CN1272118A - Ⅰ型和ⅲ型胶原粘合剂组合物 - Google Patents

Abstract

描述了可用作医用粘合剂和封闭剂的以聚合的Ⅰ型和/或Ⅲ型胶原为基的组合物及其制备。在聚合之前,重组制备胶原单体,由此,不需要对所述胶原进行化学修饰以形成这样的单体。Ⅰ型和/或Ⅲ型胶原组合物可用作医用粘合剂将软组织粘合或可用于形成封闭剂膜以供各种医学应用。在本发明的又一个方面,聚合的Ⅰ型和/或Ⅲ型胶原组合物包括促使伤口愈合或为组织粘合剂和封闭剂提供所需的另外的有益特性的药剂。

Description

I型和III型胶原粘合剂组合物

本申请涉及1997年7月28日提交的美国临时专利申请No.60/053,872并要求以其为优先权基础。

                          发明领域

本发明涉及以聚合的重组I型和/或III型胶原为基的组合物及其作为粘合剂和封闭剂的供医用的复方和这些组合物的制备。重组的I型和III型胶原组合物可用作粘接软组织的医用粘合剂或者可用于各种医学用途的封闭剂膜，包括用于伤口闭合手段和用于防止外科手术后形成粘连的腱包裹材料。在本发明的又一个方面，聚合的I型和III型胶原组合物包括使伤口愈合或给组织粘合剂及密封材料提供另外的所需有益特性的药剂。

                          发明背景物理、化学、合成和自体粘合技术

将组织粘接的技术是生物医学研究者的目标。通过物理粘接进行所需粘合的努力已被证明既不方便，也不持久(M.Buonocore，Adhesion in BiologicalSystems(R.S.Manly编)第15章，纽约Academic Press出版，1970)。例如，在手术、受伤等之后将软组织切口闭合的首选常规方法曾经是缝合和纤维包扎。但这些技术和方法受到例如与缝合线和包扎纤维的组织不相容性的限制，且会产生疼痛和难以处理的瘘管肉芽瘤和神经瘤。缝合和纤维包扎可能还容易刺穿弱的薄壁组织或低血管化的组织。缝合之后还会留下通道，使体液和生物体得以泄漏。任何一种缝合针都比穿在其上面的线大。这样就产生了一个问题：针迹比线能填补的体积大。

此外，其他限制还有手必须灵巧，外科医生必须有一定的视力，在显微外科中进行缝合或纤维包扎需要大量的时间。最后，即使正确应用，包扎纤维或缝合线之间的缝隙的接合通常可能较弱或者随着时间的推移，其结构可能会弱化和出现泄漏。

数名研究者已研究用激光闭合伤口(White等，1986；J.V.White，1989；Oz和Bass等，1989；White等，1987)。早期的文章集中在用不同波长的激光直接照射伤口边缘使组织熔接。在对由此得出的组织熔合的显微结构基础进行研究后，Schober及其合作者提出，“在改变了的各股原纤维的交错对插处胶原出现了匀化性变化”(Schober等，1986)。他们及其他研究者提出，将胶原原纤维集中加热至阈值水平以上可使它们交联(Goosey等，1980；Chacon等，1988；M.L.Tanzer，1973)。不幸的是，引起该反应所需的热量会产生间接的热损害。即使是例如眼组织的轻微变形，也会影响其功能。此外，如果激光熔接失败，则组织边缘可能会由于最初的治疗而受到损害，而不能再暴露于激光能量(Oz，1990)。

进一步的工作试图通过在伤口中放入染料而提高热活化的交联。据报道，通过将染料的吸光度与激光波长匹配，可在激光输出功率较低和间接热损害较小的情况下得到粘合效果(Chuck等，1989；C.S.Foote，1976；M.C.Oz和Chuck等，1989)。也对将染料与蛋白质结合以产生组织“焊料”进行了研究。所选的蛋白质是纤维蛋白原(尤其是自体纤维蛋白原，以避免由于使用供血者的血液成分而产生病毒性疾病转移问题)。在先前的应用中，纤维蛋白原是作为全血的一部分而得到的。它不是纯的纤维蛋白原，还含其他血液成分，如凝血因子。这样的蛋白-染料混合物在许多动物模型中的应用证明是对单独使用染料的改进(Oz等，1990；Moazami等，1990)。不幸的是，由于为避免被供体血浆感染的风险而需要在手术之前将所需蛋白(纤维蛋白原)从患者中分离出来，因此，阻碍了对人的应用。用白蛋白进行的研究发现，其不适合用作代用品，因为它不能产生相当强度的熔接。

对蛋白-染料与缝合的闭合之间的关系进行比较后发现，炎症反应较小的蛋白-染料组其产生的胶原较多，破裂时的平均峰应力较大且美容效果较好(Wider等，1991)。这样的组织焊料的眼科应用包括用类似的混合物进行的结膜大疱的封闭(Weisz等，1989)、巩膜造口术(Odrich等，1989)、视网膜切除手术之后的封闭(Wolf等，1989)和热角膜成形术(Wapner等，1990)。

由于这些物理方式(不论是缝合、纤维包扎，还是最近应用的激光技术)的缺陷和限制，更多的注意被投向开发作为生物医用粘合剂的合成聚合物，例如氰基丙烯酸酯。但这些塑性材料被发现会使组织产生炎症反应。而且，这些材料在生理条件下建立耐久的粘接的能力尚未被充分了解。

与合成粘合剂相关的已知的毒性已使研究转向开发作为粘接材料的生物衍生的粘合剂。在这些粘合剂中，以纤维蛋白为基的胶剂赢得了相当的注意。(关于纤维蛋白粘合剂的一般讨论，例如可参见G.H.Epstein等，Ann.Otol.Rhinol.Laryngol.95：40-45(1986)；H.B.Kram等，Arch.Surg.119：1309-1311(1984)；J.Scheele等，Surgery，95：6-12(1984年1月)；K.H.Siedentop等，Laryngoscooe，93：1310-1313(1983))。商业用纤维蛋白组织粘合剂得自人的血浆，因此，存在潜在的健康风险，如免疫原性副反应和传染性物质(如乙型肝炎病毒)的传播。而且，与胶原粘合剂相比，这些粘合剂产生的粘接强度较弱(参见A.R.De Toledo等，视觉和眼科研究协会1990年年会摘要第31卷第317页)。因此，需要可安全有效地用于生物医学的生物相容的组织粘合剂。

最近，已设计出可用作组织粘合剂的复方产品。例如，Staindl(Ann.Otol(1979)88：413-418)描述了使用三种分别制得的物质即人纤维蛋白原冷冻沉淀物，钙离子存在下的凝血酶和浓缩第13因子的复方以得到可用于皮肤移植应用、鼓膜成形术、硬脑膜缺损的修补、扁桃体切除手术之后的止血和气管成形术的胶剂。在同一时间段，奥地利维也纳的Immuno-AG公司开始生产双成分的“纤维蛋白封闭剂”体系并将其商品化，在该封闭剂体系中，一个成分含高度浓缩的人纤维蛋白原、第13因子和其他由采集的血液制得的人血浆蛋白，另一个成分提供凝血酶和钙离子。在纤维蛋白溶解抑制剂的存在下，将二个成分加在一起。使用后，出现凝固和纤维蛋白交联。最后，在伴有组织重建的伤口或外伤愈合过程中封闭剂可能出现溶解。H.Rdel等在Biomaterials 1980(G.D.Winter等编，John Wiley & Sons，Ltd1982年出版)第669-675页中描述了一种能将该体系的二个成分同时混合并涂敷的涂敷装置的开发。这些组合体系及它们的应用被广泛地描述于以下文献中：T.Seelich，J Head and NeckPathol(1982)，3：65-69；A.F.O′Connor等，Otolaryngol Head Neck Surg(1982)90：347-348；J.Marquet，J Head and Neck Pathol(1982)，3：71-72；G.K.Thorson等，J Surg Oncol(1983)24：221-223。P.M.McCarthy在Mayo Clin Pros(1987)62：317-319中报道了在出血性十二指肠窦的治疗中往该纤维蛋白胶剂中添加钡离子以便于其后的监视。还可参见M.Portmann，J Head and Neck Pathol(1982)，3：96；R.Panis，同上，94-95。

目前的努力还集中在避免市售组织粘合剂产品和体系中由血浆衍生产品引起的健康问题的方法上。为此，分离出含纤维蛋白原成分的自体产物的努力已有不同程度的成功。例如，可参见M.C.Feldman，Arch Otolaryngol-Head and NeckSurg(1988)114：182-185；M.C.Feldman等，Arch Ophthalmol(1987)105：963-967；M.C.Feldman等，M J Otolog(1988)9：302-305；L.E.Silberstein等，Transfusion(1988)28：319-321。自体纤维蛋白原制剂的使用也有明显的限制。作为生物材料的胶原

胶原是主要的动物结缔组织蛋白，具有许多合成聚合物没有的特性。经常被举出的胶原特性包括与活组织的良好相容性，促进细胞生长，植入物可吸收并同化(R.Shimizu等，Biomat.Med.Dev.Art.Org.，5(1)：49-66(1977))。该材料的许多应用正在试验中，例如，其在以下方面的应用：人工肾的透析膜(K.H.Sterzel等，Ameri.Soc.Artif.Int.Organs，17：293(1971))、人工角膜(A.L.Rubin等，Nature，230：120(1971)和美国专利No.4,581,030)、玻璃体(M.Dunn等，Ameri.Soc.Artif.Int.Organs，17：421(1971))、人工皮肤和血管(M.Krajicek等，J.Surg.Res.4，290(1964))、止血剂(美国专利No.4,215,200)、软隐形眼镜(美国专利No.4,264,155、4,264,493、4,349,470、4,388,428、4,452,925和4,650,616)和外科手术(M.Chvapil等，Int.Rev.Conn.Tiss.Res.，6：1-61(1973))。

但由于分子间的共价交联将胶原转变成极大的交联网，天然胶原纤维基本上不溶于成熟组织中。可用能破坏分子间键和除去免疫原性非螺旋的末端区域而不影响赋予胶原以所需特性的基本的刚性的三重螺旋结构的各种蛋白水解酶进行处理而使天然胶原分散和溶解(关于制备纯化的可溶性胶原的一般方法可参见美国专利No.3,934,852、3,121,049、3,131,130、3,314,861、3,530,037、3,949,073、4,233,360和4,488,911)。

已有许多对胶原进行修饰以使其更适合用作生物医用粘合剂的方法和材料被提出。(关于胶原和合成聚合物的一般讨论，可参见A.R.De Toledo等，视觉和眼科研究协会1990年年会摘要第31卷第317页；Lloyd等，″CovalentBonding of Collagen and Acrylic Polymers″，美国化学学会关于聚合物的生物医学和牙科应用、聚合物科学和技术的讨论会，纽约Plenum Press出版，Gebelein和Koblitz编，1980年，第14卷第59-84页；Shimizu等，Biomat.Med.Dev.Art.Org.，5(1)：49-66(1977)和Shimizu等，Biomat.Med.Dev.Art.Org.，6(4)：375-391(1978))。在许多情况下，现有技术的经修饰的以胶原为基的粘合剂具有各种缺陷，这些缺陷包括(1)发热的交联/聚合反应、(2)较长的反应时间、(3)在氧的存在下和生理pH范围内反应没有效果(M.L.Lee等，Adhesion inBiological Systems 1970年第17章，R.S.Manly编，纽约Academic Press出版)。此外，现有技术的许多经修饰的以胶原为基的粘合剂含有毒物质，使其不适合用于生物医学用途(例如，可参见M.G.Buonocore，(1970)和美国专利No.3,453,222)。

此外，以胶原为基的粘合剂的使用还涉及到免疫，因为这些粘合剂得自动物，通常得自牛。关于这些胶原用于注射方法的研究已报道了较小的炎症反应。最近，关于牛海绵状脑病(“疯牛病”)的疾病传播至人的潜在问题已引起了人们对限用来源于牛的材料的注意，尤其是在欧洲。

尽管有这些缺陷，某些据报道有适当粘合强度和有许多医学应用(尤其是涉及软组织)的以胶原为基的粘合剂已有描述(例如美国专利No.5,219,895)。这些报告确定了I型和II型胶原在以胶原为基的粘合剂中的应用，其中，纯化的I型和II型胶原被化学修饰，先形成在生理条件下可溶的单体，然后聚合成有粘合和封闭性能的组合物。这些报告限于由得自天然来源的胶原组成的以胶原为基的粘合剂；因此，是胶原混合物。例如，从天然来源分离出来的I型胶原通常包含约10-20％的III型胶原和其他胶原(具体取决于所用的组织来源)和90-80％的I型胶原。

这些报告未进一步涉及III型胶原、III型胶原的出乎意料的止血特性或重组胶原的应用，以使最初的化学修饰步骤可以避免。

                           发明概要

具有封闭剂和粘合剂性能的生物相容的III型和/或I型胶原产品可用可溶性的重组衍生的III型和/或I型胶原单体形成；其中，所述单体被聚合，形成具有粘合剂和封闭剂性能的III型和/或I型胶原组合物。较好的是，胶原是人的并用重组技术得到的。选择III型胶原是由于其与其他类型的胶原相比，具有出乎意料的出众的止血特性。而选择I型胶原则是由于其结构特性。聚合反应可用合适的聚合引发剂(如化学氧化剂、紫外辐射、合适的氧化酶或大气中的氧)引发。

为通过使重组胶原产品的结构稳定性和止血特性最佳化而使其封闭剂和粘合剂特性最佳化，所述产品最好包含纯的重组I型和III型胶原的组合。纯的重组III型胶原与纯的重组I型胶原之比为，III型胶原不少于约30％，I型胶原不超过约70％。更好的是，纯的重组III型胶原与纯的重组I型胶原之比为，III型胶原约为30％至50％，I型胶原约为70％至50％。纯的重组III型胶原与纯的重组I型胶原之比最好为，III型胶原约为30％至40％，I型胶原约为70％至60％。

本发明的目的是提供具有以下特性和性能的纯的重组III型胶原组织封闭剂、纯的重组I型胶原组织封闭剂或纯的重组I型和III型胶原组织封闭剂，这些封闭剂不含其他类型的胶原：

(i)止血：封闭剂起止血屏障剂的作用，能减少血清、淋巴液、体液泄漏的风险。由于III型胶原具有固有的止血性能，因此，其在止血方法中的应用能改进已知的纤维蛋白封闭剂。I型胶原也具有若干止血性能。

(ii)粘贴：由于其粘合剂性能，封闭剂通过在组织之间形成强有力的接合而将组织无损伤地连接，并适应于不平的伤口表面。该粘贴效果通过与下述药剂、III型和/或I型胶原的组合而增加。

(iii)伤口愈合：封闭剂能促进成纤维细胞的生长，而这种生长与有效的止血及伤口表面之间的粘合相结合能改善愈合过程。本发明组合物作为抗粘连/伤口愈合组合物的应用预期会产生正常的(再生的)组织，而不是疤痕组织，即，能使伤口愈合最佳化。此外，这些组合物还减少了炎症反应。

因此，本发明的目的是，提供作为安全有效的生物粘合剂的聚合的III型和/或I型胶原的组合物，它具有可用于生物医学应用(尤其是涉及软组织)的合适的粘合强度。更具体地说，本发明涉及可用于将内脏、真皮和大血管中的小孔和切口封闭的组合物。聚合材料可采用与其拟定的生物医学应用(包括在眼科、整形外科、矫形外科和心脏病学中的应用)相一致的各种大小和形状。

在本发明的另一个目的中，III型和/或I型胶原组合物还包含能赋予封闭剂或粘合剂以另外的所需特性的药剂。例如，可在组合物中加入纤维蛋白、纤维蛋白原、凝血酶、钙离子、第13因子以更好地形成聚合胶原的三维网。在本发明的又一个目的中，重组III型胶原组合物掺入了具有伤口愈合性能的药物。在一个实例中，该药物是结缔组织生长因子，被掺入组合物中以使该药能缓释至伤口。

                       发明的详细描述定义

此处的“生物相容的”一词是指掺入或植入患者生物组织中或放置其附近的本发明的经修饰的重组III型和/或I型胶原(即，聚合的III型胶原重组体产物)不会随着时间的推移而明显变质或在手术掺入或植入或放置之后产生免疫反应或有害的组织反应。

此处的“纯的重组I型胶原”一词是指用重组技术制得的基本上不含其他胶原类型的人I型胶原。该术语不包括从天然来源分离出来的I型胶原。

此处的“纯的重组III型胶原”一词是指用重组技术制得的基本上不含其他胶原类型的人III型胶原。该术语不包括从天然来源分离出来的III型胶原。聚合的重组I型和III型胶原的制备

I型和III型胶原单体的生产：可用于形成具有粘合和止血性能的本发明的生物相容的胶原产物的胶原类型是重组I型和III型胶原。可溶性I型和III型胶原单体由重组法(包括用转基因动物生产III型胶原的方法)得到。该重组方法在美国专利No.5,593,859(该专利在此引作参考)中有叙述。较好的是，I型或III型胶原用以下方法重组制得：对已用至少一种编码包含I型或III型胶原的多肽的基因和编码翻译后酶(脯氨酰4-羟化酶)的α和β亚基的基因转染的细胞进行培养，然后将所得重组胶原单体纯化。可溶性I型和III型胶原单体材料最好具有粘稠度和不同程度的透明度和透光度。

I型和III型胶原单体的聚合：然后可使重组I型和III型胶原溶液进行聚合或交联，产生本发明的聚合胶原组合物。聚合可用辐射(如UV、γ射线或荧光)进行。UV辐射可在短波长范围内用标准的254nm光源或UV激光光源进行。当标准254nm光源为4-12瓦，辐照距离为2.5-10cm(最好为2.5-5cm)时，聚合发生在10-40分钟(最好是20-30分钟)。过量的UV辐照会开始使胶原聚合物解聚。使用γ射线照射的聚合可用0.5-2.5Mrad进行。过量的γ射线照射也会使胶原聚合物解聚。氧存在下的聚合可通过在暴露之前往液体中加入引发剂而进行。引发剂的非限定性例子包括过硫酸钠、硫代硫酸钠、氯化亚铁四水合物、亚硫酸氢钠和氧化酶(如过氧化物酶或儿茶酚氧化酶)。使用引发剂时，聚合发生在30秒钟至5分钟(通常是1-3分钟)。

聚合剂最好是UV辐射。但单体取代基的聚合或交联只需将材料暴露于大气中的氧即可，虽然聚合速度比用UV辐射或化学试剂时慢许多。

其他试剂也可用于聚合法。例如，为提高由本发明组合物形成的粘合剂的粘合强度，可在本发明的单体组合物中加入双功能的单体交联剂进行聚合。这样的交联剂是本领域已知的，例如，可参见美国专利No.3,940,362(Overhults)，该专利在此引作参考。

I型和III型胶原组合物：本发明的组合物包含聚合的I型和III型胶原，其中，所述组合物由包含以下步骤的方法制得：(1)用上述重组法生产I型和III型胶原单体；(2)将这些单体聚合。

为通过使重组胶原产品的结构稳定性和止血特性最佳化而使其封闭剂和粘合剂特性最佳化，所述产品最好包含纯的重组I型和III型胶原的组合。纯的重组III型胶原与纯的重组I型胶原之比为，III型胶原不少于约30％，I型胶原不超过约70％。更好的是，纯的重组III型胶原与纯的重组I型胶原之比为，III型胶原约为30％至50％，I型胶原约为70％至50％。纯的重组III型胶原与纯的重组I型胶原之比最好为，III型胶原约为30％至40％，I型胶原约为70％至60％。

本发明的组合物还可包含其他可用于将组织粘合或封闭的药物。例如，除重组I型和/或III型胶原蛋白之外，组合物最好包含第13因子和/或纤维蛋白/纤维蛋白原/纤连蛋白和/或血纤维蛋白溶酶原。有利的是，组合物还包含凝固酶，即凝血酶，尤其是与二价钙离子(如氯化钙)组合。这时，氯化钙的浓度在例如约40mM至0.2M之间变化，具体取决于组织粘合剂组合物的特定用途，高浓度的氯化钙会抑制成纤维细胞的生长，因此对于抗粘连应用是较佳的(使用时不应有纤连蛋白，因为纤连蛋白会刺激成纤维细胞生长)。加入纤维蛋白溶解抑制剂(如抑肽酶、aprilotinin、α-2-抗纤维蛋白溶酶、α-2-巨球蛋白、α-1-抗胰蛋白酶、ε-氨基己酸或氨甲环酸等血纤维蛋白溶酶抑制剂，或PAI-1或PAI-2等血纤维蛋白溶酶激活物抑制剂)可能更有价值。

虽然本发明的组织粘合剂组合物中的先前已知的成分的比例可根据现有技术的组合物的指引进行选择，但增粘聚合物的所需量可容易地由本领域的技术人员根据具体的聚合物和拟定的应用方式而加以确定。因此，如果增粘聚合物的浓度和/或分子量太低，粘度的增加会不足，而太高的浓度和/或分子量会抑制纤维蛋白聚合和粘附至组织。

通过提高凝血酶的浓度，可加速本发明组合物的聚合，并对胶剂凝固时间产生重要影响。凝血酶浓度较低时，例如，组合物的血纤维蛋白在使用后数分钟会或多或少保持流动。因此，用本发明的增粘聚合物提高粘度的进一步的有益效果是可使用较低浓度的凝血酶，而较低浓度的凝血酶是需封闭的部位要求其后即使在非水平的表面上也能适应的情形所必需的。

同样地，本发明的组合物可以是I型和/或III型胶原和例如血纤维蛋白结合而形成一个分子的融合蛋白，而不是包括本文上述物质的组合。这样的融合蛋白可根据本文所述的重组技术进行制备。

在本发明的又一个实例中，本发明的组合物包括或者通过引发或促进组织的形成或者通过限制纤维变性粘连形成而对伤口愈合有用的药剂。这样的药剂包括抗生素或生长因子，如结缔组织生长因子，该因子例如在美国专利No.5,408,040和5,585,270(这二个专利在此引作参考)中有叙述。应用领域

聚合的III型和/或I型胶原产物可用于生产物理封闭剂和粘合剂体系。

组织粘合剂体系：其中的应用领域包括：耳、鼻和喉外科、普外科、牙科、神经外科、整形外科、胸和血管外科、腹腔外科、矫形外科、急救外科、妇科、泌尿科和眼科。本发明的胶原封闭剂也已用于药物(如抗生素、生长因子和细胞抑制剂)的局部给药。

封闭剂膜：在本发明的一个方面，聚合的胶原产物可制成封闭剂膜的形式。以胶原为基的膜具有柔性和弹性，并具有塑性膜的坚固性和手感，但所述膜应具有良好的生物相容性。封闭剂膜的应用包括：防止腱手术之后形成粘连(即，用作腱周围的包覆物)、用作人工鼓膜、代替面部组织和伤口包扎成分。封闭剂膜的潜在用途的另外的例子包括：角膜擦伤的治疗、伤口闭合、导管和器械的涂层、用作防止腱以外的组织(如腹膜腔)中形成粘连的物质。

本发明的再一个实例包括可用作对许多药物和药学组合物(包括生长因子、抗生素和其他的生物学上有益的化合物)释放有特效的体系的封闭剂和粘合剂配方。这样可将这些材料加入到胶原粘合剂或封闭剂中以促进细胞迁移、细胞粘合和伤口愈合。

血管成形术和血管造影术：血管造影术是一种诊断方法，在该方法中，将染料注射到动脉(最好是股动脉)中，检测冠状动脉疾病的有无。血管成形术(也称为PCTA)是一种治疗方法，它包括用气囊扩张大动脉(如冠状动脉)以缓解动脉阻塞。刺穿股动脉之后，将气囊-导管通过股动脉导入并进入由于动脉粥样硬化(斑块)而阻塞的冠状动脉中。一旦就位，对气囊进行数次充气和放气，其目的是通过将脂肪类物质挤向管壁而使动脉开通，从而使血液得以循环至心肌的病变部位。在血管成形术和血管造影术中常使用各种类型的气囊式导管，包括1)越线式(over-the-wire)导管，它越过独立的导线而到达病变部位；2)固定线式(fixed-wire)导管，它将气囊式导管与导线合并成一个装置；3)快速交换或单人操作交换式导管，它是可以比标准的越线式导管更便于交换的越线式导管；4)灌注式导管，它使血液得以在操作过程中流动。转头式导管将积聚在动脉壁上的斑块除去。这些装置利用了称作选择切割的技术。钙化物质被切割成极微小的微粒但由于动脉壁的弹性而对动脉没有损伤。

血管成形术是一种比血管造影术更具侵入性和更复杂的方法，因为它需要插入的护套比血管造影术中所用的大。该护套的作用是将导管导入动脉中。此外，血管成形术还需要使用血液稀释剂(如肝素)以防止手术期间和之后出现血液凝块。抗凝剂制止了机体天然的封闭/凝固机制，因此，将小孔封闭需要很长的时间。

根据本发明，从动脉中抽出导管和其他侵入性装置之后，可视需要将粘合剂涂敷器插入导管护套中，并放置在靠近动脉中的小孔或与其接触的位置。在手术过程中，通过手工或机械在动脉上加压以减少血液在小孔部位上的流动。如果可能，从小孔部位除去过量的血液/体液。然后，将本发明的重组III型和/或I型胶原单体施加于动脉外表面的小孔上和/或孔迹内。接着用本文所述的技术(如UV辐射法)使单体聚合和/或交联，使聚合在0-300秒钟(较好的为0-120秒钟，更好的为0-30秒钟，最好为3-10秒钟)内发生。通过将胶原单体组合物施加在动脉之外，栓塞(动脉或循环系统的阻塞)的发生实际上被消除。或者，可使用聚合的III型和/或I型胶原，以避免聚合步骤。由于本发明粘合剂的粘合强度，只需小量的粘合剂就可将有孔的动脉封闭。此外，由于本发明的外科用粘合剂几乎可立即聚合，因此，粘合剂可在动脉的表面和/或沿着动脉的孔迹聚合而不会渗透至动脉内部。因此，大块的物质或微粒不会进入循环系统，从而基本上减少了栓塞的风险。由于本发明的较佳粘合剂的快速和有力的粘合，要求患者固定不动的时间很短。给药

配方：本发明的组织治疗组合物可以以与现有技术的血纤维蛋白封闭剂同一类型的制剂提供。其组分可以制成深度冷冻的溶液形式，也可以是冻干粉末状的，以在使用之前用合适的水溶液(如分别含抑肽酶和钙离子的水溶液)稀释。

关于包含药剂(如抗生素、生长因子等)的本发明组合物，在组织粘合剂中包括这些药剂的目的是使它们封入在涂敷所述组织粘合剂时形成的胶原网中。从而确保药物在由组合物(例如，用作滴眼剂、伤口愈合制剂等)控释时能保持在施用部位上。同样地如上所述，从本发明的组织粘合剂组合物中释放的药学活性物质可以是增粘聚合物自身或是与其结合的物质。满足增粘要求及具有治疗和药学用途并希望其能维持生物利用度的这样的增粘聚合物的具体例子有透明质酸及其易溶于水的盐和衍生物，如前所述，它们的生物半衰期极短。因此，本发明的组织治疗组合物能构成有利于蛋白多糖(如透明质酸及其盐和衍生物)缓释的制剂，并能使蛋白多糖的生物利用度提高许多。

尤其是，本发明的组合物不限于粘合性能，还包括非粘合剂组合物，尤其是当组合物主要是拟用于伤口愈合时。后一组合物具体地可包括非粘合蛋白，如白蛋白和/或生长因子。当组合物的聚合物部分抑制了蛋白质部分的粘性时，也可得到基本上非粘性的组合物。在此应强调，本发明包括粘性的和基本上非粘性的组合物两者，虽然为简便起见，在本申请中常称其为“粘合剂”。

组合物的施用：本发明的组合物可用各种施用装置施用。例如，外科用粘合剂可在通过光学观察系统监测施用过程的同时用美国专利No.4,900,303(属于Lemelson)和5,372,585(属于Tiesenbrun)中所述的装置施用。本发明的组合物还可通过美国专利No.5,129,882(属于Weldon等)中所述的装置施用。这些专利的内容在此引作参考。

本发明的组合物还可与其他封闭方式一起施用。例如，粘合剂可施用于已用外科用缝线或胶带封闭的小孔部位，例如可施用于内脏(如肝、胆囊、肠、胃、肾、心脏、膀胱、输尿管、肺、食道等)的小孔或切口的封闭。在这种情况下，粘合剂会形成完全的封闭，从而减少体液从器官或血管渗漏(例如从肝的小孔部位渗漏)的风险。本发明的外科用粘合剂还可与其他封闭方式(如堵塞物等)并用。这些技术在美国专利No.4,852,568(Kensey)、4,890,612(Kensey)、5,053,046(Janese)、5,061,274(Kensey)、5,108,421(Fowler)、4,832,688(Sagae等)、5,192,300(Fowler)、5,222,974(Kensey等)、5,275,616(Fowler)、5,282,827(Kensey等)、5,292,332(Lee)、5,324,306(Makower等)、5,370,660(Weinstein等)和5,021,059(Kensey等)中有叙述。这些专利的内容在此引作参考。

尤其是，本发明的组合物可用来将二个表面连接起来，其方法是，在二个表面中的至少一个施用具体的组合物。根据使用者的具体要求，本发明的粘合剂组合物可用已知的方法(如使用玻璃搅拌棒、消过毒的刷子或医用点滴器)施用。但在许多情况下，优选使用内含粘合剂组合物和与其相容的无水抛射剂的溶液的加压的气溶胶调剂包装。单体的气溶胶涂敷用于止血特别有利。

Claims (20)

1.组织粘合剂或封闭剂组合物，它包含聚合的III型胶原，其中，所述粘合剂或封闭剂组合物通过由细胞重组制备纯的III型胶原单体并用试剂使该单体聚合而制得。

2.如权利要求1所述的组合物，其中，所述组合物是生物相容的。

3.如权利要求1所述的组合物，其中，所述III型胶原单体的重组制备包含以下步骤：

(a)对已用至少一种编码包含III型胶原的多肽的基因和至少一种编码选自脯氨酰4-羟化酶的α或β亚基的多肽的基因转染的细胞进行培养；

(b)纯化所得III型胶原。

4.如权利要求1所述的组合物，其中，所述单体通过辐射聚合。

5.如权利要求4所述的组合物，其中，所述辐射是UV辐射。

6.如权利要求1所述的组合物，其中，所述组合物还包含一种或多种选自纤维蛋白、纤维蛋白原、凝血酶、第13因子或结缔组织生长因子的物质。

7.制备组织封闭剂或粘合剂的方法，它包含以下步骤：

(a)用重组法制备III型胶原单体；

(b)将所得III型胶原单体聚合。

8.组织粘合剂或封闭剂组合物，它包含聚合的I型胶原，其中，所述粘合剂或封闭剂组合物通过由细胞重组制备纯的I型胶原单体并用试剂使该单体聚合而制得。

9.如权利要求8所述的组合物，其中，所述组合物是生物相容的。

10.如权利要求8所述的组合物，其中，所述I型胶原单体的重组制备包含以下步骤：

(a)对已用至少一种编码包含I型胶原的多肽的基因和至少一种编码选自脯氨酰4-羟化酶的α或β亚基的多肽的基因转染的细胞进行培养；

(b)纯化所得I型胶原。

11.如权利要求8所述的组合物，其中，所述单体通过辐射聚合。

12.如权利要求11所述的组合物，其中，所述辐射是UV辐射。

13.如权利要求8所述的组合物，其中，所述组合物还包含一种或多种选自纤维蛋白、纤维蛋白原、凝血酶、第13因子或结缔组织生长因子的物质。

14.制备组织封闭剂或粘合剂的方法，它包含以下步骤：

(a)用重组法制备I型胶原单体；

(b)将所得I型胶原单体聚合。

15.组织粘合剂或封闭剂组合物，它包含聚合的纯的III型胶原和聚合的纯的I型胶原。

16.如权利要求15所述的组合物，其中，所述组合物是生物相容的。

17.如权利要求15所述的组合物，其中，纯的重组III型胶原与纯的重组I型胶原之比是，III型胶原不少于约30％，I型胶原不超过约70％。

18.如权利要求15所述的组合物，其中，所述单体通过辐射聚合。

19.如权利要求15所述的组合物，其中，所述辐射是UV辐射。

20.如权利要求15所述的组合物，其中，所述组合物还包含一种或多种选自纤维蛋白、纤维蛋白原、凝血酶、第13因子或结缔组织生长因子的物质。