧを４°Ｃで１００ｍｌのジクロロメタン（１０％ｗ／ｖ）に溶解した。次に、トリエチルアミン（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ）をＮ２環境下でＰＥＧ溶液に添加した。次に、塩化アクリロイル（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ）を溶液に添加し、それらをＰＥＧ溶液に溶解し、乾燥Ｎ２ガス下で一晩撹拌した。ＰＥＧ、塩化アルカロイル、およびトリエチルアミンのモル比は、１：４：４であった。最後に、不溶性塩（トリエチルアミン－ＨＣｌ）を濾過し（セライト５４５粉末およびアルミナカラムを使用して）、氷冷エーテルを添加することによって生成物を沈殿させた。粗生成物を９μｍの濾紙で濾過し、真空デシケータで一晩乾燥させて、未反応の物質を除去した。
ジアクリル酸ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧＤＡ）の合成
ＰＥＧＤＡを形成するために、ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）をジアクリル酸で化学的に修飾した。ジアクリル酸（ポリエチレングリコール）（ＰＥＧＤＡ）を合成するために、ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ、Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ）を塩化アクリロイル（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ）と化学的に反応させた。したがって、１０グラムのＰＥＧを４°Ｃで１００ｍｌのジクロロメタン（１０％ｗ／ｖ）に溶解した。次に、トリエチルアミン（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ）をＮ２環境下でＰＥＧ溶液に添加した。次に、塩化アクリロイル（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ）を溶液に添加し、それらをＰＥＧ溶液に溶解し、乾燥Ｎ２ガス下で一晩撹拌した。ＰＥＧ、塩化アルカロイル、およびトリエチルアミンのモル比は、１：４：４であった。最後に、不溶性塩（トリエチルアミン－ＨＣｌ）を濾過し（セライト５４５粉末およびアルミナカラムを使用して）、氷冷エーテルを添加することによって生成物を沈殿させた。粗生成物を９μｍの濾紙で濾過し、真空デシケータで一晩乾燥させて、未反応の物質を除去した。
【0066】
[実施例２]
ゼラチンメタクリロイル（ＧｅｌＭＡ）の合成
ゼラチンは、ゼラチンの光架橋可能な誘導体であるＧｅｌＭＡを形成するために無水メタクリロイル（ＭＡ）で化学的に修飾した。置換度７０％のゼラチンメタクリロイル（ＧｅｌＭＡ）を合成した。簡単に説明すると、ＤＰＢＳに溶かしたブタ皮膚（Ｓｉｇｍａ）溶液の１０％（ｗ／ｖ）ゼラチンを、８ｍＬの無水メタクリル酸と３時間反応させた。次に、溶液を５日間透析して、いかなる未反応の無水メタクリル酸も除去し、次に－８０°Ｃの冷凍庫に２４時間入れた。次に、凍結したポリマーを５日間凍結乾燥させた。
ゼラチンメタクリロイル（ＧｅｌＭＡ）の合成
ゼラチンは、ゼラチンの光架橋可能な誘導体であるＧｅｌＭＡを形成するために無水メタクリロイル（ＭＡ）で化学的に修飾した。置換度７０％のゼラチンメタクリロイル（ＧｅｌＭＡ）を合成した。簡単に説明すると、ＤＰＢＳに溶かしたブタ皮膚（Ｓｉｇｍａ）溶液の１０％（ｗ／ｖ）ゼラチンを、８ｍＬの無水メタクリル酸と３時間反応させた。次に、溶液を５日間透析して、いかなる未反応の無水メタクリル酸も除去し、次に－８０°Ｃの冷凍庫に２４時間入れた。次に、凍結したポリマーを５日間凍結乾燥させた。
【0067】
[実施例３]
ヒアルロン酸（ＨＡ）の化学修飾
ヒアルロン酸（ＨＡ）は、ＨＡの光架橋可能な誘導体であるＭｅＨＡを形成するためにメタクリル酸グリシジル（ＧＭ）で化学的に修飾した。ＨＡのメタクリル化は、開環および可逆的エステル交換反応を介してＨＡ骨格にメタクリル酸基を付加することによって実施した（図２Ａ）。２ｇのヒアルロン酸ナトリウム塩を、連続的に撹拌しながら、２００ｍｌの脱イオン水に一晩溶解した。完全に溶解した後、８．０ｍＬのトリエチルアミン、８．０ｍＬのメタクリル酸グリシジル、および４．０ｇの臭化テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡＢ）を上記の順序で別々に添加し、次の添加の前に１時間完全に混合させた。完全に溶解した後、フラスコを少し開き、５５°Ｃで１時間インキュベートした。冷却後、溶液を２０倍過剰のアセトン（４Ｌ）中で白色の固体繊維として沈殿させた。次に、沈殿物を新鮮なアセトンですすぎ、２００ｍＬの超純水に溶解し、２日間透析して凍結乾燥した。メタクリル化度（ＤＭ）は、プロトン核磁気共鳴（１ＨＮＭＲ）分析を使用して算出した。まず、ＨＡおよびＭｅＨＡプレポリマーを重水（Ｄ２Ｏ）に溶解した（１％（ｗ／ｖ））。全てのスペクトルは、Ｂｒｕｋｅｒ ＡＶ４００分光計（４００ＭＨｚ）を使用して室温で実行した。ＤＭは、１つのＨＡ分子反復単位当たりのメタクリル酸基の量として定義され、ＨＡ分子におけるメタクリル酸プロトン（約５．４、約５．７、および約１．８ｐｐｍにピーク）およびメチルプロトン（約１．９ｐｐｍ）の相対的ピーク積分の比から算出した。この算出方法によると、ＭｅＨＡ骨格で２２．４±０．７％のＤＭが見いだされた。図２Ａに示したように、メタクリル酸グリシジルヒアルロン酸（ＭｅＨＡ）は曝露によって合成された。
ヒアルロン酸（ＨＡ）の化学修飾
ヒアルロン酸（ＨＡ）は、ＨＡの光架橋可能な誘導体であるＭｅＨＡを形成するためにメタクリル酸グリシジル（ＧＭ）で化学的に修飾した。ＨＡのメタクリル化は、開環および可逆的エステル交換反応を介してＨＡ骨格にメタクリル酸基を付加することによって実施した（図２Ａ）。２ｇのヒアルロン酸ナトリウム塩を、連続的に撹拌しながら、２００ｍｌの脱イオン水に一晩溶解した。完全に溶解した後、８．０ｍＬのトリエチルアミン、８．０ｍＬのメタクリル酸グリシジル、および４．０ｇの臭化テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡＢ）を上記の順序で別々に添加し、次の添加の前に１時間完全に混合させた。完全に溶解した後、フラスコを少し開き、５５°Ｃで１時間インキュベートした。冷却後、溶液を２０倍過剰のアセトン（４Ｌ）中で白色の固体繊維として沈殿させた。次に、沈殿物を新鮮なアセトンですすぎ、２００ｍＬの超純水に溶解し、２日間透析して凍結乾燥した。メタクリル化度（ＤＭ）は、プロトン核磁気共鳴（１ＨＮＭＲ）分析を使用して算出した。まず、ＨＡおよびＭｅＨＡプレポリマーを重水（Ｄ２Ｏ）に溶解した（１％（ｗ／ｖ））。全てのスペクトルは、Ｂｒｕｋｅｒ ＡＶ４００分光計（４００ＭＨｚ）を使用して室温で実行した。ＤＭは、１つのＨＡ分子反復単位当たりのメタクリル酸基の量として定義され、ＨＡ分子におけるメタクリル酸プロトン（約５．４、約５．７、および約１．８ｐｐｍにピーク）およびメチルプロトン（約１．９ｐｐｍ）の相対的ピーク積分の比から算出した。この算出方法によると、ＭｅＨＡ骨格で２２．４±０．７％のＤＭが見いだされた。図２Ａに示したように、メタクリル酸グリシジルヒアルロン酸（ＭｅＨＡ）は曝露によって合成された。
【0068】
[実施例４]
複合シーラントの調製および光架橋
図２Ａに示したように、メタクリル酸グリシジルヒアルロン酸（ＭｅＨＡ）は、メタクリル酸グリシジルと約５５°Ｃの温度で１時間反応させることによって合成した。ＭｅＨＡ、ＧｅｌＭＡ、および／またはＰＥＧＤＡは、可視光曝露（波長約４２０～５５０ｎｍ）によってポリマーを架橋することができる光開始剤（ＰＩ）溶液に溶解した。ＰＩ溶液は、１．８８％（ｗ／ｖ）トリエタノールアミン（ＴＥＡ）（Ｓｉｇｍａ）、１．２５％（ｗ／ｖ）Ｎ－ビニルカプロラクタム（Ｓｉｇｍａ）、およびエオシンＹ二ナトリウム塩０．５ｍＭをリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）に溶解して調製した。次に、眼損傷の修復に対する異なる濃度／比率の効果を研究するために、異なる濃度のＭｅＨＡ、ＧｅｌＭＡ、および／またはＰＥＧＤＡをＰＩ溶液に溶解した。露光によってＰＩが活性化され、フリーラジカルが形成され、メタクリル酸基間のビニル結合架橋が生じ、こうして固体シーラントが形成された（図２Ｂ）。前駆体ゲルを架橋するために青色光（波長約４６０ｎｍ）を発する光源を４分間使用した。
複合シーラントの調製および光架橋
図２Ａに示したように、メタクリル酸グリシジルヒアルロン酸（ＭｅＨＡ）は、メタクリル酸グリシジルと約５５°Ｃの温度で１時間反応させることによって合成した。ＭｅＨＡ、ＧｅｌＭＡ、および／またはＰＥＧＤＡは、可視光曝露（波長約４２０～５５０ｎｍ）によってポリマーを架橋することができる光開始剤（ＰＩ）溶液に溶解した。ＰＩ溶液は、１．８８％（ｗ／ｖ）トリエタノールアミン（ＴＥＡ）（Ｓｉｇｍａ）、１．２５％（ｗ／ｖ）Ｎ－ビニルカプロラクタム（Ｓｉｇｍａ）、およびエオシンＹ二ナトリウム塩０．５ｍＭをリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）に溶解して調製した。次に、眼損傷の修復に対する異なる濃度／比率の効果を研究するために、異なる濃度のＭｅＨＡ、ＧｅｌＭＡ、および／またはＰＥＧＤＡをＰＩ溶液に溶解した。露光によってＰＩが活性化され、フリーラジカルが形成され、メタクリル酸基間のビニル結合架橋が生じ、こうして固体シーラントが形成された（図２Ｂ）。前駆体ゲルを架橋するために青色光（波長約４６０ｎｍ）を発する光源を４分間使用した。
【0069】
[実施例５]
接着性ヒドロゲルの力学的特徴およびレオロジー特性
引張試験のために、生体高分子前駆体溶液を実施例１～４に記載したように調製した。次に、７０μＬの各溶液をポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）の長方形（１４×５×１ｍｍ）の型に入れ、可視光（４８０～５２０ｎｍ）に２４０秒間曝露して光架橋させた。光架橋後、ヒドロゲルの寸法はデジタルノギスを使用して測定した。引張試験はＩｎｓｔｒｏｎ５５４２機械試験機を使用して実施した。試験前に、ヒドロゲルをテンショングリップ機器内の２枚の両面テープの間に配置し、破損するまで２ｍｍ／分の速度で伸長した。応力－ひずみ曲線の勾配を取得し、弾性率として記録した。
接着性ヒドロゲルの力学的特徴およびレオロジー特性
引張試験のために、生体高分子前駆体溶液を実施例１～４に記載したように調製した。次に、７０μＬの各溶液をポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）の長方形（１４×５×１ｍｍ）の型に入れ、可視光（４８０～５２０ｎｍ）に２４０秒間曝露して光架橋させた。光架橋後、ヒドロゲルの寸法はデジタルノギスを使用して測定した。引張試験はＩｎｓｔｒｏｎ５５４２機械試験機を使用して実施した。試験前に、ヒドロゲルをテンショングリップ機器内の２枚の両面テープの間に配置し、破損するまで２ｍｍ／分の速度で伸長した。応力－ひずみ曲線の勾配を取得し、弾性率として記録した。
【0070】
[実施例６]
シーラントの粘度特性
ＭｅＨＡ、ＧｅｌＭＡ、およびＰＥＧＤＡの様々な濃度および比率に基づく様々な製剤を評価した（表１）。
シーラントの粘度特性
ＭｅＨＡ、ＧｅｌＭＡ、およびＰＥＧＤＡの様々な濃度および比率に基づく様々な製剤を評価した（表１）。
【0071】
【表1】
【0072】
様々な濃度のＭｅＨＡ、ＧｅｌＭＡ、および／またはＰＥＧＤＡ前駆体ゲルの定常剪断粘度を評価した。
【0073】
レオロジー試験では、Ａｎｔｏｎ－Ｐａａｒ３０２レオメータの平行プレート間に様々な濃度の生体接着性前駆体を挿入した。定常剪断粘度評価（周波数範囲：０．０１～１０００ｒａｄ／ｓ）は、３７℃の溶液に対して１．０％の低ひずみで実施した。プレポリマー溶液の粘度を決定するために、剪断速度を０．０１から１０００秒－１まで変化させて、安定した剪断速度掃引を実施した。
【0074】
全実験で少なくとも３つの試料を試験し、全データは平均±標準偏差として表した（＊ｐ＜０．０５、＊＊ｐ＜０．０１、＊＊＊ｐ＜０．００１、および＊＊＊＊ｐ＜０．０００１）。統計的有意性を測定するために、必要に応じて、Ｔ検定、一元配置、または二元配置ＡＮＯＶＡに続いてテューキー法またはボンフェローニ法を実施した（ＧｒａｐｈＰａｄ Ｐｒｉｓｍ ６．０、ＧｒａｐｈＰａｄ Ｓｏｆｔｗａｒｅ）。
【0075】
予想通り、結果は、総ＭｅＨＡ濃度を増加させることによって、プレポリマー溶液の粘度が増加することを示した（図３Ａ～Ｂ）。全般的に、４％（ｗ／ｖ）のＧｅｌＭＡを含有する前駆体溶液は、その他の製剤と比較して高い粘度を示した。さらに、３％ＭｅＨＡ／１％ＰＥＧＤＡ／４％ＧｅｌＭＡ前駆体溶液は、低い剪断速度（＜０．０１ １／ｓ）で有意に高い粘度を示した（図３Ｂ）。剪断応力値についても同様の振る舞いが観察され、総ＭｅＨＡ濃度を増加させることによってプレポリマー溶液の剪断応力が有意に増加し、ＭｅＨＡ濃度が高いプレポリマー溶液にはより高い注入力が必要であることが示された（図３Ｃ）。３％（ｗ／ｖ）ＭｅＨＡを含有するプレポリマー溶液の剪断応力に有意差はなかった。しかし、粘度値と同様に、３％ＭｅＨＡ／１％ＰＥＧＤＡ／４％ＧｅｌＭＡ前駆体溶液は、低い剪断速度（＜０．０１ １／ｓ）でより高い剪断応力を示した（図３Ｃ）。エキソビボにおける予備実験に基づいて、３％ＭｅＨＡで形成された製剤は、流出を制限する高粘度に基づいたさらなる研究で使用され、角膜損傷の表面に良好に保持された。
【0076】
[実施例７]
ＭｅＨＡシーラントのインビトロにおける毒性
ヒト角膜上皮細胞（ＨＣＥＣ）を使用してシーラントの細胞適合性を評価するために、インビトロ細胞毒性試験を実施した。医療機器の細胞毒性に関するＩＳＯ１０９９３－１規格に準拠した溶出試験法を採用した。抽出物は、光架橋したＭｅＨＡシーラント試料を別々の細胞培養培地に３７°Ｃで２４時間（ｈ）置くことによって得られた。次に、流体抽出物をコンフルエントな細胞単層に添加した。対照群は、細胞を新鮮な培地でインキュベートすることによって同様に調製した。３７℃で１日間インキュベートした後、生細胞のマーカーであるカルセイン－ＡＭおよび死細胞のマーカーであるヨウ化プロピジウムで細胞を染色した。次に、明視野および蛍光顕微鏡を使用して細胞を観察した。結果は、ＧｅｌＭＡまたはＰＥＧＤＡの添加に関係なく、培養培地のみまたは光架橋ヒドロゲルの抽出物でインキュベートしたＨＣＥＣの間で生／死染色および密度に変化が観察されなかったことを示した（図４Ａ）。インビトロにおけるＭＴＴベースの毒物アッセイ（ＴＯＸ－１、Ｓｉｇｍａ）も、製造元の手順に従って各グループで実施した（図４Ｂ）。結果は、試験した全群間で測定した場合、５７０ｎｍでの吸光度（ＯＤ）に有意差がないことを示した。これらの結果は、試験した光架橋ヒドロゲルは全てヒト細胞に対して毒性がなく、したがって、ヒト眼表面で十分に許容される可能性があることを示唆している。
ＭｅＨＡシーラントのインビトロにおける毒性
ヒト角膜上皮細胞（ＨＣＥＣ）を使用してシーラントの細胞適合性を評価するために、インビトロ細胞毒性試験を実施した。医療機器の細胞毒性に関するＩＳＯ１０９９３－１規格に準拠した溶出試験法を採用した。抽出物は、光架橋したＭｅＨＡシーラント試料を別々の細胞培養培地に３７°Ｃで２４時間（ｈ）置くことによって得られた。次に、流体抽出物をコンフルエントな細胞単層に添加した。対照群は、細胞を新鮮な培地でインキュベートすることによって同様に調製した。３７℃で１日間インキュベートした後、生細胞のマーカーであるカルセイン－ＡＭおよび死細胞のマーカーであるヨウ化プロピジウムで細胞を染色した。次に、明視野および蛍光顕微鏡を使用して細胞を観察した。結果は、ＧｅｌＭＡまたはＰＥＧＤＡの添加に関係なく、培養培地のみまたは光架橋ヒドロゲルの抽出物でインキュベートしたＨＣＥＣの間で生／死染色および密度に変化が観察されなかったことを示した（図４Ａ）。インビトロにおけるＭＴＴベースの毒物アッセイ（ＴＯＸ－１、Ｓｉｇｍａ）も、製造元の手順に従って各グループで実施した（図４Ｂ）。結果は、試験した全群間で測定した場合、５７０ｎｍでの吸光度（ＯＤ）に有意差がないことを示した。これらの結果は、試験した光架橋ヒドロゲルは全てヒト細胞に対して毒性がなく、したがって、ヒト眼表面で十分に許容される可能性があることを示唆している。
【0077】
[実施例８]
いくつかのシーラント製剤の力学的特性
試料の調製
表１に示した各製剤について、様々な濃度を含有する７０μＬの前駆体ゲルを、直径約６ｍｍ、高さ約２．５ｍｍのポリジメチルシロキサン円筒型にピペットで入れた。次に、図３Ｄに示したように、型内の前駆体ゲルを青色光源で約４分間光架橋して、固体試料を形成した。
いくつかのシーラント製剤の力学的特性
試料の調製
表１に示した各製剤について、様々な濃度を含有する７０μＬの前駆体ゲルを、直径約６ｍｍ、高さ約２．５ｍｍのポリジメチルシロキサン円筒型にピペットで入れた。次に、図３Ｄに示したように、型内の前駆体ゲルを青色光源で約４分間光架橋して、固体試料を形成した。
【0078】
引張試験
引張試験は引張試験機（Ｉｎｓｔｒｏｎ（登録商標）５５４２）を使用して実施した。引張試験を実施する前に、試料（群当たり少なくとも３つ）をテンショングリップ機器内の２枚の両面テープの間に配置し、破損するまで２ｍｍ／分の速度で伸長した。応力－ひずみ曲線の勾配を取得し、弾性率として記録した。引張試験によって、４％（ｗ／ｖ）のＧｅｌＭＡを含有する接着性ヒドロゲルの弾性率が、ＧｅｌＭＡ含有量が少ないかまたはＧｅｌＭＡを含めずに形成したものよりも有意に高いことが明らかになった（図５Ａ）。最大の極限応力（ＵＴＳ）は、３％ＭｅＨＡ／１％ＰＥＧＤＡ／４％ＧｅｌＭＡヒドロゲル接着剤で観察され、その他のゲルのＵＴＳよりも有意に高かった。さらに、生体接着性ヒドロゲルのその他全ての組成物のＵＴＳ値に有意差はなかった（図５Ｂ）。さらに、複合接着剤の伸展性は、その他の組成物と比較して、ＧｅｌＭＡ含有量が４％（ｗ／ｖ）の接着性ヒドロゲルで有意に減少した（図５Ｃ）。これは、これらのヒドロゲルの高い剛性と相関している可能性がある。
引張試験は引張試験機（Ｉｎｓｔｒｏｎ（登録商標）５５４２）を使用して実施した。引張試験を実施する前に、試料（群当たり少なくとも３つ）をテンショングリップ機器内の２枚の両面テープの間に配置し、破損するまで２ｍｍ／分の速度で伸長した。応力－ひずみ曲線の勾配を取得し、弾性率として記録した。引張試験によって、４％（ｗ／ｖ）のＧｅｌＭＡを含有する接着性ヒドロゲルの弾性率が、ＧｅｌＭＡ含有量が少ないかまたはＧｅｌＭＡを含めずに形成したものよりも有意に高いことが明らかになった（図５Ａ）。最大の極限応力（ＵＴＳ）は、３％ＭｅＨＡ／１％ＰＥＧＤＡ／４％ＧｅｌＭＡヒドロゲル接着剤で観察され、その他のゲルのＵＴＳよりも有意に高かった。さらに、生体接着性ヒドロゲルのその他全ての組成物のＵＴＳ値に有意差はなかった（図５Ｂ）。さらに、複合接着剤の伸展性は、その他の組成物と比較して、ＧｅｌＭＡ含有量が４％（ｗ／ｖ）の接着性ヒドロゲルで有意に減少した（図５Ｃ）。これは、これらのヒドロゲルの高い剛性と相関している可能性がある。
【0079】
[実施例９]
膨潤、含水率、および分解試験
表１で示した各試料（ｎ＝９）の重量は、光架橋後、リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）中で３７℃で１時間、２時間、６時間、１日、２日、３日、１週間、２週間、３週間、および４週間インキュベーションした後に測定した。次に、膨潤率は式１に従って算出し、式中、Ｗ０は光架橋直後の試料の重量であり、Ｗ１は２４時間インキュベーション後の試料の最終重量である。
膨潤、含水率、および分解試験
表１で示した各試料（ｎ＝９）の重量は、光架橋後、リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）中で３７℃で１時間、２時間、６時間、１日、２日、３日、１週間、２週間、３週間、および４週間インキュベーションした後に測定した。次に、膨潤率は式１に従って算出し、式中、Ｗ０は光架橋直後の試料の重量であり、Ｗ１は２４時間インキュベーション後の試料の最終重量である。
【0080】
【数1】
【0081】
ダルベッコのリン酸緩衝生理食塩水（ＤＰＢＳ）中で３７°Ｃで２４時間インキュベーションした後、試料を凍結乾燥して秤量した。含水率は式２に従って算出し、式中、Ｗ１はＰＢＳ中で１日インキュベーションした後の試料の重量であり、Ｗ２は乾燥試料の重量である。
【0082】
【数2】
【0083】
図６Ａに示したように、膨潤率は約１０％から４０％の間であることがわかった。２％または４％のＧｅｌＭＡを含有する製剤は、ＭｅＨＡのみと比較して低い膨潤率を示した。０．５または１％のＰＥＧＤＡを含有する製剤は、ＭｅＨＡのみと比較して低い膨潤率を示した。ＰＥＧＤＡおよびＧｅｌＭＡを含有する製剤は、ＭｅＨＡのみと比較して同様の膨潤率を示した。これらの結果は、ヒドロゲルが眼の薬物送達のための膨潤制御システムとして使用することができることを示した。メッシュサイズが増加するため、薬剤がシーラントから眼表面に放出され得る。本開示のシーラント組成物の膨潤特性は、ポリマー濃度および比率を変更することによって微調整することができ、薬物放出を変更することができる。様々な種類の薬物をヒドロゲルシーラント組成物に添加することができる。添加できる薬物の非限定的な例には、抗菌薬、抗炎症薬、および成長因子が含まれる。
【0084】
含水率が高いと、角膜の酸素透過が多くなり、したがって生体適合性が向上する。図６Ｂに示したように、シーラント組成物の含水率は約９４から９７％の間であり、これはヒト角膜の生理的含水率よりもさらに高いことが見いだされた（すなわち、ヒト角膜の含水率は約７８％である）。
【0085】
各製剤のインビトロにおける分解速度を評価した。全試料を、眼に天然に存在する２つの酵素である２Ｕ／ｍＬのヒアルロニダーゼおよびコラゲナーゼＩを補給したＤＰＢＳでインキュベートした。図７に示したように、ＧｅｌＭＡ、および最も重要なことにＰＥＧＤＡの存在によって、シーラントの分解速度が低下した。
【0086】
[実施例１０]
様々なシーラント製剤の接着特性
眼損傷を正しく治癒させるために、効果的な眼用シーラントは、特に湿った、または水性の環境において、高い接着特性を有さなければならない。表１に示した様々なシーラント組成物の接着特性は、ブタの眼球のエキソビボモデルを使用して評価した。各ブタの眼球の角膜に４ｍｍの線形切開を生成した。生理的眼内圧（ＩＯＰ）を再現し、適切な切開の成功をモニターするために、注入カニューレを眼内に配置した。切開の成功が確認されたら（すなわち、切開からの流体の漏出が見られたら）、シーラントを切開に適用した（図８Ａ～Ｂ）。次に、ヒドロゲルが脱離して切開部から漏出するまで、注入カニューレを介してＰＢＳを注入することによってＩＯＰを上昇させた。市販の眼用シーラント（すなわち、ＲｅＳｕｒｅ（登録商標）シーラント）を対照として使用した。各群に加わる圧力値は、圧力センサーを使用して記録した。結果は、ＲｅＳｕｒｅ（登録商標）と比較して、本開示の全シーラント組成物の圧力が高いことを示しており、本開示のシーラントが眼表面に対してより高い接着特性を表すことを示している（図８Ｃ）。結果は、４％のＧｅｌＭＡの添加によって、エキソビボのブタ角膜損傷においてＭｅＨＡシーラントの接着特性が有意に向上することを示している。
様々なシーラント製剤の接着特性
眼損傷を正しく治癒させるために、効果的な眼用シーラントは、特に湿った、または水性の環境において、高い接着特性を有さなければならない。表１に示した様々なシーラント組成物の接着特性は、ブタの眼球のエキソビボモデルを使用して評価した。各ブタの眼球の角膜に４ｍｍの線形切開を生成した。生理的眼内圧（ＩＯＰ）を再現し、適切な切開の成功をモニターするために、注入カニューレを眼内に配置した。切開の成功が確認されたら（すなわち、切開からの流体の漏出が見られたら）、シーラントを切開に適用した（図８Ａ～Ｂ）。次に、ヒドロゲルが脱離して切開部から漏出するまで、注入カニューレを介してＰＢＳを注入することによってＩＯＰを上昇させた。市販の眼用シーラント（すなわち、ＲｅＳｕｒｅ（登録商標）シーラント）を対照として使用した。各群に加わる圧力値は、圧力センサーを使用して記録した。結果は、ＲｅＳｕｒｅ（登録商標）と比較して、本開示の全シーラント組成物の圧力が高いことを示しており、本開示のシーラントが眼表面に対してより高い接着特性を表すことを示している（図８Ｃ）。結果は、４％のＧｅｌＭＡの添加によって、エキソビボのブタ角膜損傷においてＭｅＨＡシーラントの接着特性が有意に向上することを示している。
【0087】
[実施例１１]
様々なシーラント製剤の薬物溶出特性
シーラント組成物の治癒特性を研究するために、肝細胞成長因子（ＨＧＦ）を表１に示した製剤中に添加した。５００ｎｇ／ｍＬのＨＧＦを含有する試料は、実施例８で記載したように調製した。次に、試料を０．１％ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）を補給したＰＢＳで１カ月間インキュベートした。ＢＳＡはＨＧＦを安定化するために使用した。ＨＧＦの放出は、酵素結合免疫吸着法（ＥＬＩＳＡ）を使用して、様々な時点（１時間、２時間、６時間、１日、２日、３日、１週間、２週間、３週間、１カ月）で評価した。図９Ａに示したように、ＨＧＦの放出は製剤によって変化し、製剤Ｈ３Ｇ４Ｐ１の放出が最も高かった（ＡＵＣおよびＣｍａｘ）。さらに、放出ピーク（Ｔｍａｘ）は、製剤によって１から２日の間であった。図９Ｂは、様々なシーラント製剤の薬物動態の標準測定値であるＡＵＣ、Ｃｍａｘ、およびＴｍａｘを示している。ＡＵＣまたは曲線下面積は、時間とともに放出される総薬物濃度として定義される。Ｃｍａｘは、薬剤が送達された後に達成する最大またはピーク濃度を示す。Ｔｍａｘは、Ｃｍａｘが観察される時間である。
様々なシーラント製剤の薬物溶出特性
シーラント組成物の治癒特性を研究するために、肝細胞成長因子（ＨＧＦ）を表１に示した製剤中に添加した。５００ｎｇ／ｍＬのＨＧＦを含有する試料は、実施例８で記載したように調製した。次に、試料を０．１％ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）を補給したＰＢＳで１カ月間インキュベートした。ＢＳＡはＨＧＦを安定化するために使用した。ＨＧＦの放出は、酵素結合免疫吸着法（ＥＬＩＳＡ）を使用して、様々な時点（１時間、２時間、６時間、１日、２日、３日、１週間、２週間、３週間、１カ月）で評価した。図９Ａに示したように、ＨＧＦの放出は製剤によって変化し、製剤Ｈ３Ｇ４Ｐ１の放出が最も高かった（ＡＵＣおよびＣｍａｘ）。さらに、放出ピーク（Ｔｍａｘ）は、製剤によって１から２日の間であった。図９Ｂは、様々なシーラント製剤の薬物動態の標準測定値であるＡＵＣ、Ｃｍａｘ、およびＴｍａｘを示している。ＡＵＣまたは曲線下面積は、時間とともに放出される総薬物濃度として定義される。Ｃｍａｘは、薬剤が送達された後に達成する最大またはピーク濃度を示す。Ｔｍａｘは、Ｃｍａｘが観察される時間である。
【0088】
その他の実施形態
ある特定の実施形態は詳細な説明の中で説明されているが、本開示は、添付の特許請求の範囲によって定義した任意の実施形態の範囲を例示するものであり、限定するものではないことを理解されたい。その他の態様、利点、および改変は、添付の特許請求の範囲内にある。
ある特定の実施形態は詳細な説明の中で説明されているが、本開示は、添付の特許請求の範囲によって定義した任意の実施形態の範囲を例示するものであり、限定するものではないことを理解されたい。その他の態様、利点、および改変は、添付の特許請求の範囲内にある。
【図1】
【図2A-2B】
【図3A-3D】
【図4A-4B】
【図5A-5B】
【図5C】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8A-8C】
【図9A】
【図9B】
【国際調査報告】