專利名稱：完全合成的白蛋白類似物的制作方法
完全合成的白蛋白類似物本發(fā)明涉及可在用于與血液接觸的表面的涂層中使用的化合物，從而提高該表面 的血液相容性，還涉及這種類型的涂層以及具有至少一個這種類型的表面的醫(yī)學裝置。這種類型的化合物、涂層組合物、以及還有用于涂覆醫(yī)學裝置表面的方法是現(xiàn)有 技術(shù)中公知的。在許多醫(yī)學治療中，應(yīng)用由這種具有塑料表面的醫(yī)學裝置產(chǎn)生，所述塑料表面與 患者血液相接觸較長或較短的時期。這些裝置是，例如，用于心肺機、氧合器、透析器、超濾 器、導(dǎo)管、人造器官諸如心臟或腎、氣體交換膜、或人造血管的一次性設(shè)備，并且該列表不應(yīng) 被理解為結(jié)論性的。使用全部這種醫(yī)學設(shè)備，與疏水性聚合物表面發(fā)生的血液接觸激活血液中的多種 防御機制。這在引導(dǎo)血液通過具有親水性膜的透析器或超濾器時特別正確，且在引導(dǎo)血液 通過具有疏水性膜和具有大面積消泡劑的氧合器時也正確，在此存在高得多的血液流速。在此，不僅流動誘導(dǎo)的外傷而且具體地，塑料表面本身的性質(zhì)是造成血液中不理 想反應(yīng)的原因。血液成分對塑料表面的粘附和凝固可以發(fā)生，且這首先增加設(shè)備故障的風險并 且，其次增加血栓癥的風險。此外，主要發(fā)生免疫系統(tǒng)，更具體的補體系統(tǒng)的血管成分的活 化。然而，這樣的免疫反應(yīng)活化是不利的，更具體地由于危及到患者的健康，并因此應(yīng)該預(yù) 防。因此，關(guān)于與血液接觸的醫(yī)學設(shè)備和配件，需要具有良好血液相容性的可使用的 塑料表面。良好的血液相容性，即血液相容性，通常理解為意指表面或物質(zhì)的這樣的性質(zhì)，即 使表面在與血液相接觸時，既不激活血液凝固也不激活身體針對外源表面或物質(zhì)的防御機 制。為了實現(xiàn)該目的，已知以這樣的方式涂覆與血液接觸的塑料表面，所述方式是這 些表面具有改良的血液相容性。應(yīng)該注意，例如，透析器外殼、氧合器、和相應(yīng)配件優(yōu)選由透明聚碳酸酯制成，所述 透明聚碳酸酯的透明度和外觀必須不能被這種類型的親水化涂層破壞。還應(yīng)該注意，這種 類型的涂層在對相應(yīng)醫(yī)學設(shè)備滅菌前完成，從而在使用工業(yè)現(xiàn)成設(shè)備的過程中減小血液創(chuàng) 傷。這對于這樣的背景非常重要，所述背景是存在對血液相容且無菌的醫(yī)學裝置的需要，所 述裝置可以保持在庫存中并在任何時刻且，特別是緊急情況下立即使用。就此而論，已知，例如，通過高劑量施用肝素，或否則使肝素與這樣的與血液接觸 的表面結(jié)合來抑制血液凝固。還已知通過用患者血液預(yù)沖洗或通過用人、動物、或生物技術(shù)來源的血液成分涂 覆來獲得塑料表面的一定的血液相容性。在此，具體地，白蛋白，即血液中大量存在的蛋白并且其被疏水性表面迅速吸附并 然后在這些表面上變性，由此所述表面成為親水化的。還已知通過用合成表面活性劑涂覆塑料表面來提高醫(yī)學設(shè)備和/或配件之中或之上的血液相容性。然而，關(guān)于這方面所述的方法都具有某些缺點。通過肝素抑制血液凝固是禁忌的，特別是在急診中且尤其在可能具有機械或化學 創(chuàng)傷的患者中，因為作為結(jié)果可能發(fā)生更大的出血。在用患者血液預(yù)沖洗的情形中，特別不利的是該涂層只能在待如此涂覆的裝置使 用之前立即進行。因此，在急診治療中將損失寶貴的時間，并且這可以對患者健康導(dǎo)致相當 大的負面影響。此外，該治療具有這樣的缺點，即它僅能在非常窄的期限內(nèi)使用。因為在用 患者血液預(yù)沖洗裝置過程中被親脂性表面吸收的白蛋白易于由其他親脂性物質(zhì)從所述表 面置換出，發(fā)生血液相容性的持續(xù)惡化。而且，白蛋白在親脂性表面處的變性可以導(dǎo)致與白蛋白結(jié)合的親脂性物質(zhì)，諸如 藥物或毒素的增加的釋放，由此所用藥物的作用變得更難判斷且可以發(fā)生毒性作用。此外， 使用該方法不可能控制涂層品質(zhì)。在用人或動物來源的血液成分涂覆時，更具體地，感染風險是極大地阻止正式批 準這種類型涂層的因素。此外，這種類型的涂層中可以發(fā)生不相容性反應(yīng)。用通過生物技術(shù)方法獲得的成分涂覆相反是特別不利的，這是因為與這些物質(zhì)的 獲得和純化相關(guān)產(chǎn)生的成本。為了解決這些問題和還有關(guān)于白蛋白涂層批準的問題，因此存在對用于聚合物表 面親水化的生理學安全的、新型涂覆材料的需要，其中還可以設(shè)想不存在病毒和其他生物 學風險因素。關(guān)于塑料表面的血液相容性涂層，應(yīng)用因此逐漸地由合成物質(zhì)諸如聚合物或表面 活性劑產(chǎn)生。就此而論，US 6，670，199描述多種涂層，其作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)包含表面活性劑 Pluronic ，其可以與不同生物分子綴合。WO 2007/01994顯示，盡管這些涂層具有抗血栓形成的性質(zhì)，但是它們同時也導(dǎo)致 補體活化的巨大退化。已知的涂層因此不具有良好的血液相容性。此外，其具有這樣的缺 點，即涂層的均勻性難以控制。涂覆方法的另一個要求是，在具有相應(yīng)涂覆的表面的醫(yī)學設(shè)備的操作過程中，必 須不能發(fā)生涂覆材料從涂覆的表面的浸出。這樣的浸出，具體地，誘導(dǎo)毒性作用，諸如觸發(fā) 炎性反應(yīng)例如，在血液重新循環(huán)至患者血流中后。已知血液中的合成物質(zhì)幾乎總是作為外源物被感知并且觸發(fā)防御機制。聚環(huán)氧乙 烷基團(PEO)與這種類型的外源分子的結(jié)合具有遮蔽作用并因此能夠抑制免疫防御反應(yīng)。 就此而論，WO 2007/019994A1公開了某些酯表面活性劑在親脂性表面的血液相容性涂層中 的應(yīng)用。這些酯表面活性劑具有至多6個與聚環(huán)氧乙烷鏈結(jié)合的長鏈脂肪酸殘基。因為這 些結(jié)合的PEO基，表面活性劑可溶于水。由PEO基團引起的免疫遮蔽還用于由動物來源的血紅蛋白生成人造血，如例如WO 2002/000230A1中所述。為了該目的，通過連接的聚環(huán)氧乙烷遮蔽外源物質(zhì)，由此可以減少 免疫應(yīng)答的觸發(fā)。由上述WO 2007/019994A1,已知與Pluronic 相比減小的補體活化作用可以利用 所述酯表面活性劑之一來實現(xiàn)，其以Cremophor 銷售，這歸因于大親脂性分子結(jié)構(gòu)部分的組合，這容許使用連接的PEO鏈，通過范德瓦爾斯力相對強地粘附于親脂性表面，這遮蔽所 述物質(zhì)避開免疫應(yīng)答的成分。然而，內(nèi)部比較實驗顯示，改變甚至發(fā)生在與Cremophor -涂覆表面接觸的血液 中，與沒有暴露于表面的相同人血液相比，該改變顯示免疫系統(tǒng)成分的強活化作用。針對該背景，本發(fā)明的目的因此是提供新型化合物種類，所述化合物可以在用于 與血液接觸的表面的涂層中使用并具有與已知化合物相比改良的血液相容性性質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明，該目的通過提供完全合成的白蛋白類似物實現(xiàn)，所述白蛋白類似物 具有至少一個三維基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)以幾何學定義的方式具有至少2個結(jié)合的接合區(qū)，至 少一個殘基與所述接合區(qū)共價結(jié)合。作為本發(fā)明基礎(chǔ)的目標完全通過這樣的方式實現(xiàn)。這因為本申請的發(fā)明人已認識到，通過在涂層中使用新型白蛋白類似物，與血液 相接觸的塑料表面的血液相容性與現(xiàn)有技術(shù)中已知的涂覆物質(zhì)和方法相比，顯著改進。針對該背景，本發(fā)明還涉及用于與血液相接觸的表面的血液相容性涂層，所述涂 層包括至少一種新型完全合成的白蛋白類似物。本發(fā)明還涉及具有至少一個這種類型的表面的醫(yī)學裝置，并還涉及新型白蛋白類 似物在用于與血液相接觸的聚合物表面的涂層中的應(yīng)用。新型白蛋白類似物具有這樣的優(yōu)點，即可以通過按照本發(fā)明使用的三維基礎(chǔ)結(jié)構(gòu) 獲得親脂性分子結(jié)構(gòu)部分，所述結(jié)構(gòu)部分具有比其中使用線性脂肪族化合物作為連接體的 已知物質(zhì)更高的空間密度。這首先導(dǎo)致新型白蛋白類似物與親脂性表面之間較強的范德瓦爾斯相互作用，并 由此導(dǎo)致改進的粘附；然而，其還促進水介質(zhì)中的溶解度，這歸因于親脂性分子結(jié)構(gòu)部分的 較低空間要求。水介質(zhì)中的良好溶解性是有利的，因為當用包含有機溶劑的涂層劑涂覆塑料表面 時發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂。所述接合區(qū)限定與其共價結(jié)合的殘基的空間排列并因此提供這樣的優(yōu)勢，即在新 型化合物與親脂性表面粘附的過程中出現(xiàn)表面上親水性分子結(jié)構(gòu)部分的有組織的分布模 式。因此，用介導(dǎo)血液相容性的分子結(jié)構(gòu)部分均勻占據(jù)表面可以利用所述新型白蛋白 類似物實現(xiàn)，這對于具有空間不確定基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的已知物質(zhì)而言是不可能的或未知的。全部這些導(dǎo)致在使用所述新型白蛋白類似物時，涂層品質(zhì)的大幅改進和，同時所 用涂覆物質(zhì)的量減小。所述新型白蛋白類似物的三個不同示范性實施方案在Chandler環(huán)路(loop)測試 中內(nèi)部檢測其血液相容性性質(zhì)并與Cremophor EL的性質(zhì)進行比較。在此，所述新型白 蛋白類似物顯示其本身比已知的Cremophor EL優(yōu)越，更具體地在血小板數(shù)量和血小板 球蛋白濃度方面，所述血小板數(shù)量和血小板球蛋白濃度是在暴露后在測試血液中檢測到的 并代表免疫系統(tǒng)活化作用的量度。本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)所述新型白蛋白類似物由腎排泄并可以因此經(jīng)由腎從患者血液 中清除，這與人白蛋白形成對比。針對該背景，本發(fā)明還涉及所述新型白蛋白類似物用于體內(nèi)解毒的應(yīng)用。
所述新型化合物稱為白蛋白類似物，因為它，如同人白蛋白一樣，在血液中和在水 溶液中以膠體形式存在。其具有親水性和疏水性區(qū)域。親水性區(qū)域決定在水中的溶解性， 而疏水性部分在溶液中，存在于分子橢圓體內(nèi)部并形成小袋，在所述小袋中可以運輸親脂 性物質(zhì)，例如疏水性藥物，或在肝炎的情形中，膽紅素。所述新型白蛋白類似物特別與疏水性物質(zhì)具有非常高的親和性，并且甚至作為負 載毒素的復(fù)合物被腎排泄。作為結(jié)果，通過加入根據(jù)本發(fā)明的物質(zhì)，提供在復(fù)合物中結(jié)合血 液中存在的毒性親脂性物質(zhì)的機會并經(jīng)由腎將其排泄出。關(guān)于所述新型白蛋白類似物，優(yōu)選由包括以下各項的組中選擇三維基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)簡 單芳香系、稠合芳香系、簡單雜芳香系、稠合雜芳香系、和上述物質(zhì)類型的氫化產(chǎn)物。在此，有利的是，這種類型的單環(huán)或多環(huán)化合物具有確定的三維結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在按 照本發(fā)明的白蛋白類似物中，實現(xiàn)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和殘基的有利組織以及還有親脂性分子結(jié)構(gòu)部 分的高空間密度。在稠合芳香系，簡單雜芳香系，和/或稠合雜芳香系芳香系的情形中，存在基本平 面的幾何形狀，并且因此用于與親脂性表面形成范德瓦爾斯相互作用的理想接觸區(qū)域在與 具有與其結(jié)合的殘基的親脂性部分的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用下形成。在芳香系或雜芳香系的氫化產(chǎn)物的情形中，有利作用，首先，來自處于確定位置的 接合區(qū)與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)軸向或赤道平面上結(jié)合的可能性，由此可以通過，例如，軸向或赤道平面 上的接合區(qū)被親脂性或親水性殘基的區(qū)別性占據(jù)獲得具有不同功能的空間組織分子結(jié)構(gòu) 部分。其次，有利作用來自氫化環(huán)結(jié)構(gòu)的相對柔性，所述氫化環(huán)結(jié)構(gòu)在同時并基本上保持確 定的排列時，容許甚至與牢固構(gòu)造的聚合物表面的有效粘附和范德瓦爾斯相互作用。
在開發(fā)中，優(yōu)選所述至少一個具有與接合區(qū)結(jié)合的內(nèi)區(qū)并具有與所述內(nèi)區(qū)結(jié)合的 外區(qū)的殘基。在此，有利的是，具有不同性質(zhì)例如，關(guān)于其親水性方面具有不同性質(zhì)的內(nèi)區(qū)和外 區(qū)可以通過重排或裝配形成形狀，例如，中心和外殼。這些形狀隨即可以與多種介質(zhì)或表面 以關(guān)于例如其親水性方面高度優(yōu)選的方式相互作用。優(yōu)選具有親脂性區(qū)域的內(nèi)區(qū)和具有親水性區(qū)域的外區(qū)。關(guān)于水介質(zhì)溶液中存在的化合物，在此有利的是，內(nèi)部排列的親脂性區(qū)域通過外 部排列的親水性區(qū)域與周圍介質(zhì)屏蔽開，這導(dǎo)致增加的溶解性。相反，關(guān)于與親脂性表面結(jié)合的化合物，有利的是，所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和所述殘基的親 脂性區(qū)域處于彼此靠近，即形成連續(xù)的親脂性分子結(jié)構(gòu)部分，從而容許與親脂性表面的范 德瓦爾斯相互作用。優(yōu)選通過烷基鏈形成的親脂性區(qū)域，其與親脂性表面形成強范德瓦爾斯相互作用。此外，優(yōu)選由聚環(huán)氧乙烷鏈(PEO)形成的親水性區(qū)域，其具有親水性性質(zhì)，該性質(zhì) 容許所述新型白蛋白類似物的良好水溶解性和形成具有抗血栓形成和血液相容性作用的 親水性接觸區(qū)域。此外，PEO鏈，如在上述WO 2002/000230A1所述，適合于遮蔽外源物質(zhì)避開免疫系 統(tǒng)并因此減少免疫反應(yīng)的觸發(fā)。此外，烷基鏈起另外擴大親脂性分子結(jié)構(gòu)部分的作用，從而加強所述新型白蛋白類似物與親脂性表面的結(jié)合。PEO鏈，相反，介導(dǎo)水介質(zhì)中，例如涂覆溶液中的溶解性，從而 使涂層可以通過沖洗應(yīng)用于表面。此外，優(yōu)選使用有機基使殘基上的鏈末端飽和。由于末端羥基有助于補體系統(tǒng)的活化，所以在此有利的是通過有機基的飽和，例 如通過甲氧基或通過乙酰化產(chǎn)生的鏈末端，且其在與血液接觸時，誘導(dǎo)很少或不誘導(dǎo)補體 反應(yīng)的觸發(fā)。在一種開發(fā)中，優(yōu)選通過至少一個橋鍵彼此連接的殘基。在此，有利的是，除殘基通過基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的空間組織外，通過橋鍵產(chǎn)生殘基彼此間進 一步增加的空間組織程度。在此，然后應(yīng)該注意，水介質(zhì)中的溶解性，與親脂性表面的粘附，和溶液中存在的 分子與親脂性表面粘附過程中的重排過程不被殘基彼此間的引入的空間限定而顯著減少 或妨礙。在所述新型白蛋白類似物的一個實施方案中，優(yōu)選具有至少2個基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的類似 物，所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)彼此通過至少一個橋連單元相連。在此，有利的是，空間或平面組織的程度可以通過多個基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)彼此間的連接而 進一步增加。這導(dǎo)致涂層品質(zhì)的進一步提高。此外，類似于蛋白結(jié)構(gòu)諸如例如白蛋白，水介質(zhì)中的溶解性可以進一步提高并且， 同時，由多分子形成的聚集體可以通過在分子內(nèi)部裝配親脂性分子結(jié)構(gòu)部分而抵消。另外，與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)結(jié)合的整個分子中的殘基數(shù)量也可以通過由橋連單元彼此相連 的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的數(shù)量而改變。此外，優(yōu)選具有式(CH2)n的烷基橋鍵、長度為η = 2-18的橋連單元。有利的是，較大的連續(xù)親脂性分子結(jié)構(gòu)部分可以通過兩個基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之間的烷基橋 鍵獲得，且這隨即增加范德瓦爾斯相互作用的形成。此外，優(yōu)選具有至少一個與殘基結(jié)合的支鏈的橋連單元。在此，有利的是，親脂性分子結(jié)構(gòu)部分可以進一步通過，例如，在橋連單元上引入 親脂性支鏈來擴大。此外，在單支鏈或多支鏈橋連單元處，可能引入親水性殘基，諸如例如PEO鏈，其 通過提高屏蔽親脂性分子結(jié)構(gòu)部分避開水介質(zhì)或血液增加該分子的溶解性和血液相容性。根據(jù)所述新型白蛋白類似物的開發(fā)，優(yōu)選將親水性官能團，例如，離子基團諸如羧 酸根、磷酸根、磺酸根陰離子引入至一些接合區(qū)、殘基、和/或橋連單元處。在此，有利的是，離子基團的引入促進對具有新型白蛋白類似物的涂層的品質(zhì)的 控制。因此，可以引入為了控制目的用陽離子染料染色的陰離子基團，并隨后通過視覺或自 動地對其進行檢測?？傊?，在水溶液或乳劑中使用的新型白蛋白類似物具有這樣的優(yōu)勢，即它們可以 具有高親脂性部分并仍然適合于通過水介質(zhì)來涂覆。在水介質(zhì)中，親脂性區(qū)域被親水性區(qū) 域完全屏蔽。在親脂性塑料表面上，新型白蛋白類似物的親脂性部分以合適的方式解折疊， 從而使其通過范德瓦爾斯相互作用與待涂覆的表面充分粘附。該解折疊由容許空間重排的 合適接合區(qū)引起。針對以上實施方案的背景，用于與血液相接觸的表面的血液相容性涂層可以具有至少一種完全合成的白蛋白類似物。該血液相容性涂層可以(如已經(jīng)提到地)應(yīng)用于醫(yī)學裝置例如，與血液相接觸的 醫(yī)學裝置的親脂性表面并可以賦予它們良好的血液相容性和抗血栓形成性質(zhì)。作為結(jié)果， 削弱血液中補體系統(tǒng)的活化作用，并且抵消表面上紅細胞或白細胞的吸附和凝固。優(yōu)選具有一種或多種血液相容性、可檢測物質(zhì)的血液相容性涂層。在此，有利的是，在品質(zhì)保證期間，產(chǎn)生的具有根據(jù)本發(fā)明的涂層的各醫(yī)學設(shè)備的 涂層品質(zhì)可以在不需要其他方法，諸如用包含例如可檢測的物質(zhì)的液體沖洗的條件下檢 驗。
同時，保持所述涂層的其他有利性質(zhì)，更具體地血液相容性。具有至少一個由聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚氨酯、聚酯、硅酮、硬或 軟聚氯乙烯、共聚物諸如，例如，丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物、乙烯丙烯(二烯)共聚物等制 成的塑料表面的醫(yī)學裝置可以按照本發(fā)明使用所述新型白蛋白類似物來涂覆。在此優(yōu)選作為心肺機、氧合器、導(dǎo)管、人工心臟、人工腎、氣體交換膜、或人造血管 的一次性設(shè)備的部件的醫(yī)學裝置。另外的優(yōu)勢由所附說明書和表來證明。應(yīng)該理解，以上提到并將在下文中解釋的特征不僅可以以在各種情形中指明的組 合使用，而且還可以以其他組合或單獨使用，這不偏離本發(fā)明的范圍。本發(fā)明通過附圖中的實例舉例說明，其中

圖1顯示具有外部排列的親水性分子結(jié)構(gòu)部分的新型白蛋白類似物的可能的實 施方案的圖示；圖2顯示具有外部排列的親脂性分子結(jié)構(gòu)部分的新型白蛋白類似物的可能的實 施方案的圖示；圖3顯示具有2個經(jīng)由橋連單元連接的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的新型白蛋白類似物的可能的實 施方案的圖示；圖4顯示在新型白蛋白類似物的特殊實施方案中使用的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的通式；圖5顯示在新型白蛋白類似物的特殊實施方案中經(jīng)由橋連單元連接的兩個基礎(chǔ) 結(jié)構(gòu)的通式；圖6顯示在新型白蛋白類似物的特殊實施方案中與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)結(jié)合的殘基的通式； 和圖7顯示具有按照本發(fā)明的涂層的表面的高度放大圖解截面。圖1描述新型白蛋白10的可能的實施方案的圖示。在此，殘基14與三維基礎(chǔ)結(jié) 構(gòu)11經(jīng)由接合區(qū)12共價結(jié)合。這些殘基14各具有內(nèi)區(qū)15、外區(qū)16、和鏈末端17，其中內(nèi) 區(qū)15具有親脂性特征；而外區(qū)16和鏈末端17具有親水性特征。在該附圖和以下附圖中，殘基的親水性分子結(jié)構(gòu)部分通過粗線識別。多次繪制的 分子成分，諸如例如接合區(qū)12，僅作為舉例，為了清楚目的以圖中的附圖標記設(shè)置。該實施方案具有完全壓緊的分子結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，其中殘基在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上放射狀對稱 排列并處于平面方式。因此，在表面上獲得高度組織性。相反，在溶液中，通過殘基重排獲 得親脂性分子結(jié)構(gòu)部分和有效的親水性涂層的良好壓緊。圖2中描述的實施方案很大程度上對應(yīng)于圖1中的實施方案。然而，在該情形中，殘基14的外區(qū)16和鏈末端17具有親脂性特征，而殘基14的內(nèi)區(qū)15是親水性的。該實施方案具有這樣的優(yōu)勢，即在新型白蛋白類似物10中，當它們與親脂性表面 結(jié)合時，對血液相容性非常關(guān)鍵的鏈末端17背對溶液。圖3顯示新型白蛋白類似物的可能的實施方案的圖示，其中兩個基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)11經(jīng)由 橋連單元20彼此連接。如前圖1和2，殘基14與三維基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)11經(jīng)由接合區(qū)12共價結(jié)合。這些殘基14 分為內(nèi)區(qū)15和外區(qū)16。此外，殘基14具有鏈末端17。殘基14分為內(nèi)區(qū)15和外區(qū)16具有這樣的優(yōu)勢，即可以產(chǎn)生較大的親水性屏蔽半 徑；然而，同時，親脂性和親水性部分的線性序列決定這些分子結(jié)構(gòu)部分的空間組織。因此， 親脂性表面被涂層中親水性分子結(jié)構(gòu)部分的均勻占據(jù)可以更容易地獲得。在此，還可能具有單部分殘基14，其由于由殘基14與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)11的緊密結(jié)合決定 的空間約束，獲得具有有限親水性屏蔽半徑的相當剛性的分子幾何形狀。橋鍵19，其與殘基14彼此連接，也促進對殘基14方向的空間約束。此外，在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)11之間提供橋連單元20，對所述橋連單元20進一步提供具有殘 基14的支鏈21。在接合區(qū)12處和在橋連單元20處，繪制了引入的親水性官能團22，例如離子基團 諸如羧酸根、磷酸根或磺酸根陰離子。除其親水性外，這些基團使得可能通過陽離子染料來檢驗涂層品質(zhì)。圖4顯示在特殊示范性實施方案中提及的物質(zhì)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)11 ；其在下文中稱為 “單體 PEO 350”，“單體 PEO 550”，和“二聚體 PEO 350”。類似于圖1中所示的圖表，由“R”表示的殘基在此與由1，3，5-苯三羧酸基團組成 的三維基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)11，經(jīng)由通過酰胺鍵形成的接合區(qū)12共價結(jié)合(關(guān)于殘基通式參見圖6)。圖5顯示新型白蛋白類似物的結(jié)構(gòu)，其在下文中稱為“二聚體PE0350”。該二聚體具有兩個基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)11，其各由1，3，5_苯三羧酸基團組成并經(jīng)由橋連單 元20彼此相連，所述橋連單元20由一個式(CH2)n、長度為η = 6的烷基鏈組成并在各種情 形中經(jīng)由起接合區(qū)12作用的酰胺鍵與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)結(jié)合，其中所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)11各具有2個經(jīng) 由起接合區(qū)12作用的酰胺鍵結(jié)合的殘基“R”。圖6顯示新型白蛋白類似物的特殊示范性實施方案中的結(jié)合的殘基“R”的基礎(chǔ)結(jié) 構(gòu)。這些殘基具有烷基鏈作為親脂性區(qū)域23和PEO鏈作為親水性區(qū)域?qū)?。PEO鏈上的鏈 末端17受甲氧基的影響。在此，物質(zhì)“單體PEO ；350”和“二聚體PEO ；350”具有式(CH2-CH2-O)n、長度為η = 8 (從二聚氨基十一酸開始)并且分子量為約350道爾頓(Da)的PEO鏈。物質(zhì)“單體PEO 陽0”具有長度為n= 12-13(從二聚氨基十一酸開始)并且分子量為約550道爾頓(Da)的 PEO 鏈。圖7通過圖表描繪表面沈的高度放大截面，所述表面沈具有含有新型白蛋白類 似物觀的涂層27。涂層27與表面沈經(jīng)由新型白蛋白類似物觀的親脂性部分四結(jié)合。 該涂層與生理學水介質(zhì)31，例如血液，經(jīng)由新型白蛋白類似物觀的親水性部分30相接觸， 并且屏蔽表面沈避開介質(zhì)31。圖4-6中顯示的三種新型白蛋白類似物針對其血液相容性和抗血栓形成作用進行表征并與已知的Cremophor EL進行比較。本發(fā)明人能夠顯示新型白蛋白類似物在其 血液相容性方面比已知Cremophor EL更優(yōu)越，更具體地如通過在暴露后在測試血液中 檢測到的血小板數(shù)量和通過血小板球蛋白濃度所測量的，所述血小板數(shù)量和血小板球蛋白 濃度二者均代表免疫系統(tǒng)活化作用的量度。為了該目的，圖4-6中引用的三種新型白蛋白類似物分別用于涂覆聚碳酸酯表 面并在Chandler環(huán)路測試中與血液相接觸。隨后，基于若干參數(shù)確定涂覆的表面的血液 相容性和抗血栓形成性。所用對照是新鮮供體血液、未涂覆的聚碳酸酯表面、和用已知的 Cremophor EL涂覆的聚碳酸酯表面。為了確定涂覆表面的血液相容性和抗血栓形成性，進行Chandler環(huán)路測試。環(huán)路的產(chǎn)生為了生成所述環(huán)路，7個可商購聚碳酸酯連接器最初經(jīng)由3/8”硅酮管材片段彼此 連接。為了進行涂層，在室溫下使用Im 3/8”娃酮泵管材將IOOOml水性涂覆溶液泵至環(huán)路 內(nèi)周圍，所述泵管材具有蠕動泵，流速為2升/分鐘。涂覆后，棄去涂覆溶液并且涂覆的環(huán) 路在不需要進一步?jīng)_洗的條件下，用無菌壓縮空氣吹氣并作為結(jié)果干燥。在干燥箱中40°C 最后干燥4小時后，涂覆過程完成。使用的涂覆溶液具有以下組成表1 涂層 A 處于軟化水中的 500mg/升Cremophor EL (Caesar+Loretz GmbH, Hilden)；涂層B 溶解在軟化水中直至飽和點的“單體PE0550”;涂層C 溶解在軟化水中直 至飽和點的“單體PEO 350” ；涂層D 溶解在軟化水中直至飽和點的“二聚體PEO 350”。表2涂層 A 處于軟化水中的 IOOmg/升Cremophor EL (Caesar+Loretz GmbH, Hilden)；涂層B 處于軟化水中的IOOmg/升“二聚體PE0350” ；涂層C 處于軟化水中的 50mg/升“二聚體 PEO 350”。檢驗涂層的血液相容性由此處理的體積為36ml且內(nèi)表面為150cm2的環(huán)路各填充20ml新鮮人血，對未涂 覆的對照環(huán)路相同處理，并在水浴中旋轉(zhuǎn)。應(yīng)該在此注意，來自不同供體的血液對與潛在血液不相容性表面的接觸和在檢驗 過程中發(fā)生的攪動反應(yīng)不同。因此，為了獲得高度顯著測量值，總是在使用不同涂層和對照 的平行實驗中使用來自相同供體的血液，且整個實驗使用來自5名不同供體的血液進行。90分鐘后，從環(huán)路中除去血液并關(guān)于某些數(shù)值分析這些樣品。表1對于每個檢測管列出進行實驗后完整血小板的數(shù)量，和還有β-血小板球蛋 白，凝血酶-抗凝血酶，補體S(^b-9，和PMN彈性蛋白酶的濃度。此處列出的是由使用來自 5名不同供體的血液的實驗確定的平均值，和還有，在每種情形中，標準差(SD)和所述平均 值與來自未處理對照血液的平均值的百分比偏差。完整血小板的數(shù)量和釋放的血小板球蛋白的濃度(iu/ml)，其二者均在樣品 中檢測，是此處最重要的參數(shù)。在此，第一個數(shù)值應(yīng)該非常高；相反第二個數(shù)值應(yīng)該非常低。由表1可見，對于“二聚體PEO 350”涂層(100mg/l)的完整血小板數(shù)量顯然高于 對于Cremophor EL涂層的數(shù)量。測試的兩種其它物質(zhì)，與Cremophor相比，具有稍微增 加的(“單體PEO 550”)或?qū)嵸|(zhì)上相似的(“單體PEO 350”)血小板計數(shù)。此外，在使用“二聚體PEO 350”涂層的測試中確定的β-血小板球蛋白濃 度與Cremophor EL涂層相比，幾乎減小1/3。這種差別是“二聚體PE0350”涂層與Cremophor EL涂層相比基本上更好的血液相容性的指示。兩種單體物質(zhì)在此與 Cremophor EL相比也具有明顯更好的數(shù)值。 也測試的凝血酶-抗凝血酶數(shù)值在此也顯示，“二聚體PEO 350”涂層在其血液相 容性方面比Cremophor EL·凃?qū)觾?yōu)越。
權(quán)利要求
1.完全合成的白蛋白類似物，其具有至少一個三維基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(11)，所述三維基礎(chǔ)結(jié)構(gòu) 以幾何學確定的方式，具有至少2個結(jié)合的接合區(qū)(12)，至少一個殘基(14)與所述接合區(qū) 共價結(jié)合。
2.權(quán)利要求1所述的完全合成的白蛋白類似物，其特征在于所述三維基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(11)選 自包括以下各項的組簡單芳香系、稠合芳香系、簡單雜芳香系、稠合雜芳香系、和上述物質(zhì) 類型的氫化產(chǎn)物。
3.權(quán)利要求1或2所述的完全合成的白蛋白類似物，其特征在于所述至少一個殘基 (14)具有與所述接合區(qū)(12)結(jié)合的內(nèi)區(qū)(15)并具有與所述內(nèi)區(qū)結(jié)合的外區(qū)(16)。
4.權(quán)利要求3所述的完全合成的白蛋白類似物，其特征在于所述內(nèi)區(qū)(1 具有親脂性 區(qū)域且所述外區(qū)(16)具有親水性區(qū)域。
5.權(quán)利要求1-4中任一項所述的完全合成的白蛋白類似物，其特征在于殘基(14)上的 鏈末端(17)被有機基飽和。
6.權(quán)利要求1-5中任一項所述的完全合成的白蛋白類似物，其特征在于殘基(14)通過 至少一個橋鍵(19)彼此連接。
7.權(quán)利要求1-6中任一項所述的完全合成的白蛋白類似物，其特征在于其具有至少2 個基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(11)，所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(11)經(jīng)由至少一個橋連單元00)彼此連接。
8.權(quán)利要求7所述的完全合成的白蛋白類似物，其特征在于所述橋連單元00)具有式 (CH2)n、長度為η = 2-18的烷基橋鍵。
9.權(quán)利要求7和8中任一項所述的完全合成的白蛋白類似物，其特征在于所述橋連單 元OO)具有至少一個與殘基(14)結(jié)合的支鏈01)。
10.權(quán)利要求1-9中任一項所述的完全合成的白蛋白類似物，其特征在于具有例如，多 離子基團諸如羧酸根、磷酸根、或磺酸根陰離子的親水性官能團0 已經(jīng)被引入至一些接 合區(qū)(12)、殘基(14)、和/或橋連單元(20)處。
11.用于與血液相接觸的表面的血液相容性涂層，所述涂層具有至少一種如權(quán)利要求 1-10中任一項所述的完全合成的白蛋白類似物。
12.權(quán)利要求11所述的血液相容性涂層，其特征在于其具有一種或多種血液相容性、 可檢測物質(zhì)。
13.—種醫(yī)學裝置，其具有至少一個具有如權(quán)利要求11和12中任一項所述的涂層的表
14.權(quán)利要求13所述的醫(yī)學裝置，其特征在于其是心肺機、氧合器、導(dǎo)管、人工心臟、人 工腎、氣體交換膜、或人造血管的一次性設(shè)備的部件。
15.權(quán)利要求13和14中任一項所述的醫(yī)學裝置，其特征在于所述塑料表面包括聚碳酸 酯、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚氨酯、聚酯、硅酮、硬或軟聚氯乙烯、共聚物、丙烯腈丁二 烯苯乙烯共聚物、和/或乙烯丙烯(二烯)共聚物。
16.權(quán)利要求1-10中任一項所述的完全合成的白蛋白類似物在用于與血液相接觸的 聚合物表面的涂層中的應(yīng)用。
17.權(quán)利要求1-10中任一項所述的完全合成的白蛋白類似物用于體內(nèi)解毒的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及完全合成的白蛋白類似物(10)，其可以用于與血液(31)相接觸的表面(26)的涂層(27)中，從而改善表面(26)的血液相容性，涉及這樣的涂層(27)，涉及具有至少一個這樣的表面(26)的醫(yī)學裝置，并還涉及完全合成的白蛋白類似物用于體內(nèi)解毒的應(yīng)用，其中完全合成的白蛋白類似物(10)的特征是至少一個三維基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(11)，所述三維基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(11)具有至少2個結(jié)合的接合區(qū)(12)，所述接合區(qū)(12)在幾何學上彼此排列并且至少一個殘基(14)與所述接合區(qū)(12)共價結(jié)合。
文檔編號C07K14/765GK102046206SQ200980120336
公開日2011年5月4日 申請日期2009年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月30日
發(fā)明者漢斯-迪爾特·萊曼 申請人:Ls麥德卡普有限責任公司