專利名稱：帶涂層的組織工程支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及組織修復(fù)和再生以及用于組織修復(fù)和再生的裝置。本發(fā)明涉及在 至少一個表面上具有涂層的支架，所述涂層部分地滲入支架結(jié)構(gòu)中。本發(fā)明特別涉及這樣 的組織工程支架，其在組織工程支架的一個表面上具有部分滲入的抗粘連涂層，即抗粘連 可吸收膜層，以防止粘連。所述組織工程支架還可在組織工程支架的其他表面上具有第二 涂層，以引導(dǎo)細胞向內(nèi)生長并增強組織整合。
背景技術(shù)：
組織(例如肌肉骨骼組織)的損傷可能需要通過外科手術(shù)干預(yù)來修復(fù)。此類修復(fù) 可以通過縫合受損組織，并且/或者通過將植入物配入到受損組織而實現(xiàn)。植入物可以提 供對受損組織的結(jié)構(gòu)支撐，并且其可以用作細胞能夠在其上生長的基底，從而有利于愈合。腹壁的損傷是常需要外科手術(shù)修復(fù)的一類組織損傷。當腹壁的內(nèi)層變?nèi)醵拿浕?撕裂時，會出現(xiàn)可能嚴重的病況。腹部的內(nèi)膜推壓并穿過變?nèi)醯膮^(qū)域而形成氣球狀的囊。這 繼而又會導(dǎo)致腸袢或腹部組織滑入該囊中，從而造成疼痛和其他可能嚴重的健康問題。這些病癥通常通過外科手術(shù)來治療，其中突出的器官或其部分被重新定位。與抗 粘連阻擋層(anti-adhesion barrier)結(jié)合的網(wǎng)片狀補片常被用來修復(fù)突出的部位。一直需要生物相容性組織修復(fù)植入物，其具有足夠的結(jié)構(gòu)完整性以抵御與植入受 影響區(qū)域相關(guān)的應(yīng)力，并且還具有促進組織向內(nèi)生長和與向內(nèi)生長的組織整合的能力，以 及防止粘連的能力。此類生物相容性組織修復(fù)植入物是所有類型的組織撕裂修復(fù)所需的， 但特別是腹壁組織損傷的修復(fù)所需的。特別需要具有部分滲入的抗粘連涂層或膜層以防止 粘連的裝置(例如組織工程支架)，包括還具有第二涂層的此類裝置，所述第二涂層可以引 導(dǎo)細胞向內(nèi)生長，增強組織整合并提供其他的治療效果。除非另外指明，本說明書和所附權(quán)利要求書中提出的所有份數(shù)和百分比均按重量 計(w/w) ο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及可以在外科手術(shù)中施加以修復(fù)組織損傷(例如腹壁的組織損傷)的 裝置(例如支架)。所述裝置一般具有可增強的支架以及在該支架的至少一個表面上的涂 層。所述涂層最好是抗粘連材料，即抗粘連涂層。盡管不希望被束縛于任何理論，但發(fā)明人 相信，抗粘連涂層的抗粘連性質(zhì)可以防止或阻止身體器官和/或其他內(nèi)部結(jié)構(gòu)粘連到植入 所述裝置的創(chuàng)傷組織。所述裝置還可在支架和支架表面上包括一個或多個分離的涂層，即 除所述抗粘連涂層之外的一個或多個涂層，其提供諸如促進細胞向內(nèi)生長以及增強組織整 合的治療效果。這些另外的涂層最好設(shè)在支架的未涂覆抗粘連材料的表面上。所述裝置還 可通過生物活性劑、細胞、組織糜和細胞溶解物來增強。在本發(fā)明的一個方面，所述支架具有部分滲入支架結(jié)構(gòu)中的抗粘連涂層或抗粘連 層，例如部分滲入的可吸收抗粘連膜層?？拐尺B涂層或抗粘連層提供阻止或防止內(nèi)部結(jié)構(gòu)
4粘連到植入支架的創(chuàng)傷組織的阻擋層?？拐尺B涂層或抗粘連層最好是可吸收的。在本發(fā)明 的另一些實施例中，所述支架的各表面具有涂層，例如第一表面具有部分滲入支架結(jié)構(gòu)中 的抗粘連涂層，第二表面具有引導(dǎo)細胞生長并增強組織整合的層或涂層。支架材料可以是織造或非織造材料。支架還可具有能夠穩(wěn)定所述織造或非織造材 料的增強材料，增強材料的一個實例是網(wǎng)片。本發(fā)明的一些實施例涉及可吸收或不可吸收 的無網(wǎng)片織造或非織造材料、可吸收的帶網(wǎng)片織造或非織造材料以及不可吸收的帶網(wǎng)片織 造或非織造材料。本發(fā)明的一個實施例涉及親水涂層與包括疏水材料的支架的組合，所述親水涂層 可以是可吸收防粘連膜層和/或抗粘連阻擋層，其具有透明質(zhì)酸、羧甲基纖維素(“CMC”)、 氧化的再生纖維素(“0RC”)、以及它們的組合。涂層材料部分地滲入支架中，這可以完全 消除或減少用以將涂層(即可吸收防粘連膜層或抗粘連阻擋層)保持在支架上的膠或膜的量。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的裝置的透視圖，所述裝置具有支架結(jié)構(gòu)以及部分滲入 該支架結(jié)構(gòu)中的抗粘連阻擋層。圖2是圖1所示裝置的放大透視圖，特別示出支架結(jié)構(gòu)與部分滲入該支架結(jié)構(gòu)中 的抗粘連阻擋層之間的界面。圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的具有CMC/0RC涂層的網(wǎng)片增強非織造支架的一組掃描 電鏡(“SEM”)圖像。圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的具有1-乙基-3- (3- 二甲基氨丙基)碳二亞胺鹽酸鹽 (“EDC”)交聯(lián)的CMC/0RC涂層的網(wǎng)片增強非織造支架的一組SEM圖像。
具體實施例方式所述裝置具有支架，所述支架具有一個或多個表面，并且具有這樣的結(jié)構(gòu)多個纖 維的外表面在所述支架內(nèi)限定一個或多個(最好為多個)空隙空間。形成層的涂層材料在 支架的至少一個表面上，并填充所述表面處或附近的至少一個空隙空間(最好填充所述表 面處或附近的所有空隙空間)。因此，該涂層部分地滲入支架結(jié)構(gòu)中。在本發(fā)明的一個方面，支架具有上表面和/或下表面，在該上表面和/或下表面上 有一個或多個涂層或?qū)印Ｔ诒景l(fā)明的另一個方面，支架的一個表面涂覆有抗粘連涂層或抗 粘連層，例如可吸收防粘連膜(absorbable membrane)，以防止粘連。可吸收防粘連膜可以 部分地滲入支架結(jié)構(gòu)中。所述裝置還可以具有生物活性劑、細胞、組織糜和細胞溶解物，作 為支架材料的組分和/或作為支架的一個或多個表面上(最好在不具有抗粘連涂層的支架 表面上)的涂層或?qū)拥囊徊糠?。在一個實施例中，支架表面上的涂層是抗粘連層，使得其在 愈合期間保護內(nèi)部器官免于粘連到支架和/或創(chuàng)傷組織上。圖1和圖2示出了本發(fā)明的實施例，其中涂層材料(例如可吸收防粘連膜)通過 部分滲入支架中而與支架整合。參見圖1和圖2，支架1具有纖維結(jié)構(gòu)，在此實施例中所述 纖維結(jié)構(gòu)具有多個纖維2，并且支架1在所述多個纖維2內(nèi)具有一個或多個空隙空間3。在 圖1和圖2的實施例中，纖維2是非織造結(jié)構(gòu)，但是應(yīng)當理解，所述纖維可以是織造或非織造的。纖維2具有外表面4，并且空隙空間3由纖維2的外表面4大致限定。相互纏結(jié)的纖 維2形成間隙，即空隙空間3，因此各種相互纏結(jié)的纖維2的外表面4在支架1內(nèi)限定一個 或多個空隙空間3。在本發(fā)明的另一些實施例中，支架用增強材料來加強。在圖1的實施例中，支架在 一些或所有的空隙空間3內(nèi)具有增強材料5。可用于本發(fā)明的增強材料5的實例是網(wǎng)片狀 纖維，其提供對支架結(jié)構(gòu)的支撐。ULTRAPR0網(wǎng)片增強Polyglactin 910非織造支架(可得 自 Ethicon, Inc. Somervilie, New Jersey，USA( “Ethicon”))可用于本發(fā)明。如圖1和圖2所示，支架1主要具有上表面6和下表面7。在圖1和圖2所示的實 施例中，所述裝置包括第一涂層8(其可以是抗粘連涂層)以及第二涂層9。參見圖1，第一 涂層8 (例如可吸收防粘連膜)在上表面6處或鄰近上表面6，第二涂層9在下表面7處或 鄰近下表面7，所述第二涂層9可以是提供治療效果(例如細胞向內(nèi)生長以及增強組織整 合)的涂層。第一涂層8可以包括透明質(zhì)酸、羧甲基纖維素(“CMC”)、氧化的再生纖維素 (“0RC”)、以及它們的組合。如圖2特別示出的，第一涂層8(例如抗粘連涂層)部分地滲 入到支架1內(nèi)，使得該涂層8的一些或全部填充支架結(jié)構(gòu)的上表面6處或附近的至少一個 空隙空間3，并且支架1的纖維2部分地滲入抗粘連涂層8中。在本發(fā)明的一些方面中，第 一涂層8 (例如抗粘連涂層)作為連續(xù)層填充支架1的上表面6處或附近的所有空隙空間 3。該涂層可以覆蓋支架的整個上表面，基本上覆蓋支架的整個上表面，或者覆蓋支架的一 些上表面。在本發(fā)明的一個實施例中，涂層8(通常為抗粘連涂層)是親水的，并且支架材 料是疏水的，例如纖維2具有疏水的外表面4。親水的涂層材料與疏水的支架材料的組合使 得涂層材料部分地滲入支架結(jié)構(gòu)中(即滲入空隙空間中)，從而不需要用膠或另設(shè)的膜來 將涂層(例如可吸收防粘連膜和/或抗粘連阻擋層)施加到支架的表面。在一個實施例中，形成抗粘連涂層(例如可吸收防粘連膜)的涂層材料具有透明 質(zhì)酸或CMC以及與ORC的組合，例如INTERCEED 和SURGICEL (可得自Ethicon, Inc.)。 在另一實施例中，該涂層材料由透明質(zhì)酸和CMC的組合(帶ORC或不帶0RC)形成?？拐尺B 涂層通常具有約1. 5%至約5% (例如約2% )的透明質(zhì)酸和/或約至約10% (例如約 1.5% )的CMC，其中任一者或二者可以與最多約5%的ORC(例如約0. 至約5%的0RC， 優(yōu)選地約0.5%的0RC)組合。涂層可以通過交聯(lián)來穩(wěn)定，例如通過EDC來穩(wěn)定，包括在含醇 (例如乙醇、異丙醇、丙醇、以及它們的組合)溶液中的EDC，其濃度最好在約50%至約95% 之間。優(yōu)選的交聯(lián)劑包括具有約EDC、約IOnM戊二醛以及約0. 至約2%二乙烯砜的 醇溶液?？拐尺B涂層可以足夠厚以粘附到支架結(jié)構(gòu)并在植入后提供防止內(nèi)部器官粘連到 裝置或創(chuàng)傷組織的阻擋層。例如，抗粘連涂層材料(例如可吸收防粘連膜)的厚度可以是 約5μπι至約250μπι。裝置上的其他涂層也可以具有約5μπι至約250 μ m的厚度。涂層材 料滲入支架結(jié)構(gòu)(即，纖維和空隙空間)中的深度最好為約Iym至約100 μπι。因此，涂層 材料可以滲入支架材料的纖維網(wǎng)的空隙空間中約Iym至約100 μ m的距離，所述距離從支 架的上表面或下表面(即涂層所施加到的支架表面)測量。在本發(fā)明的一個實施例中，支架可以由生物相容性聚合物形成。多種生物相容性 聚合物可用來制作根據(jù)本發(fā)明的生物相容性組織植入物或支架裝置。生物相容性聚合物可 以為合成聚合物、天然聚合物或它們的組合。如本文所用，術(shù)語“合成聚合物”是指自然界中不存在的聚合物，即使該聚合物是由天然存在的生物材料制成。術(shù)語“天然聚合物”是指 天然存在的聚合物。在支架包括至少一種合成聚合物的實施例中，合適的生物相容性合成 聚合物可以包括選自脂族聚酯、聚氨基酸、聚富馬酸丙二醇酯、共聚(醚-酯)、聚亞烷基草 酸酯、聚酰胺、酪氨酸衍生聚碳酸酯、聚(亞氨基碳酸酯)、聚原酸酯、聚氧雜酯、聚酰胺酯、 含胺基的聚氧雜酯、聚(酸酐)、聚磷腈、以及它們的共混物的聚合物。用于本發(fā)明的合適的 合成聚合物還可以包括基于在下列物質(zhì)中發(fā)現(xiàn)的序列的生物合成聚合物膠原、彈性蛋白、 凝血酶、纖連蛋白、淀粉、聚氨基酸、明膠、海藻酸鹽、果膠、纖維蛋白、氧化纖維素、甲殼質(zhì)、 脫乙酰殼多糖、原彈性蛋白、透明質(zhì)酸、核糖核酸、脫氧核糖核酸、多肽、蛋白質(zhì)、多糖、多核 苷酸、以及它們的組合。不可吸收的生物相容性聚合物也可以用于支架，包括聚烯烴，例如 含氟聚烯烴(例如，聚偏二氟乙烯與偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物的混合物，以商品名 PR0N0VA 得自Ethicon，Inc.)、聚乙烯或聚丙烯；聚氨酯；聚酯，例如聚對苯二甲酸乙二醇 酯或聚對苯二甲酸丁二醇酯；以及聚酰胺，也稱為尼龍，例如尼龍_6、尼龍-66、或尼龍-12。支架可以以氈的形式織造，其由平均長度為約5cm、平均直徑為約15um的纖維制 成，并被針刺以使纖維相互糾結(jié)。支架還可以是非織造的，根據(jù)一些實施例的非織造支架厚 約Imm并具有約75mg/cc的密度。如上面所討論，支架還可以包括增強材料。增強材料可包括任何可吸收或不可吸 收的紡織物，所述紡織物具有例如織造、針織、經(jīng)編針織(即，花邊狀)、非織造以及編織結(jié) 構(gòu)。在一些實施例中，增強材料具有網(wǎng)片狀結(jié)構(gòu)。增強材料的機械性能可以通過改變材料 的密度或紋理、材料的針織或編織類型、材料的厚度來改變，或通過將顆粒嵌入材料中來改 變。增強材料的機械性能可以通過在增強材料內(nèi)產(chǎn)生諸如網(wǎng)孔的位點來改變，在所述位點 處纖維彼此物理地結(jié)合，或與其他媒介物(例如粘合劑或聚合物)物理地結(jié)合。增強材料 可以是成單絲、紗、線、編織物、或束的纖維。這些纖維可以由任何生物相容性材料制成，包 括生物可吸收材料，例如聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚己內(nèi)酯(PCL)、聚對二氧雜環(huán)己 酮(PDO)、三亞甲基碳酸酯(TMC)、以及它們的共聚物或共混物。增強材料(例如纖維)還 可以由基于天然聚合物的任何生物相容性材料制成，包括絲綢和膠原基材料。在一些實施 例中，纖維還可以由任何不可再吸收的生物相容性纖維制成，例如聚乙烯、聚對苯二甲酸乙 二醇酯、聚(四氟乙烯)、聚碳酸酯、聚丙烯、聚(乙烯醇)、以及它們的組合。在一個實施例 中，這些纖維由丙交酯與乙交酯的95 5共聚物形成。在另一個實施例中，形成增強材料的纖維可以由生物可吸收玻璃制成。添加不同 量的固體顆粒以控制再吸收時間的生物玻璃、含硅酸鹽的磷酸鈣玻璃或磷酸鈣玻璃是可以 紡成玻璃纖維并用于增強材料的材料實例。可以添加到生物可吸收玻璃的合適的固體顆粒 包括鐵、鎂、鈉、鉀、以及它們的組合。在另一些實施例中，支架可以利用組織移植物來形成，所述組織移植物(例如)可 以從自體組織、同種異體組織和異種組織獲得。作為非限制性實例，諸如皮膚、軟骨、骨膜、 軟骨膜、滑膜、筋膜、腸系膜及腱的組織可以用作組織移植物來形成生物相容性支架。在使 用同種異體組織的一些實施例中，可以使用胎兒或新生兒的組織以避免與一些成人組織關(guān) 聯(lián)的免疫原性。—種或多種生物活性劑可以被結(jié)合到支架內(nèi)和/或加到支架上，并且/或者可以 施加到活組織上。優(yōu)選地，在將活組織添加到支架上之前，將生物活性劑結(jié)合到支架內(nèi)或涂覆在支架上。生物活性劑可以在支架結(jié)構(gòu)內(nèi)，或者其可以是施加到支架表面的涂層，或者可 以是涂層材料(例如本文所述的涂層，如可吸收抗粘連層或膜)的組分。生物活性劑包括 多種效應(yīng)物，當存在于損傷部位時，所述效應(yīng)物可以促進受影響組織的愈合和/或再生。除 了是促進或加快愈合的化合物或藥劑以外，所述效應(yīng)物還可以包括防止感染的化合物或藥 劑(如，抗微生物劑和抗生素)、減少炎癥的化合物或藥劑(如，抗炎劑)以及抑制免疫系統(tǒng) 的化合物或藥劑(如，免疫抑制劑)?？纱嬖谟诒景l(fā)明的裝置內(nèi)的其他類型的效應(yīng)物包括異源或自體同源生長因子、蛋 白質(zhì)(包括基質(zhì)蛋白)、肽、抗體、酶、血小板、富血小板血漿、糖蛋白、激素、細胞因子、糖胺 聚糖、核酸、鎮(zhèn)痛劑、病毒、病毒顆粒以及一些細胞類型。應(yīng)當理解，可以在裝置內(nèi)加入一種 或多種相同或不同功能的效應(yīng)物。此外，本文提及的效應(yīng)物是一些非限制性實例，因此本領(lǐng) 域技術(shù)人員應(yīng)當理解，其他效應(yīng)物也可以包括在本發(fā)明的裝置中。合適的效應(yīng)物的實例還包括已知的促進受傷或受損組織愈合和/或再生的眾多 異源或自體同源生長因子。這些生長因子可以直接結(jié)合到支架中，或者作為另外一種選擇， 支架可以包括生長因子的源，例如血小板。如本文所用，“生物活性劑”可以包括下面物質(zhì)中 的一種或多種趨化劑(chemotactic agent)；治療劑(如，抗生素、留體及非留體鎮(zhèn)痛劑和 抗炎劑、抗排異藥，例如免疫抑制劑和抗癌藥物)；各種蛋白質(zhì)(如，短期肽、骨形態(tài)發(fā)生蛋 白、糖蛋白和脂蛋白)、細胞附著介體、生物活性配體、整聯(lián)蛋白結(jié)合序列、配體、各種生長和 /或分化劑及其片段(如，表皮生長因子(EGF)、肝細胞生長因子(HGF)、血管內(nèi)皮生長因子 (VEGF)、成纖維細胞生長因子(如，bFGF)、血小板衍生生長因子(PDGF)、胰島素衍生生長因 子(如，IGF-1、IGF-II)及轉(zhuǎn)化生長因子(如，TGF-β I-III)、甲狀旁腺激素、甲狀旁腺激素 相關(guān)肽、骨形態(tài)發(fā)生蛋白(如，81^-2、81^-4、81^-6、81^-12)、音猬因子(sonic hedgehog)、 生長分化因子(如，⑶F5、⑶F6、⑶F8)、重組人生長因子(如，MP52)、軟骨衍生形態(tài)發(fā)生蛋 白(CDMP-I)、影響特定生長因子上調(diào)的小分子、肌糖蛋白-C(tenascin-C)、透明質(zhì)酸、硫酸 軟骨素、纖連蛋白、核心蛋白聚糖(decorin)、促凝血酶原激酶、凝血酶衍生肽、肝素結(jié)合域、 肝素、硫酸乙酰肝素、DNA片段和DNA質(zhì)粒。合適的效應(yīng)物同樣包括上述藥劑的激動劑和拮 抗劑。生長因子還可以包括上述生長因子的組合。另外，生長因子可以是由血液中的血小 板提供的自體同源生長因子。來自血小板的生長因子可以是各種生長因子的混合物。如果 其他物質(zhì)在整形外科領(lǐng)域具有治療價值，則可以預(yù)料這些物質(zhì)中的至少一些將在本發(fā)明中 有用，并且除非另外明確地限制，此類物質(zhì)應(yīng)當包括在“生物活性劑”的含義內(nèi)。裝置內(nèi)(包括支架結(jié)構(gòu)內(nèi))可能存在的蛋白質(zhì)包括由容納在支架結(jié)構(gòu)內(nèi)的細胞或 其他生物來源(例如血小板)分泌的蛋白質(zhì)，以及以分離形式存在于裝置內(nèi)的那些蛋白質(zhì)。 分離形式的蛋白質(zhì)通常是純度約55%或更高的蛋白質(zhì)，即從其他細胞蛋白、分子、碎屑等分 離的蛋白質(zhì)。在一些實施例中，分離的蛋白質(zhì)是至少約65%純度的蛋白質(zhì)，最優(yōu)選地為至 少約75%至約95%純度的蛋白質(zhì)。盡管如上所述，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，純度低于約 55%的蛋白質(zhì)仍被視為在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。如本文所用，術(shù)語“蛋白質(zhì)”包含糖蛋白、脂 蛋白、蛋白聚糖、肽、以及它們的片段?？捎米餍?yīng)物的蛋白質(zhì)的實例包括(但不限于)多 效蛋白(pleiotrophin)、內(nèi)皮素、肌糖蛋白、纖連蛋白、纖維蛋白原、玻璃粘連蛋白、V-CAM、 I-CAM, N-CAM、選擇蛋白、鈣黏著蛋白、整聯(lián)蛋白、層粘連蛋白、肌動蛋白、肌球蛋白、膠原、微 絲、中間絲、抗體、彈性蛋白、原纖維蛋白、以及它們的片段。
活組織也可以包括在本文所述的裝置中，例如作為支架結(jié)構(gòu)的組成部分。源可以 變化，并且組織可以具有多種構(gòu)造，但是在一個實施例中，組織為微細組織糜片段的形式， 其增強組織再生的效果并促進愈合反應(yīng)。在另一個實施例中，活組織可以是從健康組織獲 得的組織切片或組織條的形式，其包含能夠組織再生和/或重塑的活細胞。所述裝置還可含有細胞，例如結(jié)合到支架結(jié)構(gòu)中的細胞。根據(jù)本發(fā)明可用作效應(yīng) 物的合適的細胞類型包括(但不限于)骨細胞、成骨細胞、破骨細胞、成纖維細胞、干細胞 (例如，胚胎干細胞、間質(zhì)干細胞以及從成人組織分離的干細胞)、多能細胞、軟骨祖細胞、 軟骨細胞、內(nèi)皮細胞、巨噬細胞、白細胞、脂肪細胞、單核細胞、漿細胞、肥大細胞、臍帶細胞、 胎盤細胞、基質(zhì)細胞、上皮細胞、成肌細胞、肌腱細胞(tenocyte)、韌帶成纖維細胞、神經(jīng)細 胞、骨髓細胞、滑膜細胞(synoviocyte)、源自脂肪組織的前體細胞、外周血祖細胞、遺傳轉(zhuǎn) 化細胞、軟骨細胞與其他細胞的組合、骨細胞與其他細胞的組合、滑膜細胞與其他細胞的組 合、骨髓細胞與其他細胞的組合、間質(zhì)細胞與其他細胞的組合、基質(zhì)細胞與其他細胞的組 合、干細胞與其他細胞的組合、胚胎干細胞與其他細胞的組合、從成人組織分離的前體細胞 與其他細胞的組合、外周血祖細胞與其他細胞的組合、從成人組織分離的干細胞與其他細 胞的組合以及遺傳轉(zhuǎn)化細胞與其他細胞的組合。在整形外科領(lǐng)域中具有治療價值或者可能 發(fā)現(xiàn)具有治療用途的其他細胞應(yīng)在本發(fā)明的范圍內(nèi)，并且可加入裝置的細胞中應(yīng)當列入此 類細胞。支架還可以用在基因治療技術(shù)中，其中核酸、病毒或病毒顆粒將至少一種關(guān)注的 基因產(chǎn)物編碼到特定細胞或細胞類型。因此，生物效應(yīng)物可以是核酸(如，DNA、RNA或寡 核苷酸)、病毒、病毒顆?；蚍遣《据d體。病毒和病毒顆?？梢允荄NA或RNA病毒，或者可 以源自DNA或RNA病毒。在本發(fā)明的實施例中，基因產(chǎn)物選自蛋白質(zhì)、多肽、干擾核糖核酸 (iRNA)、以及它們的組合。一旦適用的核酸和/或病毒藥劑(S卩，病毒或病毒顆粒)結(jié)合到支架中，所述裝置 隨后就可植入特定部位以引發(fā)一種生物應(yīng)答。核酸或病毒藥劑隨后可以被細胞吸收，并且 其編碼的任何蛋白質(zhì)都可以由細胞局部產(chǎn)生。在一個實施例中，核酸和病毒藥劑可以被組 織糜懸浮液的組織片段內(nèi)的細胞吸收，或者(在一個可選實施例中)核酸或病毒藥劑可被 受傷組織部位周圍組織中的細胞吸收。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)會認識到，產(chǎn)生的蛋白質(zhì)可以是 上述類型的蛋白質(zhì)，或者是有利于增強組織治愈損傷或疾病、抗感染或減少炎性反應(yīng)的能 力的類似蛋白質(zhì)。核酸還可以用來阻斷可能對組織修復(fù)過程或其他正常生物過程產(chǎn)生負面 影響的不需要的基因產(chǎn)物的表達。DNA、RNA和病毒藥劑常用來完成此類表達阻斷功能，其 也被稱為基因表達敲除。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當知道，生物活性劑的種類可以由外科醫(yī)生根據(jù)醫(yī)學(xué)原理和適 用的治療對象來確定。不言而喻，生物活性劑或效應(yīng)物可以在裝置或裝置的支架結(jié)構(gòu)的制 造過程中或之后加入裝置(例如支架結(jié)構(gòu))內(nèi)，或者可以在對裝置進行外科手術(shù)安置之前、 過程中或之后加入裝置(例如支架結(jié)構(gòu))內(nèi)。所述裝置通過如下步驟制成提供支架，然后施加涂層材料(最好為液體形式)， 將涂層材料涂敷在支架的至少一個表面上。然后，將涂層干燥并硬化在支架的表面上以在 支架表面上形成膜或?qū)?，所述膜或?qū)硬糠值貪B入與涂層交界的支架表面(例如，如圖1和圖 2所示，支架的上表面6)處或附近的空隙空間中。
以下實例旨在說明本發(fā)明的原理和實踐，而非限制本發(fā)明。一旦具有本公開的有 益效果，本發(fā)明范圍和精神內(nèi)的許多其他實施例對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將顯而易見。SM實例1 網(wǎng)片增強非織造支架的制造制造了網(wǎng)片增強90/10乙交酯-丙交酯共聚物(PGA/PLA)非織造支架。以商品名 ULTRAPR0銷售的聚丙烯/聚卡普隆-25網(wǎng)片(Ethicon)被用作增強構(gòu)造，而90/10 PGA/ PLA非織造氈(Ethicon)為3D纖維構(gòu)造。在網(wǎng)片的每一側(cè)設(shè)置一個非織造氈，并且該結(jié)構(gòu) 隨后被針刺以使氈的90/10PGA/PLA纖維與網(wǎng)片相互糾結(jié)。網(wǎng)片增強支架為1.03mm厚，具 有71mg/cc的密度。_ 2 肺■駄諭碰陽 織實例1中制備的網(wǎng)片增強支架在支架的一側(cè)上涂覆有薄的抗粘連阻擋層(即， 層或膜)，所述涂層包括用EDC交聯(lián)的以及不用EDC交聯(lián)的1.5% (w/w)CMC和0.5% (w/ w)0RC。按如下方法制備了帶涂層裝置。首先通過在室溫下將1.5克的CMC溶解于100X 克的水中來制備1. 5% (w/w)羧甲基纖維素(型號7HFPH，批號89726，Hercules, Inc.， Wilmington, DE)溶液。然后，將0. 5克的氧化的再生纖維素(Ethicon)混合進IOOmLCMC 溶液中。將在實例1中制備的5X6cm2網(wǎng)片增強支架放置在不銹鋼拉伸框架中，以提供用 于涂敷的平坦表面。將3.3克的CMC/0RC混合物均勻涂敷在支架的一側(cè)。讓涂敷后的支架 風干過夜，然后將其均等地切為兩半。將帶涂層支架中的一個交聯(lián)，而另一個不交聯(lián)。為了 使抗粘連阻擋層交聯(lián)，將帶涂層支架在95% EtOH中用lOmg/mL EDC培養(yǎng)3個小時，用95% EtOH清洗兩次，然后風干。實例3 具有部分滲入的抗粘連阻擋層的生物相容性生物可吸收網(wǎng)片增強的可吸 收非織造支架的制造制造了生物可吸收的聚對二氧雜環(huán)己酮網(wǎng)片增強的90/10 PGA/PLA非織造支架。 聚對二氧雜環(huán)己酮網(wǎng)片被用作增強構(gòu)造，而90/10 PGA/PLA氈為3D纖維構(gòu)造。氈被設(shè)置在 網(wǎng)片的兩側(cè)，并且該結(jié)構(gòu)隨后被針刺以使氈的90/10 PGA/PLA纖維與網(wǎng)片相互糾結(jié)。用聚 對二氧雜環(huán)己酮網(wǎng)片增強的支架厚度為1. Omm,具有70mg/CC的密度。按照實例2中描述的 處理，將用聚對二氧雜環(huán)己酮網(wǎng)片增強的支架涂敷CMC/0RC抗粘連阻擋層。4 有部分滲入的抗粘連阻擋Hl的勿相容+?？搔凹癐Br網(wǎng)片t曾強的可Π及IBr非 織造支架的制造制造用聚丙烯/聚卡普隆-25網(wǎng)片(以商品名ULTRAPR0銷售(Ethicon))增強的 聚對苯二甲酸乙二醇酯非織造支架。ULTRAPR0網(wǎng)片被用作增強構(gòu)造，而不可吸收的聚對苯 二甲酸乙二醇酯(PET)氈為3D纖維構(gòu)造。氈被設(shè)置在網(wǎng)片的兩側(cè)，并且該結(jié)構(gòu)隨后被針刺 以使氈的PET纖維與網(wǎng)片相互糾結(jié)。用ULTRAPR0網(wǎng)片增強的支架厚度為1. Omm,具有70mg/ cc的密度。按照實例2中描述的處理，將用ULTRAPR0網(wǎng)片增強的支架涂覆CMC/0RC抗粘連 阻擋層。實例5 :SEM評價將根據(jù)實例2制備的帶涂層支架的樣品裝在顯微鏡上，并用EMS 550濺射鍍膜機 鍍上薄的金層。利用JEOL JSM-5900LV SEM進行SEM分析。檢查各樣品的表面和橫截面積。 SEM顯示出非織造/網(wǎng)片復(fù)合物的CMC/0RC涂覆的外層。
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圖3示出了 CMC/0RC涂覆的ULTRAPR0網(wǎng)片增強的薇喬(vicryl)非織造支架(未 交聯(lián))的SEM圖像。SEM圖像9示出了抗粘連涂層8，其部分地滲入支架結(jié)構(gòu)內(nèi)，使得抗粘 連涂層8的一些或全部填充支架結(jié)構(gòu)的上表面6處或附近的至少一個空隙空間3，并且支架 的纖維2部分地滲入抗粘連涂層8中。在圖3的SEM圖像10中更詳細地示出了纖維2、空 隙空間3與抗粘連涂層8之間的相互影響，該SEM圖像為圖3的SEM圖像9所示的裝置的 剖視圖的一部分的400x放大圖。SEM圖像10中示出，抗粘連涂層8填充空隙空間3，纖維 2穿入該抗粘連涂層中。圖3的SEM圖像11示出了支架的上表面，其具有帶有纖維2的抗 粘連涂層8。圖4示出了用EDC交聯(lián)的CMC/0RC涂覆的ULTRAPR0網(wǎng)片增強的薇喬非織造支架 的SEM圖像。SEM圖像12示出了抗粘連涂層8，其部分地滲入支架結(jié)構(gòu)內(nèi)，使得抗粘連涂層 8的一些或全部填充支架結(jié)構(gòu)的上表面6處或附近的至少一個空隙空間3，并且支架的纖維 2部分地穿入抗粘連涂層8中。在圖4的SEM圖像13中更詳細地示出了纖維2、空隙空間 3與抗粘連涂層8之間的相互影響，該SEM圖像為圖4的SEM圖像12所示的裝置的剖視圖 的一部分的750x放大圖。在SEM圖像13中示出，抗粘連涂層8填充空隙空間3，纖維2穿 入該抗粘連涂層中。SEM圖像13還示出了纖維2的外表面4以及抗粘連涂層10與外表面 4的界面。圖4的SEM圖像14示出了支架的上表面，其具有帶有纖維2的抗粘連涂層8。實例6 兔子的側(cè)壁粘連樽型研究進行中線剖腹手術(shù)。將盲腸和腸從腹中取出，并進行數(shù)字加壓以在所有表面上造 成漿膜下出血。用4" X4" 4-層消毒紗布輕輕擦磨受損的腸，直到觀察到點狀出血。然后 將盲腸和腸放回其正常的解剖位置。在右側(cè)腹壁上去除5 X 3cm2面積的腹膜和腹橫肌，以造 成缺損。然后，利用縫合技術(shù)將測試材料(即，實例2中制備的交聯(lián)CMC/0RC涂覆ULTRAPR0 網(wǎng)片增強的Polyglactin 910非織造支架)施加到缺損處。外科手術(shù)對照物未采用測試材 料。腹壁和皮膚以標準方式封閉。所有對照物顯示擦磨的盲腸粘連到側(cè)壁缺損處。用交聯(lián)的CMC/0RC涂覆ULTRAPR0 網(wǎng)片增強的Plyglactin 910非織造支架處理的所有三個動物均未觀察到任何擦磨的盲腸 粘連到側(cè)壁缺損處的情況。勒列7 用不同濃It的CMC涂g網(wǎng)片 曾強非織造支奧實例1中制備的網(wǎng)片增強90/10 PGA/PLA非織造支架在支架的一側(cè)上涂覆有薄 的抗粘連阻擋層(即，層或膜)，所述抗粘連阻擋層包含5個不同濃度的CMC。按如下方法 制備了帶涂層裝置。在室溫下制備0.5、1.0、2.5、5.0及1011^/1^ CMC(型號7HFPH，lot 77146，Hercules, Inc.，Wilmington, DE)溶液。將每一種溶液涂覆到在不銹鋼拉伸框架中 被拉平的網(wǎng)片增強支架的一側(cè)。讓被涂敷的支架風干過夜。用掃描電鏡(SEM)來評價帶涂 層支架，如實例5中所述。發(fā)現(xiàn)CMC在lOmg/mL的濃度下形成了充分無損的層。雖然本發(fā)明已通過其詳細實施例得到了顯示和描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理 解，可對本發(fā)明作出形式上和細節(jié)上的各種變化而不背離受權(quán)利要求書保護的本發(fā)明的精 神和范圍。
權(quán)利要求
裝置，包括a)具有一個或多個表面的支架，所述支架包括具有外表面的多個纖維以及由所述纖維的所述外表面限定的一個或多個空隙空間；和b)在所述支架的至少一個表面上的涂層，其中所述涂層填充至少一個空隙空間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述纖維是疏水的，并且所述涂層是親水的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述涂層包含選自透明質(zhì)酸、羧甲基纖維素、以及 它們的組合的材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述涂層還包含氧化的再生纖維素。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述材料通過交聯(lián)而穩(wěn)定。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述材料由1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳二 亞胺鹽酸鹽交聯(lián)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述支架還包括增強材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述增強材料是可吸收或不可吸收的紡織物。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述增強材料包括生物可吸收材料，其選自聚 乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚己內(nèi)酯(PCL)、聚對二氧雜環(huán)己酮(PDO)、三亞甲基碳酸酯 (TMC)、以及它們的共聚物和組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述生物可吸收材料是丙交酯和乙交酯的共聚物。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述增強材料包括基于天然聚合物的生物相容 性材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述增強材料包括不可再吸收的生物相容性纖 維，其選自聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚(四氟乙烯)、聚碳酸酯、聚丙烯、聚(乙烯 醇)、以及它們的組合。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述增強材料包括生物可吸收玻璃。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述涂層提供抗粘連阻擋層。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述涂層具有約5μ m至約250 μ m的厚度。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述涂層滲入所述支架的所述空隙空間到距離 所述支架的涂層施加表面約1 μ m至約100 μ m。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述支架包括生物相容性聚合物。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述生物相容性聚合物選自脂族聚酯、聚氨基 酸、聚富馬酸丙二醇酯、共聚(醚-酯)、聚亞烷基草酸酯、聚酰胺、酪氨酸衍生聚碳酸酯、聚 (亞氨基碳酸酯)、聚原酸酯、聚氧雜酯、聚酰胺酯、含胺基的聚氧雜酯、聚(酸酐)、聚磷腈、 基于在膠原、彈性蛋白、凝血酶、纖連蛋白、淀粉、聚氨基酸、明膠、海藻酸鹽、果膠、纖維蛋 白、氧化纖維素、甲殼質(zhì)、脫乙酰殼多糖、原彈性蛋白、透明質(zhì)酸、核糖核酸、脫氧核糖核酸、 多肽、蛋白質(zhì)、多糖、多核苷酸中發(fā)現(xiàn)的序列的生物合成聚合物、聚烯烴、聚氨酯、聚酯、聚酰 胺、以及它們的組合。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述支架用組織移植物形成。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括一種或多種生物活性劑。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括活組織。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，包括結(jié)合到所述支架結(jié)構(gòu)中的細胞。
23.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其中所述細胞選自骨細胞、成骨細胞、破骨細胞、成 纖維細胞、干細胞、多能細胞、軟骨祖細胞、軟骨細胞、內(nèi)皮細胞、巨噬細胞、白細胞、脂肪細 胞、單核細胞、漿細胞、肥大細胞、臍帶細胞、胎盤細胞、基質(zhì)細胞、上皮細胞、成肌細胞、肌腱 細胞、韌帶成纖維細胞、神經(jīng)細胞、骨髓細胞、滑膜細胞、源自脂肪組織的前體細胞、外周血 祖細胞、遺傳轉(zhuǎn)化細胞、從成人組織分離的前體細胞、以及它們的組合。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括用于基因治療技術(shù)中的生物效應(yīng)物。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述生物效應(yīng)物選自核酸、病毒、病毒顆粒和非 病毒載體。
全文摘要
本發(fā)明涉及在至少一個表面上包括涂層的支架，所述涂層部分地滲入該支架的空隙空間中。本發(fā)明還涉及包括部分滲入的抗粘連可吸收膜層的支架。
文檔編號A61L27/20GK101945675SQ200880127074
公開日2011年1月12日 申請日期2008年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月21日
發(fā)明者C·楊, W·孔 申請人:伊西康公司