專利名稱：彈性蛋白、基于彈性蛋白的生物材料和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及彈性蛋白和基于彈性蛋白的生物材料和用它們進(jìn)行組織修復(fù)和替換的方法。本發(fā)明還涉及將彈性蛋白和基于彈性蛋白的生物材料固定在活組織上的方法。
背景技術(shù)：
彈性蛋白是廣泛存在于哺乳動物中的細(xì)胞外基質(zhì)蛋白。彈性蛋白存在于例如皮膚、血管和肺組織中，給予這些組織以強(qiáng)度、彈性和柔性。此外，廣泛存在于正常動脈的內(nèi)彈性層(IEL)和外彈性層(EEL)的彈性蛋白可以抑制平滑肌細(xì)胞遷移到內(nèi)膜中。已表明可溶肽形式的彈性蛋白在應(yīng)答血小板生成的因子后，可以抑制平滑肌細(xì)胞的遷移(Ooyama等，Arteriosclerosis 7593(1987))。彈性蛋白重復(fù)六肽吸引牛主動脈內(nèi)皮細(xì)胞(Long等，J.Cell.Physiol.140512(1989))并且彈性蛋白九肽被表明吸引成纖維細(xì)胞(USP 4,976,734)。本發(fā)明利用了彈性蛋白的物理和生化特性。
百分之三十到四十的用氣球血管成形術(shù)擴(kuò)張的動脈粥樣硬化性狹窄會因血管內(nèi)側(cè)細(xì)胞向內(nèi)生長而變得再狹窄(restenose)。平滑肌向內(nèi)膜的內(nèi)向生長看來在動脈的斷面上更普遍，在該處，動脈的IEL因氣球血管成形術(shù)的嚴(yán)重膨脹損傷、血管吻合術(shù)或其他導(dǎo)致彈性層撕裂或剝離的血管創(chuàng)傷而被剝離、撕裂或缺失。盡管動脈壁的修復(fù)在損傷后發(fā)生，彈性蛋白結(jié)構(gòu)IEL和EEL并不重組。因?yàn)檫@些組分起主要的結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)作用，它們的破壞伴隨著肌細(xì)胞的移行。
也有與血管壁脆弱相關(guān)的疾病，血管壁脆弱導(dǎo)致最終會破裂的動脈瘤以及至少部分與彈性蛋白異常有關(guān)的其他事件。
修復(fù)裝置，比如血管斯坦特固定模(vascular stent)，在一定程度上已被成功地用于克服由損傷后肌細(xì)胞內(nèi)生而帶來的血管壁再狹窄的問題。此外，修復(fù)裝置會使?jié)撛诘膭用}粥樣硬化惡化。不過，修復(fù)術(shù)還是經(jīng)常應(yīng)用。
直到最近，可用于將修復(fù)材料固定到組織上(或?qū)⒔M織固定到組織上)的主要方法包括應(yīng)用縫線和鉤環(huán)(staple)。纖維蛋白膠，一種與凝血酶聚合的纖維蛋白聚合物，也已被用作組織密封劑和止血劑(主要在歐洲)。
已表明激光能量可以用于動脈切口的組織熔接，這被認(rèn)為是通過纖維蛋白、膠原和其他蛋白的熱熔而進(jìn)行的。應(yīng)用光敏染料可以增強(qiáng)激光能量向靶位點(diǎn)的選擇性傳遞并允許使用低能激光系統(tǒng)，這兩個(gè)因素可以減少不期望的熱損傷的程度。
本發(fā)明將基于彈性蛋白的產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)和激光熔接技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，提供了組織修復(fù)和替換的獨(dú)特方法。本發(fā)明使得這樣的組織修復(fù)術(shù)(特別是血管修復(fù)術(shù))成為可能，它們不具有與本領(lǐng)域已知的修復(fù)術(shù)有關(guān)的問題。
發(fā)明目的和概述本發(fā)明的一般目的是提供一種影響組織修復(fù)和替換的方法。
本發(fā)明的具體目的是提供一種彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料，該材料可用作斯坦特固定模(stent)，例如血管斯坦特固定模，或用作導(dǎo)管替換物，例如動脈、靜脈或輸尿管的替換物。該生物材料也可用作斯坦特固定?；?qū)Ч艿母采w物或襯層。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的是提供一種彈性蛋白或基于彈性蛋白的移植物，該移植物適用于修復(fù)腔壁。
本發(fā)明的另一目的是提供這樣一種彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料，它適用于組織替換或修復(fù)，例如膀胱內(nèi)替換或修復(fù)，腸、食管或結(jié)腸修復(fù)或替換，或皮膚修復(fù)或替換。
本發(fā)明的另一目的是提供一種將彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料固定在活組織上的方法，該方法不使用縫線或鉤環(huán)。
本發(fā)明涉及對身體組織的一部分進(jìn)行修復(fù)、替換或支持的方法。該方法包括將彈性蛋白或基于彈性蛋白的置于該部分的一個(gè)部位，使所述生物材料與該部位或該部位周圍的組織結(jié)合。結(jié)合受到將生物材料和該部位或該部位周圍組織，在所述結(jié)合將受影響的位點(diǎn)，與能量吸收劑接觸的影響。隨后將能量吸收劑暴露于一定量的可被該藥劑吸收的能量中，所用的量足以使該部位或該部位周圍組織與生物材料結(jié)合。
更特別地，可用本發(fā)明的方法制備可與組織融合的彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料，所述材料包含組織基物以及一層彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料，它們各自具有第一和第二外表面；一種能量吸收材料，它被施加于至少一個(gè)外表面上，該能量吸收材料滲入生物材料中。
能量吸收材料可以在一個(gè)預(yù)定的光波長范圍內(nèi)吸收能量。能量吸收材料的選擇應(yīng)使得當(dāng)它受到強(qiáng)度足夠的預(yù)定波長范圍的光能照射后，彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料的第一或第二外表面之一與組織基物融合。優(yōu)選地，彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料的第一或第二外表面是主要表面。典型地，能量吸收材料是通過將光能首先通過彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料或組織基物，再導(dǎo)入能量吸收材料，而被間接照射的。
在本發(fā)明的優(yōu)選方法中，能量吸收材料包含一種生物相容性生色團(tuán)，更優(yōu)選的是一種能量吸收染料。在本發(fā)明的一個(gè)方式中，能量吸收材料在彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料與組織基物融合在一起后基本上耗盡。在本發(fā)明的另一個(gè)方式中，能量吸收材料包含對彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料進(jìn)行染色的材料。
也可以將能量吸收材料這樣施加于生物材料的一個(gè)外表面上，即將能量吸收材料摻入一個(gè)單獨(dú)的彈性蛋白層，然后將摻入能量吸收材料的單獨(dú)的彈性蛋白層與彈性蛋白或基于彈性蛋白的彈性蛋白融合。無論如何，優(yōu)選地將能量吸收層基本上均勻地施加于至少一個(gè)外表面上，典型地，能量吸收材料基本上覆蓋彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料的整個(gè)外表面。
影響和彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料與組織基物融合有關(guān)的本發(fā)明方法的一些關(guān)鍵參量包括用光能照射能量吸收材料時(shí)波長的幅度、能量水平、吸收和光強(qiáng)度，以及光吸收材料的濃度。這些參量的設(shè)置使得在用能夠使彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料的第一或第二外表面之一與組織基物融合的光能進(jìn)行照射的一段時(shí)間中，溫度處于約40至140℃，更優(yōu)選的是約50至100℃。而且，在本發(fā)明的優(yōu)選方法中，能量吸收材料的平均厚度是約0.5至300微米。
本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)將在如下說明中闡明。
附圖簡述

圖1將激光能量施加于生物材料和暴露的天然組織。
圖2將彈性蛋白生物材料置于動脈。
圖3將生物材料用于腸補(bǔ)片(patch)。
圖4用連續(xù)波二極管激光將基于彈性蛋白的生物材料(根據(jù)Rabaud等的方法用彈性蛋白、纖維蛋白原和凝血酶制備)與豬主動脈融合后的掃描電鏡照片。
圖5用脈沖二極管激光將基于彈性蛋白的生物材料與豬主動脈融合后的光學(xué)顯微鏡照片。E＝彈性蛋白生物材料；A＝主動脈。
圖6得自動脈消化物的基于彈性蛋白的生物材料與豬頸動脈熔接后的光學(xué)顯微鏡的顯微照片。E＝彈性蛋白生物材料；A＝主動脈。
發(fā)明詳述本發(fā)明涉及基于彈性蛋白的生物材料和用激光能量將該生物材料與組織熔接的方法。適用于本發(fā)明的基于彈性蛋白的生物材料可以從如下材料制備，例如彈性蛋白(如得自豬頸韌帶)、血纖維蛋白原和凝血酶，如Rabaud等所述(USP 5,223,420)。(另見Aprahamian等，J.Biomed Mat.Res.21965(1987)；Rabaud等，Thromb.Res.43205(1986)；Martin，Biomaterials9519(1988))這些生物材料可能具有血栓形成特性，適用于某些類型的組織修復(fù)中。適用于本發(fā)明的基于彈性蛋白的生物材料也可由彈性蛋白和III型膠原蛋白制備，亦如Rabaud及其同事所述(Lefebvre等，Biomaterials13(1)28-33(1992))。這些制備物不形成血栓，因此可用于血管斯坦特固定模等。適用于本發(fā)明的另一類型的基于彈性蛋白的生物材料是按Urry等的描述(見，例如，USP 4,132,746和4,500,700)(另見USP 4,187,852、4,589,882、4,693,718、4,783,523、4,870,055、5,064,430、5,336,256)制備的。也可應(yīng)用從含有彈性蛋白的組織(例如動脈)消化得到的彈性蛋白基質(zhì)。消化過程清除了細(xì)胞、蛋白和脂肪，但保留了完整的彈性蛋白基質(zhì)。所用的生物材料應(yīng)依賴于具體的應(yīng)用。
由可溶性彈性蛋白制備的本發(fā)明基于彈性蛋白的生物材料(見上述Rabaud等)可被塑造成形，以賦予它用于特殊目的的適當(dāng)大小和形狀。塑造的生物材料可按如下方法制備。將彈性蛋白(例如可溶彈性蛋白，分子量12-32,000道爾頓)清洗并在緩沖液中膨脹。將纖維蛋白原或冷沉球蛋白(根據(jù)例如Pool等，New Engl.J.Med.273(1965)的方法制備)加入膨脹的彈性蛋白中，隨后加入硫脲，加或不加蛋白酶抑制劑(如抑肽酶)，以及膠原蛋白。邊攪拌邊入凝血酶，得到的混合物立即被倒入一個(gè)適當(dāng)?shù)哪Ｗ又?。將模子溫?例如在37℃下)，使血纖維蛋白/彈性蛋白聚合過程得以進(jìn)行，有利地，溫育時(shí)間為15分鐘至1小時(shí)，優(yōu)選30分鐘。該反應(yīng)可以在低于37℃的溫度下進(jìn)行，但在77℃下反應(yīng)會更快。但是，將反應(yīng)加熱超過40℃，會導(dǎo)致凝血酶變性。攪拌時(shí)混合物的冷卻使得混合的時(shí)間變長。為了產(chǎn)生聚合，在緩沖液中加入鈣和鎂并使用非變性的凝血酶是重要的。
在模子中聚合后，所得的生物材料可用γ射線或如戊二醛(優(yōu)選戊二醛、甲酸和苦味酸的溶液)這樣的試劑進(jìn)一步交聯(lián)。當(dāng)使用射線時(shí)，樣品最好置于鈷60源的γ射線中。輻射的量可以是10-100MRAD，優(yōu)選25MRAD。有資料表明，γ射線的量可以影響材料的強(qiáng)度(Aprahamian，J.Biomed.Mat.Res.21965(1987))。
生物材料的薄片可用適當(dāng)?shù)哪Ｗ又苽?，其厚度是可控制的。生物材料的薄片的厚度可以是，例?00微米至5毫米。薄片通常被制得盡可能地薄，以使激光能量在穿透后仍維持足夠的強(qiáng)度。作為實(shí)例，適用于腸補(bǔ)片的薄片的厚度范圍是200微米至5毫米，優(yōu)選大約2毫米。需要更大強(qiáng)度的補(bǔ)片，例如用于膀胱的補(bǔ)片，一般更厚。動脈斯坦特固定?；蜓a(bǔ)片可以薄些(例如100微米-1000微米)。
從可溶彈性蛋白或非可溶彈性蛋白片段制備的生物材料也可被塑造成管狀體，方法是例如將該材料注入管狀模子。在內(nèi)管和外管之間的彈性蛋白溶液的交聯(lián)可以在將生物材料撤出模子之前或在將管子移出后完成。不同內(nèi)徑和外徑，以及不同長度的管狀體可以通過改變內(nèi)管和外管的直徑，用這個(gè)方法來制備。具有不同直徑的內(nèi)管和外管的這種類型的模子實(shí)際上可被制成任意大小。小的管子可用于冠狀動脈斯坦特固定模。1-15英寸直徑的大管可以被制成并用作角形熔接補(bǔ)片，用于小腸或結(jié)腸吻合術(shù)?？蓱?yīng)用不同的塑造技術(shù)和塑造材料；以上所述只是一個(gè)實(shí)例。
如上所述，適用于本發(fā)明的生物材料可通過消化含有彈性蛋白基質(zhì)的組織來制備。適于用作起始材料的組織包括動脈(例如豬的冠狀動脈或股動脈)、臍帶、腸、輸尿管等。優(yōu)選地，基質(zhì)材料得自與要進(jìn)行移植的動物同樣種類的動物，以提高生物相容性。可應(yīng)用任何可以將細(xì)胞物質(zhì)、蛋白和脂肪從天然基質(zhì)中除去(消化掉)，同時(shí)保持細(xì)胞外彈性蛋白基質(zhì)完整的方法。這些方法包括這樣一些方式的組合酸性、堿性、去污劑、酶促、熱或腐蝕方式，以及應(yīng)用有機(jī)溶劑。這可以包括在這樣一些溶液中溫育氫氧化鈉、甲酸、胰蛋白酶、胍、乙醇、乙醚、丙酮、叔丁醇，以及超聲處理。典型地，在較高溫度下可以加快消化過程。溫育的最適溫度和時(shí)間依賴于所用的起始材料和消化藥劑，并且很容易被確定。
本領(lǐng)域技術(shù)人員意識到，從管狀起始材料消化得到管狀體后，可將它們打開并制成適于組織移植的薄片。此外，可將管狀體打開，然后重新構(gòu)建成管狀體，新管狀體的直徑與起始組織的不同。然而，優(yōu)選地，當(dāng)需要管狀產(chǎn)物時(shí)，起始材料的選擇應(yīng)使得消化后得到的管狀體具有合適的直徑，從而不需要后續(xù)的操作(調(diào)整長度之外的)。
本發(fā)明的生物材料，不論是從彈性蛋白粉末制備還是從組織消化制備，通常被固定于活組織?？蓱?yīng)用多種可以實(shí)現(xiàn)附著的技術(shù)，包括本領(lǐng)域所知的技術(shù)。但是，優(yōu)選地用組織熔接能源，以及可以吸收由該能源發(fā)出的能量的藥劑來固定生物材料。有利地，能源是電磁能源，比如激光，并且吸收藥劑是一種染料，該染料的吸收峰所在的波長對應(yīng)于激光的波長。彈性蛋白生物材料和要熔接的組織在此波長下具有很少的光吸收能力，因此所產(chǎn)生的效應(yīng)被限制在染料層周圍的區(qū)域內(nèi)。優(yōu)選的能源是激光二極管，其主要波長是大約808nm，優(yōu)選的染料是綠靛花青(indocyanine green，ICG)，最大吸收795-805nm(見WO 91/(，4073)。也可用其他激光/染料組合。染料優(yōu)選地被施加于生物材料的將要與活組織接觸和固定的那部分上。染料也可被施加于將要與彈性蛋白生物材料熔接和固定的結(jié)構(gòu)的表面。染料可以被直接施加于生物材料，或者先用控制生物材料對染料吸收的組合物對生物材料的表面進(jìn)行處理或包被(例如預(yù)涂)，從而使染料成為分立的一層或包被。此外，可將染料與彈性蛋白生物材料結(jié)合，使它固定于表面，避免滲入材料中。染料可以以溶液形式施加，或?qū)⑷玖先苋牖驊矣谝环N介質(zhì)中，隨后將其以薄片或薄膜形式施加，優(yōu)選地，厚度和染料濃度是均勻的。
使用熔接劑(soldering agent)的組織熔接技術(shù)可以被應(yīng)用。這樣的技術(shù)是已知的(WO 91/04073)。任何在加熱時(shí)熱變性的蛋白類物質(zhì)都可以用作熔接劑(例如，任意的血清蛋白，如白蛋白、纖維結(jié)合素、Von Willebrand因子、玻連蛋白或任意蛋白或肽的混合物)。含有凝血酶聚合的纖維蛋白原的熔接劑是優(yōu)選的，但不包括在例如血管腔中引起血栓或凝固的物質(zhì)。對熔接劑的選擇是根據(jù)它們在生物材料和組織之間提供更大的粘合強(qiáng)度的能力，熔接劑應(yīng)當(dāng)是無毒的并通常是生物相容性的。
根據(jù)本發(fā)明，激光能量可通過組織的暴露(例如在外科手術(shù)中)由激光器直接導(dǎo)向靶位點(diǎn)(例如染料)。在某些情況下，即在基于血管內(nèi)導(dǎo)管的治療中，不存在開放的外科性暴露，可用光導(dǎo)纖維將激光能量導(dǎo)向結(jié)合位點(diǎn)。當(dāng)ICG被用作染料時(shí)，可以用約800nm的靶介質(zhì)波長。該波長不能被許多組織(特別是血管組織)很好地吸收，因此，對這些組織的影響可以忽略，熱效應(yīng)僅限制在染料層。類似地，本發(fā)明的生物材料與能量吸收染料相比，在這個(gè)波段上具有較小的光吸收能力。因此，激光能量或者通過生物材料或者通過活組織而被染料層吸收，如圖1所示。一旦外科醫(yī)生暴露了需要進(jìn)行生物材料補(bǔ)充或替換的表面或血管，便可以將生物材料的含有染料的表面與天然組織在該部位接觸，并通過將激光束導(dǎo)向所需位置而給予激光能量。染料(例如ICG)層的吸收最好預(yù)先或同時(shí)確定，以給予最適量的光從而得到最佳的結(jié)合?？梢允┘訅毫σ员ＷC組織和生物材料充分接近。使用二極管激光源時(shí)，可將二極管激光器本身或基于聚光管或光導(dǎo)纖維的光傳遞系統(tǒng)置于所述材料上，以保證均勻地給予光照。
當(dāng)需要新的彈性蛋白襯層或新的內(nèi)彈性層(例如在開放性的動脈內(nèi)膜剝脫術(shù)后，動脈被手術(shù)清除粥樣斑或其他損傷)時(shí)，可將生物材料置入，染料側(cè)向下(見圖2)。生物材料可以以平的補(bǔ)片或管狀體形式應(yīng)用。管狀體可以是中空的，或用在替換過程中支持管腔的材料填充，填充材料在低熱度下融化或可用其他方式溶解或除去。必要時(shí)，可使用少量的外科縫線(例如固定用縫線)，以使血管的邊緣對齊，或縫合血管。一旦生物材料被置入，激光能量可以通過血管壁或通過生物材料而導(dǎo)向吸收性染料，適當(dāng)?shù)募す饽芰坑蓪ι锊牧现械奈盏臏y量來預(yù)先確定。此外，可以在手術(shù)中向生物材料和/或血管壁施加染料，然后給予激光能量。在此實(shí)施例中，可以在手術(shù)中確定生物材料和/或血管壁的吸收，然后給予激光能量，或用一個(gè)反饋裝置估計(jì)結(jié)合是否充分以及熱效應(yīng)。(圖4是與豬主動脈融合的基于彈性蛋白的生物材料的掃描電鏡圖。)除上述之外，本發(fā)明的生物材料可用作修復(fù)材料，用于腸或結(jié)腸修復(fù)，而它們是難以用常規(guī)技術(shù)治愈的，特別是當(dāng)患者有營養(yǎng)或其他方面的問題，或患者處于休克狀態(tài)(例如在多重槍傷或其他腹部損傷的情況下)時(shí)(見圖3)。這種補(bǔ)片的應(yīng)用可以，例如，封閉腸容物，從而減少腹膜炎傾向。此外，補(bǔ)片可用于出現(xiàn)裂傷的固形器官，例如肝。類似地，本發(fā)明的生物材料可用于修復(fù)或替換泌尿系統(tǒng)的若干部分，即從腎盂到尿道。補(bǔ)片也可被用于封閉心室中的缺損，例如動脈瓣缺損，以及支氣管瘺或直腸瘺。該生物材料也可被用作治療動脈瘤的腦血管補(bǔ)片。用定向激光融合，該生物材料可以在一定位置進(jìn)行封閉。為了在不能或不需要直接照射的地方應(yīng)用，可采用不同的導(dǎo)管或內(nèi)窺鏡系統(tǒng)將激光導(dǎo)向靶位點(diǎn)。
本發(fā)明涉及的基于彈性蛋白的生物材料可用于多種其他臨床或外科方案以實(shí)現(xiàn)組織修復(fù)移植。為了以血管內(nèi)斯坦特固定模的形式傳送該生物材料，可將生物材料預(yù)先裝置在收縮的氣球?qū)Ч苌?。用?biāo)準(zhǔn)技術(shù)將氣球?qū)Ч芡ㄈ胨璧膭用}或靜脈位置。然后使氣球膨脹，將斯坦特固定模(生物材料)壓向血管壁，再通過氣球給予激光以在該位置封閉斯坦特固定模(染料可以在生物材料的外側(cè))。然后使氣球收縮并移出，在該位置留下斯坦特固定模?？墒褂靡环N保護(hù)性的套管(例如塑料的)，在斯坦特固定模通過血管時(shí)對它進(jìn)行保護(hù)，一旦斯坦特固定模處于所需的位置，就將該套管撤出。本發(fā)明的生物材料也可用作生物相容性覆蓋物，用于金屬的或合成的骨骼或斯坦特固定模。在某些情況下，可使用簡單的機(jī)械作用而不必使用激光結(jié)合。但是，根據(jù)特殊的需要，例如在不能進(jìn)行充分機(jī)械結(jié)合的地方，如置于腹主動脈瘤中的斯坦特固定模中，可以用激光結(jié)合。
一種可選的基于導(dǎo)管的血管斯坦特固定模采用帶有或不帶有氣球遞送裝置的臨時(shí)性血管斯坦特固定模。
另一種基于導(dǎo)管的血管斯坦特固定模采用了熱變形金屬(如鎳鈦諾或其他類似金屬)支架或斯坦特固定?；虬?，可將其加入導(dǎo)管中，位于斯坦特固定模生物材料的下面。將該斯坦特固定模通入所需的位置，使斯坦特固定模的可變形金屬激活，將斯坦特固定模貼附于血管壁上。然后通過也裝配到導(dǎo)管中的基于光導(dǎo)纖維的系統(tǒng)傳遞激光。
基于彈性蛋白的生物材料也可用于替換生病的或損傷的血管或非血管組織的某些部分，如食管、心旁、肺plura等。該生物材料也可用于皮膚替換，用于例如燒傷或創(chuàng)傷的治療中。同樣，該生物材料可用作永久性的敷料，作為上皮細(xì)胞再生的支架。該生物材料可以包含抗生素、凝血劑或其他各種治療所需的藥物，這樣可以提供高的局部藥物濃度，而全身的藥物濃度很低。彈性蛋白生物材料可以與染料一起施加在組織一側(cè)，然后用適當(dāng)波長的激光能量將其融合。
除修復(fù)管狀體結(jié)構(gòu)之外，本發(fā)明的生物材料也可用于器官重建。例如，該生物材料可以被塑造或以其他方式形成袋狀物，用于膀胱的重建。本發(fā)明的生物材料也可以被塑造或以其他方式成形，用于食管替換。如果需要外壁支持物以控制食物從咽到胃的通路，可以將金屬或合成的網(wǎng)狀物與植入物結(jié)合。這可被用于食管狹窄，酸反流腐蝕食管的修復(fù)，或更優(yōu)選地，用于重新修復(fù)在食管癌的手術(shù)或化療治療當(dāng)中或之后損傷的食管。
對于某些應(yīng)用，可能需要將本發(fā)明的生物材料與具有強(qiáng)的機(jī)械特性的支持材料結(jié)合使用。對于這些應(yīng)用，該生物材料可被包被在支持材料上(見上面關(guān)于斯坦特固定模的描述)，例如，采用本文描述的熔接技術(shù)。適當(dāng)?shù)闹С植牧习ň酆衔铮缇幙椀木垡蚁Ρ蕉狨?Dacron)、特氟隆、聚烯共聚物、聚氨基甲酸乙酯聚乙烯醇或其他聚合物。此外，可以使用天然聚合物和非天然聚合物的混合型聚合物，天然聚合物比如血纖維蛋白和彈性蛋白，非天然聚合物比如聚氨基甲酸乙酯，聚丙烯酸或聚乙烯醇(Giusti等，Trends in Polymer Science 1261(1993))。這樣的混合材料既有聚合物的機(jī)械特性的優(yōu)點(diǎn)，又有所需的基于彈性蛋白的材料的生物相容性。其他可以從包被了彈性蛋白生物材料的合成物或金屬，或由生物材料/合成物混合物制成的修復(fù)物，包括心瓣環(huán)和食管斯坦特固定模。
本發(fā)明的基于彈性蛋白的修復(fù)物可以包含藥物，這樣可將藥物通過修復(fù)物傳遞到特定的身體部位。例如在血管斯坦特固定?？梢园乐鼓乃幬?如肝素)，或抗血小板藥物(如水蛭素)，防止平滑肌內(nèi)生的藥物或刺激在食管癌的手術(shù)或化療當(dāng)中或之后內(nèi)皮受損的食管的藥物。
對于某些應(yīng)用，可能需要將本發(fā)明的生物材料與具有強(qiáng)的機(jī)械特性的支持材料結(jié)合使用。對于這些應(yīng)用，該生物材料可被包被在支持材料上(見上面關(guān)于斯坦特固定模的描述)，例如，采用本文描述的熔接技術(shù)。適當(dāng)?shù)闹С植牧习ň酆衔?，如編織的聚乙烯對苯二酸?Dacron)、特氟隆、聚烯共聚物、聚氨基甲酸乙酯聚乙烯醇或其他聚合物。此外，可以使用天然聚合物和非天然聚合物的混合型聚合物，天然聚合物比如血纖維蛋白和彈性蛋白，非天然聚合物比如聚氨基甲酸乙酯，聚丙烯酸或聚乙烯醇(Giusti等，Trends in Polymer Science 1261(1993))。這樣的混合材料既有聚合物的機(jī)械特性的優(yōu)點(diǎn)，又有所需的基于彈性蛋白的材料的生物相容性。其他可以從包被了彈性蛋白生物材料的合成物或金屬，或由生物材料/合成物混合物制成的修復(fù)物，包括心瓣環(huán)和食管斯坦特固定模。
本發(fā)明的基于彈性蛋白的修復(fù)物可以包含藥物，這樣可將藥物通過修復(fù)物傳遞到特定的身體部位。例如在血管斯坦特固定?？梢园乐鼓乃幬?如肝素)，或抗血小板藥物(如水蛭素)，防止平滑肌內(nèi)生的藥物或刺激在食管癌的手術(shù)或化療當(dāng)中或之后內(nèi)皮受損的食管的藥物。也可包含血管舒張劑。由基于彈性蛋白的生物材料形成的修復(fù)物可以用在食管癌的手術(shù)或化療當(dāng)中或之后受損的食管活細(xì)胞包被。
對于某些應(yīng)用，可能需要將本發(fā)明的生物材料與具有強(qiáng)的機(jī)械特性的支持材料結(jié)合使用。對于這些應(yīng)用，該生物材料可被包被在支持材料上(見上面關(guān)于斯坦特固定模的描述)，例如，采用本文描述的熔接技術(shù)。適當(dāng)?shù)闹С植牧习ň酆衔?，如編織的聚乙烯對苯二酸?Dacron)、特氟隆、聚烯共聚物、聚氨基甲酸乙酯聚乙烯醇或其他聚合物。此外，可以使用天然聚合物和非天然聚合物的混合型聚合物，天然聚合物比如血纖維蛋白和彈性蛋白，非天然聚合物比如聚氨基甲酸乙酯，聚丙烯酸或聚乙烯醇(Giusti等，Trends in Polymer Science 1261(1993))。這樣的混合材料既有聚合物的機(jī)械特性的優(yōu)點(diǎn)，又有所需的基于彈性蛋白的材料的生物相容性。其他可以從包被了彈性蛋白生物材料的合成物或金屬，或由生物材料/合成物混合物制成的修復(fù)物，包括心瓣環(huán)和食管斯坦特固定模。
本發(fā)明的基于彈性蛋白的修復(fù)物可以包含藥物，這樣可將藥物通過修復(fù)物傳遞到特定的身體部位。例如在血管斯坦特固定?？梢园乐鼓乃幬?如肝素)，或抗血小板藥物(如水蛭素)，防止平滑肌內(nèi)生的藥物或刺激在食管癌的手術(shù)或化療當(dāng)中或之后內(nèi)皮受損的食管的藥物。也可包含血管舒張劑。由基于彈性蛋白的生物材料形成的修復(fù)物也可以用活細(xì)胞包被，優(yōu)選地，細(xì)胞來自修復(fù)裝置的接受者。內(nèi)皮細(xì)胞，優(yōu)選自體內(nèi)皮細(xì)胞(例如在liposuction中收集到的)可以在移植(例如血管斯坦特固定模適應(yīng)癥)前，被接種到彈性蛋白生物移植物上。此外，彈性蛋白生物材料可用作皮膚替換物或修復(fù)介質(zhì)，其中培養(yǎng)的皮膚細(xì)胞在移植前被置于生物材料上。因此，可將皮膚細(xì)胞用于包被彈性蛋白生物材料。
在如下非限制性實(shí)施例中，對本發(fā)明的某些方面作了更詳細(xì)的描述。
實(shí)施例1 從可溶性肽制備基于彈性蛋白的生物材料的薄片用于生物材料制備的材料磷酸緩沖液所用的磷酸緩沖液含有1mM磷酸鈉，150mM氯化鈉，2mM氯化鈣，1mM氯化鎂，pH7.4。
可溶性彈性蛋白肽牛頸韌帶彈性蛋白粉末得自Sigma，St.Louis，Missouri。用以下方法 得到可溶性彈性蛋白肽將2.7克彈性蛋白粉末懸于35毫升溶于80％乙醇中的1M KOL溶液。將懸液在50℃下攪拌2.5小時(shí)。然后加入10毫升去例子水，用濃縮的12M HCl中和至pH7.4。將溶液在4℃下冷卻12小時(shí)。從鹽晶體中傾析出澄清的溶液，將上清在2000rpm下離心15分鐘。溶液對自來水透析三次，兩次間隔2小時(shí)，一次間隔15小時(shí)，使用10,000MW截至分子量的透析袋。再對去離子水透析六次，間隔為2小時(shí)，有一次間隔為15小時(shí)。所得的透析產(chǎn)物被冷凍干燥，保存于-20℃。產(chǎn)率為40％。
冷沉球蛋白的制備用Pool和Shannon的方法的改進(jìn)方法來制備冷沉球蛋白(New Engl.J.Med.273(1965))。冷沉球蛋白主要是血纖維蛋白原(40mg/ml)和纖維粘連素(10mg/ml)(血纖維蛋白原的濃度與纖維粘連素的不同)。簡單地說，在含有腺嘌呤、檸檬酸、右旋葡萄糖抗凝血劑的標(biāo)準(zhǔn)500毫升血液收集袋中收集豬血。將血液轉(zhuǎn)移到12個(gè)50毫升塑料離心管中，在1500rpm下離心15分鐘。從血球?qū)由蟽A析出血漿，在-70℃下冷凍12小時(shí)。然后將血漿在4℃下融化。通過4℃，1500rpm離心血漿15分鐘收集冷沉球蛋白。傾析出上清液，用pasteur pipette移出沉淀從而收集冷沉球蛋白。將各管用3毫升檸檬酸鈉溶液清洗，檸檬酸鈉溶液中含有0.9％NaCl和0.66％檸檬酸鈉。將冷沉球蛋白合并，-70℃下冷凍，冷凍干燥并保存于-20℃，直到使用。
硫脲試劑級硫脲得自Sigma，St.Louis，Missouri。使用0.5mg/ml溶液。
I型膠原蛋白酸性可溶I型膠原蛋白得自Sigma。優(yōu)選地，它是用Bornstein的方法的改進(jìn)方法，從大鼠的尾腱中得到的。將2毫克膠原蛋白在0.6毫升的磷酸緩沖液中加熱到60℃ 10分鐘直至膠原蛋白溶解。它被冷卻到37℃并被使用。
凝血酶牛血漿凝血酶以冷凍干燥的形式得自Sigma。當(dāng)用1毫升水重建后，每毫升溶液含有106NIH單位。
抑肽酶牛肺抑肽酶得自Sigma。每毫升含有15-30胰蛋白酶抑制單位。
制備六個(gè)模子如下制備在～40mm×25mm的玻璃板的一側(cè)粘上620μm石英絲，用橡膠帶將另一玻璃板綁在第一玻璃板上。如此構(gòu)建的各模子容積約0.5毫升。
通過連續(xù)加入和混合如下成分來制備生物材料200毫克可溶卡巴彈性蛋白或卡巴彈性蛋白粉末，溶于37℃磷酸緩沖液(PB)(1mM P041150mM NaCl，2 mM Ca21 1mM Mg21 PH7.4)160毫克溶于1毫升PB(37℃)的冷沉球蛋白2毫克溶于0.6毫升PB(60℃ 37℃)的2毫克膠原蛋白200)11硫脲(0.5mg/ml)
200 CL1抑肽酶(5單位)將上述溶液的0.6毫升等分試樣裝入試管，并加入50μl凝血酶溶液(～6單位)。將得到的溶液立即倒入模子。用戊二醛將某些得到的薄片交聯(lián)2分鐘。
結(jié)果如上述制得的薄片呈微黃色而且混濁。用戊二醛固定的薄片比未固定的薄片伸展性差并且容易撕開。用電鏡檢查戊二醛固定的薄片。在100倍和1000倍下，這些薄片看來具有光滑的有粘性的表面。
實(shí)施例2 基于彈性蛋白的生物材料薄片的組織熔接熔接前步驟1mg/ml的ICG溶液被施加到新鮮的豬主動脈上，豬主動脈已被仔細(xì)地剪去外膜，用無菌的0.9％NaCl溶液清洗，并切成1cm2的方塊。將1mg/ml的ICG溶液施加到主動脈的腔側(cè)約3分鐘，然后擦去。(ICG得自Sigma，含有90％染料和10％碘化鈉。用7.25×10-6M溶液在780nm下測得的吸收系數(shù)是175,000M-1cm-1。當(dāng)ICG與血清蛋白結(jié)合時(shí)，吸收最大值移到805nm(Landsman等，J.Appl.Physiol.40(1979))。)含有大約40mg/ml血纖維蛋白原和10mg/ml摻有ICG的纖維粘連素的少量冷沉球蛋白也被施加，將生物材料置于其上。兩種材料被置于兩個(gè)玻璃片之間。將其浸入0.9％鹽水中。熔接步驟如實(shí)施例1制備的生物材料薄片在pH7.4和磷酸緩沖液中平衡，用鋁鎵砷二極管陣列激光器將其熔接到用ICG染色的豬主動脈上。最大輸出在808+/-1.5nm。激光器與帶有聚乙烯包被材料的1μm的石英纖維偶合。通過調(diào)整聚光鏡和纖維末端之間的距離，纖維末端的斑點(diǎn)大小可以從1毫米到4毫米不等。激光器可連續(xù)操作，用連續(xù)波，纖維末端輸出的測量值是1.5瓦。將石英纖維直接置于玻璃片、生物材料、主動脈上。在熔接前測量激光的斑點(diǎn)大小。在鹽溶液下的的熔接看來是在0.85W而不是1.32W的照射下完成的。對熔接來說，20秒的時(shí)間是足夠的，40秒會導(dǎo)致棕色變化和生物材料的碳化。
實(shí)施例3 由動脈消化制備基于彈性蛋白的生物材料將新鮮的4厘米長的豬主動脈剝離干凈，用兩次0.9％鹽水清洗過夜。血管被置于0.5M NaOH中并超聲120分鐘(對Crissman，R.1987的方法的改進(jìn))(Crissman，Rogert S. “兩種用于制備電鏡觀察所用的血管彈性蛋白網(wǎng)絡(luò)的消化技術(shù)的比較”，電鏡技術(shù)雜志6335-348(1987))。然后在蒸餾水中清洗被消化的血管并在225°F下高壓滅菌30分鐘。被消化的血管看起來是半透明的，顏色純白，從水中移出后崩解，表明沒有膠原蛋白和其他結(jié)構(gòu)支持蛋白。
動脈消化物與豬主動脈的熔接按如下方法完成。用5mJ/ml的ICG將新鮮的豬主動脈包被5分鐘。過量的ICG溶液被吸除。將1×1cm見方的NaOH-超聲過的被消化的頸動脈彈性蛋白片段置于新染色的主動脈上。用脈沖鋁鎵砷二極管激光陣列(Star Medical Tehno.Logies)熔接該片段。發(fā)出790-810的5毫秒脈沖光，能量為2焦耳，并通過集光管施加到組織上，該集光管能產(chǎn)生4×4mm的均勻光束，并被置于覆蓋了玻璃蓋片的彈性蛋白消化物上。最多10個(gè)脈沖即可得到好的熔接。圖6顯示了與豬主動脈熔接的彈性蛋白消化物的光學(xué)顯微照片。
實(shí)施例4 基于彈性蛋白的生物材料的制備和與豬主動脈的融合材料將牛頸彈性蛋白粉末(Sigma St.Louis MO)過40μm篩并在磷酸緩沖液中膨脹。彈性蛋白片段隨后與下述物質(zhì)反應(yīng)磷酸緩沖液中的67毫克血纖維蛋白原(Sigma)，2m酸性可溶I型膠原蛋白(Sigma)，2.8毫克硫脲，2mM Ca2+，1mM Mg2+和75單位的凝血酶，并被注入模子中，加熱至77℃。移出該生物材料的1毫米厚的薄片和管子，并保存在33％乙醇中備用。
綠靛花青染料被溶于去離子水中以得到1％的溶液并被施加到新鮮的豬主動脈腔的表面。染料在該處停留5分鐘，然后將殘余的染料吸去。將彈性蛋白生物材料置于ICG染色的主動脈上，并用玻璃蓋片覆蓋。用一個(gè)集光管施加激光能量，該集光管收集鎵砷二極管激光器陣列的輸出，所述激光器在800nm下發(fā)出5毫秒的脈沖光。用2.89焦耳的能量照射6平方毫米的斑點(diǎn)，進(jìn)行1-10個(gè)脈沖以得到適當(dāng)?shù)娜劢?。然后將樣品剖開，用甲醛固定，用于顯微研究。圖5是用彈性蛋白染料染色的熔接物的光學(xué)顯微照片。彈性蛋白生物材料與豬主動脈的好的熔接表現(xiàn)為對生物材料或主動脈沒有可檢測的熱或其他損害。
實(shí)施例5 基于彈性蛋白的生物材料的制備和與豬主動脈的融合材料牛頸韌帶彈性蛋白、來自豬血漿的血纖維蛋白原和酸性可溶I型膠原蛋白和來自大鼠尾腱的膠原蛋白得自Sigma化學(xué)品公司(St.Loouis，MS.)。在50℃下用2.5小時(shí)將彈性蛋白溶于1M KOL/80％乙醇中。(Hornebreck)。用Pool和Shannon的方法(Pool和Shannon)從豬血漿中得到冷沉淀物。新鮮的豬主動脈得自Carlton Packaging Co.(Carlton，Ore)并保存在-20℃直到融化使用。
用類似于Rabaud發(fā)展的方法(Rabaud)制備彈性蛋白-血纖維蛋白生物材料。用溶解的彈性蛋白和冷沉淀物制備的補(bǔ)片可以通過連續(xù)加入下列物質(zhì)來制備溶于2毫升緩沖液的充分混合的200mg可溶彈性蛋白，溶于1毫升緩沖液中的160mg冷凍干燥的冷沉淀物，溶于0.6毫升緩沖液中的2mgI型膠原蛋白，0.2毫升硫脲溶液(0.5mg/ml水)。加入6個(gè)單位的凝血酶使體積達(dá)到0.5毫升。混合物的等分試樣在1毫升注射器中充分混合，然后被注入4cm2的玻璃模子中。將模子在37℃下保溫30分鐘，用25mrad的ofg射線(鈷源)照射。將生物材料在33％乙醇中保存在4℃下。在使用前用鹽水將生物材料清洗幾次。
也可用不可溶彈性蛋白和血纖維蛋白原制備補(bǔ)片。使用前將得自Sigma的冷凍干燥的彈性蛋白通過U.S.no 4000目篩(Tyler)。只使用40微米或更小的顆粒。28-0毫克的過濾的彈性蛋白在過量的磷酸緩沖液中膨脹和清洗過夜。將混合物離心(1000rpm，10min)，去掉過量的緩沖液。將膨脹的彈性蛋白懸于2毫升磷酸緩沖液中。向懸液連續(xù)地加入下列物質(zhì)溶于1毫升緩沖液中的67毫克的冷凍干燥的血纖維蛋白原，溶于0.6毫升緩沖液中的2毫克I型膠原蛋白，0.2毫升硫脲溶液(0.5mg/ml水)。最后，加入33單位的凝血酶，將混合物充分渦旋混勻，迅速倒入3厘米×7厘米的模子中。在37℃下將模子保溫30分鐘。生物材料在33％的乙醇中在4℃下保存。在使用前將生物材料用鹽水清洗幾次。
用AlGaAr二極管陣列激光器將可溶性的彈性蛋白-冷沉淀的補(bǔ)片與豬主動脈融合，所述激光器發(fā)出808nm的連續(xù)波光輻射。用0.9％的NaCl清洗新鮮的豬主動脈，把它剪成2平方厘米的小份。用pasteur pipette將濃度為1或5mg/ml的溶于水的綠靛花青(Sigma)施加到主動脈上，保持5分鐘，然后被吸去。隨后將組織用0.9％鹽溶液平衡15分鐘以除掉未結(jié)合的染料。再將該生物材料施加到主動脈腔表面。通過1微米的融合的硅纖維(Polymicro Technologies Phoenix，Az.)，并透過玻璃蓋片將激光光束導(dǎo)向生物材料表面，如圖1所示。在不同距離下，激光光束的斑點(diǎn)大小在1-4毫米之間變化。從纖維末端測到的激光輸出是1.5瓦，照射時(shí)間從5到4秒不等。
用AlGaAr二極管陣列激光器將不可溶的彈性蛋白-血纖維蛋白原的補(bǔ)片與豬主動脈融合，所述激光器發(fā)出790-810nm的脈沖光輻射(StarMedical Technologies)。同上面對新鮮主動脈的描述一樣制備融化的豬主動脈并用5mg/ml的ICG水溶液染色。在將生物材料施加到染色的主動脈腔表面之后，通過用銅包覆的集光管將激光導(dǎo)向生物材料，所述集光管置于玻璃蓋片上。激光輸出被設(shè)為2焦耳，脈沖持續(xù)時(shí)間為5毫秒。
實(shí)施例6牛頸韌帶彈性蛋白、來自豬血漿的血纖維蛋白原和酸性可溶I型膠原蛋白和來自大鼠尾腱的膠原蛋白得自Sigma化學(xué)品公司(St.Loouis，MS.)。
將1毫克的綠靛花青溶于1毫升的24％人血清白蛋白中。67毫克的血纖維蛋白原被溶于1毫升磷酸緩沖液中(37℃)。就在混合之前，向綠靛花青溶液加入16.6單位的凝血酶。將混合物冷卻至4℃。這兩種混合物被迅速混合并被注入或倒入3×7厘米的模子中，在37℃下保溫30分鐘。
在使用前，將得自Sigma的冷凍干燥的彈性蛋白通過U.S.no 400目篩(Tyler)。只使用40μm或更小的顆粒。210毫克過濾的彈性蛋白在過量的磷酸緩沖液中膨脹并清洗過夜。將混合物離心(1000rpm，10分鐘)，去掉過量的緩沖液。將膨脹的彈性蛋白懸于1.5毫升的磷酸緩沖液中。向懸液連續(xù)地加入下列物質(zhì)溶于0.75毫升緩沖液中的67毫克的冷凍干燥的血纖維蛋白原，溶于0.45毫升緩沖液中的2毫克I型膠原蛋白，0.15毫升硫脲溶液(0.5mg/ml水)。最后，加入26單位的凝血酶，將混合物充分渦旋混勻，迅速倒入3厘米×7厘米模子中的摻有綠靛花青的血纖維蛋白基質(zhì)上。在37℃下再次將模子保溫30分鐘。在從模子中移出之后，兩層物質(zhì)不能分離，制備得到單一的補(bǔ)片。
上面引用的全部文獻(xiàn)在此被完整地引入作為參考。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀了本發(fā)明公開后將會意識到，在不背離本發(fā)明的真實(shí)范圍的情況下，可以對本發(fā)明的形式或細(xì)節(jié)作不同的改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種可與組織融合的彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料，其包含一層彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料，以及組織基物，它們各自具有第一和第二外表面；施加到至少一個(gè)外表面上的能量吸收材料，所述能量吸收材料滲入生物材料中；能夠在預(yù)定的光波長范圍內(nèi)吸收能量的能量吸收材料；受到所述預(yù)定的光波長范圍內(nèi)的光能照射的生物材料，其中光能的強(qiáng)度足以使彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料的第一或第二外表面之一與組織基物融合在一起。
2.權(quán)利要求1的生物材料，其中彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料的第一和第二外表面是主要表面。
3.權(quán)利要求1的生物材料，其中能量吸收材料是被間接照射的，方法是將光能首先導(dǎo)入彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料或組織基物，然后將光能導(dǎo)入能量吸收材料。
4.權(quán)利要求1的生物材料，其中能量吸收材料含有生物相容性生色團(tuán)
5.權(quán)利要求1的生物材料，其中能量吸收材料含有能量吸收染料。
6.權(quán)利要求1的生物材料，其中能量吸收材料在彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料與組織基物融合在一起時(shí)基本上被耗盡。
7.權(quán)利要求1的生物材料，其中能量吸收材料含有對彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料的第一或第二表面進(jìn)行染色的材料。
8.權(quán)利要求1的生物材料，其中能量吸收材料被施加到所述生物材料的一個(gè)外表面上，方法是將能量吸收材料摻入一個(gè)單獨(dú)的彈性蛋白層，然后使摻入能量吸收材料后的單獨(dú)的彈性蛋白層與彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料融合。
9.權(quán)利要求1的生物材料，其中能量吸收層被基本上均勻地施加到至少一個(gè)所述外表面上。
10.權(quán)利要求1的生物材料，其中能量吸收材料基本上覆蓋彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料的整個(gè)外表面。
11.權(quán)利要求1的生物材料，其中在用光能照射能量吸收材料的過程中，光波長的大小、能量水平、吸收和光強(qiáng)度被如此設(shè)置，使得彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料的第一或第二外表面之一與組織基物在40到140℃的溫度下融合在一起。
12.權(quán)利要求1的生物材料，其中在一段時(shí)間的光能照射過程中，溫度是大約50到100℃，所述的光能照射可以使彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料的第一或第二外表面之一與組織基物融合在一起。
13.權(quán)利要求1的生物材料，其中能量吸收材料的平均厚度是大約0.5到300微米。
14.權(quán)利要求1的生物材料，其中在用光能照射能量吸收材料的過程中，光波長的大小、能量水平、吸收和光強(qiáng)度被如此設(shè)置，使得彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料的第一或第二外表面之一與組織基物在40到140℃的溫度下融合在一起。
15.一種制備可與組織融合的基于彈性蛋白的生物材料的方法，其包括提供一層彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料和組織基物，它們具有第一和第二外表面；將能量吸收材料施加到所述第一或第二外表面上，能量吸收材料滲入生物材料中；能夠在預(yù)定的光波長范圍內(nèi)吸收能量的能量吸收材料；受到所述預(yù)定的光波長范圍內(nèi)的光能照射的生物材料，其中光能的強(qiáng)度足以使彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料的第一或第二外表面之一與組織基物融合在一起。
16.權(quán)利要求15的方法，其進(jìn)一步包括提供彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料的第一和第二外表面的步驟，所述表面是主要表面。
17.權(quán)利要求15的方法，其進(jìn)一步包括間接照射能量吸收材料的步驟，方法是將光能首先導(dǎo)入彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料或組織基物，然后將光能導(dǎo)入能量吸收材料。
18.權(quán)利要求15的方法，其中能量吸收材料含有生物相容性生色團(tuán)。
19.權(quán)利要求15的方法，其中能量吸收材料含有能量吸收染料。
20.權(quán)利要求15的方法，其進(jìn)一步包括在彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料與組織基物融合在一起時(shí)，將能量吸收材料基本上耗盡的步驟。
21.權(quán)利要求15的方法，其進(jìn)一步包括用能量吸收材料將彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料的第一或第二表面染色。
22.權(quán)利要求15的方法，其進(jìn)一步包括將能量吸收材料施加到所述生物材料的一個(gè)外表面上的步驟，方法是將能量吸收材料摻入一個(gè)單獨(dú)的彈性蛋白層，然后使摻入能量吸收材料后的單獨(dú)的彈性蛋白層與彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料融合。
23.權(quán)利要求15的方法，其中能量吸收層被基本上均勻地施加到至少一個(gè)所述外表面上。
24.權(quán)利要求15的方法，其進(jìn)一步包括將能量吸收材料基本上覆蓋彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料的整個(gè)外表面的步驟。
25.權(quán)利要求15的方法，其進(jìn)一步包括在一段時(shí)間內(nèi)，在大約40到140℃溫度下，用光能照射能量吸收材料的步驟，所述的光能照射可以使彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料的第一或第二外表面之一與組織基物融合在一起。
26.權(quán)利要求15的方法，其進(jìn)一步包括在一段時(shí)間內(nèi)，在大約50到100℃溫度下，用光能照射能量吸收材料的步驟，所述的光能照射可以使彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料的第一或第二外表面之一與組織基物融合在一起。
27.權(quán)利要求15的方法，其中能量吸收材料的平均厚度是大約0.5到300微米。
28.權(quán)利要求15的方法，其進(jìn)一步包括在用光能照射能量吸收材料的過程中，設(shè)置光波長的大小、能量水平、吸收和光強(qiáng)度的步驟，這樣的設(shè)置使得彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料的第一或第二外表面之一與組織基物在40到140℃的溫度下融合在一起。
29.一種融合的活組織與基于彈性蛋白的生物材料的復(fù)合物，其包含一層彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料和組織基物，它們各自具有第一和第二外表面；一種能量吸收材料，其在預(yù)定的光波長范圍內(nèi)可吸收能量，所述能量吸收材料被施加到彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料或組織基物的至少一個(gè)第一或第二位表面上，其數(shù)量足以使生物材料層與組織基物彼此直接融合；所述組織基物的第一和第二外表面中的至少一個(gè)，它與彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料的第一或第二外表面的至少一個(gè)直接融合，方法是用預(yù)定波長范圍的光能照射能量吸收材料，光能的強(qiáng)度足以使彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料與組織基物直接融合在一起。
30.一種制備可與活組織融合的基于彈性蛋白的生物材料的方法，其包括提供具有第一和第二外表面的一層彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料和組織基物；將能量吸收材料施加到彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料或組織基物的第一或第二外表面中的一個(gè)之上，所述能量吸收材料在預(yù)定的光波長范圍內(nèi)可吸收能量；使彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料和組織基物的第一或第二外表面彼此接觸，從而令能量吸收材料分布于彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料和組織基物之間；用在預(yù)定的波長范圍內(nèi)的光能照射能量吸收材料，其強(qiáng)度足以使彈性蛋白或基于彈性蛋白的生物材料的第一或第二外表面與組織基物的第一或第二外表面融合在一起。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于彈性蛋白的生物材料和用它進(jìn)行組織修復(fù)和替換的方法。本發(fā)明還涉及將生物材料固定在活組織上的方法。
文檔編號A61F2/06GK1197383SQ9519734
公開日1998年10月28日 申請日期1995年4月4日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月15日
發(fā)明者肯托恩·W·格雷戈里, J·格倫克梅爾 申請人:俄勒岡修女會, 肯托恩·W·格雷戈里