CN101472625A - 器官粘连防止剂和使用其的粘连防止方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了包含γ－聚谷氨酸化学交联体作为有效成分的器官粘连防止剂，还公开了防止器官粘连的方法，所述方法的特征在于：使所述粘连防止剂接触或附着在欲防止手术后粘连的局部器官表面和任选地其周围。根据本发明，提供了能有效防止器官表面的粘连、在体内可吸收的高安全性、且易于制备的、实用性高的器官粘连防止剂，并提供了使用所述粘连防止剂的器官粘连防止方法。

Description

器官粘连防止剂和使用其的粘连防止方法

相关申请

本申请要求于2006年5月16日申请的日本专利申请2006-136991号的优先权，该日本申请所公开的说明书于本申请中引用作为参考。

发明背景

技术领域

本发明涉及器官粘连防止剂和使用其的粘连防止方法，具体而言，本发明涉及能有效防止器官表面的粘连、且在体内可吸收的高安全性和易于制备的器官粘连防止剂，和涉及使用所述粘连防止剂的粘连防止方法。

背景技术

即使当一个器官表面与另一器官表面发生近端接触，器官也通常处于能够自由移动和相互离开的状态。但是，器官之间的粘连可以由于手术或其它原因所引起的炎症而产生，由此导致了如局部器官的功能低下等接连发生的病症。当引起了器官粘连时，有必要进行再次手术，这增加了患者的负担，并且手术也非常难于完成。

因此，已提出了这样的用于防止器官粘连的粘连防止基材。

粘连防止基材广义上分类为非吸收性基材和吸收性基材。非吸收性基材包括聚硅氧烷片、GoreTex^TM片、和包含下述混合高分子的水凝胶膜的器官粘连防止用膜(特开266615/1996号公报，该公报的内容文中引用作为参考)，所述混合高分子包含聚乙烯醇和特定的水溶性高分子。虽然通过将这些片贴附在损害部位而物理性地隔开损害部位，导致无粘连，但是它们在体内不被吸收并因此引起人工物质在体内残留的问题。

另外，有时这样贴附的非吸收性片或膜本身通过与器官粘连，有时会引起功能紊乱。在这种情况下，即使通过再次手术也不可能去除已粘连的片。

因此，已尝试开发在体内能被吸收的、安全性高的吸收性基材。

作为吸收性基材，已报道了明胶、血纤蛋白糊(fibrin glue)、透明质酸和其盐、纤维素、包含由聚(γ-谷氨酸)盐的羧基阴离子与脱乙酰壳多糖等通过氢键形成的聚(γ-谷氨酸)盐复合体的粘连防止材料(特开276572/1999号公报，该公报的内容文中引用作为参考)、包含生物可利用的高分子和多官能三嗪化合物如异氰脲酸三烯丙酯的可辐射灭菌的医用材料(特开695/2003号公报，该公报的内容文中引用作为参考)等。

此外，已提出了对于将聚(γ-谷氨酸)作为单一的高分子通过交联得到的聚(γ-谷氨酸)交联体，通过γ辐射获得的聚(γ-谷氨酸)放射线交联体(特开322358/1994号公报，该公报的内容文中引用作为参考)；通过化学反应获得的聚(γ-谷氨酸)的高分子凝胶(特开256220/1994号公报，该公报的内容文中引用作为参考)；通过聚(γ-谷氨酸)与聚丙二醇或聚乙二醇的化学反应获得的聚(γ-谷氨酸)接枝化物(特开298533/1992号公报，该公报的内容文中引用作为参考)等。进一步地，在特开343339/1999和128899/2002中也公开了聚(γ-谷氨酸)交联体，它们所有的公开内容文中引用作为参考。但是，这些文献均没有公开作为术后粘连防止剂的用途。

另外，本发明者中的一部分人之前已申请了包含吸水性聚γ-谷氨酸交联体的粘连防止材料(参见PCT/JP2005/021094号公报，该公报的内容文中引用作为参考)。

发明概述

本发明者已发现聚(γ-谷氨酸)(下文称作γ-聚谷氨酸)的化学交联体对于防止器官粘连是有效的。本发明是基于此类发现的发明。

因此，本发明的目的是提供器官粘连防止剂(材料)和使用所述粘连防止剂的粘连防止方法。

根据本发明的一个方面，提供了器官粘连防止剂，其包含γ-聚谷氨酸化学交联体作为有效成分。

根据本发明的另一个方面，提供了防止器官粘连的方法，所述方法包括以下步骤：使所述粘连防止剂接触或附着在欲防止手术后粘连的局部器官表面和任选地其周围。

根据本发明的一个方面，γ-聚谷氨酸化学交联体的利用在易于制造、具有不易被周围的水分流走的程度的粘度、以及能够有效吸收自创面的渗出液方面是有利的。此外，γ-聚谷氨酸化学交联体在体内被吸收、没有副作用和高安全性方面也是有利的。进一步地，根据本发明的一个方面，γ-聚谷氨酸化学交联体还具有不仅能够有效防止手术后等的局部器官表面的粘连而且当有少量出血时能够止血的优点。

附图简述

图1显示了实施例1中没有用γ-聚谷氨酸化学交联体处理的组的粘连状况。

图2显示了实施例1中用γ-聚谷氨酸化学交联体处理的组的粘连防止状况。

发明详述

本发明中使用的术语“γ-聚谷氨酸化学交联体”是指：将侧链具有羧基的生物可降解的γ-聚谷氨酸通过同一分子内具有与羧基反应的两个或两个以上的官能团的化合物(即，交联剂)，通过化学反应交联而形成的吸水性高分子。

γ-聚谷氨酸化学交联体是作为亲水性聚合物分子的γ-聚谷氨酸通过交联形成的、取得基体(matrix)结构的、具有在该结构中保留水分的能力的交联体。根据本发明的优选的实施方案，γ-聚谷氨酸化学交联体优选地是凝胶状态，但是即使当交联反应后溶液为非凝胶化状态，只要γ-聚谷氨酸化学交联体具有防止器官粘连的效果，就可以用于本发明。γ-聚谷氨酸化学交联体的吸水性为能够保留其重量数百倍以上的水。

γ-聚谷氨酸的交联是指例如将一个γ-聚谷氨酸分子与另一γ-聚谷氨酸分子直接交联或通过交联剂交联。

文中所用的术语“γ-聚谷氨酸”是指谷氨酸的聚合物，其中D型和L型谷氨酸在γ位连接，形成分子量优选地在200,000至2,000,000范围的酸性水溶性高分子。γ-聚谷氨酸可以为盐形式，包括例如碱金属盐和碱土金属盐。另外，γ-聚谷氨酸也可以仅由D型谷氨酸组成，或者也可以仅由L型谷氨酸组成。

γ-聚谷氨酸是纳豆的粘性物质的主要成分，并通常用于食物，确立了对生物的安全性。此外，γ-聚谷氨酸在土壤里是生物可降解的，并因此没有环境污染的危险性。另外，已认识到γ-聚谷氨酸对肌肤具有保湿性，也用在化妆品中。

γ-聚谷氨酸化学交联体可通过将γ-聚谷氨酸和交联剂，任选地在存在缩合剂下，通过化学反应，与γ-聚谷氨酸交联而制备。可根据交联剂的量和种类以及根据需要使用的缩合剂的量和种类而选择合适的反应条件。

γ-聚谷氨酸化学交联体的制备具体地可根据特开298533/1992、256220/1994、343339/1999和128899/2002所记载的方法实施。也就是说，将γ-聚谷氨酸或其盐作为原材料，与同一分子内具有能与羧基反应的两个或两个以上官能团的化合物(交联剂)在溶剂中直接反应，或者与交联剂一起地使用缩合剂在溶剂中反应，以产生γ-聚谷氨酸化学交联体。

对未交联的γ-聚谷氨酸不作特别的限制，可以是通过芽孢杆菌属(Bacillus)微生物产生的，其中所述芽孢杆菌属微生物例如枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、炭疽芽孢杆菌(Bacillus anthracis)、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)或纳豆芽孢杆菌(Bacillus natto)(参见Biosci.Biotech.，56，1031-1035(1992)和特开174397/1989，文献的所有公开内容在此引用作为参考)，或者可以是通过化学合成获得的。另外，对获得的γ-聚谷氨酸的纯化方法也不作特别的限制，可以根据特开316286/1995号公报的方法实施，该公报的内容文中引用作为参考。

对在本发明中使用的、用于产生γ-聚谷氨酸化学交联体的交联剂不作特别的限制，只要能将作为γ-聚谷氨酸的结构单位的谷氨酸(下文也称为单体单位)的羧基与交联剂的官能团反应，获得γ-聚谷氨酸化学交联体均可，并且包括例如聚环氧化合物、多元醇、聚胺、或聚异氰酸酯、以及二醇、二胺和二异氰酸酯等。另外，上述的单体单位如下式所示。

[式1]

-CO-CH₂-CH₂-CH(COOH)-NH-

根据本发明的优选实施方案，通过控制作为单体单位的谷氨酸中的羧基总数与交联剂的分子数之间的比率能够获得具有目的性状的γ-聚谷氨酸交联体。

根据本发明的优选实施方案，γ-聚谷氨酸化学交联体优选地通过将交联剂与γ-聚谷氨酸以该交联剂的总摩尔数与该γ-聚谷氨酸的构成单位谷氨酸(单体单位)的总摩尔数的比率在1:100至1:2的范围使用而制备。交联剂的使用量在这个范围时，交联反应能够充分进行，并且能够确保高的吸水率。根据本发明的优选实施方案，上述比率较优选地为1:40至3:8，更优选地为1:35至1:10。

作为交联剂的聚环氧化合物的具体例子可以例举(聚)乙二醇二缩水甘油醚(分子内的乙二醇单位数优选地为1至6，更优选地为1至4)、(聚)丙二醇二缩水甘油醚(分子内的丙二醇单位数优选地为1至6，更优选地为1至4)、甘油二缩水甘油醚(优选地甘油-1，3-二缩水甘油醚)等。根据本发明的优选实施方案，优选下式所示的(聚)乙二醇二缩水甘油醚，并且更优选二乙二醇二缩水甘油醚(下式中n＝2)和乙二醇二缩水甘油醚(下式中n＝1)。

[式2]

其中n代表1至6的整数，优选地1至4的整数。

此外，作为交联剂的多元醇、聚胺和聚异氰酸酯优选地为具有两个官能团的那些，如二醇、二胺和二异氰酸酯，更优选地为C_3-8烷二醇和C_3-8烷二异氰酸酯，进一步优选地为1，6-己二醇或1，6-己二异氰酸酯。

当使作为γ-聚谷氨酸的构成单位的谷氨酸中的羧基与交联剂中的羟基反应时，优选地使用缩合剂，例如二甲氨基吡啶和二环己基碳二亚胺。

在本发明中，如由ALDRICH公司、东京化成工业社(TOKYOCHEMICAL INDUSTRY CO.，LTD.)等提供的商业可获得的交联剂可直接使用或者合适地纯化后使用。

当使用聚环氧化合物作为交联剂制备γ-聚谷氨酸化学交联体时，所述γ-聚谷氨酸化学交联体例如可以通过以下方法制备。

即，将非交联的γ-聚谷氨酸和碱性化合物如碳酸氢钠、或非交联的γ-聚谷氨酸盐室温溶解在溶剂中后，添加聚环氧化合物并搅拌进行反应，能够得到无色透明的γ-聚谷氨酸化学交联体。

在本上下文中，添加和搅拌步骤的温度合适地设置在0至100℃的范围。

对反应中可使用的溶剂没有特别的限制，并且包括例如水或二甲亚砜，优选地水。

当使用二醇作为交联剂用于制备γ-聚谷氨酸化学交联体时，所述γ-聚谷氨酸化学交联体例如可以通过如下方法制备。

即，可通过将非交联的γ-聚谷氨酸和二醇在溶剂中，任选地于存在缩合剂如二甲氨基吡啶和/或二环己基碳二亚胺下，在约-60至+80℃的温度进行缩合反应0.1至48小时，从而制备γ-聚谷氨酸化学交联体。

作为反应中可使用的溶剂优选地为高极性溶剂，如N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲亚砜或N-甲基吡咯烷酮，优选地N，N-二甲基甲酰胺。

通过上述交联反应而制备的γ-聚谷氨酸化学交联体，根据需要按照常规方法除去未反应的γ-聚谷氨酸、交联剂和缩合剂等后，能够用于本发明。

在本发明中，γ-聚谷氨酸化学交联体可以直接地用作器官粘连防止剂，或任选地与其他成分混合后用作器官粘连防止剂。根据本发明的器官粘连防止剂不特别地限制γ-聚谷氨酸化学交联体的含有比例，只要器官粘连防止剂含有γ-聚谷氨酸化学交联体作为有效成分并发挥防止器官粘连的作用即可，另外，根据需要，可以包含药学上允许的添加剂如稳定剂、抗氧化剂、着色剂等。

在本发明中，不特别地限制γ-聚谷氨酸化学交联体的形态，例如可以直接地以凝胶状使用，或者以通过冷冻干燥法等的粉末状使用。

此外，不特别地限制根据本发明的器官粘连防止剂的形式，可以是包含γ-聚谷氨酸化学交联体的例如粉末、颗粒、溶液、溶胶状、凝胶状、或片状。根据本发明的优选实施方案，器官粘连防止剂可以优选地为某种程度的固体状器官粘连防止剂，从操作性的观点出发最优选地为粉末。

而且，根据本发明的粘连防止剂也可与有效防止粘连的其它成分混合使用，其中所述其它成分如血纤蛋白糊、透明质酸钠、靶向粘连形成相关分子的基于分子靶的药物等。另外，也可通过包埋在其他片状粘连防止基材的表面而组合使用。

根据本发明的粘连防止剂是高安全性的，因为它有效地防止了局部器官表面的粘连，并且促进局部器官表面的外伤部分治愈和没有副作用地在体内吸收，而且，对于少量出血可起到止血，这样的效果在现有的粘连防止剂中是没有的。

根据本发明的另一方面，提供了防止器官粘连的方法。根据本发明的防止器官粘连的方法包括使粘连防止剂接触或附着在欲防止手术后粘连的局部器官表面和任选地其周围的步骤。在本发明的上下文中，术语“使接触或附着”是指通过涂布或散布粘连防止剂至欲防止粘连的局部器官表面和任选地其周围而接触或附着。

术语“局部器官表面”是指由手术如外科手术、或者其他何种原因所引起炎症的、并因此需要防止粘连的器官表面的全部或部分。

对器官的部位和种类等不作特别的限制，但优选地哺乳动物的体表(外皮)以外的器官，其中所述哺乳动物包括人、实验动物如小鼠、大鼠、仓鼠、兔等、和家养动物。器官包括例如消化器官如胃、小肠和大肠；生殖器官如子宫和卵巢；呼吸器官如心脏和肺；运动器官如肌肉、骨和韧带；感觉器官如眼等。

不特别地限制器官的手术内容。上述的局部器官表面可以是手术的直接对象，另外也可以为不是手术的直接对象的作为手术结果的受伤部分。

对局部器官表面的状态不特别地限制。由于本发明的粘连防止剂是吸水性的，因此即使在湿润状态也可应用于表面而不流走。

在根据本发明的器官粘连防止方法中，在使粘连防止剂接触或附着在欲防止手术后粘连的局部器官表面和任选地其周围的方法中，粘连防止剂的形态和有效成分的比例可以根据器官和外伤部分的状态而合适地确定。由于本发明的粘连防止剂没有副作用并且是高安全性的，与局部器官表面接触的粘连防止剂的量可以设为覆盖表面的程度。

根据本发明的防止器官粘连的效果，以粘连防止剂为凝胶状的情形为例说明如下：将粘连防止剂涂布至局部器官表面(如为湿润状态)后，经过1周，目测观察有无粘连。一般地，根据本发明的粘连防止剂在涂布后的约48小时变得肉眼观察不到。在本上下文中，如果在该时间点没有产生粘连，则可判断为有效防止了粘连，虽然这也取决于器官的类型或器官表面的状态。

实施例

本发明将参照下列实施例进行更具体的说明，但本发明不限于这些实施例。

制备例1

向2g非交联的γ-聚谷氨酸(下文中称为非交联PGA；制备批号：90630，分子量：320,000(通过凝胶渗透色谱-光散射检测法(GPC-LS)测定，以支链淀粉(Pullulan)作为标准品)(以单体单位的谷氨酸的总摩尔数计算，相当于15.5mmol)加入15.5ml纯水和0.65g碳酸氢钠，并且使该混合物完全溶解。向该溶液中加入作为交联剂的二乙二醇二缩水甘油醚(n＝2，试验项号1-6)或乙二醇二缩水甘油醚(n＝1，试验项号7-9)(均由ALDRICH生产)，于80℃搅拌1.5小时进行反应。结果，得到的反应液的性状如下所示。在本上下文中，交联剂的分子数：γ-聚谷氨酸中含有的羧基总数＝所使用的交联剂的总摩尔数：所使用的γ-聚谷氨酸的结构单位谷氨酸的总摩尔数。

[表1]

反应后，将0.65碳酸氢钠和适量的纯水添加至所获得的凝胶，使凝胶膨润后，在减压0.08托(Torr)的条件下冷冻干燥72小时，获得γ-聚谷氨酸化学交联体(下文中有时称为PGA-CCC)。

制备例2

将非交联的PGA(2g，与制备例1相同的批次)和1，6-己二醇(0.78mmol，交联剂)在N，N-二甲基甲酰胺(DMF，31ml)中溶解后，在冰冷却下加入作为催化剂(缩合剂)的二甲氨基吡啶(3.12mmol)和二环己基碳二亚胺盐酸盐(3.12mmol)，然后在80℃搅拌1.5小时进行反应。结果，γ-聚谷氨酸形成交联的凝胶状。

反应结束后，向所生成的凝胶中加入适量的纯水，使凝胶膨润后，在减压0.08托的条件下冷冻干燥72小时，获得PGA-CCC。

制备例3

向非交联的PGA(2g，与制备例1相同的批次)加入纯水(15.5ml)和碳酸氢钠(0.65g)，并完全溶解混合物。向该溶液添加作为交联剂的下表2所示规定添加量的乙二醇二缩水甘油醚(通过蒸馏ALDRICH公司市售产品而纯化，密度：1.12g/cm³)，然后在80℃搅拌混合物2小时进行反应。

反应后，向所产生的凝胶添加适量的碳酸氢钠(0.325g)和纯水，膨润凝胶后，在0.08托的条件下冷冻干燥72小时，得到PGA-CCC。

结果，凝胶的性状如下表2所示，试验项号1和2是有粘性的凝胶，试验项号3是稀薄的凝胶，且试验项号4至7是水样凝胶。

精密称量所制备的试验项号1-4的各样本0.1g，并置于1升的烧杯中，加入1升去离子水。用铝箔盖住烧杯上部，避开温度的影响，置于5℃的低温室内过夜。在2升烧杯上覆盖四层纱布(Japanese Pharmacopoeia；I型)，向其上慢慢注入1升烧杯中的内容物。当全部量均注入后，在1升烧杯中仍残留凝胶时，用刮勺刮下，并置于纱布上。静置1小时后，将仍在纱布上的凝胶置于已测定毛重的500ml烧杯中。将粘在纱布上的凝胶也用刮勺刮下并置于500ml烧杯中。此时从烧杯的总重量减去500ml烧杯的毛重，得到的值为吸水量。此外，根据下式计算吸水率(单位：g/g)，结果如下表2所示，得到的γ-聚谷氨酸化学交联体的吸水率显示出约几百的高值。

[式1]

吸水率(g/g)＝吸水量(g)/样本量(g)

[表2]

 

试验项号	交联剂的添加量(mmol)	使用的交联剂的总摩尔数与作为所使用的γ-聚谷氨酸的结构单位的谷氨酸的总摩尔数的比率	反应液的性状	吸水率
					1	1.09	1:14	有粘性的凝胶	230至540
2	0.96	1:16	有粘性的凝胶	600至690
					3	0.77	1:20	稀薄的凝胶	610至710
4	0.64	1:24	水样的凝胶	340至390
					5	0.45	1:34	水样的凝胶
6	0.32	1:48	水样的凝胶

实施例1：器官的粘连防治效果

为了确认PGA-CCC防止器官粘连的效果，使用制备例1制备的试验项号2的PGA-CCC，与无PGA-CCC处理的对照组进行比较。

使用2只Donryu大鼠(雄性，5至7周龄)进行实验。在大鼠全身麻醉下开腹(腹部正中切开)以切除大肠的紧挨回盲肠部上方的腹壁约1x2cm。然后，将回盲肠部取出至腹腔外，用纱布擦至其浆膜面出现小的出血斑。接下来，用干燥器吹温风约20秒，并在室内环境下干燥约10分钟。

然后，将回盲肠部的擦伤部位和腹膜以及切除了腹壁的部分涂布0.2gPGA-CCC。

约1周后开腹，观察上述表1的PGA-CCC的试验项号2的粘连程度。结果，在2只动物中均未见到粘连，确认了PGA-CCC有效防止器官粘连。此外，约1周后开腹时，无PGA-CCC处理的情形如图1所示，PGA-CCC处理防止器官粘连的情形如图2所示。

实施例2：器官的粘连防治效果

使用制备例3制备的试验项号1至5的PGA-CCC，用与实施例1同样的方法，确认防止器官粘连的效果。

约1周后开腹，观察各组的粘连程度，没有观察到粘连的评价为“没有”；可疼痛不剧烈地剥离的评价为“轻度”；可剧烈疼痛地剥离的评价为“中度”；由剥离所致器官损伤的粘连评价为“高度”。如下表3所示，无处理组与实施例1同样地，所有个体均为高度，试验项号1至5的所有试验项号的全部5例均没有观察到粘连，确认了具有防止器官粘连的效果。

[表3]

Claims (12)

1.器官粘连防止剂，其包含γ-聚谷氨酸化学交联体作为有效成分。

2.根据权利要求1所述的器官粘连防止剂，其中γ-聚谷氨酸化学交联体是通过将交联剂与γ-聚谷氨酸以该交联剂的总摩尔数与该γ-聚谷氨酸的构成单位谷氨酸的总摩尔数的比率在1:100至1:2的范围使用而制备的。

3.根据权利要求2所述的器官粘连防止剂，其中所述比率在1:40至3:8的范围。

4.根据权利要求2所述的器官粘连防止剂，其中所述比率在1:35至1:10的范围。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的器官粘连防止剂，其中所述γ-聚谷氨酸化学交联体是通过选自聚环氧化合物、多元醇、聚胺、聚异氰酸酯、二醇、二胺和二异氰酸酯的交联剂化学交联的。

6.根据权利要求5所述的器官粘连防止剂，其中所述聚环氧化合物是(聚)乙二醇二缩水甘油醚、(聚)丙二醇二缩水甘油醚、C_3-8烷二醇或C_3-8烷二异氰酸酯。

7.根据权利要求6所述的器官粘连防止剂，其中所述交联剂是二乙二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、1，6-己二醇或1，6-己二异氰酸酯。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的器官粘连防止剂，其中所述γ-聚谷氨酸化学交联体是通过使γ-聚谷氨酸或其盐与交联剂在溶剂中反应而获得的。

9.根据权利要求1所述的器官粘连防止剂，其中所述器官粘连防止剂为粉末、颗粒、溶液、溶胶状、凝胶状、或片状。

10.防止器官粘连的方法，其特征在于：使根据权利要求1所述的器官粘连防止剂接触或附着在欲防止手术后粘连的局部器官表面和任选地其周围。

11.根据权利要求10所述的防止器官粘连的方法，其中所述器官表面是湿润状态。

12.γ-聚谷氨酸化学交联体的用途，用作器官粘连防止剂。

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