組織粘合劑制劑的制作方法

專利名稱：組織粘合劑制劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合用作組織粘合劑和密封劑的物質(zhì)，和包括這種物質(zhì)、用于局部施用于身體內(nèi)外表面用于治療目的撓性多層片、貼膏或膜。本發(fā)明還涉及制備這種產(chǎn)品的方法，和使用這種產(chǎn)品的方法。具體地，本發(fā)明涉及配制為松散或緊密粉末形式的物質(zhì)，和涉及具有對適當(dāng)載體施用的這種物質(zhì)的自粘性、生物相容性和能水合的聚合物片，其可用于治療目的如創(chuàng)傷愈合、連接、密封和加強虛弱組織，和用于給藥；和涉及制備和使用這種片的方法。
背景技術(shù)：
對于用于許多外科或其它治療應(yīng)用的附著于生物組織的物質(zhì)作為例如使用機械緊固件如縫線、釘?shù)鹊拇嫖锏膽?yīng)用有相當(dāng)?shù)呐d趣。至今已經(jīng)提出的這種物質(zhì)的制劑包括粘稠溶液或凝膠，其制造為所述形式或在即將使用前通過混合各組分制備。然后使用適當(dāng)?shù)耐克幤髟O(shè)備如注射器將這種制劑施用于組織表面。
上述類型的制劑有許多缺點。如果制劑為低粘度的，其可能從施用區(qū)域蔓延，從而很難精確施用于期望的組織區(qū)域。另一方面，如果制劑為較粘稠的，其可能難以分配。在上述兩者情況中，制備為水合形式的制劑可能具有有限的使用期限并可能有過早固化的問題。因此，需要立即使用整個制劑，或者拋棄。此外，在即將使用之前通過混合各組分制備制劑顯然是費力費時的。除這些缺點之外，通過這種制劑提供的組織表面之間的粘合程度可能不合要求。
組織粘合劑材料的制劑也被施用于適當(dāng)?shù)妮d體，用于組織表面的應(yīng)用。用于局部給藥到身體內(nèi)部或外部器官的片、貼膏或膜形式的治療材料的應(yīng)用在各類醫(yī)藥應(yīng)用中有廣泛的文獻報導(dǎo)。然而，迄今為止提出的產(chǎn)品的缺點在于對下面組織的粘合程度，特別是長期的粘合程度可能不充分。雖然初始的粘合可能是令人滿意的，但隨后片從組織分離，經(jīng)常在幾秒或幾分鐘之后，例如由在片施用后由片的水合引起。另外，產(chǎn)品的撓性可能不足以使其容易地與其施用表面共形，這有可能對其粘合有不利影響。
由于這些產(chǎn)品的粘合不充分，可能需要提供另外的強化手段如通過使用縫線、釘?shù)鹊臋C械連接。或者，可能應(yīng)用能量(如光能或熱能)，以引發(fā)粘合劑對下面組織的化學(xué)結(jié)合，從而使組織表面彼此結(jié)合。顯而易見，這種方法引入了另外的缺點。機械緊固件如縫線或釘?shù)氖褂猛ǔＵ鞘褂眠@種產(chǎn)品要取代或避免的事情。在許多情況中，這種緊固件的使用或者是不完全有效(如在肺上)，或者是不希望的，因為它們的引入產(chǎn)生另外的組織虛弱區(qū)域。外部能量的使用需要提供和操作這種能量的來源。這種能量來源可能是昂貴的并且難以操作，特別是在手術(shù)室或類似環(huán)境范圍中。此外，使用外部能量用于連接可能既是耗時的又(有時)需要外科醫(yī)生一方格外小心的判斷，以評價何時已經(jīng)施加了實現(xiàn)連接的足夠能量而沒有破壞下面組織。
現(xiàn)在已經(jīng)設(shè)計出克服或顯著減少現(xiàn)有技術(shù)的上述和/或其它缺點的上述通用型的組織粘合劑材料和片等的改善的制劑。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供組織粘合劑，其包括天然存在或合成的顆粒狀可聚合和/或可交聯(lián)材料，可聚合和/或可交聯(lián)材料與包括組織活性官能團的顆粒狀材料相混合。
本發(fā)明制劑的主要優(yōu)點在于其可以使用簡單的涂藥器或給藥裝置而容易地施用于組織表面。由于其以固體形式被施用，顆粒狀制劑附著于組織表面而不不適當(dāng)?shù)芈?。制劑表現(xiàn)出良好的對組織表面的初始粘合，這被認(rèn)為是由于制劑和組織表面之間的范德華力和/或氫鍵作用。一旦與組織表面接觸，制劑水合，從而引起組織活性官能團和下面組織表面之間的反應(yīng)。組織活性官能團和下面組織之間的這種反應(yīng)引起制劑和組織表面之間的高度粘合，從而在使用粘合劑的組織之間形成高度粘合。還可能在組織活性官能團和制劑的其它組分之間發(fā)生反應(yīng)以形成強的、撓性和組織粘附性凝膠。從而這種制劑吸收生理液體(由于施用于滲出組織表面上)和在施用制劑后使用溶液使該制劑水合的任何另外的溶液(這種液體可為通常用于外科灌注使用的溶液)，變?yōu)槟z狀并附著于組織表面，從而提供粘合性密封、止血功能和氣動功能。
另外，因為制劑制成為固體形式，其在接觸組織表面(和隨后水合)之前不發(fā)生水合，基本上是非活性的，該制劑不易過早反應(yīng)，因此其儲存期限可能相當(dāng)長，如當(dāng)在室溫下適當(dāng)儲藏時超過六個月。這進一步使制劑能夠包裝為可以在相當(dāng)長時間內(nèi)分配和使用的相對大的量，而沒有顯著浪費的危險。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供具有多層結(jié)構(gòu)的片，所述結(jié)構(gòu)包括天然存在或合成的聚合物材料的芯，該芯在其至少一側(cè)上涂布有包括天然存在或合成的顆粒狀可聚合和/或可交聯(lián)材料的組織粘合劑，可聚合和/或可交聯(lián)材料與包括組織活性官能團的顆粒狀材料相混合。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，通過將含組織活性官能團的顆粒狀材料(以下簡稱“組織活性材料”)和顆粒狀的可聚合和/或可交聯(lián)組分的混合物機械壓縮到芯的一側(cè)或兩側(cè)上而將組織粘合劑施用于芯。
本發(fā)明的片的優(yōu)點主要在于其有效地結(jié)合于組織，使該片能夠用于多種醫(yī)藥應(yīng)用。本發(fā)明能夠?qū)⒔M織活性材料涂布到三維結(jié)構(gòu)載體上(和涂布在其內(nèi))，同時保持載體的柔韌性和物理性能。此外，當(dāng)以這種形式將組織活性材料遞送到目標(biāo)組織時，不損害組織活性材料的粘合劑性能。其中，如優(yōu)選實施方案中，載體有穿孔，穿孔提供了將組織活性材料固定在載體中的手段。這減少或避免了在將組織活性材料施用于載體(芯)時組織活性材料破裂和粉碎，否則會引起目標(biāo)組織的次最佳覆蓋并從而損害片的粘合/密封效果。
片對其所施用的組織表現(xiàn)出良好的初始粘合(并可因此稱為“自粘性”)，而且在更長時間內(nèi)保持與組織的充分粘合。不希望束縛于任何理論，相信片對組織的初始粘合可歸因于片與組織的電子結(jié)合，并且該電子結(jié)合被制劑的組織活性官能團和組織之間的化學(xué)結(jié)合補充或替代，特別是組織表面上的胺和/或硫醇基和片的組織活性基團之間的化學(xué)結(jié)合。其中裝置的構(gòu)成內(nèi)芯有穿孔，并在兩側(cè)用組織粘合劑涂布，穿孔便于制劑在芯兩側(cè)水合和交聯(lián)，使得芯被包圍在交聯(lián)材料的三維基質(zhì)內(nèi)。
片的應(yīng)用減少或避免了對機械連接于組織的另外的手段(如縫線或釘)的需要，或減少或避免了對提供引起片對下面組織的粘合的熱或光形式的外部能量的需要。本發(fā)明的片的另一個優(yōu)點在于其作為預(yù)成型制品用于組織，而不是在即將使用之前通過混合各材料而制備。
術(shù)語“片”是指其厚度比其它尺寸顯著小得多的三維制品。這種制品也可稱為貼膏或膜。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了本發(fā)明的第二方面的片的制造方法，該方法包括形成包括天然存在或合成的聚合物材料的芯，和用組織粘合劑涂布所述芯的至少一面，所述組織粘合劑包括天然存在或合成的顆粒狀可聚合和/或可交聯(lián)材料與包括組織活性官能團的顆粒狀材料的混合物。
第三方面，本發(fā)明還提供使組織表面與另一個組織連接、或密封組織表面的方法，該方法包括對組織表面施用本發(fā)明第一方面的制劑或本發(fā)明第二方面的片。


圖1為說明組織活性官能團(在示例情況中為N-羥基琥珀酰亞胺酯)和含胺分子如組織蛋白之間的反應(yīng)略圖。
圖2表示將帶羧基的側(cè)鏈引入到聚(乙烯醇-醋酸乙烯酯)共聚物中。
圖3表示聚(N-乙烯基-2-吡咯烷酮-共聚-丙烯酸)共聚物的形成。
圖4表示自由基引發(fā)聚合反應(yīng)的機理。
圖5說明組織活性材料的合成。
圖6為本發(fā)明的片的示意性剖視圖。
具體實施例方式
制劑的組成本發(fā)明第一方面的制劑包括天然存在或合成的顆粒狀可聚合和/或可交聯(lián)材料，和包括組織活性官能團的顆粒狀材料。
這兩種組分可以以適合的比混合，其可根據(jù)所用具體材料、以及所得組合物的所需性質(zhì)的不同而不同。典型地，可聚合和/或可交聯(lián)材料與組織活性材料的重量比為0.1∶1到10∶1，更優(yōu)選為0.2∶1到1∶1。
構(gòu)成制劑的顆粒具有多種粒徑。中值粒徑可為例如5μm到500μm，更優(yōu)選為5μm到100μm。
可聚合和/或可交聯(lián)組分制劑的一個組分為可聚合和/或可交聯(lián)材料。
“可聚合”是指可作為單體或只是部分聚合形式的預(yù)聚合物或大分子單體存在于制劑中的材料，使得在制劑水合時，該材料經(jīng)歷(進一步)聚合。
然而，更通常地，材料為“可交聯(lián)”，而不是“可聚合”。這是指能夠在分子之間形成共價鍵的材料。這種分子間交聯(lián)也伴隨有分子內(nèi)交聯(lián)，即在同一分子中的官能團之間形成共價鍵。
可交聯(lián)材料通常為聚合物或者大分子形式，交聯(lián)的作用為在這種分子之間形成共價鍵，從而構(gòu)建三維網(wǎng)絡(luò)或基質(zhì)。
優(yōu)選可交聯(lián)材料選自多糖、聚乳酸(polylactates)、多元醇和蛋白質(zhì)、及其衍生物。
可交聯(lián)材料可為其中可交聯(lián)材料的單個分子通過分子間共價鍵連接的部分交聯(lián)形式。這種交聯(lián)可通過本領(lǐng)域中已知的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)進行，例如通過熱處理和/或交聯(lián)劑。根據(jù)可交聯(lián)材料的性質(zhì)和/或事先交聯(lián)時所用的條件，可顯著地改變單個分子之間的交聯(lián)度。
然而，可交聯(lián)材料的預(yù)交聯(lián)程度不應(yīng)為基本上阻止隨后的組織活性官能團與可交聯(lián)材料的反應(yīng)。
蛋白質(zhì)為可交聯(lián)材料的優(yōu)選材料，因為它們富有對組織活性官能團有反應(yīng)性的官能團。因此，組織活性官能團不僅與施用制劑的組織表面反應(yīng)，而且還與可交聯(lián)材料反應(yīng)。
用于本發(fā)明的特別優(yōu)選的蛋白質(zhì)為白蛋白，特別是哺乳動物白蛋白如豬、牛或人的白蛋白。
可為或可存在于可聚合和/或可交聯(lián)材料中的優(yōu)選的合成聚合物包括多官能活化的合成聚合物，即，具有或通過化學(xué)改性而具有多個能夠彼此反應(yīng)或與存在于制劑中其它官能團反應(yīng)形成共價鍵的合成聚合物。優(yōu)選的多官能活化的合成聚合物包括化學(xué)改性的聚烷撐二醇，特別是已經(jīng)經(jīng)過改性而包含多個伯氨基或硫醇基的聚烷撐二醇。
適合的經(jīng)過改性的聚烷撐二醇包括直鏈的和支鏈的(如所謂的“3臂”和“4臂”)化合物。適合的多氨基聚合物的例子為以商品名JEFFAMINE銷售的那些。這些為基于具有末端胺基的聚乙二醇和/或聚丙二醇單元的骨架。
其它適合的合成材料可包括或可基于聚(乙烯胺)、聚(乙烯亞胺)、聚(烯丙基胺)、聚(乙二醇-共聚-天冬氨酸)、聚(賴氨酸-共聚-丙交酯)、聚(半胱氨酸-共聚-丙交酯)或聚(2-氨基乙基甲基丙烯酸酯)。
通常適合的可交聯(lián)材料為在環(huán)境溫度下為固體的材料，這可以杜絕極低分子量材料的使用。
制備類似和相似的化學(xué)改性聚合物的方法對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。
組織活性材料的性質(zhì)優(yōu)選組織活性材料為聚合物性質(zhì)。最優(yōu)選地，聚合物為合成聚合物。
“組織活性官能團”是指能夠與存在于組織表面的其它官能團反應(yīng)以在制劑和組織之間形成共價鍵的官能團。組織通常部分地由蛋白質(zhì)組成，所述蛋白質(zhì)通常包含硫醇和伯胺部分。許多官能團如亞氨基酯、對硝基苯基碳酸酯、N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)酯、環(huán)氧化物、異氰酸酯、丙烯酸酯、乙烯砜、鄰吡啶基二硫化物、馬來酰亞胺、醛、碘乙酰胺等可與硫醇或伯胺反應(yīng)，從而構(gòu)成“組織活性官能團”。如本文中使用的，術(shù)語NHS或NHS酯不僅包括N-羥基琥珀酰亞胺本身，而且包括其中琥珀酰亞胺環(huán)被取代的N-羥基琥珀酰亞胺衍生物。這種衍生物的例子為N-羥基磺基琥珀酰亞胺及其鹽，特別是鈉鹽，其可以增加組織活性材料的溶解度。
圖1說明NHS官能化的聚合物與含胺物質(zhì)如R-NH2表示的組織蛋白反應(yīng)的機理。該反應(yīng)為在聚合物和組織蛋白之間形成酰胺鍵的親核取代。
可用于本發(fā)明中的組織活性官能團為能夠與存在于組織表面的官能團(在將制劑施用于組織上的一般條件下，即，在水相環(huán)境和無需施加大量熱或其它外部能量的條件下)反應(yīng)的任何官能團。組織表面上存在的官能團包括硫醇和胺基，因此組織活性官能團包括對硫醇和/或胺基有反應(yīng)性的基團。其例子為亞氨基酯；對硝基苯基碳酸酯；N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)酯；環(huán)氧化物；異氰酸酯；丙烯酸酯；乙烯砜；鄰吡啶基二硫化物；馬來酰亞胺；醛；和碘乙酰胺。
N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)酯為特別優(yōu)選的組織活性官能團。
通常，組織活性材料可通過適當(dāng)?shù)木酆衔锴绑w衍生化形成。提供進行這種衍生化的聚合物類別包括含羧酸或醇官能團、或相關(guān)結(jié)構(gòu)的那些?？墒褂玫木酆衔锇ㄊ惺鄣木酆衔锘驗榇四康膶ｉT制備的聚合物。也可使用天然存在的物質(zhì)如蔗糖或衍生化的纖維素。
可使用的市售的聚合物包括聚乙烯醇(PVA)。在PVA的情況中，可以通過首先加入鏈延長基團或連接基團如可進一步與N-羥基琥珀酰亞胺反應(yīng)的酸官能度引入官能團。圖2表示對醋酸乙烯酯和乙烯醇的共聚物加上鏈延長基團，鏈延長基團以可以轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的NHS-酯的羧基結(jié)尾。共聚物起始材料(其中乙烯醇的摩爾分?jǐn)?shù)x可為0.85-0.995)在堿如吡啶的存在下與環(huán)酐(在所示例子中為琥珀酸酐)反應(yīng)。5％到40％的醇基被衍生化，形成帶羧酸的側(cè)鏈(即a+b＝x，a為0.05x到0.40x)，可以通過本身已知的常規(guī)方法將其轉(zhuǎn)化為NHS酯。
在合成聚合物載體用于隨后的衍生化時，可使用多種單體。其例子包括N-乙烯基-2-吡咯烷酮、丙烯酸、醋酸乙烯酯、乙烯基乙酸、單-2-(甲基丙烯酰氧基)乙基琥珀酸酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸-2-羥乙酯、甲基丙烯酸-2-羥丙酯、(聚乙二醇)甲基丙烯酸酯或包含酸或醇官能度的其它單體。這些單體可通過多種標(biāo)準(zhǔn)聚合技術(shù)聚合，包括使用引發(fā)劑如過氧化苯甲酰、2，2′-偶氮二異丁腈(AIBN)、過氧化月桂酰、過乙酸等的自由基技術(shù)。這種聚合物的一個優(yōu)選的例子為使用AIBN作為引發(fā)劑聚合的聚(N-乙烯基-2-吡咯烷酮-共聚-丙烯酸)。這種物質(zhì)的聚合在圖3中說明，其中丙烯酸衍生單元的摩爾比可為0到1.0，優(yōu)選小于0.60，更優(yōu)選小于0.4，例如0.025到0.25。共聚物可進一步與N-羥基琥珀酰亞胺反應(yīng)形成組織活性材料。
優(yōu)選地，形成組織活性材料的前體中所有或基本上所有的有效中心被衍生化(即在形成組織活性材料的前體中所有或基本上所有的有效中心中引入組織活性官能團)。然后，組織活性官能團與施用制劑的組織之間的結(jié)合程度為制劑中組織活性材料的量的函數(shù)。
優(yōu)選地，在組織活性官能團為NHS酯時，用于制備組織活性材料的至少一種單體必須包含羧基或能夠與形成酸官能度的另一種物質(zhì)反應(yīng)的基團。
在其中組織活性材料為聚(N-乙烯基-2-吡咯烷酮-共聚-丙烯酸)共聚物(PVP-共聚-PAA)的優(yōu)選情況中，優(yōu)選丙烯酸衍生單元的摩爾比為0.05到0.50，而乙烯基吡咯烷酮衍生單元的摩爾比為0.50到.095。衍生物被認(rèn)為是活化的PVP-共聚-PAA。
優(yōu)選丙烯酸基團被衍生化，以形成組織活性(活化的)基團，最優(yōu)選使用NHS基團衍生化。其中丙烯酸衍生單元的羧基帶有NHS基團的乙烯基吡咯烷酮和丙烯酸的共聚物在本文中稱為NHS活化的PVP-共聚-PAA。
如上所述，可通過改變制劑中該組織活性材料的比而控制組織活性材料的活性(即，該材料的組織活性官能團與組織的結(jié)合程度)。制劑中組織活性材料的濃度可廣泛地改變，例如10％w/w或更低到高達50％w/w以上。
制劑可包含一種類型的組織活性材料，或多于一種類型的組織活性材料。
除了與施用其的表面形成共價鍵之外，組織活性材料也可具有生物粘合性質(zhì)。這是指該物質(zhì)對施用其的組織表現(xiàn)出良好的初始粘合性。具有這種性質(zhì)的聚合物典型地包含高離子密度的化學(xué)基團，如羧基、酰胺、內(nèi)酰胺、羥基、醚和酯基、及其鹽，其通過形成離子鍵和氫鍵、偶極-偶極相互作用和范德華力共同地與組織相互作用。有效的聚合物通常為高分子量，因為生物粘合程度可能與這些可得基團的數(shù)目成正比。典型地，生物粘合性聚合物的分子量超過約50,000。聚合物還通常為直鏈的、變?yōu)槲锢砝p繞的和在溶液中具有無定形分布的。
例如，組織活性聚合物可為衍生化的PVP或衍生化的乙烯基吡咯烷酮與另一種單體(如丙烯酸)的共聚物。在這種情況下，側(cè)基吡咯烷酮基團提供直接接觸粘合(如上所述，認(rèn)為是由于氫鍵和/或范德華結(jié)合)，而然后組織活性基團與組織內(nèi)和基質(zhì)(交聯(lián)的)內(nèi)的官能團形成共價鍵。
因此，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供適合于局部施用于體內(nèi)或外表面的生物相容性和能水合的組合物，該基質(zhì)包括含組織活性官能團的聚合物和包含非組織活性官能團但能夠與基質(zhì)所施用組織表面上的基團形成氫鍵的基團的聚合物。
組織活性官能團可為如上所述的。優(yōu)選能夠形成氫鍵的基團(“氫鍵合基團”)為富電子基團，例如選自酰胺、內(nèi)酰胺、羰基、羧基、羥基和醚基團。
在具體的實施方案中，組織活性基團和氫鍵合基團存在于同一聚合物中。因此，本發(fā)明提供適合于局部施用于體內(nèi)或外表面的生物相容性和能水合的組合物，該組合物包括聚合物，該聚合物包含組織活性官能團和非組織活性官能團(但其是能夠與基質(zhì)所施用組織表面上的基團形成氫鍵的基團)。
優(yōu)選組織活性基團為組織活性酯基，特別是NHS-酯基，并且優(yōu)選氫鍵合基團為酰胺或內(nèi)酰胺基團。因此，優(yōu)選聚合物為活化的PVP-共聚-PAA，特別是NHS活化的PVP-共聚-PAA。
或者，組織活性基團和氫鍵合基團可存在于不同的聚合物中，因此，除了組織活性材料之外，本發(fā)明的制劑可另外包括含氫鍵合基團的聚合物。適當(dāng)?shù)木酆衔锏睦訛榫?乙烯式酸)(poly(vinylic acide))及其共聚物。然而，優(yōu)選的生物粘合性聚合物為由具有側(cè)基酰胺或內(nèi)酰胺基團的烴骨架或包含這種基團的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元組成的聚合物。優(yōu)選地，重復(fù)單元為或包含1-乙烯吡咯烷-2-酮(乙烯基吡咯烷酮)基團。特別優(yōu)選包含重復(fù)的N-乙烯基-2-吡咯烷酮基團的均聚物，即聚(乙烯基吡咯烷酮)(PVP)。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)PVP適合用于本發(fā)明的多種原因。首先，其可以以多種等級和分子量容易地得到，和在醫(yī)藥應(yīng)用中具有悠久的歷史。PVP具有直線型結(jié)構(gòu)，在廣泛的pH和溫度下穩(wěn)定，并容易地和迅速地溶解于水和其它溶劑。
不希望束縛于任何具體理論，認(rèn)為PVP的良好生物粘合性質(zhì)可歸因于側(cè)基吡咯烷酮基團的羰基和氮原子為富電子的這一事實。因此，該物質(zhì)能夠通過與在組織表面上的官能團形成氫鍵和/或通過范德華力有效地立即粘合于其所施用的組織。
或者，生物粘合性聚合物可為共聚物，如上述的含酰胺或含內(nèi)酰胺的單元和乙烯式酸的共聚物。因此，可能適合的共聚物的一個具體形式為聚(乙烯基吡硌烷酮-共聚-丙烯酸)(在本文中稱為PVP-共聚-PAA)。
可能表現(xiàn)出適當(dāng)?shù)纳镎澈闲再|(zhì)的其它聚合物包括纖維素衍生物，特別是纖維素醚及其衍生物和鹽。其例子包括羧甲基纖維素(CMC)及其鹽、羥丙基甲基纖維素和羥乙基甲基纖維素。羧甲基纖維素鈉為這種聚合物的一個例子。
可使用上述類型的聚合物的組合。一個優(yōu)選的例子為上述含酰胺或含內(nèi)酰胺的單元的聚合物與上述纖維素衍生物的組合。具體組合為PVP和CMC鹽如鈉鹽。
由生物粘合性聚合物產(chǎn)生的片對組織的初始粘合程度可通過例如進行體外粘合強度試驗進行定量測量。該試驗為將片粘合于適當(dāng)?shù)囊r底(在固定位置固定)，同時片本身在單獨的點物理連接于張力試驗裝置的負(fù)載，其布置為在試驗之前片沒有任何負(fù)載。負(fù)載單元為可沿著與布置襯底的軸基本上垂直的軸移動。該試驗涉及以恒定的預(yù)定速率朝遠(yuǎn)離基片的方向移動負(fù)載原單元，直到片從襯底上脫落。試驗結(jié)果為片的粘合能的定量量度，即破壞片與其所粘合襯底之間的相互作用所需能量的累積量。本發(fā)明適當(dāng)?shù)睦鄯e粘合能不少于0.1mJ，更優(yōu)選不少于0.25mJ，最優(yōu)選不少于0.5mJ。
制劑組分的制造可通過任何合適的方法制備顆粒狀組織活性材料和顆粒狀可聚合和/或可交聯(lián)組分。特別是在后一種組分為蛋白質(zhì)時，優(yōu)選通過水溶液或懸浮液的凍干或加熱干燥制備顆粒。
為了增強組織活性材料(其典型地為富親電試劑的材料)與可聚合和/或可交聯(lián)材料(其典型地為親核性的)之間的反應(yīng)，可能必須或期望將后一組分緩沖到堿性水平，以促進質(zhì)子抽出。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，顯而易見，可通過調(diào)節(jié)反應(yīng)的pH控制親電性化合物和親核性化合物之間的反應(yīng)。當(dāng)pH調(diào)節(jié)為超過7時，更有利于交聯(lián)反應(yīng)。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，可聚合和/或可交聯(lián)的富親電試劑的物質(zhì)通過堿緩沖處理并隨后凍干。隨后將這些物質(zhì)與脫水形式的組織活性材料混合。在水合(即在施用到組織表面上的過程中)時，制劑的堿緩沖保證了可交聯(lián)材料和所結(jié)合的組織活性材料之間的有效反應(yīng)。
通過使用這種方法，排除了對在即將使用之前分別緩沖制劑各組分的需要。本文中描述的新方法排除了對“灌注接觸”目標(biāo)區(qū)域或制備多種緩沖溶液以進行交聯(lián)反應(yīng)的需要。
需要的緩沖程度取決于使用的可交聯(lián)材料和從中抽取質(zhì)子所需的條件。例如，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對于人白蛋白，保證有效交聯(lián)的最佳pH值為pH9-11。另一方面，對于合成聚合物如聚乙烯胺，證明在pH7-8得到同樣有效的反應(yīng)性。
因此，在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，可聚合和/或可交聯(lián)材料被緩沖到大于7的pH。
可通過將顆粒狀組分混合簡單地制備制劑，并且其中根據(jù)需要壓縮制劑形成片劑、栓劑等。壓縮程度應(yīng)使得片劑等在施用于組織之前保持完整性，但壓縮程度不能大到在施用之后抑制水合(和由此的粘合)。
制劑的物理形式本發(fā)明的制劑可為松散粉末形式，其中組織活性材料的顆粒與可聚合和/或可交聯(lián)組分的顆?；旌?。
或者，制劑可為通過壓縮所述顆粒形成的壓縮體的形式。在這種應(yīng)用中，特別優(yōu)選的基于聚(N-乙烯基-2-吡咯烷酮)或N-乙烯基-2-吡咯烷酮與其它單體(如乙烯式單體)的共聚物的組織活性材料，因為聚(N-乙烯基吡咯烷酮)具有用于與制劑其它組分相混合的適當(dāng)流動性質(zhì)，并且由于其在壓縮時產(chǎn)生塑性變形和具有低的吸濕性，其在于粒壓片過程中表現(xiàn)出優(yōu)異性能。
在另一種選擇中，可將制劑施用于芯，以形成本發(fā)明第二方面的片。
本發(fā)明的片可為平面的，或為折疊的、有槽紋的、卷曲的、或形成為更復(fù)雜的形狀。
制劑可進一步包括另外的組分，如通常用于片劑制造的結(jié)構(gòu)聚合物、表面活性劑、增塑劑和賦形劑。這種另外的組分可作為離散粒子存在，或可為組織活性材料和/或可聚合和/或可交聯(lián)組分的粒子組分。
芯的性質(zhì)芯的主要功能是為片提供結(jié)構(gòu)完整性和提供可在其上面施用粉末形式的組織活性制劑的撓性襯底。
可使用任何適當(dāng)?shù)木酆衔锊牧匣虿牧辖M合制備芯。芯可為生物可降解的或生物不可降解的，并且應(yīng)該是生物相容的，即應(yīng)該能夠用于體內(nèi)或體外組織而不引起任何免疫學(xué)反應(yīng)或其它有害反應(yīng)。
可用于芯的聚合物材料的例子為基于α-羥基酸如聚交酯、聚乙醇酸交酯、以及聚己酸內(nèi)酯和其它聚內(nèi)酯如丁內(nèi)酯和戊內(nèi)酯的聚合物或共聚物。
其它例子可包括海藻酸鹽(即基于海藻酸(得自海藻的多糖)的聚合物)；多羥基鏈烷酸酯；聚酰胺；聚乙烯；丙二醇；水溶性玻璃纖維；淀粉；纖維素；膠原；pericardium；白蛋白；聚酯；聚氨酯；聚醚醚酮(PEEK)；
聚丙烯；和聚四氟乙烯。
芯可通過聚合物材料溶液的澆鑄、旋涂或發(fā)泡制備，或通過成形、織造細(xì)絲狀材料制備，或從材料塊切片制備。通過這些方法制備芯的適當(dāng)技術(shù)為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的。
在優(yōu)選實施方案中，芯形成有穿孔的規(guī)則排列，例如為正方形或六角形陣。穿孔可以在制造芯過程中形成，或在形成芯之后通過例如沖孔形成。
優(yōu)選地，穿孔直徑為50μm到2mm，鄰接穿孔在中心到中心間距為100μm到5mm處形成。優(yōu)選地，穿孔占芯總表面積的5％到80％。
芯的厚度可為0.005到5mm。
對芯施用制劑可將制劑僅施用于芯的一側(cè)。然而，更優(yōu)選地，將制劑施用于芯的兩側(cè)。
當(dāng)芯有穿孔時，對芯的一側(cè)或兩側(cè)施用制劑使得穿孔被制劑填滿。在使用時，當(dāng)在有穿孔的芯的兩側(cè)施用制劑時，存在于穿孔中的制劑有效地與芯每一側(cè)上的活化的涂層粘合在一起，將芯包封在兩層活化涂層之間。
對芯施用制劑的優(yōu)選方法包括將都是顆粒狀的組織活性材料與可聚合和/或可交聯(lián)組分的混合物機械壓縮(如使用液壓機)到芯的一側(cè)或兩側(cè)。
混合物可通過將組織活性材料的顆粒與可聚合和/或可交聯(lián)組分的顆?；旌现苽洹?br> 涂層制劑可包括填料物質(zhì)，其典型地占涂層制劑的最多50重量％。這種物質(zhì)的例子包括纖維素衍生物(如羧甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素等)、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮和其它通常使用的藥學(xué)賦形劑。
施用于芯的一側(cè)或兩側(cè)的涂層厚度典型地為50μm到500μm，更通常為約70μm到約200μm。
選擇性地，在使用中不用于粘合組織的片的表面可涂有非粘合性物質(zhì)。最優(yōu)選地，這種物質(zhì)為合成聚合物。適當(dāng)?shù)木酆衔锏睦影ň垡叶肌⒕劢货ズ途?丙交酯-共聚-乙交酯)。具有這種非粘合劑涂層的片只粘合于目標(biāo)組織(施用片下側(cè)的目標(biāo)組織)，而不粘合于周圍組織(如胸膜壁或腹膜壁)。非粘合劑涂層可能包括吸收可見光的發(fā)色團，以能夠識別片的非組織接觸表面。適當(dāng)?shù)陌l(fā)色團的例子為亞甲藍(lán)(methylthioninium chloride)。
優(yōu)選非粘合劑涂層也形成有穿孔。在這種情況下，穿孔可形成為類似于芯中穿孔的排列，并在穿孔之間具有類似間距。然而，優(yōu)選非粘合劑涂層中的穿孔略小于芯中的穿孔，其直徑為50μm到1mm。
片的物理形式片可典型地具有0.05到10mm的總厚度，優(yōu)選通常為0.05到0.5mm，更通常為0.05-0.5mm，例如約200μm或300μm或400μm。
片可以制造為、或隨后裁剪為幾平方毫米到最大為幾十平方厘米的尺寸。
制劑和片的治療應(yīng)用本發(fā)明的制劑和片適合施用于身體的內(nèi)外表面，即，它們可局部施用于身體的外部表面(如用于皮膚)或內(nèi)表面如外科手術(shù)(包括常規(guī)的和最低限度介入性手術(shù))過程暴露的內(nèi)臟表面。
本發(fā)明的制劑和片特別適合如下區(qū)域中的外科手術(shù)應(yīng)用胸/心血管普通外科ENT泌尿科口腔/上頜面整形外科神經(jīng)病學(xué)腸胃病學(xué)眼科婦科醫(yī)藥/產(chǎn)科以下更詳細(xì)地描述可能的應(yīng)用。
創(chuàng)傷愈合制劑和片的可降解性質(zhì)意味著它們可在內(nèi)部和局部過程中支持和促進創(chuàng)傷愈合。一旦制劑和/或片開始降解，成纖維細(xì)胞將進入并開始淀積細(xì)胞外基質(zhì)組分。因此制劑和片可用作內(nèi)部或外部敷料。另外，可向制劑加入已知促進皮膚細(xì)胞增殖的因子如生長因子和cAMP，以促進愈合過程。片可設(shè)計用于控制濕氣和傳染物的滲透，從而可特別用于燒傷治療中。
皮膚閉合制劑和片可局部施用，以促進創(chuàng)傷閉合(作為縫線的代替物)。這可具有有益的作用，在于其可以縮小疤痕，因此制劑和片可在小型外科手術(shù)(如Accidentand Emergency Departments中)過程中用于美容目的。片的自粘合性使其易于迅速地施用。
疝氣修補片可用于在疝氣修補過程中提供加固。自粘合連接克服了常規(guī)的外科手術(shù)加固網(wǎng)產(chǎn)品面臨的需要在已經(jīng)變?nèi)醯膮^(qū)域使用縫線或釘?shù)臐撛谑马?。用于這種過程的片可設(shè)計具有短期或長期的耐久性，取決于所需的組織修復(fù)程度。片也可經(jīng)受釘?shù)膽?yīng)用。
連接制劑和自粘合性片為連接的管狀結(jié)構(gòu)如血管和血管和膀胱移植和胃腸道提供迅速的密封和預(yù)防泄漏。如果用于神經(jīng)修復(fù)，片支持組織修復(fù)的能力可能特別有價值。
大面積組織封閉制劑和片的良好密封和處置性質(zhì)，與其自粘合性質(zhì)和覆蓋大表面積的能力的組合，意味著它們在封閉切除的組織表面中有具體應(yīng)用，特別是其中擴散出血成為所面臨的問題的那些(如肝臟)。片也可提供在該位置處組織修復(fù)的理想支撐基質(zhì)。其也可用于限制神經(jīng)病學(xué)術(shù)后的腦脊液滲漏。
封閉漏氣(air leak)除了上述貼膏性質(zhì)之外，制劑和片(在組織活性官能團水合和反應(yīng)之后)的高的拉伸強度和良好的固有彈性使其特別適合于封閉肺的漏氣，特別是在肺切除術(shù)之后。此外，在完成封閉之后，片在該位置處提供用于組織修復(fù)的理想支撐基質(zhì)。
止血制劑和片可用于出血區(qū)域，起到物理障礙的作用。制劑和片中的組織活性材料可固定蛋白質(zhì)，從而促進止血。
治療劑給藥可以向用于形成制劑和片各組分的溶液中加入藥物和其它治療劑(包括生物活性劑如生長因子和甚至是細(xì)胞和細(xì)胞組分)，或在制造制劑和片之前將藥物和其它治療劑共價結(jié)合于制劑和片各組分。一旦在施用于期望的位置之后，制劑或片處于適當(dāng)?shù)奈恢蒙?，藥物將緩慢釋放，通過擴散或通過設(shè)計制劑或片使其在藥物釋放時間內(nèi)降解?？赏ㄟ^制劑和片的適當(dāng)設(shè)計控制釋放速率。因此，制劑和片可提供用于系統(tǒng)地或按照精確軌跡遞送已知量的藥物的機構(gòu)。藥物可直接結(jié)合于制劑的組分，或簡單地分散在制劑中。
預(yù)防外科手術(shù)后粘連外科手術(shù)后粘連、在鄰接組織之間形成不希望的結(jié)締組織是引起主要的外科手術(shù)后并發(fā)癥的嚴(yán)重問題。其在腸手術(shù)中是一個具體的問題，其中其可以引起例如腸扭曲，這可能需要另外的外科手術(shù)。對外科手術(shù)過程中暴露的組織施用本發(fā)明具有自粘合性質(zhì)的片材料可有效防止組織和相鄰組織之間的外科手術(shù)后粘連。
低度侵入(微創(chuàng))過程用于通過活組織檢查取得組織樣品、插入裝置、遞送治療劑和進行外科手術(shù)過程的低度侵入技術(shù)的應(yīng)用迅速發(fā)展為常規(guī)的“開放”手術(shù)的備選方案。低度侵入過程典型地使患者產(chǎn)生更小的疼痛、更小的疤痕、更快的恢復(fù)時間和更少的手術(shù)后并發(fā)癥，以及降低衛(wèi)生保健費用。該過程通過小鎖眼尺寸的外科手術(shù)切口插入特別設(shè)計的儀器而進行?？赏ㄟ^存在的或?qū)ｉT設(shè)計的低度侵入手術(shù)器械和套管針系統(tǒng)將制劑和片引入到身體中，并且片可形成或制備為適當(dāng)?shù)某叽绾托螤睢Ｒ部筛淖冎苿┑男问揭允鼓苓f送粉末、片劑、小球、帶/條/plegets和其它三維基質(zhì)。自粘合劑的使用顯著降低其中通路受到限制的組織操作、閉合和修復(fù)的技術(shù)難度。另外，片的性質(zhì)使它們特別適合于封閉空氣、血液或流體的泄漏或用于治療劑的遞送。
優(yōu)選實施方案祥述以下參考示例性實施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明。
實施例1NHS活化的PVP-共聚-PAA的合成(a)丙烯酸和N-乙烯基-2-吡咯烷酮的聚合如圖3中所示，通過單體如N-乙烯基-2-吡咯烷酮和丙烯酸的聚合形成聚合物。
可使用多種方法引發(fā)聚合，如自由基、離子(陽離子或陰離子)、加熱、UV、氧化還原等。自由基聚合為優(yōu)選的聚合方法，2-2′-偶氮-雙-異丁腈(AIBN)為優(yōu)選的引發(fā)劑。如圖4中所示，AIBN分解為兩個自由基，其然后攻擊乙烯式單體(丙烯酸)中的碳-碳雙鍵。
其持續(xù)到鏈經(jīng)由組合、歧化等生長的終止。
反應(yīng)溶劑可為N，N′-二甲基甲酰胺、甲苯、或任何其它適當(dāng)?shù)姆悬c高于100℃的溶劑。甲苯為目前優(yōu)選的溶劑。
典型的聚合方法如下向反應(yīng)燒瓶中加入溶劑。通常每克單體使用約5-10ml溶劑足夠。在浴溫足以使選擇的引發(fā)劑生成自由基的油浴中加熱燒瓶。當(dāng)使用AIBN作為引發(fā)劑時，80-85℃為最佳溫度。將無氧的氮氣鼓泡通過溶劑，以除去任何溶解的氧。還同樣地從單體除去氧。向溶劑中加入引發(fā)劑并使其溶解。加入單體并封閉容器。也可使用氮氣入口和泄壓針。
使反應(yīng)持續(xù)約3-24小時。冷卻反應(yīng)混合物并通過在5∶1的正己烷/異丙醇中沉淀隨后過濾從溶劑/聚合物溶液分離聚合物。需要連續(xù)用乙醚洗滌以從聚合物除去全部的痕跡聚合溶劑。在連續(xù)用乙醚洗滌之后，減壓干燥聚合物至恒重。
典型的反應(yīng)條件如表1中所示
表1

(b)PVP-共聚-PAA與N-羥基琥珀酰亞胺在二環(huán)己基碳二亞胺的存在下的反應(yīng)在二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)的存在下PVP-共聚-PAA與N-羥基琥珀酰亞胺反應(yīng)形成NHS-活化的PVP-共聚-PAA(圖5)。
通過在干燥的100ml圓底燒瓶中攪拌下將10g包含0.094摩爾丙烯酸重復(fù)單元的PVP-共聚-PAA溶解于50ml無水N，N′-二甲基甲酰胺中。向聚合物溶液中加入0.01摩爾的N-羥基琥珀酰亞胺(1.15g)并使其溶解。
將DCC(2.06g)在60℃的烘箱中熔化并加入到聚合物溶液中。使其在室溫下攪拌至少24小時。觀察到形成白色沉淀(二環(huán)己脲)。24小時之后，過濾除去沉淀物并用少量無水DMF洗滌燒瓶和過濾器。通過在5∶1的正己烷/異丙醇中沉淀分離聚合物并過濾。通過用無水乙醚重復(fù)洗滌進一步純化聚合物。收率為50％到70％。
實施例2NHS活化的PVP-共聚-PAA的選擇性合成(a)聚合使用油浴或加熱罩將圓底燒瓶中的400ml無水甲苯加熱到80±2℃。通過將無氧的氮氣鼓泡通過甲苯至少30分鐘從溶劑除去氧氣。使用注射器向反應(yīng)燒瓶中加入溶解于2ml甲苯中的0.1g(0.006摩爾)偶氮異丁腈(AIBN)，隨后立即加入45.02g(0.406摩爾)的1-乙烯基-2-吡咯烷酮和7.02g(0.092摩爾)的丙烯酸。使反應(yīng)在氮氣下在80±2℃進行17小時，聚合物不溶解于甲苯中，隨著反應(yīng)進行形成白色沉淀。在17小時之后，再加入0.1g(0.006摩爾)AIBN并使反應(yīng)在80±2℃再保持一小時，以使任何殘留的單體聚合。通過傾入到2000ml迅速攪拌的1∶1的正己烷∶乙醚中并隨后使用10-16μm過濾器過濾分離聚合物。將聚合物溶解于200ml的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中并攪拌約60分鐘，然后通過10-16μm過濾器過濾。將聚合物在約2000ml迅速攪拌的5∶1的正己烷∶異丙醇中沉淀并通過使用10-16μm過濾器過濾分離。通過用500ml乙醚洗滌并過濾三次除去全部痕跡的DMF和甲苯。聚合物在60℃真空中干燥至少72小時。
(b)NHS-酯化通過對照1.0M NaOH的滴定計算聚合物的含酸量。
在250ml圓底燒瓶中使用磁力攪拌器將20g聚合物溶解于160ml無水DMF中。加入4.28g(0.037摩爾)的NHS并使其溶解。向聚合物/NHS溶液中加入溶解于10ml無水DMF中的7.67g(0.037摩爾)的二環(huán)己基碳二亞胺。將燒瓶密封并在室溫下攪拌反應(yīng)96小時。形成DMF不溶性物質(zhì)，二環(huán)己脲，作為反應(yīng)副產(chǎn)品，其作為白色沉淀存在于反應(yīng)溶液中。在96小時之后，通過使用10-16μm過濾器過濾除去二環(huán)己脲并使用1275ml的5∶1的正己烷∶異丙醇沉淀分離聚合物。通過使用10-16μm過濾器過濾除去溶劑。并溶解于170ml的DMF中并用1275ml的5∶1的正己烷∶異丙醇沉淀，重復(fù)共計三次進一步純化聚合物，在最終的沉淀之后，通過在170ml乙醚中迅速攪拌洗滌聚合物，直到得到細(xì)的白色粉末。將其在60℃下在真空中干燥至少72小時。
實施例3NHS活化的PVP-共聚-PAA與凍干白蛋白的混合a)將NHS活化的PVP80-共聚-PAA20共聚物(即由80摩爾％乙烯基吡咯烷酮衍生單元和20摩爾％丙烯酸衍生單元組成的共聚物)粉末與凍干豬白蛋白(SigmaAldrich；預(yù)先緩沖到pH10.5)混合(混合比為1∶1、2∶1和4∶1)。
b)將NHS活化的PVP70-共聚-PAA30共聚物(70摩爾％乙烯基吡咯烷酮∶30摩爾％丙烯酸)粉末與凍干人白蛋白(Baxter人白蛋白溶液(20％)，預(yù)先緩沖到pH10.5)混合(1∶1)。
c)將NHS活化的PVP70-共聚-PAA30共聚物粉末與凍干豬白蛋白(預(yù)先緩沖到pH10.5)混合(2∶1)。
實施例4NHS活化的PVP-共聚-PAA與凍干白蛋白的混合和對肝臟組織的施用a)將NHS活化的PVP80-共聚-PAA20粉末與凍干豬白蛋白(SigmaAldrich；預(yù)先緩沖到pH10.5)混合(1∶1)并遞送到濕肝臟組織上。粉末迅速地(＜5分鐘)再水合，得到的膠凝除了表現(xiàn)出與下面組織表面強烈粘合之外還具有粘結(jié)強度。
b)將NHS活化的PVP70-共聚-PAA30粉末與凍干人白蛋白(Baxter人白蛋白溶液(20％)，預(yù)先緩沖到pH10.5)混合(1∶1)并遞送到濕肝臟組織上。粉末迅速地(＜5分鐘)再水合，得到的膠凝除了表現(xiàn)出與下面組織表面的強烈粘合之外還具有粘結(jié)強度。
實施例5NHS活化的PVP-共聚-PAA與凍干豬白蛋白混合，形成壓縮片并隨后施用于肝臟組織NHS活化的PVP70-共聚-PAA30共聚物粉末與凍干豬白蛋白(預(yù)先緩沖到pH10.5)混合(2∶1)混合，隨后壓縮為薄(＜2mm厚度)片，并遞送到濕肝臟組織上。薄片立即粘合于肝臟組織并在一小時內(nèi)逐漸再水合，得到的膠凝除了表現(xiàn)出對下面組織表面的強烈粘合之外還具有粘結(jié)強度。
實施例6賦形劑與粉狀NHS活化的PVP80-共聚-PAA20和預(yù)先緩沖到pH 10.5的凍干豬白蛋白(PSA)的混合將NHS活化的PVP80-共聚-PAA20和PSA(1∶1)的粉末與賦形劑如羥丙基纖維素、聚(乙烯基吡咯烷酮)和微晶纖維素混合。將粉狀混合物壓縮為厚度小于2mm的片。這些片立即粘合于濕的豬肝臟組織并在浸入水溶液中時再水合。在浸入水溶液1小時之后，它們?nèi)匀蛔鳛榻宦?lián)的凝膠粘合于組織。在11.5％到50％w/w的NHS活化的PVP80-共聚-PAA20的濃度得到粘合。
實施例7本發(fā)明的片的略6表示(示意性地而不是按照比)本發(fā)明制備的典型的片的結(jié)構(gòu)。片包括聚(丙交酯-共聚-乙交酯)(PLG)的膜1形式的芯，其具有規(guī)則排列的穿孔5。在膜1的兩側(cè)上壓有組織活性制劑層2、3使得組織活性制劑滲入并充滿穿孔。最后，在片的一個表面上再施用PLG的非粘合性層4。非粘合性層4也有穿孔，其穿孔6小于芯膜1中的穿孔5。
非粘合性層4可包括發(fā)色團，其賦予非粘合性表面以可識別的顏色，從而確定該表面(從而表明片的哪一側(cè)被施用于組織)?；蛘撸梢酝ㄟ^兩個表面的反射率差別區(qū)別片的兩側(cè)。
實施例8多層片制劑的制備本實施例描述具有實施例6示意性說明結(jié)構(gòu)的多層組織粘合片的制備。該片包括PLG芯，對其兩側(cè)施用NHS活化的PVP-共聚-PAA的顆粒混合物。在片的一側(cè)施用PLG隔離層。
8.1聚(DL-丙交酯-共聚-乙交酯)芯膜的制備通過從聚(DL-丙交酯-共聚乙醇酸交酯)(PLG)的10％w/w的二氯甲烷溶液鑄塑制備芯膜。通過使用3001um K Bar(R K Print CoatInstruments Ltd，Royston，UK)將10％的聚合物溶液散布在硅紙上制造芯膜。K Bar為從特定濃度的溶液精確產(chǎn)生特定厚度的膜的裝置。在干燥之后，芯膜的厚度為30μm。
8.2 PLG隔離膜的制備以類似的方式對芯膜制造隔離膜，但是使用24μm K Bar。在干燥之后，隔離膜的厚度為3μm。
8.3穿孔的制備和聚(DL-丙交酯-共聚-乙交酯)芯和隔離膜的切取下一步是為芯和隔離膜穿孔。這使用適合于此目的壓力機形式的受熱打孔裝置進行。壓力機備有加熱板，其下側(cè)形成有規(guī)則排列的錐形凸出。
使加熱板按壓作用于膜產(chǎn)生穿孔。這使得聚合物膜軟化并使其本身在小錐體周圍重新分布。對于芯膜的穿孔，加熱板設(shè)置為90℃并壓下10秒。使用90℃的溫度在更小的按壓壓力下作用5秒為隔離膜穿孔。芯膜的穿孔尺寸為1.3mm，中心間距為2.5mm，隔離膜的穿孔尺寸為0.5mm，中心間距為2.5mm。然后將穿孔的膜切割為需要的尺寸，在本實施方案中為直徑39.8mm的圓。由于在穿孔過程中膜材料的重新分布，膜厚度增加，芯膜增加到90μm，隔離膜增加到8-10μm。
8.4 NHS活化的PVP-共聚-PAA的制備如實施例1中所述制備NHS活化的PVP-共聚-PAA。
8.5凍干的緩沖人血清白蛋白的制備凍干的緩沖人血清白蛋白(FDBHSA)的制備通過將人白蛋白20％溶液與pH10.5碳酸鈉/磷酸鈉溶液混合，并將溶液凍干，留下包含均勻分布的碳酸鈉和磷酸鈉的人白蛋白粉末。
如下制備pH10.5的碳酸鈉/磷酸鈉溶液稱量31.729g(0.30摩爾)無水碳酸鈉并加入到無菌的250ml玻璃瓶中。加入約200ml的注射用水并通過在輥式混合機上混合溶解無水碳酸鈉。在碳酸鈉完全溶解之后，將溶液傾入到1000ml容量瓶中并用注射用水補充到1000ml。
通過在輥式混合機上混合用約50ml注射用水將3.560g(0.03摩爾)磷酸二氫鈉溶解在玻璃瓶中制備磷酸鈉溶液。將其傾入到100ml容量瓶中并用注射用水補充到100ml。
將兩種溶液混合，比為470ml碳酸鈉溶液對90ml磷酸鈉溶液。將兩種溶液充分混合并使用Mettler Toledo pH計檢查pH。溶液的pH應(yīng)在pH10-11。如果pH太低，加入碳酸鈉溶液，如果太高，加入磷酸鈉溶液，直到pH在期望的范圍內(nèi)。
在輥式混合機上將人白蛋白20％溶液與pH10.5碳酸鈉/磷酸鈉溶液以1∶1v/v混合在玻璃瓶中。當(dāng)完全混合時，將人白蛋白/碳酸鈉/磷酸鹽溶液傾入到瓷皿中并在冷凍機中在約-60℃冷凍。當(dāng)白蛋白溶液完全冷凍時，將其轉(zhuǎn)移到Edwards Supermodulyo冷凍干燥器的干燥室中。密封干燥室并施加真空。不對擱架加熱，將白蛋白放在冷凍干燥器中至少72小時。實現(xiàn)的真空最低為10-1mbar。
在干燥之后，從冷凍干燥器取出物質(zhì)并使用杵和研缽或電子將其磨研磨為細(xì)粉末8.6混合的NHS活化的PVP-共聚-PAA/FDBHSA粉末的制備在杵和研缽中將NHS活化的PVP-共聚-PAA和FDBHSA一起研磨直到得到細(xì)粉末。然后在使用之前在輥式混合機上混合研磨的粉末30分鐘，以保證兩種組分完全結(jié)合。
8.7多層片的制備通過在兩個小球之間壓縮將最終產(chǎn)品裝入Specac FT-IR 40mm沖模中。使用硅紙片防止最終產(chǎn)品粘在小球上。
第一個小球處于沖模中，將硅紙盤置于腔中，并將150mg份的研磨粉末散置在硅紙上。用刮鏟或柱塞小心地控制粉末，使得粉末均勻地覆蓋沖模的整個底部。將39.8mm直徑穿孔的芯膜置于粉末層上面并穩(wěn)固地壓住，使得膜是平坦的并與其下面的粉末層接觸，使得粉末占據(jù)芯膜的穿孔。將第二個150mg試樣量的粉末散置在穿孔的PLG芯膜上并再次輕輕地平整化。
將穿孔的隔離層置于第二片硅紙上并放置在第二粉末層上。
引入第二沖模小球，并將組裝的沖模置于壓力機中并在2噸的壓力下壓縮30秒。然后從小球之間取出最終產(chǎn)品。最終產(chǎn)品的厚度為325-425μm。
施用了隔離層的片的一側(cè)具有有光澤的外觀，因此可以與組織活性一側(cè)的無光澤面相區(qū)別。
實施例9片對組織的施用根據(jù)常規(guī)的外科手術(shù)技術(shù)制備組織表面。使用適度的壓力將片施用于組織表面上(如有必要施用于周圍)以保證令人滿意的與組織接觸。在施用之后，可以用鹽水溶液使片水合。
實施例10粘合強度的測量使用萬能試驗機((UTM，Zwick/Roell BZ2，5)試驗受試材料對新切除的肝臟或肺臟組織的粘合強度。試驗過程的詳述如下。
制備小剖面的組織(4cm×4cm×1cm(深度))并安裝到試驗機械底部的專用支架上。為組織表面噴水。使用適度的力將試驗樣品(使連接的樣品支架能夠隨后除去)置于組織表面上以保證完全的接觸。使材料在組織上停留5分鐘，然后完全浸入在水中5分鐘。在使用適當(dāng)?shù)膴A具保持組織在適當(dāng)?shù)奈恢玫耐瑫r，將樣品支架的折疊端部插入UTM的手柄中。將樣品正確地放置為保證樣品與手柄成一直線。然后以180°從試驗樣品移動手柄，從而從組織除去樣品。UTM軟件(ZwickTestXpert ver 9.0)可用于計算試驗材料的粘合能(mJ)。對不同組成的粉末組合物進行粘合試驗。
表II表示測試壓縮膜得到的數(shù)據(jù)作為組成的函數(shù)。
表II

表II中列出的結(jié)果顯示了NHS活化的PVP80-共聚-PAA20和凍干人白蛋白的共粉末制劑的粘合劑性能。
在進一步的研究中，表III說明所研究的片制劑(13mm直徑的圓盤)的粘合試驗結(jié)果作為將活性共粉末壓到PLG膜兩側(cè)中任一側(cè)中的PLG膜中的穿孔數(shù)目的函數(shù)。使用的粉末為4∶1的NHS活化的PVP80-共聚-PAA20和人白蛋白。
表III

表III中列出的結(jié)果證明，多層片的粘合能與PLG內(nèi)膜中孔的數(shù)目成正比。
權(quán)利要求
1.組織粘合劑制劑，其包括天然存在或合成的顆粒狀可聚合和/或可交聯(lián)材料，可聚合和/或可交聯(lián)材料與包括組織活性官能團的顆粒狀材料相混合。
2.權(quán)利要求1的制劑，其中可聚合和/或可交聯(lián)材料與包括組織活性官能團的材料的比為0.1∶1到10∶1。
3.權(quán)利要求2的制劑，其中可聚合和/或可交聯(lián)材料與包括組織活性官能團的材料的比為0.2∶1到1∶1。
4.前述權(quán)利要求中任一項的制劑，其中組織活性官能團選自亞氨基酯、對硝基苯基碳酸酯、N-羥基琥珀酰亞胺酯、環(huán)氧化物、異氰酸酯、丙烯酸酯、乙烯砜、鄰吡啶基二硫化物、馬來酰亞胺、醛和碘乙酰胺。
5.權(quán)利要求4的制劑，其中組織活性官能團為N-羥基琥珀酰亞胺酯。
6.前述權(quán)利要求中任一項的制劑，其中制劑包含一種類型的包括組織活性官能團的材料。
7.權(quán)利要求1到5中任一項的制劑，其中制劑包含兩種類型的包括組織活性官能團的材料。
8.前述權(quán)利要求中任一項的制劑，其中包括組織活性官能團的材料通過聚合物前體衍生化形成。
9.權(quán)利要求8的制劑，其中聚合物前體中所有或基本上所有的有用中心被衍生化。
10.權(quán)利要求8或9的制劑，其中聚合物前體包含羧酸或醇官能團。
11.權(quán)利要求10的制劑，其中聚合物前體選自蔗糖、纖維素和聚乙烯醇。
12.權(quán)利要求10的制劑，其中聚合物前體通過兩種或多種單體聚合形成，并且所述單體中的至少一種包含羧酸基或能夠與另一種物質(zhì)反應(yīng)形成酸官能度的基團。
13.權(quán)利要求12的制劑，其中單體選自N-乙烯基-2-吡咯烷酮、丙烯酸、醋酸乙烯酯、乙烯基乙酸、單-2-(甲基丙烯酰氧基)乙基琥珀酸酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸-2-羥乙酯、甲基丙烯酸-2-羥丙酯和(聚乙二醇)甲基丙烯酸酯。
14.權(quán)利要求12或13的制劑，其中聚合由自由基引發(fā)劑引發(fā)。
15.權(quán)利要求14的制劑，其中引發(fā)劑選自過氧化苯甲酰、2，2′-偶氮二異丁腈、過氧化月桂酰和過乙酸。
16.權(quán)利要求12到15中任一項的制劑，其中聚合物前體為聚(N-乙烯基-2-吡咯烷酮-共聚-丙烯酸)共聚物。
17.權(quán)利要求16的制劑，其中聚(N-乙烯基-2-吡咯烷酮-共聚-丙烯酸)共聚物的丙烯酸衍生單元的摩爾比小于0.60，更優(yōu)選小于0.40。
18.權(quán)利要求16的制劑，其中聚(N-乙烯基-2-吡咯烷酮-共聚-丙烯酸)共聚物的丙烯酸衍生單元的摩爾比為0.025到0.25。
19.權(quán)利要求7到18中任一項的制劑，其中聚合物前體用N-羥基琥珀酰亞胺衍生化形成包括組織活性官能團的材料。
20.權(quán)利要求19的制劑，其中包括組織活性官能團的材料為聚(N-乙烯基-2-吡咯烷酮-共聚-丙烯酸)共聚物的N-羥基琥珀酰亞胺酯。
21.權(quán)利要求20的制劑，其中包括組織活性官能團的材料的丙烯酸衍生單元的摩爾比為0.05到0.50，乙烯基吡咯烷酮衍生單元為0.50到0.95。
22.前述權(quán)利要求中任一項的制劑，其中制劑中包括組織活性官能團的材料的濃度為10到50％w/w。
23.前述權(quán)利要求中任一項的制劑，其中可聚合和/或可交聯(lián)材料選自多糖、聚乳酸、多元醇和蛋白質(zhì)、及其衍生物。
24.權(quán)利要求1到22中任一項的制劑，其中可聚合和/或可交聯(lián)材料為，或另外包括，含多個伯氨基或硫醇基的化學(xué)改性的聚烷撐二醇。
25.權(quán)利要求23的制劑，其中可聚合和/或可交聯(lián)材料為交聯(lián)的。
26.權(quán)利要求23或25的制劑，其中可聚合和/或可交聯(lián)材料為白蛋白。
27.權(quán)利要求26的制劑，其中可聚合和/或可交聯(lián)材料為豬的、牛的、或人的白蛋白。
28.前述權(quán)利要求中任一項的制劑，其中可聚合和/或可交聯(lián)材料被緩沖到pH大于7。
29.前述權(quán)利要求中任一項的制劑，其進一步包括一種或多種選自結(jié)構(gòu)聚合物、表面活性劑、增塑劑和其它賦形劑的另外的組分。
30.前述權(quán)利要求中任一項的制劑，其中構(gòu)成制劑的顆粒的中值粒徑為5μm到500μm，更優(yōu)選為5μm到100μm。
31.具有多層結(jié)構(gòu)的片，所述結(jié)構(gòu)包括天然存在或合成聚合物材料的芯，芯在其至少一側(cè)上用前述權(quán)利要求中任一項的組織粘合劑制劑涂布。
32.權(quán)利要求31的片，其中芯包括選自基于α-羥基酸如聚交酯、聚乙醇酸交酯、聚己酸內(nèi)酯和其它聚內(nèi)酯如丁內(nèi)酯和戊內(nèi)酯的聚合物或共聚物的聚合物材料。
33.權(quán)利要求31的片，其中芯包括選自海藻酸鹽、多羥基鏈烷酸酯、聚酰胺、聚乙烯、丙二醇、水溶性玻璃纖維、淀粉、纖維素、膠原、pericardium、白蛋白、聚酯、聚氨酯、聚醚醚酮、聚丙烯和聚四氟乙烯的聚合物材料。
34.權(quán)利要求30到33中任一項的片，其中芯有穿孔。
35.權(quán)利要求34的片，其中片具有規(guī)則排列的穿孔，并且穿孔直徑為50μm到2mm，并且鄰接穿孔形成為中心間距為100μm到5mm。
36.權(quán)利要求35的片，其中穿孔占芯總表面積的5％到80％。
37.權(quán)利要求30到36中任一項的片，其中芯的厚度為0.005到5mm。
38.權(quán)利要求30到37中任一項的片，其中通過將含組織活性官能團的顆粒狀材料和可聚合和/或可交聯(lián)的顆粒狀組分的混合物機械壓縮到芯的一側(cè)或兩側(cè)上將組織粘合劑制劑施用于芯。
39.權(quán)利要求38的片，其中芯在其兩側(cè)都涂有所述物質(zhì)的混合物。
40.權(quán)利要求39的片，其中片的一個表面涂有非粘合性物質(zhì)。
41.權(quán)利要求40的片，其中非粘合性物質(zhì)選自聚乙二醇、聚交酯和聚(丙交酯-共聚-乙交酯)。
42.權(quán)利要求41的片，其中非粘合劑涂層包括吸收可見光的發(fā)色團。
43.權(quán)利要求42的片，其中吸收可見光的發(fā)色團為亞甲藍(lán)。
44.權(quán)利要求40到43中任一項的片，其中非粘合性物質(zhì)的涂層有穿孔。
45.適合于局部施用于身體內(nèi)或外表面的生物相容性和能水合的組合物，該組合物包括含組織活性官能團的聚合物和含非組織活性官能團的聚合物，所述非組織活性官能團能夠與基質(zhì)所施用組織表面處的基團形成氫鍵。
46.權(quán)利要求45的組合物，其中組織活性官能團選自亞氨基酯、對硝基苯基碳酸酯、N-羥基琥珀酰亞胺酯、環(huán)氧化物、異氰酸酯、丙烯酸酯、乙烯砜、鄰吡啶基二硫化物、馬來酰亞胺、醛和碘乙酰胺，能夠形成氫鍵的基團選自酰胺、內(nèi)酰胺、羰基、羧基、羥基和醚基團。
47.權(quán)利要求45或46的組合物，其中組織活性基團和能夠形成氫鍵的基團存在于相同的聚合物中。
48.權(quán)利要求47的組合物，其中組織活性基團為組織活性酯基團，能夠形成氫鍵的基團為酰胺或內(nèi)酰胺基團。
49.權(quán)利要求48的組合物，其中聚合物為活化的PVP-共聚-PAA。
50.權(quán)利要求49的組合物，其中聚合物為NHS活化的PVP-共聚-PAA。
51.權(quán)利要求45到50中任一項的組合物，其具有片、貼膏、膜等形式。
52.制造權(quán)利要求31到44中任一項的片的方法，該方法包括形成包括天然存在或合成聚合物材料的芯，和用組織粘合劑制劑涂布所述芯的至少一側(cè)，所述組織粘合劑制劑包括天然存在或合成的顆粒狀可聚合和/或可交聯(lián)材料和包括組織活性官能團的顆粒狀材料的混合物。
53.將組織表面接合于另一組織、或封閉組織表面的方法，該方法包括對組織表面施用權(quán)利要求1到30中任一項的制劑、權(quán)利要求31到44中任一項的片、或權(quán)利要求45到51中任一項的組合物。
54.權(quán)利要求1到30中任一項的制劑、權(quán)利要求31到44中任一項的片、或權(quán)利要求45到51中任一項的組合物用于促進創(chuàng)傷愈合的應(yīng)用。
55.權(quán)利要求1到30中任一項的制劑、權(quán)利要求31到44中任一項的片、或權(quán)利要求45到51中任一項的組合物用于促進創(chuàng)傷閉合的應(yīng)用。
56.權(quán)利要求1到30中任一項的制劑、權(quán)利要求31到44中任一項的片、或權(quán)利要求45到51中任一項的組合物用于在疝氣修補過程中提供加固的應(yīng)用。
57.權(quán)利要求1到30中任一項的制劑、權(quán)利要求31到44中任一項的片、或權(quán)利要求45到51中任一項的組合物用于封閉連接的管狀結(jié)構(gòu)如血管的應(yīng)用。
58.權(quán)利要求1到30中任一項的制劑、權(quán)利要求31到44中任一項的片、或權(quán)利要求45到51中任一項的組合物用于封閉切除的組織表面的應(yīng)用。
59.權(quán)利要求1到30中任一項的制劑、權(quán)利要求31到44中任一項的片、或權(quán)利要求45到51中任一項的組合物用于封閉肺的漏氣的應(yīng)用。
60.權(quán)利要求1到30中任一項的制劑、權(quán)利要求31到44中任一項的片、或權(quán)利要求45到51中任一項的組合物用于促進止血的應(yīng)用。
61.權(quán)利要求1到30中任一項的制劑、權(quán)利要求31到44中任一項的片、或權(quán)利要求45到51中任一項的組合物用于遞送藥物或其它治療劑的應(yīng)用。
62.權(quán)利要求1到30中任一項的制劑、權(quán)利要求31到44中任一項的片、或權(quán)利要求45到51中任一項的組合物用于防止術(shù)后粘連的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明提供組織粘合劑，其包括天然存在或合成的顆粒狀可聚合和/或可交聯(lián)材料，可聚合和/或可交聯(lián)材料與包括組織活性官能團的顆粒狀材料相混合。該制劑可用于通過將制劑施用于天然存在或合成的聚合物材料的芯的至少一面制備組織粘合片。
文檔編號A61L24/04GK1771060SQ200480009253
公開日2006年5月10日 申請日期2004年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月4日
發(fā)明者大衛(wèi)·哈里·福瓊, 格雷姆·凱特爾韋爾, 大衛(wèi)·約翰·曼利, 揚·托莫森, 迪亞內(nèi)·庫克 申請人:組織醫(yī)藥有限公司