專利名稱：冷電離輻射滅菌的制作方法
技術領域：
本發明涉及聚合物滅菌。
背景技術：
多種聚合物已用于制備外科植入物和組織密封劑，或用于執行手術修補和藥物遞 送。為了滿足患者安全方面的考慮并滿足管理要求，含有此種聚合物的醫療產品通常在生 產場所滅菌。已采用多種滅菌技術，包括化學處理(例如，環氧乙烷氣體或過氧化氫)、加熱 (例如，蒸汽)和電離輻射(例如，Y輻射、紫外線、X-射線或電子束(E-Beam)處理)。含 有多糖或其他聚合物的醫療產品可以以干燥可水合形式(例如，作為粉末或海綿體)提供 給醫療專業人員，并且水合(例如，再水合)以形成供隨后安置在患者中的濕性可成形產品 (例如，粘性凝膠或可壓縮海綿體)。
發明內容
在一些情況下，可水合的醫療產品在水合過程中或之后，或者在患者安置 (patient placement)過程中或之后需要表現出特殊的物理特性。例如，形成可水合凝膠的 聚合物可能需要一種或多種性能，例如快速、無團塊水合(clump-free hydration)；當噴灑 或注射時的觸變行為；一旦固定就位后的高粘度和粘性凝膠特性；可控的生物降解；對過 早生物降解的抗性；或分解或移位而不產生大塊固體的能力。可水合海綿體可能需要一種 或多種性能，例如拉伸強度；彈性；被壓縮之后緩慢或快速的形狀回復；可控的生物降解； 對過早生物降解的抗性，或分解或移位而不產生大塊固體的能力。聚合物分子量可以強烈 影響這些性能。利用電離輻射滅菌可能引起大量聚合物斷鏈和分子量大幅度減小，聚合物 性能隨之發生實質性變化。當使用Y射線滅菌時，聚合物降解程度可能特別嚴重，但當使 用其他電離輻射滅菌技術時也可觀察到明顯降解。利用蒸汽或環氧乙烷滅菌(典型地在水 蒸氣的存在下進行)可使聚合物水合并過早地將其轉變成凝膠形式，從而限制或防止隨后 在產品安置的預期時間的再水合。在一方面，本發明提供了聚合物滅菌的方法，該方法包含a)提供在周圍溫度以下(例如，冷凍到約15°C以下的溫度)冷凍的形成可水合凝 膠的聚合物；和b)利用電離輻射對該冷凍聚合物滅菌，從而提供無菌聚合物。在優選的實施方式中，該冷凍聚合物是利用電子束輻射滅菌的。與周圍溫度聚合 物的電離輻射滅菌相比，所公開的方法可以降低聚合物斷鏈和物理性能的變化。該方法對 于維持將要噴射到治療部位上的形成可水合凝膠的聚合物的可接受物理性能特別有用。在另一方面，本發明提供了包含形成無菌可水合凝膠的聚合物的醫療設備，該形 成無菌可水合凝膠的聚合物的多分散指數比該聚合物在未滅菌時的(即，在滅菌之前該聚 合物的)多分散指數大，或者該形成無菌可水合凝膠的聚合物的重均或數均分子量比當該 聚合物在周圍溫度下時利用電離輻射滅菌(例如，利用電子束輻射)時的各自重均或數均分子量大。在另一方面，本發明提供了治療方法，該方法包含使公開的形成無菌可水合凝膠 的聚合物水合從而形成粘性水凝膠，和將一層粘性水凝膠注射或噴灑到組織(例如，粘膜 組織)或其它機體結構上。
具體實施例方式下面的具體實施方式
描述了某些實施方式，并且不能認為具有限制性的意義。本 文中的所有重量、數量和比率為按重量計，除非另外具體地注明。下面顯示的術語具有下列 的含義術語“周圍溫度”表示正常的室溫，例如20°C。術語“抗微生物的”是指在金黃色葡萄球菌、銅綠假單孢菌、肺炎鏈球菌、流感嗜血 桿菌或粘膜炎莫拉菌(Moraxella catarrhal is)的一種或多種的群體中導致大于90 %的 數值減少(即，至少1個對數數量級的減少)的能力。術語“生物相容性的”當用來提及物質時是指該物質表現出對身體的不顯著的有 害或不良作用。術語“生物可降解的”當用來提及物質時是指該物質在體內將降解或蝕解以形成 小的化學或物理種類。此類降解過程可以是酶促的、化學的或物理的。術語“生物可吸收的”當用來提及物質時是指該物質能夠被身體吸收。術語“粘性的”當用來提及液體或凝膠時是指當置于水平面上時該液體或凝膠將 趨于(但不一定在所有情況下)粘住其自身并且形成單一團塊。術語“粉碎的(研細的，comminuted) ”當用來提及顆粒物質時是指顆粒已經通過 切割、磨碎、粉碎、搗碎或采用外部施加力量的其他顆粒破碎工藝被破碎并且尺寸減小。術 語“流體”當用來提及物質時是指該物質是其損耗模量(G")大于其儲能模量(G')且損 耗角正切值(tan δ )大于1的液體。術語“凝膠”當用來提及物質時是指該物質是可變形 的(即，不是固體)，G"小于G'且tanS小于1。術語“膠凝”當用來提及凝膠層的形成時是指G"等于G'且tan δ等于1的時刻。術語“形成可水合凝膠的”當用來提及聚合物時是指該聚合物在干燥形式下可以 與水結合從而形成粘性水凝膠。術語“水凝膠”當用來提及凝膠時是指該凝膠是親水性的且含有水。術語“水合 的”當用來提及裝置或物質時是指該裝置或物質含有均勻分布的化學鍵合的水。“完全水合 的”裝置或物質不能吸收額外的水合作用的水。“部分水合的”裝置或物質能夠吸收額外的 水合作用的水。術語“粘膜粘著劑”當用來提及裝置或物質時是指該裝置或物質將粘附于 粘液被覆上皮。 術語“鼻腔或竇腔”是指在鼻和竇內限定正常充氣通道和小室的各種組織，包括但 不限于鼻孑L (nostrils)或鼻孑L (nares)、鼻甲(nasal concha)或鼻甲骨(turbinate)、額 竇、篩竇、蝶竇和上頌竇、竇口(sinus ostia)和鼻咽(nasopharnyx)。術語“多分散性”和“多分散指數”是指比率Mw/Mn，其中Mw是重均分子量，Mn是 數均分子量，它們都利用帶多角度光散射檢測器的尺寸排阻色譜法測得(SEC-MALS)。術語“多糖”包括多糖的衍生物和改性多糖，以及各多糖種類和改性的各多糖種類的衍生物。例如，術語“羧甲基纖維素”包括羧甲基纖維素衍生物和改性的羧甲基纖維素，術 語“殼聚糖”包括殼聚糖衍生物和改性的殼聚糖，術語“淀粉”包括淀粉衍生物和改性淀粉。術語“保護性的”當用來提及在組織或其他身體結構上的組合物層時是指該層有 助于使損傷的、發炎的或手術修補的組織表面恢復至正常狀態，例如，通過一種或多種愈合 機制諸如炎性應答的調節、吞噬作用、粘膜重塑、纖毛再生或其他正常功能的完全或部分恢
Μ. ο術語“停留時間”當用來提及在組織或其他身體結構上的保護性凝膠層時是指在 肉眼觀察下凝膠層或其一部分在體內仍然就位所持續的時間期限。術語“溶劑化”是指形成含有溶劑或其他載體的溶液或分散體，溶質溶解或懸浮在 所述溶劑或載體內。術語“無菌的”和“滅菌的”當用來提及裝置或物質時是指當根據ISO標準 11135:1994(E)評價時該裝置或物質不含活的微生物，或者是指裝置或方法具有小于10E_3 的無菌保證水平(SAL) (Sterility Assurance Level)，該無菌保證水平是基于滅菌之后產 品單元上存在的活的微生物的概率確定的。“未滅菌的”裝置或物質不是無菌的裝置或物 質，并且“未滅菌的”裝置或物質是未經歷滅菌過程的裝置或物質。術語“基本上不含膠原的”是指含有足夠低量的膠原使得不會造成傳播或感染牛 海綿狀腦病(BSE)或變異性克雅氏病(variant Creutzfeldt-Jakob disease) (vCJD)。術語“薄的”當用來提及在組織或其他身體結構上的保護層時是指具有小于約2 毫米的平均厚度。所公開的方法和醫療設備中可以采用各種各樣的形成可水合凝膠的聚合物。該聚 合物可以是可交聯的或不可交聯的，并且在聚合物的混合物中的一種或所有聚合物可被交 聯。該聚合物期望地為水溶性的或可以，例如通過適當酸化使其為水溶性的。該聚合物可以 是液體、凝膠或固體。如果為液體，該聚合物期望地為可交聯的并且與合適的交聯劑結合從 而致使凝膠形成。如果為固體，該聚合物期望地為顆粒形式從而促進更快速的水合和凝膠 形成，例如，為平均顆粒直徑小于約1mm、小于約100 μ m、約1到約80 μ m或小于約IymWg 由流動的顆粒。聚合物可具有各種分子量，例如滅菌之前重均分子量為約7到約3000kDa、 約15到約750kDa或約15到約500kDa，并且滅菌之前數均分子量為約5到約2000kDa、約 10到約500kDa或約10到約300kDa.含有聚合物混合物的組合物是特別期望的，因為此種組合物可以使其性能無法利 用單一聚合物提供的水凝膠和海綿體形成成為可能。例如，通過改變共混物中兩種聚合物 的比率，可以改變該共混物的生物可降解或生物可吸收特性和停留時間。兩種聚合物的混 合物可以例如含有約99到約1 %的第一種聚合物和約1到約99%的第二種聚合物，或約80 到約20%的第一種聚合物和約20到約80%的第二種聚合物，或約60到約40%的第一種聚 合物和約40到約60%的第二種聚合物。通過適當地選擇混合物中聚合物的類型和量，可以 獲得具有可調性質的可再水合凝膠和海綿體。用于公開的方法和醫療設備中的示例性聚合物包括聚乙二醇(“PEG”)、甲氧基 聚乙二醇(“MPEG”)和其它聚氧乙烯類；包括明膠在內的膠原和膠原衍生物；多糖和多糖 衍生物；可水合的聚氨酯類及其組合。聚氧乙烯類和多糖是特別期望的形成可水合凝膠的 聚合物。示例性聚氧乙烯類包括來自Dow化學公司的CARB0WAX 聚乙二醇、也來自Dow化學公司的相應CARBOWAX SENTRY 食物和藥物依從性聚乙二醇以及能夠提供形成可水合凝 膠的聚合物的其它生物相容性聚氧乙烯。示例性膠原和膠原衍生物可從各種來源獲得，包 括菜牛和豬的加工器。公開的醫療設備可以是基本上不含膠原的，并且期望地為充分不含 膠原的(即，根本不含膠原)以便適于在全世界可銷售，并不限于人類使用。示例性多糖包 括瓊脂、藻酸鹽、角叉菜膠、纖維素、甲殼質、殼聚糖、硫酸軟骨素、葡聚糖、半乳甘露聚糖、糖 原、透明質酸、淀粉，和能夠提供形成可水合凝膠的聚合物的其它生物相容性多糖。含有羧 甲基纖維素(CMC)和殼聚糖的組合物可以提供特別期望的一組性能。其它期望的組合物包 括含有殼聚糖和藻酸鹽、透明質酸或硫酸軟骨素的那些。示例性纖維素包括CMC、甲基纖維素、乙基纖維素、羥丙基纖維素、羥丙基甲基纖維 素和半纖維素，以及其衍生物，包括氧化的纖維素。示例性纖維素材料可從各種商業來源 獲得，包括Dow Wolff Cellulosics (例如，羧甲基纖維素鈉產品的WALOCEL CRT系列)、 Hercules公司(例如，纖維素膠和羧甲基纖維素產品的AQUAL0N 系列)和Sigma-Aldrich 公司(例如，No. C4021微粒纖維素)·示例性的未修飾殼聚糖及其鹽(包括檸檬酸鹽、硝酸鹽、乳酸鹽、磷酸鹽、氯化 物和谷氨酸鹽)可從多個商業來源獲得，包括KitoZymeS.A.、Fluka Chemie AG、FMC BioPolymer AS的NovaMatrix部門和Sigma-Aldrich公司。殼聚糖也可以通過水解使甲殼 質(聚-N-乙酰基-D-葡糖胺)脫乙酰化以去除氮原子上的乙酰基來合成。生成的聚合物 具有多個重復單位(例如，約30到約3000個重復單位，約60到約600個重復單位，或對于 所選擇的終端用途可能需要的此類其他量)，它們的一些或全部含有脫乙酰化氨基(例如， 全部重復單位的約30到約100%或約60到約95% )，剩余的重復單位(如果有的話)含有 乙酰化氨基。聚合物是陽離子的并且可以被認為由葡萄胺單體組成。殼聚糖可以是例如，滅 菌之前的數均分子量小于約50kDa的超低分子量物質，滅菌之前的數均分子量為約50到約 200kDa的低分子量物質，滅菌之前的數均分子量為約200到約500kDa的中分子量物質或 滅菌之前的數均分子量大于約500kDa的高分子量物質。殼聚糖衍生物還可以采用，例如， 其中一個或多個羥基或氨基已經被修飾以改變衍生物的溶解度或粘膜粘附特性的衍生物。 示例性的衍生物包括硫醇化殼聚糖，以及非硫醇化殼聚糖衍生物，例如乙酰化、烷基化或磺 化殼聚糖(例如，0-烷基醚，0-酰基酯，陽離子化三甲基殼聚糖和用聚乙二醇改性的殼聚 糖)。殼聚糖衍生物可從多種來源獲得。例如，硫醇化殼聚糖可從ThioMatrix Forschungs Beratungs GmbH禾口Mucobiomer Biotechnologische Forschungs-und Entwicklungs GmbH 獲得，或通過殼聚糖與合適的硫醇化試劑反應制備，如公開的PCT申請WO 03/020771 Al以 及Roldo等人的Mucoadhesive thiolated chitosans as platforms for oral controlled drug delivery :synthesis and in vitro evaluation(作為口月艮控釋藥物遞送平臺的粘 膜粘著劑硫醇鹽化殼聚糖合成及體外評估，European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics,57,115-121(2004)) ；Krauland 等人，Viscoelastic Properties of a New in situ Gelling Thiolated Chitosan Con jugate (新穎原位膠凝硫醇鹽化殼聚 糖的粘彈性特征，Drug Development And Industrial Pharmacy, 31,885-893 (2005)), Bernkop-Schniirch, Thiomers :A new generation of mucoadhesive polymers (柳 硫 汞新一代粘膜粘著聚合物，Advanced Drug Delivery Reviews，57，1569-1582 (2005))； 禾口 Bernkop—Schniirch 等入，Thiomers Preparation and in vitro evaluation of amucoadhesive nanoparticulate drug delivery system(柳硫萊粘膜粘著性粘膜顆 粒藥物遞送系統的制備及體外評估，International journal of Pharmaceutics, 317, 76-81(2006))中所述。其他多糖(例如，瓊脂、藻酸鹽、角叉菜膠、甲殼質、硫酸軟骨素、葡聚糖、半乳甘露 聚糖、糖原、透明質酸、淀粉)的來源和類型可以由本領域技術人員基于與上面對纖維素和 殼聚糖所給出的那些類似的選擇特性來選擇。當在多糖混合物中組合時，每種多糖的量可 以廣泛地變化以獲得所需的性質組合。例如，CMC和殼聚糖的共混物可由于具有殼聚糖而 具有良好的抑菌性能，和由于CMC而具有可控的、持續的和可調的降解速率，而單獨使用殼 聚糖可形成具有固有的較差的機械和再吸收性能的凝膠或海綿體，并且單獨使用CMC可形 成不具有殺菌性能的凝膠或海綿體。示例性可水合聚氨酯類包括美國專利4，137，200中描述的那些、HYP0L 親水性聚 氨酯預聚物(Dow化學公司，Midland MI)和NAS0P0RE 鼻敷料(nasal dressing) (來 自Polyganics BV，Rozenburglaan，荷蘭)。聚合物(一種或多種)在包裝和發送至最終用 戶之前任選地交聯。例如，可以采用與本申請同日提交的共同未決的PCT申請(代理案號 P0027228. 02 和 151-P-272^W001)中描述的脫水熱交聯(dehydrothermal crosslinking) 工藝進行交聯。對于公開的可再水合凝膠，這優選地通過將自由流動的可再水合聚合物顆 粒脫水熱交聯以形成自由流動的可再水合交聯聚合物顆粒來完成。換句話說，顆粒優選地 是本身單獨地被交聯，而仍然是自由流動的并且能夠以后快速地溶解和再水合。對于本發 明的海綿體，交聯優選地通過將成形的多孔物品脫水熱交聯來完成，所述物品已經通過將 所需聚合物的溶液放置在合適的模具中并且將所述溶液凍干以形成具有與所需的非壓縮 的海綿體形狀相對應的形狀的多孔固體而制成。換句話說，海綿體優選地在交聯之前成形 和制備成多孔的。交聯也可以利用縮合反應(例如，導致失去水的脫水反應，導致失去諸如氯化氫、 甲醇或乙酸等另外小分子的反應)、加聚合反應(例如，乙烯基的)、離子反應，或涉及硫化 物或胺基團的反應進行。當使用兩種或更多種聚合物的組合時，在摻合聚合物之前交聯可以對一種或多于 一種的聚合物進行。這容許對下述的性質進行定制，所述性質諸如膠凝行為、膠凝時間和植 入后的降解時間。如果需要，得到的共混物可以進行額外的脫水熱交聯反應，例如脫水熱交 聯反應。聚合物還可以保持分開的狀態，并且以后由終端用戶混合，盡管這與在制造場所形 成共混物相比通常會不太便利。利用冷電離輻射滅菌法，使公開的形成可水合凝膠的聚合物從未滅菌形式轉變成 無菌形式。術語“冷”在這個上下文中是指利用電離輻射給在周圍溫度以下冷凍的聚合物 滅菌，而不是指利用電離輻射給周圍溫度下的聚合物滅菌。應當注意，周圍溫度下聚合物的 電子束滅菌在多種出版物中有時稱為“冷”電子束滅菌，從而區分此種滅菌與升高溫度的滅 菌處理，如利用蒸汽或環氧乙烷。代替地，對于本申請，術語“冷電子束滅菌”是指利用電子 束輻射給在周圍溫度以下冷凍的聚合物滅菌。聚合物可以以各種方式冷凍，包括儲存在冷藏箱中、與冷板接觸、暴露到冷的干燥 空氣中、暴露到干冰中或暴露到液化的無水氣體(例如，液體二氧化碳或液氮)中。例如， 聚合物可以冷凍到15 °C、10°C、5 °C、0°C、-5 °C、-10°C、-15 °C、-20°c，或甚至更冷的溫度或冷凍到這些溫度之下(如在電子束暴露之前在聚合物樣品內部中測得的)，例如通過冷凍到 接近或達到干冰大氣壓升華點(_79°C)或液氮大氣壓沸點(_196°C)的溫度可以達到的。 無菌聚合物可以比當在周圍溫度下時利用電離輻射滅菌的其它方面相似的聚合物經歷更 少的聚合物斷鏈。一般地，當冷凍聚合物溫度降低時，由電離輻射滅菌引起的聚合物斷鏈程 度可以同樣地降低。根據所選的滅菌技術，冷凍可以在滅菌之前和滅菌過程中進行，或僅在 滅菌之前進行。對于諸如Y輻射滅菌之類較緩慢的滅菌技術，在滅菌之前和滅菌過程中都 需要冷凍。對于諸如電子束處理之類的較快速的滅菌技術，僅在滅菌之前進行冷凍就可能 足夠。可以采用多種電離輻射滅菌源，包括、輻射、紫外線、X-射線和電子束輻射。電 子束輻射是特別期望的，這部分是因為它可進行的速度快，其中典型的滅菌循環通常以幾 分鐘的方式完成(例如，兩個五分鐘循環)。X-射線對于需要比電子束輻射提供的穿透能 力更大的應用可能是優選的。也可以采用紫外輻射和Y輻射，但在一些情況下是禁忌的， 這部分是因為紫外輻射和Y輻射可以導致聚合物降解程度更高，并且在Y輻射的情況下 是禁忌的，這是因為可能需要長得多的滅菌循環(例如，數個小時或更多)。冷電子束滅菌如上所述是特別期望的，并將在下面更詳細地討論。應當理解，滅菌 領域技術人員通過適當改變下面陳述的電子束討論可以用其它冷電離輻射方法代替冷電 子束滅菌。公開的冷電子束滅菌方法似乎降低了聚合物重均和數均分子量值，但是所降低 的程度比當該聚合物在周圍溫度下時利用電子束輻射滅菌聚合物的情況下所觀察到的更 少。公開的方法可以提供降低的降解或改進的聚合物分子量的保留以及各種其它物理性 能，例如，保存期、可噴灑性、粘性強度、粘附強度，或安置在治療部位之后的停留或保留時 間。例如，經受傳統(周圍溫度)電子束滅菌的形成凝膠的聚合物在噴射時可能不再形成 凝膠，但當用冷電子束滅菌代替傳統電子束滅菌時該聚合物形成凝膠的能力可被保持。對 任何給定物理性能觀察到的變化程度可以取決于多種因素，包括選擇的聚合物和其分子量 和多分散指數。冷電子束滅菌之后的重均或數均分子量可以為，例如相應未滅菌聚合物的 重均或數均分子量的至少50%、至少60%、至少70%或至少80%。冷電子束滅菌增大的 多分散指數也可以在未滅菌聚合物增大的多分散指數之上，而相比于未經滅菌的聚合物 的多發性指數，傳統電子束滅菌可能不會改變或可能降低多發性指數。例如，在冷電子束 滅菌之后，滅菌的聚合物的多分散指數比未滅菌的聚合物的多分散指數大至少2%、至少 4%或至少8%。合適的電子束設備或服務可以從多個供應商獲得，包括BeamOne LLC(圣 地亞哥 Diego, CA)、電子束 Services, Inc.(坎布雷 Cranbury，NJ)、Isotron(UK)、 L-3Communication Pulse Sciences (圣利恩喬 San Leandro，CA)、NUTEK 公司(黑沃德 Hayward, CA)和Sterigenics國際公司(圣地亞哥San Diego, CA)。期望的電子束輻射劑 量水平可以根據選擇的聚合物(一種或多種)、選擇的產品形式(例如，液體、凝膠、顆粒或 海綿體)以及是否存在包裝而變化，并且一般可以經驗地確定。應當采用充分的電子束輻 射從而確保無菌產品，同時避免可能引起過度斷鏈和聚合物降解的水平。選擇的劑量可以， 例如相當于約10到約100千戈瑞(kGy)、約15到約50kGy或約20到約35kGy的沉積輻射 能。對于某些聚合物(例如，易于氧化的那些)，在惰性氣氛(例如，在氮氣或氬氣)下進行滅菌可進一步減少斷鏈或降解。無論是否采用惰性氣氛，在干燥條件(例如，在干燥空 氣、氮氣或氬氣)下進行滅菌也都是期望的，因為這樣做有助于阻止過早的聚合物水合。干 燥條件也可以通過在0°C下或0°C以下滅菌來促成，以便雜散的水蒸汽或濕氣傾向于在鄰 近冷表面上凝結和凍結，而不引起過早的聚合物水合。在滅菌之前或之后，公開的醫療設備可以放置在合適的密封包裝(例如，由合適 材料制成的注射器、小瓶或袋子)中，并按需要儲存或運送給經銷商或最終用戶(例如，外 科醫生、內科醫師、牙科醫生或其他醫療專業人員)。在優選的實施方式中，該醫療設備在冷 凍之前或在滅菌之前密封在合適的包裝中，以便當運送給經銷商或最終用戶時該設備及其 包裝都是無菌形式的。根據所期望的最終用途，選擇的包裝可以包括多種特征，例如，滅菌 維護、保存期指示、保存期保藏、干擾預防(tamper prevention)、標記或警告用的空間、以 便可以觀察或檢查內容物的充足清晰度、干擾指示、無菌度喪失的指示，等等。公開的醫療設備在安置或插入到治療部位中之前可以再水合，或者在干燥狀態 時安置并然后原位再水合(例如，通過加入外部提供的再水合流體、通過吸收內源性流體 (endogenous fluid)，或兩者)。再水合海綿體通常是相對簡單的(straightforward)，并 可以通過將海綿體用水或含有任何其他所需成分的水溶液浸泡或飽和來進行。例如，生理 鹽溶液可以是優選的并且是容易獲得的再水合溶液，如果需要可以使用其他的物質諸如 磷酸緩沖鹽水(PBS)。由于與水結合時一些干燥粉狀材料傾向于形成團塊，所以使可再水 合凝膠顆粒再水合有些更加困難。但是，可以利用上述共同未決的PCT申請(代理案號 NoP0027228. 02和151-P_272^W001)中描述的再水合過程來避免團塊，其中將可再水合凝 膠顆粒分散在生物相容性水溶性極性分散劑(例如，乙醇、異丙醇或丙酮)中，接著使該分 散體與充足的含水顆粒溶劑(即，顆粒的水基溶劑)混合從而將顆粒轉化成粘性水凝膠。極 性分散劑是顆粒的足夠差的溶劑，使得顆粒和分散劑的混合物將不會形成真溶液。在顆粒 和分散劑已經通過例如將它們漩渦在一起而攪拌后，所述分散體中的顆粒理想地為充分地 小，使得該分散體是穩定的或準穩定的(例如，膠態分散體或適度持久的懸浮液)。不受理 論的限制，含水顆粒溶劑的加入被認為容許在每個懸浮的顆粒的表面處經由周圍的分散劑 溶解至該含水顆粒溶劑相中而幾乎同時地發生再水合，從而容許形成粘性水凝膠，而不形 成可見的未水合聚合物的團塊。以此方式，分散的聚合物(例如分散的多糖)可以與水或 水溶液組合以形成無團塊的水凝膠，即使干粉狀聚合物通常不會那樣。在許多情況下，公開 的方法可以用來使用兩個注射器之間的通道、溫和的攪動或其他簡單的混合技術而不需要 使用機械攪拌器，制備令人滿意的無團塊的凝膠。公開的混合方法還可以容許形成非常濃 縮的水凝膠，其不能通過僅將粉末狀可水合聚合物與水或與加入酸或堿的水混合來獲得。 當粘性水凝膠從粉末狀可水合聚合物制備時，聚合物濃度典型地取決于選擇的聚合物分子 量，并且例如可以是再水合凝膠的約1到約20%，約1到約10%或約1到約5%。凝膠可 以理想地在小于30分鐘、小于20分鐘、小于10分鐘、小于5分鐘、小于1分鐘內或甚至在 再水合后基本上立即形成。對于沒有立即再水合的聚合物，可以期望地在聚合物已經變得 太粘而不能噴灑或另外通過小的孔口分配——例如通過No. SA-3668 FIBRIJET 360°氣 體輔助內向施藥器(Gas Assisted Endoscopic Applicator, Micromedics 公司.,圣保羅 St. Paul, MN)—之前將粉末飽和并將其注射。公開的醫療設備可以在再水合之前或之后任選地包括多種其他成分。示例性的其他成分包括溶劑、酸、堿、緩沖劑、抗微生物劑、治療劑和其他輔劑。酸、堿或緩沖劑可以例如 將凝膠保持在用于接觸人類組織的適當PH，例如，大于5的pH，接近中性的pH，或小于8. 5 的PH。示例性的緩沖劑包括巴比妥鈉、甘氨酰胺、甘氨酸、氯化鉀、磷酸鉀、鄰苯二甲酸氫鉀、 乙酸鈉、檸檬酸鈉、磷酸鈉和它們的共軛酸。公開的醫療設備期望地是固有的抗微生物劑，而不需要加入單獨的抗微生物劑。 如果需要可以采用單獨的抗微生物劑。所述抗微生物劑的有用的列舉可以參見，例如，美 國專利申請公開號US 2007/0264296 Al。可用在公開的醫療設備中的示例性治療劑包括 適合用于目標治療部位處的任何物質，包括止痛劑、抗膽堿能藥、抗真菌劑、抗組胺劑、甾 體或非留體抗炎劑、抗寄生蟲劑、抗病毒劑、生物抑菌組合物(biostatic compositions)、 化療/抗腫瘤劑、細胞因子、減充血劑、止血劑(例如凝血酶)、免疫抑制劑、粘液溶解劑 (mucolytics)、核酸、肽類、蛋白質、類固醇、血管收縮劑、維生素、它們的混合物和本領域技 術人員已知的其他治療性物質。所述治療劑的有用的列舉可以參見，例如，上面提到的美國 專利申請公開號US 2007/0264296 Al中。可包括在公開的醫療設備中的其他輔劑包括染料、顏料或其他著色劑(例如，FD & C3號紅、FD & C20號紅、FD & C6號黃、FD & C2號藍、D & C5號綠、D & C4號橙、D & C8 號紅、焦糖、二氧化鈦、水果或蔬菜著色劑諸如甜菜粉或胡蘿卜素、姜黃根、紅辣椒和本 領域技術人員已知的其他物質)；指示劑；調味劑或甜味劑包括但不限于茴香油、櫻桃、肉 桂油、檸檬油(例如，檸檬油、黎莓油或橙油)、可可、桉樹、草藥芳香劑(例如丁香油、鼠尾草 油或肉桂油)、乳糖、麥芽糖、薄荷醇、薄荷油、糖精、環己基氨基磺酸鈉、留蘭香油、山梨醇、 蔗糖、香草醛、冬青油、木糖醇和它們的混合物；抗氧化劑；消泡劑；和流變學改性劑包括增 稠劑和觸變膠(thixotrope)。公開的醫療設備期望地不含有可能潛在地損害患者組織或結 構例如鼻腔或竇腔中的粘膜組織的成分。在期望從組織中去除水，例如，從息肉或水腫組織中去除流體的那些情況下，高 滲劑可以用于公開的醫療設備中。示例性的高滲劑包括呋塞米、氯化鈉凝膠和可以從組 織或物質中抽出水的其他鹽制劑，它們直接或間接地改變粘膜層的滲透壓量(osmolar content)。當期望治療劑的持續釋放或延遲釋放時，還可以包括釋放劑改性劑。施用的可再水合凝膠可以填充治療部位(例如，鼻腔或竇腔，或一部分肢體或脊 柱中的開口、隱窩、通道或關節)，在此情況下，公開的凝膠可以形成非常厚且不暴露于空氣 或其他附近的氣體的層，并且在整個層上具有不同的厚度。公開的可再水合凝膠還可以作 為薄膜或其他保形涂層施用，在此情況下本發明的凝膠層可以形成相對薄且暴露于空氣或 其他附近的氣體的層，并且在整個層上具有基本上均一的厚度。可再水合凝膠組合物提供 保護層，該保護層可以是粘性的、彈性的或粘彈性的。該保護層期望地粘附于治療部位處 的粘膜或其他天然組織(例如，軟骨或骨)并且抵抗分離或其他破壞直至凝膠層發生天然 的降解或吸收，例如，在1天至幾天(例如，2、3、或4天)、幾周或幾個月的體內停留時間 后。同時細菌再建群(recolonization)或再感染可以被顯著地減少或避免，并且可以發生 改善的愈合和纖毛再生。保護性凝膠層可以提供多種治療優勢，包括但不限于抵抗細菌粘 附、抗感染特性、局部免疫調節、組織保護、減少或消除疼痛或出血、減少炎癥、優化纖毛再 生環境、減少與重要解剖結構的粘附等等。這些優勢可以由多種機制引起，包括a)殺死細 菌，b)抑制細菌建群，c)抑制細菌與組織的粘附，d)減少組織發病或膿腫形成，e)減少或防止疾病復發(例如，特別是減少與細菌生物膜中的細菌毒素和被囊多糖(encapsulated polysaccharide)相關的慢性炎癥)，f)在愈合期間包被和保護組織，諸如通過保持促進血 小板聚集的濕潤傷口，或通過閉合干性傷口而不會形成過度粗糙的結構，g)止血，h)優化 粘膜纖毛再生的環境，i)加速纖毛的生長或再生和j)將治療劑(一種或多種)遞送至治 療部位。期望地保護性凝膠層將粘附于一部分粘膜，而使未粘附部分中的纖毛自由進行自 然的有節律的纖毛運動(即，纖毛擺動)，如果需要也將遞送抗微生物劑或其他的治療劑， 并且期望地將阻礙或阻止細菌粘附于治療部位。公開的醫療設備可以期望地用作多步驟治療方案的一部分，其破壞細菌生物膜 并且阻礙其恢復。例如，可以進行一系列步驟，其可以廣義地分類為清潔/破壞、殺死、 充氣、保護/包被和愈合。清洗/破壞步驟可以通過施用如上述美國專利申請公開號 US2007/0264296 Al中討論的溶劑化系統來進行。殺死步驟可以通過將適當的抗微生物劑 應用于治療部位來進行。這可以例如通過將抗微生物劑包含在溶劑化系統中作為單獨應用 的組合物，或包含在溶劑化系統和單獨應用的組合物兩者中來實現。抗微生物劑還可以在 操作后應用或施用。充氣步驟可以通過開放閉塞的或部分閉塞的通道，例如，對于鼻部應用 的竇或竇口，從而向被治療組織提供空氣通道或改善空氣通道來進行。這可以例如通過手 術去除阻塞性組織結構或手工地將所述結構移位來實現。保護/包被步驟可以通過用公 開的凝膠組合物包被由此治療的組織的至少一部分，或通過用公開的海綿體覆蓋由此治療 的組織的至少一部分來進行。愈合步驟可以通過允許清洗的、保護的和封閉的組織表面經 歷至正常狀態的恢復來進行，例如，通過一種或多種愈合機制諸如炎性應答的調節、吞噬作 用、粘膜重塑、纖毛再生或正常功能的完全或部分恢復。多步驟治療方案可以包括或緊接 著清除步驟，在該步驟中凝膠組合物或海綿體是充分生物可降解的或生物可再吸收的，從 而在所需的時間期限內從治療部位消失，所述時間期限，例如，超過1天、超過3天，或約4 到約7天，并且期望地不脫落大的固體塊。公開的方法可以有利地在無需手術的條件下實 現，例如，通過普通的吸入/吸出技術應用和去除任選的溶劑化系統，或通過簡單地沖洗受 感染組織然后應用公開的凝膠組合物或海綿體。等同的一系列步驟可以在一部分中耳或內 耳中以多步驟治療方案進行。關于所述治療方案的更多細節可以參見美國專利申請公開號 2007/0264310A1。在下面非限制性實施例中進一步說明本發明。實施例1將低分子量形成可水合凝膠的多糖聚合物(來自FMC BioPolymer AS的 NovaMatrix unit的PROTASAN G113 170，OOOkDa殼聚糖谷氨酸鹽)和中分子量形成 可水合凝膠的多糖聚合物(來自FMCBioPolymer AS的NovaMatrix unit的PROTASAN G213 350，OOOkDa殼聚糖谷氨酸鹽)的樣品在PBS中溶解為5wt. %的聚合物濃度，然 后將它們凍干以形成干燥粉末。經由SEC-MALS，利用Tosoh公司(日本)的TSK-GEL G6000PWxl,G5000PWxl 和 G3000PWXl 尺寸排阻色譜柱,Waters 公司(Milford，ΜΑ)的 WATERS 2695 Separation Module，Waters 公司的 WATERS 2414 DRI Detector (檢測器)，Wyatt Technology公司(圣芭芭拉Santa Barbara, CA)的DAWN HELE0S 多角度光散射檢測器和 Wyatt Technology公司的ASTRA V SP高分子表征軟件，對每個樣品的未滅菌部分進行評 估以確定Mw、Mn和多分每個樣品部分和利用冷藏箱冷凍至-20到-25°c下的部分進行滅菌，并對其進行評估以確 定Mw、Mn和多分散指數。這些結果在下面表1中示出表 權利要求
1.一種聚合物滅菌的方法，所述方法包含a)提供在周圍溫度以下冷凍的形成可水合凝膠的聚合物；和b)利用電離輻射對所述冷凍聚合物滅菌，從而提供無菌聚合物。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述無菌聚合物比在周圍溫度下利用電離輻射滅 菌的其它方面相似的聚合物具有更少的聚合物斷鏈。
3.根據權利要求1所述的方法，其中所述無菌聚合物比未經滅菌的其它方面相似的聚 合物具有更高的多分散性。
4.根據權利要求1所述的方法，其中所述無菌聚合物利用電子束輻射滅菌，并且比在 周圍溫度下利用電子束輻射滅菌的其它方面相似的聚合物具有更高的多分散性。
5.根據權利要求1所述的方法，其中所述無菌聚合物利用電子束輻射滅菌，并且比在 周圍溫度下利用電子束輻射滅菌的其它方面相似的聚合物具有更高的重均分子量。
6.根據權利要求1所述的方法，其中所述無菌聚合物的重均分子量或數均分子量是相 應的滅菌之前的重均分子量或數均分子量的至少60%。
7.根據權利要求1所述的方法，其中所述無菌聚合物的重均分子量或數均分子量是相 應的滅菌之前的重均分子量或數均分子量的至少70%。
8.根據權利要求1所述的方法，其中所述無菌聚合物的重均分子量或數均分子量是相 應的滅菌之前的重均或數均分子量的至少80%。
9.根據權利要求1所述的方法，其中所述無菌聚合物的多分散指數比滅菌之前的所述 聚合物的多分散指數大至少2%。
10.根據權利要求1所述的方法，其中所述無菌聚合物的多分散指數比滅菌之前的所 述聚合物的多分散指數大至少4%。
11.根據權利要求1所述的方法，其中所述無菌聚合物的多分散指數比滅菌之前的所 述聚合物的多分散指數大至少8%。
12.根據權利要求1所述的方法，其中所述無菌聚合物是顆粒。
13.根據權利要求1所述的方法，其中所述無菌聚合物是非粉碎的。
14.根據權利要求1所述的方法，其中利用所述無菌聚合物制備的水凝膠是可噴灑的 并且噴灑時將形成凝膠。
15.根據權利要求1所述的方法，其中所述無菌聚合物是海綿體。
16.根據權利要求1所述的方法，其中所述聚合物包含多糖。
17.根據權利要求1所述的方法，其中所述聚合物包含殼聚糖。
18.根據權利要求1所述的方法，其中所述聚合物包含殼聚糖和另一多糖的混合物。
19.根據權利要求1所述的方法，其中所述聚合物包含殼聚糖和羧甲基纖維素的混合物。
20.根據權利要求1所述的方法，其中所述聚合物包含聚乙二醇。
21.一種包含形成無菌可水合凝膠的聚合物的醫療設備，所述聚合物的多分散指數比 所述聚合物在未滅菌時的多分散指數高，或者所述聚合物的重均分子量或數均分子量比所 述聚合物在周圍溫度下利用電離輻射滅菌時的各自重均分子量或數均分子量高。
22.—種治療方法，所述方法包含a)使形成無菌可水合凝膠的聚合物水合，從而形成粘性水凝膠，所述聚合物的多分散指數比所述聚合物在未滅菌時的多分散指數高，或者所述聚合物的重均分子量或數均分子 量比所述聚合物在周圍溫度下利用電離輻射滅菌時的各自重均分子量或數均分子量高，和 b)將一層所述粘性水凝膠注射或噴灑到組織或其它機體結構上。
全文摘要
形成可水合凝膠的聚合物的滅菌可通過將該聚合物在周圍溫度以下冷凍并利用電離輻射(例如，電子束輻射)對該冷凍聚合物滅菌來進行。這樣做可以降低周圍溫度下聚合物的電離輻射滅菌所引起的物理性能的降解，并可以保持或保留期望的水合或形成凝膠的特性。
文檔編號A61L2/00GK102099060SQ200980117591
公開日2011年6月15日 申請日期2009年4月23日 優先權日2008年4月24日
發明者D·P·埃默里, M·F·米恩笛 申請人:麥德托尼克公司