CN101472624A - 机械操作或灭菌后具有高度生物学活性的固定的生物活性实体 - Google Patents

机械操作或灭菌后具有高度生物学活性的固定的生物活性实体 Download PDF

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Abstract

本发明涉及固定的生物活性实体，对固定该实体的基材进行机械操作后该实体能保持重要生物学活性。该重要生物学活性是通过使得被覆材料和生物活性实体与生物相容性组合物接触而保持的。

Description

机械操作或灭菌后具有高度生物学活性的固定的生物活性实体
发明领域
本发明涉及固定有生物活性实体的基材，该生物活性实体在接触高温、高湿度、抗菌素制剂和/或机械应力的条件后仍能保持其生物学活性。本发明特别适用于医疗器件领域。
发明背景
在医疗器件领域，玻璃、聚合物和/或金属材料是常见的基材。这些材料可用于诊断器件或体外器件。除玻璃外，许多材料均可用于植入式器件。
使生物活性实体以生物活性形式固定在基材上包括对这些实体和基材的化学特性的了解。常常需要改变基材的化学组成以使生物活性实体固定在基材上。通常可通过处理基材表面以产生一群化学活性元素或基团，然后用合适的方法固定这些生物活性实体。对于其它基材，用其中掺有反应性化学基团的材料覆盖或涂布基材表面。然后通过被覆材料的反应性化学基团将生物活性实体固定在基材上。已经记载过各种被覆或涂布基材的方案。通过被覆或涂布材料固定在基材上的生物活性实体的代表性例子参见美国专利4,810,784；5,213,898；5,897,955；5,914,182；5,916,585；和6,461,665。
固定生物活性化合物、组合物或实体时，固定过程可能对这些“生物制剂”的生物活性造成负面影响。许多生物制剂的生物学活性取决于该生物制剂在固定状态的构象(即伯、仲、叔等)。除了仔细选择固定过程外，可能还需要对生物制剂进行化学改变才能将生物制剂以使其生物学活性足够高以便实现所需功能的构象掺入被覆材料中。
尽管是优化的被覆和固定方案，但其它处理如灭菌可能降低固定的生物制剂的生物学活性。在可植入医疗器件中，需要在临用前进行灭菌。也可能需要对污染物敏感的体外诊断器件进行灭菌。这类器件的灭菌通常需要使器件接触升高的温度、压力和湿度，通常是若干循环。在一些情况下，灭菌过程中包括抗菌素制剂，如环氧乙烷气体(EtO)或过氧化氢蒸汽。除灭菌外，机械压缩和膨胀，或长期储存固定的生物制剂会降低该生物制剂的活性。
需要其上固定有生物活性实体的医疗器件，可以在不显著降低其生物学活性的前提下对该生物活性实体进行灭菌、机械压缩和膨胀和/或储存。这类医疗器件包括生物相容性组合物或化合物与固定的生物实体，以便最大程度减少灭菌、机械压缩和膨胀和/或储存期间该实体生物学活性的降低。在一些情况下，额外的生物相容性组合物或化合物可提高一些生物活性实体在灭菌后的生物学活性。
发明概述
本发明涉及基材上固定有生物活性实体与附加生物相容性有机化学组合物的医疗器件，这些有机化学组合物使得生物活性实体在接触本来能降低该实体生物学活性的加工和储存条件后保持重要的生物学活性。
合适的基材可以是表面含有反应性化学基团的任何材料，这些化学基团能够将生物活性形式的生物活性实体连接、限定或固定在所述基材的一个或多个表面上。基材也可具有通过将一种或多种被覆组合物或材料施加于表面而加到材料表面上的多种反应性化学基团。至少一部分被覆材料含有能与生物活性实体发生反应，并用于将生物活性形式的生物活性实体连接、限定或固定于被覆材料的化学元素、基团、化合物或组分。在一些实施方式中，可以可逆地固定生物活性实体。
至少一种类型的生物活性实体被化学连接、限定或固定于基材和/或被覆材料上合适的反应性化学基团。将多个生物活性实体固定于基材和/或被覆材料上存在的多个反应性化学基团的至少一部分后，附加生物相容性有机组合物与生物活性实体、基材和/或聚合物被覆材料共价或非共价结合。生物相容性有机组合物能与生物活性实体和基材和/或被覆材料的反应性化学基团相互作用，以防止生物活性实体在显著降低其生物学活性的条件下丧失其生物学活性。这些条件包括灭菌和储存。例如，对于膨胀型腔内医疗器件时，这类器件的机械压缩和膨胀也可显著降低该实体的生物学活性。
在一些情况下，所述附加生物相容性有机组合物似乎能在灭菌、储存和/或机械操作期间通过限制对该实体的不良改变而维持该实体的生物学活性，而灭菌、储存和/或机械操作过程通常会诱导这种不良改变。活性降低性改变可包括掩蔽生物活性实体的活性位点的构象改变。活性降低性改变也可包括相邻生物活性实体之间的相互作用。生物活性实体相对于聚合物被覆材料的重排也是导致该实体发生活性降低性改变的另一种可能方式。生物活性实体的简单变性或其它降解也可以是使该实体丧失其生物学活性的另一种方式。如本文进一步详述，在附加生物相容性有机组合物存在下进行灭菌、储存和/或机械操作的固定的生物活性实体保持的生物学活性水平明显高于在相同条件下但不存在附加生物相容性有机组合物时进行加工的固定的相似生物活性实体的活性水平。
可在灭菌后处理期间去除灭菌医疗器件中的附加生物相容性有机组合物，或将灭菌医疗器件应用于植入位点后通过植入物接受者的生理过程去除该组合物。
优选的生物活性实体能降低或抑制在基材和/或被覆材料表面上形成血栓。糖胺聚糖是本发明所用的优选抗血栓药，特别优选肝素、肝素类似物和衍生物。其它优选的生物活性物质能降低植入本发明的组织的不良细胞生长。本发明所用的优选抗增殖剂包括但不限于地塞米松、雷帕霉素和紫杉醇。
因此，本发明一个实施方式涉及一种医疗器件，其包含基材，粘附于所述基材表面的至少一部分的聚合物被覆材料，共价连接于所述聚合物被覆材料的至少一部分的具有抗-凝血酶III结合活性的多个生物活性实体，以及与所述聚合物被覆材料结合的生物相容性组合物，其中对所述基材进行灭菌或者将其压缩和膨胀后，所述生物活性实体的抗-凝血酶III结合活性为至少5皮摩尔抗-凝血酶III/平方厘米基材(pmol/cm2)。在其它实施方式中，该抗-凝血酶III结合活性为至少6皮摩尔抗-凝血酶III/平方厘米基材(pmol/cm2)，至少7皮摩尔抗-凝血酶III/平方厘米基材(pmol/cm2)，至少8皮摩尔抗-凝血酶III/平方厘米基材(pmol/cm2)，至少9皮摩尔抗-凝血酶III/平方厘米基材(pmol/cm2)，或者至少10皮摩尔抗-凝血酶III/平方厘米基材(pmol/cm2)。在一些实施方式中，所述抗-凝血酶III结合活性为至少100皮摩尔抗-凝血酶III/平方厘米基材(pmol/cm2)。
在另一个实施方式中，本发明涉及一种医疗器件，其包含基材、粘附于所述基材表面的至少一部分的聚合物被覆材料，端点连接于所述聚合物被覆材料的至少一部分的具有抗-凝血酶III结合活性的第一组多个肝素分子，与所述聚合物被覆材料结合的生物相容性组合物，其中将所述基材压缩和膨胀后，所述第一组多个肝素分子的抗-凝血酶III结合活性至少为10皮摩尔抗-凝血酶III/平方厘米基材(pmol/cm2)。
在另一个实施方式中，本发明涉及一种灭菌医疗器件，其包含聚合物基材，粘附于所述基材表面的至少一部分的聚合物被覆材料，端点连接于所述聚合物被覆材料的至少一部分的具有抗-凝血酶III结合活性的多个肝素分子，以及含有与所述聚合物被覆材料结合的多个聚乙二醇分子的组合物，其中将所述基材压缩和膨胀后，所述第一组多个肝素分子的抗-凝血酶III结合活性至少为50皮摩尔抗-凝血酶III/平方厘米基材(pmol/cm2)。
在另一实施方式中，本发明涉及一种医疗器件，其包含基材、存在于所述基材的至少一部分上具有抗凝血酶III结合活性的多个化学实体、与所述基材结合的第一生物相容性组合物和与其混合的第二生物相容性组合物。
本发明另一实施方式涉及一种医疗器件，其包含基材，粘附于所述基材表面的至少一部分的聚合物被覆材料，存在于所述聚合物被覆材料上具有抗-凝血酶III结合活性的多个化学实体，与所述基材结合的第一生物相容性组合物，和与其混合的第二生物相容性组合物。
在涉及非共价结合的生物相容性有机组合物的实施方式中，将医疗器件放入温度约为37摄氏度且pH为基本中性的0.15M磷酸盐缓冲液中时，灭菌或机械操作导致医疗器件常常在数小时内释放至少一部分有机组合物或者第二组多个肝素分子。可以用常规测定技术检测缓冲液中释放的化合物。
在涉及共价结合的生物相容性有机组合物的实施方式中，进行灭菌或机械操作后该有机组合物或第二组多个肝素分子基本保留在经过灭菌或机械操作处理的医疗器件上。
在其它实施方式中，可由聚合物被覆材料通过共价键反转释放共价结合的生物相容性有机组合物。可以利用常规测定技术检测缓冲液中通过共价键反转释放的化合物。
在一些实施方式中，可以在机械操作和/或灭菌之前混合生物相容性有机组合物。在其它实施方式中，可以在机械操作或灭菌(即在手术室)之后混合生物相容性有机组合物。这在采用该有机组合物的基材或器件可能被机械操作或灭菌降解时特别有用。这也使得该有机组合物能够以不同剂量设置在基材或器件的特定位置上。
附图简要说明
图1是上面有多个反应性化学基团的聚合物基材的示意图。
图1A是金属基材的示意图。
图2是固定有多个生物活性实体的聚合物基材的示意图。
图3是具有聚合物被覆材料的聚合物基材的示意图，所述聚合物被覆材料上具有多个反应性化学基团。
图3A是具有聚合物被覆材料的金属基材的示意图，所述聚合物被覆材料上具有多个反应性化学基团。
图4是具有聚合物被覆材料的聚合物基材的示意图，所述聚合物被覆材料上固定有多个生物活性实体。
图4A是具有聚合物被覆材料的金属基材的示意图，所述聚合物被覆材料上固定有多个生物活性实体。
图5是固定有多个生物活性实体且结合有附加生物相容性组合物的聚合物基材的示意图。
图6是具有固定有多个生物活性实体且结合有附加生物相容性组合物的聚合物被覆材料的聚合物基材的示意图。
图6A是具有固定有多个生物活性实体且结合有附加生物相容性组合物的聚合物被覆材料的金属基材的示意图。
图6B是具有固定有多个生物活性实体的聚合物被覆材料的聚合物基材的示意图，该图显示，图6所示的一些生物相容性分子已由基材和聚合物被覆材料释放。
图6C是具有固定有多个生物活性实体的聚合物被覆材料的金属基材的示意图，该图显示，图6A所示的一些生物相容性分子已由基材和聚合物被覆材料释放。
图7是具有固定有多个生物活性实体且结合有附加生物相容性组合物的三层聚合物被覆材料的聚合物基材的示意图。
图7A是具有固定有多个生物活性实体且结合有附加生物相容性组合物的三层聚合物被覆材料的金属基材的示意图。
图7B是具有固定有多个生物活性实体的三层聚合物被覆材料的聚合物基材的示意图，该图显示，图7所示的一些生物相容性分子已由基材和聚合物被覆材料释放。
图7C是具有固定有多个生物活性实体的三层聚合物被覆材料的金属基材的示意图，该图显示，图7A所示的一些生物相容性分子已由基材和聚合物被覆材料释放。
图8是说明对未结合肝素进行灭菌不会显著降低肝素的生物学活性的直方图。
图9是说明在固定肝素接触环氧乙烷灭菌方案期间和之后，各种生物相容性有机组合物对固定于聚合物被覆材料上反应性化学基团的端点连接的肝素生物学活性的影响的直方图。
图10是说明在固定肝素接触环氧乙烷灭菌方案期间和之后，加入的肝素或硫酸葡聚糖生物相容性有机组合物导致固定于基材聚合物被覆材料上的肝素产生高水平ATIII结合活性的能力的直方图。
图11是说明在固定肝素接触环氧乙烷灭菌方案期间和之后，加入硫酸葡聚糖维持固定在聚乙烯醇包被基材上的端点连接肝素的生物学活性的能力的直方图。
图12是说明在将基材进行压缩和膨胀之后，加入甘油维持固定在基材聚合物被覆材料上的端点连接肝素的生物学活性的能力的直方图。
图13是说明将基材进行机械压缩、进行环氧乙烷灭菌方案和机械膨胀之后，加入甘油和肝素维持固定在基材聚合物被覆材料上的端点连接肝素的生物学活性的能力的直方图。
图14是具有聚合物被覆材料的聚合物基材的示意图，所述聚合物被覆材料上固定有多个生物活性实体且具有反应性化学基团。
图15是具有聚合物被覆材料的金属基材的示意图，所述聚合物被覆材料上固定有多个生物活性实体且具有反应性化学基团。
图16是具有共价连接多个生物活性实体和附加生物相容性组合物的聚合物被覆材料的聚合物基材的示意图。
图17是具有共价连接多个生物活性实体和附加生物相容性组合物的聚合物被覆材料的金属基材的示意图。
图18是组合有第二生物相容性组合物的本发明实施方式的示意图。
图19是组合有第二生物相容性组合物的本发明实施方式的示意图。
图20是具有固定有多个生物活性实体、结合有第一生物相容性组合物和第二种生物相容性组合物的聚合物被覆材料的聚合物基材的示意图。
图21是具有固定有多个生物活性实体、结合有第一生物相容性组合物和第二种生物相容性组合物的聚合物被覆材料的金属基材的示意图。
发明详述
本发明涉及固定有生物活性实体的材料和器件，在灭菌、机械压缩和膨胀和/或经历可能显著降低该实体生物学活性的储存条件后，固定的生物活性实体仍能保持显著的生物学活性。经历这种条件的固定的生物活性实体的生物学活性可能受到至少一种附加生物相容性组合物的正面影响，所述生物相容性组合物与所述生物活性实体共价或非共价结合。在大多数实施方式中，所述附加组合物是有机化合物。然而，在一些实施方式中，所述生物相容性组合物是无机化合物。在优选实施方式中，所述附加组合物是多糖形式的糖。优选的多糖是糖胺聚糖。优选的糖胺聚糖是肝素组合物、肝素类似物和肝素衍生物。
参见图1和2，一些聚合物基材(12)含有多个反应性化学基团(16)，它们分布在连接、限定或固定多个生物活性实体(17)的所述基材的至少一部分表面上。大部分生物活性实体(17)通过反应性化学基团(16)共价连接或结合于基材(12)。聚合物基材(12)的表面可以是光滑、粗糙、多孔、弯曲、平坦、有角、不规则的表面或其组合。在一些实施方式中，具有表面孔隙的基材含有由该材料多孔表面延伸到材料本体内部的内部孔隙空间。这些多孔性基材的内部基材约束了这些孔隙，常常提供适合固定生物活性实体的表面。无论是否具多孔性，基材都可以是细丝、薄膜、片层、管状、网状、织物、无纺织物和其组合。
适用于固定生物活性实体(17)的基材(12)包括生物相容性聚合物材料，如聚乙烯、聚氨酯、硅酮、含聚酰胺的聚合物和聚丙烯。如果反应性化学基团(16)被引入聚合物材料成分中，那么真密度(full density)或多孔性聚四氟乙烯是合适的聚合物基材(12)。具有作为基材一部分的多个反应性化学基团的基材在本文中称为“可官能化材料”。生物活性实体与可官能化基材反应后，则认为该基材被官能化且该生物活性实体被固定。为了在后续加工条件，如灭菌、机械压缩和膨胀或储存中保持固定的实体的生物学活性，将附加生物相容性有机化学组合物与官能化材料和固定的实体进行非共价结合。
基材也可具有通过将一种或多种被覆组合物或材料施加于表面而加到材料表面上的多种反应性化学基团。至少一部分被覆材料含有能与生物活性实体发生反应，并用于将生物活性形式的生物活性实体连接、限定或固定于被覆材料的化学元素、基团、化合物或组分。可以溶质、颗粒、分散体、涂料或覆盖层的形式施加被覆材料，并以各种方式使其粘附于基材，这些方式包括但不限于：共价结合，吸附，如物理吸附和化学吸附，以及非共价结合，如氢键结合或离子键结合。在优选实施方式中，被覆材料以溶液形式施加，去除溶剂后在基材的一个或多个表面上形成连续或不连续的薄膜层。可以施加一层或多层被覆材料。各层被覆材料的化学组成可以相同或不同。在一些实施方式中，被覆材料自身交联，或者与其它层的其它被覆材料交联。交联结合可以是共价结合或离子结合。
用聚合物被覆材料(18)至少部分地覆盖表面缺少反应性化学基团(或缺少合适的反应性化学基团)的基材(12、14)(图1A)，所述聚合物被覆材料(18)上具有多个反应性化学基团(16)(图3和3A)，这些反应性化学基团(16)可连接、限定或固定生物活性实体(17)(图4和4A)。大部分生物活性实体(17)通过被覆材料(18)的反应性化学基团(16)共价连接或结合于聚合物被覆材料(18)。聚合物被覆材料(18)在至少一部分基材(12，14)上形成至少一层。在一些实施方式中，聚合物被覆材料(18)自身交联(19)或与聚合物被覆材料的其他层(18a，18b)交联(图7和7A)。交联可以是共价交联、离子结合或二者。适合被覆的基材是玻璃、金属(14)、陶瓷、聚合物材料(12)，特别是化学惰性聚合物材料，如聚四氟乙烯。
具有抗凝血酶III结合能力的至少一种类型的生物活性实体(17)被化学连接、限定或固定于基材(12，14)和/或被覆材料(18)上合适的反应性化学基团(16)。
生物相容性组合物(11，15，100)包括但不限于：抗血栓药、抗凝血药、纤溶剂或血栓溶解剂、抗生素、抗微生物/防腐性化合物、抗病毒化合物、抗增殖剂、细胞粘附化合物、细胞抗粘附化合物和消炎药。特别感兴趣的抗血栓药是糖胺聚糖，特别是肝素，包括它的衍生物和类似物。其它抗凝血剂包括但不限于：蛭素、活化蛋白C和前列腺素。纤溶剂或血栓溶解剂包括但不限于：链激酶、脲激酶和组织纤溶酶原激活剂(tPA)。抗生素的例子包括但不限于：青霉素、四环素、氯霉素、二甲胺四环素、强力霉素、万古霉素、杆菌肽、卡那霉素、新霉素、庆大霉素、红霉素和头孢菌素。头孢菌素的例子包括：头孢噻吩、头孢匹林、头孢唑林、头孢氨苄、头孢霉定、头孢羟氨苄、头孢孟多、头孢西丁、头孢克洛、头孢呋辛、头孢尼西、头孢雷特、头孢噻肟、拉氧头孢、头孢唑肟、头孢曲松和头孢哌酮。抗微生物/防腐性化合物的例子包括但不限于：磺胺嘧啶银、氯己定、过氧乙酸、次氯酸钠、三氯生、苯酚、酚类化合物、碘附化合物、季铵化合物、氯化物、肝素和其组合。抗病毒剂的例子包括但不限于α-甲基-1-金刚烷甲胺、羟基-乙氧基甲基鸟嘌呤、金刚烷胺、5-碘代-2′-脱氧尿苷、三氟胸苷、干扰素和阿糖腺苷。细胞粘附性化合物包括但不限于纤连蛋白、层粘连蛋白、胶原、玻连蛋白、骨桥蛋白、RGD肽、RGDS肽、YIGSR肽和靶向细胞表面抗原的抗体。可阻止细胞贴壁的化合物包括聚HEMA、聚乙二醇、多糖、聚乙烯吡咯烷酮和磷脂。其它生物活性实体包括但不限于：酶、有机催化剂、核酶、有机金属化合物、蛋白质、糖蛋白、肽、多氨基酸、抗体、核苷、核苷酸、核酸、类固醇分子、抗生素、抗微生物化合物、抗霉菌药、细胞因子、糖、疏油化合物、脂质、药物和治疗剂。
如上所述，虽然各种生物活性实体(17)均可用于本发明，但最优选能够与哺乳动物血液组分相互作用以防止血液组分在基材(12，14)或被覆材料(18)表面上形成凝块或血栓的实体。许多这类生物活性实体是寡糖或多糖。一些多糖是糖胺聚糖，包括葡糖胺或半乳糖胺组合物。优选的糖胺聚糖是肝素组合物、肝素类似物和肝素衍生物。肝素是具有许多生物学功能的复杂的糖胺聚糖，这些生物学功能是通过它与生长因子、酶、形态发生素、细胞粘附分子和细胞因子的结合介导的。肝素用作抗凝剂的生物学活性是基于肝素用作凝血酶和抗凝血酶III(ATIII)结合的催化剂的能力。肝素的大部分抗凝活性与促进这种结合的五糖序列有关。
本发明固定中最优选的肝素组合物是按照纳入本发明作参考的Larm的美国专利4,613,665教导制备的具有游离末端醛基的肝素组合物。在制备具有游离末端醛基的肝素的过程中，通过重氮化降解肝素，形成具有游离末端醛基的肝素片段。游离的末端醛基使得肝素组合物能“端点连接”于基材或聚合物被覆材料的伯氨基形成亚胺，通过还原将此亚胺转变为仲胺。肝素组合物的端点连接使得肝素能够以最利于使肝素组合物的生物活性部分暴露于负责形成凝块和血栓的血液组分的构象固定。接触负责形成血栓和凝血的血液组分时，优化固定的肝素能与血液组分相互作用，以减少或防止在基材和/或被覆材料表面形成血栓或发生其它凝血事件。
用于本发明的其它期望的生物活性实体(17)包括称为“fondaparinux”的合成肝素组合物、参与抗凝血酶III介导的因子Xa抑制的组合物、抗增殖剂和消炎药。
尽管是优化的固定方案，但基于肝素的生物实体的生物学活性在灭菌、机械压缩和膨胀和/或储存该实体的过程中明显降低(图9、11、12和13)。如上所述，各种因素都可能引起固定的生物活性实体的生物学活性降低。不管固定实体的生物学活性降低是通过何种机制，加入与固定的生物活性实体共价和/或非共价结合的生物相容性有机组合物能在灭菌、机械操作(如机械压缩和膨胀)和/或储存期间和之后保持该实体的生物学活性。
附加生物相容性有机组合物可具有生物学活性或没有生物学活性。附加生物相容性有机组合物可以是多羟基醛或酮形式的糖及其衍生物。这些糖包括单糖、二糖、寡糖和多糖，包括糖胺聚糖、糖胺聚甘露糖(glycosaminomannans)和贮存多糖，如葡聚糖和其衍生物。适用于本发明的其它生物相容性有机组合物包括分子量小于约100,000MW的带电或不带电的酸性粘多糖、氨基酸、多肽、蛋白质、糖蛋白、核苷、核苷酸、多核苷酸或其它生物相容性脂族或芳族化合物。
参见图5-6A，固定有生物活性实体(17)的有覆盖层或无覆盖层的基材(分别是14、12)具有与生物活性实体(17)、基材(12，14)和/或被覆材料(18)结合的附加生物相容性组合物(100)。生物相容性组合物优选为有机组合物。可通过各种方式将生物相容性有机组合物施加到固定的生物活性实体、基材和/或被覆材料上。在优选实施方式中，将合适的糖基生物相容性组合物溶解于水性溶剂，通过喷雾、浸渍涂布、浸没、滚涂、铺展或其它沉积方式将该溶液施加于固定的生物活性实体、基材和/或聚合物被覆材料。在合适的系统中，可将生物相容性组合物溶解在有机溶剂中并用类似方式施加。
本发明的一个优选实施方式涉及用于在解剖位点上植入或以其它方式设置的灭菌医疗器件。也优选置入限定某孔隙空间、内腔的解剖结构以加强该解剖结构或维持由其限定的孔隙空间的灭菌医疗器件。这些灭菌器件用于脉管结构内部时，端点连接肝素形式的固定的生物活性实体与流过或围绕该器件的血液相互作用，以最大程度减少或防止在该器件与血液接触的表面上形成血栓或其它凝集产物。在优选实施方式中，附加生物相容性有机组合物是与基材和/或被覆材料共价结合的聚乙二醇化合物。共价连接的肝素能保留在灭菌器件上。优选的灭菌方法包括环氧乙烷气体。
医疗器件的制造可能需要机械操作，而机械操作常常会降低固定的生物活性实体的生物学活性。如上所述与固定的生物活性实体、基材和/或被覆材料结合的附加生物相容性组合物也能使固定的生物活性实体在机械压缩和膨胀医疗器件后保留其生物学活性(图12和13)。对于膨胀型固定模和固定模-移植片等医疗器件来说，提高固定的生物活性实体的生物学活性特别重要。
因此，本发明提供固定有生物活性实体的灭菌器件，固定实体的生物学活性在灭菌过程期间和之后基本保留(图9-11和13)。在灭菌之前，可通过(例如)压缩和膨胀对该器件进行机械操作，并保留显著的生物学活性(图12和13)。
图14是本发明实施方式(50)的示意图，该实施方式(50)中聚合物被覆或涂布材料(18)交联(19)在聚合物基材(12)上。被覆层(18)连接有多个固定的生物活性实体“B”(17)。被覆层(18)上也具有多个化学反应性基团“R”(13)，可将生物相容性组合物“S”(15)共价连接到该化学反应性基团“R”(13)上(图16和17)。在一些实施方式中，共价键可逆，从而使得生物相容性组合物“S”(15)在合适条件下可由本发明释放。图15和17示意性说明采用金属基材(14)的相似结构(50)。
图18和19是本发明实施方式(70)的示意图，该实施方式(70)中聚合物被覆或涂布材料(18)交联(19)在聚合物基材(12)或金属基材(14)上。被覆层(18)连接有多个固定的生物活性实体“B”(17)和第一生物相容性组合物“S”(15)。在一些实施方式中，共价键可逆，从而使得生物相容性组合物“S”(15)在合适条件下可由本发明释放。此外，该实施方式可混有第二生物相容性组合物“A”(11)。
图20和21是本发明实施方式(80)的示意图，该实施方式(80)中聚合物被覆或涂布材料(18)交联(19)在聚合物基材(12)或金属基材(14)上。被覆层(18)固定有多个生物活性实体“B”(17)。使第一生物相容性组合物(100)与生物活性实体(17)结合。此外，该实施方式可混有第二生物相容性组合物“A”(11)。
实施例
除了实施例1，仅用样品材料一侧的表面积计算本发明表面上的肝素活性，但整个样品，包括间隙中都可能固定有肝素。通过测定端点连接的肝素结合已知量抗-凝血酶III(ATIII)的能力或容量来测定肝素活性。结果表示为皮摩尔结合的抗-凝血酶III(ATIII)/平方厘米基材(pmol ATIII/cm2基材)。该测定参见Larsen M.L.等，“Assay of plasma heparin using thrombin andthe chromogenic substrate H-D-Phe-Pip-Arg-pNA”(利用凝血酶和发色底物H-D-Phe-Pip-Arg-pNA的血浆肝素测定)(S-2238)(Thromb.Res.1978；13：285-288)和Pasche等，“A binding of antithrombin to immobilized heparinunder varying flow conditions”(抗凝血酶与固定肝素在不同流动条件下的结合)(Artif.Organs 1991；15：281-491)。
每单位基材表面积上的ATIII结合活性定义为被覆或未被覆基材的每单位表观基材表面积结合ATIII的皮摩尔数。表观基材表面积不考虑多个被覆表面，也不考虑多孔性基材的多孔性。如果基材为多孔性基材，那么这些计算不考虑多孔性对表面积的影响。例如，基材上固定有端点连接的肝素的圆柱体管状ePTFE人造血管(由多孔性材料制成)的管状移植物内表面的表观表面积的计算方法为任何圆柱几何体的面积计算方法，即2πrL：其中r是移植物内部半径；L为轴向长度；π是圆周率。重要的是，注意到本文不考虑ePTFE的多孔性和它对表面积的影响。因此，切成方块进行分析的非多孔性基材的表面积为长乘宽。
实施例1
本实施例证明，肝素接触环氧乙烷(EtO)灭菌过程后，未结合“纯”肝素的生物学活性被保留。
在本实施例中，未灭菌USP级的干粉状肝素钠获自塞尔斯实验室公司(俄亥俄州辛辛那提(Cincinnati，OH))。将一定量的肝素放入CHEX-ALL
Figure A200780022412D0018170658QIETU
灭菌袋(纽约长岛城(Long Island City，N.Y.))进行检测。对一组含肝素的袋进行EtO灭菌。在调理1小时(1hr)、EtO气体停留时间1小时(1hr)、设定温度为55摄氏度(55℃)、曝气时间12小时(12hr)的条件下进行环氧乙烷灭菌。对另一组进行无EtO的灭菌过程。第三组未接触灭菌过程。
灭菌过程后，取出各袋中已知量的肝素，并用购自康涅狄格斯坦佛的美国诊断公司(American Diagnostica Inc.，Stamford，CT)的ACTICHROME肝素(抗-FXa)测定试剂盒测定其生物学活性。各肝素样品的生物学活性值表示为每单位质量肝素中肝素的国际单位(IU/mg)。肝素的国际单位是根据肝素催化的因子Xa被ATIII灭活来计算的。因此，国际单位是肝素的ATIII结合活性的衡量。对ACTICHROME测试的相应肝素对照而言，肝素活性的降低简单地表示为IU/mg降低。认为活性降低的肝素已被灭菌过程减活至一定程度。
图8是说明EtO灭菌对未结合状态的干粉状肝素的抗-凝血酶III(ATIII)结合活性的影响的直方图。图8显示各组中肝素样品(n＝3)的平均活性水平，表示为IU/mg。不进行灭菌的对照肝素样品的平均值为138IU/mg。进行非EtO灭菌过程(即高湿、高温等)的对照肝素样品的平均值为119IU/mg。进行EtO灭菌过程的肝素样品的平均值为123IU/mg。与未灭菌对照样品相比，接触非EtO灭菌过程的肝素样品的活性降低14％，而接触EtO灭菌过程的样品的活性仅降低11％。如图8所示，与未灭菌对照样品相比，在存在或不存在EtO的条件下对未结合纯肝素粉末进行灭菌不会显著降低肝素的ATIII结合。通过非EtO灭菌或EtO灭菌不会显著降低未结合、未灭菌肝素的抗凝血酶III结合活性。因此，经历相似EtO灭菌条件的固定肝素的抗凝血酶III结合活性的降低必定是由简单接触EtO灭菌或非EtO灭菌以外的机制引发的。
实施例2
本实施例描述了EtO灭菌不会显著降低肝素抗凝血酶III(ATIII)结合的本发明实施方式的结构。
按照纳入本文作参考的美国专利6,653,457，将按照纳入本文作参考的美国专利4,613,665制备的醛改性肝素组合物端点连接到置于膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)材料上的被覆材料或涂层上。将附加生物相容性有机组合物掺入该被覆材料和结合的肝素中，以使固定肝素在EtO灭菌过程中不显著丧失其生物学活性。
片层形式的ePTFE材料获自亚利桑那州弗拉格斯塔夫的W.L.戈尔联合公司(W.L.Gore & Associates，Inc.，Flagstaff，AZ)，商品名为GORETM微孔过滤介质(GMM-406)。将底基涂层形式的被覆材料施加于ePTFE材料，具体是将该材料设置到直径十厘米(10cm)的塑料绣花圈(embroidery hoop)上，并先将支持的ePTFE材料浸入100％异丙醇(IPA)约五分钟(5min)，然后浸入LUPASOL
Figure A200780022412D0018170658QIETU
聚乙烯亚胺(PEI)和IPA的一比一(1:1)溶液中。LUPASOL
Figure A200780022412D0018170658QIETU
无水PEI获自BASF，将其稀释至约4％的浓度，并调节至pH 9.6。将ePTFE材料浸入该溶液约15分钟后，由该溶液中取出该材料，并用pH 9.6的去离子(DI)水冲洗15分钟。保留在ePTFE材料上的PEI与pH 9.6的0.05％戊二醛水溶液(获自安氏公司(Amresco))交联15分钟。将该结构放入pH 9.6的0.5％PEI水溶液中15分钟，然后再次用pH 9.6的DI水冲洗15分钟，以便使附加的PEI加入该结构。用氰基硼氢化钠(NaCNBH3)溶液(5g溶解于1LDI水中，pH 9.6)还原戊二醛与PEI层之间反应形成的亚胺15分钟，并用DI水冲洗30分钟。
将该结构浸入pH 9.6的0.05％戊二醛水溶液15分钟，然后浸入pH 9.6的0.5％PEI水溶液15分钟，以便将另一层PEI加入该结构。然后用pH 9.6的DI水冲洗该结构15分钟。将该结构浸入NaCNBH3溶液(5g溶解于1L DI水，pH 9.6)15分钟，然后用DI水冲洗30分钟，即便将得到的亚胺还原。通过重复这些步骤将第三层施加于该结构。产物是多孔疏水性氟聚合物基料，该基料的基本上所有暴露表面和间隙表面上都具有亲水性交联聚合物基料涂层。
在将另一层PEI设置到该结构上的制备过程中，可将中间化学层粘附于聚合物底基涂层。在硫酸葡聚糖(安玛西亚生物技术公司(AmershamPharmacia Biotech))和氯化钠(0.15g硫酸葡聚糖和100g NaCl溶解于1L DI水，pH 3)的60℃溶液中处理该构建物90分钟，然后用DI水冲洗15分钟，以制备中间离子电荷层。
将该结构放置在0.3％PEI水溶液(pH 9)中约45分钟，然后用氯化钠溶液(50g NaCl溶解于1L DI水)冲洗20分钟，以便将本文中称为“加帽层”的PEI层粘附于中间层。最后用DI水冲洗20分钟。
将该结构放入含肝素的氯化钠盐溶液(1.5g肝素，29.3g NaCl溶解于1L DI水，pH 3.9)，六十摄氏度(60℃)处理120分钟，以便将醛改性肝素端点连接或偶联于PEI层。将2.86mL体积的2.5％(w/v)水性NaCNBH3溶液加入一升(1L)肝素溶液中，然后加入样品。然后用DI水冲洗样品15分钟，用硼酸盐缓冲液(10.6g硼酸，2.7g NaOH和0.7g NaCl溶解于1L DI水，pH9.0)冲洗20分钟，最后用DI水冲洗15分钟，然后冻干整个结构，得到结合于ePTFE材料的干燥肝素。用甲苯胺蓝对该结构样品的两侧染色，以测定肝素的存在和均一性。染色产生均匀紫色表面表明存在肝素，且肝素均一地结合于ePTFE材料。
通过将特定化合物或组合物加入结合肝素的结构，可以在接触会降低肝素的生物学活性的条件后维持肝素的生物学活性。该条件包括但不限于：EtO灭菌、机械压缩和膨胀以及储存。使被覆材料包被的上述结构接触以下化合物的溶液，以评价其对结合于涂层某部分的肝素的生物学活性的稳定作用：USP级氯化钙(费氏科技公司)、USP级肝素钠(塞尔斯公司)、聚乙二醇(分子量20,000，西格玛公司)、DEAE葡聚糖(分子量500,000，PK化学品公司)、葡聚糖硫酸钠(分子量8,000，西格玛公司)和葡聚糖(分子量9,500，西格玛公司)，它们的浓度为0.5g/100ml DI水，将pH调节至9.6。也使用0.5g/100mL乙醇的地塞米松，但不调节pH。这些溶液各自称为“处理溶液”。这些化合物对EtO灭菌后肝素与抗凝血酶III(ATIII)的结合活性的影响表示为每平方厘米(cm2)基材结合的抗凝血酶III的皮摩尔数。这些数据小结于图9。
为了使特定含肝素结构接触特定处理溶液，将该结构放入两升(2L)烧杯中，加入一百毫升(100mL)处理溶液，足以将该结构完全浸没在处理溶液中。使各结构接触六十摄氏度(60℃)的处理溶液一小时(1hr)。？从该溶液中取出该结构并冻干，然后进行灭菌过程。
？在EtO灭菌的准备中，将各冻干结构放入Tower DUALPEEL
Figure A200780022412D0018170658QIETU
自密封袋(伊利诺州麦克格的安利真健康护理公司(Allegiance Healthcare Corp.，McGaw Park，IL))中并密封。在调理1小时(1hr)、EtO气体停留时间1小时(1hr)、设定温度为55摄氏度(55℃)、曝气时间12小时(12hr)的条件下进行环氧乙烷灭菌。
EtO灭菌后，从袋中取出各结构(包括对照)，并用DI水洗涤15分钟，用硼酸盐缓冲液(10.6g硼酸、2.7g NaOH和0.7g NaCl溶解于1L DI水，pH9.0)洗涤20分钟，最后用DI水冲洗15分钟。
将该结构切成大小约为一平方厘米(1cm2)的样品，并通过检测端点连接的肝素结合ATIII的能力测定肝素活性。该测定参见Larsen M.L.等，“Assay of plasma heparin using thrombin and the chromogenic substrateH-D-Phe-Pip-Arg-pNA(S-2238)”(用凝血酶和发色底物H-D-Phe-Pip-Arg-pNA(S-2238)测定血浆肝素)，Thromb Res 13：285-288(1978)和Pasche B.等，“A binding of antithrombin to immobilized heparinunder varying flow conditions”(抗凝血酶在不同流动条件下与固定肝素的结合)Artif.Organs 15：281-491(1991)。结果表示为每单位表面积基材结合的ATIII量，单位是皮摩尔/平方厘米(pmol/cm2)。在整个测定中，将所有样品保持在湿润条件下。重要的是，注意到如果考虑到材料的两面，则约一平方厘米(1cm2)的各样品的总表面积为2平方厘米(2cm2)，以pmol/cm2计算ATIII肝素结合活性时只考虑样品的一个表面(即1cm2)。
图9是说明在固定肝素接触EtO灭菌后，与固定在被覆基材上的肝素非共价结合的各种生物相容性有机组合物对固定肝素的抗凝血酶III结合活性的影响。
固定肝素的抗凝血酶III结合活性表示为每平方厘米基材结合的ATIII皮摩尔数(pmol/cm2)。一组对照样品未灭菌。在不存在与固定肝素和被覆材料非共价结合的生物相容性有机组合物的情况下对另一组对照样品进行EtO灭菌。其余各柱代表在与固定肝素和被覆材料非共价结合的所示生物相容性有机组合物存在下，固定肝素的抗凝血酶III结合活性。所有柱都代表n＝3个样品的平均值，除了在硫酸葡聚糖中n＝6个样品。
如该直方图所示，与未灭菌对照样品相比，灭菌对照样品的抗凝血酶III结合活性显著降低。未灭菌对照样品的抗凝血酶III结合活性为103pmol/cm2基材。灭菌对照样品的抗凝血酶III结合活性为66pmol/cm2基材。与未灭菌样品相比，EtO灭菌使抗凝血酶III结合活性降低36％。
下一段小结了灭菌后与固定肝素和被覆材料非共价结合的上述生物相容性有机组合物对抗凝血酶III结合活性的影响。如前所述，在测定抗凝血酶III结合活性之前，冲洗各结构上的各生物相容性有机组合物。
将肝素加入该结构时，抗凝血酶III结合活性的平均值为108pmol/cm2。将葡聚糖加入该结构产生的抗凝血酶III结合活性平均值为98pmol/cm2基材。将硫酸葡聚糖加入该结构时，抗凝血酶III结合活性的平均值为134pmol/cm2基材。此外，聚乙二醇产生的抗凝血酶III结合活性平均值为129pmol/cm2基材。有趣的是，这些值大于103pmol/cm2基材的未灭菌对照样品的平均值。
将无机氯化钙(CaCl2)加入该结构时，固定肝素的抗凝血酶III结合活性的平均值为75pmol/cm2基材。将地塞米松加入该结构产生的抗凝血酶III结合活性平均值为42pmol/cm2基材。DEAE葡聚糖似乎能降低固定肝素的抗凝血酶III结合活性，平均活性为5pmol/cm2基材。
这些结果表明，与固定肝素和被覆材料非共价结合的合适的生物相容性组合物能够维持或提高EtO灭菌后端点连接肝素的抗凝血酶III结合活性。
实施例3
本实施例描述了其它生物相容性有机组合物使端点连接于基材上的聚合物被覆材料的肝素具有高抗凝血酶III(ATIII)结合活性的能力，所述基材是可植入医疗器件的部件。
本实施例所用的可植入医疗器件是由膨胀型多孔聚四氟乙烯(ePTFE)材料制成的镍钛记忆合金线强化管形式，所述聚四氟乙烯(ePTFE)材料获自W.L.戈尔联合公司，商品名为VIABAHN
Figure A200780022412D0018170658QIETU
内用假体(Endoprosthesis)。该管状器件的长度为15厘米(15cm)，直径为6毫米(6mm)。
VIABAHN
Figure A200780022412D0018170658QIETU
内用假体约束在递送导管中，在固定肝素之前需要从导管中取出。拉拔连接于约束外壳的脱离索(release cord)并使外壳与该器件脱开，以便取出约束在导管中的各器件进行加工。失去约束后，各器件膨胀并可用作单独的基材。将各基材(内用假体器件)浸入体积百分比为30:70的PEI溶液(5％的DI水溶液)和IPA(USP级)中约12小时，以便将聚合物被覆材料(18)安置在基材(12)上。该聚合物被覆材料(18)包含多个最终端点连接多个醛改性肝素分子(17)的反应性化学基团(16)。
至少将另外一层被覆材料(18a，18b)安置在第一层PEI层(18)上。可通过以下方法实现这一目的：将各内用假体器件放置在单独的硅胶管中，硅胶管连接于蠕动泵和溶液储库。这能使含有被覆材料的其它溶液重复地通过该管状医疗器件的中心，以便大致涂布该器件的内表面。
各内用假体被约束在这些动态流动系统之一内时，体积百分比为45:55的0.10％(pH 9.0)PEI和IPA水溶液形式的被覆材料(18)分别通过该器件约20分钟(20min)。用DI水(pH 9.0)冲洗各器件5分钟(5min)，通过接触0.05％戊二醛水溶液(pH 9.0)二十分钟(20min)交联(19)PEI层。然后，再用PEI(0.10％，pH 9.0)水溶液冲洗该器件五分钟(5min)。用氰基硼氢化钠溶液(5g溶解于1L DI水中，pH 9.0)还原得到的亚胺十五分钟(15min)，用DI水冲洗三十分钟(30min)。
将中间离子电荷层安置在各器件的交联PEI层上的具体方法为：使硫酸葡聚糖溶液(溶解于一升(1L)DI水的0.15g硫酸葡聚糖和一百克氯化钠(100g NaCl)，pH 3)流过动态流动系统和PEI层，在六十摄氏度(60℃)流动约九十分钟(90min)。然后，用DI水冲洗该系统十五分钟(15min)。
使PEI水溶液(0.075％，pH 9.0)流过该动态流动系统约四十五分钟(45min)，然后用氯化钠溶液(50g NaCl溶解于1L DI水)冲洗十五分钟(15min)，以便将PEI“加帽”层(18b)加到离子带电的硫酸葡聚糖层(18a)上。冲洗后，再用DI水短暂地冲两分半钟(2.5min)。
将该结构放入含肝素的氯化钠盐溶液(1.5g肝素，29.3g NaCl溶解于1L DI水，pH 3.9)，六十摄氏度(60℃)处理120分钟，以便将醛改性肝素端点连接或偶联于PEI层。开始该步骤十分钟(10min)后，将2.86mL体积的2.5％(w/v)水性NaCNBH3溶液加入一升(1L)肝素溶液中。首先用DI水冲洗十五分钟(15min)，然后用硼酸溶液(0.7g NaCl、10.6g硼酸和2.7g NaOH溶解于1L DI水，pH 9.0)冲洗约二十分钟(20min)，最后用DI水冲洗十五分钟(15min)。然后，对该结构进行冻干操作。用甲苯胺蓝染色所选样品产生均匀紫色表面则表明存在均一结合的肝素。
根据上述实施例2所述研究中获得的结果，浓度为0.5g/100ml DI水(pH9.6)的USP级肝素(钠盐)和8,000MW硫酸葡聚糖(钠盐)被选作优选的生物相容性有机组合物，以维持或稳定EtO灭菌期间或之后固定肝素的抗凝血酶III结合活性。
对各优选的生物相容性有机组合物而言，将肝素端点连接于聚合物被覆材料的内用假体部件放置在含有所述生物相容性有机组合物的溶液(各自浓度为0.5g/100mL DI水，pH 9.6)的塑料管中，60摄氏度(60℃)处理一小时(1hr)。从塑料管中取出各处理样品，并进行冻干操作。
将各冻干样品放入单独的Tower DUALPEEL
Figure A200780022412D0018170658QIETU
自密封袋(伊利诺州麦克格的安利真健康护理公司(Allegiance Healthcare Corp.，McGaw Park，IL))中并密封，以进行EtO灭菌。在调理1小时(1hr)、EtO气体停留时间1小时(1hr)、设定温度为55摄氏度(55℃)、曝气时间12小时(12hr)的条件下进行环氧乙烷灭菌。
EtO灭菌后，从袋中取出各结构，并用DI水洗涤15分钟，用硼酸盐缓冲液(10.6g硼酸、2.7g NaOH和0.7g NaCl溶解于1L DI水，pH9.0)洗涤20分钟，最后用DI水冲洗15分钟。
从各器件上切下各EtO灭菌器件的基材样品(长约0.5cm)，用上述ATIII结合实验(实施例2)测定固定肝素的生物学活性。在整个测定过程中保持样品湿润。结果表示为，在各器件内腔表面、而非整个表面(即外腔(abluminal)和内腔表面)上测定的每单位面积基材结合的抗凝血酶III皮摩尔数(pmol/cm2)。
图10是直方图，说明接触EtO灭菌方案期间和之后，肝素和硫酸葡聚糖形式的两种不同生物相容性有机组合物对固定在被覆基材上的肝素的抗凝血酶III结合活性的影响。抗凝血酶III结合活性表示为每平方厘米基材上的结合抗凝血酶III的皮摩尔数。如结果所示，使用肝素和硫酸葡聚糖生物相容性有机组合物导致固定肝素在EtO灭菌后具有高抗凝血酶III结合活性，其活性分别为97pmol/cm2基材和91pmol/cm2基材。所有柱均代表n＝6个样品的平均值。
实施例4
本实施例描述了本发明一种实施方式的结构，该实施方式含有端点连接于聚合物被覆材料的醛改性肝素化合物，所述聚合物被覆材料包括离子中性的第一被覆层。该结构中的肝素ATIII结合不会因接触EtO灭菌而显著降低。
选择用作该结构底基涂层的被覆材料，以产生基本无离子电荷的含肝素被覆材料或涂层。采用聚乙烯醇和PEI作为被覆材料。
按照通过引用纳入本文的美国专利6,653,457，将醛改性肝素组合物结合于被覆基材。基材(12)是膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)材料。将附加生物相容性有机化学组合物(100)掺入该结构的含肝素被覆材料(18)，以使肝素经EtO灭菌而不显著降低其生物学活性。
片层形式的ePTFE基材获自亚利桑那州弗拉格斯塔夫的W.L.戈尔联合公司(W.L.Gore & Associates，Inc.，Flagstaff，AZ)，商品名为GORETM微孔过滤介质(GMM-406)。将一层被覆材料或底基涂层施加于ePTFE基材，即将该材料设置到直径10cm的塑料绣花圈上，并将支持的ePTFE材料浸入100％IPA溶液约五分钟(5min)。然后将ePTFE材料浸入百分之二(2％)USP级聚乙烯醇(PVA)(斯普克醇公司(Spectrum))的水溶液中十五分钟(15min)。用DI水冲洗十五分钟(15min)后，使PVA层接触百分之二(2％)戊二醛和百分之一(1％)氢氯酸(HCL)的水溶液十五分钟(15min)，以原位交联(19)PVA(18)。用DI水冲洗该结构十五分钟(15min)，然后再用DI水冲洗十五分钟(15min)。得到的交联PVA底基涂层不含净离子电荷。
将另一层聚合物被覆材料(18a)加到该结构上，具体是将该结构浸入0.15％ PEI水溶液(pH 10.5)中三十分钟(30min)。将该结构浸入氰基硼氢化钠水溶液(5g/L的DI水溶液，pH 10.5)中十五分钟(15min)，以还原得到的亚胺。用DI水冲洗该结构十五分钟(15min)，然后再用DI水冲洗十五分钟(15min)。
将上面有多个反应性化学基团的ePTFE被覆基材浸入肝素溶液(1.0g肝素、29.3g NaCl溶解于1L DI水，pH 3.9)中，60℃处理九十分钟(90min)。在开始这一步骤之前，将2.86mL体积的2.5％(w/v)NaCNBH3水溶液加入1L肝素溶液中。首先用DI水冲洗十五分钟(15min)，然后用硼酸水溶液(0.7g NaCl、10.6g硼酸和2.7g NaOH溶解于1L DI水，pH 9.0)冲洗约二十分钟(20min)，最后用DI水冲洗十五分钟(15min)。然后，对该结构进行冻干操作。然后，用甲苯胺蓝对该结构样品进行染色。染色产生均匀的紫色表面表明肝素均一地结合在ePTFE被覆材料上。
使该结构接触水溶液处理，该水溶液含有8,000MW USP级硫酸葡聚糖(钠盐)(西格玛公司(Sigma))形式的生物相容性有机组合物(100)，即将该结构浸入100mL处理溶液(0.5g硫酸葡聚糖/100mL DI水，pH 9.6)中，六十摄氏度(60℃)处理一小时(1hr)。从处理溶液中取出该结构后，冻干该结构。
将各冻干结构放入Tower DUALPEEL
Figure A200780022412D0018170658QIETU
自密封袋(伊利诺州麦克格的安利真健康护理公司(Allegiance Healthcare Corp.，McGaw Park，IL))中进行EtO灭菌。在调理1小时(1hr)、EtO气体停留时间1小时(1hr)、设定温度为55摄氏度(55℃)、曝气时间12小时(12hr)的条件下进行环氧乙烷灭菌。
EtO灭菌后，从袋中取出各结构(包括对照)，并用DI水洗涤15分钟，用硼酸盐缓冲液(10.6g硼酸、2.7g NaOH、0.7g NaCl溶解于1L DI水，pH9.0)洗涤20分钟，最后用DI水冲洗15分钟。
切出端点连接肝素的膜样品(约1cm2)，并用上述ATIII结合实验(实施例2)测定固定肝素的抗凝血酶III结合活性。在整个测定过程中保持样品湿润。结果表示为每单位基材表面积结合的抗凝血酶III的皮摩尔数(pmol/cm2基材)。
图11是直方图，说明硫酸葡聚糖形式的生物相容性有机组合物对固定在膨胀型多孔聚四氟乙烯基材以及聚乙烯醇和PEI的被覆材料上的端点连接肝素经EtO灭菌后的抗凝血酶III结合活性的影响。固定肝素的生物学活性表示为每平方厘米基材上结合的抗凝血酶III的皮摩尔数。
未灭菌的对照样品的抗凝血酶III结合活性为150pmol/cm2基材。灭菌的对照样品的抗凝血酶III结合活性为93pmol/cm2基材。用硫酸葡聚糖处理的环氧乙烷灭菌样品的抗凝血酶III结合活性为115pmol/cm2基材。该值大于未接触硫酸葡聚糖处理溶液的EtO灭菌器件的对照值(即93pmol/cm2基材)，这表明加入的硫酸葡聚糖能提高固定肝素经EtO灭菌后的生物学活性。这两种结构的抗凝血酶III结合活性值均显著低于未处理、非EtO灭菌对照(150pmol/cm2基材)。
如结果所示，硫酸葡聚糖能显著影响连接于结构的固定肝素经EtO灭菌后的抗凝血酶III结合活性，所述结构具有包括离子中性第一被覆层的聚合物被覆材料。所有柱均代表n＝3个样品的平均值。
实施例5
本实施例描述了在施加可能显著降低生物活性实体的生物学活性的机械应力期间或之后，附加生物相容性有机组合物维持或提高固定在被覆基材上的生物活性肝素的生物学活性的能力。
在本实施例中，内腔假体形式的可植入医疗器件具有含肝素涂层，如上述实施例3所述。各假体是由膨胀型多孔聚四氟乙烯(ePTFE)材料制成的镍钛记忆合金线强化管形式，所述聚四氟乙烯(ePTFE)材料获自W.L.戈尔联合公司，商品名为VIABAHN
Figure A200780022412D0018170658QIETU
内用假体。该管状器件的长度为15厘米(15cm)，直径为6毫米(6mm)。利用与实施例3所述相同的方法以便在该器件上形成含肝素涂层。
用生物相容性有机组合物(100)处理时，内腔器件的基材(12)上载有聚合物被覆材料(18)，聚合物被覆材料(18)的至少一部分端点连接有醛改性肝素(17)。将所制备器件各区段放入塑料管中，用甘油溶液(5mL西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich)的SigmaUltra甘油的100mL DI水溶液，pH 9.6)于六十摄氏度(60℃)处理一小时(1hr)。从塑料管中取出各个经处理的器件，并进行冻干操作。
将各圆柱形内用假体放置在血管内递送系统上并进行机械压缩，直到它在递送系统上被充分压缩以便约束在限制外壳内。按照实施例3制备的器件可承受与将该内用假体压缩到递送系统上有关的机械应力，而不会显著降低掺入涂层的肝素活性。
甘油被选作非共价结合的生物相容性有机组合物(100)，以便在各测试内用假体的直径发生压缩和膨胀的过程中维持端点连接肝素(17)的生物学活性。各对照内用假体器件中，端点连接(即共价结合)的肝素(17)和聚合物被覆材料(18)上没有非共价结合的生物相容性甘油组合物(100)。对各器件进行冻干操作。
为了将内腔器件压缩到递送系统上，通过固定直径的锥形漏斗拉拔各内用假体。各内用假体上有六根(6)穿过一端的缝线(Gore-Tex
Figure A200780022412D0018170658QIETU
 CV-0，0N05)，以便将该器件拉过所述漏斗。各器件被拉过二十五毫升(25ml)移液管尖头(Falcon
Figure A200780022412D0018170658QIETU
，产品编号#357525)的开口(直径约为3毫米)，并被拉入直径约为3.1mm的玻璃管内，以便使其保持压缩状态。
压缩后，将各内用假体浸入三十七摄氏度(37℃)的0.9％盐水溶液中展开，冲洗，如本文所述检测抗凝血酶III结合活性。结果见图12。通过以下方法制备各内用假体以便检测：用DI水洗涤十五分钟(15min)，然后用硼酸盐缓冲液(10.6g硼酸、2.7g NaOH、0.7g NaCl溶解于1L DI水，pH 9.0)冲洗二十分钟(20min)，最后用DI水冲洗十五分钟(15min)。
将各内用假体切成含肝素材料的样品(长约0.5cm)，采用上述抗凝血酶III(ATIII)结合实验(实施例2)测定结合肝素的生物学活性。在整个测定过程中保持样品湿润。结果表示为每单位基材表面积结合的抗凝血酶III(pmol/cm2基材)。
图12是直方图，说明甘油组合物对被覆基材上的固定肝素在压缩和膨胀后的影响。结果证明，与未加入甘油的类似处理的对照样品相比，向固定肝素加入甘油能显著提高固定肝素在压缩和膨胀后的抗凝血酶III结合活性。所有竖直柱均代表n＝3个样品的平均值。
与经相似构建和处理、但未经直径压缩和膨胀的对照材料(137pmol/cm2)相比，未接受附加甘油生物相容性有机组合物处理的固定于聚合物被覆材料的肝素经过直径压缩和膨胀后显示出抗凝血酶III结合活性显著降低(85pmol/cm2)。用生物相容性有机甘油组合物处理固定肝素被覆基材，并使其接触与未处理结构相同的机械操作时，固定肝素的抗凝血酶III结合活性仍然保持与对照材料相似(129pmol/cm2)。
实施例6
本实施例描述了加入生物相容性有机组合物对实施例3和5所述包被医疗器件经过压缩、膨胀和EtO灭菌的ATIII结合活性的影响。
以与实施例3所述的相同方式构建本实施例所用的可植入医疗器件。该器件是由膨胀型多孔聚四氟乙烯(ePTFE)材料制成的镍钛记忆合金线强化管形式，所述聚四氟乙烯(ePTFE)材料获自W.L.戈尔联合公司，商品名为VIABAHN
Figure A200780022412D0018170658QIETU
内用假体。该管状器件的长度为15厘米(15cm)，直径为6毫米(6mm)。采利用与实施例3所述相同的方法以便在该器械上形成含肝素涂层。
用生物相容性有机组合物(100)处理时，内腔器件的基材(12)上具有聚合物被覆材料(18)，所述聚合物被覆材料(18)的至少一部分端点连接有醛改性肝素(17)。将所制备的器件放入塑料管中，用肝素和甘油溶液(0.5g USP肝素和5mL甘油溶解于100mL DI水中，pH 9.6)于六十摄氏度(60℃)处理一小时(1hr)。这些化合物的选择是实施例2、3和5的结果。从肝素和甘油溶液中取出各处理器件，并进行冻干操作。对器件的进一步加工和分析方法与上述实施例5相同。
图13是直方图，说明甘油和肝素形式的生物相容性有机组合物在固定肝素的基材和聚合物被覆材料接触EtO灭菌方案、经历压缩和膨胀形式的机械操作期间和之后，维持固定在基材聚合物被覆材料上肝素的生物学活性的能力。所有竖直柱均代表n＝3个样品的平均值。
与未进行EtO灭菌以及直径压缩和扩张的类似方式构建和处理的对照材料(158pmol/cm2)相比，未接受附加甘油和肝素生物相容性有机组合物处理而接触EtO灭菌以及直径压缩和膨胀的固定肝素被覆基材的抗凝血酶III结合活性显著降低(63pmol/cm2)。用生物相容性有机甘油和肝素组合物处理固定肝素被覆基材，并使其接触与未处理结构相同的EtO灭菌条件和机械操作时，固定肝素的抗凝血酶III结合活性仍然保持与对照材料相似(147pmol/cm2)。
实施例7
本实施例显示，市售肝素包被的医疗器件的抗凝血酶III结合活性相对较低。该器件是长五十厘米(50cm)，直径六毫米(6mm)，经灭菌处理的包装的肝素包被人造血管(购自德国Hechingen的JOTEC公司(JOTEC GmbH，Hechingen，Germany))，商品名为FLOWLINE BIPORE
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的肝素包被人造血管(目录号15TW5006N))。按照生产商的说明，该管状人造血管由膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)材料制成，肝素通过共价或离子方式粘附于该人造血管的内腔表面。生产商声称，肝素可稳定且永久地连接于ePTFE。据说含肝素的移植物表面能抗血栓形成。
如上述实施例2所述获得和检测含肝素人造血管的样品(长0.5cm)。如同本发明材料一样，该人造血管的抗凝血酶III结合活性表示为每平方厘米基材上抗凝血酶III结合的皮摩尔数(pmol/cm2)。如前述实施例所述，只测定各器件的内腔表面区域，而不是测定该器件的全部表面区域。ATIII结合实验的结果表明，尽管生产商声称该人造血管的内腔表面上存在生物活性肝素，但没有抗凝血酶III结合活性。应注意到，抗凝血酶III结合活性实验能够检测每平方厘米基材约五皮摩尔(5pmol/cm2基材)以上水平的抗凝血酶III结合活性。
实施例8
本实施例描述了肽抗菌素制剂作为生物相容性有机组合物与固定于被覆或涂布基材的生物活性肝素的联用。接触EtO灭菌后，该结构具有显著的ATIII结合特性。
在本实施例中，片层形式的ePTFE材料获自亚利桑那州弗拉格斯塔夫的W.L.戈尔联合公司，商品名为GORETM微孔过滤介质(GMM-406)，它通过基本等同于实施例2的方式具有含肝素涂层。
使上述结构接触浓度为0.5g/100ml去离子水(DI水)的杆菌肽(72,000单位/克)溶液，即将该结构浸入一百毫升(100ml)杆菌肽溶液，室温下温育三小时(3hr)。从该溶液中取出该结构并冻干，然后进行灭菌过程。
在EtO灭菌的准备中，将各冻干结构放入Tower DUALPEEL
Figure A200780022412D0018170658QIETU
自密封袋(伊利诺州麦克格的安利真健康护理公司(Allegiance Healthcare Corp.，McGaw Park，IL))中并密封。在调理1小时(1hr)、EtO气体停留时间1小时(1hr)、设定温度为55摄氏度(55℃)、曝气时间12小时(12hr)的条件下进行环氧乙烷灭菌。
EtO灭菌后，从袋中取出该结构，并用DI水洗涤15分钟，用硼酸盐缓冲液(10.6g硼酸、2.7g NaOH和0.7g NaCl溶解于1000mL DI水，pH 9.0)洗涤20分钟，最后用DI水冲洗15分钟。
由灭菌结构切出包含端点连接肝素的膜样品(约1cm2)，并用上述ATIII结合实验(实施例2)测定固定肝素的抗凝血酶III结合活性。在整个测定过程中保持样品湿润。结果表示为每单位基材表面积结合的抗凝血酶III的皮摩尔数(pmol/cm2)。
用杆菌肽处理、接着用环氧乙烷灭菌的样品的抗凝血酶III结合活性为9pmol/cm2(n＝3)。
实施例9
本实施例描述了将生物相容性有机组合物加入固定于被覆或涂布基材且之前接触过EtO灭菌的生物活性肝素中。选择肽抗菌素制剂作为本实施例中的生物相容性有机组合物。以此方式处理的结构在接触EtO灭菌后具有显著的肝素ATIII结合特性。
在本实施例中，片层形式的ePTFE材料获自亚利桑那州弗拉格斯塔夫的W.L戈尔联合公司，商品名为GORETM微孔过滤介质(GMM-406)，它通过基本等同于实施例2的方式具有含肝素涂层。
在EtO灭菌的准备中，将各冻干结构放入Tower DUALPEEL
Figure A200780022412D0018170658QIETU
自密封袋(伊利诺州麦克格的安利真健康护理公司(Allegiance Healthcare Corp.，McGaw Park，IL))中并密封。在调理1小时(1hr)、EtO气体停留时间1小时(1hr)、设定温度为55摄氏度(55℃)、曝气时间12小时(12hr)的条件下进行环氧乙烷灭菌。
EtO灭菌后，该结构在NUAIRE II类A/B3型生物安全柜(型号为NU-425-600)(明尼苏达州普利茅斯(Plymouth，MN))中进行无菌操作。
由该结构切出大小为约一平方厘米(1cm2)的灭菌样品，并浸入过滤除菌的杆菌肽溶液(649.4mg 77000单位/克的杆菌肽溶解于10ml 0.9％氯化钠冲洗溶液中，购自霍氏公司(Hospira，Inc.))中，得到的浓度约为每毫升USP级0.9％氯化钠冲洗溶液中五千(5000)单位。使样品在室温下接触杆菌肽溶液两分钟(2min)。
从该溶液中取出样品，并用DI水洗涤15分钟，用硼酸盐缓冲液(10.6g硼酸、2.7g NaOH和0.7g NaCl溶解于1000mL DI水，pH 9.0)洗涤20分钟，最后用DI水冲洗15分钟。
切出包含端点连接肝素的片层材料样品(约1cm2)，并用上述ATIII结合实验(实施例2)测定固定肝素的抗凝血酶III结合活性。在整个测定过程中保持样品湿润。结果表示为每单位基材表面积结合的抗凝血酶III的皮摩尔数(pmol/cm2)。
先用环氧乙烷灭菌、再用杆菌肽处理的样品的抗凝血酶III结合活性为185pmol/cm2(n＝3)。这些结果表明，治疗剂可以在固定于被覆基材的生物活性肝素灭菌之后与该实体混合，这不会显著降低其生物学活性。
实施例10
本实施例说明与生物相容性有机组合物混合、EtO灭菌、最后用肽抗菌素制剂处理的固定于被覆基材的生物活性肝素。以此方式处理的结构具有显著的肝素ATIII结合特性。
在本实施例中，片层形式的ePTFE材料获自亚利桑那州弗拉格斯塔夫的W.L.戈尔联合公司，商品名为GORETM微孔过滤介质(GMM-406)，它通过基本等同于实施例2的方式具有含肝素涂层。
使上述结构接触浓度为0.5g/100ml DI水、调整为pH 9.6的聚乙二醇(分子量20,000，西格玛公司)溶液。将该结构放入烧杯中，加入一百毫升(100mL)溶液，以将该结构完全浸没在聚乙二醇溶液中。使该结构接触六十摄氏度(60℃)的聚乙二醇溶液一小时(1hr)。从该溶液中取出该结构并冻干，然后进行灭菌过程。
在EtO灭菌的准备中，将该冻干结构放入Convertors
Figure A200780022412D0018170658QIETU
自密封袋(伊利诺州麦克格的卡迪诺健康公司(Cardinal Health，McGaw Park，IL))中并密封。在调理1小时(1hr)、EtO气体停留时间1小时(1hr)、设定温度为55摄氏度(55℃)、曝气时间12小时(12hr)的条件下进行环氧乙烷灭菌。
EtO灭菌后，该结构在NUAIRE II类A/B3型生物安全柜(型号为NU-425-600)(明尼苏达州普利茅斯(Plymouth，MN))中进行无菌操作。
由该结构切出大小为约一平方厘米(1cm2)的灭菌样品，并浸入过滤除菌的杆菌肽溶液(649.4mg 77,000单位/克的杆菌肽溶解于10ml 0.9％氯化钠冲洗溶液中)中，得到的浓度约为每毫升USP级0.9％氯化钠冲洗溶液中五千(5,000)单位。使样品在室温下接触杆菌肽溶液两分钟(2min)。
从该溶液中取出样品，并用DI水洗涤15分钟，用硼酸盐缓冲液(10.6g硼酸、2.7g NaOH和0.7g NaCl溶解于1,000mL DI水，pH 9.0)洗涤20分钟，最后用DI水冲洗15分钟。
切出包含端点连接肝素的膜样品(约1cm2)，并用上述ATIII结合实验(实施例2)测定固定肝素的抗凝血酶III结合活性。在整个测定过程中保持样品湿润。结果表示为每单位基材表面积结合的抗凝血酶III的皮摩尔数(pmol/cm2)。
先用聚乙二醇处理、环氧乙烷灭菌、再用杆菌肽处理的样品的抗凝血酶III结合活性为195pmol/cm2(n＝3)。因此，固定有生物活性肝素并混有第一生物相容性有机组合物(PEG)的灭菌被覆基材可在EtO灭菌后用第二生物相容性有机组合物(杆菌肽)进一步处理，并基本保持ATIII结合活性。
实施例11
本实施例描述了将生物活性肝素与位于膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)材料上的被覆材料或涂层共价连接，随后将生物相容性有机组合物(醛活化葡聚糖)共价连接于所述被覆材料。该组合物接触EtO灭菌后显示出明显的肝素生物学活性。
在本实施例中，片层形式的ePTFE材料获自亚利桑那州弗拉格斯塔夫的W.L.戈尔联合公司(W.L.Gore & Associates，Inc.，Flagstaff，AZ)，商品名为GORETM微孔过滤介质(GMM-406)。这种ePTFE材料通过基本等同于实施例2的方式具有含肝素涂层，然而，该结构在涂布后储存于DI水中，而不是冻干。
涂有被覆材料的上述结构接触醛活化葡聚糖(分子量40,000，皮尔斯公司(Pierce))溶液(0.050g醛活化葡聚糖、2.93g NaCl溶解于100ml DI水，pH 5.5)，于六十摄氏度(60℃)温育一百二十分钟(120min)。在加入样品之前将0.286mL体积的2.5％(w/v)NaCNBH3水溶液加入一百毫升(100mL)醛活化葡聚糖溶液中。
由醛活化葡聚糖溶液中取出该结构，用DI水洗涤样品15分钟，用硼酸盐缓冲液(10.6g硼酸，2.7g NaOH和0.7g NaCl溶解于1,000mL DI水，pH 9.0)冲洗20分钟，最后用DI水冲洗15分钟，然后冻干整个结构，得到结合于ePTFE材料的干燥肝素。
在EtO灭菌的准备中，将该冻干结构放入Convertors
Figure A200780022412D0018170658QIETU
自密封袋(伊利诺州麦克格的卡迪诺健康公司(Cardinal Health，McGaw Park，IL))中并密封。在调理1小时(1hr)、EtO气体停留时间1小时(1hr)、设定温度为55摄氏度(55℃)、曝气时间12小时(12hr)的条件下进行环氧乙烷灭菌。
切出包含端点连接肝素的灭菌膜样品(约1cm2)，并用上述ATIII结合实验(实施例2)测定固定肝素的抗凝血酶III结合活性。结果表示为每单位基材表面积结合的抗凝血酶III的皮摩尔数(pmol/cm2)。
如本实施例所述制备的样品的平均抗凝血酶III结合活性为65pmol/cm2(n＝3)。本实施例显示，除共价结合的端点连接肝素外，生物相容性有机组合物也可共价连接于涂层，而在EtO灭菌后保持显著的肝素活性。
实施例12
本实施例描述了将生物活性肝素与位于膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)材料上的被覆材料或涂层共价连接，随后将生物相容性有机组合物(醛活化聚乙二醇，分子量1,000)共价连接于所述被覆材料。该组合物接触EtO灭菌后显示出明显的肝素生物学活性。
在本实施例中，片层形式的ePTFE材料获自亚利桑那州弗拉格斯塔夫的W.L戈尔联合公司(W.L.Gore & Associates，Inc.，Flagstaff，AZ)，商品名为GORETM微孔过滤介质(GMM-406)。这种ePTFE材料通过基本等同于实施例2的方式具有含肝素涂层，然而，该结构在涂布后储存于DI水中，而不是冻干。
涂有被覆材料的上述结构接触醛活化PEG(分子量1,000，纳米技术公司(Nanocs))溶液(0.20g PEG、3.90g NaCl溶解于133ml DI水，pH 5.5)，于六十摄氏度(60℃)温育一百二十分钟(120min)。在加入样品之前，将0.380mL体积的2.5％(w/v)NaCNBH3水溶液加入一百毫升(100mL)PEG溶液中。
由PEG溶液中取出该结构，用DI水洗涤样品15分钟，用硼酸盐缓冲液(10.6g硼酸，2.7g NaOH和0.7g NaCl溶解于1,000mL DI水，pH 9.0)冲洗20分钟，最后用DI水冲洗15分钟，然后冻干整个结构，得到结合于ePTFE材料的干燥肝素。
在EtO灭菌的准备中，将该冻干结构放入Convertors
Figure A200780022412D0018170658QIETU
自密封袋(伊利诺州麦克格的卡迪诺健康公司(Cardinal Health，McGaw Park，IL))中并密封。在调理1小时(1hr)、EtO气体停留时间1小时(1hr)、设定温度为55摄氏度(55℃)、曝气时间12小时(12hr)的条件下进行环氧乙烷灭菌。
切出包含端点连接肝素的灭菌膜样品(约1cm2)，并用上述ATIII结合实验(实施例2)测定固定肝素的抗凝血酶III结合活性。结果表示为每单位基材表面积结合的抗凝血酶III的皮摩尔数(pmol/cm2)。
如本实施例所述制备的样品的平均抗凝血酶III结合活性为96pmol/cm2(n＝3)。本实施例显示，除共价结合的端点连接肝素外，生物相容性有机组合物也可共价连接于涂层，而保持显著的肝素活性。
实施例13
本实施例描述了将生物活性肝素与位于膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)材料上的被覆材料或涂层共价连接，随后将生物相容性有机组合物(醛活化聚乙二醇，分子量5,000)共价连接于所述被覆或涂布材料。该组合物接触EtO灭菌后显示出明显的肝素生物学活性。
在本实施例中，片层形式的ePTFE材料获自亚利桑那州弗拉格斯塔夫的W.L.戈尔联合公司(W.L.Gore & Associates，Inc.，Flagstaff，AZ)，商品名为GORETM微孔过滤介质(GMM-406)。这种ePTFE材料通过基本等同于实施例2的方式具有含肝素涂层，然而，该结构在涂布后储存于DI水中，而不是冻干。
涂有被覆材料的上述结构接触醛活化PEG(分子量5,000，纳米技术公司(Nanocs))溶液(0.20g PEG、3.90g NaCl溶解于133ml DI水，pH 5.5)，于六十摄氏度(60℃)温育一百二十分钟(120min)。加入样品之前将0.380mL体积的2.5％(w/v)NaCNBH3水溶液加入一百毫升(100mL)PEG溶液中。
由PEG溶液中取出该结构，用DI水洗涤样品15分钟，用硼酸盐缓冲液(10.6g硼酸，2.7g NaOH和0.7g NaCl溶解于1,000mL DI水，pH 9.0)冲洗20分钟，最后用DI水冲洗15分钟，然后冻干整个结构，得到结合于ePTFE材料的干燥肝素。
在EtO灭菌的准备中，将该冻干结构放入Convertors
Figure A200780022412D0018170658QIETU
自密封袋(伊利诺州麦克格的卡迪诺健康公司(Cardinal Health，McGaw Park，IL))中并密封。在调理1小时(1hr)、EtO气体停留时间1小时(1hr)、设定温度为55摄氏度(55℃)、曝气时间12小时(12hr)的条件下进行环氧乙烷灭菌。
切出包含端点连接肝素的灭菌膜样品(约1cm2)，并用上述ATIII结合实验(实施例2)测定固定肝素的抗凝血酶III结合活性。结果表示为每单位基材表面积结合的抗凝血酶III的皮摩尔数(pmol/cm2)。
如本实施例所述制备的样品的平均抗凝血酶III结合活性为64pmol/cm2(n＝3)。本实施例显示，除共价结合的端点连接肝素外，生物相容性有机组合物也可共价连接于涂层，而保持显著的肝素活性。
实施例14
本实施例描述了将生物活性肝素与位于膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)材料上的被覆材料或涂层共价连接，随后将生物相容性有机组合物(EDC活化的USP肝素)共价连接于所述被覆材料。该组合物接触EtO灭菌后显示出明显的肝素生物学活性。
在本实施例中，片层形式的ePTFE材料获自亚利桑那州弗拉格斯塔夫的W.L.戈尔联合公司(W.L.Gore & Associates，Inc.，Flagstaff，AZ)，商品名为GORETM微孔过滤介质(GMM-406)。这种ePTFE材料通过基本等同于实施例2的方式具有含肝素涂层，然而，该结构在涂布后储存于DI水中，而不是冻干。
将该结构放入含USP级肝素的氯化钠盐溶液(1.5g USP肝素，29.3gNaCl溶解于1L DI水，pH 3.9)，六十摄氏度(60℃)处理120分钟，以便将USP级肝素连接或偶联于已含端点连接肝素的PEI层。将该结构转移至溶解于1L DI水的0.1M MES[2-(N-吗啉代)乙磺酸]BupHtm MES缓冲盐水(皮尔斯公司)、1.5g USP肝素、29.3g NaCl、0.20g盐酸N-(3-二甲基氨基丙基)-N′-乙基碳二亚胺(EDC)和0.13g N-羟基磺基琥珀酰亚胺(NHS)的溶液中，pH 5.5，室温培育4小时(4hr)。
由上述溶液中取出该结构，用DI水洗涤样品15分钟，用硼酸盐缓冲液(10.6g硼酸，2.7g NaOH和0.7g NaCl溶解于1000mL DI水，pH 9.0)冲洗20分钟，最后用DI水冲洗15分钟，然后冻干整个结构，得到结合于ePTFE材料的干燥肝素。
在EtO灭菌的准备中，将该冻干结构放入Convertors
Figure A200780022412D0018170658QIETU
自密封袋(伊利诺州麦克格的卡迪诺健康公司(Cardinal Health，McGaw Park，IL))中并密封。在调理1小时(1hr)、EtO气体停留时间1小时(1hr)、设定温度为55摄氏度(55℃)、曝气时间12小时(12hr)的条件下进行环氧乙烷灭菌。
切出包含端点连接肝素的灭菌膜样品(约1cm2)，并用上述ATIII结合实验(实施例2)测定固定肝素的抗凝血酶III结合活性。结果表示为每单位基材表面积结合的抗凝血酶III的皮摩尔数(pmol/cm2)。
如本实施例所述制备的样品的平均抗凝血酶III结合活性为31pmol/cm2(n＝3)。本实施例显示，除共价结合的端点连接肝素外，生物相容性有机组合物也可共价连接于涂层，而保持显著的肝素活性。
实施例15
本实施例说明，将生物活性肝素与位于膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)材料上的被覆材料或涂层共价连接，随后肝素与所述涂层发生第二次共价连接。为了实现端点连接的肝素的第二次共价连接，用EDC激活羧酸基团，使其与涂层中存在的其余伯胺基发生反应。该组合物接触EtO灭菌后显示出明显的肝素生物学活性。
在本实施例中，片层形式的ePTFE材料获自亚利桑那州弗拉格斯塔夫的W.L.戈尔联合公司(W.L.Gore & Associates，Inc.，Flagstaff，AZ)，商品名为GORETM微孔过滤介质(GMM-406)。这种ePTFE材料通过基本等同于实施例2的方式具有含肝素涂层，然而，该结构在涂布后储存于DI水中，而不是冻干。
将膜转移至溶解于1L DI水的0.1M MES[2-(N-吗啉代)乙磺酸]BupHtm MES缓冲盐水(皮尔斯公司)、29.3g NaCl、0.20g盐酸N-(3-二甲基氨基丙基)-N′-乙基碳二亚胺(EDC)和0.13g N-羟基磺基琥珀酰亚胺(NHS)的溶液中，pH 5.5，室温培育4小时(4hr)。
由上述溶液中取出该结构，用DI水洗涤样品15分钟，用硼酸盐缓冲液(10.6g硼酸，2.7g NaOH和0.7g NaCl溶解于1,000mL DI水，pH 9.0)冲洗20分钟，最后用DI水冲洗15分钟，然后冻干整个结构，得到结合于ePTFE材料的干燥肝素。
在EtO灭菌的准备中，将该冻干结构放入Convertors
Figure A200780022412D0018170658QIETU
自密封袋(伊利诺州麦克格的卡迪诺健康公司(Cardinal Health，McGaw Park，IL))中并密封。在调理1小时(1hr)、EtO气体停留时间1小时(1hr)、设定温度为55摄氏度(55℃)、曝气时间12小时(12hr)的条件下进行环氧乙烷灭菌。
切出包含端点连接肝素的灭菌膜样品(约1cm2)，并用上述ATIII结合实验(实施例2)测定固定肝素的抗凝血酶III结合活性。结果表示为每单位基材表面积结合的抗凝血酶III的皮摩尔数(pmol/cm2)。
如本实施例所述制备的样品的平均抗凝血酶III结合活性为20pmol/cm2(n＝3)。本实施例说明，除共价端点连接外，还可将肝素进一步共价连接于涂层，而在EtO灭菌后保持显著的肝素活性。
实施例16
本实施例描述了肽抗菌素制剂作为生物相容性有机组合物与固定于被覆基材的生物活性肝素的联用。经过机械压缩和膨胀后，该结构的ATIII结合活性大于5pmol/cm2。
在本实施例中，如实施例3所述，使内腔假体形式的可植入医疗器件肝素化。然后，用实施例8所述条件施加杆菌肽。然后，按照实施例5所述将肝素化的内腔假体进行机械压缩、机械膨胀、冲洗、切割测试、并测定ATIII结合。
用杆菌肽处理、随后压缩和膨胀的样品的抗凝血酶III结合活性大于5pmol/cm2。
实施例17
本实施例描述了将生物相容性有机组合物加入固定于被覆基材且之前经过压缩和膨胀的生物活性肝素。将肽抗菌素制剂选作生物相容性有机组合物。压缩和扩张后，以此方式处理的结构具有显著的肝素ATIII结合。
在本实施例中，按照实施例3所述使内腔假体形式的可植入医疗器件肝素化，并按照实施例5所述进行机械压缩和膨胀。然后，用杆菌肽处理内腔假体，如实施例9所述冲洗。然后，按照实施例5所述将肝素化的内腔假体切割用于测试并测定ATIII结合。
压缩和膨胀、随后加入杆菌肽的肝素化样品的抗凝血酶III结合活性大于5pmol/cm2。
实施例18
本实施例描述固定于被覆基材的生物活性肝素。将固定的生物活性肝素与生物相容性有机组合物混合，机械压缩，机械膨胀，并用肽抗生物制剂处理。以此方式处理的结构在接触机械操作后具有显著的肝素ATIII结合。
如实施例17所述处理和检测内腔假体，但有一个不同之处：在压缩和膨胀之前，如实施例10所述将聚乙二醇与肝素化内腔假体混合。
压缩和膨胀、随后加入杆菌肽的混有生物相容性有机组合物的肝素化样品的抗凝血酶III结合活性大于5pmol/cm2。
实施例19
本实施例描述了将生物活性肝素与位于膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)材料上的被覆材料或涂层共价连接，随后将生物相容性有机组合物(醛活化葡聚糖)共价连接于所述被覆材料。该组合物经过机械压缩和扩张后显示出显著的肝素生物学活性。
在本实施例中，如实施例3所述，使内腔假体形式的可植入医疗器件肝素化。如实施例11所述将醛活化葡聚糖固定于被覆层。然后，按照实施例5所述将肝素化的内腔假体进行机械压缩、机械膨胀、切割测试、并测定ATIII结合。
如本实施例所述制备的样品的抗凝血酶III结合活性大于5pmol/cm2。
实施例20
本实施例描述了将生物活性肝素与位于膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)材料上的被覆材料或涂层共价连接，随后将生物相容性有机组合物(醛活化聚乙二醇，分子量1,000)共价连接于所述被覆材料。该组合物经过机械压缩和扩张后显示出显著的生物肝素活性。
在本实施例中，如实施例3所述，使内腔假体形式的可植入医疗器件肝素化。如实施例12所述将醛活化聚乙二醇固定于被覆层。然后，按照实施例5所述将肝素化的内腔假体进行压缩、膨胀、切割测试并测定ATIII结合。
如本实施例所述制备的样品的抗凝血酶III结合活性大于5pmol/cm2。
实施例21
本实施例描述了将生物活性肝素与位于膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)材料上的被覆材料或涂层共价连接，随后将生物相容性有机组合物(醛活化聚乙二醇，分子量5,000)共价连接于所述被覆材料。该组合物经过机械压缩和扩张后显示出显著的生物肝素活性。
在本实施例中，如实施例3所述，使内腔假体形式的可植入医疗器件肝素化。如实施例13所述将醛活化聚乙二醇固定于被覆层。然后，按照实施例5所述将肝素化的内腔假体进行压缩、膨胀、切割测试并测定ATIII结合。
如本实施例所述制备的样品的抗凝血酶III结合活性大于5pmol/cm2。
实施例22
本实施例描述了将生物活性肝素与位于膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)材料上的被覆材料或涂层共价连接，随后将生物相容性有机组合物(EDC活化的USP肝素)共价连接于所述被覆材料。该组合物经过机械压缩和扩张后显示出显著的生物肝素活性。
在本实施例中，如实施例3所述，使内腔假体形式的可植入医疗器件肝素化。如实施例14所述将USP肝素固定于被覆层。然后，按照实施例5所述将肝素化的内腔假体进行压缩、膨胀、切割测试并测定ATIII结合。
如本实施例所述制备的样品的抗凝血酶III结合活性大于5pmol/cm2。
实施例23
本实施例说明，将生物活性肝素与位于膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)材料上的被覆材料或涂层共价连接，随后肝素与所述涂层的反应基团发生第二次共价连接。为了实现端点连接的肝素的第二次共价连接，用EDC激活羧酸基团，使其与涂层中存在的其余伯胺基发生反应。对该组合物进行机械压缩和膨胀。然后，该结构显示出显著的肝素生物学活性。
在本实施例中，如实施例3所述，使内腔假体形式的可植入医疗器件肝素化。如实施例15所述，使固定肝素与被覆层进一步共价连接。然后，按照实施例5所述将肝素化的内腔假体进行机械压缩、机械膨胀、切割测试并测定ATIII结合。
如本实施例所述制备的样品的抗凝血酶III结合活性大于5pmol/cm2。
实施例24
本实施例描述了将生物活性肝素与位于膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)材料上的被覆材料或涂层共价连接，随后再将生物相容性有机组合物通过不稳定键附加连接于所述被覆材料。所述不稳定键能够局部递送治疗性化合物，而稳定结合的肝素在灭菌以及机械压缩和膨胀后仍然保持显著的ATIII结合活性。
在本实施例中，如实施例3所述，使内腔假体形式的可植入医疗器件肝素化。将该结构放入含肝素的氯化钠盐溶液(1.5g醛改性肝素，29.3gNaCl溶解于1L DI水，pH 3.9)，六十摄氏度(60℃)处理120分钟，以便附加的醛改性肝素通过不稳定共价键端点连接于涂层。重要的是，注意到在醛改性肝素的第二次偶联期间未加入还原剂NaCNBH3。保持非还原状态的伯胺和醛之间形成的键是不稳定的。然后用DI水冲洗样品15分钟，用硼酸盐缓冲液(10.6g硼酸，2.7g NaOH和0.7g NaCl溶解于1L DI水，pH 9.0)冲洗20分钟，最后用DI水冲洗15分钟，然后冻干整个结构，得到结合于ePTFE材料的干燥肝素。
然后，如实施例5所述压缩肝素化内腔假体，如实施例3所述进行灭菌。然后，按照实施例5所述将它们膨胀、切割测试并测定ATIII结合。
如本实施例所述制备的样品的抗凝血酶III结合活性大于5pmol/cm2。
实施例25
本实施例描述了将生物活性肝素与位于膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)材料上的被覆材料或涂层共价连接，随后再将生物相容性有机组合物通过不稳定键附加连接于所述被覆材料。所述不稳定键能够局部递送治疗性化合物，而稳定结合的肝素在机械压缩和膨胀后仍然保持显著的ATIII结合活性。
在本实施例中，如实施例3所述，使内腔假体形式的可植入医疗器件肝素化。将该结构放入含肝素的氯化钠盐溶液(1.5g醛改性肝素，29.3gNaCl溶解于1L DI水，pH 3.9)，六十摄氏度(60℃)培育120分钟，以便附加的醛改性肝素通过不稳定共价键端点连接于涂层。重要的是，注意到在醛改性肝素的第二次偶联期间未加入还原剂NaCNBH3。保持非还原状态的伯胺和醛之间形成的键是不稳定的。然后用DI水冲洗样品15分钟，用硼酸盐缓冲液(10.6g硼酸，2.7g NaOH和0.7g NaCl溶解于1L DI水，pH 9.0)冲洗20分钟，最后用DI水冲洗15分钟，然后冻干整个结构，得到结合于ePTFE材料的干燥肝素。
然后，按照实施例5所述将肝素化的内腔假体进行压缩、膨胀、切割测试并测定ATIII结合。
如本实施例所述制备的样品的抗凝血酶III结合活性大于5pmol/cm2。
实施例26
本实施例描述了将生物活性肝素与位于膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)材料上的被覆材料或涂层共价连接，随后再将生物相容性有机组合物通过不稳定键连接于所述被覆材料。所述不稳定键能够局部递送治疗性化合物，而稳定结合的肝素在EtO灭菌后仍然保持显著的ATIII结合活性。
在本实施例中，片层形式的ePTFE材料获自亚利桑那州弗拉格斯塔夫的W.L.戈尔联合公司，商品名为GORETM微孔过滤介质(GMM-406)，它通过基本等同于实施例2的方式具有含肝素涂层。将该结构放入含肝素的氯化钠盐溶液(1.5g醛改性肝素，29.3g NaCl溶解于1L DI水，pH 3.9)，六十摄氏度(60℃)培育120分钟，以便附加的醛改性肝素通过不稳定共价键端点连接于涂层。重要的是，注意到在醛改性肝素的第二次偶联期间未加入还原剂NaCNBH3。保持非还原状态的伯胺和醛之间形成的键是不稳定的。然后用DI水冲洗样品15分钟，用硼酸盐缓冲液(10.6g硼酸，2.7g NaOH和0.7g NaCl溶解于1L DI水，pH 9.0)冲洗20分钟，最后用DI水冲洗15分钟，然后冻干整个结构，得到结合于ePTFE材料的干燥肝素。
然后，按照实施例2所述将肝素化的材料进行灭菌、切割测试并测定ATIII结合。
如本实施例所述制备的样品的抗凝血酶III结合活性大于5pmol/cm2。
实施例27
本实施例描述了将生物活性肝素与位于膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)材料上的被覆材料共价连接，然后将生物相容性有机组合物(醛活化聚乙二醇)与被覆材料共价连接，最后加入非共价混合的生物相容性有机组合物(杆菌肽)。该组合物接触EtO灭菌后显示出明显的肝素生物学活性。
在本实施例中，片层形式的ePTFE材料获自亚利桑那州弗拉格斯塔夫的W.L.戈尔联合公司，商品名为GORETM微孔过滤介质(GMM-406)，它通过基本等同于实施例2的方式具有含肝素涂层。如实施例12所述将醛活化聚乙二醇(分子量1,000)共价连接于被覆材料，然后如实施例8所述将杆菌肽与该组合物非共价混合。然后如实施例8所述将该组合物进行灭菌和取样，用实施例2所述的ATIII结合实验测定固定肝素的抗凝血酶III结合活性。
如本实施例所述制备的样品的抗凝血酶III结合活性大于5pmol/cm2。
实施例28
本实施例描述了将生物活性肝素与位于膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)材料上的被覆材料共价连接，然后将生物相容性有机组合物(醛活化聚乙二醇)与被覆材料共价连接，最后加入非共价混合的生物相容性有机组合物(杆菌肽)。该组合物经过机械压缩和扩张后显示出显著的肝素生物学活性。
在本实施例中，如实施例3所述，使内腔假体形式的可植入医疗器件肝素化。如实施例12所述将醛活化聚乙二醇(分子量1,000)共价连接于被覆材料，然后如实施例8所述将杆菌肽与该组合物非共价混合。然后，按照实施例5所述将肝素化的内腔假体进行机械压缩、机械膨胀、冲洗、切割测试、并测定ATIII结合。
如本实施例所述制备的样品的抗凝血酶III结合活性大于5pmol/cm2。
实施例29
本实施例描述了将生物活性肝素与位于膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)材料上的被覆材料共价连接，然后将生物相容性有机组合物(醛活化葡聚糖)与被覆材料共价连接，最后加入非共价混合的生物相容性有机组合物(地塞米松)。该组合物接触EtO灭菌后显示出明显的肝素生物学活性。
在本实施例中，片层形式的ePTFE材料获自亚利桑那州弗拉格斯塔夫的W.L.戈尔联合公司，商品名为GORETM微孔过滤介质(GMM-406)，它通过基本等同于实施例2的方式具有含肝素涂层。如实施例11所述，将醛活化葡聚糖共价连接于被覆材料，然后如实施例2所述将地塞米松与该组合物非共价混合，随后灭菌和取样。用实施例2所述的ATIII结合实验测定固定肝素的抗凝血酶III结合活性。
如本实施例所述制备的样品的抗凝血酶III结合活性大于5pmol/cm2。
实施例30
本实施例描述了将生物活性肝素与位于膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)材料上的被覆材料共价连接，然后将生物相容性有机组合物(醛活化葡聚糖)与被覆材料共价连接，最后加入非共价混合的生物相容性有机组合物(地塞米松)。该组合物经过机械压缩和扩张后显示出显著的肝素生物学活性。
在本实施例中，如实施例3所述，使内腔假体形式的可植入医疗器件肝素化。如实施例11所述，将醛活化葡聚糖共价连接于被覆材料，然后如实施例2所述将地塞米松与该组合物非共价混合。然后，按照实施例5所述将肝素化的内腔假体进行机械压缩、机械膨胀、冲洗、切割测试、并测定ATIII结合。
如本实施例所述制备的样品的抗凝血酶III结合活性大于5pmol/cm2。
实施例31
本实施例描述了将生物活性肝素与位于膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)材料上的被覆材料或涂层共价连接，然后再将生物相容性有机组合物(聚乙二醇)通过不稳定键与被覆材料连接，最后加入非共价混合的生物相容性有机组合物(地塞米松)。该组合物接触EtO灭菌后显示出明显的肝素生物学活性。
在本实施例中，片层形式的ePTFE材料获自亚利桑那州弗拉格斯塔夫的W.L.戈尔联合公司，商品名为GORETM微孔过滤介质(GMM-406)，它通过基本等同于实施例2的方式具有含肝素涂层。用实施例12所述的方法(除了加入NaCNBH3)将醛改性聚乙二醇(1,000MW)通过不稳定键连接于涂层。重要的是，注意到在醛改性聚乙二醇的偶联期间未加入还原剂NaCNBH3。保持非还原状态的伯胺和醛之间形成的键是不稳定的。然后用DI水冲洗样品15分钟，用硼酸盐缓冲液(10.6g硼酸，2.7g NaOH和0.7g NaCl溶解于1L DI水，pH 9.0)冲洗20分钟，最后用DI水冲洗15分钟，然后冻干整个结构，得到结合于ePTFE材料的干燥肝素和聚乙二醇。然后，如实施例2所述将地塞米松与该组合物非共价混合。然后，将该肝素化材料灭菌、取样，并用实施例2所述的ATIII结合实验测定它的抗凝血酶III结合活性。
如本实施例所述制备的样品的抗凝血酶III结合活性大于5pmol/cm2。
实施例32
本实施例说明将生物活性肝素与位于膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)材料上的被覆材料或涂层共价连接，然后再将生物相容性有机组合物(聚乙二醇)通过不稳定键与被覆材料连接，最后加入非共价混合的生物相容性有机组合物(地塞米松)。该组合物经过机械压缩和扩张后显示出显著的肝素生物学活性。
在本实施例中，如实施例3所述，使内腔假体形式的可植入医疗器件肝素化。用实施例12所述的方法(除了加入NaCNBH3)将醛改性聚乙二醇(1,000MW)通过不稳定键连接于涂层。重要的是，注意到在醛改性聚乙二醇的偶联期间未加入还原剂NaCNBH3。保持非还原状态的伯胺和醛之间形成的键是不稳定的。然后用DI水冲洗样品15分钟，用硼酸盐缓冲液(10.6g硼酸，2.7g NaOH和0.7g NaCl溶解于1L DI水，pH 9.0)冲洗20分钟，最后用DI水冲洗15分钟，然后冻干整个结构，得到结合于ePTFE材料的干燥肝素和聚乙二醇。然后，如实施例2所述将地塞米松与该组合物非共价混合。然后，按照实施例5所述将肝素化的内腔假体进行机械压缩、机械膨胀、冲洗、切割测试、并测定ATIII结合。
如本实施例所述制备的样品的抗凝血酶III结合活性大于5pmol/cm2。

Claims (39)

1.一种医疗器件，其包括：
基材：
附连于所述基材的至少一部分表面的聚合物被覆材料，具有抗-凝血酶III结合活性的多个生物活性实体共价连接于所述聚合物被覆材料的至少一部分；和
与所述聚合物被覆材料结合的生物相容性组合物，
其中所述基材经过灭菌或者压缩和膨胀后，所述生物活性实体的抗-凝血酶III结合活性至少为5皮摩尔抗-凝血酶III/平方厘米(pmol/cm2)基材。
2.如权利要求1所述的医疗器件，其特征在于，所述生物相容性组合物非共价结合于所述聚合物被覆材料。
3.如权利要求1所述的医疗器件，其特征在于，所述生物相容性组合物共价结合于所述聚合物被覆材料。
4.如权利要求2或3所述的医疗器件，其特征在于，所述基材经过压缩和膨胀后，所述多个生物活性实体的抗-凝血酶III结合活性至少为6皮摩尔抗-凝血酶III/平方厘米(pmol/cm2)基材。
5.如权利要求2或3所述的医疗器件，其特征在于，所述基材经过压缩和膨胀后，所述多个生物活性实体的抗-凝血酶III结合活性至少为7皮摩尔抗-凝血酶III/平方厘米(pmol/cm2)基材。
6.如权利要求2或3所述的医疗器件，其特征在于，所述基材经过压缩和膨胀后，所述多个生物活性实体的抗-凝血酶III结合活性至少为8皮摩尔抗-凝血酶III/平方厘米(pmol/cm2)基材。
7.如权利要求2或3所述的医疗器件，其特征在于，所述基材经过压缩和膨胀后，所述多个生物活性实体的抗-凝血酶III结合活性至少为9皮摩尔抗-凝血酶III/平方厘米(pmol/cm2)基材。
8.如权利要求2或3所述的医疗器件，其特征在于，所述基材经过压缩和膨胀后，所述多个生物活性实体的抗-凝血酶III结合活性至少为10皮摩尔抗-凝血酶III/平方厘米(pmol/cm2)基材。
9.如权利要求2或3所述的医疗器件，其特征在于，所述基材经过压缩和膨胀后，所述多个生物活性实体的抗-凝血酶III结合活性至少为100皮摩尔抗-凝血酶III/平方厘米(pmol/cm2)基材。
10.如权利要求4、5、6、7、8或9所述的医疗器件，其特征在于，在温度约37摄氏度且pH基本为中性的0.15M磷酸盐缓冲液中，所述生物相容性有机组合物的至少一部分由所述医疗器件释放。
11.如权利要求4、5、6、7、8或9所述的医疗器件，其特征在于，所述多个生物活性实体包括糖胺聚糖。
12.如权利要求11所述的医疗器件，其特征在于，所述多个生物活性实体包括端点连接的肝素。
13.如权利要求2或3所述的医疗器件，其特征在于，所述生物相容性组合物是有机化合物。
14.如权利要求13所述的医疗器件，其特征在于，所述有机化合物是多糖。
15.如权利要求14所述的医疗器件，其特征在于，所述多糖是糖胺聚糖。
16.如权利要求15所述的医疗器件，其特征在于，所述多糖是葡聚糖。
17.如权利要求15所述的医疗器件，其特征在于，所述多糖是硫酸葡聚糖。
18.如权利要求13所述的医疗器件，其特征在于，所述有机化合物是聚乙二醇。
19.如权利要求2或3所述的医疗器件，其特征在于，所述生物相容性组合物是抗增殖剂。
20.如权利要求19所述的医疗器件，其特征在于，所述抗增殖剂是地塞米松。
21.如权利要求2或3所述的医疗器件，其特征在于，所述生物相容性组合物包括合成的非极性分子。
22.如权利要求2或3所述的医疗器件，其特征在于，所述生物相容性组合物包括无机化合物。
23.如权利要求22所述的医疗器件，其特征在于，所述无机化合物包括磷酸盐。
24.如权利要求2或3所述的医疗器件，其特征在于，所述聚合物被覆材料包括多层，其中至少一层的化学组分是交联的。
25.如权利要求2或3所述的医疗器件，其特征在于，所述基材的组成是聚合物。
26.如权利要求25所述的医疗器件，其特征在于，所述聚合物基材的组成是氟聚合物。
27.如权利要求26所述的医疗器件，其特征在于，所述氟聚合物材料是聚四氟乙烯。
28.如权利要求2或3所述的医疗器件，其特征在于，所述基材的组成是金属。
29.如权利要求28所述的医疗器件，其特征在于，所述金属组成是镍和钛的合金。
30.如权利要求29所述的医疗器件，其特征在于，所述金属组成是不锈钢。
31.如权利要求2或3所述的医疗器件，其特征在于，所述聚合物被覆材料包括至少一层聚乙烯亚胺。
32.如前述任一项权利要求所述的医疗器件，还包括在对所述器件进行灭菌或压缩和膨胀之前混入的第二种生物相容性组合物。
33.如权利要求32所述的医疗器件，其特征在于，所述第二种生物相容性组合物是抗增殖剂。
34.如权利要求33所述的医疗器件，其特征在于，所述抗增殖剂是地塞米松。
35.如前述任一项权利要求所述的医疗器件，还包括在对所述器件进行灭菌或压缩和膨胀之后混入的第二种生物相容性组合物。
36.如权利要求35所述的医疗器件，其特征在于，所述第二种生物相容性组合物是抗微生物化合物。
37.如权利要求36所述的医疗器件，其特征在于，所述抗微生物化合物是杆菌肽。
38.一种医疗器件，其包括基材，所述基材的至少一部分表面上存在具有抗-凝血酶III结合活性的多个化学实体，所述基材经过压缩和膨胀后，至少90％所述抗-凝血酶III结合活性被保留。
39.一种灭菌医疗器件，其包括基材，所述基材的至少一部分表面上存在具有抗-凝血酶III结合活性的多个化学实体，对所述化学实体进行灭菌后，至少90％所述抗-凝血酶III结合活性被保留。
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