預纖維化塗層的製作方法

2023-05-20 11:56:46 1

專利名稱：預纖維化塗層的製作方法
技術領域：
本發明涉及為醫療製品提供預纖維化塗層的方法。具有預纖維化塗層的醫療製品可以用於促進纖維化塊的形成，所述纖維化塊可以用於體內空間填充的功能例如止血和閉合。
背景技術：
在需要提供具有無塗層表面所不具有的性質的物質表面的情況中，已經證明表面塗敷可植入醫療製品的方法是有價值的。例如，聚合物組合物已經應用於醫療製品以改善表面的溼潤性和潤滑性。塗層也可以提供改善製品的生物學功能的特徵。特別地，生物活性劑可以存在於製品表面上或從製品表面遞送，以局部或系統作用於血液和血管組分，因此作用於身體過程例如止血和血管發生。
表面塗層已經在可植入的醫療製品例如織物上使用，以促進局部應答，導致血栓形生。存在於表面塗層上的血栓形成物質可以為醫療製品例如心臟補片提供封閉劑功能，其中心臟補片典型地是由多孔材料構成的。封閉劑塗層可以在塗敷的表面上促進血栓形成應答。與血栓形成應答有關的因素例如與組織修復有關的細胞和基質因素例如纖維蛋白與裝置的表面結合，隨著時間的過去，為表面提供封閉劑功能。血栓形成的應答可以導致組織向內生長入裝置表面的孔中，並且新形成的組織可以提供封閉功能。
血栓形成物質也已經用於與血管閉合裝置例如閉合環、線或串結合。這些閉合裝置典型地通過導管遞送到身體內腔內的靶位，例如動脈瘤。例如閉合環推進到動脈瘤內，直至該環佔據了該動脈瘤。計劃這些環通過環本身置換的體積來空間填充動脈瘤囊，或者，如果該環是促血栓形成的，則與生物材料的蓄積聯合作用，其中該生物材料與在環附近誘導血栓形成有關。
利用血栓形成環可以為治療血管異常情況例如動脈瘤提供好處，但也有各種觀點提出了異議。例如，一個異議是促進血栓形成會填充動脈瘤而不導致栓塞(為從動脈瘤中掉落部分凝塊所致)。在該情況中，血栓形成塗層應當理想地促進凝塊形成，同時降低栓塞的危險。更特別地，血栓形成塗層應當改善凝塊成熟的速率和性質，並隨後在動脈瘤的頸部附近形成新內膜和新內皮的覆蓋。
由無塗敷的鉑製成的閉合環引導出(即使有也)很小的生物應答，因此對於促進動脈瘤內快速的血栓形成是不理想的。為了改善血栓形成的應答，已經用膠原為鉑閉合環塗層。但是，塗敷在環上的膠原的穩定性較差，將環遞送到動脈瘤的方法會損害該塗層。因此，現有技術顯示的塗層是設計用於引導出較差性質的血栓形成的應答，因此，耐久性較差。
除了在表面上固定蛋白質(例如膠原)的困難，還有其他的缺點，並與使用這些類型的塗層物質，特別是來源於動物的物質有關。例如，膠原和明膠通常是來源於動物，並用於許多需要血栓形成應答的塗層應用。一個與使用這些物質有關的問題是，由於在它們的生產中批次與批次間固有的差異，難以從這些動物源產生一致的塗層組合物。
在許多情況中，在包衣技術中使用的膠原是來自牛的。在這些情況中，可能是牛膠原製品會包含不想有的汙染物，它們是不希望引入到人類患者中的。不希望的汙染物的一個例子是導致牛海綿狀腦病(BSE)的朊病毒(prionic)顆粒。
BSE，，也稱作狂牛症，是稱作可傳染的海綿狀腦病或TSEs(因大腦中類似海綿的惡化區域而命名)的進行性神經學疾病組中的一種。已經報導了各種形式的TSE，包括羊的綿羊瘋癢病以及麋鹿和長耳鹿的慢性消耗性疾病。一般相信，使用再循環的動物部分導致了羊的綿羊瘋癢病乃至狂牛症的種類交叉汙染，攝取汙染的牛肉和牛製品會導致這些疾病的人類變異形式，即克雅氏病(CJD)。
其它的關注點在於，來源於動物的製品可能提供其他不想有的汙染物，例如抗原因子。這些抗原因子可以促進植入品附近局部的免疫應答，妨害它的功能。這些因子也會導致感染以及局部炎症。
總之，現有技術表明，在身體中所用裝置上的塗層會提供止血和閉塞功能，其中設計塗層來引導裝置表面上的血栓形成應答，通常具有較差的性質。這些塗層不適合促進局部應答，導致塗敷的裝置表面上形成血栓。
發明簡述本發明提供可以用於製備具有預纖維化塗層的製品的化合物、組合物和方法以及塗層製品。本發明也包括具有預纖維化塗層的製品的應用，如本文所述，用於醫療目的。
根據本發明塗敷的製品可以提供快速和局部化的纖維化應答，導致塗層製品附近凝固因子的蓄積和纖維蛋白凝塊的產生。在一些方面，預纖維化塗層可以用於在已經遞送了塗層製品的體內的區域中促進空間填充。預纖維化塗層可以在各種醫療製品上形成。然後該塗敷的醫療製品可以遞送到需要止血功能的身體區域。在本發明的一些方面，在血管閉塞裝置例如血管閉合環的表面上形成預纖維化塗層。
在本發明的另一個方面，預纖維化塗層是在具有多孔表面的製品上形成。具有多孔表面的特別有用的可植入製品包括織物例如外科補片。
本發明的塗層是針對形成機化的纖維蛋白凝塊，進一步地針對形成具有降低栓塞進入血流的可能的凝塊。與塗層表面有關的凝塊可以發揮止血屏障的作用，預防或至少減少體液例如血液移動進入或通過凝塊區域。
當與可植入的醫療製品聯合使用時，本發明的預纖維化塗層提供了很多顯著的優點。
一個優點涉及預纖維化塗層改善的性質和耐久性。該塗層可以在制品的表面上形成，而沒有或只有不明顯的表面缺陷。例如，塗敷的表面成像顯示該塗層沒有分裂或分層，這樣就不會導致在使用期間產生問題。因為本發明的預纖維化塗層形成良好，它們在使用中顯示了改善的耐久性，因此為患者提供了額外的安全性。
另一個優點涉及控制塗層厚度的能力。這對於具有複雜幾何形狀或具有難以塗敷的表面的較小的可植入製品是特別有用的。在一些方面，該塗層可以小於5μm，例如約2-3μm。在另一個方面，該塗層可以較厚，例如大於約5μm。當需要實現空間填充功能，例如治療動脈瘤時，較厚的塗層是有用的。
另一個優點涉及所塗敷表面的潤滑性。特別地，預纖維化塗層可以改善所塗敷製品的表面的潤滑性。因此可以促進在治療過程中所塗敷的製品在導管內的移動並進入靶位。用預纖維化塗層塗敷的製品，例如線、環和串可以被遞送到體內的靶位，例如動脈瘤，而只有較低的摩擦阻力。
預纖維化物質也設計用於在裝置的表面形成穩定的塗層。在將該塗層遞送的體內的靶位時，該塗層是穩定的，至少最初是穩定的。在一些情況中，該塗層物質可以是至少部分生物可降解的，可以從表面侵蝕。
在本發明的一些方面，可以利用光反應性基團，並允許預纖維化聚合物與醫療製品共價結合，或與醫療製品的結合變得穩定。這提供了改善的預纖維化聚合物和醫療製品的結合體。方法例如將塗敷的製品遞送到靶位將不會顯著地損害預纖維化塗層。
在一些方面，本發明的預纖維化塗層包括預纖維化劑，例如預纖維化聚合物，其可以通過使用一種或多種潛在的反應基團固定於可植入醫療裝置的表面。潛在的反應基團例如光反應性基團可以側掛於預纖維化聚合物，不依賴於預纖維化聚合物，或兩者都是。光反應性基團可以側掛於預纖維化聚合物並被活化而將預纖維化聚合物結合到裝置的表面，或一種或多種其他組分例如存在於塗層中的聚合物組分上。
在一些優選的方面，光反應性基團包括芳基酮，例如苯乙酮、二苯甲酮、蒽醌、蒽酮和蒽酮-樣雜環(即在10位具有N、O或S的蒽酮的雜環類似物)，或它們取代的(例如，環取代的)衍生物。優選的芳基酮的例子包括蒽酮的雜環衍生物，包括吖啶酮、氧雜蒽酮和硫蒽酮，及它們的環取代的衍生物。
在本發明的一些方面，預纖維化塗層包括預纖維化聚合物、光反應性基團和可聚合基團。優選可聚合基團是側掛於聚合物，例如預纖維化聚合物，或任選地，其他不是預纖維化聚合物的聚合物。該聚合物可以具有一個或多個可聚合基團。例如，在一些方面，可聚合基團可以是側掛於預纖維化聚合物的乙烯基化的不飽和基團。可聚合基團的活化可以促進預纖維化聚合物的自由基聚合和表面上塗敷的形成。可以通過活化光反應性基團而引發聚合。
具有可聚合基團的預纖維化聚合物的聚合可以形成彼此結合的預纖維化聚合物的塗敷層，或如果在塗層中包括其他可聚合物質，預纖維化聚合物彼此結合，並與塗層中存在的其他物質結合。在這個方面，不需要裝置的表面和預纖維化聚合物之間的結合。
預纖維化聚合物可以基於天然聚合物，例如膠原，或者合成聚合物。
在本發明的另一個方面，預纖維化塗層包括預纖維化陽離子型聚合物和光反應性基團。在形成塗層時，可以活化光反應性基團，使預纖維化陽離子型聚合物結合到製品的表面。預纖維化陽離子型聚合物可以強烈地吸引與促進所塗敷表面上纖維蛋白凝塊形成有關的血小板和蛋白質。
在本發明的另一個方面，預纖維化塗層包括非來源於動物的預纖維化聚合物和光反應性基團。非來源於動物的預纖維化多肽可以是具有膠原活性的肽，例如合成膠原。
在這個方面，可以實現塗敷的製品改善的安全性，因為這些塗層不依賴於來源於動物的物質例如牛膠原的存在，而來源於動物的物質可能與來源於動物的汙染物有關。因此，在這些方面，使用非來源於動物的預纖維化物質，即使沒有消除，也極大地降低了向體內引入來源於動物的汙染物的可能性。本發明的預纖維化塗層的使用可以改善塗層整體性質和一致性，因為它避免了使用來自動物製品的物質而可能具有的批次-批次間差異。
在本發明的另一個方面，預纖維化塗層包括預纖維化劑例如預纖維化聚合物，和抗血栓形成劑，兩者都可以存在於塗層中。存在於預纖維化塗層中的抗血栓形成劑可以調節由預纖維化劑引發的纖維化應答，並改善塗敷的性質。
抗血栓形成劑可以調節纖維化應答的速率，使得在塗敷製品附近形成適當的凝塊。抗血栓形成劑的存在不會阻止凝塊形成，但是會調節凝塊形成的速率和範圍，以避免凝塊形成的可能的潛在後果，例如栓塞物。
因此，在本發明的另一個方面，預纖維化塗層包括預纖維化劑、抗血栓形成劑和光反應性基團。在本發明的一個方面，預纖維化劑是預纖維化聚合物。可以使用各種合成或天然的預纖維化聚合物，例如膠原。
光反應性基團可以側掛於預纖維化聚合物或不依賴於預纖維化聚合物和/或抗血栓形成劑。在一些方面，光反應性基團存在於可以將預纖維化聚合物結合到抗血栓形成劑上的交聯部分中。
在一些情況下，當活化後能夠將預纖維化劑和/或抗血栓形成劑結合到裝置的表面或另一個組分上以形成預纖維化塗層時，獨立的光反應性基團可以作為偶合部分。例如，預纖維化聚合物例如膠原可以包含已經反應而將預纖維化聚合物結合到抗血栓形成劑上的側掛的光反應性基團。
在另外的方面，光反應性基團存在於聚合引發劑上，活化該引發劑以促進一種或多種聚合物質的塗敷層的形成，其中聚合物質是預纖維化聚合物、抗血栓形成劑或其組合。例如，塗層可以包括通過反應性可聚合基團結合的包含預纖維化聚合物例如膠原的層、通過反應性可聚合基團結合的包含抗血栓形成劑的層、或包含結合的預纖維化聚合物和抗血栓形成劑的組合的層。該塗層也可以包括這些層的組合。
在一個方面，該塗層包括，包含通過反應性可聚合基團結合的PEG的層，和包含通過反應性可聚合基團結合的膠原的層。
本發明也關注各種在醫療製品上形成預纖維化塗層的方法。該方法包括將包含抗血栓形成劑的第一組合物沉積的步驟，將包含膠原的第二組合物沉積的步驟，和活化光反應性基團以形成預纖維化塗層的步驟。在該方法中，光反應性基團可以存在於第一塗層組合物中，存在於第二塗層組合物中，不依賴於第一和第二塗層組合物，或它們的組合。
在醫療製品上形成預纖維化塗層的另一種方法包括沉積包含膠原和抗血栓形成劑的組合物的步驟，和活化光反應性基團以形成預纖維化塗層。在該方法中，光反應性基團可以存在於第一塗層組合物、第二塗層組合物中，不依賴於第一和第二塗層組合物，或它們的組合。
在醫療製品上形成預纖維化塗層的另一種方法包括沉積包含抗血栓形成聚合物(包含可聚合基團)的第一組合物，沉積包含膠原(包含可聚合基團)的第二組合物，和活化聚合引發劑以形成預纖維化塗層。在這些方法中，聚合引發劑可以存在於第一塗層組合物、第二塗層組合物中，不依賴於第一和第二塗層組合物，或它們的組合。
可以向預纖維化塗層中加入任意的物質，一類優選的可聚合物質包括具有側掛的可聚合基團的親水性或可溶脹聚合物。這些類型的聚合物在預纖維化塗層中是有用的，因為它們能為所塗敷的裝置提供空間填充性質。這些材料能夠通過作用於裝置的全部功能，例如通過改善密封功能或通過改善製品閉合身體區域的能力來改善製品的性質。
因此，在本發明的另一個方面，可以由包含可溶脹的聚合物、預纖維化聚合物和光反應性基團的塗層組合物形成塗層。在一些情況中，溶脹的聚合物業可以提供抗血栓性質，例如PEG。
發明詳述通過參考將本文提及的所有出版物和專利都引入本文。本文披露的出版物和專利僅僅是用於它們的公開。但不能解釋為承認不給予本發明人在所有出版物和/或專利，包括本文引用的所有出版物和/或專利前的權利。
本發明的化合物、組合物、方法和裝置可以用於促進用本發明的預纖維化物質塗敷的製品的預纖維化應答。纖維化應答可以促進與製品相連的纖維蛋白凝塊的形成，該纖維蛋白凝塊可以提供空間填充功能而用於實現製品附近的止血或閉合。
根據本發明，預纖維化塗層是提供在醫療製品的表面上。該醫療製品可以是任意引入到哺乳動物中用於預防或治療醫療病症的製品，其中需要促進與所塗敷製品相連的纖維蛋白凝塊的形成。這些製品可以皮下、經皮或通過手術引入，以安置在器官、組織或器官的內腔中，例如動脈、靜脈、心室或心房。具有預纖維化塗層的醫療製品可以提供一種或多種功能，包括作為體液例如血液流動的屏障。
具有預纖維化塗層的醫療製品也可以通過裝配具有兩個或更多「部分」(例如，可以拼合在一起形成製品的醫療製品的組件)的製品來製備，其中至少一個部分具有預纖維化塗層。醫療製品的全部或部分可以具有預纖維化塗層。在該關注點中，本發明也關注具有預纖維化塗層的醫療製品的部分(例如，沒有完全裝配的製品)。
預纖維化塗層可以在意欲具有止血功能的製品的表面上形成，為體液的流動提供屏障。在許多情況中，需要形成這些人造屏障，以確保意欲在人體內的可植入製品的功能。例如，在一些情況中，預纖維化塗層促進阻止體液在體內從一處流到另一處的屏障的形成。在一些情況中，提供一種阻止液體流到體內某一區域，例如動脈瘤腫的屏障。
在預纖維化塗層促進了與裝置表面連接的纖維蛋白凝塊的形成後，凝結的區域一般變成體液流動不可滲透性的。在涉及纖維蛋白凝塊區域的功能時使用的不可滲透性是指顯著降低了較大體積液體的傳輸或液體通過或進入凝結區域。例如，凝結區域可以是血液傳輸不可滲透性的。
預纖維化聚合物可以用於為各種廣泛不同的製品提供塗層。本文使用的「製品」是以其最廣義的含義使用的，包括的物品例如是醫療裝置。這些製品可以包括但不限於，血管植入物和移植物、移植物、手術裝置；合成的假體；人工血管包括內置假體、支架移植物和血管內支架組合；小直徑移植物、腹主動脈瘤移植物；傷口敷料和傷口處理裝置；止血屏障；網和疝氣栓塞；補片，包括子宮出血補片、房間隔缺損(ASD)補片、卵圓孔未閉(PFO)補片、室間隔缺損(VSD)補片和其他一般的心臟補片；ASD、PFO、和VSD閉合物；經皮閉合裝置、二尖瓣修復裝置；左心耳過濾器；瓣膜成形術裝置；導管；中央靜脈訪問導管、血管訪問導管；膿皰引流導管；藥物輸注導管、胃腸外給食導管、靜脈內導管(例如，用抗血栓形成劑治療)、中風治療導管、血壓和支架移植導管；吻合裝置和吻合的封閉物；動脈瘤排出裝置；包括葡萄糖傳感器的生物傳感器；節育控制裝置；乳腺植入物；心臟傳感器；感染控制裝置；膜；組織支架；與組織有關的物質；包括腦脊髓液(CSF)分流的分流、青光眼導引分流；牙齒裝置和牙植入物；耳部裝置例如耳引流管、鼓膜造孔術排氣管；眼部裝置；套囊和裝置的套囊部分，包括引流管套囊、植入的藥物輸液管套囊、導管套囊、縫合套囊；脊柱和神經學裝置；神經再生導管；神經學導管；神經補片；矯形外科裝置例如矯形關節植入物，骨修復/強化裝置、軟骨修復裝置；泌尿外科裝置和尿道裝置例如泌尿外科植入物、膀胱裝置、腎裝置和血液透析裝置，結腸造瘻袋附屬裝置；膽汁引流產品。
在一些實施方案中，預纖維化塗層用於與閉合裝置結合用於閉合體內靶區域的任意部分。閉合裝置包括可植入的醫療裝置，其可遞送到身體的靶區域，意欲具有阻止體液流動通過或進入已經遞送裝置的區域的功能(例如，止血功能)。與閉合裝置結合的血栓形成和凝塊的形成一般是為了達到止血功能。可以通過遞送裝置到靶區域並允許預纖維化塗層促進纖維蛋白凝塊形成而實現閉合，因此，物理閉合了靶區域。由於具有預纖維化塗層的閉合製品對於脈管系統包括動脈、靜脈、瘻管和動脈瘤的選擇性閉合是特別有用的，這些塗敷後的裝置也可以用於其他的體腔，例如輸卵管、膽管等等。預纖維化塗層對於與可以插入到動脈瘤的血管閉塞環、線或串結合是特別有用的。
在示例性的方法中，遞送具有預纖維化塗層的血管閉塞環到動脈瘤中。預纖維化塗層能促進纖維化應答，導致動脈瘤內凝塊組分的快速蓄積。逐漸地，和優選地，凝塊閉塞了動脈瘤，阻止了血液的流入，因此基本上降低了動脈瘤破裂的危險。在一些方面，本發明涉及製備和利用具有預纖維化塗層的血管閉塞環，其可以促進動脈瘤內機化的不能從動脈瘤中移出纖維蛋白凝塊的形成。
血管閉塞裝置可以包含線、環、編帶和串，其可以具有螺旋形的傷口構型。示例性的環直徑一般是2.2mm或更小，更特別地範圍是0.2mm到2.2mm，可以由直徑1.25mm或更小，例如範圍為0.125mm到1.25mm的線構成。該裝置示例性的長度範圍典型地是0.5到100釐米。
在一些實施方案中，血管閉塞裝置是由金屬例如鉑、金或鎢組成的，儘管也可使用其他金屬，例如錸、鈀、銠、釕、鈦、鎳和這些金屬的合金，例如不鏽鋼、鈦/鎳和鎳鈦金屬互化物合金。優選的金屬環主要包括鉑。
在另一個實施方案中，血管閉塞裝置包含聚合物繩、線或環。特別有用的裝置包括具有水凝膠性質的聚合物。對該類型裝置有用的聚合物包括聚(氨基甲酸乙酯)、聚(丙烯酸酯)、聚(甲基丙烯酸酯)、聚(乙烯吡咯烷酮)、乙酸纖維素、乙烯乙烯醇共聚物、聚(丙烯腈)、聚(乙酸乙烯酯)、乙酸丁酸纖維素、硝基纖維素、氨基甲酸乙酯/碳酸酯的共聚物、苯乙烯/馬來酸的共聚物、或其混合物。
在一些實施方案中，聚合物串包括硬的水凝膠核並被軟的水凝膠泡沫包圍，該泡沫通過凝膠外塗層包圍。在其他實施方案中，環或線包括軟的生物相容性的聚合物，例如ePTFE、氨基甲酸乙酯、聚烯烴和尼龍。
本發明的預纖維化物質可以沉積在這些裝置的水凝膠表面，然後照射以活化光反應性基團和形成包含預纖維化聚合物的塗層。
本發明也提供在醫療製品的多孔表面上製備預纖維化塗層的方法。本發明的預纖維化聚合物可以沉積在醫療製品的多孔表面上，形成預纖維化塗層。該多孔表面可以是由一種或者類似或不同的生物材料的組合構成的。預纖維化塗層組合物可以以用塗層物質填充該製品表面的孔的方式來製備和/或應用。這可以通過，例如控制因素例如塗層組合物的粘度和活化用於與裝置表面的預纖維化聚合物結合的光反應性基團來實現。
具有「多孔表面」的製品是指具有含孔的、預纖維化塗層可在其上形成的表面的任意製品。這些孔優選的物理大小允許組織向內生長進入該孔中。多孔的表面可以與非孔表面相連，例如，可以給多孔表面提供支持的支架。
該醫療製品可以包括具有預纖維化塗層的多孔表面和沒有用預纖維化塗層塗敷的非孔表面，非孔表面也可任選用預纖維化塗層塗敷，或用不同於預纖維化塗層的物質塗敷。多孔表面的全部或部分可以用預纖維化塗層塗敷。
在許多情況中，製品的多孔表面是織物或具有織物樣的性質。多孔表面可以是由包括針織材料、編織材料(knitted materials)和編結材料(braided materials)的紡織品形成的。特別有用的紡織品材料是可以用本領域已知的任何適當的針織材料形成的針織材料。
多孔表面可以是移植物、鞘、蓋、補片、套、外皮、護套等等的表面。這些類型的製品可以本身發揮醫療製品的功能，或用於與醫療製品的其他部分結合(其例子將在下文中進一步橡樹)。
例如，預纖維化塗層可以用於與織物例如心臟補片、鞘和移植物連接。在向這些實施方案中，預纖維化塗層可以用於產生與塗敷的製品結合的止血纖維蛋白凝塊。這些塗敷的製品可以用於防治在人體內血液流動到塗敷製品意欲發揮作用的位置。
多孔表面可以包括任意適當類型的生物材料。有用的生物材料可以織入到纖維中以製備本文所述的織物。有用的材料包括合成加成的或縮合聚合物，例如聚酯、聚丙烯、聚乙烯、聚氨基甲酸酯、和聚四氟乙烯。聚對苯二甲酸乙酯(PET)是在織物中常用的聚合物。在製備用於構成織物的纖維，例如單纖絲和多纖絲纖維，時也可以使用這些聚合物的混合物。常用的織物包括，例如尼龍、絲絨、和DACRONTM。
該織物任選包括硬化材料以改善製品的物理性質，例如改善移植物的強度。這些材料可以改善植入製品的功能。例如強化材料可以改善移植物的開放性。
多孔表面也可以通過在這些聚合物中浸漬心軸來實現。
外科補片可以在許多醫療方法中使用以阻止血流。具有如本文所述的新發明的預纖維化塗層的外科補片可以快速產生與該補片結合的纖維蛋白凝塊，因此改善了止血功能。
其他特別關注的多孔表面包括心臟補片的表面。它們可以用於降低與心血管重建有關的縫合線出血。該補片可以用於穿透縫合周圍的封閉。常用於心臟補片的物質包括PTFE和DACRONTM。
作為多孔表面使用的物質的厚度可以根據用途來選擇。但是一般厚度平均是約1.0mm或更小，典型地在約0.10mm到1.0mm的範圍內。
其他特別關注的多孔表面包括移植物，特別是具有立體花紋的外部的移植物。立體花紋移植物的例子包括具有絲絨的立體花紋的外部，具有立體花紋或平滑內部的那些。由針織紡織品構成的移植物是本領域公知的，已經在下列文獻中進行了描述例如，U.S 4,047,252；U.S.5,178,630；U.S.5,282,848；和U.S.5,800,514，，在此通過參考將它們以整體引入本文。
該醫療製品可以由任意適當的生物材料或生物材料的組合製造。優選的生物材料包括合成聚合物形成的那些，包括由加成或縮合聚合作用形成的低聚物、均聚物和共聚物。適當的加成聚合物的例子包括但不限於，丙烯酸酯類，例如由丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸甘油酯、甲基丙烯醯胺、和丙烯醯胺；乙烯基例如乙烯、丙烯、氯乙烯、乙酸乙烯、乙烯吡咯烷酮、二氟亞乙烯。縮合聚合物的例子包括但不限於尼龍類，例如聚己內醯胺、聚月桂內醯胺、聚亞己基己二醯二胺和聚亞己基十二烷基二胺，以及聚氨基甲酸酯、聚碳酸酯、聚醯胺、聚碸類、聚(乙烯對苯二酸酯)、聚乳酸、聚乙醇酸、聚二甲基矽氧烷、和聚醚酮。
本文使用的預纖維化「塗層」可以包括一個或多個「塗敷的層」，每個塗敷的層包含一種或多種塗層材料。
在一些情況中，預纖維化塗層是由包括預纖維化聚合物的單層物質構成的。在其他的情況中，該塗層包括一層以上的塗敷層，至少一個塗敷層包括預纖維化聚合物。如果在預纖維化塗層中存在一個以上的層，這些層可以由相同或不同的物質構成。當塗敷層可以包括相同或不同的物質時，包括預纖維化聚合物的塗敷層一般製成在植入塗層製品到體內時或植入後可用於體液。
當需要形成提供與製品相連的空間填充功能的塗層時，具有多個塗敷層是特別有用的。製品表面的塗敷層物理佔據接受具有預纖維化塗層的製品的身體區域中的空間。
預纖維化塗層物質可以沉積到適合固定預纖維化塗層物質的任何表面。在許多方面，預纖維化物質沉積在可以與反應性基團反應的表面上。換句話說，光反應性基團可以與表面物質形成共價鍵，因此將預纖維化塗層物質與表面結合。
裝置的全部或部分表面可具有中間層或基底塗敷層，可以促進預纖維化物質的固定。這也可以稱作「連接層」或「結合層」。連接層可以提供可以與光反應性基團反應，並形成共價鍵的物質。適當的基底或中間塗層包括可提取氫的物質。這些也可以包括官能團例如反應性基團或矽烷基。聚合物是在中間層中使用的優選物質。
在本發明的一些方面，醫療製品是含金屬的或含金屬合金的血管閉塞環或線，其包含預纖維化塗層層和含金屬線或環與預纖維化層之間的中間層。中間層可以用於預纖維化層與環之間的結合。例如，中間層可以用作光反應基團的靶點，允許預纖維化聚合物結合到線或環上。該中間層可以包括可以與本發明的活化的光反應性基團反應的聚合物或其他適當的化合物。該聚合物或其他適當的化合物可以是包含矽烷的化合物，或可以具有反應性官能團例如氨基。
在本發明的另一些方面，血管閉塞製品是聚合物物質的圓筒形製品，例如預纖維化塗層可以沉積於其上的聚合物串。血管閉塞製品可以包括具有水凝膠性質的聚合物物質。與塗層物質相連的光反應性基團可以被活化而形成預纖維化塗層。例如，具有側掛的光反應性基團的預纖維化聚合物可以通過光反應性基團與水凝膠表面共價結合。
一般地，可以進行塗層方法來塗敷醫療製品的全部或需要的部分。塗層方法可以是直接基於製品的預期功能。在一些情況中，需要僅在制品的一部分上產生預纖維化應答。例如在血管閉塞環、線或串的情況中，需要僅覆蓋插入到動脈瘤中的環、線或串的一部分。
用於形成預纖維化塗層的物質可以用任何適當的塗層方法沉積到表面上。這些方法包括但不限於，噴霧塗層、浸漬、注射和刷拭。用本文所述的化合物塗敷醫療製品的表面的優選方法是噴霧塗層。
在本發明的一些方面，預纖維化聚合物是天然聚合物，例如肽或蛋白質。預纖維化肽或蛋白質的例子包括，但不限於，凝血酶和膠原，例如人重組膠原(FibroGen，South San Francisco，CA)。膠原肽和改性膠原可以用於製備預纖維化塗層。本文也描述了其他關注的預纖維化多肽。
在一個實施方案中，預纖維化塗層包括非來源於動物的預纖維化多肽。本文使用的「動物」涉及非人的動物，典型地使用家畜，包括的動物例如是母牛(牛)、豬(豬的)和雞，從它們中典型地提取膠原。
其他有用的預纖維化劑可以包括血小板因子1-4、血小板活化因子(乙醯甘油醚磷醯膽鹼)；血小板選擇蛋白和血管性血友病因子(vWF)；凝血激酶；纖溶酶原活化因子引發劑-1；血栓素；促凝血的凝血酶樣酶包括cerastotin和afaacytin；磷脂酶A2；Ca2+-依賴性凝集素(C-型凝集素)；結合糖蛋白受體並誘導聚集的因子例如aggretin、rhodocytin、aggregoserpentin、triwaglerin、和馬痘毒素；糖蛋白Ib激動劑包括mamushigin和alboaggregin；vWF交互作用因子包括美洲矛頭蝮毒蛋白、bitiscetin、cerastotin和ecarin。
與凝塊級聯有關的其他因子，包括蛋白因子，包括凝結因子I-XIII(例如，纖維蛋白原、凝血素、組織凝血致活酶、鈣、促凝血球蛋白原(促凝血球蛋白)、轉變加速因子前體(血清凝血酶原轉變加速因子)、抗血友病球蛋白、血漿凝血活酶組分、凝血致活酶(自體凝血酶原C)、血漿促凝血酶原激酶前體(PTA)、哈格曼因子和血纖維蛋白穩定因子(FSF，纖維形成酶、轉穀氨醯胺酶原))。
在一些方面，預纖維化塗層包括預纖維化陽離子型聚合物。
該預纖維化陽離子型聚合物優選是帶有正電荷足以吸引血小板和凝固因子到塗敷裝置表面的聚合物。該預纖維化陽離子型聚合物可以包括例如，伯胺基。示例性的陽離子聚合物包括葡聚糖和具有胺基的聚亞胺，例如DEAE葡聚糖(二乙烯氨乙基葡聚糖)和聚乙烯亞胺(PEI)。優選的合成預纖維化陽離子型聚合物是聚乙烯亞胺。示例性的來自天然的陽離子聚合物包括甲殼質和殼聚糖(D-乙醯化甲殼質)。
該預纖維化陽離子型聚合物可以是均聚物或同聚物。該預纖維化塗層可以包括可促進纖維化應答的不同陽離子聚合物的混合物。
其他適當的預纖維化陽離子型聚合物包括帶正電荷的基團例如三價或四價陽離子基團。適當的三價或四價陽離子基團的例子包括季銨、四價、和三價鋶基團。這些聚合物可以通過不同技術來製備。具有伯、仲、叔胺或其組合的聚合物可以四價化，以在聚合物上產生帶電荷的季胺。可以通過滷代烷將胺成功地烷基化，以通過Menshutkin反應提供季胺。
可以使用各種方案來製備具有側掛的光反應性基團的預纖維化陽離子型聚合物。例如，可以通過具有叔胺的聚合物與苄基滷素衍生的光反應性基團反應，通過合成製備具有側掛的光反應性基團的預纖維化陽離子型聚合物。該反應允許光反應性基團結合到聚合物上，同時將叔胺基轉變成帶電荷的季胺基。
也可以通過具有光反應性基團的單體與具有陽離子基團的單體共聚，通過合成製備具有側掛的光反應性基團的預纖維化陽離子型聚合物。在一些實施方案中，可以使用具有光反應性基團和陽離子基團的個體單體來製備預纖維化陽離子型聚合物。任選地，在共聚反應中可以包含其他單體。本文例舉了製備預纖維化陽離子型聚合物的方法。
可替代地，或此外，可以活化光反應性基團而將預纖維化陽離子型聚合物共價結合到其他預纖維化陽離子型聚合物，在塗層組合物中如果存在另一組分，或者可以共價結合到該另一組分上。一般地，該途徑可以用於促進在制品的表面上包含預纖維化陽離子型聚合物的塗敷層的形成。
一般需要使用大小適合形成塗層和產生纖維化應答的預纖維化聚合物。在本發明的一些方面，該塗層包括平均分子量(Mw)至少約2×103Da，優選在約2×103Da到2×106Da範圍內的預纖維化陽離子型聚合物。
在本發明的一些方面，預纖維化聚合物具有一個或多個側掛的光反應性基團。側掛的光反應性基團可以沿著預纖維化聚合物的長度定位，在聚合物的一個或兩個末端，或兩者上。光反應性基團在預纖維化聚合物的這種安置可以提供預纖維化塗層在制品表面的產生。
光反應性基團包括一個或多個對特定使用的外能源(例如照射)應答的反應部分，以產生活性物質，例如活性物質例如氮烯、卡賓和激發態酮，從而與鄰近的靶化學結構共價結合。這些光反應性基團的例子如U.S.5,002,582所述。可以選擇光反應性基團以感應電磁譜的不同部分，典型地是電磁譜的紫外線、可見光或紅外線部分。「照射」是指在表面上使用電磁輻射。
可以從預纖維化聚合物中側掛的優選光反應性基團的一種類型是光反應性芳基酮。光反應性芳基酮的例子包括但不限於，苯乙酮、二苯甲酮、蒽醌、蒽酮和蒽酮-樣雜環(即在10位具有N、O或S的蒽酮的雜環類似物)，或它們取代的(例如，環取代的)衍生物。優選的芳基酮的例子包括蒽酮的雜環衍生物，包括吖啶酮、氧雜蒽酮和硫蒽酮，及它們環取代的衍生物。
其他適當的光反應性基團包括疊氮類，例如，芳基疊氮(C6R5N3)例如苯基疊氮，特別是4-氟-3-硝基苯基疊氮，醯疊氮(-CO-N3)例如疊氮甲酸乙基疊氮化物、疊氮甲酸苯基疊氮化物，磺醯基疊氮(-SO2-N3)例如苯磺醯基疊氮，和磷醯基疊氮(RO)2PON3例如二苯基磷醯基疊氮化物和二乙基磷醯基疊氮化物。
其他適當的光反應性基團包括重氮化合物，例如，重氮烷(-CHN2)例如重氮甲烷和二苯基重氮甲烷，重氮酮(-CO-CHN2)例如重氮苯乙酮和1-三氟甲基-1-重氮-戊酮，重氮基乙酸酯(-O-CO-CHN2)例如叔丁基重氮基乙酸酯和苯基重氮基乙酸酯，和β-酮-α重氮基乙酸酯(-CO-CN2-CO-O-)例如3-三氟甲基-3-苯基diazirine，和烯酮(-CH＝C＝O)例如乙烯酮和二苯烯酮。
示例性的光反應性基團如下表1所示。

在一些實施方案中，光反應性基團不依賴於預纖維化聚合物。例如非依賴性的光反應性基團可以是光反應性交聯化合物的一部分。當被活化時，光反應性交聯化合物的光反應性基團可以將預纖維化聚合物結合到裝置的表面、塗層組合物的另一組分，或另一個塗敷的層，以形成預纖維化塗層。適當的光反應性交聯劑具有兩個或更多光反應性基團。光反應性交聯劑可以具有相同或不同的光反應性基團。示例性的光反應性交聯劑在本申請人的U.S.5,414,075(Swan等人)、和U.S.公開號2003/0165613 A1(Chappa等人)中進行了描述。也可參見U.S.5,714,360(Swan等人)和5,637,460(Swan等人)。
在另一方面，包含光反應性基團的化合物用作光敏引發劑，例如，以促進具有可聚合基團的試劑，例如具有可聚合基團的預纖維化聚合物的聚合作用。
在本發明的另一個實施方案中，預纖維化塗層包括預纖維化聚合物、光反應性基團和可聚合基團。在一些情況中，可聚合基團是側掛於預纖維化聚合物。例如，預纖維化聚合物例如膠原可以經修飾而具有一個或多個可聚合基團。在其他的情況中，可聚合基團存在於不是預纖維化聚合物的化合物中。在一些優選的實施方案中，可聚合基團側掛於其他聚合物，例如本文所述的聚合的抗血栓形成劑或親水性聚合物。
可聚合基團可以是乙烯化的不飽和基團，選自乙烯基、丙烯酸基、甲基丙烯酸基、乙基丙烯酸基、2-苯基丙烯酸基、丙烯醯胺基、甲基丙烯醯胺基、亞甲基丁二酸基和苯乙烯基。
在可聚合物質存在於預纖維化塗層組合物中的情況下，光反應性基團可以促進自由基聚合反應的發生，導致形生聚合物質的塗敷層。其他促進聚合層形成的試劑可以存在於該組合物中。它們可以包括，例如可以改善聚合效力的聚合促進劑。有用的促進劑的例子包括N-乙烯化合物，特別是N-乙烯吡咯烷酮和N-乙烯己內醯胺。基於塗層組合物的體積，這些促進劑可以使用的濃度是例如約0.01％到約5％，優選約0.05％到約0.5％重量。
在本發明的另一個方面，預纖維化塗層包括預纖維化劑，例如預纖維化聚合物和抗血栓形成劑，兩者都可以存在於塗層中。
使用與製品上的塗層結合的預纖維化劑和抗血栓形成劑的組合，可以通過不同的途徑來調節凝塊形成的速率和範圍。例如，可以將預纖維化聚合物和抗血栓形成劑分散或混合在塗敷的單個層中，或者可以彼此獨立地與塗層結合，例如在分離的層中。預纖維化聚合物和抗血栓形成劑與塗敷的表面接合的方式可以取決於所選擇的特定聚合物和試劑，以及該醫療製品的表面性質(例如，材料、孔隙率和構型)。
在一些情況中，預纖維化聚合物和抗血栓形成劑可以合併在塗層組合物中，並沉積在醫療製品上。在塗層組合物中，例如可以存在精確量的預纖維化劑和抗血栓形成劑，以產生設計用來實現凝塊形成的適當速率和範圍的塗層。在其他情況中，可以設定預纖維化劑和抗血栓形成劑的比例，以產生設計用來實現凝塊形成的適當速率和範圍的塗層。給予該教導，本領域技術人員可以選擇任一或更多的預纖維化劑和任一或更多的抗血栓形成劑，以提供所需的效果。
在本發明的一個方面，已經發現，包含約10％或更大量的抗血栓形成劑的包衣組合物提供了特殊的預纖維化塗層。例如抗血栓形成劑可以是具有可聚合基團，例如PEG大分子單體的物質。
在另一些情況中，預纖維化劑可以與塗層結合，其方式為在血液組分與抗血栓形成劑接觸之前允許血液組分與預纖維化劑接觸。例如，可以製備具有包括預纖維化劑的層，和包括抗血栓形成劑的層的塗層，其中包括抗血栓形成劑的層與塗敷製品的表面鄰近。示例性的塗層包括鄰近於表面的具有PEG的第一塗敷層和含有膠原的第二塗敷層。
在一些實施方案中，預纖維化塗層包括預纖維化劑、抗血栓形成劑、光反應性基團和可聚合基團。在一些情況中，可聚合基團是從預纖維化聚合物中側掛的。例如，可修飾預纖維化聚合物以具有一或多種可聚合基團。在其他情況中，可聚合基團是從抗血栓形成劑中側掛的。在其他情況中，可聚合基團存在於不是預纖維化聚合物的化合物上。在一些優選的實施方案中，可聚合基團是從其他聚合物，例如本文所述的親水聚合物中側掛的。也可以設想，塗層組合物可以包括兩種或更多的不同的具有可聚合基團的化合物，例如聚合物。
在一些方面中，該塗層包括預纖維化劑和抗血栓形成劑，其中抗血栓形成劑包括側掛的光反應性基團。可以如下形成塗層通過在表面上沉積包括預纖維化劑和抗血栓形成劑的組合物，然後處理該表面以活化從抗血栓形成劑側掛的光反應性基團，形成塗層。例如，具有側掛的光反應性基團的抗血栓形成劑可選自光衍生性肝素和光衍生性透明質酸、光衍生性的來自賴氨酸的乙烯聚合物、光衍生性PEG和光衍生性脂肪酸。
抗血栓形成劑可以調節纖維化應答的速率，以在塗敷製品的表面上形成適當的凝塊。
一種優選的抗血栓形成劑是聚乙二醇(PEG)。用聚乙二醇覆蓋的表面顯示出生物相容性，因為PEG的性質得到了非免疫原性、非抗原性和蛋白質排斥。
可以用光反應性基團將PEG固定在塗層上。在一些方面，使用具有可聚合基團的PEG形成塗層。可以通過沉積包括乙醯化的PEG的塗層組合物與聚合引發劑例如具有光反應性基團的聚合引發劑的組合來形成包含PEG的塗敷層。
抗血栓形成劑的其它例子包括肝素、肝素衍生物、肝素鈉、低分子量肝素、水蛭素、賴氨酸、前列腺素、阿加曲班、福斯高林、伐哌前列素、前列環素和前列環素類似物、D-ph-pr-arg-氯甲基酮(合成的抗凝血酶)、雙嘧達莫、糖蛋白IIb/IIIa血小板膜受體抗體、共蛋白IIb/IIa血小板膜受體抗體、重組水蛭素、凝血酶抑制劑(例如從Biogen商業銷售的)、硫酸軟骨素、改性葡聚糖、白蛋白、鏈激酶、組織纖維蛋白溶酶原活化劑(TPA)、尿激酶、氧化亞氮抑制劑等等。抗血栓形成劑也可以是GPIIb-IIIa血小板受體複合物的抑制劑，其介導了血小板聚集。GPIIb/IIIa抑制劑可以包括單克隆抗體Fab片段c7E3，也稱作阿昔單抗(ReoProTM)，和合成的肽或擬肽例如依替巴肽(IntegrilmTM)或替羅非班(AgrastatTM)。
任選地，與預纖維化劑或抗血栓形成劑不同的聚合物或化合物可以包括在預纖維化塗層中。可以選擇該聚合物或化合物來改變或改善由預纖維化劑和抗血栓形成劑形成的預纖維化塗層的性質。例如，該聚合物或化合物可以改變在表面上形成的塗敷的彈性、柔性、潤溼性或附著性質(或其組合)。
應用預纖維化劑和抗血栓形成物質的塗敷的技術包括，例如浸漬、噴霧、刷拭等等。根據本發明的描述，本領域技術人員可以評價與特定醫療製品一起使用的聚合物組合物的適應性，及之應用技術的適應性。
該預纖維化聚合物可以與其他對形成預纖維化塗層有用的試劑分散或一起摻合。這些可以包含其它的非纖維化或非抗血栓形成的聚合材料。
任選地，與預纖維化劑不同的聚合物或化合物可以包括在預纖維化塗層中。可以選擇該聚合物或化合物來改變或改善由預纖維化聚合物形成的預纖維化塗層的性質。例如，該聚合物或化合物可以改變在表面上形成的塗敷的彈性、柔性、潤溼性或附著性質(或其組合)。
在一些方面，親水性或可溶脹的聚合物可以包括在包含預纖維化聚合物的塗層中。這些類型的聚合物在預纖維化塗層中是有用的，因為它們可以為塗敷的裝置提供空間填充性質。這些物質也能夠通過作用於裝置的全部功能，例如通過改善閉合功能或通過改善製品封閉體內區域的能力來改善製品的性質。
親水性或可溶脹的聚合物可以包括側掛的可聚合基團，可以在形成包含預纖維化聚合物或可以從預纖維化聚合物中分離的塗敷層的方法中使用。
例如，包括親水性或可溶脹的聚合物的組合物具有側掛的可聚合基團和可以沉積在裝置表面的聚合引發劑。包含親水性或可溶脹的聚合物的塗敷層可以通過聚合物的開始聚合來形成。隨後包括預纖維化聚合物的組合物可以沉積在表面上。該預纖維化聚合物也可以包括可聚合基團。可以通過預纖維化聚合物的引發聚合在包括親水性或可溶脹聚合物的層上形成包含預纖維化聚合物的塗敷層。
特別有用的親水性或可溶脹的聚合物包括聚(乙烯吡咯烷酮)(PVP)、聚(乙二醇)(PEG)、聚(環氧乙烷)、聚(乙氧基唑啉)、聚(環氧丙烷)、聚丙烯醯胺(PAA)、聚(乙烯醇)(PVA)、其共聚物等等。一個或多個可聚合基團可以從可溶脹的聚合物中側掛。也可以使用可溶脹聚合物的混合物。
在一些方面，親水性或可溶脹的聚合物，例如PEG可以具有抗血栓形成性質。
其可以用於向預纖維化塗層中摻入具有側掛的可聚合基團的可溶脹的聚合物，也可以使用沒有側掛的可聚合基團的可溶脹聚合物以形層塗層。因此，在本發明的另一個方面，可以由包括可溶脹聚合物、預纖維化聚合物和光反應性基團的塗層組合物形成塗層。
用於預纖維化聚合物塗敷的應用技術包括，例如浸漬、噴霧、刷拭等等。
形成具有所需厚度的塗層，包括在表面上沉積塗層物質，處理該沉積物質以活化光反應性基團而形成塗敷層，然後重複沉積和處理步驟，以形成具有多個塗敷層的塗層。在該方法中也可以包括乾燥步驟。
在本發明的一些方面，需要提供一種具有空間填充功能的塗層以及產生纖維化應答的表面。例如，當需要用製品封閉身體的某一區域時，可在制品上形成預纖維化塗層，該塗層可以增加製品的大小並提供可以吸引凝塊-形成組分的表面。在一些實施方案中，預纖維化塗層的厚度大於5微米，在另一些實施方案中為10微米或更大。
在一些實施方案中，本發明的預纖維化塗層可以包括一種或多種可以增強預纖維化表面功能的生物活性劑。可以與預纖維化聚合物聯合使用的所關注的生物活性劑包括，例如細胞應答調節劑、微管抑制劑、改型抑制劑、他汀類藥物、類固醇和血管擴張劑。如果預纖維化塗層是生物可再吸收的，該生物活性劑可以隨著預纖維化物質塗敷的降解而釋放。
本發明將通過參考下列的非限制性實施例進行進一步的描述。本領域技術人員顯而易見地，可以在所述的實施方案內作出很多改變而不脫離本發明的範圍。因此，本發明的範圍並不限於在本申請中所述的實施方案，而且也包括通過權利要求的語言描述的實施方案和這些實施方案的等效方案。除非另有說明，所有百分比是重量比。
實施例1PEI-BBA的製備製備具有側掛的氨基的光衍生性聚合物。
將聚氮丙啶(PEI；24.2wt.％固體；2000kg/mol Mw；BASF Corp.)真空乾燥，並將1.09g的PEI溶解於19ml的90∶10(v/v)氯仿∶甲醇溶液中。然後將該PEI溶液在冰浴中冷卻到0℃。在2.8mL氯仿中加入62mg的BBA-Cl(4-苯甲醯苯甲醯氯)，將其溶解。然後攪拌下將BBA-Cl氯仿溶液加入到冷卻的PEI氯仿∶甲醇溶液中。將反應攪拌過夜，並逐步加熱到室溫。(薄層色譜法(TLC)分析顯示在2.5小時後混合物中沒有未反應的BBA-Cl)。然後將反應溶液轉移到大燒瓶中，加入1當量的濃鹽酸和77.5mL去離子水。在40℃下真空除去有機溶劑，直至PEI水溶液外觀變澄清。然後將PEI溶液稀釋成最終濃度為10mg/mL，作為塗層溶液使用。
實施例2光-空間-PEI的製備攪拌下，將在3.0ml DMSO(二甲亞碸)中的BBA-EAC-NOS(436.5g/mole；110mg；0.253mmole；根據U.S.6,121,027的實施例2製備；通過參考將其引入本文)加入到PEI(2,000,000g/mole；1.0g；5×104mole)的19ml CHCl3/CH3OH(90/10)冷卻溶液中。攪拌下將溶液加熱到室溫過夜。然後將包含BBA-EAC-NOS-PEI反應產物的溶液置於75ml H2O和HCl(12M；1.9ml∶23mmole)的混合物中。然後將混合物置於旋轉式蒸發器上以除去有機溶劑。最後用水稀釋該溶液，得到10mg/ml的BBA-EAC-PEL。
實施例3APTAC-聚氮丙啶(APTAC-PEI)聚合物的合成用下列方法將氯化(丙烯基氨基丙基)三甲基-銨形式的季銨基與聚氮丙啶聚合物結合取5g的聚氮丙啶(10,000Mw；Polysciences，Warrington，PA)溶解於10ml的去離子水中，得到50％PEI溶液。向50％PEI溶液中加入16g的75％氯化(3-丙烯基氨基丙基)三甲基-銨溶液(APTAC；Simga-Aldrich Corp.，St.Louis，MO)。將PEI和APTAC的混合物在55℃下振動過夜。所得到的產品是粘稠的、琥珀色溶液，將其室溫下貯存於密封的瓶中。
通過NMR(核磁共振)監測在製備APTAC-PEI中所使用的等濃度的小規模反應中APTAC分子的乙烯基質子，表明了在室溫下16小時內反應完成了99％。
使用如上所述的2.4∶1 w/w比例的APTAC和PEI(12g APTAC和5g PEI(10,000Da))，經評價認為最終APTAC-PEI的Mw比開始時PEI聚合物(10,000Da)高約3.4倍(34,000Da)。
實施例4APTAC-EITC-聚氮丙啶(BBA-EITC-PEI)聚合物的合成將如實施例3合成的APTAC-PEI聚合物真空乾燥，並溶解於90∶10(v/v)氯仿∶甲醇溶液中。然後將該APTAC-PEI溶液在冰浴中冷卻到0℃。然後將BBA-Cl(4-苯甲醯苯甲醯氯)溶解於氯仿中，並在攪拌下加入到冷卻的APTAC-PEI氯仿∶甲醇溶液中。將反應攪拌過夜，並逐步加熱到室溫。然後將反應溶液轉移到大燒瓶中，加入1當量的濃鹽酸和去離子水。在40℃下真空除去有機溶劑，直至BBA-APTAC-PEI水溶液外觀變澄清。
實施例5不同分子量的APTAC-PEI聚合物的製備從Polysciences，Warrington，PA得到Mws為750,000(750K)Da、10,000(10K)Da、2,000(2K)Da和800Da的PEI聚合物。為了製備結合了50％ APTAC的PEI，使用2.4∶1 w/w比例的APTAC和具有不同分子量大小的PEI聚合物的PEI。為了製備結合了20％APTAC的PEI，使用0.96∶1 w/w比例的APTAC和具有不同分子量大小的PEI聚合物的PEI。在每個製備中使用如實施例3詳述的試劑和反應時間。
使用基於實施例4的合成方案製備具有指定大小並具有側掛的BBA光反應性基團的APTAC-PEI聚合物。
實施例6三羥甲基丙烷乙氧基化物(20/3 EO/OH)三丙烯酸酯大分子單體的製備(化合物I)如下合成基於PEG的大分子單體(在本實施例結尾表示的合成方案)。
攪拌下，將三羥甲基丙烷乙氧基化物(PEG-三醇；100.0g，98.6mmoles；平均Mw約1.104；Cat.No.41，617-7；Aldrich ChemicalCompany，Inc.，Milwaukee，WI)溶解於200ml的甲苯中並回流1小時。將PEG-三醇溶液冷卻到約80℃。在此時，攪拌下向反應溶液中加入50mg(0.403mmoles)的4-甲氧基苯酚(MEHQ；J.T.Baker，Phillipsburg，NJ)、42.7g(0.592moles)的丙烯酸(J.T.Baker，Phillipsburg，NJ)和10ml(0.188moles)的硫酸(Aldrich ChemicalCompany，Inc.，Milwaukee，W1)。將反應溶液加熱至回流。然後進行反應，直至產生約6.0ml的水，並通過Dean Stark接受器收集(約1小時)。將反應混合物冷卻至50℃，並攪拌下倒入碳酸氫鈉溶液(270g，在2.5L的去離子水)中。分離有機層，用去離子水洗滌，並在硫酸鈉上乾燥。用擦拭的膜蒸餾器(Pope Scientific，Inc.，Saukville，WI)分離PEG-三丙烯酸酯。
PEG-三丙烯酸酯大分子單體產物通過化合物I來表示。
第34頁實施例7光-膠原製備如下製備光反應性衍生的IV-型膠原(光-膠原)。人胎盤IV-型膠原來自Sigma Chemical Co.，St.Louis，Mo。合成異基雙功能交聯劑(BBA-EAC-NOS)並用於光衍生化膠原。
BBA-EAC-NOS包括二苯甲酮光反應性基團(BBA)、間隔基(EAC)和胺反應性熱化學結合基團(N-氧琥珀醯亞胺，NOS)。由4-苯甲醯苯甲醯氯和6-氨己酸合成BBA-EAC。然後通過用N-羥基琥珀醯亞胺的碳二亞胺活化來酯化BBA-EAC的羧基得到BBA-EAC-NOS，合成了BBA-EAC的NOS酯。
在蛋白質上經BBA-EAC的NOS酯共價結合伯胺來光衍生化IV-型膠原。按每mole的膠原為10-15moles BBA-EAC-NOS的比例加入BBA-EAC-NOS。
實施例84，5-二(4-苯甲醯苯基亞甲基氧)苯-1，3-二磺酸二鈉鹽[DBDS]的合成如下製備4，5-二(4-苯甲醯苯基亞甲基氧)苯-1，3-二磺酸二鈉鹽[DBDS]。將一定量(9.0g，0.027moles)的4，5-二羥基1，3-苯二磺酸二鈉鹽一水合物加入到裝有頂部攪拌器、進氣口和回流冷凝器的250ml三頸圓底燒瓶中。然後加入一定量的(15g，0.054moles)的4-溴甲基二苯甲酮(BMBP)、54ml的四氫呋喃(THF)和42ml的去離子水。在氬氣大氣中，攪拌下加熱該燒瓶至回流。在回流的全部時間裡都保持氬氣大氣。
在實現回流後，通過回流冷凝器加入9.0ml(6N，0.054moles)的氫氧化鈉溶液。回流下攪拌反應3小時。然後，加入第二部分的BMBP，3.76g(0.014moles)和3.6ml(6N，0.022moles)的氫氧化鈉。在第二次加入BMBP後，回流下繼續反應12小時。
在旋轉式蒸發器上在40℃下真空蒸發反應混合物，得到46g的黃色糊劑。30分鐘內通過在40℃下在50ml的氯仿中懸浮3次來提取糊劑。使用離心機來從固體中傾析氯仿。在最後一次提取後在布氏漏鬥上收集固體，並風乾30分鐘。然後使用旋轉式蒸發器在50℃浴溫下在約1mm的壓力下乾燥該固體30分鐘。
從67ml的水和67ml的甲醇中再結晶乾燥固體，26.8g。乾燥後的純化產物量為10.4g(理論收率為19.0g)，濃度為0.036mg/ml時在265nm處吸收率為1.62。
也可參見U.S.6,278,018。
實施例9季戊四醇的四(4-苯甲醯苄基醚)[″四-BBE-PET″]合成在氬氣大氣中將下列物質回流34小時季戊四醇[Aldrich](2.0g；14.71mmole，在60℃和＜1mmHg下乾燥1小時)；4-溴甲基二苯甲酮(20.0g；72.7mmole；通過4-甲基二苯甲酮[Aldrich]的自由基溴化作用製備)；在液狀石蠟[Aldrich]中的80％(w/w)氫化鈉(NaH，1.23g；41.0mmole)；和四氫呋喃(THF，120ml)。
然後向反應混合物中加入另外量的80％NaH(2.95g；98.3mmole)，在氬氣下將混合物再回流7小時。通過加入8ml的冰乙酸(HOAc)猝滅反應。離心該猝滅的反應物，以除去不溶的THF。
傾析液體，用三份每份為50ml氯仿(CHCl3)洗滌不溶物。合併傾析的液體(主要是THF)和CHCl3洗液並蒸發，得到18.7g的粗製黃色半固體殘渣。通過快速色譜法，使用40mm(1.58英寸)直徑乘200mm(8英寸)長的矽膠柱，用CHCl3和乙醚(Et2O)洗脫，根據下表2純化部分粗產品(2g)(除非另有說明，表中所有比例是v/v)
表2.

通過合併和蒸發餾分81-105(理論上，期望從置於柱上的2.0g粗產品中得到1.43g四-BBE-PET)得到淡黃色油狀產品(0.843g；59％理論收率)。用Beckman Acculab 2紅外光譜儀和Varian FT-80 NMR分光儀通過分析確認純化的淡黃色產品。在3500cm-1處峰的缺失表明沒有羥基官能團。核磁共振分析(1H NMR(CDCl3))與期望的產物相符合；脂肪族亞甲基δ3.6(s，8H)，苄型亞甲基δ4.5(s，8H)，和芳香族δ7.15-7.65(m，36H)與四甲基矽烷內標物。
產物稱作季戊四醇的四(4-苯甲醯苄基醚)(四-BBE-PET)。
實施例10PEG-膠原塗層如下首先用非聚合引發劑預處理ePTFE底物。製備在IPA中的濃度為0.5％ v/v的四-BBE-PET(如實施例9製備)的塗層溶液。然後將ePTFE底物浸入到四-BBE-PET的塗層溶液中，照射溶液3分鐘。在2個相對的ELC-4000燈之間的中間位置進行3分鐘的照射，該燈包含有91cm(36英寸)的間隔的400瓦金屬滷化物/汞蒸汽燈泡。在用IPA洗滌以除去未結合的四-BBE-PET後，乾燥底物。所得到的底物包含四-BBE-PET的啟動塗層。
在乾燥後，將啟動的和乾燥的底物浸漬到包含PEG-三丙烯酸酯大分子單體和四-BBE-PET的水溶液(PEG-三丙烯酸酯大分子單體的濃度是約10-20％ v/v，四-BBE-PET是約0.5-2％ v/v)中。以0.2到1.0cm/s的速率回收底物。再溼法或幹法照射塗敷部分3到5分鐘(如上所述)。
然後浸漬該底物，隨後以0.2到1.0cm/s的速率從包含光-膠原(如實施例7所述製備)的IPA溶液中回收。生物相容性試劑的濃度是約5-20％ v/v。再溼法或幹法照射塗敷部分3到5分鐘(如上所述)。
實施例11具有PEG-膠原塗敷的ePTFE底物製備包含聚合的基質物質和引發劑的異丙醇(IPA)的塗層溶液，並如下應用於ePTFE底物。在該實驗中使用的樣品條件概述於表3中。塗層溶液組合物用PEG-三丙烯酸酯大分子單體的體積％，四-BBE-PET的mg/ml來表示。所有樣品的塗層溶液均是在IPA中的PEG-三丙烯酸酯大分子單體和四-BBE-PET。浸漬時間的長短是底物浸入到塗層溶液中的時間，UV處理時間是用光照射底物以將塗層結合到底物上的時間。
表3

將ePTFE底物浸漬到塗層溶液中，然後在UV室中通過將底物置於包含間隔91cm(36英寸)距離的400瓦金屬滷化物/汞蒸汽燈泡的2個相對的ELC-4000燈之間的中間位置來溼法照射指定長的處理時間。ePTFE底物在IPA塗層溶液中達到飽和，以試圖克服該物質的疏水性質，以將基於PEG的疏水塗層結合到表面上。
光衍生性的生物相容性試劑與底物按如下方式結合。在12mM HCl中獲得濃度為0.2mg/ml的如實施例7所述製備的光-膠原。將底物浸入到光-膠原溶液中，在4℃下在溶液中保存1小時，然後每一面用Dymax Blue Wave Spot Cure System(光照系統，商購自DymaxCorporation，Torrington，CT)照射不溶物60秒。將系統的紫外線帶設置在一定距離，以在波長範圍330-340nm用約0.5到0.25mW/cm2的光為底物部分提供塗敷。在60秒的照射期間緩慢攪動底物，以確保底物平衡地浴於光照中。
然後從光-膠原溶液中除去底物。在從光-膠原溶液中除去底物後，在4℃的溫度下用無菌PBS將底物洗滌2次，每次洗滌30分鐘。然後將底物浸入70％乙醇中30分鐘，然後在無菌PBS中洗滌3次(1ml/洗滌)。在4℃下將底物保存在無菌PBS中。
實施例12膠原大分子單體應用於PEBAX底物如下所述製備膠原大分子單體。從ReGen Corp得到I型牛腱膠原。通過在37℃下在定軌振蕩器上培養20小時，將該膠原(0.5g)溶解於20ml乾燥甲醯胺中。攪拌下加入1.0g(9.8mmole)的TEA，在冰水浴中將反應平衡60分鐘。攪拌下以每等份0.25g(速率為每分鐘1等份)加入烯丙醯氯，加入的烯丙醯氯總量為1.0g(11mmole)。在最後一次加入後，將溶液在冰水浴中攪拌2小時。從冰水浴中移出反應，繼續在室溫下攪拌18小時。用6-8K MWCO透析管通過與去離子水透析純化包含可聚合基團(在下表4中鑑定為″膠原大分子單體″)的產物-膠原，並通過冷凍乾燥分離。
得到PEBAX棒，並用下表4概述的組合物塗敷。
表4

對於所有樣品，可以通過將PEBAX底物浸入到濃度為5mg/ml的DBDS的水溶液中來實現啟動。對於本實施例中的所有樣品和塗層步驟，可以通過將溶液中的底物置於包含間隔91cm(36英寸)距離的400瓦金屬滷化物/汞蒸汽燈泡的2個相對的ELC-4000燈之間的中間位置照射3分鐘來進行UV固化。洗滌樣品以除去未結合的化合物IV。
接下來，將樣品浸入表4所示濃度的膠原大分子單體的水溶液中。塗層速率如下樣品1-3和5-6為0.75cm/s；樣品4為1.0cm/s。在膠原大分子單體塗層步驟後，溼法照射樣品2-6達5分鐘。將樣品1風乾，隨後用於膠原大分子單體塗層步驟，然後照射乾燥3分鐘。
然後將樣品5和6如下接受光-膠原(如實施例7製備)的另外的塗層。製備濃度為200μg/ml的光-膠原的水溶液。以0.75cm/s的速率將底物浸入到光-膠原溶液中。然後溼法照射底物5分鐘。
將所完成的樣品接受FITC染色以確定塗層效力。為進行FITC染色，將10mg FITC(Isomer I，分子探針F-1906)溶解於2ml的100％乙醇中。將溶解的FITC貯存於-20℃下直至使用(濃度＝5mg/ml)。在使用時，在0.1M硼酸鹽溶液pH9.0中將FITC以1∶20稀釋成250μg/ml。在室溫和黑暗下，將樣品浸漬到FITC染色劑中1小時。在染色後，從染色液中移出樣品，用硼酸鹽緩衝液洗滌4次，接著用水洗滌，然後風乾。通過螢光顯微鏡檢查觀測樣品。
結果表明，所有塗敷的樣品被強烈和外觀均勻地染色，並且一個樣品與另一個樣品之間一致。隨後對比度增強表明了幾種塗層之間很小的不一致性。溼法照射含有20mg/ml膠原大分子單體的塗層2共5分鐘，顯示其染色強度小於在較高濃度下和/或含有另外的光-膠原的頂部塗層時幹法照射的大分子單體塗層。
實施例13膠原大分子單體應用於矽酮和鈦底物用第一塗層溶液塗敷矽酮和鈦，該第一塗層溶液是由在60％IPA/40％水混合物中的20mg/mL PVP K90(International SpecialtyProducts，Wayne，NJ)，如U.S.5,637,460所述製備的15mg/mL光衍生性聚(乙烯吡咯烷酮)(光-PVP)，0.5mg/mL四-BBE-PET和1mg/mL DBDS的組合製備的。將底物以0.20cm/s的速率在該溶液中浸漬塗布，風乾10分鐘或更長時間，然後進行UV照射3分鐘。
將具有第一塗敷層的底物在10％(v/v)PEG大分子單體，0.7％mg/mL四甲基乙二胺-二MBP-季銨(TEMED-DQ)(商業購自SurModics，Eden Prairie，MN)的水溶液中以0.75cm/s的速率浸漬塗層，並在溶液中用UV照射3分鐘。
然後將具有第一和第二塗敷層的底物在10％膠原大分子單體，0.8％mg/mL四甲基乙二胺-二MBP-季銨(TEMED-DQ)的水溶液中以0.75cm/s的速率浸漬塗布，並在溶液中用UV照射3分鐘。
膠原大分子單體塗層具有超過具有PEG外層或PEG/肝素外層的塗敷的改善的潤滑性。此外，FTIC分析表明在其中樣品用含鹽水或IPA的布擦拭20次的耐久性試驗前和後，塗層構造都是良好的。
實施例14在聚氨基甲酸酯底物上膠原大分子單體塗敷的應用和分析製備各種樣品來優化聚氨基甲酸酯底物上PEG大分子單體/光敏引發劑(TEMED-DQ)/膠原大分子單體和膠原大分子單體/光敏引發劑(TEMED-DQ)浸漬塗敷的塗層製劑。在進行塗層後，通過膠原大分子單體塗層成像，包括用固綠染料染色和FITC分析來進行表面分析。在下文詳述的塗層操作前，用光-PVP/四-BBE-PET(10/0.5mg/ml，在IPA中，升高速率0.10cm/s，風乾，UV 3分鐘)的基礎塗層處理所有樣品。所有其他塗層溶液都是含水的。下標(即1a，1b)是指相同樣品的多個塗敷層，用以表示兩步驟塗層法。
表5

在塗層前，所有樣品在IPA中聲處理30分鐘，以清潔底物的表面。在聲處理後，用飽和IPA的布制擦擦拭樣品，並將其風乾。
在每個樣品頂部的較小區域是不塗敷的，用彈簧夾懸掛樣品的該區域；用基底層和PEG大分子單體/TEMED-DQ光敏引發劑(用於接收分離的PEG大分子單體/TEMED-DQ光敏引發劑層的樣品)覆蓋大部分的樣品表面；然後將約一半的樣品浸漬到膠原大分子單體溶液(如上列舉的膠原大分子單體TEMED-DQ或PEG大分子單體/TEMED-DQ/膠原大分子單體)中。
在塗層後，用固綠(一種食用染料，在水中0.5％ w/w，約1分鐘的染色劑浸漬)染色所有樣品，也可以通過FITC染色雙份的樣品。
如下處理FITC樣品將10mg FITC染料溶解於2ml乙醇中，然後在0.1M硼酸鹽緩衝液(pH～9.0)中按1∶20稀釋成最終濃度為250μg/ml。在避光條件下，將樣品在FITC染色劑中浸漬1小時。將樣品用硼酸鹽緩衝液洗滌4次，並通過螢光顯微鏡檢查觀測；捕捉所成的像。
除了上述在基底中列舉的樣品外，在FITC分析中可以包括非塗敷的對照品和只具有基底層(光-PVP/四-BBE-PET)的樣品。只具有基底層的樣品可以產生一些背景螢光；調節顯微鏡上的偏移以評價該作用，在調節後捕捉所成的像。
對於PEG大分子單體/TEMED-DQ/膠原大分子單體和PEG大分子單體/TEMED-DQ+膠原大分子單體/TEMED-DQ配方，使用較高水平的PEG大分子單體(10％ v/v)顯示產生了有更均勻和一致性厚度的塗層。
權利要求
1.一種包含預纖維化塗層的可植入的醫療製品，所述預纖維化塗層包含(a)膠原、(b)抗血栓形成劑和(c)光反應性基團。
2.權利要求1的可植入的醫療製品，其中光反應性基團是側掛於膠原的反應的光反應性基團。
3.權利要求2的可植入的醫療製品，其中側掛於膠原的反應的光反應性基團將膠原結合到抗血栓形成劑上。
4.權利要求2的可植入的醫療製品，其中側掛於膠原的反應的光反應性基團將膠原結合到醫療製品的表面上。
5.權利要求2的可植入的醫療製品，其中膠原包含I型膠原。
6.權利要求1的可植入的醫療製品，其中光反應性基團不依賴於膠原或抗血栓形成劑。
7.權利要求6的可植入的醫療製品，其中光反應性基團存在於聚合引發劑中。
8.權利要求6的可植入的醫療製品，其中光反應性基團存在於具有一個或多個光反應性基團的化合物中。
9.權利要求7的可植入的醫療製品，其中膠原包含反應的可聚合基團。
10.權利要求9的可植入的醫療製品，包含經反應的可聚合基團結合的膠原層。
11.權利要求7的可植入的醫療製品，其中抗血栓形成劑包含反應的可聚合基團。
12.權利要求11的可植入的醫療製品，包含經反應的可聚合基團結合的抗血栓形成劑層。
13.權利要求1的可植入的醫療製品，其中抗血栓形成劑是聚合物。
14.權利要求13的可植入的醫療製品，其中抗血栓形成劑是聚合物。
15.權利要求14的可植入的醫療製品，其中抗血栓形成聚合物包含PEG。
16.權利要求1的可植入的醫療製品，其中預纖維化塗層的厚度小於5μm。
17.權利要求1的可植入的醫療製品，包含血管閉塞裝置。
18.權利要求1的可植入的醫療製品，包含心臟補片。
19.一種在醫療製品上形成預纖維化塗層的方法，包含下列步驟(a)沉積包含抗血栓形成劑的第一組合物，(b)沉積包含膠原的第二組合物，其中光反應性基團存在於第一塗層組合物中，第二塗層組合物中，不依賴於第一和第二塗層組合物，或它們的組合中，和(c)活化光反應性基團以形成預纖維化塗層。
20.一種在醫療製品上形成預纖維化塗層的方法，包含下列步驟(a)沉積包含膠原和抗血栓形成劑的組合物，其中光反應性基團存在於第一塗層組合物中，第二塗層組合物中，不依賴於第一和第二塗層組合物，或它們的組合中，和(b)活化光反應性基團以形成預纖維化塗層。
21.一種在醫療製品上形成預纖維化塗層的方法，包含下列步驟(a)沉積包含抗血栓形成聚合物的第一組合物，其中抗血栓形成聚合物包含可聚合基團，(b)沉積包含膠原的第二組合物，其中膠原包含可聚合基團，其中聚合引發劑存在於第一塗層組合物中，第二塗層組合物中，不依賴於第一和第二塗層組合物，或它們的組合中，和(c)活化可聚合引發劑以形成預纖維化塗層。
全文摘要
本文描述了一種醫療製品的預纖維化塗層，包括預纖維化聚合物例如膠原。該預纖維化塗層也可以包括抗血栓形成聚合物。可以通過活化側掛於塗層物質或不依賴於塗層物質的光反應性基團來形成塗層。
文檔編號A61L15/16GK101076363SQ200580042424
公開日2007年11月21日 申請日期2005年10月28日 優先權日2004年10月28日
發明者J·A·欽, S·J·胡齊克, S·M·斯塔基 申請人:蘇爾莫迪克斯公司