專利名稱：Ⅰ型和Ⅲ型膠原粘合劑組合物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及以聚合的重組I型和/或III型膠原為基的組合物及其作為粘合劑和封閉劑的供醫(yī)用的復方和這些組合物的制備。重組的I型和III型膠原組合物可用作粘接軟組織的醫(yī)用粘合劑或者可用于各種醫(yī)學用途的封閉劑膜，包括用于傷口閉合手段和用于防止外科手術后形成粘連的腱包裹材料。在本發(fā)明的又一個方面，聚合的I型和III型膠原組合物包括使傷口愈合或給組織粘合劑及密封材料提供另外的所需有益特性的藥劑。
背景技術：
物理、化學、合成和自體粘合技術將組織粘接的技術是生物醫(yī)學研究者的目標。通過物理粘接進行所需粘合的努力已被證明既不方便，也不持久(M.Buonocore，Adhesion in BiologicalSystems(R.S.Manly編)第15章，紐約Academic Press出版，1970)。例如，在手術、受傷等之后將軟組織切口閉合的首選常規(guī)方法曾經是縫合和纖維包扎。但這些技術和方法受到例如與縫合線和包扎纖維的組織不相容性的限制，且會產生疼痛和難以處理的瘺管肉芽瘤和神經瘤。縫合和纖維包扎可能還容易刺穿弱的薄壁組織或低血管化的組織。縫合之后還會留下通道，使體液和生物體得以泄漏。任何一種縫合針都比穿在其上面的線大。這樣就產生了一個問題針跡比線能填補的體積大。
此外，其他限制還有手必須靈巧，外科醫(yī)生必須有一定的視力，在顯微外科中進行縫合或纖維包扎需要大量的時間。最后，即使正確應用，包扎纖維或縫合線之間的縫隙的接合通?？赡茌^弱或者隨著時間的推移，其結構可能會弱化和出現(xiàn)泄漏。
數(shù)名研究者已研究用激光閉合傷口(White等，1986；J.V.White，1989；Oz和Bass等，1989；White等，1987)。早期的文章集中在用不同波長的激光直接照射傷口邊緣使組織熔接。在對由此得出的組織熔合的顯微結構基礎進行研究后，Schober及其合作者提出，“在改變了的各股原纖維的交錯對插處膠原出現(xiàn)了勻化性變化”(Schober等，1986)。他們及其他研究者提出，將膠原原纖維集中加熱至閾值水平以上可使它們交聯(lián)(Goosey等，1980；Chacon等，1988；M.L.Tanzer，1973)。不幸的是，引起該反應所需的熱量會產生間接的熱損害。即使是例如眼組織的輕微變形，也會影響其功能。此外，如果激光熔接失敗，則組織邊緣可能會由于最初的治療而受到損害，而不能再暴露于激光能量(Oz，1990)。
進一步的工作試圖通過在傷口中放入染料而提高熱活化的交聯(lián)。據(jù)報道，通過將染料的吸光度與激光波長匹配，可在激光輸出功率較低和間接熱損害較小的情況下得到粘合效果(Chuck等，1989；C.S.Foote，1976；M.C.Oz和Chuck等，1989)。也對將染料與蛋白質結合以產生組織“焊料”進行了研究。所選的蛋白質是纖維蛋白原(尤其是自體纖維蛋白原，以避免由于使用供血者的血液成分而產生病毒性疾病轉移問題)。在先前的應用中，纖維蛋白原是作為全血的一部分而得到的。它不是純的纖維蛋白原，還含其他血液成分，如凝血因子。這樣的蛋白-染料混合物在許多動物模型中的應用證明是對單獨使用染料的改進(Oz等，1990；Moazami等，1990)。不幸的是，由于為避免被供體血漿感染的風險而需要在手術之前將所需蛋白(纖維蛋白原)從患者中分離出來，因此，阻礙了對人的應用。用白蛋白進行的研究發(fā)現(xiàn)，其不適合用作代用品，因為它不能產生相當強度的熔接。
對蛋白-染料與縫合的閉合之間的關系進行比較后發(fā)現(xiàn)，炎癥反應較小的蛋白-染料組其產生的膠原較多，破裂時的平均峰應力較大且美容效果較好(Wider等，1991)。這樣的組織焊料的眼科應用包括用類似的混合物進行的結膜大皰的封閉(Weisz等，1989)、鞏膜造口術(Odrich等，1989)、視網膜切除手術之后的封閉(Wolf等，1989)和熱角膜成形術(Wapner等，1990)。
由于這些物理方式(不論是縫合、纖維包扎，還是最近應用的激光技術)的缺陷和限制，更多的注意被投向開發(fā)作為生物醫(yī)用粘合劑的合成聚合物，例如氰基丙烯酸酯。但這些塑性材料被發(fā)現(xiàn)會使組織產生炎癥反應。而且，這些材料在生理條件下建立耐久的粘接的能力尚未被充分了解。
與合成粘合劑相關的已知的毒性已使研究轉向開發(fā)作為粘接材料的生物衍生的粘合劑。在這些粘合劑中，以纖維蛋白為基的膠劑贏得了相當?shù)淖⒁狻?關于纖維蛋白粘合劑的一般討論，例如可參見G.H.Epstein等，Ann.Otol.Rhinol.Laryngol.9540-45(1986)；H.B.Kram等，Arch.Surg.1191309-1311(1984)；J.Scheele等，Surgery，956-12(1984年1月)；K.H.Siedentop等，Laryngoscooe，931310-1313(1983))。商業(yè)用纖維蛋白組織粘合劑得自人的血漿，因此，存在潛在的健康風險，如免疫原性副反應和傳染性物質(如乙型肝炎病毒)的傳播。而且，與膠原粘合劑相比，這些粘合劑產生的粘接強度較弱(參見A.R.De Toledo等，視覺和眼科研究協(xié)會1990年年會摘要第31卷第317頁)。因此，需要可安全有效地用于生物醫(yī)學的生物相容的組織粘合劑。
最近，已設計出可用作組織粘合劑的復方產品。例如，Staindl(Ann.Otol(1979)88413-418)描述了使用三種分別制得的物質即人纖維蛋白原冷凍沉淀物，鈣離子存在下的凝血酶和濃縮第13因子的復方以得到可用于皮膚移植應用、鼓膜成形術、硬腦膜缺損的修補、扁桃體切除手術之后的止血和氣管成形術的膠劑。在同一時間段，奧地利維也納的Immuno-AG公司開始生產雙成分的“纖維蛋白封閉劑”體系并將其商品化，在該封閉劑體系中，一個成分含高度濃縮的人纖維蛋白原、第13因子和其他由采集的血液制得的人血漿蛋白，另一個成分提供凝血酶和鈣離子。在纖維蛋白溶解抑制劑的存在下，將二個成分加在一起。使用后，出現(xiàn)凝固和纖維蛋白交聯(lián)。最后，在伴有組織重建的傷口或外傷愈合過程中封閉劑可能出現(xiàn)溶解。H.Rdel等在Biomaterials 1980(G.D.Winter等編，John Wiley & Sons，Ltd1982年出版)第669-675頁中描述了一種能將該體系的二個成分同時混合并涂敷的涂敷裝置的開發(fā)。這些組合體系及它們的應用被廣泛地描述于以下文獻中T.Seelich，J Head and NeckPathol(1982)，365-69；A.F.O′Connor等，Otolaryngol Head Neck Surg(1982)90347-348；J.Marquet，J Head and Neck Pathol(1982)，371-72；G.K.Thorson等，J Surg Oncol(1983)24221-223。P.M.McCarthy在Mayo Clin Pros(1987)62317-319中報道了在出血性十二指腸竇的治療中往該纖維蛋白膠劑中添加鋇離子以便于其后的監(jiān)視。還可參見M.Portmann，J Head and Neck Pathol(1982)，396；R.Panis，同上，94-95。
目前的努力還集中在避免市售組織粘合劑產品和體系中由血漿衍生產品引起的健康問題的方法上。為此，分離出含纖維蛋白原成分的自體產物的努力已有不同程度的成功。例如，可參見M.C.Feldman，Arch Otolaryngol-Head and NeckSurg(1988)114182-185；M.C.Feldman等，Arch Ophthalmol(1987)105963-967；M.C.Feldman等，M J Otolog(1988)9302-305；L.E.Silberstein等，Transfusion(1988)28319-321。自體纖維蛋白原制劑的使用也有明顯的限制。作為生物材料的膠原膠原是主要的動物結締組織蛋白，具有許多合成聚合物沒有的特性。經常被舉出的膠原特性包括與活組織的良好相容性，促進細胞生長，植入物可吸收并同化(R.Shimizu等，Biomat.Med.Dev.Art.Org.，5(1)49-66(1977))。該材料的許多應用正在試驗中，例如，其在以下方面的應用人工腎的透析膜(K.H.Sterzel等，Ameri.Soc.Artif.Int.Organs，17293(1971))、人工角膜(A.L.Rubin等，Nature，230120(1971)和美國專利No.4,581,030)、玻璃體(M.Dunn等，Ameri.Soc.Artif.Int.Organs，17421(1971))、人工皮膚和血管(M.Krajicek等，J.Surg.Res.4，290(1964))、止血劑(美國專利No.4,215,200)、軟隱形眼鏡(美國專利No.4,264,155、4,264,493、4,349,470、4,388,428、4,452,925和4,650,616)和外科手術(M.Chvapil等，Int.Rev.Conn.Tiss.Res.，61-61(1973))。
但由于分子間的共價交聯(lián)將膠原轉變成極大的交聯(lián)網，天然膠原纖維基本上不溶于成熟組織中?？捎媚芷茐姆肿娱g鍵和除去免疫原性非螺旋的末端區(qū)域而不影響賦予膠原以所需特性的基本的剛性的三重螺旋結構的各種蛋白水解酶進行處理而使天然膠原分散和溶解(關于制備純化的可溶性膠原的一般方法可參見美國專利No.3,934,852、3,121,049、3,131,130、3,314,861、3,530,037、3,949,073、4,233,360和4,488,911)。
已有許多對膠原進行修飾以使其更適合用作生物醫(yī)用粘合劑的方法和材料被提出。(關于膠原和合成聚合物的一般討論，可參見A.R.De Toledo等，視覺和眼科研究協(xié)會1990年年會摘要第31卷第317頁；Lloyd等，″CovalentBonding of Collagen and Acrylic Polymers″，美國化學學會關于聚合物的生物醫(yī)學和牙科應用、聚合物科學和技術的討論會，紐約Plenum Press出版，Gebelein和Koblitz編，1980年，第14卷第59-84頁；Shimizu等，Biomat.Med.Dev.Art.Org.，5(1)49-66(1977)和Shimizu等，Biomat.Med.Dev.Art.Org.，6(4)375-391(1978))。在許多情況下，現(xiàn)有技術的經修飾的以膠原為基的粘合劑具有各種缺陷，這些缺陷包括(1)發(fā)熱的交聯(lián)/聚合反應、(2)較長的反應時間、(3)在氧的存在下和生理pH范圍內反應沒有效果(M.L.Lee等，Adhesion inBiological Systems 1970年第17章，R.S.Manly編，紐約Academic Press出版)。此外，現(xiàn)有技術的許多經修飾的以膠原為基的粘合劑含有毒物質，使其不適合用于生物醫(yī)學用途(例如，可參見M.G.Buonocore，(1970)和美國專利No.3,453,222)。
此外，以膠原為基的粘合劑的使用還涉及到免疫，因為這些粘合劑得自動物，通常得自牛。關于這些膠原用于注射方法的研究已報道了較小的炎癥反應。最近，關于牛海綿狀腦病(“瘋牛病”)的疾病傳播至人的潛在問題已引起了人們對限用來源于牛的材料的注意，尤其是在歐洲。
盡管有這些缺陷，某些據(jù)報道有適當粘合強度和有許多醫(yī)學應用(尤其是涉及軟組織)的以膠原為基的粘合劑已有描述(例如美國專利No.5,219,895)。這些報告確定了I型和II型膠原在以膠原為基的粘合劑中的應用，其中，純化的I型和II型膠原被化學修飾，先形成在生理條件下可溶的單體，然后聚合成有粘合和封閉性能的組合物。這些報告限于由得自天然來源的膠原組成的以膠原為基的粘合劑；因此，是膠原混合物。例如，從天然來源分離出來的I型膠原通常包含約10-20％的III型膠原和其他膠原(具體取決于所用的組織來源)和90-80％的I型膠原。
這些報告未進一步涉及III型膠原、III型膠原的出乎意料的止血特性或重組膠原的應用，以使最初的化學修飾步驟可以避免。
發(fā)明概要具有封閉劑和粘合劑性能的生物相容的III型和/或I型膠原產品可用可溶性的重組衍生的III型和/或I型膠原單體形成；其中，所述單體被聚合，形成具有粘合劑和封閉劑性能的III型和/或I型膠原組合物。較好的是，膠原是人的并用重組技術得到的。選擇III型膠原是由于其與其他類型的膠原相比，具有出乎意料的出眾的止血特性。而選擇I型膠原則是由于其結構特性。聚合反應可用合適的聚合引發(fā)劑(如化學氧化劑、紫外輻射、合適的氧化酶或大氣中的氧)引發(fā)。
為通過使重組膠原產品的結構穩(wěn)定性和止血特性最佳化而使其封閉劑和粘合劑特性最佳化，所述產品最好包含純的重組I型和III型膠原的組合。純的重組III型膠原與純的重組I型膠原之比為，III型膠原不少于約30％，I型膠原不超過約70％。更好的是，純的重組III型膠原與純的重組I型膠原之比為，III型膠原約為30％至50％，I型膠原約為70％至50％。純的重組III型膠原與純的重組I型膠原之比最好為，III型膠原約為30％至40％，I型膠原約為70％至60％。
本發(fā)明的目的是提供具有以下特性和性能的純的重組III型膠原組織封閉劑、純的重組I型膠原組織封閉劑或純的重組I型和III型膠原組織封閉劑，這些封閉劑不含其他類型的膠原(i)止血封閉劑起止血屏障劑的作用，能減少血清、淋巴液、體液泄漏的風險。由于III型膠原具有固有的止血性能，因此，其在止血方法中的應用能改進已知的纖維蛋白封閉劑。I型膠原也具有若干止血性能。
(ii)粘貼由于其粘合劑性能，封閉劑通過在組織之間形成強有力的接合而將組織無損傷地連接，并適應于不平的傷口表面。該粘貼效果通過與下述藥劑、III型和/或I型膠原的組合而增加。
(iii)傷口愈合封閉劑能促進成纖維細胞的生長，而這種生長與有效的止血及傷口表面之間的粘合相結合能改善愈合過程。本發(fā)明組合物作為抗粘連/傷口愈合組合物的應用預期會產生正常的(再生的)組織，而不是疤痕組織，即，能使傷口愈合最佳化。此外，這些組合物還減少了炎癥反應。
因此，本發(fā)明的目的是，提供作為安全有效的生物粘合劑的聚合的III型和/或I型膠原的組合物，它具有可用于生物醫(yī)學應用(尤其是涉及軟組織)的合適的粘合強度。更具體地說，本發(fā)明涉及可用于將內臟、真皮和大血管中的小孔和切口封閉的組合物。聚合材料可采用與其擬定的生物醫(yī)學應用(包括在眼科、整形外科、矯形外科和心臟病學中的應用)相一致的各種大小和形狀。
在本發(fā)明的另一個目的中，III型和/或I型膠原組合物還包含能賦予封閉劑或粘合劑以另外的所需特性的藥劑。例如，可在組合物中加入纖維蛋白、纖維蛋白原、凝血酶、鈣離子、第13因子以更好地形成聚合膠原的三維網。在本發(fā)明的又一個目的中，重組III型膠原組合物摻入了具有傷口愈合性能的藥物。在一個實例中，該藥物是結締組織生長因子，被摻入組合物中以使該藥能緩釋至傷口。
發(fā)明的詳細描述定義此處的“生物相容的”一詞是指摻入或植入患者生物組織中或放置其附近的本發(fā)明的經修飾的重組III型和/或I型膠原(即，聚合的III型膠原重組體產物)不會隨著時間的推移而明顯變質或在手術摻入或植入或放置之后產生免疫反應或有害的組織反應。
此處的“純的重組I型膠原”一詞是指用重組技術制得的基本上不含其他膠原類型的人I型膠原。該術語不包括從天然來源分離出來的I型膠原。
此處的“純的重組III型膠原”一詞是指用重組技術制得的基本上不含其他膠原類型的人III型膠原。該術語不包括從天然來源分離出來的III型膠原。聚合的重組I型和III型膠原的制備I型和III型膠原單體的生產可用于形成具有粘合和止血性能的本發(fā)明的生物相容的膠原產物的膠原類型是重組I型和III型膠原?？扇苄訧型和III型膠原單體由重組法(包括用轉基因動物生產III型膠原的方法)得到。該重組方法在美國專利No.5,593,859(該專利在此引作參考)中有敘述。較好的是，I型或III型膠原用以下方法重組制得對已用至少一種編碼包含I型或III型膠原的多肽的基因和編碼翻譯后酶(脯氨酰4-羥化酶)的α和β亞基的基因轉染的細胞進行培養(yǎng)，然后將所得重組膠原單體純化?？扇苄訧型和III型膠原單體材料最好具有粘稠度和不同程度的透明度和透光度。
I型和III型膠原單體的聚合然后可使重組I型和III型膠原溶液進行聚合或交聯(lián)，產生本發(fā)明的聚合膠原組合物。聚合可用輻射(如UV、γ射線或熒光)進行。UV輻射可在短波長范圍內用標準的254nm光源或UV激光光源進行。當標準254nm光源為4-12瓦，輻照距離為2.5-10cm(最好為2.5-5cm)時，聚合發(fā)生在10-40分鐘(最好是20-30分鐘)。過量的UV輻照會開始使膠原聚合物解聚。使用γ射線照射的聚合可用0.5-2.5Mrad進行。過量的γ射線照射也會使膠原聚合物解聚。氧存在下的聚合可通過在暴露之前往液體中加入引發(fā)劑而進行。引發(fā)劑的非限定性例子包括過硫酸鈉、硫代硫酸鈉、氯化亞鐵四水合物、亞硫酸氫鈉和氧化酶(如過氧化物酶或兒茶酚氧化酶)。使用引發(fā)劑時，聚合發(fā)生在30秒鐘至5分鐘(通常是1-3分鐘)。
聚合劑最好是UV輻射。但單體取代基的聚合或交聯(lián)只需將材料暴露于大氣中的氧即可，雖然聚合速度比用UV輻射或化學試劑時慢許多。
其他試劑也可用于聚合法。例如，為提高由本發(fā)明組合物形成的粘合劑的粘合強度，可在本發(fā)明的單體組合物中加入雙功能的單體交聯(lián)劑進行聚合。這樣的交聯(lián)劑是本領域已知的，例如，可參見美國專利No.3,940,362(Overhults)，該專利在此引作參考。
I型和III型膠原組合物本發(fā)明的組合物包含聚合的I型和III型膠原，其中，所述組合物由包含以下步驟的方法制得(1)用上述重組法生產I型和III型膠原單體；(2)將這些單體聚合。
為通過使重組膠原產品的結構穩(wěn)定性和止血特性最佳化而使其封閉劑和粘合劑特性最佳化，所述產品最好包含純的重組I型和III型膠原的組合。純的重組III型膠原與純的重組I型膠原之比為，III型膠原不少于約30％，I型膠原不超過約70％。更好的是，純的重組III型膠原與純的重組I型膠原之比為，III型膠原約為30％至50％，I型膠原約為70％至50％。純的重組III型膠原與純的重組I型膠原之比最好為，III型膠原約為30％至40％，I型膠原約為70％至60％。
本發(fā)明的組合物還可包含其他可用于將組織粘合或封閉的藥物。例如，除重組I型和/或III型膠原蛋白之外，組合物最好包含第13因子和/或纖維蛋白/纖維蛋白原/纖連蛋白和/或血纖維蛋白溶酶原。有利的是，組合物還包含凝固酶，即凝血酶，尤其是與二價鈣離子(如氯化鈣)組合。這時，氯化鈣的濃度在例如約40mM至0.2M之間變化，具體取決于組織粘合劑組合物的特定用途，高濃度的氯化鈣會抑制成纖維細胞的生長，因此對于抗粘連應用是較佳的(使用時不應有纖連蛋白，因為纖連蛋白會刺激成纖維細胞生長)。加入纖維蛋白溶解抑制劑(如抑肽酶、aprilotinin、α-2-抗纖維蛋白溶酶、α-2-巨球蛋白、α-1-抗胰蛋白酶、ε-氨基己酸或氨甲環(huán)酸等血纖維蛋白溶酶抑制劑，或PAI-1或PAI-2等血纖維蛋白溶酶激活物抑制劑)可能更有價值。
雖然本發(fā)明的組織粘合劑組合物中的先前已知的成分的比例可根據(jù)現(xiàn)有技術的組合物的指引進行選擇，但增粘聚合物的所需量可容易地由本領域的技術人員根據(jù)具體的聚合物和擬定的應用方式而加以確定。因此，如果增粘聚合物的濃度和/或分子量太低，粘度的增加會不足，而太高的濃度和/或分子量會抑制纖維蛋白聚合和粘附至組織。
通過提高凝血酶的濃度，可加速本發(fā)明組合物的聚合，并對膠劑凝固時間產生重要影響。凝血酶濃度較低時，例如，組合物的血纖維蛋白在使用后數(shù)分鐘會或多或少保持流動。因此，用本發(fā)明的增粘聚合物提高粘度的進一步的有益效果是可使用較低濃度的凝血酶，而較低濃度的凝血酶是需封閉的部位要求其后即使在非水平的表面上也能適應的情形所必需的。
同樣地，本發(fā)明的組合物可以是I型和/或III型膠原和例如血纖維蛋白結合而形成一個分子的融合蛋白，而不是包括本文上述物質的組合。這樣的融合蛋白可根據(jù)本文所述的重組技術進行制備。
在本發(fā)明的又一個實例中，本發(fā)明的組合物包括或者通過引發(fā)或促進組織的形成或者通過限制纖維變性粘連形成而對傷口愈合有用的藥劑。這樣的藥劑包括抗生素或生長因子，如結締組織生長因子，該因子例如在美國專利No.5,408,040和5,585,270(這二個專利在此引作參考)中有敘述。應用領域聚合的III型和/或I型膠原產物可用于生產物理封閉劑和粘合劑體系。
組織粘合劑體系其中的應用領域包括耳、鼻和喉外科、普外科、牙科、神經外科、整形外科、胸和血管外科、腹腔外科、矯形外科、急救外科、婦科、泌尿科和眼科。本發(fā)明的膠原封閉劑也已用于藥物(如抗生素、生長因子和細胞抑制劑)的局部給藥。
封閉劑膜在本發(fā)明的一個方面，聚合的膠原產物可制成封閉劑膜的形式。以膠原為基的膜具有柔性和彈性，并具有塑性膜的堅固性和手感，但所述膜應具有良好的生物相容性。封閉劑膜的應用包括防止腱手術之后形成粘連(即，用作腱周圍的包覆物)、用作人工鼓膜、代替面部組織和傷口包扎成分。封閉劑膜的潛在用途的另外的例子包括角膜擦傷的治療、傷口閉合、導管和器械的涂層、用作防止腱以外的組織(如腹膜腔)中形成粘連的物質。
本發(fā)明的再一個實例包括可用作對許多藥物和藥學組合物(包括生長因子、抗生素和其他的生物學上有益的化合物)釋放有特效的體系的封閉劑和粘合劑配方。這樣可將這些材料加入到膠原粘合劑或封閉劑中以促進細胞遷移、細胞粘合和傷口愈合。
血管成形術和血管造影術血管造影術是一種診斷方法，在該方法中，將染料注射到動脈(最好是股動脈)中，檢測冠狀動脈疾病的有無。血管成形術(也稱為PCTA)是一種治療方法，它包括用氣囊擴張大動脈(如冠狀動脈)以緩解動脈阻塞。刺穿股動脈之后，將氣囊-導管通過股動脈導入并進入由于動脈粥樣硬化(斑塊)而阻塞的冠狀動脈中。一旦就位，對氣囊進行數(shù)次充氣和放氣，其目的是通過將脂肪類物質擠向管壁而使動脈開通，從而使血液得以循環(huán)至心肌的病變部位。在血管成形術和血管造影術中常使用各種類型的氣囊式導管，包括1)越線式(over-the-wire)導管，它越過獨立的導線而到達病變部位；2)固定線式(fixed-wire)導管，它將氣囊式導管與導線合并成一個裝置；3)快速交換或單人操作交換式導管，它是可以比標準的越線式導管更便于交換的越線式導管；4)灌注式導管，它使血液得以在操作過程中流動。轉頭式導管將積聚在動脈壁上的斑塊除去。這些裝置利用了稱作選擇切割的技術。鈣化物質被切割成極微小的微粒但由于動脈壁的彈性而對動脈沒有損傷。
血管成形術是一種比血管造影術更具侵入性和更復雜的方法，因為它需要插入的護套比血管造影術中所用的大。該護套的作用是將導管導入動脈中。此外，血管成形術還需要使用血液稀釋劑(如肝素)以防止手術期間和之后出現(xiàn)血液凝塊?？鼓齽┲浦沽藱C體天然的封閉/凝固機制，因此，將小孔封閉需要很長的時間。
根據(jù)本發(fā)明，從動脈中抽出導管和其他侵入性裝置之后，可視需要將粘合劑涂敷器插入導管護套中，并放置在靠近動脈中的小孔或與其接觸的位置。在手術過程中，通過手工或機械在動脈上加壓以減少血液在小孔部位上的流動。如果可能，從小孔部位除去過量的血液/體液。然后，將本發(fā)明的重組III型和/或I型膠原單體施加于動脈外表面的小孔上和/或孔跡內。接著用本文所述的技術(如UV輻射法)使單體聚合和/或交聯(lián)，使聚合在0-300秒鐘(較好的為0-120秒鐘，更好的為0-30秒鐘，最好為3-10秒鐘)內發(fā)生。通過將膠原單體組合物施加在動脈之外，栓塞(動脈或循環(huán)系統(tǒng)的阻塞)的發(fā)生實際上被消除?；蛘?，可使用聚合的III型和/或I型膠原，以避免聚合步驟。由于本發(fā)明粘合劑的粘合強度，只需小量的粘合劑就可將有孔的動脈封閉。此外，由于本發(fā)明的外科用粘合劑幾乎可立即聚合，因此，粘合劑可在動脈的表面和/或沿著動脈的孔跡聚合而不會滲透至動脈內部。因此，大塊的物質或微粒不會進入循環(huán)系統(tǒng)，從而基本上減少了栓塞的風險。由于本發(fā)明的較佳粘合劑的快速和有力的粘合，要求患者固定不動的時間很短。給藥配方本發(fā)明的組織治療組合物可以以與現(xiàn)有技術的血纖維蛋白封閉劑同一類型的制劑提供。其組分可以制成深度冷凍的溶液形式，也可以是凍干粉末狀的，以在使用之前用合適的水溶液(如分別含抑肽酶和鈣離子的水溶液)稀釋。
關于包含藥劑(如抗生素、生長因子等)的本發(fā)明組合物，在組織粘合劑中包括這些藥劑的目的是使它們封入在涂敷所述組織粘合劑時形成的膠原網中。從而確保藥物在由組合物(例如，用作滴眼劑、傷口愈合制劑等)控釋時能保持在施用部位上。同樣地如上所述，從本發(fā)明的組織粘合劑組合物中釋放的藥學活性物質可以是增粘聚合物自身或是與其結合的物質。滿足增粘要求及具有治療和藥學用途并希望其能維持生物利用度的這樣的增粘聚合物的具體例子有透明質酸及其易溶于水的鹽和衍生物，如前所述，它們的生物半衰期極短。因此，本發(fā)明的組織治療組合物能構成有利于蛋白多糖(如透明質酸及其鹽和衍生物)緩釋的制劑，并能使蛋白多糖的生物利用度提高許多。
尤其是，本發(fā)明的組合物不限于粘合性能，還包括非粘合劑組合物，尤其是當組合物主要是擬用于傷口愈合時。后一組合物具體地可包括非粘合蛋白，如白蛋白和/或生長因子。當組合物的聚合物部分抑制了蛋白質部分的粘性時，也可得到基本上非粘性的組合物。在此應強調，本發(fā)明包括粘性的和基本上非粘性的組合物兩者，雖然為簡便起見，在本申請中常稱其為“粘合劑”。
組合物的施用本發(fā)明的組合物可用各種施用裝置施用。例如，外科用粘合劑可在通過光學觀察系統(tǒng)監(jiān)測施用過程的同時用美國專利No.4,900,303(屬于Lemelson)和5,372,585(屬于Tiesenbrun)中所述的裝置施用。本發(fā)明的組合物還可通過美國專利No.5,129,882(屬于Weldon等)中所述的裝置施用。這些專利的內容在此引作參考。
本發(fā)明的組合物還可與其他封閉方式一起施用。例如，粘合劑可施用于已用外科用縫線或膠帶封閉的小孔部位，例如可施用于內臟(如肝、膽囊、腸、胃、腎、心臟、膀胱、輸尿管、肺、食道等)的小孔或切口的封閉。在這種情況下，粘合劑會形成完全的封閉，從而減少體液從器官或血管滲漏(例如從肝的小孔部位滲漏)的風險。本發(fā)明的外科用粘合劑還可與其他封閉方式(如堵塞物等)并用。這些技術在美國專利No.4,852,568(Kensey)、4,890,612(Kensey)、5,053,046(Janese)、5,061,274(Kensey)、5,108,421(Fowler)、4,832,688(Sagae等)、5,192,300(Fowler)、5,222,974(Kensey等)、5,275,616(Fowler)、5,282,827(Kensey等)、5,292,332(Lee)、5,324,306(Makower等)、5,370,660(Weinstein等)和5,021,059(Kensey等)中有敘述。這些專利的內容在此引作參考。
尤其是，本發(fā)明的組合物可用來將二個表面連接起來，其方法是，在二個表面中的至少一個施用具體的組合物。根據(jù)使用者的具體要求，本發(fā)明的粘合劑組合物可用已知的方法(如使用玻璃攪拌棒、消過毒的刷子或醫(yī)用點滴器)施用。但在許多情況下，優(yōu)選使用內含粘合劑組合物和與其相容的無水拋射劑的溶液的加壓的氣溶膠調劑包裝。單體的氣溶膠涂敷用于止血特別有利。
權利要求
1.組織粘合劑或封閉劑組合物，它包含聚合的III型膠原，其中，所述粘合劑或封閉劑組合物通過由細胞重組制備純的III型膠原單體并用試劑使該單體聚合而制得。
2.如權利要求1所述的組合物，其中，所述組合物是生物相容的。
3.如權利要求1所述的組合物，其中，所述III型膠原單體的重組制備包含以下步驟(a)對已用至少一種編碼包含III型膠原的多肽的基因和至少一種編碼選自脯氨酰4-羥化酶的α或β亞基的多肽的基因轉染的細胞進行培養(yǎng)；(b)純化所得III型膠原。
4.如權利要求1所述的組合物，其中，所述單體通過輻射聚合。
5.如權利要求4所述的組合物，其中，所述輻射是UV輻射。
6.如權利要求1所述的組合物，其中，所述組合物還包含一種或多種選自纖維蛋白、纖維蛋白原、凝血酶、第13因子或結締組織生長因子的物質。
7.制備組織封閉劑或粘合劑的方法，它包含以下步驟(a)用重組法制備III型膠原單體；(b)將所得III型膠原單體聚合。
8.組織粘合劑或封閉劑組合物，它包含聚合的I型膠原，其中，所述粘合劑或封閉劑組合物通過由細胞重組制備純的I型膠原單體并用試劑使該單體聚合而制得。
9.如權利要求8所述的組合物，其中，所述組合物是生物相容的。
10.如權利要求8所述的組合物，其中，所述I型膠原單體的重組制備包含以下步驟(a)對已用至少一種編碼包含I型膠原的多肽的基因和至少一種編碼選自脯氨酰4-羥化酶的α或β亞基的多肽的基因轉染的細胞進行培養(yǎng)；(b)純化所得I型膠原。
11.如權利要求8所述的組合物，其中，所述單體通過輻射聚合。
12.如權利要求11所述的組合物，其中，所述輻射是UV輻射。
13.如權利要求8所述的組合物，其中，所述組合物還包含一種或多種選自纖維蛋白、纖維蛋白原、凝血酶、第13因子或結締組織生長因子的物質。
14.制備組織封閉劑或粘合劑的方法，它包含以下步驟(a)用重組法制備I型膠原單體；(b)將所得I型膠原單體聚合。
15.組織粘合劑或封閉劑組合物，它包含聚合的純的III型膠原和聚合的純的I型膠原。
16.如權利要求15所述的組合物，其中，所述組合物是生物相容的。
17.如權利要求15所述的組合物，其中，純的重組III型膠原與純的重組I型膠原之比是，III型膠原不少于約30％，I型膠原不超過約70％。
18.如權利要求15所述的組合物，其中，所述單體通過輻射聚合。
19.如權利要求15所述的組合物，其中，所述輻射是UV輻射。
20.如權利要求15所述的組合物，其中，所述組合物還包含一種或多種選自纖維蛋白、纖維蛋白原、凝血酶、第13因子或結締組織生長因子的物質。
全文摘要
描述了可用作醫(yī)用粘合劑和封閉劑的以聚合的Ⅰ型和/或Ⅲ型膠原為基的組合物及其制備。在聚合之前,重組制備膠原單體,由此,不需要對所述膠原進行化學修飾以形成這樣的單體。Ⅰ型和/或Ⅲ型膠原組合物可用作醫(yī)用粘合劑將軟組織粘合或可用于形成封閉劑膜以供各種醫(yī)學應用。在本發(fā)明的又一個方面,聚合的Ⅰ型和/或Ⅲ型膠原組合物包括促使傷口愈合或為組織粘合劑和封閉劑提供所需的另外的有益特性的藥劑。
文檔編號A61P17/02GK1272118SQ98808788
公開日2000年11月1日 申請日期1998年7月28日 優(yōu)先權日1997年7月28日
發(fā)明者T·B·內夫, K·I·基維里克 申請人:弗勃魯根股份有限公司