JP4975627B2 - 医療用途のための多糖ベースのポリマー組織接着剤 - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、2004年10月7日出願の米国特許仮出願第60/616,899号の優先権を、35U.S.C.§119の下で請求する。
本発明は、医療用接着剤の分野に関する。さらに具体的には、本発明は、水分散性マルチアームポリエーテルアミンと酸化された多糖を反応させることによって形成されるポリマー組織接着剤に関する。
組織接着剤は、内部外科的処置における縫合またはステープルを補う、またはその代わりとなる局所創傷の閉鎖、角膜への人工オンレーまたはインレーの接着、薬物送達デバイス、および手術後の癒着を防ぐための癒着防止バリアなどの多くの有用な医療用途を有する。従来の組織接着剤は一般に、広範囲な接着剤用途に適していない。例えば、シアノアクリレートベースの接着剤が局所創傷の閉鎖に使用されているが、毒性の分解生成物が放出することによって、体内用途でのその使用が制限される。フィブリンベース接着剤は、硬化が遅く、機械的強度が乏しく、ウイルス感染の危険をもたらす。さらに、フィブリンベースの接着剤は、下層組織に共有結合しない。
向上した接着性および凝集性を有し、非毒性である、数種類のヒドロゲル組織接着剤が開発されている。これらのヒドロゲルは一般に、第1成分の求核基と反応することができる求電子基を有する成分と、求核基を有する成分とを反応させて、共有結合を介して架橋網状構造を形成することによって形成される。しかしながら、これらのヒドロゲルは通常、膨潤または溶解が速すぎるか、あるいは十分な接着性または機械的強度を欠いており、そのため、外科用接着剤としてのその有効性が低下する。
ヒドロゲル組織接着剤の例は、(特許文献1)にセール(Sehl)らによって記述されている。その接着剤は、求核基を有する架橋性成分および求電子基を有する架橋性成分と、コラーゲンなどの親水性ポリマーとを反応させることによって形成される。架橋性成分は、様々な活性化型のポリエチレングリコールを含む。(特許文献2)においてゴールドマン(Goldmann)らによって、酸化デキストランなどの酸化された多糖と、キトサンまたはアミノ基を有する変性ポリビニルアルコールとを反応させることによって形成されるヒドロゲル組織接着剤が記述されている。これらの開示内容のいずれにも、酸化された多糖と水分散性マルチアームポリエーテルアミンを反応させることによって形成されるポリマー接着剤は記述されていない。
米国特許出願公開第2003/0119985号 国際公開第03/035122号パンフレット
したがって、解決すべき問題は、外科的処置ならびに他の医療用途で使用される、向上した特性を有する組織接着剤材料を提供することである。
本出願人は、アームの少なくとも3つが第1級アミン基を末端とする水分散性マルチアームポリエーテルアミンと酸化された多糖を反応させることによって形成されるポリマー組織接着剤を発見することにより上述の問題に対処している。得られる接着剤は、向上した接着および凝集特性を有し、体温で容易に架橋し、最初に寸法安定性を維持し、急速に分解せず、細胞に対して非毒性であり、組織に対して非炎症性である。
本発明は、
a)分子量約1,000〜約1,000,000ダルトンを有する、アルデヒド基を含有する酸化された多糖を含んでなる第1水溶液であって、該酸化された多糖が約90〜約1500ダルトンのアルデヒド基1個あたりの当量を有し、該溶液が酸化された多糖約5〜約40重量%を含有する第1水溶液と、
b)アームの少なくとも3つが第1級アミン基を末端とする水分散性マルチアームポリエーテルアミンを含んでなる第2水溶液であって、該マルチアームポリエーテルアミンが分子量約450〜約200,000ダルトンを有し、該溶液がマルチアームポリエーテルアミン約5〜約70重量%を含有する第2水溶液と
を含んでなるキットを提供する。
他の実施形態において、本発明は、生体組織の解剖学的部位に、a)分子量約1,000〜約1,000,000ダルトンを有する、アルデヒド基を含有する酸化された多糖を含んでなる第1水溶液であって、該酸化された多糖が約90〜約1500ダルトンのアルデヒド基1個あたりの当量を有し、該溶液が酸化された多糖約5〜約40重量%を含有する第1水溶液を施し、続いて、b)アームの少なくとも3つが第1級アミン基を末端とする、水分散性マルチアームポリエーテルアミンを含んでなる第2水溶液であって、マルチアームポリエーテルアミンが分子量約450〜約200,000ダルトンを有し、該溶液がマルチアームポリエーテルアミン約5〜約70重量%を含有する第2水溶液を施すか、または(b)の水溶液に続いて(a)の水溶液を施すか、または(a)および(b)の水溶液を予め混合し、得られる混合物が完全に硬化する前に、得られる混合物を部位に施すことを含んでなる生体組織の解剖学的部位にコーティングを施す方法を提供する。
他の実施形態において、本発明は、少なくとも1つの解剖学的部位に、a)分子量約1,000〜約1,000,000ダルトンを有する、アルデヒド基を含有する酸化された多糖を含んでなる第1水溶液であって、該酸化された多糖が約90〜約1500ダルトンのアルデヒド基1個あたりの当量を有し、該溶液が酸化された多糖約5〜約40重量%を含有する第1水溶液を施し;b)同じ部位または1つの他の部位の少なくとも1つに、アームの少なくとも3つが第1級アミン基を末端とする、水分散性マルチアームポリエーテルアミンを含んでなる第2水溶液であって、マルチアームポリエーテルアミンが分子量約450〜約200,000ダルトンを有し、該溶液がマルチアームポリエーテルアミン約5〜約70重量%を含有する第2水溶液を施すか;または(a)および(b)の溶液を予め混合し、得られる混合物が完全に硬化する前に、得られる混合物を少なくとも1つの部位に施し;そして少なくとも2つの解剖学的部位を互いに接触させることを含んでなる少なくとも2つの解剖学的部位を結合する方法を提供する。
他の実施形態において、本発明は、a)分子量約1,000〜約1,000,000ダルトンを有する、アルデヒド基を含有する酸化された多糖を含んでなる第1水溶液であって、該酸化された多糖が約90〜約1500ダルトンのアルデヒド基1個あたりの当量を有し、該溶液が酸化された多糖約5〜約40重量%を含有する第1水溶液と、
b)アームの少なくとも3つが第1級アミン基を末端とする水分散性マルチアームポリエーテルアミンを含んでなる第2水溶液であって、マルチアームポリエーテルアミンが分子量約450〜約200,000ダルトンを有し、該溶液がマルチアームポリエーテルアミン約5〜約70重量%を含有する第2水溶液と、の反応生成物を含んでなる組成物を提供する。
局所創傷の閉鎖、腸管および血管吻合、角膜切開の閉鎖、癒着の防止、薬物送達、および尿失禁の治療のために、本発明のポリマー組織接着剤を使用する方法もまた提供する。
本発明は、アームの少なくとも3つが第1級アミン基を末端とする水分散性マルチアームポリエーテルアミンと酸化された多糖とを反応させることによって形成されるポリマー接着剤に関する。本発明のポリマー接着剤は、限定されないが、局所創傷の閉鎖、および腸管吻合、血管吻合、組織の修復などの外科的処置、および眼科的処置を含む、医療用途および獣医学用途に接着剤として有用である。さらに、ポリマー接着剤は、薬物送達、癒着防止用途において、かつ尿失禁を治療するための膨脹性薬剤(bulking agent)として有用性を有し得る。
以下の定義が本明細書で使用されており、特許請求の範囲および請求書の解釈のために参照される。
「酸化された多糖」という用語は、分子中にアルデヒド基を導入するために酸化剤と反応させた多糖を意味する。
「アルデヒド基1個あたりの当量」という用語は、分子中に導入されたアルデヒド基の数で除算された酸化された多糖の分子量を意味する。
「水分散性マルチアームポリエーテルアミン」という用語は、その分枝(「アーム」)の少なくとも3つが第1級アミン基を末端とする、分岐状ポリエーテルであって、水可溶性であるか、または水に分散して、水溶液中の第2反応物と反応することができるコロイド懸濁液を形成することができるポリエーテルを意味する。
「樹状ポリエーテル」という用語は、樹状構造を有する高度に分岐したポリエーテルを意味する。
「櫛形ポリエーテル」という用語は、そのそれぞれから直鎖状アームが出る、多数の三官能分岐点を有する主鎖を有するポリエーテルを意味する。
「星型ポリエーテル」という用語は、直鎖状アームがそこから出る、単一の分岐点を有するポリエーテルを意味する。
本明細書で使用される「分子量」という用語は、重量平均分子量を意味する。
本明細書で使用される「重量%」という用語は、別段の指定がない限り、溶液の全重量に対する重量パーセントを意味する。
「解剖学的部位」いう用語は、ヒトまたは動物の体のいずれかの外部または内部を意味する。
「組織」いう用語は、ヒトまたは動物における、生体組織と死体組織のどちらも意味する。
「ヒドロゲル」という用語は、共有結合的または非共有結合的架橋によって結合された高分子の三次元網状構造からなる、水膨潤性ポリマーマトリックスであって、相当な量の水を吸収して弾性ゲルを形成する水膨潤性ポリマーマトリックスを意味する。
本発明は、アームの少なくとも3つが第1級アミン基を末端とする、マルチアームポリエーテルアミンと、酸化された多糖とを反応させることによって形成される組織接着剤を提供する。その反応によって、限定されないが、向上した接着および凝集特性を有し、体温で容易に架橋し、最初に寸法安定性を維持し、急速に分解せず、細胞に対して非毒性であり、組織に対して非炎症性であるなど、組織接着剤として多くの望ましい特性を有するヒドロゲルが形成される。
酸化された多糖:
本発明おいて有用な多糖としては、限定されないが、デキストラン、キチン、デンプン、寒天、セルロース、およびヒアルロン酸が挙げられる。これらの多糖は、シグマ・ケミカル社(Sigma Chemical Co.)(ミズーリ州セントルイス(St Louis,MO))などの供給元から市販されている。一実施形態において、多糖はデキストランである。適切な多糖は、分子量約1,000〜約1,000,000ダルトン、さらに分子量約3,000〜約250,000ダルトンを有する。
限定されないが、過ヨウ素酸塩、次亜塩素酸塩、オゾン、過酸化物、ヒドロペルオキシド、過硫酸塩、および過炭酸塩などの、いずれかの適切な酸化剤を使用して、多糖を酸化し、アルデヒド基が導入される。一実施形態において、多糖は、例えばモー(Mo)ら(J.Biomater.Sci.Polymer Edn.11:341−351,2000)によって記述されているように、過ヨウ素酸ナトリウムとの反応によって酸化される。以下の実施例の一般方法のセクションに詳細に記述されるように、多糖を異なる量の過ヨウ素酸塩と反応させて、異なる程度の酸化を有し、したがって異なる量のアルデヒド基を有する多糖が得られる。酸化された多糖のアルデヒド含有量は、当技術分野で公知の方法を用いて決定することができる。例えば、酸化された多糖のジアルデヒド含有量は、以下の実施例の一般方法のセクションに詳細に記述されるように、ホフライター(Hofreiter)ら(Anal Chem.27:1930−1931,1955)によって記述される方法を用いて決定することができる。その方法において、特定の反応条件下での、酸化された多糖中のジアルデヒド1モル当たりの消費アルカリ量は、pH滴定によって決定される。一実施形態において、酸化された多糖のアルデヒド基1個あたりの当量は約90〜約1500ダルトンである。
本発明において、酸化された多糖は、水溶液の状態で使用される。酸化された多糖は、溶液の全重量に対して濃度約5〜約40重量%、さらに約15〜約30重量%が得られるように水に添加される。使用される最適な濃度は、以下に記載のように、用途および使用されるマルチアームポリエーテルアミンの濃度に依存し、通常の実験を用いて当業者によって容易に決定することができる。
生体組織での使用では、酸化された多糖を含んでなる水溶液を滅菌して感染を防ぐことが好ましい。限定されないが、電子ビーム照射、γ線照射、エチレンオキシド滅菌、または細孔径0.2μmの膜を通す限外濾過などの、多糖を分解しない、当技術分野で公知の適切な滅菌法が使用される。
酸化された多糖を含んでなる水溶液はさらに、意図する用途に応じて種々の添加剤含んでなる。好ましくは、添加剤は、酸化された多糖と相溶性である。具体的には、添加剤は、ヒドロゲルの有効なゲル化を妨げる第1級または第2級アミン基を含有しない。使用される添加剤の量は特定の用途に応じて異なり、通常の実験を用いて当業者によって容易に決定される。例えば、その溶液は場合により、溶液のpHを調整するために、少なくとも1つのpH調整剤を含有する。適切なpH調整剤は当技術分野でよく知られている。pH調整剤は、酸性または塩基性の化合物である。酸性pH調整剤の例としては、限定されないが、カルボン酸、無機酸、およびスルホン酸が挙げられる。塩基性pH調整剤の例としては、限定されないが、水酸化物、アルコキシド、第1級および第2級アミン以外の窒素含有化合物、および塩基性炭酸塩およびリン酸塩が挙げられる。
酸化された多糖を含んでなる水溶液は場合により、少なくとも1つの増粘剤を含有する。増粘剤は、限定されないが、多糖およびその誘導体、例えばデンプンまたはヒドロキシエチルセルロースなどの公知の粘度調整剤の中から選択される。
酸化された多糖を含んでなる水溶液は場合により、少なくとも1つの抗菌剤を含有する。適切な抗菌性保存剤は当技術分野でよく知られている。適切な抗菌剤としては、限定されないが、メチルパラベン、エチルパラベン、プロピルパラベン、およびブチルパラベンなどのアルキルパラベン;トリクロサン;クロルヘキシジン;クレゾール;クロロクレゾール;ヒドロキノン;安息香酸ナトリウム;および安息香酸カリウムが挙げられる。一実施形態において、抗菌剤はトリクロサンである。
酸化された多糖を含んでなる水溶液は場合により、溶液の可視性を高めるために少なくとも1つの着色剤も含有し得る。適切な着色剤としては、染料、顔料、および天然着色剤が挙げられる。適切な着色剤の例としては、限定されないが、FD&Cバイオレット(Violet)No.2、D&Cグリーン(Green)No.6、D&Cグリーン(Green)No.5、D&Cバイオレット(Violet)No.2、FD&Cイエロー(Yellow)No.6、FD&Cレッド(Red)No.3などのFD&CおよびD&C着色剤;およびビートルートレッド(beetrootred)、カンタキサンチン、クロロフィル、エオシン、サフラン、カルミンなどの天然着色剤;が挙げられる。一実施形態において、着色剤は、FD&Cバイオレット(Violet)No.2、D&Cグリーン(Green)No.6、D&Cグリーン(Green)No.5、またはD&Cバイオレット(Violet)No.2である。
酸化された多糖を含んでなる水溶液は場合により、少なくとも1つの界面活性剤を含有する。本明細書において使用される界面活性剤とは、水の表面張力を下げる化合物を意味する。界面活性剤は、ラウリル硫酸ナトリウム、または天然界面活性剤、例えば、ポリオキシエチレンエーテル、ポリオキシエチレンエステル、およびポリオキシエチレンソルビタンなどのイオン性界面活性剤であることができる。
さらに、酸化された多糖を含んでなる水溶液は場合により、インドメタシン、サリチル酸アセテート、イブプロフェン、スリンダク、ピロキシカム、およびナプロキセンなどの抗炎症剤;トロンビン、フィブリノゲン、ホモシステイン、およびエストラムスチンなどのトロンボゲン形成剤;および硫酸バリウムおよび金粒子などの放射線不透過性化合物;が挙げられる。
マルチアームポリエーテルアミン:
マルチアームポリエーテルアミンは、反復単位[−O−R]−(Rは、炭素原子2〜5個を有するヒドロカルビレンである)を有する水分散性ポリエーテルである。「ヒドロカルビレン基」という用語は、1つは2つの異なる炭素原子それぞれから、もう1つは炭化水素から、水素原子2個を除去することによって形成される二価基を意味する。本発明のマルチアームポリエーテルアミンとしては、限定されないが、樹状、櫛形、および星型ポリエーテルが挙げられ、そのアームの少なくとも3つが第1級アミン基を末端とする。マルチアームポリエーテルアミンは、分子量約450〜約200,000ダルトン、さらに約2,000〜約40,000ダルトンを有する。水分散性マルチアームポリエーテルアミンの適切な例としては、限定されないが、アミノ末端星型、樹状、または櫛形ポリエチレンオキシド;アミノ末端星型、樹状または櫛形ポリプロピレンオキシド;アミノ末端星型、樹状または櫛形ポリエチレンオキシド−ポリプロピレンオキシドコポリマー;商品名スターバースト(Starburst)(登録商標)デンドリマー(ミズーリ州セントルイスのシグマ・アルドリッチ社(Sigma−Aldrich,St Louis,MO))として販売されているアミノ末端樹状ポリアミドアミン;およびハンツマンLLC社(Huntsman LLC.)(テキサス州ヒューストン(Houston,TX))によって商品名ジェファーミン(Jeffamine)(登録商標)トリアミンとして販売されているポリオキシアルキレントリアミンが挙げられる。星型ポリエチレンオキシドアミンの例としては、限定されないが、ネクター・トランスフォーミング・セラピューティックス社(Nektar Transforming Therapeutics)(アラバマ州ハンツビル(Huntsville,AL))から市販されている種々のマルチアームポリエチレングリコールアミン、および第1級アミンを末端とする、3、4、または8アームを有する星型ポリエチレングリコール(本明細書において3、4または8アーム星型PEGアミンとそれぞれ呼ばれる)が挙げられる。8アーム星型PEGアミンは、ネクター・トランスフォーミング・セラピューティックス社(Nektar Transforming Therapeutics)から市販されている。適切なジェファーミン(Jeffamine)(登録商標)トリアミンの例としては、限定されないが、ジェファーミン(Jeffamine)(登録商標)T−403(CAS No.39423−51−3)、ジェファーミン(Jeffamine)(登録商標)T−3000(CAS No.64852−22−8)、およびジェファーミン(Jeffamine)(登録商標)T−5000(CAS No.64852−22−8)が挙げられる。一実施形態において、水分散性マルチアームポリエーテルアミンは、第1級アミン基を末端とする8アームを有し、かつ分子量10,000ダルトンを有する、8アームポリエチレングリコール(ネクター・トランスフォーミング・セラピューティックス社(Nektar Transforming Therapeutics)から市販されている)である。
これらのマルチアームポリエーテルアミンは、上記のように市販されているか、または当技術分野で公知の方法を用いて製造される。例えば、アームの少なくとも3つが第1級アミン基を末端とするマルチアームポリエチレングリコールは、バックマン(Buckmann)ら(Makromol.Chem.182:1379−1384,1981)により記載の方法を用いて、マルチアームポリエチレングリコール上にアミン末端を導入することによって製造される(例えば、ネクター・トランスフォーミング・セラピューティックス社(Nektar Transforming Therapeutics)から市販の3、4および8アーム星型ポリエチレングリコール)。その方法では、マルチアームポリエチレングリコールを臭化チオニルと反応させて、ヒドロキシル基を臭素に変換し、次いでその臭素は、アンモニアと100℃で反応させることによってアミンに変換される。この方法は、他のマルチアームポリエーテルアミンの製造に広く適用可能である。マルチアームポリエーテルアミンの製造に使用することができる他の方法は、メリル(Merrill)らによって米国特許第5,830,986号に、およびチャン(Chang)らによって国際公開第97/30103号パンフレットに記述されている。
マルチアームポリエーテルアミンは一般に、様々な数のアームを有する化学種の分布を有する不均一な混合物であることを認識されたい。しかしながら、特定の数のアームを有する優勢な化学種が存在する。例えば、8アーム星型PEGアミンは、マルチアーム星型PEGアミンの混合物を含んでなり、一部は8本未満のアームを有し、一部は8本を超えるアームを有するが、優勢な化学種は8アーム星型PEGアミンである。
所定の用途に使用される最適なマルチアームポリエーテルアミンを選択する場合に考慮すべき一因子は、得られたヒドロゲルに望まれる分解速度である。ヒドロゲルの分解速度は、ヒドロゲルの製造に使用されるマルチアームポリエーテルアミンのアームの数に依存することが発見された。具体的には、ヒドロゲルの分解速度は、マルチアームポリエーテルアミンのアームの数が増加するにしたがって、低下する。したがって、速い分解速度が望まれる用途では、3または4アームを有するマルチアームポリエーテルアミンを選択すべきであり、遅い分解速度が必要とされる用途では、6、8本もしくはそれ以上のアームを有するマルチアームポリエーテルアミンを選択すべきである。
本発明において、マルチアームポリエーテルアミンは、水溶液の状態で使用される。マルチアームポリエーテルアミンは、溶液の全重量に対して約5〜約70重量%、さらに約20〜約50重量%の濃度が得られるように水に添加される。使用される最適な濃度は、用途および使用される酸化された多糖の濃度に依存する。一実施形態において、酸化された多糖およびマルチアームポリエーテルアミンの濃度は、酸化された多糖のアルデヒド基が、マルチアームポリエーテルアミンのアミン基に対して化学量論的に過剰で存在するように調節される。一実施形態において、8アーム星型PEGアミンがマルチアームポリエーテルアミンとして使用される場合、アルデヒド基の量は、アミン基の量の約1.1〜約50倍、さらにアミン基の量の約3〜約15倍である。他の実施形態において、ジェファーミン(Jeffamine)(登録商標)トリアミンがマルチアームポリエーテルアミンとして使用される場合、アルデヒド基の量は、アミン基の量の約0.5〜約3倍である。
生体組織での使用については、感染を防ぐためにマルチアームポリエーテルアミンを含んでなる水溶液を滅菌することが好ましい。酸化された多糖溶液を滅菌するための上述の方法のいずれかを使用することができる。
マルチアームポリエーテルアミンを含んでなる水溶液は種々の添加剤をさらに含んでなることができる。酸化された多糖溶液に関する上述の添加剤のいずれかを使用することができる。さらに、その溶液は、キトサンなどの治癒促進剤を含んでなることができる。
マルチアームポリエーテルアミンを含んでなる水溶液は場合により、疎水性などの他の有益な特性を提供するために、1つもしくはそれ以上の第1級アミン基を有する、少なくとも1つの他の多官能性アミンを含んでなる。その多官能性アミンは、上述のアミン、または限定されないが、直鎖状および分岐状ジアミンを含む他の種類の多官能性アミン、例えばジアミノアルカン、ポリアミノアルカン、およびスペルミン;ポリエチレンイミンなどの分岐状ポリアミン;N,N’−ビス(3−アミノプロピル)ピペラジン、5−アミノ−1,3,3−トリメチルシクロヘキサンメチルアミン、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、およびp−キシリレンジアミンなどの環状ジアミン;3−アミノプロピルトリメトキシシランおよび3−アミノプロピルトリエトキシシランなどのアミノアルキルトリアルコキシシラン;3−アミノプロピルジエトキシメチルシランなどのアミノアルキルジアルコキシアルキルシラン、アジピン酸ジヒドラジドなどのジヒドラジド;直鎖状ポリエチレンイミン、α,ω−アミノ末端ポリエーテル、α,ω−ビス(3−アミノプロピル)ポリブタンジオール、β,ω−1−アミノ末端ポリエーテル(直鎖状ジェファーミン(Jeffamine)(登録商標))などの直鎖状ポリマージアミン;キトサン、ポリアリルアミン、およびポリリジンなどの櫛形ポリアミン、およびビス(カルボキシヒドラジド)ポリエーテル、ポリ(カルボキシヒドラジド)星型ポリエーテルなどのジおよびポリヒドラジド;などの第2水分散性マルチアームポリエーテルアミンである。これらの化合物の多くは、シグマ・アルドリッチ社(Sigma−Aldrich)およびハンツマンLLC社(Huntsman LLC)などの会社から市販されている。一般に、存在する場合には、多官能性アミンは、水溶液中のマルチアームポリエーテルアミンの重量に対して約5重量%〜約1000重量%の濃度で使用される。
他の実施形態において、多官能性アミンは、溶液の全重量に対して約5重量%〜約100重量%の濃度で別々の溶液で提供される。多官能性アミンがそのままで(つまり、100重量%で)使用されない場合、水溶液の状態で使用される。生体組織での使用に関しては、多官能性アミンを含んでなる溶液を滅菌することが好ましい。酸化された多糖溶液を滅菌するための上述の方法のいずれかを使用することができる。多官能性アミンを含んでなる水溶液は種々の添加剤をさらに含んでなることができる。酸化された多糖溶液またはマルチアームポリエーテルアミン溶液に関する上述の添加剤のいずれかを使用することができる。
一実施形態において、本発明は、酸化された多糖を含んでなる水溶液およびマルチアームポリエーテルアミンを含んでなる水溶液を含んでなるキットを提供する。水溶液のそれぞれが、バイアルまたはシリンジバレルなどの適切な容器に収容される。
他の実施形態において、本発明は、酸化された多糖を含んでなる水溶液、マルチアームポリエーテルアミンを含んでなる水溶液、および上述の多官能性アミンを含んでなる第3溶液を含んでなるキットを提供する。水溶液のそれぞれが、バイアルまたはシリンジバレルなどの適切な容器に収容される。
適用方法:
酸化された多糖を含んでなる水溶液およびマルチアームポリエーテルアミンを含んでなる水溶液は、多くの方法で生体組織の解剖学的部位に施される。どちらの溶液も部位に施されると、通常約2秒〜約2分で架橋してヒドロゲルを形成する。本明細書において硬化と呼ばれるプロセスである。酸化された多糖のアルデヒド基も組織のアミン基に共有結合するため、本発明の組織接着剤は、組織に共有結合することができ、そのためその接着強度が増加する。
一実施形態において、その2種類の水溶液は、限定されないが、噴霧、綿棒または刷毛を使用したブラッシング、またはピペットもしくはシリンジを使用した押出しを含む適切な手段を用いて、部位に逐次的に施される。溶液はどの順序でも適用することができる。次いで、綿棒、スパチュラ、またはピペットもしくはシリンジの先端などの適切なデバイスを使用して部位上で溶液を混合する。
他の実施形態において、その2種類の水溶液は、部位に施す前に手で混合される。次いで、得られる混合物が完全に硬化する前に、上述の適切なアプリケータを使用して、混合物を部位に施す。
他の実施形態において、2種類の水溶液は、二重バレルシリンジに収容される。このようにして、2種類の水溶液は同時に、シリンジで部位に施される。適切な二重バレルシリンジ施し具は当技術分野で公知である。例えば、レドル(redl)は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第6,620,125号に本発明で使用するのに適している数種類の施し具(特に、第4欄10行目から第6欄47行目に記載されている図1、5および6)を記述している。さらに、二重バレルシリンジは、施す前に2つの水溶液を混合するために、コンプロテック社(ConProtec,Inc.)(ニューハンプシャー州セーレム(Salem,NH))から市販されている静的ミキサーなどのミキサーを先端部に含む。
多官能性アミンを含んでなる任意の第3溶液が使用される他の実施形態において、3種類の溶液は、上述の方法のいずれかを使用して、どの順序でも解剖学的部位に適用される。この実施形態において、二重バレルシリンジは、3つのバレルを有するように、溶液それぞれに対して1つのバレルを有するように改良することができる。
他の実施形態において、本発明の組織接着剤は、少なくとも2つの解剖学的部位を互いに結合させるために使用される。この実施形態において、酸化された多糖を含んでなる水溶液は、少なくとも1つの解剖学的部位に施され、マルチアームポリエーテルアミンを含んでなる水溶液は、同一部位または他の部位のうちの少なくとも1つに施される。混合物を硬化させるのに十分な時間、一般に約2秒〜約2分間、手で、または外科鉗子などの他の手段を使用して、2つ以上の部位を接触させ、結合させる。代替方法としては、手で、または二重バレルシリンジアプリケータを使用して予め混合された2つの水溶液の混合物を、結合されるべき解剖学的部位の少なくとも1つに施す。混合物を硬化させるのに十分な時間、手で、または外科鉗子などの他の手段を使用して、2つ以上の部位を接触させ、結合させる。
酸化された多糖を含んでなる水溶およびマルチアームポリエーテルアミンを含んでなる水溶液と共に、多官能性アミンを含んでなる任意の第3溶液を使用して、少なくとも2つの解剖学的部位を互いに結合させる他の実施形態において、3種類の溶液のそれぞれを、任意の順序で少なくとも1つの解剖学的部位に施す。溶液は、同一部位または異なる部位に施される。代替方法としては、上述の方法のいずれかを使用して、3種類の溶液を予め混合し、得られる混合物が完全に硬化する前に、結合すべき解剖学的部位の少なくとも1つに混合物を施す。次いで、混合物を硬化させるのに十分な時間、手で、または外科鉗子などの他の手段を使用して、2つ以上の部位を接触させ、結合させる。
医療用途および獣医学用途:
本発明の組織接着剤は、限定されないが、局所創傷の閉鎖、および腸管吻合、血管吻合などの外科的処置、および眼科的処置;薬物送達、癒着防止用途、および失禁を治療するための膨脹性薬剤(bulking agent)として、などの多くの潜在的な医療用途および獣医学用途を有する。これらの使用に関しては、2種類の水溶液、酸化された多糖を含んでなる1つの溶液およびマルチアームポリエーテルアミンを含んでなるもう1つの溶液の施しを含む手順が以下に記述される。第3溶液が更なる多官能性アミンを含んでなる、3種類の溶液の施しも、上述の手順を用いてこれらの目的のために使用することができる。
本発明の組織接着剤は、限定されないが、軽度の切創、かすり傷、炎症、擦過傷、熱傷、潰瘍、および手術創などの局所創傷の治療に使用することができる。局所創傷の閉鎖については、上述の方法を用いて、酸化された多糖を含んでなる水溶液およびマルチアームポリエーテルアミンを含んでなる水溶液を創傷に施し、混合物を硬化させる。
本発明の組織接着剤は、限定されないが、腸管吻合、血管吻合などの外科的処置、および角膜白内障の切開部の閉鎖などの眼科的処置においても使用される。
腸管吻合は、外科医によく知られている外科的処置である。切除後に腸の2つのセグメントを結合させることを含む処置は、スウィーニー(Sweeney)ら(Surgery 131:185−189,2002)によって記述されている。腸の2つのセグメントは、縫合またはステープルを用いてつなぎ合わされる。この処置で遭遇する問題は、縫合またはステープル周囲の漏出である。5〜8%の漏出率が報告されている(ブルース(Bruce)ら.Br.J.Surg.88:1157−1168,2001)。本発明の組織接着剤を使用して、腸管吻合で使用される縫合またはステープルを補い、良い閉鎖が提供されて、漏出が低減される。本出願において、酸化された多糖を含んでなる水溶液およびマルチアームポリエーテルアミンを含んでなる水溶液は、上述の方法を用いて、縫合またはステープル周囲の腸に施され、混合物が硬化される。
さらに、本発明の組織接着剤は、血管吻合処置に使用される。この処置は、上述の腸管吻合と同様であり、代用血管に使用される。血管の2つのセグメントは、縫合またはステープルを使用してつなぎ合わされる。本発明の組織接着剤を使用して、腸管吻合で使用される縫合またはステープルを補い、良い閉鎖が提供されて、漏出が低減される。本出願において、酸化された多糖を含んでなる水溶液およびマルチアームポリエーテルアミンを含んでなる水溶液は、上述の方法を用いて、縫合またはステープル周囲の血管に施され、混合物が硬化される。
側頭側透明角膜切開および強膜トンネル切開が白内障手術時に使用される。これらの処置は、白内障に熟練した外科医にはよく知られている。これらの切開部は、縫合で閉鎖することができるが、多くの外科医は、無縫合、自己閉鎖(self−sealing)切開を好む。しかしながら、無縫合切開による漏出で問題が生じ、眼内炎が起こる(サライバ(Sarayba)ら.Amer.J.Opthamol.138:206−210,2004、およびキム(Kim)ら.J.Cataract Refract.Surg.21:320−325,1995)。本発明の組織接着剤を使用して、透明角膜切開および強膜トンネル切開の両方を閉鎖して、漏出を防ぐことができる。本出願において、酸化された多糖を含んでなる水溶液およびマルチアームポリエーテルアミンを含んでなる水溶液を、上述の方法を用いて、眼の切開部位に施し、混合物を硬化させる。さらに、部位を閉じる準備ができ次第、部位にそれらを施すために、切開に使用されるメスの刃の面に2種類の水溶液、刃の各面上に1種の溶液をコーティングする。
本発明の組織接着剤は、手術後または内臓の損傷後に、隣接する解剖学的部位の癒着を防ぐために使用することもできる。酸化された多糖を含んでなる水溶液およびマルチアームポリエーテルアミンを含んでなる水溶液は、上述の方法を用いて1つの解剖学的部位に施される。第1部位は、混合物が硬化するまで、一般に約2秒〜約2分、手で、または外科鉗子などの他の手段を用いて、隣接部位との接触が阻止される。硬化後、ヒドロゲルはもはや接着剤ではなく、隣接部位の癒着を防ぐバリアとしての役割を果たす。
本発明の組織接着剤は、選択された解剖学的部位への薬物送達に使用することもできる。本出願において、水溶液のうちの少なくとも1つは製薬または治療薬をさらに含んでなる。適切な薬剤および治療薬は当技術分野でよく知られている。広範な一覧表が、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第6,696,089号(特に、第16〜18欄)にカボノフ(Kabonov)らによって示されている。その例としては、限定されないが、抗菌薬、抗ウイルス剤、抗真菌剤、抗癌剤、ワクチン、放射標識、抗炎症薬、抗緑内障剤、局所麻酔薬、抗腫瘍薬、抗体、ホルモン等が挙げられる。本出願において、酸化された多糖を含んでなる水溶液およびマルチアームポリエーテルアミンを含んでなる水溶液が、上述の方法を用いて1つの目的の解剖学的部位に施され、その溶液の少なくとも1つが対象の製薬または治療薬をさらに含んでなる。ヒドロゲルが硬化した後、薬剤および治療薬は、目的の解剖学的部位に放出される。放出速度は、架橋の程度によって制御することができるヒドロゲルの架橋密度に依存し、次いで、使用される酸化された多糖および多官能性ポリエーテルの濃度、ならびにこれらの各反応物に存在する官能基の相対的なレベルによって決定される。特定の用途に対する薬物放出の適切な速度を得るのに必要な試薬の濃度は、通常の実験を用いて当業者によって容易に決定することができる。
本発明の組織接着剤は、尿失禁、特に女性の緊張性尿失禁を治療するための膨脹性薬剤としても使用することができる。緊張性尿失禁は、運動、咳、くしゃみ等で加わる圧力によって起こる膀胱からの尿の漏出である。この問題の1つの原因は、尿道括約筋、尿の流れを制御する膀胱底部のリング状筋肉の脆弱化である。この症状の1つの治療法は、尿道括約筋に物理的な支持を提供するために膨脹性薬剤を使用する方法である。本出願において、酸化された多糖を含んでなる水溶液およびマルチアームポリエーテルアミンを含んでなる水溶液が、上述の方法を用いて、括約筋の周囲の組織に施され、好ましくは、2つの水溶液の混合物が、標準サイトスコープ(cytoscope)を使用して注入される。混合物は、堅いが、柔軟なヒドロゲルへと硬化する。注入部位の嵩の増加によって、尿の流れを制御する更なる能力が括約筋に付与される。
さらに、本発明の組織接着剤は、他の医療用途に有用である。これらの用途としては、限定されないが、所定の位置にインプラントを保持する接着剤、空気、水分、液体または微生物の移動を阻止するために組織上に使用される接着剤、および胆嚢切除、造孔、虫垂切除、肥満手術、網膜復位、帝王切開の閉腹、腹式子宮摘出、および刺し傷および破裂した膜の閉鎖などの他の外科的処置における縫合またはステープルの代わりとなる、またはそれを補う接着剤が挙げられる。
本発明はさらに、以下の実施例で定義される。これらの実施例は、本発明の好ましい実施形態を示すものであり、単に実例として挙げられているものであることを理解されたい。上記の記述およびこれらの実施例から、当業者は、本発明の本質的な特徴を把握することができ、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、種々の用途および条件にそれを適用させるために本発明に様々な変更および修正を加えることができる。
使用される略語の意味は以下の通りである:「min」とは、分を意味し、「h」は、時を意味し、「sec」は秒を意味し、「d」は日(数)を意味し、「mL」はミリリットルを意味し、「L」はリットルを意味し、「μL」はマイクロリットルを意味し、「cm」はセンチメートルを意味し、「mm」はミリメートルを意味し、「μm」はマイクロメートルを意味し、「mol」はモルを意味し、「mmol」はミリモルを意味し、「g」はグラムを意味し、「mg」はミリグラムを意味し、「meq」はミリ当量を意味し、「eq wt」は当量を意味し、「MW」は分子量を意味し、「M」はモル濃度を意味し、「wt %」は重量%を意味し、「PEG」はポリエチレングリコールを意味し、「Dex」は酸化デキストランを意味し、「Vol」は体積を意味し、「na」は計測不能を意味し、「nd」は、測定されず、を意味し、「Ox」は酸化を意味し、「rpm」は毎分回転数を意味し、「kGy」はキログレイを意味する。
一般法:
試薬:
シグマ・アルドリッチ社(Sigma−Aldrich)(ミズーリ州セントルイス(St Louis,MO))から、デキストラン(MW=10,000)を購入した。第1級アミン基を末端とする、8本のアームを有する8アームPEGアミン(MW=10,000)をネクター・トランスフォーミング・セラピューティック社(Nektar Transforming Therapeutic)(アラバマ州ハンツビル(Huntsville,AL))から購入した。ジェファーミン(Jeffamine)T3000およびジェファーミン(Jeffamine)T403をハンツマンLLC社(Huntsman LLC.)(テキサス州ヒューストン(Houston,TX))から入手した。過ヨウ素酸ナトリウム(純度99%、CASNo.7790−28−5)をアクロス・オーガニクス(Acros Organics)(ニュージャージー州モリスプレーンズ(Morris Plains,NJ))から購入した。別段の指定がない限り、他のすべての試薬をシグマ・アルドリッチ社(Sigma−Aldrich)から入手した。
酸化デキストランの製造:
以下の手順を用いて、分子量10,000ダルトンを有するデキストランから、アルデヒド分転化率約48%を有する酸化デキストランを製造した。分子量40,000、60,000、および250,000ダルトンを有するデキストランに、同様な手順を用いた。以下に示すように、使用する過ヨウ素酸塩溶液の濃度を変化させることによって、他のアルデヒド転化率が得られた。
500mL丸底フラスコ中の蒸留水170.1gにデキストラン(18.9g)を添加した(10重量%水溶液が得られるように)。その溶液を15〜30分間攪拌した。次いで、蒸留水158.4g中のNaIO17.6g(10重量%水溶液)をデキストラン溶液に添加した。所望のアルデヒド転化率に応じて、過ヨウ素酸塩溶液の濃度を変化させた。混合物を室温で5時間攪拌した。この後、溶液を丸底フラスコから取り出し、4等分し、4つの透析膜チューブ(メンブラ−セル(MEMBRA−CEL)(商標)透析チューブ材、分画分子量3500ダルトン、イリノイ州ウィロウブルックのビスカセ社(Viskase Companies,Inc.,Willowbrook,IL)から入手)に分配した。分子量40,000、60,000、および250,000ダルトンを有するデキストランについては、カットオフ14,000ダルトンの透析膜チューブ(ビスカセ社(Viskase Companies,Inc.))を使用した。蒸留水4.5Lを含有する5Lフラスコに、透析チューブを挿入し、4日間まで透析した。この透析中、2日後に蒸留水を交換した。試料を透析膜チューブから取り出し、凍結乾燥機の容器に入れた。液体窒素を用いて、試料を凍結し、24〜48時間、または水がすべて蒸発するまで、凍結乾燥機中に入れた。
得られた酸化デキストラン中のジアルデヒド含有率を以下の手順を用いて決定した。250mLエルレンマイヤーフラスコ中の0.25M NaOH10mLに、酸化デキストラン(0.1250g)を添加した。混合物を穏やかにかき回し、次いですべての材料が溶解するまで、40℃にて温度制御超音波処理器浴に5分間入れ、暗い黄色の溶液を得た。浴から試料を取り出し、すぐに冷たい水道水で5分間冷却した。次いで、0.25M HCl 15.00mLを溶液に添加し、続いて、蒸留水50mL、0.2%フェノールフタレイン溶液1mLを添加した。50mLビュレットを使用して、この溶液を0.25M NaOHで滴定し、黄色から紫色/青紫色への色の変化によって、終点を決定した。
本明細書において、酸化デキストラン試料における酸化転化率とも呼ばれるジアルデヒド含有率を、以下の式を用いて計算した:
Figure 0004975627
Vb=塩基の総ミリ当量
Va=酸の総ミリ当量
W=乾燥試料重量(mg)
M=反復単位の分子量=162
S=酸化試料
P=元の試料
実施例1〜16
閉鎖メス切開の生体外での破裂試験
これらの実施例の目的は、様々な組織接着剤でのブタの小腸に加えられた切開の閉鎖の破裂強度を実証することである。
これらの実施例において、シリンジポンプシステムを使用して、ブタの小腸のセクションに加えられた切開の閉鎖の破裂強度を測定した。シリンジポンプ(No.22モデル、マサチューセッツ州ホリストンのハーバード・アパレイタス社(Harvard Apparatus,Holliston,MA))を、「Y」接合部によって共に連結された、2つの30mLシリンジを装備するように改良した。1本のタイゴン(Tygon)(登録商標)R−36チューブ(直径0.6cm)および圧力計(PDG5000Lモデル、コネチカット州スタムフォードのオメガ・エンジニアリング社(Omega Engineering,Stamford,CT))を通して水をポンプ注入した。
地元の屠殺場から入手した、清潔なブタの腸約12.5cmのセクションの一方の端に、シリンジポンプから水を供給するために装着された供給ラインを有する金属プラグを取り付け、もう一方の端に、小ねじで封止することができるねじ穴を有する金属プラグを取り付けた。腸の外側の周りをナイロンで縛り、プラグを所定の位置に保持した。No.15外科用刃が装着されたバードパーカー(商標)外科用刃ハンドル5(ニュージャージー州フランクリンレイクスのBDサージカル・プロダクツ社(BD Surgical Products,Franklin Lakes,NJ)から入手)で穿刺することによって、腸壁から腸内部へと切開を加えた。腸外部の切開は、メスの刃(一般に、4〜5mm)よりも広く、内壁を通る穴は約3mm(刃にほぼ等しい)であった。腸を切り、後に縫合する場合には、このサイズの切開は、結節縫合間の距離によく似ている。水が末端のプラグの開放穴から漏出し始め、腸管壁のメス穿刺からも漏出し始めるまで、紫色染料を含有する水でシリンジポンプによって腸を満たした。次いで、ポンプを止め、末端プラグを小ねじで密閉した。ペーパータオルを使用して、メス切開部位を吸い取り乾燥させた。
酸化デキストラン溶液およびマルチアームポリエーテルアミン溶液を水に溶解して調製した。2通りの方法のいずれかを用いて、2種類の溶液を切開部に施した。1つの方法では、マイクロピペット(エッペンドルフ(Eppendorf)(登録商標)、ニューヨーク州ウェストベリーのブリンクマン・インスツルメンツ社(Brinkmann Instruments,Inc.,Westbury,NY))を使用して、溶液を部位に施し、へらを使用して、溶液を部位表面で混合した。施した後、接着剤を室温で2分以下の間硬化させた。第2の施し方法では、2つの1mLシリンジに「Y」コネクター(ミネソタ州セントポールのマイクロメディックス社(Micromedics,Inc.,St.Paul,MN)から入手)を装着した。ケニックス(Kenics)型静的ミキサー(ニューハンプシャー州セーレムのコンプロテック社(ConProTec,Inc.,Salem,NH)から入手)を「Y」コネクターの末端に挿入した。ミキサーの内径は約3mm、長さは48mmであり、17の混合段階を有した。2つのシリンジプランジャーの底部をヨークプレートによって位置合わせして保持し、それらを同時に押し下げ、それによって、2種類の溶液の正確な割合で、切開部位上に所望の量の接着剤が付着した。
これらの実施例において、異なる分子量、異なる酸化転化率、および異なる濃度を有するデキストランを表1に示すように使用した。使用されたマルチアームポリエーテルアミンは、8アームPEGアミン、ジェファーミン(Jeffamine)T3000、およびジェファーミン(Jeffamine)T403であった。表1に示すように、8アームPEGアミンを異なる濃度で使用し、デキストラン溶液とアミン溶液との体積比を変化させた。
比較するために、市販のフィブリン接着剤(イリノイ州ディアフィールドのバクスター・ヘルスケア社(Baxter Healthcare Corp.,Deerfield,IL)から入手)を使用して、ブタの腸の切開を閉鎖し、破裂圧力を測定した。製造元の説明書に従って、フィブリン接着剤を調製し、使用した。
生体接着剤による閉鎖が漏出し始めるまで、流量11mL/分にてシリンジポンプから水で閉鎖した腸に圧力をかけることによって、本明細書で漏出圧力試験とも呼ばれる破裂圧力試験を行い、漏出し始めた時点の圧力を記録した。接着破壊は、ヒドロゲルと組織表面との間の閉鎖の下で水が漏出した時の結果である。凝集破壊は、水がヒドロゲル自体に浸透し、ヒドロゲル自体を通って漏出した時の結果である。破裂圧力試験は、未閉鎖の腸でも行い、漏出圧力は<10mm水銀(Hg)であった。破裂試験の結果を表1に示す。
これらの実施例の結果から、多糖の酸化転化率が増加するにしたがって、漏出圧力が高くなり、その結果、閉鎖が強くなることが示されている。しかしながら、酸化転化率が比較的高い(つまり、約60%を超える)場合、接着剤は非常に急速に架橋し、広がり、組織と反応するのに十分な時間がない。一般に、酸化デキストランの濃度が10〜30重量%増加するにつれて、漏出圧力が高くなった。さらに、10〜70重量%の8アームPEGアミン濃度を用いて、高い漏出圧力が得られた。これらの実施例のほぼすべてにおいて、本発明の組織接着剤で得られた漏出圧力は、フィブリン接着剤で得られた圧力よりも著しく高かった。100mmHg未満の漏出圧力では、破壊は凝集破壊であり、100mmHgを超える漏出圧力では、破壊は界面破壊であった(つまり、接着破壊)。
Figure 0004975627
実施例17
2種類のアミンシステムを使用した、閉鎖されたメス切開部の生体外破裂試験
この実施例の目的は、2種類のアミンをベースとする組織接着剤で行われた、ブタの小腸に加えた切開の閉鎖の破裂強度を実証することである。
2種類の異なるアミンを使用して酸化デキストランと反応させたことを除いては、この実施例で使用される手順は、実施例1〜16に記載の手順と同じである。デキストランは分子量10,000を有し、酸化転化率は46%(当量160)であった。デキストラン溶液は濃度30重量%を有した。第1アミン溶液は、濃度50重量%で8アームPEGアミンを含有し、第2アミン溶液はそのままの液体ジェファーミン(Jeffamine)T403(つまり、100重量%)であった。マイクロピペット(エッペンドルフ(Eppendorf)(登録商標))を使用して、溶液を部位に施し、酸化デキストラン溶液40μL、8アームPEGアミン溶液20μL、ジェファーミン(Jeffamine)12μLを送達した。へらを使用して、溶液をその部位で混合した。実施例1〜16に記載のように、破裂強度を決定した。漏出圧力125mmHgを得た。この結果から、2種類の異なるマルチアームポリエーテルアミンと酸化デキストランとを反応させることによって、有効な組織接着剤が形成されたことが実証されている。
実施例18〜23
ブタの腸における縫合閉鎖された腸切開部の生体外破裂試験
これらの実施例の目的は、種々の組織接着剤で閉鎖されたブタの小腸における縫合された腸切開部の破裂強度を実証することである。
ブタからの清潔な、新鮮な小腸約12.5cmのセクションの周囲の半分にメス切開を加えた。次いで、この切開部を5−0バイクリル(Vicryl)縫合糸(ニュージャージー州サマービルのエチコン社(Ethicon Inc.,Summerville,NJ))を使用して2−3結節縫合で閉鎖した。反転縫合技術を使用し、組織の外部層のみを互いに引き寄せた。縫合した腸の一方の端に、シリンジポンプからの水の供給ラインを有する金属ノズルを取り付け、もう一方の端に止血鉗子を付けた。ナイロンで縛って、ノズルを所定の位置に保持した。縫合線の水分をペーパータオルで吸い取り、次いで、実施例1〜16に記載の方法を用いて、縫合上に接着剤を施した。
これらの実施例で使用した組織接着剤の成分は、濃度25または30重量%を有する酸化転化率46%〜48%の酸化デキストラン(MW10,000)の水溶液、および濃度20〜50重量%を有する8アームPEGアミンの水溶液である。使用した2種類の溶液の体積比は、表2に示すように変化させた。実施例1〜16に記載のフィブリン接着剤を比較のために使用した。
実施例1〜16に記載のように、破裂圧力試験を行った。閉鎖前の縫合された腸もまた試験し、漏出圧力は10mmHgであった。破裂圧力試験の結果を表2に示す。
Figure 0004975627
これらの結果から、本発明の組織接着剤を使用して、ブタの腸における縫合された腸切開部の有効な閉鎖が得られたことが実証されている。一般に、8アームPEGアミンとデキストランとの比が増加するにしたがって、得られる接着剤は軟らかくなり、その機械的性質が悪くなる。これらのすべての実施形態において、本発明の組織接着剤で得られた漏出圧力は、フィブリン接着剤で得られる圧力よりも著しく高かった。100mmHg未満の漏出圧力では、破壊は凝集破壊であり、100mmHgを超える漏出圧力では、破壊は界面破壊であった(つまり、接着破壊)。
実施例24〜27
ブタの腸における縫合閉鎖された切開部の生体外破裂試験
これらの実施例の目的は、種々の組織接着剤で閉鎖されたブタの小腸における縫合された切開部の破裂強度を実証することである。
ブタからの新鮮な小腸約12.5cmのセクションの周囲全体にメス切開を加えた。次いで、この切開部を5−0バイクリル(Vicryl)縫合糸を使用して結節縫合で閉鎖した。反転縫合技術を使用し、筋肉の内部層のみを互いに引き寄せた。これは、ヒトの腸管吻合処置で使用される好ましい技術である。縫合した腸の一方の端に、シリンジポンプからの水の供給ラインを有する金属ノズルを取り付け、もう一方の端に止血鉗子を付けた。ナイロンで縛って、ノズルを所定の位置に保持した。縫合線の水分をペーパータオルで吸い取り、次いで、実施例1〜16に記載のように、縫合上に接着剤を施した。
これらの実施例で使用した組織接着剤の成分は、表3に示すように、異なる濃度を有する、酸化転化率46%の酸化デキストラン(MW10,000)の水溶液、および異なる濃度を有する8アームPEGアミンの水溶液である。実施例1〜16に記載のフィブリン接着剤を比較のために使用した。
実施例1〜16に記載のように、破裂圧力試験を行った。閉鎖前の縫合された腸もまた試験し、漏出圧力は10mmHgであった。破裂圧力試験の結果を表3に示す。
Figure 0004975627
これらの結果から、本発明の組織接着剤を使用して、ブタの腸における縫合された腸切開部の有効な閉鎖が得られたことが実証されている。これらのすべての実施形態において、本発明の組織接着剤で得られた漏出圧力は、フィブリン接着剤で得られる圧力よりも著しく高かった。100mmHg未満の漏出圧力では、破壊は凝集破壊であり、100mmHgを超える漏出圧力では、破壊は界面破壊であった(つまり、接着破壊)。
実施例28〜29
眼球における閉鎖された切開部の生体外破裂試験
これらの実施例の目的は、ニュージーランドウサギの眼球における閉鎖切開部の破裂強度を実証することである。
ニュージーランドウサギ(ペンシルバニア州デンバーのコバンス・リサーチ・プロダクツ社(Covance Research Products,Denver,PA)から入手)の眼球に2〜3mmの側頭側透明角膜切開を加え、白内障の手術で行われる切開を模倣した。No.15外科用刃が装着されたバードパーカー(Bard Parker)(商標)外科用刃ハンドル5(ニュージャージー州フランクリンレイクスのBDサージカル・プロダクツ社(BD Surgical Products,Franklin Lakes,NJ)から入手)を使用して、切開を加えた。実施例1〜16に記載のように、部位に組織接着剤の成分を施すことによって、切開部を閉鎖した。
これらの実施例において使用した組織接着剤の成分は、表4に示すように、異なる濃度を有する、酸化転化率46%の酸化デキストラン(MW10,000)の水溶液、および異なる濃度を有する8アームPEGアミンの水溶液である。
漏出が検出されるまで、流量11mL/分にてシリンジポンプから水で眼球に圧力をかけ、漏出した時点の圧力を記録した。接着破壊は、ヒドロゲルと組織表面との間の閉鎖の下で水が漏出した時の結果である。凝集破壊は、水がヒドロゲル自体に浸透し、ヒドロゲル自体を通って漏出した時の結果である。切開部を閉鎖する前に、眼球を試験し、漏出圧力は<15mmHgであった。破裂圧力試験の結果を表4に示す。
Figure 0004975627
これらの結果から、本発明の組織接着剤を使用して、眼球における側頭側透明角膜切開の有効な閉鎖が得られたことが実証されている。両方の実施形態において、漏出は接着剤を通じた漏出であった(つまり、凝集破壊)。
実施例30〜37
組織接着剤の生体外での分解
これらの実施例の目的は、本発明の組織接着剤の機械的安定性を生体外で実証することである。
酸化デキストランの水溶液およびマルチアームポリエーテルアミンの水溶液を混合することによって、組織接着剤試料を調製した。分子量10,000を有するデキストランをこれらの実施例で使用した。使用した2種類の水溶液の濃度および体積を表5に示す。
接着剤が硬化した後、pH7.4リン酸緩衝溶液を含有する広口瓶の中に試料を入れた。80rpmおよび37℃に設定された温度制御振盪機内に広口瓶を入れた。目視検査によって分解(つまり、材料の消失)、45度曲げ試験で決定される機械的性質、および重量増加(24時間後に測定される)について試料をモニターした。45度曲げ試験は、角度およそ45度まで接着剤を曲げ、亀裂について観察することを含む。亀裂が観察されない場合には、材料は試験に合格であると見なした。この結果を表5に示す。
Figure 0004975627
これらの結果から、本発明の組織接着剤は優れた機械的性質を有することが実証されている。分解速度は、デキストランの酸化の程度、多糖およびマルチアームポリエーテルアミンの濃度、2種類の水溶液の体積比、および使用されるマルチアームポリエーテルアミンを変化させることによって制御される。このデータから、組織接着剤の膨潤を低減する、または長期間の機械的性質を高めるために、低濃度の8アームPEGアミン、具体的には20〜25重量%が有益であることも示唆されている。
実施例38〜39
2種類のアミンを使用して製造された組織接着剤の生体外での分解
これらの実施例の目的は、2種類の異なるマルチアームポリエーテルアミンを使用して製造された組織接着剤の機械的安定性を実証することである。
これらの実施例で用いられた手順は、実施例30〜37に記載の手順と同じである。分子量10,000、酸化転化率46%(当量160)を有するデキストランをこれらの実施例で使用した。デキストラン水溶液の濃度は30重量%であった。第1アミン溶液は、8アームPEGアミンを濃度50重量%で含有した。第2アミンは、ジェファーミン(Jeffamine)T3000またはジェファーミン(Jeffamine)T403のいずれかであり、それを表6に示すようにそのまま使用した。3つの溶液の体積および結果もまた表6に示す。
Figure 0004975627
これらの結果から、2種類の異なるマルチアームアミンを使用して製造された本発明の組織接着剤は優れた機械的性質を有することが実証されている。
実施例40
組織接着剤および送達デバイスの滅菌
この実施例の目的は、酸化デキストランを含んでなる水溶液、8アームPEGアミンを含んでなる水溶液、および送達デバイスの成分の滅菌を実証することである。
酸化デキストランの水溶液(20〜30重量%)および8アームPEGアミンの水溶液(20〜50重量%)を線量25kGy(2.5×10ラド)にてγ線照射することによって滅菌した。溶液は、照射中ガラスバイアルに入れられた。溶液はまた、照射中、密閉された使い捨てシリンジに入れられた。
2本の1mLシリンジを接続するために使用される送達デバイスの「Y」コネクター(実施例1〜16に記載されている)もまた、線量25kGy(2.5×10ラド)にてγ線照射することによって滅菌した。
送達デバイスの静的混合先端部を、線量25kGy(2.5×10ラド)で照射した。しかしながら、先端部は、黄色みを帯び、最小限の応力下でさえ、脆性のために破損した。120℃で15分間加圧滅菌することによって、悪影影響なく、混合先端部が滅菌された。
滅菌水溶液をゲル化について試験し、得られたゲルを機械的劣化および漏出圧力について、上述の実施例に記載の方法を用いて試験した。滅菌溶液は、非滅菌溶液と非常に類似していることが見出された。これらの結果から、水溶液および送達デバイスの滅菌の容易さが実証されている。
実施例41
生体外での生体適合性試験
この実施例の目的は、酸化デキストランおよび8アームPEGアミンを含んでなる水溶液、およびその反応から得られるデキストラン−PEGヒドロゲルの安全性を生体外試験において実証することである。
ISO10993−5:1999に従って、チャイニーズハムスター卵巣(CHO−K1)細胞培養液を使用して、試験を行った。チャイニーズハムスター卵巣(CHO−K1)細胞は、バージニア州マナッサス(Manassas,VA)の米国菌株保存機関(ATCC)から入手し、10%ウシ胎児血清を添加したF12−K培地で成長させた。
チャイニーズハムスター卵巣(CHO−K1)細胞培養液を、酸化デキストラン(MW=10,000、酸化転化率46%、当量=160)の水溶液(5、10、15、20、25、27および30重量%)に曝露した。CHO−K1細胞を培養プレートに55,000細胞/ウェルで接種し、培地1mLと共に24時間インキュベートした。次いで、酸化デキストラン溶液100μLを添加した。
同様に、チャイニーズハムスター卵巣(CHO−K1)細胞培養液を、8アームPEGアミン(MW=10,000、当量=1250)の水溶液(10、20、30、40、50、60および70重量%)に曝露した。CHO−K1細胞を培養プレートに55,000細胞/ウェルで接種し、培地1mLと共に24時間インキュベートした。次いで、8アームPEG−アミン溶液100μLを添加した。
さらに、チャイニーズハムスター卵巣(CHO−K1)細胞培養液を、酸化デキストラン(MW=10,000、酸化転化率46%、当量=160)の水溶液(10、15、20、25、27および30重量%)と8アームPEGアミン(MW=10,000、50重量%、当量=1250)の水溶液とを合わせて製造されたヒドロゲルの水性抽出物に曝露した。ヒドロゲルの液体抽出物は、ヒドロゲルをダルベッコ変法エッセンシャル培地(DMEM)と共に37℃で24時間インキュベートすることによって得られた。抽出物を限外濾過によって滅菌し、次いでDMEMで連続的に希釈した。CHO−K1細胞を96ウェル培養プレートに55,000細胞/ウェルで接種し、培地と共に24時間インキュベートした。次いで、DMEMを除去し、ヒドロゲル抽出物100μLを各ウェルに添加した。抽出物曝露から24時間後に、以下に記載のように、テトラゾリウムに基づく比色定量法(MTT)を用いて、細胞障害性を決定した。
スグロス(Sgouras)ら(Journal of Materials Science:Materials in Medicine 1:61−68,1990)によって記述されているテトラゾリウムに基づく比色定量法(MTT)、およびクロウチ(Crouch)ら(Journal of Immunological Methods)によって記述されているATP生物発光法(トキシライト(Toxilight))を用いて、細胞障害性を決定した。
実施例42
生体外での生体適合性試験
この実施例の目的は、NIH3T3ヒト線維芽細胞培養液を使用して、生体外試験においてデキストラン−PEGヒドロゲルの安全性を実証することである。
ISO10993−5:1999に従って、NIH3T3ヒト線維芽細胞培養液を使用して、試験を行った。NIH3T3ヒト線維芽細胞をATCCから入手し、10%ウシ胎児血清を添加したダルベッコ変法エッセンシャル培地(DMEM)で成長させた。
NIH3T3ヒト線維芽細胞培養液を、酸化デキストラン(MW=10,000、酸化転化率46%、当量=160)の水溶液(10、15、20、25、27および30重量%)と8アームPEGアミン(MW=10,000、50重量%、当量=1250)の水溶液とを合わせて製造されたヒドロゲルに曝露した。ウェルの底のおよそ1/4が覆われるように、ポリスチレン培養プレートにおけるウェルの底にヒドロゲルをコーティングした。次いで、紫外線下にてウェルを滅菌し、50,000〜100,000個のNIH3T3細胞を接種した。細胞は正常にコンフルエントに成長し、ウェルの底を覆い、ヒドロゲルの端まで成長したが;ヒドロゲルよりも大きく成長しなかった。この結果から、ヒドロゲルの細胞障害性が無いこと、ならびにヒドロゲルへの細胞培養液の癒着が無いことが実証されている。
実施例43
生体外での生体適合性試験
この実施例の目的は、J774マクロファージを用いた生体外試験において、デキストラン−PEGヒドロゲルによって生じる非炎症性反応を実証することである。
ISO10993−5:1999に従って、J774マクロファージ培養液を使用して、試験を行った。J774マクロファージ細胞をATCCから入手し、10%ウシ胎児血清を添加したDMEMで成長させた。
酸化デキストラン(MW=10,000、酸化転化率46%、当量=160)の水溶液(10、15、20、25、27および30重量%)と8アームPEGアミン(MW=10,000、50重量%、当量=1250)の水溶液とを合わせて製造されたヒドロゲルに、J774マウス腹腔マクロファージ細胞培養液を曝露した。ウェルの底のおよそ1/4が覆われるように、ポリスチレン培養プレートにおけるウェルの底にヒドロゲルをコーティングした。次いで、紫外線下にてウェルを滅菌し、J774細胞を接種した。次いで、ララ(Lara)ら(Journal of Dental Research 82(6):460−465,2003)によって記述されているように、ELISAアッセイを用いて、TNF−α、炎症反応の指標について細胞培養液を分析した。TNF−α力価は、ネガティブコントロール(空のウェル)に類似しており、ヒドロゲルの非炎症性の性質が示された。
実施例44
生体内での生体適合性試験
デキストラン−PEGヒドロゲルの安全性をさらに、生体ウサギの小腸にヒドロゲルのパッチを「施す」ことによって実証した。動物をケージに入れ、通常通り餌を与え、次いで3日後に屠殺した。浮腫、紅斑、毒性、炎症、ヒドロゲルの分解、腸管壁への癒着および癒着組織の増殖が無いことについて、ヒドロゲル接着剤パッチの下および周囲の腸管組織および隣接組織を調べた。
白色ニュージーランドウサギ5匹(1歳、体重約4kg)を一晩絶食させた。手術前に、動物をブプレノルフィンで処置し、次いでケタミンとキシラジンの混合物で麻酔した。標準開腹術を行い、小腸の十二指腸のセクションを単離した。青色染色ポリプロピレン縫合材料(プロレン(Prolene)(登録商標)、エシコン社(Ethicon))の1針の「マーカー」縫合を胃から10cm遠位の腸管組織の外層における十二指腸に加えた。これは、剖検でのヒドロゲルパッチの位置特定を助けるために行った。約1cm×2cmのヒドロゲルパッチを以下の手法で胃から約12cm遠位の十二指腸に施した。マイクロピペット(エッペンドルフ(Eppendorf)(登録商標))を使用して、酸化デキストラン溶液(30重量%、酸化転化率46%、当量=160)約100μLを十二指腸に施し、8アームPEGアミン溶液(50重量%、当量=1250)100μLを施した。2〜5秒間、または混合物が顕著な粘度に達し始めるまで、その部位上にて薄いへらで混合物を力強く攪拌した。15秒以内に、パッチは指触乾燥状態となった。パッチを2分間硬化させ、次いで標準外科的処置を用いて、腹膜および腹部を重ねて閉じた。腸表面は、その周りの約90%が覆われ、腸間膜は覆われていない状態であった。
3日後の剖検で、肉眼での組織反応および接着剤の存在について、接着剤施し部位を調べた。ISO皮内反応性試験(ISO 10993−12)と一致するスコアリングシステムを用いて、紅斑および浮腫の重症度を評価した。その試験によって、すべての事例におけるヒドロゲル接着剤の優れた接着性が明らかとなり、観察可能な炎症は示されなかった。隣接組織への線維性癒着または付着はなかった。ヒドロゲルの膨潤は認められたが、ポリマーコーティングの劣化はなかった。すべての事例において、腸管の蠕動は容易に、接着剤部位を通り過ぎることができた。肉眼的試験に続いて、組織病理学分析のために、組織を切除し、4%ホルマリンに固定した。標準法を用いて、組織試料を包埋し、薄切し、染色した。病理組織学的分析から、ヒドロゲルの生体適合性が明らかとなった。
実施例45
フィブリン接着剤の生体内での生体適合性試験の比較例
この実施例の目的は、実施例44に記載のように、生体内での生体適合性試験においてフィブリン接着剤の性能をデキストラン−PEG接着剤の性能と比較することである。
製造元の説明書に従って調製され、その送達デバイスで施されるフィブリン接着剤(200μL)を十二指腸に施したことを除いては、実施例44に記載の手順に従った。パッチを2分間硬化させ、次いで標準外科的処置を用いて、腹膜および腹部を重ねて閉じた。腸表面は、その周りの約90%が覆われ、腸間膜は覆われていない状態であった。
3日後の剖検で、肉眼での組織反応および接着剤の存在について、接着剤施し部位を調べた。ISO皮内反応性試験(ISO 10993−12)と一致するスコアリングシステムを用いて、紅斑および浮腫の重症度を評価した。その試験によって、接着性が乏しいことが明らかとなった。接着剤パッチは、接着性が乏しいために部位から脱落し、観察可能な炎症はなかった。隣接組織への線維性癒着または付着はなかった。すべての事例において、腸管の蠕動は容易に、接着剤部位を通り過ぎることができた。部位の病理組織学的分析から、非常に軽微な炎症反応が明らかとなった。
この結果から、フィブリン接着剤と比較して、実施例44に記載のデキストラン−PEG接着剤の優れた生体内での接着性が実証されている。
実施例46
生体内でのウサギの腸切開の閉鎖
この実施例の目的は、生体ウサギの小腸の腸切開部の縫合線周囲の閉鎖におけるデキストラン−PEG接着剤の安全性および有効性を実証することである。縫合および切開部周囲に接着剤を施した後に、接着剤を硬化させた。動物をケージに入れ、通常通り餌を与え、次いで3日後に屠殺した。浮腫、紅斑、毒性、炎症、ヒドロゲルの分解、腸管壁への癒着および癒着組織の増殖が無いことについて、ヒドロゲル接着剤パッチの下および周囲の腸管組織および隣接組織を調べた。
白色ニュージーランドウサギ5匹(1歳、体重約4kg)を一晩絶食させた。手術前に、動物をブプレノルフィンで処置し、次いでケタミンとキシラジンの混合物で麻酔した。標準開腹術を行い、小腸の十二指腸のセクションを単離した。青色染色ポリプロピレン縫合材料(プロレン(Prolene)(登録商標)、エシコン社(Ethicon))の1針の「マーカー」縫合を胃から10cm遠位の腸管組織の外層における十二指腸に加えた。これは、剖検でのヒドロゲルパッチの位置特定を助けるために行った。胃から約12cm遠位に5mm切開を加え、その切開を5−0バイクリル(Vicryl)で2針縫合して閉鎖した。以下の手法で、小腸の縫い目上にヒドロゲルのパッチを施した。8つの混合段階を有する静的ミキサーと共に実施例1〜16に記載の送達デバイスを使用して、8アームPEGアミン溶液(50重量%、当量=1250)100μLと混合された酸化デキストラン溶液(30重量%、酸化転化率46%、当量=160)100μLを腸切開部位に送達した。接着剤は、所定の位置での顕著な出血を凝固し、架橋することができ、15秒以内に指触乾燥状態となった。パッチを2分間硬化させ、次いで標準外科的処置を用いて、腹膜および腹部を重ねて閉じた。腸表面は、その周りの約90%が覆われ、腸間膜は覆われていない状態であった。
3日後の剖検で、肉眼での組織反応および接着剤の存在について、接着剤施し部位を調べた。ISO皮内反応性試験(ISO 10993−12)と一致するスコアリングシステムを用いて、紅斑および浮腫の重症度を評価した。その試験によって、すべての事例におけるヒドロゲル接着剤の優れた接着性が明らかとなり、観察可能な炎症は示されなかった。隣接組織への線維性癒着または付着はなかった。ヒドロゲルの膨潤は認められたが、ポリマーコーティングの劣化はなかった。肉眼的試験に続いて、組織病理学分析のために、組織を切除し、4%ホルマリンに固定した。標準法を用いて、組織試料を包埋し、薄切し、染色した。病理組織学的分析から、ヒドロゲルの生体適合性が明らかとなった。
腸の約12.5cmのセクションをウサギから切除し、実施例1〜16に記載のように漏出圧力について評価した。すべての事例において、漏出圧力は少なくとも30mmHgであり、切開部の優れた閉鎖が示された。
比較のために、接着剤を施すことなく、ウサギを閉鎖した。3日後の剖検から、漏出が原因の部位における癒着が肉眼的に明らかとなった。病理組織学的評価によって、その部位での漏出が原因の炎症反応が明らかとなった。
実施例47
フィブリン接着剤を使用した、生体内でのウサギの腸切開の閉鎖の比較例
この実施例の目的は、生体ウサギの小腸における腸切開の縫合線周囲の閉鎖におけるフィブリン接着剤の性能を実施例46に記載のデキストラン−PEG接着剤の性能と比較することである。
フィブリン接着剤(250μL)を腸切開の縫合部位に施したことを除いては、使用された手順は実施例46と同じである。パッチを2分間硬化させた。5つの事例のうち3つの事例では、出血のために接着剤が部位から洗い落とされたために、接着剤を再び施しなければならなかった。標準外科的処置を用いて、腹膜および腹部を重ねて閉じた。腸表面は、その周りの約100%が覆われ、腸間膜は覆われていない状態であった。
3日後の剖検で、肉眼での組織反応および接着剤の存在について、接着剤施し部位を調べた。ISO皮内反応性試験(ISO 10993−12)と一致するスコアリングシステムを用いて、紅斑および浮腫の重症度を評価した。その試験によって、推定される漏出のために部位における肉眼的な癒着が明らかとなった。さらに、接着剤は腸管表面から持ち上がり、縫合末端に機械的に取り付けられた。病理組織学的分析から、漏出が原因の炎症反応が明らかとなった。この結果から、フィブリン接着剤と比較して、実施例46に記載のデキストラン−PEG接着剤の生体内での優れた接着性が実証されている。
実施例48
生体内でのウサギ切除の閉鎖
生体ウサギの小腸における切除の縫合線周囲を閉鎖することによって、ヒドロゲルの安全性および有効性をさらに実証した。縫合および切開部周囲に接着剤を施した後に、接着剤を硬化させた。動物をケージに入れ、通常通り餌を与え、次いで3日後に屠殺した。浮腫、紅斑、毒性、炎症、ヒドロゲルの分解、腸管壁への癒着および癒着組織の増殖が無いことについて、ヒドロゲル接着剤パッチの下および周囲の腸管組織および隣接組織を調べた。
白色ニュージーランドウサギ5匹(1歳、体重約4kg)を一晩絶食させた。手術前に、動物をブプレノルフィンで処置し、次いでケタミンとキシラジンの混合物で麻酔した。標準開腹術を行い、小腸の十二指腸のセクションを単離した。青色染色ポリプロピレン縫合材料(プロレン(Prolene)(登録商標)、エシコン社(Ethicon))の1針の「マーカー」縫合を胃から10cm遠位の腸管組織の外層における十二指腸に加えた。これは、剖検でのヒドロゲルパッチの位置特定を助けるために行った。胃から約12cm遠位に小腸を通る完全切開を加えた。腸の2つの末端を5−0バイクリル(Vicryl)縫合糸で9針縫合して再連結した。以下の手法で、小腸の縫い目上にヒドロゲルのパッチを施した。8つの混合段階を有する静的ミキサーと共に実施例1〜16に記載の送達デバイスを使用して、8アームPEGアミン溶液(50重量%、当量=1250)100μLと混合された酸化デキストラン溶液(30重量%、酸化転化率46%、当量=160)100μLを切除部位に送達した。接着剤は、所定の位置での顕著な出血を凝固し、架橋することができ、15秒以内に指触乾燥状態となった。パッチを2分間硬化させ、次いで標準外科的処置を用いて、腹膜および腹部を重ねて閉じた。腸表面は、その周りの約100%が覆われ、腸間膜は覆われていない状態であった。
3日後の剖検で、肉眼での組織反応および接着剤の存在について、接着剤施し部位を調べた。ISO皮内反応性試験(ISO 10993−12)と一致するスコアリングシステムを用いて、紅斑および浮腫の重症度を評価した。その試験によって、すべての事例におけるヒドロゲル接着剤の優れた接着性が明らかとなり、観察可能な炎症は示されなかった。隣接組織への線維性癒着または付着はなかった。ヒドロゲルの膨潤は認められたが、ポリマーコーティングの劣化はなかった。腸の約12.5cmのセクションをウサギから切除し、実施例1〜16に記載のように漏出圧力について評価した。すべての事例において、漏出圧力は25〜65mmHgであった。病理組織学的分析から、ヒドロゲルの生体適合性が明らかとなった。
比較のために、接着剤を施すことなく、ウサギを閉鎖した。3日後の剖検から、推定される漏出のために部位における癒着が肉眼的に明らかとなった。腸の約12.5cmのセクションをウサギから切除し、漏出圧力について評価した。これらの事例のうちの4つの事例で、本質的にゼロゲージ圧力にて漏出が起こった。5番目の試料は約90mmHgの圧力に達した。しかしながら、吻合部位に著しい癒着はなかった。病理組織学的分析から、その部位での漏出が原因の炎症反応が明らかとなった。
実施例49
フィブリン接着剤を使用した、生体内でのウサギ切除の閉鎖の比較例
この実施例の目的は、生体ウサギの小腸における切除の縫合線周囲の閉鎖におけるフィブリン接着剤の性能を実施例48に記載のデキストラン−PEG接着剤の性能と比較することである。
フィブリン接着剤(300μL)を切除部位に施したことを除いては、使用された手順は実施例48と同じである。パッチを2分間硬化させた。5つの事例のうち2つの事例では、出血のために接着剤が部位から洗い落とされたために、接着剤を再び施さなければならなかった。パッチを2分間硬化させ、次いで、標準外科的処置を用いて、腹膜および腹部を重ねて閉じた。腸表面は、その周りの約100%が覆われ、腸間膜は覆われていない状態であった
3日後の剖検で、肉眼での組織反応および接着剤の存在について、接着剤施し部位を調べた。ISO皮内反応性試験(ISO 10993−12)と一致するスコアリングシステムを用いて、紅斑および浮腫の重症度を評価した。その試験によって、推定される糞便の漏出が原因で部位における癒着が肉眼的に明らかとなった。さらに、接着剤が腸管表面から持ち上がり、縫合末端に機械的に取り付けられた。腸の約12.5cmのセクションをウサギから切除し、漏出圧力について評価した。すべての事例ではないが1つの事例において、本質的にゼロゲージ圧力で漏出が起こった。1つの事例は、漏出圧力約25mmHgを有した。病理組織学的分析から、漏出が原因の炎症反応が明らかとなった。この結果から、フィブリン接着剤と比較して、実施例48に記載のデキストラン−PEG接着剤の生体内での優れた接着性および閉鎖能力が実証されている。
なお、本発明の主たる特徴及び態様を要約すれば、以下のとおりである。
1. a)分子量約1,000〜約1,000,000ダルトンを有する、アルデヒド基を含有する酸化された多糖を含んでなる第1水溶液であって、該酸化された多糖が約90〜約1500ダルトンのアルデヒド基1個あたりの当量を有し、該溶液が酸化された多糖約5〜約40重量%を含有する第1水溶液と、
b)アームの少なくとも3つが第1級アミン基を末端とする水分散性マルチアームポリエーテルアミンを含んでなる第2水溶液であって、マルチアームポリエーテルアミンが分子量約450〜約200,000ダルトンを有し、該溶液がマルチアームポリエーテルアミン約5〜約70重量%を含有する第2水溶液と
を含んでなるキット。
2. 酸化された多糖の分子量が約3,000〜約250,000ダルトンである上記1に記載のキット。
3. マルチアームポリエーテルアミンの分子量が約2,000〜約40,000ダルトンである上記1に記載のキット。
4. 酸化された多糖がデキストラン、キチン、デンプン、寒天、セルロース、およびヒアルロン酸よりなる群から選択される上記1に記載のキット。
5. 第1水溶液の酸化された多糖のアルデヒド基が第2水溶液のマルチアームポリエーテルアミン上のアミン基に対して化学量論的に過剰で存在する上記1に記載のキット。
6. 第1および第2水溶液が滅菌されている上記1に記載のキット。
7. 第1および第2水溶液がpH調整剤、粘度調整剤、抗菌剤、着色剤、治癒促進剤、界面活性剤、抗炎症剤、トロンボゲン形成剤(thrombogenic agent)、および放射線不透過性化合物よりなる群から選択される添加剤をさらに含んでなる上記1に記載のキット。
8. 該着色剤がFD&Cバイオレット(Violet)No.2、D&Cグリーン(Green)No.6、D&Cグリーン(Green)No.5、およびD&Cバイオレット(Violet)No.2よりなる群から選択される上記7に記載のキット。
9. 該抗菌剤がトリクロサンである上記7に記載のキット。
10. 第1および第2水溶液が製薬または治療薬をさらに含んでなる上記1に記載のキット。
11. 第1水溶液中の酸化された多糖の濃度が約15〜約30重量%である上記1に記載のキット。
12. 水分散性マルチアームポリエーテルアミンがアミノ末端星型ポリエチレンオキシド、アミノ末端樹状ポリエチレンオキシド、アミノ末端櫛形ポリエチレンオキシド、アミノ末端星型ポリプロピレンオキシド、アミノ末端樹状ポリプロピレンオキシド、アミノ末端櫛形ポリプロピレンオキシド、アミノ末端星型ポリエチレンオキシド−ポリプロピレンオキシドコポリマー、アミノ末端樹状ポリエチレンオキシド−ポリプロピレンオキシドコポリマー、アミノ末端櫛形ポリエチレンオキシド−ポリプロピレンオキシドコポリマー、アミノ末端樹状ポリアミドアミン、およびポリオキシアルキレントリアミンよりなる群から選択される上記1に記載のキット。
13. マルチアームポリエーテルアミンが第1級アミン基を末端とする8本のアームを含んでなりかつ分子量10,000ダルトンを有する星型ポリエチレングリコールである上記1に記載のキット。
14. 第2水溶液中のマルチアームポリエーテルアミンの濃度が約20〜約50重量%である上記1に記載のキット。
15. 第2水溶液が1つもしくはそれ以上の第1級アミン基を有する少なくとも1種の他の多官能性アミンをさらに含んでなり、該多官能性アミンが溶液中のマルチアームポリエーテルアミンの量に対して約5〜約1000重量%の濃度で存在する上記1に記載のキット。
16. 多官能性アミンが水分散性マルチアームポリエーテルアミン、直鎖状および分岐状ジアミン、分岐状ポリアミン、環状ジアミン、アミノアルキルトリアルコキシシラン、アミノアルキルジアルコキシアルキルシラン、ジヒドラジド、直鎖状ポリマージアミン、櫛形ポリアミン、ジヒドラジドおよびポリヒドラジドよりなる群から選択される上記15に記載のキット。
17. 1つもしくはそれ以上の第1級アミン基を有する少なくとも1種の他の多官能性アミンを含んでなる第3溶液をさらに含んでなり、該溶液が溶液の全重量に対して多官能性アミンを約5〜約100重量%含有する上記1に記載のキット。
18. 多官能性アミンが水分散性マルチアームポリエーテルアミン、直鎖状ジアミン、分岐状ジアミン、分岐状ポリアミン、環状ジアミン、アミノアルキルトリアルコキシシラン、ジヒドラジド、直鎖状ポリマージアミン、櫛形ポリアミン、ジヒドラジドおよびポリヒドラジドよりなる群から選択される上記17に記載のキット。
19. 第3溶液が滅菌されている上記17に記載のキット。
20. 生体組織の解剖学的部位に、a)分子量約1,000〜約1,000,000ダルトンを有する、アルデヒド基を含有する酸化された多糖を含んでなる第1水溶液であって、該酸化された多糖が約90〜約1500ダルトンのアルデヒド基1個あたりの当量を有し、該溶液が酸化された多糖約5〜約40重量%を含有する第1水溶液を施し、続いて、b)アームの少なくとも3つが第1級アミン基を末端とする水分散性マルチアームポリエーテルアミンを含んでなる第2水溶液であって、該マルチアームポリエーテルアミンが分子量約450〜約200,000ダルトンを有し、該溶液がマルチアームポリエーテルアミン約5〜約70重量%を含有する第2水溶液を施すか、または(b)の水溶液に続いて(a)の水溶液を施すか、または(a)および(b)の水溶液を予め混合し、得られる混合物が完全に硬化する前に、得られる混合物を部位に施すことを含んでなる、生体組織の解剖学的部位にコーティングを施す方法。
21. 少なくとも1つの解剖学的部位に、a)分子量約1,000〜約1,000,000ダルトンを有する、アルデヒド基を含有する酸化された多糖を含んでなる第1水溶液であって、該酸化された多糖が約90〜約1500ダルトンのアルデヒド基1個あたりの当量を有し、該溶液が酸化された多糖約5〜約40重量%を含有する第1水溶液を施し;同じ部位またはもう1つの他の部位の少なくとも1つに、b)アームの少なくとも3つが第1級アミン基を末端とする水分散性マルチアームポリエーテルアミンを含んでなる第2水溶液であって、該マルチアームポリエーテルアミンが分子量約450〜約200,000ダルトンを有し、該溶液がマルチアームポリエーテルアミン約5〜約70重量%を含有する第2水溶液を施すか;または(a)および(b)の溶液を予め混合し、得られる混合物が完全に硬化する前に、得られる混合物を少なくとも1つの部位に施し;そして少なくとも2つの解剖学的部位を互いに接触させることを含んでなる、少なくとも2つの解剖学的部位を互いに結合する方法。
22. 酸化された多糖の分子量が約3,000〜約250,000ダルトンである上記20または21に記載の方法。
23. マルチアームポリエーテルアミンの分子量が約2,000〜約40,000ダルトンである上記20または21に記載の方法。
24. 酸化された多糖がデキストラン、キチン、デンプン、寒天、セルロース、およびヒアルロン酸よりなる群から選択される上記20または21に記載の方法。
25. 第1水溶液の酸化された多糖のアルデヒド基が第2水溶液のマルチアームポリエーテルアミンのアミン基に対して化学量論的に過剰で存在する上記20または21に記載の方法。
26. 第1および第2水溶液が滅菌されている上記20または21に記載の方法。
27. 第1および第2水溶液がpH調整剤、粘度調整剤、抗菌剤、着色剤、治癒促進剤、界面活性剤、抗炎症剤、トロンボゲン形成剤、および放射線不透過性化合物よりなる群から選択される添加剤をさらに含んでなる上記20または21に記載の方法。
28. 該着色剤がFD&Cバイオレット(Violet)No.2、D&Cグリーン(Green)No.6、D&Cグリーン(Green)No.5、およびD&Cバイオレット(Violet)No.2よりなる群から選択される上記27に記載の方法。
29. 該抗菌剤がトリクロサンである上記27に記載の方法。
30. 第1および第2水溶液が製薬または治療薬をさらに含んでなる上記20または21に記載の方法。
31. 第1水溶液中の酸化された多糖の濃度が約15〜約30重量%である上記20または21に記載の方法。
32. 水分散性マルチアームポリエーテルアミンがアミノ末端星型ポリエチレンオキシド、アミノ末端樹状ポリエチレンオキシド、アミノ末端櫛形ポリエチレンオキシド、アミノ末端星型ポリプロピレンオキシド、アミノ末端樹状ポリプロピレンオキシド、アミノ末端櫛形ポリプロピレンオキシド、アミノ末端星型ポリエチレンオキシド−ポリプロピレンオキシドコポリマー、アミノ末端樹状ポリエチレンオキシド−ポリプロピレンオキシドコポリマー、アミノ末端櫛形ポリエチレンオキシド−ポリプロピレンオキシドコポリマー、アミノ末端樹状ポリアミドアミン、およびポリオキシアルキレントリアミンよりなる群から選択される上記20または21に記載の方法。
33. 水分散性マルチアームポリエーテルアミンが第1級アミン基を末端とする8本のアームを含んでなりかつ分子量10,000ダルトンを有するポリエチレングリコールである上記20または21に記載の方法。
34. 第2水溶液中のマルチアームポリエーテルアミンの濃度が約20〜約50重量%である上記20または21に記載の方法。
35. 第2水溶液が1つもしくはそれ以上の第1級アミン基を有する少なくとも1種の他の多官能性アミンをさらに含んでなり、該多官能性アミンが溶液中のマルチアームポリエーテルアミンの量に対して約5〜約1000重量%の濃度で存在する上記20または21に記載の方法。
36. 多官能性アミンが水分散性マルチアームポリエーテルアミン、直鎖状ジアミン、分岐状ジアミン、分岐状ポリアミン、環状ジアミン、アミノアルキルトリアルコキシシラン、ジヒドラジド、直鎖状ポリマージアミン、櫛形ポリアミン、ジヒドラジドおよびポリヒドラジドよりなる群から選択される上記35に記載の方法。
37. 部位に、c)1つもしくはそれ以上の第1級アミン基を有する多官能性アミンを含んでなる第3溶液を施し、その際、溶液(a)、(b)、および(c)は任意の順序で施されるか、または(a)、(b)、(c)の溶液を予め混合し、得られる混合物が完全に硬化する前に、得られる混合物を部位に施すことをさらに含んでなる上記20に記載の方法。
38. 多官能性アミンが水分散性マルチアームポリエーテルアミン、直鎖状ジアミン、分岐状ジアミン、分岐状ポリアミン、環状ジアミン、アミノアルキルトリアルコキシシラン、ジヒドラジド、直鎖状ポリマージアミン、櫛形ポリアミン、ジヒドラジドおよびポリヒドラジドよりなる群から選択される上記37に記載の方法。
39. 少なくとも1つの部位に、c)1つもしくはそれ以上の第1級アミン基を有する多官能性アミンを含んでなる第3溶液を施すか;または(a)、(b)、(c)の溶液を予め混合し、得られる混合物が完全に硬化する前に、得られる混合物を部位に施し;そして少なくとも2つの解剖学的部位を互いに接触させることをさらに含んでなる上記21に記載の方法。
40. 多官能性アミンが水分散性マルチアームポリエーテルアミン、直鎖状ジアミン、分岐状ジアミン、分岐状ポリアミン、環状ジアミン、アミノアルキルトリアルコキシシラン、ジヒドラジド、直鎖状ポリマージアミン、櫛形ポリアミン、ジヒドラジドおよびポリヒドラジドよりなる群から選択される上記39に記載の方法。
41. 第3溶液が滅菌されている上記37または39に記載の方法。
42. 解剖学的部位が皮膚上の創傷であり、かつ方法が局所創傷の処置に使用される上記20に記載の方法。
43. 解剖学的部位が腸または血管上にあり、かつ方法が吻合処置で使用される上記20に記載の方法。
44. 解剖学的部位が眼球上にあり、かつ方法が角膜切開を閉鎖するために使用される上記20に記載の方法。
45. 方法が隣接する解剖学的部位間の癒着を防ぐために使用される上記20に記載の方法。
46. 第1および第2水溶液が製薬または治療薬をさらに含んでなり、かつ方法が解剖学的部位への薬物送達に使用される上記20に記載の方法。
47. 解剖学的部位が膀胱であり、かつ方法が尿失禁を治療するために使用される上記20に記載の方法。
48. a)分子量約1,000〜約1,000,000ダルトンを有する、アルデヒド基を含有する酸化された多糖を含んでなる第1水溶液であって、該酸化された多糖が約90〜約1500ダルトンのアルデヒド基1個あたりの当量を有し、該溶液が酸化された多糖約5〜約40重量%を含有する第1水溶液と、
b)アームの少なくとも3つが第1級アミン基を末端とする水分散性マルチアームポリエーテルアミンを含んでなる第2水溶液であって、該マルチアームポリエーテルアミンが分子量約450〜約200,000ダルトンを有し、該溶液がマルチアームポリエーテルアミン約5〜約70重量%を含有する第2水溶液と
の反応生成物を含んでなる組成物。
49. 酸化された多糖の分子量が約3,000〜約250,000ダルトンである上記48に記載の組成物。
50. マルチアームポリエーテルアミンの分子量が約2,000〜約40,000ダルトンである上記48に記載の組成物。
51. 酸化された多糖がデキストラン、キチン、デンプン、寒天、セルロース、およびヒアルロン酸よりなる群から選択される上記48に記載の組成物。
52. 第1水溶液の酸化された多糖のアルデヒド基が第2水溶液のアミンのアミン基に対して化学量論的に過剰で存在する上記48に記載の組成物。
53. 第1および第2水溶液が滅菌されている上記48に記載の組成物。
54. 第1または第2水溶液がpH調整剤、粘度調整剤、抗菌剤、着色剤、治癒促進剤、界面活性剤、抗炎症剤、トロンボゲン形成剤、および放射線不透過性化合物よりなる群から選択される添加剤をさらに含んでなる上記48に記載の組成物。
55. 該着色剤がFD&Cバイオレット(Violet)No.2、D&Cグリーン(Green)No.6、D&Cグリーン(Green)No.5、およびD&Cバイオレット(Violet)No.2よりなる群から選択される上記54に記載の組成物。
56. 該抗菌剤がトリクロサンである上記54に記載の組成物。
57. 第1または第2水溶液が製薬または治療薬をさらに含んでなる上記48に記載の組成物。
58. 第1水溶液中の酸化された多糖の濃度が約15〜約30重量%である上記48に記載の組成物。
59. 水分散性マルチアームポリエーテルアミンがアミノ末端星型ポリエチレンオキシド、アミノ末端樹状ポリエチレンオキシド、アミノ末端櫛形ポリエチレンオキシド、アミノ末端星型ポリプロピレンオキシド、アミノ末端樹状ポリプロピレンオキシド、アミノ末端櫛形ポリプロピレンオキシド、アミノ末端星型ポリエチレンオキシド−ポリプロピレンオキシドコポリマー、アミノ末端樹状ポリエチレンオキシド−ポリプロピレンオキシドコポリマー、アミノ末端櫛形ポリエチレンオキシド−ポリプロピレンオキシドコポリマー、アミノ末端樹状ポリアミドアミン、およびポリオキシアルキレントリアミンよりなる群から選択される上記48に記載の組成物。
60. 水分散性マルチアームポリエーテルアミンが第1級アミン基を末端とする8本のアームを含んでなりかつ分子量10,000ダルトンを有する星型ポリエチレングリコールである上記48に記載の組成物。
61. 第2水溶液中のマルチアームポリエーテルアミンの濃度が約20〜約50重量%である上記48に記載の組成物。
62. 第2水溶液が1つもしくはそれ以上の第1級アミン基を有する少なくとも1種の他の多官能性アミンをさらに含んでなり、該多官能性アミンが溶液中のマルチアームポリエーテルアミンの量に対して約5〜約1000重量%の濃度で存在する上記48に記載の組成物。
63. 多官能性アミンが水分散性マルチアームポリエーテルアミン、直鎖状ジアミン、分岐状ジアミン、分岐状ポリアミン、環状ジアミン、アミノアルキルトリアルコキシシラン、ジヒドラジド、直鎖状ポリマージアミン、櫛形ポリアミン、ジヒドラジドおよびポリヒドラジドよりなる群から選択される上記62に記載の組成物。
64. c)1つもしくはそれ以上の第1級アミン基を有する多官能性アミンを含んでなり、溶液の全重量に対して多官能性アミンを約5〜約100重量%含有する第3溶液をさらに含んでなる上記48に記載の組成物。
65. 多官能性アミンが水分散性マルチアームポリエーテルアミン、直鎖状ジアミン、分岐状ジアミン、分岐状ポリアミン、環状ジアミン、アミノアルキルトリアルコキシシラン、ジヒドラジド、直鎖状ポリマージアミン、櫛形ポリアミン、ジヒドラジドおよびポリヒドラジドよりなる群から選択される上記64に記載の組成物。

Claims (9)

  1. a)分子量1,000〜1,000,000ダルトンを有する、アルデヒド基を含有する酸化された多糖を含んでなる第1水溶液であって、該酸化された多糖が90〜1500ダルトンのアルデヒド基1個あたりの当量を有し、該溶液が酸化された多糖5〜40重量%を含有する第1水溶液と、
    b)アームの少なくとも3つが第1級アミン基を末端とする水分散性マルチアームポリエーテルアミンを含んでなる第2水溶液であって、マルチアームポリエーテルアミンが分子量450〜200,000ダルトンを有し、該溶液がマルチアームポリエーテルアミン5〜70重量%を含有する第2水溶液と
    を含んでなる医薬用または獣医薬用キット。
  2. 1つもしくはそれ以上の第1級アミン基を有する少なくとも1種の他の多官能性アミンを含んでなる第3溶液をさらに含んでなり、該溶液が溶液の全重量に対して多官能性アミンを5〜100重量%含有する請求項1に記載の医薬用または獣医薬用キット。
  3. 組織接着剤として使用するための請求項1または2に記載の医薬用または獣医薬用キット。
  4. 局所創傷の閉鎖、外科的処置、薬物送達、癒着防止または尿失禁治療に使用するための請求項1または2に記載の医薬用または獣医薬用キット。
  5. a)分子量1,000〜1,000,000ダルトンを有する、アルデヒド基を含有する酸化された多糖を含んでなる第1水溶液であって、該酸化された多糖が9〜1500ダルトンのアルデヒド基1個あたりの当量を有し、該溶液が酸化された多糖5〜40重量%を含有する第1水溶液と、
    b)アームの少なくとも3つが第1級アミン基を末端とする水分散性マルチアームポリエーテルアミンを含んでなる第2水溶液であって、該マルチアームポリエーテルアミンが分子量450〜200,000ダルトンを有し、該溶液がマルチアームポリエーテルアミン5〜70重量%を含有する第2水溶液との反応生成物を含んでなる医薬用または獣医薬用組成物。
  6. 第2水溶液が1つもしくはそれ以上の第1級アミン基を有する少なくとも1種の他の多官能性アミンをさらに含んでなり、該多官能性アミンが溶液中のマルチアームポリエーテルアミンの量に対して5〜1000重量%の濃度で存在する請求項に記載の医薬用または獣医薬用組成物。
  7. c)1つもしくはそれ以上の第1級アミン基を有する多官能性アミンを含んでなり、溶液の全重量に対して多官能性アミンを5〜100重量%含有する第3溶液をさらに含んでなる請求項に記載の医薬用または獣医薬用組成物。
  8. 組織接着剤として使用するための請求項5〜7のいずれかに記載の医薬用または獣医薬用組成物。
  9. 局所創傷の閉鎖、外科的処置、薬物送達、癒着防止または尿失禁治療に使用するための請求項5〜7のいずれかに記載の医薬用または獣医薬用組成物。
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