CN101528166B - 用于产生胰岛素的可植入装置 - Google Patents

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Abstract

本发明一般地涉及用于在糖尿病动物中产生胰岛素的可植入装置。一些实施方式包括用于生物应用的两亲性生物膜(例如，作为替代的和/或补充的胰岛素源)。一些实施方式也包括包含在一个或多个两亲性膜中的活的胰岛素制造细胞，以便防止或减少来自宿主的免疫反应和/或排斥。

Description

用于产生胰岛素的可植入装置
本发明产生于由国家科学基金会(NSF)基金DMR 02-43314资助的研究过程中。美国政府可以对其中的发明或多项发明拥有一定的权利。
相关申请数据
本申请要求2006年8月29日在先申请的美国临时专利申请第60/840,828号的优先权，其名称为“Implantable Devices For ProducingInsulin(用于产生胰岛素的可植入装置)”，其在此作为参考整体并入。
技术领域
本发明一般地涉及用于在糖尿病动物中产生胰岛素的可植入装置。一些实施方式包括用于生物应用的两亲性生物膜(例如，作为替代的和/或补充的胰岛素源)。一些实施方式也包括包含在一个或多个两亲性膜中的活的胰岛素制造细胞，以便防止或减少来自宿主的免疫反应和/或排斥。
背景技术
许多医学缺陷和疾病是由于细胞不能产生正常的生物活性化合物而引起的。通过将所需的生物活性化合物的来源和/或药物制剂植入患有缺陷的个体，可以治疗许多这些缺陷。一个众所周知的、可以通过植入生物材料和/或药物制剂治疗的疾病是I型糖尿病，其中，胰脏胰岛细胞的胰岛素产生严重缺乏、受损或不存在。
I型或胰岛素依赖型糖尿病(IDDM)是主要的、昂贵的公众健康问题，其引发肾脏和血管疾病、心脏病、失明、神经损害、重大残疾、以及早产儿死亡。一种治疗方法是移植产生胰岛素的胰岛细胞(9000至12000个胰岛/kg)，其能将血糖水平回复至正常，并且患者无需使用外源性胰岛素。如果能在疾病的早期阶段能使血糖、胰岛素和C-肽水平正常化，则可以避免糖尿病并发症。胰岛细胞移植的临床应用的主要障碍一直在于下述问题：移植物排斥、人体器官缺乏、以及获得其的花费。用于防止排斥反应的药物是昂贵的，增加感染风险，并且其自身能引起高血糖、高血脂、高血压和肾功能不全，虽然对于更低毒性的药物疗法正在取得进展。
注射胰岛细胞是引人注意的，因为其侵害性比胰脏整体器官移植物更小，并且具有更低的发病率。移植的人类胰岛(同种异体移植物)已经显示，在施用免疫抑制药物后，在肝脏中存活，但是难以获得可靠的长期功能。注射进肝脏通常伴随肝素化以避免血栓形成，其能增加眼并发症的风险。而且，人类胰岛是稀有且昂贵的细胞类型。因而，很多研究者建议使用动物细胞(异种移植物)，特别是猪胰岛。虽然猪胰岛是相对难以分离和脆的，但是猪是充足的。
遗憾的是，与同种异体移植物相比，成功移植异种移植物的免疫屏障甚至更加难以克服。人类具有天然的预形成抗体，其能与糖Galalpha 1，3Gal(Gal)反应，该糖在低级哺乳动物的细胞上表达，以引发超急性排斥。此外，通常有助于控制由补体激活诱导的损害的补体调节蛋白(衰变加速因子、膜辅因子蛋白、CD59)不能发挥作用，原因在于它们是物种特异性的。
根据上述假设，利用半透膜将活的同种异体的或异种的、产生胰岛素的胰岛细胞进行免疫隔离，提供纠正糖尿病的手段。为了避免超急性排斥，应阻止受体(recipient)的抗体“看见”异种蛋白和激活补体。包封材料也应该可靠地保护患者免受伴随动物细胞而无意转移的感染过程(例如，细菌)。用于免疫隔离的材料，应允许胰岛素、葡萄糖、氧气和二氧化碳自由通过。这些分子具有小于35埃(3.5nm)的直径。研究表明30nm的孔径可排除免疫球蛋白、补体和细胞因子(如肿瘤坏死因子)的迁移以提供免疫隔离。除非能建立免疫耐受，否则，这些膜也应阻止异种抗原迁移出来进入宿主，在所述宿主中它们可激活间接通路，导致T辅助细胞激活。由直接细胞毒性引起的免疫移植排斥似乎是移植细胞损失的主要原因，因为供体细胞在免疫缺陷(CD4+T细胞耗竭的)小鼠中的生存能力较好。另外，CD4+细胞分泌干扰素-[γ]，其吸引和激活巨噬细胞和NK细胞。巨噬细胞进而募集T细胞辅助并引发排斥。B细胞体液介导免疫也在异种移植排斥中起作用。不过，有足够的证据表明免疫反应不是异种移植失败的唯一原因。
对在HEMA(甲基丙烯酸羟乙酯-甲基丙烯酸甲酯)中微囊包埋的卵巢细胞异体移植进行研究的研究者发现，在抗体应答发生之前，细胞就开始失去功能。移植失败的其它原因包括：对包封材料化学品的炎症反应、营养缺乏、包封材料内废物和自由基积聚、以及氧输送不足。
鉴于上述，在本领域对提供胰岛素以治疗和/或治愈糖尿病的改良的方法和/或可植入装置存在需求。
发明概述
本发明一般地涉及用于在糖尿病动物中产生胰岛素的可植入装置。一些实施方式包括用于生物应用的两亲性生物膜(例如，作为替代的和/或补充的胰岛素源)。一些实施方式也包括包含在一个或多个两亲性膜中的活的胰岛素制造细胞，以便防止或减少宿主的免疫反应和/或排斥。
在一个实施方式中，本发明涉及用于提供胰岛素的可植入装置，其包括：至少一个具有适当厚度、第一面和第二面的间隔部件(spacingmember)，其中，第一面和第二面基本上相互平行；第一免疫隔离膜，其附着在所述至少一个间隔部件的第一面上；以及第二个免疫隔离膜，其附着在所述至少一个间隔部件的第二面上，其中，所述至少一个间隔部件、第一免疫隔离膜和第二免疫隔离膜的组合，产生由所述间隔部件、第一免疫隔离膜和第二免疫隔离膜界定的内部体积(internal volume)，其中，此内部体积能够容纳悬浮在两亲性网状***中的胰岛素制造细胞。
在另一个实施方式中，本发明涉及使用胰岛素制造装置的方法，其包括下述步骤：将该装置植入患糖尿病的哺乳动物中；并且用悬浮在两亲性网状***内的胰岛素制造细胞填充所述内部体积。附图简述
图1是两亲网状***在THF、烃和水中经历的构象变化的图解；
图2是显示本发明的一种膜材料的通式化学结构及其原材料的附图；
图3表示用于验证本发明功效的总体试验设计的图；
图4是本发明的一个人工胰腺实施方式的图，其中，4(A)详解了顶视图，4(B)详解了剖面顶视图，4(C)详解了剖面侧视图，4(D)详解了侧视图；
图5图解了按照本发明的一个实施方式的双连续两亲网状***/共网状***(co-network)的合成方案；
图6是St-PEG-St的1H NMR谱图；
图7是St-PEG-St的MALDI-TOF谱图；
图8是根据本发明的一个实施方式的增链剂/交联剂的1H NMR谱图；
图9(a)是聚合物填充材料和MBC-42的GPC-RI图(trace)(见下表1)；
图9(b)是MBC-42的GPC-UV和RI信号图；
图10是根据本发明的一个实施方式的多嵌段共聚物的1H NMR谱图(来自下表1的MBC-42)；
图11是根据本发明的一个实施方式形成的两亲共网状***的理想结构图解，其中强调了四官能交联，箭头表示新形成的氧桥；表示连续的聚合物片段；以及虚线表示连续的交联；
图12是PEG/PDMS两亲共网状***在水和正庚烷中溶胀行为的图解，
Figure G2007800401607D00042
和
Figure G2007800401607D00043
是相对于共网状***干质量的溶胀率，
Figure G2007800401607D00044
和
Figure G2007800401607D00045
是溶胀的PEG和PDMS相相对于PEG和PDMS干质量的溶胀率。
图13表示一系列绘图，其允许计算根据本发明的一个实施方式制造的各种两亲共网状***的氧渗透性；
图14是在根据本发明一个实施方式制造的水溶胀两亲共网状***中氧渗透性和含水量作为PDMS体积分数的函数的图；
图15是根据本发明一个实施方式制造的各种水溶胀两亲共网状***的应力-应变曲线图；
图16为PEG/PDMS两亲共网状***的DSC图，其中向上的箭头表示PDMS的玻璃化转变温度，向下的箭头表示PDMS和PEG相的熔化峰。
发明详述
本发明一般性涉及能够纠正、治疗和/或减轻哺乳动物糖尿病的装置和材料。更具体而言，一些实施方式包括含有胰岛素制造细胞的可植入装置。而且，一些实施方式包括使包含在其中的细胞与宿主的免疫应答隔离的成分和/或组分。一些这样的成分和/或组分包括半透膜，其能透过胰岛素、气体、废物和类似物，同时阻止免疫***组分通过。
本发明的一些方面包括：(1)合成三个PEG/Y/PDMS比例不同的免疫隔离膜；(2)在没有免疫抑制药物的情况下，其能保护异种移植物(猪的PECs)免受宿主的免疫***；(3)其是生物相容的并且展示出适于体内植入的机械性能。
本发明的一些实施方式能纠正或减轻哺乳动物如犬或人类的糖尿病。在一个实施方式中，通过植入生物人造胰腺(BAP)100实现纠正或减轻。在一个实施方式中，此BAP 100包含利用适合异种免疫隔离的聚合物膜104的免疫隔离装置，从而能够将产生胰岛素的猪内分泌细胞(PEC)封装在其内。因此，一些实施方式涉及在没有免疫抑制药物的情况下，纠正哺乳动物如犬和/或人的高血糖症。
所述BAP 100装置能采用多种形式的任一种，条件是该装置能容纳并维持活胰岛细胞，同时提供胰岛素给宿主。许多实施方式包括隔离部件102，其限定两个膜104之间的距离。例如，一些实施方式包括环或垫圈形状的隔离部件102，免疫隔离膜104能附着至其上。然而，在其它的实施方式中，该环可以用任意适合的形状取代，只要其在所附着的膜104之间提供间隔108，该间隔108足以提供可达约四个胰岛细胞直径的厚度，即，约600微米(从一个膜的外表面至另一膜的外表面所测量的厚度)。选择这个厚度的一个原因是氧必须扩散进入装置中，以支持细胞呼吸。因此，较薄的装置是有望可行的，但是，随着厚度增加超过600微米，预计细胞死亡会增加。然而，在厚度超过600微米时，可存在可行的实施方式。
在一些实施方式中，所述BAP 100包括一个或多个填充口106和/或排放口，用于填充BAP 100装置。例如，该装置可包括一个填充口106，其适合接收注射器针头，以用胰岛细胞培养物填充该装置。此装置也可以包括一个或多个与填充口联合操作的排放口，其中，当胰岛细胞加至该装置时，允许置换的气体通过排放口放出。
在一些实施方式中，所述BAP 100装置被植入糖尿病宿主中。各种植入位置中的任一种可以是适当的，只要该位置具有充足的血流，并且能提供足够的手段用以交换养分和废物从而维持活的胰岛细胞，并且将分泌的胰岛素分布至宿主全身。提供这类足够手段的一些植入位置包括皮下和腹膜内。
在一个实施方式中，本发明利用适合使外源细胞与免疫***免疫隔离的膜104。在一些实施方式中，此类免疫隔离膜是生物相容的、生物稳定的、无污垢的、可植入的/可移出的、橡胶状的(机械性坚固)、高O2渗透性的、可灭菌的、柔软的和/或光滑的。同时，此类膜是半透性的，具有大小可控的导管尺寸，其允许O2、水、代谢物和养分的向内扩散，以及胰岛素和废物(CO2)的向外扩散，同时将免疫细胞和免疫蛋白质如IgG(分子量＝150,000g/摩尔)排除在外。在此公开的膜满足这些苛求标准，并且能被合成适应BAP所需的特征。
本发明的一些半透膜包括两亲性膜，其具有孔径大小可控的双连续亲水和疏水区域并且亲水孔/通道(即，导管)大小为约3.0至4.0nm。在没有免疫抑制的情况下，一些这样的膜可以使猪内分泌细胞(PECs)在哺乳动物体内存活高达三周或更长。三种免疫隔离两亲性膜可以从共连续的共价连接的亲水聚乙二醇(PEG)和疏水的聚二甲基硅氧烷(PDMS)片段，通过三(二甲基甲硅氧基)苯基硅烷(化合物Y)单元交联来合成。
一些实施方式包括两亲性水溶胀膜，其具有的大小可控的亲水性孔/通道(导管)的尺寸在约3.0至4.0nm的范围内。一些实施方式包括包含上述膜的免疫隔离装置，并且可以包括生物人造胰腺装置。这样的装置受益于根据本发明的膜的性质，其包括生相容性；生物稳定性；无污垢；可植入/可移出的；机械性坚固；高O2渗透性；可灭菌；柔软和光滑。同时，本发明的膜是半透性的，具有大小可控的导管尺寸。因此，该膜使O2、水、代谢物和养分向内扩散，并且使胰岛素和废物(例如，CO2)向外扩散，但是使免疫***组分如IgG(Mn＝150,000g/摩尔)排除在外。
在一个实施方式中，所述膜可以使用不同组成的PEG/Y/PDMS(按重量百分比计)(40/7/53、35/7/58或30/7/63)制备，其具有的孔径是约3.0至4.0nm。应该注意的是，本发明不限于PEG、化合物Y和PDMS的上述组合。相反，取决于设计标准，可以使用上述化合物的任意合适的组合以生产膜。然后，从每一种上述膜构建BAP。
一些实施方式能保护异种移植物(例如，猪PECs)免受宿主(例如，犬)的免疫蛋白，从而消除对免疫抑制药物的需要。
在一些实施方式中，所述膜是生物相容的，并展现出适合体内植入的机械性能。这是通过光学和电子显微镜检查BAPs周围组织的外部炎症、新血管形成和纤维化的迹象来完成。
微囊包封能够保护大量的细胞，并且使细胞的植入和移出变得容易。在一些实施方式中，微囊包封膜是生物相容的，并具有抵抗断裂的所需的机械性能。
在水中溶胀的两亲的网状***(即，包含近似相等数量的无规交联的共连续亲水和疏水链片段的网状***)通常具有所需的机械性能和边界明确的导管(conduit)。这些网状***迅速地响应接触介质而进行构象重排(“灵敏的”介质响应微结构)。图1图解了在周围介质从四氢呋喃(THF)变为水(H2O)、变为碳氢化合物(HC)时，迅速和可逆发生的结构重排。尽管不希望被任何特定的理论所束缚，此种对环境的适应性可以解释根据一个实施方式的某些两亲性网状***的生物相容性。由于根据本发明的两亲网状***是生物和血液相容的，并且在体内无污垢，因此它们能被开发用于生物应用，包括但不仅限于生物人造胰腺。适合的两亲网状***实施方式被公开于在审的PCT申请PCT/US2005/027163中，并且也在以下描述。
根据本发明的两亲性膜展现出免疫隔离膜所需的性质。例如，一些性质包括：(1)与宿主(例如，人)和客体(例如，猪胰岛)的生物相容性；(2)血液相容性；(3)六个月以上的生物稳定性；(4)快速的氧和水透膜传递；(5)平滑、光滑、无堵塞、无污垢和无血栓形成的表面；(6)可控的半透性：大小可控的导管尺寸，其具有窄的孔径分布(分子量筛截范围)，允许养分和生物活性分子(胰岛素)的水溶液通过以及代谢废物的排出，但是排斥免疫蛋白、抗体和白血球；(7)生理上令人满意的双向的葡萄糖、胰岛素、养分和代谢物流动；(8)薄膜壁(几微米)以最小化扩散路径；(9)具有良好机械性能(例如，强度、模量、伸长率、疲劳)的、柔韧的/橡胶状膜，以植入和移出大量的(接近8×105)的胰岛；(10)使所有上述性质能够长期(例如，六至十二个月)维持；(11)简单和有效的膜合成；(12)易于制造成明确限定的体积(例如，在2至7mL范围内)的可密封容器(管、囊、片)；(13)易于植入和移出；(14)可灭菌的；和(15)经济地提供以上所有性质。
本发明的膜由完全合成的聚合物组成，其具有明确设计用于异种免疫隔离的纳米结构。在一个实施方式中，本发明的膜是共连续的、共价连接的、亲水片段(例如，聚乙二醇(PEG)、某些丙烯酸酯等)和疏水片段(例如，聚二甲基硅氧烷(PDMS))的两亲共网状***。这些纳米级构建物确保快速的反向转运O2和水溶液(葡萄糖、胰岛素、营养物质、代谢废物CO2)。高亲氧性PDMS组分——其O2亲和性/渗透性比典型的水凝胶大一个数量级——确保充足的O2供应给包封的组织。
在一些实施方式中，本发明的膜的性质可以被微调。例如，通过使用明确长度(即，分子量)和长度分布(即，分子量分布)的亲水和疏水片段，能控制导管尺寸和其尺寸分布。而且，机械性能可以通过操纵合成参数进行控制。另外，在一些实施方式中，生物相容的表面可以通过使用某些生物相容的预聚物种类获得。
在一个实施方式中，本发明的膜具有优良的O2渗透性。在此实施方式中，进行了特别的努力以展示根据本发明的膜的优良的O2渗透性。的确，根据本发明一个实施方式的膜的O2透过非常高，以至测量O2渗透性的传统FATT方法是不合适的，并且本发明的膜必须要构建专用设备和发展定量测定本发明膜的O2渗透性的新方法。为了比较的目的，典型水凝胶(藻酸盐、聚甲基丙烯酸羟乙酯柔软接触镜)的O2渗透性是10至20屏障单位(barrer unit)，而本发明的O2渗透性在约200至400屏障单位的范围内。因此，本发明的一些膜具有极高的氧渗透性。具体的氧渗透性通过组成和工艺条件控制。
在一个实施方式中，本发明涉及制备移植/移出装置用于将活的猪胰脏胰岛异种移植至糖尿病犬中，并因此能够消除和/或实质上减轻它们的糖尿病状况。在此实施方式中，本发明的膜适合保护客体组织(健康的猪胰岛)免受糖尿病宿主的免疫***，并且仍允许该胰岛与犬之间的分子传递，因此，在无需免疫抑制的情况下能够纠正高血糖症。在一个实例中，观察宿主动物三周然后移出该装置，并测量血糖。移出后血糖升高，从而证明该移植的胰岛负责纠正宿主的高血糖症。
在一些实施方式中，本发明的膜具有相对小的尺寸和高的O2渗透性，允许由其制造的BAP进行腹膜内(IP)或皮下(SQ)植入。
一些可选实施方式包括两亲网状***的合成，所述两亲网状***包含利用疏水聚异丁烯(PIB)片段无规交联的约等量的亲水聚丙烯酸酯。这些材料的微观构造和性质被发现具有适合医学应用的表面和机械性能。在一些实施方式中，抗拉强度等于约0.5至约3.0MPa，并且伸长率等于约50％至600％。
在一个实施方式中，本发明包括通过亲水单体[N，N-二甲基丙烯酰胺(DMMAAm)、甲基丙烯酸2-羟乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸N-(二甲基-氨基)乙酯(DMAEMA)和甲基丙烯酸磺乙酯(SEMA)]与疏水交联剂甲基丙烯酸酯-远螯聚异丁烯的自由基溶液共聚反应制备的两亲网状***。两亲性膜的进一步发展已经显示它们是生物相容的和无血栓形成。包含大约50/50％的DMAEMA/PIB(MnPIB＝10,000g/摩尔)的网状***在小鼠中展示出色的生物相容性和稳定性，与组织充分整合，抗细菌污染，以及引起非常少或不引起纤维化或粘着。在细胞培养和蛋白质测试中，在两亲网状***上的细胞和总蛋白质数目与阴性对照(聚乙烯、硅橡胶、玻璃)相似，表明无毒性反应。利用人单核细胞的细胞粘着和抗粘着试验已经显示，相对于聚苯乙烯(阳性对照)，各种两亲网状***和玻璃(阴性对照)抑制单核细胞粘着。使用DMAAm或HEMA与50％PIB制造的两亲网状***，与玻璃、硅橡胶或聚乙烯相比，也表现出从人血浆中吸附的纤维蛋白原、哈格曼因子和白蛋白更少。这些数据与血球计数一起表明，根据本发明各种实施方式的两亲网状***在体内被很好地接受。
通过调节MC，HI的长度(即，位于交联位置之间的亲水链片段的分子量)以及膜的总体亲水/疏水组成，可以实现半透性控制。分子量截留(MWCO)范围(导管大小控制)是亲水和疏水片段的长度的函数。因此，可以改变两亲聚合物，以使葡萄糖和胰岛素迅速逆流扩散，但阻碍或排除大的蛋白质如免疫球蛋白的通过。***实验表明，含大约50/50的PDMAAm/PIB并且MC，HI为大约4500g/摩尔的两亲膜具有适合免疫隔离胰岛的半透性和扩散速率。这些膜允许葡萄糖和胰岛素(Mn分别等于180和5700g/摩尔)的逆流扩散，但阻止白蛋白(Mn大约66,000g/摩尔)的扩散。葡萄糖和胰岛素的扩散速率被认为适合胰岛隔离。置于此半透性两亲聚合物小管内的猪胰岛，存活至少四个月并在葡萄糖激发后产生胰岛素。进一步，在一个实施方式中，装备由含猪胰岛的BAP的糖尿病大鼠，在没有免疫抑制的情况下，产生糖尿病逆转。
在另一个实施方式中，本发明的两亲膜包含通过与一个或多个独特的亲氧多官能硅氧烷交联剂的硅氢化作用而共交联的明确限定的(就分子量和分子量分布而言)的聚乙二醇(PEG)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)链。从这些组分形成的膜可允许葡萄糖和胰岛素迅速传输，但阻碍或排除IgG的扩散。这些扩散实施方式是通过使用荧光标记的胰岛素和IgG利用水溶胀的两亲膜实施的。在一系列相关的实施方式中，首先将选择的膜用IgG温育几天，随后用于测定葡萄糖和胰岛素扩散。葡萄糖和胰岛素通过这些膜的输送速率保持不变，表明IgG未堵塞膜导管。
在相同系列的实施方式中，O2扩散经过根据本发明形成的膜的速率和程度很高，以至它们甚至可以被考虑应用于长期佩戴的柔软接触镜应用。除了光学透明度，这种应用的一个重要参数是最高的O2渗透性。本发明的膜在干燥和水溶胀状态下是光学透明的。
一些BAP膜的实施方式含有通过三(二甲基甲硅氧基)苯基硅烷(化合物Y)单元交联的PEG和PDMS片段。本发明的膜也要求简单、可再现、便宜的合成步骤用于可精确调节的免疫隔离膜。
在一个实施方式中，本发明的膜如下制造。首先，制备苯乙烯基-远鳌PEG(St-PEG-St)，并且通过与化学计算量的化合物Y的硅氢化作用进行末端官能化。产物——具有SiH端基的PEG，在同一个反应器中被乙烯基-远鳌PDMS(V-PDMS-V)进一步硅氢化。第二次硅氢化作用的产物是通过化合物Y单元隔离的PEG和PDMS片段的二嵌段聚合物。由于其不形成胶束，此二嵌段可以容易地进行纯化(即，通过沉淀与原材料分离)。通过简单的沉淀进行的二嵌段纯化代表显著的工艺改进。随后，通过加入酸使化合物Y单元交联，并获得根据本发明的两亲共网状***。此网状***是理想的，因为其所有链的分子量和分子量分布与预聚物的分子量和分子量分布相同，并且由于从每个交联接点精确地发散出四条链，该网状***是四官能的。
图2图解了根据本发明的一个可能的网状***的原材料和结构。图2强调疏水的PDMS和化合物Y功能区的成链连接(enchainment)。显而易见，片段的分子量(长度)和它们的分布能通过控制原材料的性质决定。进一步，通过精确限定分子量，膜的总组成可以进行控制，其进而允许特定地改变导管尺寸、水的吸收、O2渗透性和机械性能。
在一个实施方式中，合成免疫防护的三组分两亲性膜，其具有通过与独特的亲氧多官能硅氧烷交联剂的硅氢化而共交联的窄的多分散性(Mn和Mw/Mn)的PEG和PDMS链。在一些实施方式中，可按照以下概述步骤来制备在本发明范围内的膜。合成Mn等于4,600g/mol的苯乙烯基-远鳌PEG和Mn等于6,000g/mol的乙烯基-远鳌PDMS，并且它们的同质性和结构分别通过GPC和NMR光谱法确定。这些预聚物的定量末端官能化被证实。合成增链剂/交联剂三(二甲基甲硅氧基)苯基硅烷(化合物Y)并通过NMR光谱法表征。使用不同的组成制备三种膜：PEG/Y/PDMS重量百分比为40/7/53、35/7/58和30/7/63。
据估计，需要大约12,000个胰岛/kg犬重量以逆转糖尿病状态。因此，一些实施方式在大约11Kg的犬中使用大约132,000胰岛当量(0.23mL细胞体积)。在一些实施方式中，BAP 100是由两个大约50微米厚的两亲性膜104制备的中空圆片(disc)，其边缘利用硅胶被粘贴至具有3.1厘米孔的0.60mm厚的不锈钢或钛环。图4显示了预期的BAP 100草图。金属环102提供加固/尺寸稳定性、X射线对比，并作为两个膜104之间的间隔108。
尽管图4详述了环状的实施方式，任何数目的结构是可能的。本发明能被构造为椭圆形的、蛋形的、矩形的、正方形的、三角形的、五角形的、六角形的、或任意其它相关的结构。
胰岛组织可在PRMI-1640培养基中过夜培养，所述PRMI-1640培养基包含10％的胎牛血清、100IU/mL的青霉素、和100μg/mL的链霉素。在装载前，BAP 100装置在120℃下高压灭菌15分钟，并在组织培养罩中冷却。所述胰岛/细胞被装在注射器中，并通过在金属环102上钻的0.4mm宽的口106而注射至两个膜104之间。注射在无菌条件下进行。装载后，所述口106用硅氧烷塞堵塞，该硅氧烷塞进而用氰基丙烯酸酯密封。在此实例中，装置的体积是0.46mL，其通过环的孔(3.1cm)和环厚度(0.60mm)确定。该体积适合容纳大约132,000个胰岛(0.23mL体积)加0.23mL的悬浮培养基(藻酸盐)。即用型填充BAP 100包含大约4.0层胰岛。因此O2扩散的最大路径是大约2个胰岛直径(约300微米)。
单独饲养10至12千克的雄性犬，并允许其自由取得狗食和水。禁食12小时后，获取基线葡萄糖耐量试验、血清C-肽、肾功能(肌氨酸酐，BUN)和肝功能试验(AST、ALT、碱性磷酸酶)。葡萄糖耐量试验通过在2至3分钟内静脉给予葡萄糖500mg/Kg体重进行。绘制-5、0、5、10、15、20、30、45和60分钟时的血液葡萄糖和胰岛素水平。进行这些测试所需的血液量总计大约20mL。在前肢经由头静脉注射四氧嘧啶(50mg/kg)(Sigma Chemical Co.St.Louis，MO)和链唑霉素(STZ)(30mg/kg)(Zanosam-得自CCF pharmacy)诱导糖尿病。所述药物是作为溶液在无菌条件下新制备的，其以100mg/mL包含在枸橼酸钠(trisodiumcitrate)缓冲液pH 4.5中，并通过0.22μm滤器过滤灭菌。
在一个实例中，在犬模型中，在放置BAP前、后以及移出BAP后，通过空腹血糖、IV葡萄糖耐量试验、胰岛素、以及C-肽水平，评估BAP实施方式的体内功能。根据此实例，在十二小时禁食后通过单次静脉注射新制备的链唑霉素(STZ)30mg/kg(Zanosar)和四氧嘧啶(ALX)50mg/kg，在重10至12Kg的雄性犬(n＝18)内化学诱导糖尿病。由于这些药物已知在注射后8至16小时引发低血糖，所述动物在125ml/hr的静脉流路(intravenous fluid)(含5％葡萄糖的0.9％NaCl)上保持24小时。在24小时内每六小时监测血糖浓度。此后，每12小时定期喂食动物狗食，并且在每次喂食后每日接受两次人胰岛素70/300.5至1.5U/kg SQ(或更多，如果葡萄糖浓度超过250mg/dl)，以防止酮症和死亡。化学治疗后两周，空腹血糖＜250mg的犬不再使用。猪的C-肽和胰岛素使用放射免疫分析(Linco Research，St.Charles，MO)测量。检测移植物和BAP内容物周围组织的排斥迹象(炎性浸润)、新血管形成、细胞坏死、纤维化、和胰岛细胞脱粒。没有排斥发生。
接受STZ/ALX后二至四周，使用微囊包封的猪细胞(每千克12,000个胰岛)治疗糖尿病。三种不同的聚合物被用于制造BAP微囊包封装置。每种聚合物在5个动物中测试。对于每一组，在全身麻醉下、使用正中线剖腹手术切口(见下面的手术技术)，将BAP植入腹膜中的网膜囊内(N＝3)或植入在腹壁上产生的皮下袋中(N＝2)。未使用免疫抑制。在化学治疗后前五天以及移植后前五天，在早晨进食之前，使用Accucheck血糖仪每天监测血糖水平。在移植后五天后，未给予外源胰岛素。研究设计的实例总结在图3中。
根据此实例，所有的犬在每周一、周三和周五使用血糖仪进行手术前和手术后每周的血清C肽、IV葡萄糖耐量试验(IVGTT)、胰岛素水平以及空腹血糖监测，以测定体内胰岛细胞功能。每周获取全血细胞计数(CBC)以评估炎症。在植入前以及三周时绘制肝功能试验(即，碱性磷酸酶、丙氨酸氨基转移酶(ALT)、和天冬氨酸氨基转移酶(AST))、肾功能试验[血液尿素氮(BUN和肌酸酐(Cr))]，以发现可能的材料毒性。所述BAP在三周时被移出，犬恢复24至48小时，并且重复IVGTT和胰岛素水平，然后使用静脉BEuthansia-D(1mL/5kg)处死动物。
在一个实例中，每组五个动物接受装置，腹膜中(IP)进入网膜囊内(N＝3)或皮下的(SQ)(N＝2)。本发明的BAP膜的高O2渗透性使得使用任一位置是可行的。
在一个实例中，BAP被植入五只STZ糖尿病犬的每一只中，然后进行体内胰脏功能(PF)试验，其包括IV葡萄糖耐量试验(IVGTT)、血清胰岛素和血清C肽。在植入前和其后的每周进行这些试验。所述BAP在三周时移出，并且允许动物恢复一至三天。然后胰脏功能(PF)被再测试，以确认胰岛素和C肽分泌是来自BAP，而不是天然的胰脏。
在进一步的实例中，所述BAP从宿主回收，并且其内容物的活性、功能性、胰岛细胞被测试。这可以通过免疫染色胰岛素和胰高血糖素和制备光学显微镜术的切片进行，以评估胰岛形态学和颗粒化。另外，电子显微镜术能用于评价胰岛细胞的精细结构。BAP中缺失IgG的试验也可以实行，以表明来自宿主的免疫化学物质没有穿透BAP。用于本发明的示例性两亲网状***
各种类型的两亲网状***和/或共网状***(co-network)可被用于形成本发明的两亲性膜。一些示例性两亲网状***和/或共网状***在以下讨论。然而，应该注意到，本发明不限于下述实例。而是，任意适合的两亲网状***和/或共网状***可与本发明结合使用，只要这样的网状***和/或共网状***能为活的胰岛素制造细胞提供“支持工具”。
在一个实施方式中，适合的两亲网状***和/或共网状***，可以在2005年7月28日提交的、名称为“两亲共网状***、两亲共网状***制造的膜，以及此类共网状***和膜的用途(“AmphiphilicCo-Networks，Films Made From Amphiphilic Co-Networks and Uses forSuch Co-Networks and Films″)”的、在审的PCT专利申请PCT/US2005/027163中找到，在此通过引用将其全部并入本文。
在一个实施方式中，与本发明的胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***，是基于既是疏水性的又是亲水性的两亲共聚物网状***或共网状***，其中所述共聚物网状***和/或共网状***包含聚烷撑二醇片段和二取代的聚硅氧烷片段。在另一个实施方式中，与本发明的胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***，是使用根据化学式(AY)x(BY)y的官能多嵌段共聚物合成的，其中A代表烷撑二醇聚合物，其具有n个重复烷撑二醇单元，B代表二取代硅氧烷聚合物，其具有m个重复硅氧烷单元，以及Y代表起增链剂和交联剂作用的分子(例如，硅烷)。
在仍然另一个实施方式中，与本发明的胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***，包含至少一个亲水片段和至少一个疏水片段。在一个实施方式中，所述亲水片段包括至少一个聚烷撑二醇(例如，聚乙二醇(PEG))，以及疏水片段包括至少一个二取代聚硅氧烷(例如，聚二甲基硅氧烷(PDMS))。
在一个实施方式中，与本发明的胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***是理想的(即，每个亲水片段和疏水片段的长度是相同的)。在另一个实施方式中，与本发明的胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***不必是理想的。也就是说，如果需要，亲水片段和疏水片段可以具有不同的长度。
如上所述，与本发明的胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***，是基于其中含有分子Y的两亲网状***，所述分子Y既充当增链剂又充当交联剂。在一个实施方式中，Y至少是三官能的分子。在另一个实施方式中，Y是四官能的分子。如图5所见，在交联反应中Y分子的底部与另一个Y分子的底部结合，以生成两亲共网状***，其同与胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***一致。在一个实例中，在交联反应期间，两个Y分子结合产生四官能的交联/链增长分子。
在一个实施方式中，Y是三官能的硅烷。尽管不限于此，Y可以是根据以下式(1)所示的硅烷：
Figure G2007800401607D00151
如对本领域普通技术人员而言明显的是，Y表示为减去其所结合的聚合物链。如将在以下解释的，Y与两个聚合物链结合，从而担当增链剂。在交联反应期间，两个Y分子连接以形成前述的交联，并产生以下四官能的亚分子，词语“聚合物链”是指与适合的亲水聚合物(在上述通式中以A表示)或与适合的疏水聚合物(在上述通式中以B表示)形成的键。链增长键是通过聚合物链的末端与根据式(I)的硅烷中的每一个氢之间一对一的反应形成的。然后，该两个链增长Y分子通过每个Y分子的乙氧基交联，生成上述四官能增链剂/交联剂。
本领域普通技术人员应该意识到，与本发明的胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***是可以使用其它能起到增链剂和交联剂作用的分子。用作分子Y的化合物所必需的全部条件是该化合物至少实现上述两个功能。首先，被选择起分子Y作用的化合物必须能延伸不相容的亲水聚合物和疏水聚合物，用以形成根据式(AY)x(BY)y的与本发明的胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***的官能多嵌段共聚物。第二，被选择起分子Y作用的化合物必须能够随后交联根据式(AY)x(BY)y的多嵌段共聚物的聚合物嵌段，从而产生两亲网状***/共网状***。
如上所述，与合成两亲共网状***相关的一个问题是，如何克服亲水和疏水成分的热力学不相容性，并且将两种不相容的预聚物和/或聚合物结合成双连续/双渗透结构。典型的，这样的***的交联在均质溶液中、在普通的良溶剂中、在低预聚物和/或聚合物浓度下进行，接着加入适合的交联剂(即，通过溶解两种在其干状态下一般不相容的预聚物进行)。尽管此方法产生均匀的共网状***，普通溶剂的去除伴随着大量收缩，这使得该方法在技术上不切实际。此外，这样的共网状***的尺寸稳定性差，表面性质难以控制，并且该共网状***(或由此形成的产品)易碎且和难以处理。与本发明的胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***克服了一个或多个上述缺点以及其它。
与胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***的合成方案利用一个或多个根据式(AY)x(BY)y的官能多嵌段共聚物，其中A代表烷撑二醇聚合物，其具有n个重复烷撑二醇单元，B代表二取代硅氧烷聚合物，其具有m个重复硅氧烷单元，以及Y代表硅烷，其具有增链剂和交联剂的功能。在一个实施方式中，根据式(AY)x(BY)y的一个或多个功能性的多嵌段共聚物是无规多嵌段共聚物。根据式(AY)x(BY)y的官能多嵌段共聚物的一个或多个单元然后通过分子间缩合经由两个或多个Y单元交联。
在一个实施方式中，与胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***，最初包括制备一个或多个根据式(AY)x(BY)y的无规官能多嵌段共聚物，其中A代表烷撑二醇聚合物，其具有n个重复烷撑二醇单元，B代表二取代硅氧烷聚合物，其具有m个重复硅氧烷单元，以及Y代表硅烷，其具有增链剂和交联剂的功能。在一个实施方式中，一个或多个根据式(AY)x(BY)y的无规官能多嵌段共聚物被制备，例如使用适合的增链剂/交联剂Y延长远鳌PEG和PDMS预聚物来实施。随后，一个或多个无规官能多嵌段共聚物通过酸催化的Y单元缩合反应进行交联。应该注意的是，尽管在此公开一个可能的交联方案，但是与胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***包括其它交联方案，只要该交联剂起增链剂和交联剂的作用。
聚合物
如上所述，与胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***的两亲共聚物网状***或共网状***，包含至少一个疏水聚合物和至少一个亲水成分，它们通过适合的链增长分子被连接在一起。在形成与胰岛素制造装置的两亲网状***/共网状***结合使用的两亲网状***和/或共网状***过程中，所述链增长分子也起着交联分子的作用。
在一个实施方式中，与胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***，利用至少一种聚烷撑二醇聚合物与至少一种二取代硅氧烷聚合物的组合。所述至少一种聚烷撑二醇聚合物起亲水聚合物的作用，而所述至少一种二取代硅氧烷聚合物起疏水聚合物的作用。如上所述，所述聚合物用于形成根据式(AY)x(BY)y的官能多嵌段共聚物。用于形成根据式(AY)x(BY)y的官能多嵌段共聚物的每一种聚合物，独立地包含从约5至约5,000个重复聚合物单元，或从约10至约2,500个重复的聚合物单元，或从约25至约1,000个重复的聚合物单元，或甚至从约40个至约500个重复的聚合物单元。在此，以及在本说明书和权利要求的其它地方，单独的范围限制可以被组合。
应该注意到，与本发明的胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***，不限于具有上述重复单元数的聚合物。相反，与本发明的胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***，可以使用任意适合的亲水和疏水聚合物的组合，其具有任意的重复单元数，只要使用的聚合物能形成根据式(AY)x(BY)y的官能多嵌段共聚物。当选择用于形成与本发明的胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***/共网状***的聚合物时，另一个需要考虑的因素是所述两亲网状***/共网状***的预期用途。对于本领域普通技术人员而言明显的是，取决于与本发明的胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***/共网状***的期望用途，必须考虑用于形成这些网状***的聚合物的很多种物理、化学和/或机械性能。
在另一个实施方式中，与胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***使用至少一种聚乙二醇聚合物与至少一种聚二甲基硅氧烷聚合物的组合。示例性的聚乙二醇(苯乙烯基-二远鳌聚乙二醇(St-PEG-St))和聚二甲基硅氧烷聚合物(乙烯基二远鳌聚二甲基硅氧烷(V-PDMS-V))分别以下面的式(II)和(III)显示。
Figure G2007800401607D00191
其中，n等于约5至约5,000范围内的整数，或从约10至约2,500范围内的整数，或从约25至约1,000范围内的整数，或甚至从约40至约500范围内的整数，和
Figure G2007800401607D00192
其中，m等于约5至约5,000范围内的整数，或从约10至约2,500范围内的整数，或从约25至约1,000范围内的整数，或甚至从约40至约500范围内的整数。应该注意到，与胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***不仅仅限于式(II)和(III)的聚乙二醇和聚二甲基硅氧烷聚合物。相反，在此实施方式中，可以使用任意合适的聚乙二醇和聚二甲基硅氧烷聚合物的组合。
式(III)的聚二甲基硅氧烷聚合物可从例如，Gelest，Tulleytown，PA购买。可选地，如果需要的话，式(III)的聚合物可以合成，从而允许控制在式(III)的聚合物中存在的重复单元的数目。
关于式(II)的聚合物，此聚合物可以通过如下所示的反应方案合成：在一个实例中，60克(0.0013摩尔)的羟基二远鳌聚乙二醇(HO-PEG-OH，Mn等于4,600克/摩尔-可从Aldrich得到)和0.032克(0.0001摩尔)的四丁基溴化铵(Aldrich)，在50℃下溶解于60克甲苯(Fisher)中。接着，7.8克(0.195摩尔)的粉末状NaOH(Fisher)被加至上述溶液。然后，在剧烈搅拌该溶液的过程中加入19.9克(0.13摩尔)的乙烯基苄基氯(Aldrich)，并将温度升至60℃。在60℃下三小时后，该溶液冷却至室温(大约25℃)，向其中加入300克二氯甲烷(Fisher)。然后过滤溶液并用水萃取。从中蒸发二氯甲烷，并且通过从二氯甲烷中重复沉淀至醚中，纯化产物。使该产物在室温下真空干燥一天，并在氮气氛下在-20℃储存。产量是45克，产物为淡黄色粉末。
然后，通过以上反应产生的产物进行1H-NMR光谱法，使用VarianUnity 400-MHz光谱仪，CDCl3作为溶剂，以确认产物事实上是St-PEG-St。图6表示从1H-NMR光谱法获得的相关谱图。
在以上实施方式中，苯乙烯基-二远鳌PEG而不是烯丙基-远鳌PEG被选择作为亲水聚合物，以避免在硅氢化反应期间不希望的CH2＝CH-CH2-端基异构化为CH3-CH＝CH-，所述硅氢化反应用于形成根据式(AY)x(BY)y的官能多嵌段共聚物。如上详述的，此聚合物可以从廉价的商业可得的原材料容易地获得，所述原材料即HO-PEG-OH和乙烯基苄基氯。
图6表示St-PEG-St的NMR谱图及其分配。与CH2＝CH-端基相关的质子相对于PEG骨架CH2的那些质子的积分显示接近定量官能化。MALDI-TOF分析(见图7)显示不存在OH-端基(或其它链末端)，这确证了从1H-NMR光谱得到的结论。图7表示St-PEG-St的MALDI-TOF图谱的中间部分，并且仅显示与携带乙烯基苄基末端的不同PEG聚合度相关的峰。
增链剂和交联剂：
如上所述，与胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***利用分子Y作为增链剂，其能实现/促进一个聚合物链与另一个聚合物链的结合。在一个实施方式中，与胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***的增链剂Y，能实现/促进至少一个亲水的聚合物链与至少一个疏水的聚合物链的结合，从而产生根据式(AY)x(BY)y的官能多嵌段共聚物。
分子Y也介导多嵌段的缩合/交联从而产生所需的两亲网状***/共网状***。具体而言，在一个实施方式中，由分子Y提供的交联功能可以通过与在另一官能多嵌段共聚物链中的任一个或多个另一Y分子交联，或与包含在另一官能多嵌段共聚物链中的任意合适部分的聚合物链交联来实现。在一个实施方式中，通过Y实现的交联功能是在两个Y分子之间形成的交联键的结果，每个Y分子位于单独的官能多嵌段共聚物链中。
如上所述，在一个实施方式中，分子Y可以是任意分子，其至少是三官能的分子。在另一个实施方式中，Y是四官能的分子。在一个实施方式中，Y是三官能的硅烷。尽管不限于此，Y可以是根据下面所示的式(I)的硅烷：
Figure G2007800401607D00221
根据式(I)的化合物——双(二甲基甲硅氧基)乙氧基二甲基甲硅氧基苯基硅烷——(Ph)Si(OSi(CH3)2H)2(OSi(CH3)2OEt)——对合成目标两亲网状***是有效的，因为(Ph)Si(OSi(CH3)2H)2(OSi(CH3)2OEt)包含两个通过共硅氢化延伸乙烯基-远鳌聚合物的Si-H基团，以及以缩合两个Y单元形成交联的Si-OEt基团。
(Ph)Si(OSi(CH3)2H)2(OSi(CH3)2OEt)内的中心硅Si原子与三个氧连接，并且相比与胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***中使用的聚合物，可以是更易水解的。因此，为增加此Si原子的水解稳定性，可以使用苯基取代的化合物。
(Ph)Si(OSi(CH3)2H)2(OSi(CH3)2OEt)的合成根据以下所示的反应方案进行：
Figure G2007800401607D00222
在合适的烧瓶中，将50克(0.152摩尔)的三(二甲基甲硅氧基)苯基硅烷(从Gelest，Tulleytown，PA获得)和5克(0.111摩尔)的无水乙醇(Fisher)混合在一起。搅拌10、30和60分钟后，五十微升(50μL)增量的Karstedt′s催化剂(二乙烯基二硅氧烷复合物-来自Gelest)被加入溶液。室温下再搅拌两小时后，将该混合物真空蒸馏以除去催化剂。在旋带精馏塔上进行精馏，得到19克的(Ph)Si(OSi(CH3)2H)2(OSi(CH3)2OEt)(见式(I))，为无色液体，GC检测纯度高于98％。
通常，根据式(I)的化合物可以通过在Karstedt′s催化剂的存在下、以1∶0.333的硅烷与醇摩尔比、使三(二甲基甲硅氧基)苯基硅烷与乙醇(EtOH)反应来合成。此反应得到目标分子(式(I))，加上二和三-OEt取代的副产物。这些产物的沸点是显著不同的(大约10至15℃/OEt基团)，并且副产物可以通过旋带精馏塔被容易地分离。使用以上技术，有可能始终获得高纯度(高于97％，通过GC确定)的(Ph)Si(OSi(CH3)2H)2(OSi(CH3)2OEt)。
图8显示了(Ph)Si(OSi(CH3)2H)2(OSi(CH3)2OEt)的1H-NMR谱图以及主要的分配。该谱图证实了预期的结构。应该注意到，通过在上述反应中使用乙酸代替乙醇，可以避免使用昂贵的旋带精馏塔。乙酸取代使单取代、二取代和三取代乙酸反应产物之间的沸点差距增加到大约30至40℃/AcO基团，并且目标单乙酸酯可以通过简单的真空蒸馏得到。随后用EtO取代AcO是本领域普通技术人员已知的方法，并且为简短起见其讨论在此省略。然而，应该注意，乙酰化往往产生少量未鉴定的副产物。因此，在一些情况下，可能需要上述EtOH合成路线，以生产所需的分子Y，用于多嵌段合成。
官能多嵌段共聚物
如上所述，与胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***或共网状***使用根据式(AY)x(BY)y的官能多嵌段共聚物合成，其中A代表烷撑二醇聚合物，其具有n个重复烷撑二醇单元，B代表二取代硅氧烷聚合物，其具有m个重复硅氧烷单元，以及Y代表分子(例如，硅烷)，其具有增链剂和交联剂的功能。
如上所述，两亲共网状***的合成中一个最重要的障碍是要克服不相容的亲水的和疏水的聚合物组分的大量宏观分离。与胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***利用双重目的增链剂/交联剂Y完成该任务。在制备根据式(AY)x(BY)y的官能多嵌段共聚物(其如上所述可以是无规官能多嵌段共聚物)时，第一步是通过在溶剂中使用双重目的增链剂/交联剂Y，偶联两种不相容的远鳌预聚物和/或聚合物，以产生官能多嵌段共聚物，该溶剂充分溶解将要组成两亲共网状***的基础的亲水聚合物和疏水聚合物。
与胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***的官能多嵌段共聚物，可以通过至少一种亲水聚合物和至少一种疏水聚合物的任意合适的组合来合成。除了亲水聚合物和疏水聚合物的组合之外，生成所需的、与胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***的官能多嵌段共聚物的合成反应，也使用适合的增链分子/交联分子Y，如上详讨论的。
尽管与胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***不限于此，一个这样适合的反应物组合是St-PEG-ST(见式(II))、V-PDMS-V(见式(III))、和(Ph)Si(OSi(CH3)2H)2(OSi(CH3)2OEt)(见式(I))。在此种情况中，St-PEG-St是通式(AY)x(BY)y中的分子A，V-PDMS-V是通式(AY)x(BY)y中的分子B。使用下述合成方法，这三个反应物生成官能多嵌段共聚物，其具有下式：其中n和m独立地等于从约5至约5,000范围的整数，或从约10至约2,500范围的整数，或从约25至约1,000范围的整数，或甚至从约40个至约500范围的整数，并且x和y独立地等于从约5至约50,000的整数，或从约50至约25,000的整数，或从约100至约10,000的整数，或从约250个至约5,000的整数，或甚至从约500个至约1,000的整数。
由于严格控制反应物的化学计量(见以下所述)，作为与胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***的结果，可以获得具有受控分子量的无规多嵌段。该多嵌段共聚物的分子量可以通过反应参与者的相对浓度(即，增链剂Y相对于聚合物A和B的量)加以控制。如上所述，Y是双重目的增链剂/交联剂。在一个实施方式中，Y是三官能的，其中的两个功能被设计为将远鳌预聚物和/或聚合物延伸至无规官能多嵌段共聚物，而第三个功能(交联)在延伸期间是惰性的。
在链延伸完成后，第二步是通过Y交联官能多嵌段共聚物，从而生成两亲共网状***。
使用官能多嵌段共聚物(AY)x(BY)y以合成明确的两亲共网状***根本地优于使用末端官能的二嵌段(例如，Y-AB-Y)或三嵌段(例如，Y-ABA-Y)合成这样的共网状***。首先，从与胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***的多嵌段共聚物中去除污染的原材料，远比从二或三嵌段中去除更容易和更有效。确实，从AB二嵌段中分离污染的A或B嵌段，或从ABA三嵌段中分离AB二嵌段，实际上是无法通过常规湿技术实现的，因为这样的嵌段在溶液中形成稳定的胶束。相反，从与胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***的(AY)x(BY)y多嵌段共聚物中去除起始的A或B嵌段，通过分别使用A和B嵌段的区分溶剂进行连续萃取是容易的。
在上述实例中，(PEG-Y)X(PDMS-Y)y的PEG和PDMS污染物，可以分别通过甲醇和己烷萃取而被容易地去除(即，通过多嵌段不溶的溶剂)。
使用根据通式(AY)x(BY)y的官能多嵌段共聚物优于末端官能二或三嵌段的另一个显著优势在于交联。(AY)x(BY)y共聚物的交联是有效且迅速的，因为其相比远鳌AB或ABA嵌段的末端连接，涉及少得多的结构重建。在多嵌段在宽的组成范围内自聚集为共连续形态时，二或三嵌段主要产生片状或圆柱形形态，其在交联时不可能产生共连续结构。最终，多嵌段不包含凝胶，并且易于操作，不像分支的两亲嵌段。
通过明确限定的多嵌段交联形成的共网状***，在大多数情况下，是理想的(即，每个亲水的和疏水的链单元的长度是分别相同的)。另外，这样的共网状***包含四官能的交联剂，如在以下通式中所示的，其代表图5中共网状***的一部分。词语“聚合物链”是指与适合的亲水聚合物(在上述通式中以A表示)或与适合的疏水聚合物(在上述通式中以B表示)形成的键。链增长键是通过聚合物链的末端与根据式(I)的硅烷中的每一个氢之间一对一的反应形成的。然后，该两个链增长Y分子通过每个Y分子的乙氧基交联，生成上述四官能增链剂/交联剂。实际上四个链从每个交联位置发散出的事实是窄亲水孔径分布所需的。
在适当的亲水和疏水聚合物组合(例如，St-PEG-St和V-PDMS-V)与适当的增链剂/交联剂Y(例如，(Ph)Si(OSi(CH3)2H)2(OSi(CH3)2OEt))通过共硅氢化反应发生反应而生成根据通式(AY)x(BY)y的官能多嵌段共聚物后，然后，如上所述，通过分子Y经过以下详述的酸催化的缩合反应，交联该官能多嵌段共聚物。
Figure G2007800401607D00271
延伸后，上述多嵌段共聚物在PEG和苯乙烯基部分之间包含醚键。此键在硅氢化和随后的交联期间是惰性的，并且其具有与PEG相同的或更好的总体化学稳定性。链端修饰不影响用于形成St-PEG-St的起始HO-PEG-OH的窄分子量分布。所述PEG片段的分子量分布应该是狭窄的，以获得具有明确的亲水通道尺寸的膜/共网状***。示例性多嵌段共聚物合成：
紧接上述在上面的反应中显示的多嵌段共聚物-(PEG-Y)x-(PDMS-Y)y-如下合成，其中Y被转化为下面所示的结构(Ia)，以连接聚合物和产生所需的多嵌段共聚物。
Figure G2007800401607D00272
其中词语“聚合物链”表示至少一个亲水的聚合物链和/或至少一个疏水的聚合物链与结构(Ia)结合的事实。
8克(1.67mmol)的St-PEG-St和8.7克(1.45mmol)的V-PDMS-V溶解于160克的甲苯中。然后，2克的粉末状CaH2被加至混合物。该溶液搅拌一小时，N2下过滤，加入1.25克(3.81mmol)的(Ph)Si(OSi(CH3)2H)2(OSi(CH3)2OEt)。通过加入290ml的Karstedt′s催化剂引发硅氢化作用，并使其在60℃下进行三小时。使反应产物冷却一小时，然后蒸发甲苯溶剂，并在真空下干燥该产物。用2×500mL己烷萃取该共聚物产物，真空下干燥，用3×800mL甲醇萃取，并在真空下干燥。产量为12.2克。该多嵌段共聚物是微黄色橡胶状物质。
使用甲苯作为实施反应的溶剂，因为其对于用于生产所需的多嵌段共聚物的聚合物进料是惰性的。该进料应该是干燥的，以防止-SiH基团氧化为SiOH基团(即，过早交联)，和/或形成分子量(Mw)过低的产物，以及防止它们的缩合缓慢。因此，该聚合物进料可以用CaH2干燥，以减少/消除过早交联发生的机会。
统计学表明，尽管St和V端基对(Ph)Si(OSi(CH3)2H)2(OSi(CH3)2OEt)(乙烯基甲硅烷基比苯乙烯基的反应性高得多)的硅氢化作用的反应性是不相等的，但是，由于所使用的化学计量，将产生无规多嵌段共聚物：St-PEG-St/(Ph)Si(OSi(CH3)2H)2(OSi(CH3)2OEt)/V-PDMS-V＝x/＝2(x+y)/y其中x和y分别是两种聚合物的浓度。由于此化学计量，必须产生的第一                产                  物                  是(Ph)Si(OSi(CH3)2H)(OSi(CH3)2OEt)-PDMS-(Ph)Si(OSi(CH3)2H)(OSi(CH3)2OEt)-，这是因为(Ph)Si(OSi(CH3)2H)2(OSi(CH3)2OEt)中的SiH官能之一，优先被V-PDMS-V的乙烯基末端消耗；可忽略量的(Ph)Si(OSi(CH3)2H)(OSi(CH3)2OEt)-PEG-St也可以形成。
在反应的第一阶段期间，V-PDMS-V和(Ph)Si(OSi(CH3)2H)2(OSi(CH3)2OEt)的浓度逐渐减少，而St-PEG-St的浓度保持基本不变。在第二阶段，St-PEG-St的硅氢化开始，不过，在此时刻几乎所有的V-PDMS-V都被消耗。在此阶段，仍与St-PEG-反应的-SiH基团主要是连接于PDMS  的那些基团，即，-PDMS-Si(Ph)(OSi(CH3)2H)(OSi(CH3)2OEt)。因此，St-PEG-St是Si(Ph)(OSi(CH3)2H)(OSi(CH3)2OEt)-PDMS-Si(Ph)(OSi(CH3)2H)(OSi(CH3)2OEt)(或更大的Si(Ph)(OSi(CH3)2H)(OSi(CH3)2OEt)-远鳌PDMS嵌段)的增链剂。由于此种浓度变化，共硅氢化将是任意的，从而形成根据式(AY)x(BY)y的无规多嵌段。
因为链延长与缩聚类似，因此分子量是反应物的化学计量的函数(即，r＝[Y]/[聚合物])。如果乙烯基或Y的浓度是过量的，也就是说，如果r大于1.4或小于1.0，则链延长将是低效的。多嵌段共聚物的分子量将是低的，并且它们会被聚合物原材料污染。在r等于1.4至1.0的范围时，多嵌段共聚物的Mn通过r控制。在一个实施方式中，Mn的范围是约30至约100Kg/mol(聚合度-DPn在约6至约20的范围内)。如果Mn低于约30Kg/mol，大量的二或三嵌段将会形成，并且交联将是低效率的，因为这些低Mw种类包含1至4个SiOEt基团(取决于链末端的类型)-并不是其中所有的都可以形成交联。如果Mn大于约100Kg/mol，则多嵌段共聚物处理将是难以操作的(高粘度溶液和熔化物，残余应力等将会发生)。
末端(SiH、St或V)性质可以通过使用轻微过量的Y或聚合物进料加以控制。当使用轻微过量的Y时，过量的Y产生SiH封端的多嵌段，而不是乙烯基封端。尽管乙烯基不与Y的SiOEt基团反应，SiH(或SiOH)可以与其反应，这导致更有效的低Mw多嵌段物(DPn＝2至3)交联，其不包含多个SiOEt官能度。具有SiH末端的多嵌段应在真空下储存，以避免SiH氧化为SiOH基团(即，过早交联)。表1
Figure G2007800401607D00291
Figure G2007800401607D00301
a通过1H NMRb通过GPC
表1总结了根据与胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***制造的多嵌段共聚物和它们的一些特性。列1给出含有数字的缩写(MBC＝多嵌段共聚物)，该数字具体规定了在纯化的MBC中PEG的百分数。列2和列3分别表示在用于形成每种多嵌段共聚物的进料中聚合物与Y的相对量和r。列4和列5给出就己烷和甲醇可溶性组分百分数而言的多嵌段共聚物萃取结果。列6表示通过核磁共振氢谱测定的多嵌段共聚物中PEG的含量。最后，列7和列8给出通过GPC(用聚苯乙烯校准)获得的分子量数据。
应该注意的是，在此以及在说明书中的其它地方，数均分子量(Mn)、重均分子量(Mw)、和分子量分布(MWD)(Mw/Mn)是Waters GPC设备获得的，该设备装备有六个用窄-MWD聚苯乙烯标准物校准的Styragel柱系列(HR 0.5、HR 1、HR 3、HR 4、HR 5和HR 6；Waters)、折光率(RI)检测器(Optilab，Wyatt Technology)、双紫外吸收检测器(Waters2487)、以及激光散射检测器(Minidawn，Wyatt Technology)。流速是1mL的THF/min。
图9a显示了多嵌段共聚物产物MBC-42和原材料的GPC-RI图。两种聚合物进料在THF中的折光率增量(dn/dc)都是低的，然而，PDMS的值比PEG的小得多(dn/dcPEG＝0.46，dn/dcPDMS＜0.1)。因此，多嵌段的折光率(RI)曲线主要显示PEG组分，而PDMS片段几乎不可见。该产物展示出相对宽的分子量分布，这是缩聚反应制造的聚合物的特征。不存在高分子量污染物(在低洗脱体积没有峰或拖尾)，表明-SiOEt基团在合成期间是稳定的并且没有发生过早交联。在51mL时的小峰是由于未反应的PEG；少量的PDMS也是必然存在的；不过，由于其非常低的dn/dc值其是不可见的。
由于表1的多嵌段共聚物在亲水或疏水溶剂中是不溶的且不形成胶束，因此，来自聚合物进料或来自均聚物的污染物可以通过沉淀或萃取而被容易地移除。V-PDMS-V可以通过己烷萃取(见表1列4)而被移除，并且St-PEG-St(和/或高PEG嵌段)可以通过使用甲醇(列5，表1)反复萃取移除。本领域技术人员将认识到，存在其它适合的方法，通过它们可从与胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***的多嵌段共聚物中移除污染物。因此，与胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***不仅限于上述的萃取方法。
利用甲醇萃取移除大量PEG以及一些Mw多嵌段。MBC-42和MBC-17具有相对高的甲醇和己烷可溶性部分可能是由于V-PDMS-V的宽分子量分布。低Mw多嵌段共聚物(DPn＝2至5)和具有高于平均PEG含量的多嵌段共聚物可以溶解在甲醇中，并且，类似地，高于平均PDMS含量的多嵌段共聚物可以溶解在己烷中。
图9b显示用己烷和甲醇连续萃取后MBC-42的GPC-RI和-UV信号。聚合物进料和低Mw多嵌段共聚物都不存在。UV吸收是由于在St-PEG-St中的末端苯基和在增链剂/交联剂Y中的苯基取代基。RI信号仅显示PEG组分(dn/dcPDMS低于dn/dcPEG的10％)，而UV信号是与PEG加增链剂/交联剂Y成比例的。因此，这些信号的比较给出作为分子量(Mw)的函数的这些部分的比率。因为UV和RI图是基本相同的，因此该多嵌段共聚物的组成独立于分子量(即，延伸成多嵌段共聚物是无规的)。
MBC-17和MBC-42的Mn分别是56和72Kg/mol(即，DPn＝10至15)。多次萃取轻微减小了多嵌段共聚物的PEG含量(见表1中进料和产物组成)。PEG含量减小是因为苯乙烯基端基的硅氢化比乙烯基甲硅烷基的硅氢化效率低，并且是因为PEG含量是从核磁共振氢谱计算的，苯乙烯基端基对多嵌段共聚物的PEG含量没有产生贡献。
图10表示代表性的多嵌段共聚物的核磁共振氢谱和其分配。从图10的谱图中可以看出，该图谱图解了乙烯基甲硅烷基和苯乙烯基端基的缺失，这进而表示基本定量的延伸。虽然轻微过量的(Ph)Si(OSi(CH3)2H)2(OSi(CH3)2OEt)用于表1的实例中(见，列3)，但是SiH基团由于它们的浓度非常低是不可见的。该谱图显示了预期的硅氢化片段的共振。
在一个实施方式中，所述多嵌段共聚物形成光学透明膜。光学透明度是缺少肉眼可见的相分离的证据，并且其表明不相容的PEG和PDMS域的尺寸远低于可见光的波长。
两亲共网状***：
获取与本发明的胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***的共网状***的最后一步是使合适的多嵌段共聚物交联。在与本发明的胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***中，通过侧链SiOEt基团的缩合和分子间-SiOSi-桥的形成实现交联。图11图解了两亲共网状***的理想结构，其根据与本发明的胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***的一个实施方式形成。在图11中，用参考数字200标记的区域是共连续亲水区域，而用参考数字300标记的区域是共连续疏水区域。
与本发明的胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***的多嵌段共聚物的交联通过在甲苯溶液中加入与多嵌段共聚物可溶混的酸进行缩合来实现。在一个实施方式中，与本发明的胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***使用的是烷基苯磺酸。应注意的是，与本发明的胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***不仅仅限于上面所列的酸。本领域普通技术人员将意识到，可以使用其它酸来实现根据本发明的胰岛素制造装置形成的多嵌段共聚物的交联。
在室温下，烷基苯磺酸表现令人满意，或者其可以在60℃在水分存在下表现更好，以增加交联速率。由于磺酸和它们的盐在硅氧烷相中的溶解度低，因此使用具有长(C11-13)烷基取代基的苯磺酸。这确保在PDMS相中良好的溶解性。通过使用被胺部分中和的酸能使交联更有效。因此，在一个实施方式中，使用磺酸/磺酸吡啶鎓的混合物(50/50mol/mol％)作为催化剂。与胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***的多嵌段共聚物甚至在PEG片段的熔点(大约50℃)之上时是高粘度液体。因此，按照以下详述，通过在60℃下使用玻璃模(glass mold)浇铸溶于甲苯中的多嵌段共聚物，制备聚合物膜。溶剂迅速蒸发，并且在大约3小时内完成交联。
按照与本发明的胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***的两亲共网状***通过下述制备：(1)使明确的(AY)x(BY)y多嵌段共聚物交联(见以下表2中的APCN-16和APCN-40)；和(2)使不同组成的多嵌段共聚物的混合物交联(见以下表2中的APCN-24和APCN-32)。表2
Figure G2007800401607D00331
a计算自进料聚合物的PEG含量并且考虑了萃取物中的PEG含量(通过1H NMR测定)
列1给出具有数字的共网状***的缩写(APCN＝两亲共网状***)，该数字表示在APCN中PEG的百分数。列2和列3给出用表1中指明的两种MBC制备的进料的组成。该膜用THF充分萃取，列4表示THF可溶性部分。低量THF可溶物(小于4.2％)表示有效的交联。表2中最后一列给出膜的PEG含量，从进料中PEG含量计算而得，考虑了THF可溶性部分的PEG含量(后者通过核磁共振氢谱测定)。THF萃取物中的PEG含量通常略高于在进料中的含量。这导致膜的PEG含量稍微减少。烷基磺酸酯催化剂残留物也通过THF萃取移除。最终的膜是光滑的且光学透明的；光学透明度被解释为不存在肉眼可见的PEG和PDMS片段相分离的证据。
具体而言，在表2中详述的两亲共网状***的合成如下完成。将表2中详述的每种多嵌段共聚物进料的五个1克增量的每一个溶解于10mL甲苯中。假定有四个不同的多嵌段共聚物组合，这产生总共20个样品。每个多嵌段共聚物溶液包含0.0002摩尔的SiOEt基团。然后，3.2mg的烷基苯磺酸(从Alfa Aesar得到)和0.3mg的吡啶被加入至这20个溶液的每一个之中。然后，将该溶液倒入单独的玻璃模中。每个模的直径是6cm。然后，在60℃的烤箱中加热所有的模，直至甲苯蒸发(大约30分钟)。每个模中的剩余样品然后在60℃下再加热3小时，从其各自的模中移出，在真空下干燥，并用四氢呋喃萃取，直至重量恒定。通过上述方法生产的共网状***是透明的橡胶状片。
根据上述，与胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***允许合成包含PEG和PDMS片段的近乎理想的四官能团两亲共网状***以及其它。通过使用双重目的增链剂/交联剂-(Ph)Si(OSi(CH3)2H)2(OSi(CH3)2OEt)(见式(1)——其第一个功能是将不相容的PEG和PDMS聚合物延伸成根据(AY)x(BY)y的官能多嵌段共聚物，随后通过将SiOEt官能缩合成-Si-O-Si-桥交联所述多嵌段共聚物，可以实现该合成。如上所详述，在一个实施方式中，与胰岛素制造装置结合使用的的两亲网状***和/或共网状***涉及两亲共网状***，其由具有下列-(PEG-(Ph)Si(OSi(CH3)2H)2(OSi(CH3)2OEt)-PDMS-(Ph)Si(OSi(CH3)2H)2(OSi(CH3)2OEt))n-结构的多嵌段共聚物形成。两亲共网状***的溶胀特性：
在室温下测定根据与本发明的胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***制造的各种两亲共网状***的平衡溶胀特性。合适的预称重的共网状***样品(大约20×20×0.4mm)被置于蒸馏水中，并且定期的轻微振动。通过将膜从溶剂中移出、用薄纸吸取而去除吸附至表面的水以及称量膜，定期测定溶胀的程度。当水溶胀膜的重量在溶剂(水)中在24小时内不发生变化时，记录平衡溶胀。共网状***在水中的溶胀通过下式获得： S H 2 O = 100 ( m SW , H 2 O - m d ) / m d 其中，
Figure G2007800401607D00342
和md分别是水溶胀共网状***和干共网状***的质量。
上述步骤用于测定同一共网状***在正庚烷中的溶胀。共网状***在正庚烷中的溶胀通过下式获得： S C 7 = 100 ( m SW , C 7 - m d ) / m d 其中，
Figure G2007800401607D00351
是正庚烷溶胀的膜的质量。
PEG区域在水中的溶胀和PDMS区域在正庚烷中的溶胀通过下式表达： S H 2 O , PEG = 100 ( m SW , H 2 O - m d ) / m PEG 和 S C 7 , PDMS = 100 ( m SW , C 7 - m d ) / m PDMS 其中，mPEG和mPDMS分别是PEG区域和PDMS区域在共网状***中的质量。
图12表示各种组成的共网状***在水中和在正庚烷中的溶胀行为
Figure G2007800401607D00354
和
Figure G2007800401607D00355
以及PEG区域在水中和PDMS区域在正庚烷中的溶胀
Figure G2007800401607D00356
和
Figure G2007800401607D00357
它们是PEG含量的函数(该PEG含量对应于表2的列1中给出的数字)。随着PEG含量的增加，在水中的溶胀增加。相反，随着PEG含量的增加，在正庚烷中的溶胀减小。在水中的溶胀能被平滑的往回外推至大约13％PEG，表明在此PEG含量下，水开始渗透。水和正庚烷都溶胀这些共网状***这一事实，表明不相容的PEG和PDMS相的双连续/双渗透结构。
观察单独区域特别是PEG在水中和PDMS在正庚烷中作为PEG含量的函数的溶胀行为，这提供关于共网状***形态的重要信息。根据图12所示的数据，PEG区域的溶胀
Figure G2007800401607D00358
随着PEG含量增加，并且在24％至32％PEG的范围内达到饱和。在此范围中，PEG相的连通性到达极限，并且即使增加***中的PEG，共网状***不能吸收更多的水。相反，随着PEG含量减少(PDMS增加)，单调增加，并且保持增加，在16％PEG下测定，甚至超过240％。这些观察反映出这样的事实：PDMS/正庚烷的相互作用参数高于PEG/水的相互作用参数(即，PDMS对正庚烷的亲和性高于PEG对水的亲和性)。
如图12所述，水和正庚烷的溶胀曲线在大约36％PEG时交叉。此交叉在远低于50％PEG处发生，这是因为在图12中研究的共网状***的详细形态。尽管不希望束缚于任何一种理论，可能是由于，结晶PEG域阻止正庚烷溶胀的橡胶状PDMS域达到高PDMS网状***(homo-PDMS network)的溶胀程度。明显的是，图12中研究的两亲共网状***不仅通过共价结合域交联，还通过物理的范德华力交联，类似于热塑性弹性体网状***。在与胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***中，结晶PEG是硬区域，而正庚烷溶胀的橡胶状PDMS是软区域。通过增加PEG含量，硬的PEG区域的大小/体积增加，并且它们对网状***的总交联密度的贡献增加。
当置于水中和正庚烷中时，膜都是光学透明的，并且在溶胀期间保持透明，表明纳米结构的形态，其中不相容的PEG和PDMS域的大小小于约400nm(即，远小于可见光的波长)。
两亲共网状***的氧渗透性：
来自表2的下述共网状***——APCN-24、APCN-32和APCN-40——的氧渗透性通过使用如下所述的设备和方法测定，以测量高氧渗透膜的氧渗透性，用于各种基于氧渗透的应用。
水溶胀膜的氧渗透性(一般通过以屏障单位计的Dk表达)是包括接触镜在内的许多材料的关键参数。然而，根据各种分析，国际公认的用于测定水凝胶的氧渗透性的Fatt方法不适合测定高于100屏障单位的DK(见International Standard ISO 9913-1：1996(E))。因此，为了测定100至800屏障单位范围内精确的Dk值，使用以下方法。
水溶胀膜的氧渗透性从线性I/Dk’对I绘图(其中Dk’是表观渗透性，I是膜厚度)的斜率得到。表3表示实验数据，并且图13显示系列膜的I/Dk’对I绘图；为了对比，图13也显示了用PDMS膜获得的曲线——其渗透性测定为792屏障，以及在长期佩戴的软接触镜中使用的一组膜的曲线(92屏障，PureVision，Bausch & Lomb Co.)。此数据是用于对比的目的，以展示上述网状***和/或共网状***的氧渗透性。在此实例中，下面的数据是一种可能的方式，通过其测量与本发明的胰岛素制造装置结合使用的网状***的氧渗透性。可以使用其它方法和/或测试，因此，本发明不仅仅限于使用在此描述的氧渗透性测试方法。表3
Figure G2007800401607D00371
a该数字表明两亲共网状***中的PEG含量百分数
以上描述了浇注各种厚度的膜的方法。
为获得表3中列出的共网状***的氧渗透性的评估，以0.02至0.08厘米厚度范围制备的膜的表观氧渗透性(Dk’)被测定。边界层的扩散阻力被设定为0.00009cm/屏障(见图9中y轴上的截距)，使用设备的特征值。此值在100至800屏障的范围内没有太大变化，并且因此通过所示的线性回归获得该值是可接受的。对于APCN-24、APCN-32和APCN-40，虚线的斜线产生的分别是DK＝大约350、DK＝大约245和Dk＝大约185屏障。如通过表1中的Dk’值所示，这些共网状***的一个实例的表观氧渗透性比那些同期的长期佩戴型软接触镜水凝胶的表观氧渗透性高2至3倍。这些值表明，根据胰岛素制造装置的两亲网状***和/或共网状***形成的共网状***的氧渗透性远远高于那些曾经报道的水凝胶的氧渗透性。
图14显示PDMS含量对表3中列出的三种共网状***的氧渗透性的影响。实线表示与胰岛素制造装置结合使用的共网状***的两亲网状***和/或共网状***的含水量。虚线表示“理想的”PDMS/水凝胶共网状***的最大渗透性，其中PDMS相在整个组成范围内是连续的，其通过下面的公式计算： P = P 1 ( P 2 + 2 P 1 - 2 V 2 ( P 1 - P 2 ) ) ( P 2 + 2 P 1 + V 2 ( P 1 - P 2 ) ) 其中，P1是PDMS的渗透性，P2是水凝胶(水溶胀的PEG)的渗透性，并且V2是PDMS的体积分数。由表3中列出的共网状***形成的膜的表观氧渗透性比理论最大渗透性并非低很多。根据此数据，与胰岛素制造装置结合使用的共网状***甚至在相对低的PDMS含量下是基本双连续的。
两亲共网状***的机械性能：
水溶胀膜的抗张强度性质通过使用装备有机械应变计的Instron5567(20N测力传感器)在5mm/min的十字头速度下测定。Microdumbells根据ASTM 638-V(即，测定长度7.62mm，宽度3.18mm)冲切。样品厚度通过测微计测量。每一个共网状***(共网状***APCN-16、APCN-24、APCN-32和APCN-40)的两个或三个样品的抗张强度性质被测定并平均。
图15表示一系列水溶胀两亲共网状***(共网状***APCN-16、APCN-24、APCN-32和APCN-40)的应力/应变曲线。表4总结了这些水溶胀的共网状***的机械性质。表4
  共网状***  抗张强度(MPa)   伸长率(％)   模量(MPa)
  APCN-16   1.00   118   1.10
  APCN-24   0.91   132   0.98
  APCN-32   0.84   140   0.90
  APCN-40   0.71   175   0.67
从上述数据可以看出，抗张强度和伸长百分数随着PEG含量的增加而减少，而模量随着PEG含量增加显示增加。这些趋势与总共网状***组成吻合，并反映出PEG相的溶胀对机械性能的影响。值得注意的是，甚至是APCN-40(即，具有40％PEG的共网状***)的抗张强度，都优于介于交联点(Mc)和交联密度(0.6MPa)之间的相同分子量的未填充PDMS网状***。总体上，这些性质足够或甚至超过包括眼科应用在内的生物应用的要求。
两亲共网状***的热行为性质：
DSC扫描是通过DuPont 2100热分析仪、在氮气氛下、以10℃/min的加热速率进行的。一级(熔化)转变是DSC吸热的最小值。玻璃化转变温度(Tg)在两个加热/冷却周期后使用中点方法获得。
图16表示三个PEG含量不同的两亲共网状***的DSC扫描，如在其中所列举。所述曲线表明两个一级(熔化)转变：一个在-52℃，与晶体PDMS相有关，另一个在大约46℃，是由于晶体PEG相。后一转变反映Mn＝4.6Kg/mol的PEG片段的熔化，并且明显低于具有相同Mn的PEG的熔点62℃。尽管不希望束缚于任何一种理论，发生此种向较低温度的转移是由于PEG片段共价连接于柔软的PDMS相。虽然介于PEG片段交联点(Mc)之间的分子量在所有三种共网状***中是相同的，但是包含最少量PEG的共网状***(APCN-24)的软化效应看似更强。共网状***中PEG区域的结晶程度为大约30％(即，远低于纯PEG(70％))。尽管不希望束缚于任何一种理论，但是这也是由于共价结合的PDMS片段。
PDMS相的二级转变(Tg)在-125℃至-100℃的范围内是可辨别的，不过，非结晶PEG的玻璃化转变不能被鉴定。
根据上述结果，在与胰岛素制造装置结合使用的两亲共网状***中，在水中的溶胀随着PEG含量增加，然而，在正庚烷中的趋势是相反的。PEG区域在大约13％PEG时变为连续的，并且在宽组成范围内共连续性/双渗透作用是明显的。用正庚烷溶胀的共网状***是两种网状***的结合：一个通过不同区域之间的共价键连接在一起，另一个是通过物理力连接在一起，类似于热塑性弹性体。与胰岛素制造装置结合使用的两亲网状***和/或共网状***的共网状***的氧渗透性远远优于目前可得的类似材料，其一个实例是商业化的长期佩戴型软接触镜膜。水溶胀共网状***的机械性能反映它们的总组成，并且被认为适合用于生物应用。
尽管本发明已经具体参考某些在此详述的实施方式予以详细描述，但是其它实施方式可以获得相同结果。对本发明的变更和修改对本领域技术人员而言将是显而易见的，并且本发明意图覆盖在所付权利要求中的所有修改和等价物。

Claims (19)

1.一种用于提供胰岛素的可植入装置，其包括： 
至少一个间隔部件，所述间隔部件具有第一面和第二面，其中所述第一面和所述第二面基本上相互平行； 
第一免疫隔离膜，其附着于所述至少一个间隔部件的所述第一面； 
第二免疫隔离膜，其附着于所述至少一个间隔部件的所述第二面， 
其中所述至少一个间隔部件限定所述第一免疫隔离膜和所述第二免疫隔离膜之间的距离， 
其中所述第一免疫隔离膜和所述第二免疫隔离膜是两亲性膜，所述两亲性膜具有双连续的亲水的和疏水的区域，并且亲水孔的尺寸在3.0nm至4.0nm的范围内， 
其中所述至少一个间隔部件、第一免疫隔离膜和第二免疫隔离膜的组合产生由所述间隔部件、第一免疫隔离膜和第二免疫隔离膜界定的内部体积，其中此内部体积能够容纳悬浮在两亲性网状***中的胰岛素制造细胞， 
其中所述间隔部件包含一个或更多个设计用于允许填充并维持所述内部体积的口，和 
其中所述间隔部件包含一个或更多个排放口。 
2.一种用于提供胰岛素的可植入装置，其包括： 
至少一个间隔部件，所述间隔部件具有第一面和第二面，其中所述第一面和所述第二面基本上相互平行； 
第一免疫隔离膜，其附着于所述至少一个间隔部件的所述第一面； 
第二免疫隔离膜，其附着于所述至少一个间隔部件的所述第二面， 
其中所述至少一个间隔部件限定所述第一免疫隔离膜和所述第二免疫隔离膜之间的距离， 
其中所述第一免疫隔离膜和所述第二免疫隔离膜是两亲性膜，所述两亲性膜具有双连续的亲水的和疏水的区域，并且亲水孔的尺寸在3.0nm至4.0nm的范围内， 
其中所述至少一个间隔部件、第一免疫隔离膜和第二免疫隔离膜的组 合产生由所述间隔部件、第一免疫隔离膜和第二免疫隔离膜界定的内部体积，其中此内部体积能够容纳悬浮在两亲性网状***中的胰岛素制造细胞， 
其中所述间隔部件包含一个或更多个设计用于允许填充并维持所述内部体积的口，和 
其中所述第一免疫隔离膜和所述第二免疫隔离膜是从亲水的聚乙二醇和疏水的聚二甲基硅氧烷合成的，之后利用三(二甲基甲硅氧基)苯基硅烷交联。 
3.根据权利要求1或2的装置，其中，所述胰岛素制造细胞是猪内分泌细胞。 
4.根据权利要求1或2的装置，其中，在所述第一免疫隔离膜和所述第二免疫隔离膜之间的距离在500微米至700微米的范围内。 
5.根据权利要求2的装置，其中，所述间隔部件包含一个或更多个排放口。 
6.根据权利要求1的装置，其中，所述第一免疫隔离膜和所述第二免疫隔离膜是从亲水的聚乙二醇和疏水的聚二甲基硅氧烷合成的，之后利用三(二甲基甲硅氧基)苯基硅烷交联。 
7.根据权利要求1或2的装置，其中，所述两亲性网状***具有0.5MPa至3.0MPa范围的抗拉强度和50％至600％范围的伸长率。 
8.根据权利要求1或2的装置，其中，所述两亲性网状***是通过N，N-二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸N-(二甲基-氨基)乙酯和甲基丙烯酸磺乙酯、接着应用甲基丙烯酸酯-远螯聚异丁烯的自由基溶液共聚反应制备的。 
9.根据权利要求1或2的装置，其中，所述两亲性膜由通过与至少一种亲氧硅氧烷交联剂的硅氢化作用而共交联的聚乙二醇和聚二甲基硅氧烷 组成。 
10.根据权利要求1或2的装置，其中，所述两亲性膜由通过三(二甲基甲硅氧基)苯基硅烷交联的聚乙二醇和聚二甲基硅氧烷链组成。 
11.根据权利要求1或2的装置，其中，所述两亲性膜通过下述制备： 
(i)提供通过与三(二甲基甲硅氧基)苯基硅烷进行的硅氢化作用而被末端官能化的苯乙烯基-远螯聚乙二醇； 
(ii)通过乙烯基远螯聚二甲基硅氧烷进一步硅氢化所述苯乙烯基-远螯聚乙二醇； 
(iii)纯化通过三(二甲基甲硅氧基)苯基硅烷隔离的所得聚乙二醇和聚二甲基硅氧烷的二嵌段聚合物；以及 
(iv)向所述纯化的二嵌段聚合物加入至少一种酸。 
12.一种用于提供胰岛素的可植入装置，其包括： 
至少一个间隔部件，所述间隔部件具有第一面和第二面，其中所述第一面和所述第二面基本上相互平行； 
第一免疫隔离膜，其附着于所述至少一个间隔部件的所述第一面；和 
第二免疫隔离膜，其附着于所述至少一个间隔部件的所述第二面， 
其中，所述至少一个间隔部件限定所述第一免疫隔离膜和所述第二免疫隔离膜之间的距离， 
其中，所述第一免疫隔离膜和所述第二免疫隔离膜是两亲性水溶胀膜，其具有的大小可控的亲水孔的尺寸在3.0nm至4.0nm的范围内， 
其中，所述至少一个间隔部件、第一免疫隔离膜和第二免疫隔离膜的组合产生由所述间隔部件、第一免疫隔离膜和第二免疫隔离膜界定的内部体积，其中此内部体积能够容纳悬浮在两亲性网状***中的胰岛素制造细胞， 
其中所述间隔部件包含一个或更多个设计用于允许填充并维持所述内部体积的口，和 
其中所述间隔部件包含一个或更多个排放口。 
13.一种用于提供胰岛素的可植入装置，其包括： 
至少一个间隔部件，所述间隔部件具有第一面和第二面，其中所述第一面和所述第二面基本上相互平行； 
第一免疫隔离膜，其附着于所述至少一个间隔部件的所述第一面；和 
第二免疫隔离膜，其附着于所述至少一个间隔部件的所述第二面， 
其中，所述至少一个间隔部件限定所述第一免疫隔离膜和所述第二免疫隔离膜之间的距离， 
其中，所述第一免疫隔离膜和所述第二免疫隔离膜是两亲性水溶胀膜，其具有的大小可控的亲水孔的尺寸在3.0nm至4.0nm的范围内， 
其中，所述至少一个间隔部件、第一免疫隔离膜和第二免疫隔离膜的组合产生由所述间隔部件、第一免疫隔离膜和第二免疫隔离膜界定的内部体积，其中此内部体积能够容纳悬浮在两亲性网状***中的胰岛素制造细胞， 
其中所述间隔部件包含一个或更多个设计用于允许填充并维持所述内部体积的口，和 
其中所述第一免疫隔离膜和所述第二免疫隔离膜是从亲水的聚乙二醇和疏水的聚二甲基硅氧烷合成的，之后利用三(二甲基甲硅氧基)苯基硅烷交联。 
14.根据权利要求12或13的装置，其中，所述胰岛素制造细胞是猪内分泌细胞。 
15.根据权利要求12或13的装置，其中，在所述第一免疫隔离膜和所述第二免疫隔离膜之间的距离在500微米至700微米的范围内。 
16.根据权利要求13的装置，其中，所述间隔部件包含一个或更多个排放口。 
17.根据权利要求12的装置，其中，所述第一免疫隔离膜和所述第二 免疫隔离膜是从亲水的聚乙二醇和疏水的聚二甲基硅氧烷合成的，之后利用三(二甲基甲硅氧基)苯基硅烷交联。 
18.根据权利要求12或13的装置，其中，所述两亲性网状***具有0.5MPa至3.0MPa范围的抗拉强度和50％至600％范围的伸长率。 
19.根据权利要求12或13的装置，其中，所述两亲性网状***是通过N，N-二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸N-(二甲基-氨基)乙酯和甲基丙烯酸磺乙酯、接着应用甲基丙烯酸酯-远螯聚异丁烯的自由基溶液共聚反应制备的。 
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2134295B1 (en) * 2007-03-09 2012-12-19 The University of Akron Bio-artificial pancreas and a procedure for preparation of same
US9540630B2 (en) 2008-09-17 2017-01-10 Beta O2 Technologies Ltd. Optimization of alginate encapsulation of islets for transplantation
WO2011154941A2 (en) 2010-06-07 2011-12-15 Beta-O2 Technologies Ltd. Multiple-layer immune barrier for donor cells
US9074098B2 (en) * 2013-02-26 2015-07-07 University Of Massachusetts Telechelic based networks from novel macromonomers, compositions, preparation and uses thereof
WO2014197699A1 (en) * 2013-06-05 2014-12-11 The University Of Akron Generation of amphiphilic network with an ability to distinguish the transport of igg and insulin
US9587063B2 (en) 2013-06-05 2017-03-07 The University Of Akron Generation of amphiphilic network with an ability to distinguish the transport of IGG and insulin
DE202014011287U1 (de) 2013-06-11 2019-02-06 The President And Fellows Of Harvard College SC-ß Zellen und Zusammensetzungen zur Erzeugung der Zellen
JP6351384B2 (ja) * 2014-06-03 2018-07-04 株式会社メニコン コンタクトレンズおよびその製造方法
JP6351385B2 (ja) * 2014-06-03 2018-07-04 株式会社メニコン コンタクトレンズの製造方法
WO2018088451A1 (ja) * 2016-11-11 2018-05-17 富士フイルム株式会社 免疫隔離膜、移植用チャンバー、および移植用デバイス
JP6818042B2 (ja) * 2016-11-11 2021-01-20 富士フイルム株式会社 免疫隔離膜、移植用チャンバー、および移植用デバイス
AU2018285539A1 (en) 2017-06-14 2020-02-06 Vertex Pharmaceuticals Incorporated Devices and methods for delivering therapeutics
JP6790266B2 (ja) * 2017-06-29 2020-11-25 富士フイルム株式会社 移植用チャンバーおよび移植用デバイス
EP3646896A4 (en) * 2017-06-29 2020-05-13 Fujifilm Corporation TRANSPLANT CHAMBER, METHOD FOR PRODUCING A TRANSPLANT CHAMBER, TRANSPLANT DEVICE AND METHOD FOR FUSING A POROUS MEMBRANE
JP6790267B2 (ja) * 2017-06-29 2020-11-25 富士フイルム株式会社 移植用チャンバーおよび移植用デバイス
EP3687499A4 (en) * 2017-09-29 2021-06-30 Semma Therapeutics, Inc. CELL HOUSING DEVICE
CN109289090A (zh) * 2018-10-31 2019-02-01 陈津 一种胰岛移植微环境及其构建方法
WO2021061940A1 (en) 2019-09-27 2021-04-01 Isla Technologies, Inc. Bioartificial pancreas

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1129402A (zh) * 1993-06-23 1996-08-21 布朗大学研究基金会 密封可植入的薄膜封装件的方法和装置
US5713888A (en) * 1990-10-31 1998-02-03 Baxter International, Inc. Tissue implant systems
US6727322B2 (en) * 2002-04-01 2004-04-27 The University Of Akron Amphiphilic networks, implantable immunoisolatory devices, and methods of preparation

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5773286A (en) 1987-11-17 1998-06-30 Cytotherapeutics, Inc. Inner supported biocompatible cell capsules
AU666118B2 (en) 1991-04-25 1996-02-01 Brown University Research Foundation Implantable biocompatible immunoisolatory vehicle for delivery of selected therapeutic products
AU4114993A (en) * 1992-04-24 1993-11-29 Polymer Technology Group, Inc., The Biocompatible, therapeutic, implantable device
US5425764A (en) * 1992-07-30 1995-06-20 The University Of Toledo Bioartificial pancreas
US5855613A (en) * 1995-10-13 1999-01-05 Islet Sheet Medical, Inc. Retrievable bioartificial implants having dimensions allowing rapid diffusion of oxygen and rapid biological response to physiological change
ATE422857T1 (de) 1995-10-26 2009-03-15 Paul P Latta Induktion von immunologischer toleranz
US6365171B1 (en) * 1999-11-04 2002-04-02 The University Of Akron Amphiphilic networks, implantable immunoisolatory devices and methods of preparation
EP1781723B1 (en) * 2004-07-30 2014-04-02 The University of Akron Amphiphilic co-networks, films made from amphiphilic co-networks and uses for such co-networks and films

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5713888A (en) * 1990-10-31 1998-02-03 Baxter International, Inc. Tissue implant systems
CN1129402A (zh) * 1993-06-23 1996-08-21 布朗大学研究基金会 密封可植入的薄膜封装件的方法和装置
US6727322B2 (en) * 2002-04-01 2004-04-27 The University Of Akron Amphiphilic networks, implantable immunoisolatory devices, and methods of preparation

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CA2662209A1 (en) 2008-03-06
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