CN101534762A - 适合伤口的多孔生物可吸收敷料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
提供了制备多孔生物可吸收敷料的方法,用于将减压治疗施用至伤口部位。所述方法包括通过使用一种或多种生物可吸收聚合物和成孔剂系统来制备敷料。敷料的延展性允许敷料将被放入伤口部位中,使得其填充所述伤口的形状和尺寸。实施方案包括使用手工塑型和形成绳状敷料。成孔剂系统可在伤口部位外部被活化或在伤口部位内原位形成,从而产生了多孔敷料。将减压导管不固定地连接于伤口部位,以将减压输送到伤口部位。
Description
发明背景
1.发明领域
本发明一般涉及用于制备和使用各种构型的多孔生物可吸收敷料(porous bioresorbable dressing)的方法、系统和组合物。
2.相关领域的描述
伤口愈合可大致地分成三个重叠的基本阶段:发炎、增殖和化脓(maturation)。炎性阶段的特征为止血和发炎。下一个阶段主要由上皮形成、血管生成、肉芽组织形成和胶原沉积组成。最终阶段包括化脓和重塑。诸如缺血、水肿和感染的局部因素和诸如糖尿病、年龄、甲状腺功能减退、营养不良和肥胖的全身因素的影响增加了三步伤口愈合过程的复杂性。然而,伤口愈合的限速步骤通常是血管生成。伤口血管生成的标志是内皮细胞的迁移和毛细血管的形成,其中毛细血管向伤口床的发芽(sprouting)是支持再生组织的关键。肉芽形成阶段和组织沉积需要由毛细血管提供的营养。因此,伤口血管生成的损伤可导致慢性问题的伤口。
血管生成表型的表达是复杂的过程,其需要在连续的步骤中发生许多细胞和分子事件。这些活动中的一些包括内皮细胞增殖、周围基膜的降解、内皮细胞通过结缔组织基质的迁移、管状结构的形成和衬有内皮细胞的(endothelial-lined)管成熟为新血管。血管生成受正调节子和低(reduced)调节子控制。除内皮细胞外,与组织修复相关的细胞例如血小板、单核细胞和巨噬细胞,将血管生成生长因子例如血管内皮生长因子(VEGF)释放到启动血管生成的损伤部位。
目前有几种用于促进伤口愈合的方法,所述方法包括冲洗伤口以除去毒素和细菌、局部和全身的抗生素和麻醉剂以及局部施用生长因子。促进愈合缓慢或不愈合的软组织伤口的伤口愈合的最成功的方式之一是减压治疗。减压治疗一般指在伤口部位处施用低于环境压力的压力,其中减压治疗的量级和时间段足以促进愈合。用于施用减压的设备的实例包括由San Antonio,Texas的Kinetic Concepts,Inc.通过其商用VACUUMASSISTED 或V.A.C.产品线推广的那些设备。诱导愈合过程的减压已被描述于美国专利第5,636,643和5,645,081号,其公开内容通过引用全部并入。
减压用于促进上皮组织和皮下组织从健康组织向伤口部位迁移。典型的减压治疗包括通过敷料将减压施用至伤口部位,所述敷料用作歧管(manifold)来分配所述减压。将敷料制成为适合存在的伤口,将其放入与伤口接触,且然后定期地用更小片的敷料替换,因为伤口开始愈合并变小。尽管带有敷料的减压治疗的使用已经非常成功,但这一方法仍存在许多困难。例如,可能难以获得完全适合伤口的合适宽度、长度或深度的敷料。此外,除去敷料时,也可能除去健康组织,因此引起伤口部位的进一步创伤。
已建议使用生物可降解材料来制备敷料,因此产生了不需要从伤口部位除去的敷料。然而,对于这些敷料中的许多来说,生物可降解聚合物被预先形成为特定的形状。然而,各个伤口具有常变的形状和尺寸。
因此,存在对被容易地制造并形成为适合各个患者的伤口的形状和尺寸的敷料的需求。还存在对不需要从伤口部位除去的敷料的需求。此外,存在对含有孔的敷料的需求,以使得所述敷料可以促进伤口部位处的愈合和健康组织生长。
本文引用的所有参考文献通过以法律所允许的最大程度引用并入。为了背景目的和表现出本领域普通技术人员的知识,参考文献可以以其不被完全并入本文的程度通过引用并入。
发明简述
这些和其它需求通过使用含有开孔(open cell pore)的生物可吸收敷料来满足,其中所述敷料被设计成容易地适合伤口部位的尺寸和形状。因此就其最广泛的意义而言,本发明提出了用于制备和使用各种构型的多孔生物可吸收敷料的方法、系统和组合物。
依照本发明的一个实施方案是用于制备多孔生物可吸收敷料的方法和装置,所述多孔生物可吸收敷料将被用于正经受减压治疗的伤口部位,借此原位发生孔的形成。在这一实施方案中,将生物可吸收聚合物溶解于合适的溶剂中并与化学计算量的成孔剂(porogen)混合。除去残留的溶剂。然后,所得到的敷料通过被手工塑型(hand mold)成填充伤口的形状和尺寸而被放入伤口中。可选地,可以使所得到的敷料成形为绳,然后将所述绳卷入伤口部位中或卷在伤口部位上以适合伤口的形状和尺寸。伤口流体与敷料中的成孔剂反应,在敷料内原位产生孔。将用于密封敷料的布(drape)放在伤口部位处的敷料上。将减压导管不固定地连接于敷料,以将减压输送到伤口部位。
依照本发明的另一个实施方案是用于制备多孔生物可吸收敷料的方法和装置,所述多孔生物可吸收敷料将被用于正经受减压治疗的伤口部位。在这一实施方案中,将生物可吸收聚合物溶解于合适的溶剂中并与化学计算量的成孔剂混合。除去残留的溶剂。然后将敷料置于流体中,借此所述流体与敷料中的成孔剂反应,在所述敷料内产生了孔。然后干燥所得到的敷料,并通过将所述敷料手工塑型成伤口部位的形状和尺寸而将其放入伤口部位中。可选地,可以使所得到的敷料成形为绳,然后将所述绳卷入伤口中以适合伤口的形状和尺寸。将用于密封敷料的布放在伤口部位处的敷料上。将减压导管不固定地连接于敷料,以将减压输送到伤口部位。
依照本发明的另一个实施方案是用于制备多孔生物可吸收敷料的方法和装置,所述多孔生物可吸收敷料将被用于正经受减压治疗的伤口部位,借此原位发生孔的形成。在这一实施方案中,将生物可吸收聚合物和增塑剂溶解于合适的溶剂中并与成孔剂混合。然后,将所得到的混合物与非溶剂接触,使得整个混合物将作为一种敷料从溶液中沉淀出来。除去残留的非溶剂。所得到的敷料通过被手工塑型成伤口的形状和尺寸而被放入伤口部位中。可选地,可以使所得到的敷料成形为绳,然后所述绳卷入伤口中以适合伤口的形状和尺寸。伤口流体(wound fluid)与敷料中的成孔剂反应,在敷料内原位产生了孔。将用于密封敷料的布放在伤口部位处的敷料上。将减压导管不固定地连接于敷料,以将减压输送到伤口部位。
依照本发明的另一个实施方案是用于制备多孔生物可吸收敷料的方法和装置,所述多孔生物可吸收敷料将被用于正经受减压治疗的伤口部位。在这一实施方案中,将生物可吸收聚合物和增塑剂溶解于合适的溶剂中并与成孔剂混合。然后,将所得到的混合物放入非溶剂中。非溶剂应该是使得聚合物、增塑剂和成孔剂从溶液中沉淀出来的非溶剂。除去残留的非溶剂。将所得到的沉淀物即敷料放入流体中,借此所述流体与敷料中的成孔剂反应,在所述敷料内产生了孔。然后干燥所得到的敷料,并通过将所述敷料手工塑型成伤口部位的形状和尺寸而将其放入伤口部位中。可选地,可以使所得到的敷料成形为绳,然后将所述绳卷入伤口中或卷在伤口上以适合伤口部位的形状和尺寸。将用于密封敷料的布放在伤口部位处的敷料上。将减压导管不固定地连接于敷料,以将减压输送到伤口部位。
依照本发明的一个实施方案是用于制备多孔生物可吸收敷料的方法和装置,所述多孔生物可吸收敷料将被用于正经受减压治疗的伤口部位,其中所述敷料还含有促进组织生长和/或愈合的因素(factor)。在这一实施方案中,将生物可吸收聚合物溶解于合适的溶剂中并与化学计算量的成孔剂混合。除去残留的溶剂。然后将所得到的敷料放入流体中,借此所述流体与敷料中的成孔剂反应,在所述敷料内产生了孔。一旦反应完成,就从流体中取出敷料,并使其干燥。这时,所得到的多孔敷料可用各种物质来涂敷,所述物质包括但不限于细胞、生长因子或促进细胞生长和/或愈合的其它营养物。然后,多孔敷料通过被手工塑型成伤口的形状和尺寸而被放入伤口部位中。可选地,可以使所得到的敷料成形为绳,然后将所述绳卷入伤口中或卷在伤口上以适合伤口部位的形状和尺寸。将用于密封敷料的布放在伤口部位处的敷料上。将减压导管不固定地连接于敷料,以将减压输送到伤口部位。
根据随后的附图和详细描述,本发明的其它目的、特征和优点将变得明显。
附图简述
图1阐明依据本发明的一些实施方案的流程图,其说明用碳酸氢钠(sodium biocarbonate)和酸成孔剂系统来制备生物可吸收聚合物的方法以及其在减压治疗中的用途。
图2阐明依据本发明的一些实施方案的流程图,其说明用盐成孔剂系统来制备生物可吸收聚合物的方法以及其在减压治疗中的用途。
图3阐明依据本发明的一些实施方案的流程图,其说明通过使用生物可吸收聚合物和成孔剂系统来制备多孔敷料的方法以及所述多孔敷料在减压治疗中的用途。
图4阐明依据本发明的一些实施方案的流程图,其说明通过使用生物可吸收聚合物和成孔剂系统来制备多孔敷料的方法以及所述多孔敷料在减压治疗中的用途。
图5阐明依据本发明的一些实施方案的流程图,其说明制备以绳的形状的多孔敷料的方法及所述多孔敷料在减压治疗中的用途。
优选实施方案的详述
在以下优选实施方案的详细描述中,参考了附图,所述附图形成本文的一部分,并且在附图中作为例子示出了可实践本发明的具体的优选实施方案。足够详细地描述了这些实施方案以使本领域技术人员能够实践本发明,且应理解,可利用其它的实施方案且可进行逻辑结构的、机械的、电的和化学的变化,而不脱离本发明的精神或范围。为了避免对使本领域技术人员能够实践本发明所不必要的细节,本描述可能省略本领域技术人员已知的某些信息。因此,以下的详细描述将不被认为是限制意义的,且本发明的范围仅由所附权利要求来定义。
本发明的所有实施方案包括使用将与减压治疗结合使用的生物可吸收敷料来治疗伤口部位。本发明并不一定受伤口部位的具体位置限制,也不受是减压治疗靶点的组织的类型限制。因此,通过本发明治疗的伤口部位可以是在身体上或身体内的期望促进组织的生长和/或愈合的位置。
依据本发明的第一实施方案是用于制备生物可吸收多孔聚合物敷料的方法和装置,以及所述敷料在减压治疗中的用途,如图1所示。
首先,将一种或多种生物可吸收聚合物溶解于合适的溶剂中(101)。所用溶剂的类型将取决于所选的生物可吸收聚合物。生物可吸收聚合物是生物相容性材料,其降解副产物可以经由体内天然途径生物同化或排泄。生物可吸收聚合物可包括但不限于,丙交酯、聚丙交酯(PLA)、乙交酯聚合物、聚乙醇酸(PGA)、聚(丙交酯-共聚-乙交酯)(poly(lactide-co-glycolide),PLGA)、乙二醇/丙交酯共聚物、聚己内酯、聚羟基丁酯、聚氨基甲酸酯、含磷氮链聚合物、聚乙二醇-聚(丙交酯-共聚-乙交酯)共聚物(poly(ethyleneglycol)-poly(lactide-co-glycolide)co-polymer)、多羟基酸、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酐、聚氨基酸、聚原酸酯、聚缩醛、可降解的聚氰基丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚富马酸酯、可降解的聚氨基甲酸酯、蛋白质(例如清蛋白、胶原蛋白、纤维蛋白、合成的和天然的聚氨基酸)、多糖(例如藻酸酯、肝素和其它天然存在的生物可降解的糖单元的聚合物)。此外,在一个优选的实施方案中,聚合物是PLA:PCL共聚物,其中PLA与PCL的比的范围可从100:0到0:100。在一些优选的实施方案中,PLA:PCL共聚物的比为约90:10。在其它的实施方案中,PLA:PCL共聚物的比为约80:20。在又一个实施方案中,PLA:PCL共聚物的比为约70:30。
将碳酸氢钠和酸的成孔剂系统也加入生物可吸收聚合物的混合物(102)中。所述酸可以是任何非液态或气态形式的酸,因此它是固体或晶体状态。用于其中的合适的酸的实例包括但不限于柠檬酸。所用碳酸氢钠和酸的量可以以化学计算量来使用。还预期碳酸氢钠可以以非化学计算量来使用。此外,所用成孔剂的量应该是产生足够数量的开孔或通道以使伤口流体可以被排出且减压可以未受削弱地继续的量。
然后从所得到的敷料中除去溶剂(103)。除去溶剂的方法的实例包括但不限于蒸发、烘炉干燥(oven drying)、真空干燥、手工捏合(hand kneading)以及类似方法。在一个实施方案中,在约48小时的时间内蒸发溶剂。
在一个实施方案中,可热压敷料以将其挤压并且除去可能存在的任何残留气泡。热压机的板优选地用抑制敷料粘着于板上的材料覆盖或涂敷。合适材料的实例包括,例如特氟隆。为了增加敷料的孔隙率,执业医师(practitioner)可用额外的碳酸氢钠和酸覆盖热压机的顶板和/或底板。在一个优选的实施方案中,敷料的底部表面用具有大于约500μm的尺寸的碳酸氢钠和酸的颗粒涂敷,和/或敷料的顶部表面用具有约90μm至约250μm的尺寸的碳酸氢钠和酸的颗粒涂敷。可选地,人们可使用压印干胶片(imprinting wafer)作为顶板和/或底板,以将孔、线或其它设计印到敷料的顶部和底部上。将敷料在给定的温度和压力下热压,然后冷却。
在这一阶段,敷料应该是有延展性的。因此,可通过使用例如手工塑型敷料以使其适合伤口部位的形状和尺寸来将所述敷料放入伤口部位中(104)。
然后,将减压治疗设备不固定地连接于伤口部位(105)。此处,伤口部位和敷料被由柔性物质制成的布覆盖。优选地,所述布是不可渗透的,因此阻碍或减慢液体或气体的传递。优选地,所述布是由当施用减压治疗时允许水蒸气扩散但是在伤口部位上提供气密密封的材料制成。所述布将遍布伤口部位和敷料的表面,并且延伸超出伤口的边缘。通过例如粘合材料将所述布固定到伤口周围附近的皮肤表面。至少一个减压导管被放在布的下面并从布的下面伸出。减压导管可由任何医疗级的制管材料制成,所述制管材料包括但不限于帕利灵(paralyne)涂敷的硅酮或氨基甲酸酯。此外,管可用防止管粘附于伤口的试剂涂敷。例如,管可用肝素、抗凝剂、抗纤维蛋白原(anti-fibrogen)、抗粘附剂、抗凝血酶原或亲水性物质涂敷。将减压导管放置为与减压源流体相通,所述减压源优选地包括罐(canister),所述罐通过与减压源流体相通而安全地置于真空下。因此,在这一实施方案中,敷料充当歧管分配减压,帮助将减压施用于伤口部位,将流体输送至伤口部位或将从伤口部位除去流体。
在一个可选的实施方案中,将生物可吸收敷料放入伤口部位中,并将歧管放在敷料上。歧管促进在整个伤口部位上均匀地分配减压。然后,伤口部位、敷料和歧管被由柔性的不可渗透的物质制成的布覆盖。所述布将遍布伤口部位、敷料和歧管的表面,并延伸超出伤口的边缘且优选地固定到皮肤表面。将至少一个减压导管不固定地连接于歧管。减压导管还被放置为与减压源流体相通,所述减压源优选地包括罐,所述罐通过与减压源流体相通而安全地置于真空下。
然后,来自伤口部位的伤口流体启动碳酸氢钠和酸之间的酸碱反应,产生了二氧化碳气体(106)。二氧化碳气体的产生将因此将敷料原位转化为具有相互连通的孔或“支架(scaffold)”的三维结构。此外,可将诸如水的流体添加至伤口部位以辅助成孔剂系统反应。在一个可选的实施方案中,步骤(106)可在步骤(105)之前发生。
通常,由二氧化碳气体的产生而产生的孔的尺寸为约50微米至约1500微米。在一个实施方案中,孔的尺寸在约100微米和约500微米之间。在另一个实施方案中,孔的尺寸在约100微米和约250微米之间。应理解,所得到的孔的尺寸取决于碳酸氢钠和酸颗粒的尺寸以及所产生的气体的量。因此,人们可使用任何方法来控制碳酸氢钠和酸颗粒的尺寸,所述方法包括但不限于筛分和离心。在一个实施方案中,使碳酸氢钠和酸通过一种或多种筛网来筛分以产生某一尺寸的颗粒。因此,孔的尺寸至少将是通过筛分产生的颗粒的尺寸。如果敷料是有足够的延展性的,那么所产生的二氧化碳气体将进一步增加孔的尺寸。
此外,所用成孔剂系统的量和成孔剂系统的颗粒尺寸将控制所得到的多孔敷料的孔隙率百分比。应理解,执业医师优选的孔隙率百分比可取决于以下因素:诸如敷料中所用材料(例如生物可吸收聚合物)的机械性质、所需的孔渗透(cell infiltration)、存在或不存在伤口愈合或组织治疗物质以及类似因素。在一个优选的实施方案中,孔隙率百分比为至少约50%。在另一个优选的实施方案中,孔隙率百分比为约70%。
然后将减压治疗施用于伤口(107)。应理解,减压治疗的频率取决于身体的部位、伤口部位的尺寸和形状、具体的敷料或所用的敷料以及施用于所述部位的各种试剂的类型(如果有的话)。此外,根据治疗方案(regiment),减压治疗可基本上是连续的施用或是循环的施用,以使压力随时间波动。随着伤口愈合,多孔敷料被身体消耗并且由肉芽组织替代。
在一个可选的实施方案中,将一种或多种增塑剂添加到溶剂中的生物可吸收聚合物中(102)。增塑剂可以是增加聚合化合物的可变形性的任何材料,其增加所述化合物的软化和柔性。增塑剂可包括但不限于鲸蜡醇酯、甘油、甘油酯、乙酰化甘油酯、单硬脂酸甘油酯、三乙酸甘油酯、三丁酸甘油酯、邻苯二甲酸酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二辛酯、柠檬酸酯、柠檬酸乙酰基三丁酯、柠檬酸乙酰基三乙酯、柠檬酸三丁酯、柠檬酸三乙酯、癸二酸酯、癸二酸二乙酯、癸二酸二丁酯、己二酸酯、壬二酸酯、苯甲酸酯、植物油、富马酸酯、富马酸二乙酯、苹果酸酯、苹果酸二乙酯、草酸酯、草酸二乙酯、琥珀酸酯、琥珀酸二丁酯、丁酸酯、鲸蜡醇酯、水杨酸、三醋精、丙二酸酯、丙二酸二乙酯、蓖麻油、三乙二醇和泊洛沙姆。如果一种或多种增塑剂被包括在聚合物内,那么可通过诸如烘炉干燥或真空干燥的任何方法来除去残留的溶剂(103),只要所用的条件不会促进增塑剂的蒸发。
依据本发明的第二实施方案是用于制备生物可吸收多孔聚合物敷料的方法和装置以及多孔敷料在减压治疗中的用途,如图2所示。
将生物可吸收聚合物溶解于合适的溶剂中(201)。生物可吸收聚合物可由一种或多种生物可吸收的聚合物制成。合适的聚合物包括本发明的其它实施方案中所公开的那些聚合物。在一个可选的实施方案中,还将一种或多种增塑剂添加到生物可吸收聚合物中。
然后,使生物可吸收聚合物与用作成孔剂系统的晶体或固体盐混合(202)。本发明并不受盐的类型限制,只要所述盐具有合适的颗粒尺寸并可溶于流体,即气体、液体或可流动材料,所述流体包括但不限于胶体、敷料、液体、浆、悬浮液、粘性凝胶、糊剂、腻子(putty)和微粒固体。本文所用的合适的盐的实例包括但不限于氯化钠和氯化钾。所用盐的量可以以化学计算量来使用。还预期所述盐可以不是以非化学计算量。
然后除去溶剂(203)。除去溶剂的方法的实例包括但不限于蒸发、烘炉干燥、真空干燥、手工捏合以及类似方法。在一个实施方案中,在约48小时的时间内蒸发溶剂。
在一个可选的实施方案中,可热压所得到的敷料以挤压所述敷料并除去可能存在的任何残留气泡。热压机的板优选地用抑制敷料粘着于板上的材料覆盖或涂敷。合适材料的实例包括,例如特氟隆。为了使敷料后来发展成更多孔的敷料,执业医师可用额外的盐颗粒即成孔剂系统来覆盖热压机的顶板和/或底板。在一个优选的实施方案中,敷料的底部表面用具有大于约500μm的尺寸的盐颗粒涂敷,且敷料的顶部表面用具有约90μm至约250μm的尺寸的盐颗粒涂敷。可选地,人们可使用压印干胶片作为顶板和/或底板,以将孔、线或其它设计印到敷料的顶部和底部上。将敷料在给定的温度和压力下压制,然后冷却。
在这一阶段,敷料应该是有延展性的。因此,人们可通过使用例如手工塑型伤口部位处的敷料以使其填充伤口的形状和尺寸来将所述敷料放入伤口部位中(204)。
然后,将减压设备不固定地连接于伤口部位(205)。在这一步中,伤口部位和敷料被由柔性的不可渗透的物质制成的布覆盖。优选地,所述布是由允许水蒸气扩散但是提供气密包围的材料制成。所述布将遍布伤口部位和敷料的表面,并且延伸超出伤口的边缘。通过例如粘合材料将所述布固定到伤口周围附近的皮肤表面。至少一个减压导管被放在布的下面并从布的下面伸出。减压导管可由任何医疗级的制管材料制成,所述制管材料包括但不限于帕利灵涂敷的硅酮或氨基甲酸酯。此外,管可用防止管粘附于伤口的试剂涂敷。例如,管可用肝素、抗凝剂、抗纤维蛋白原、抗粘附剂、抗凝血酶原或亲水性物质涂敷。因此,在这一实施方案中,敷料充当歧管分配减压。
在一个可选的实施方案中,将生物可吸收敷料放入伤口部位中,并将歧管放在敷料上。歧管促进在整个伤口部位上均匀地分配减压。然后,伤口部位、敷料和歧管被由柔性的不可渗透的物质制成的布覆盖。所述布将遍布伤口部位、敷料和歧管的表面,并延伸超出伤口的边缘且优选地固定到皮肤表面。将至少一个减压导管不固定地连接于歧管。减压导管还被放置为与减压源流体相通,所述减压源优选地包括罐,所述罐通过与减压源流体相通而安全地置于真空下。
然后,伤口流体将与成孔剂系统反应,溶解盐颗粒并因此在敷料内原位产生孔(206),所述伤口流体可包括组织间液或从伤口部位的组织或其毛细血管渗出的液体。此外,可将诸如水的流体添加至伤口部位以辅助成孔剂系统反应。所得到的由溶解盐留下的空间产生具有相互连通的孔的敷料。所得到的孔的尺寸取决于所用盐颗粒的尺寸。因此,人们可使用各种方法来控制盐颗粒的尺寸。例如,可使盐颗粒通过一种或多种筛网来筛分以产生某一尺寸的颗粒。当盐颗粒溶解时,所留下的孔约为所述盐颗粒的尺寸。由溶解盐产生的孔的尺寸可为约50微米至约500微米。在另一个实施方案中,孔的尺寸在约100微米和约400微米之间。在另一个实施方案中,孔的尺寸在约100微米和约250微米之间。
此外,所用成孔剂系统的量和成孔剂系统的颗粒尺寸将控制孔隙率百分比。应理解,优选的孔隙率百分比可取决于以下因素:诸如用于制备敷料的材料的机械性质、所需的孔渗透、存在或不存在被包裹在敷料内或结合到敷料的伤口愈合或组织治疗物质以及类似因素。通过例如使用交联剂、将特定的反应基包含在固态载体或单一分子或两个分子上、静电相互作用、亲水性相互作用、疏水性相互作用、通过使用诸如链霉抗生素的分子的粘附以及使用共价相互作用和非共价相互作用的组合,可将伤口愈合或组织治疗物质共价地或非共价地结合到敷料。
在一个优选的实施方案中,孔隙率百分比为至少约50%。在另一个优选的实施方案中,孔隙率百分比为约70%。
在一个可选的实施方案中,步骤(206)可在步骤(205)之前发生。
然后将减压治疗施用于伤口(207)。随着伤口愈合,敷料被身体消耗并由肉芽组织替代。
在一个可选的实施方案中,将一种或多种增塑剂添加到溶剂中的生物可吸收聚合物中(202)。如果一种或多种增塑剂被包括在聚合物内,那么可通过诸如烘炉干燥或真空干燥的任何方法来除去残留的溶剂(203),只要所用的条件不会促进增塑剂的蒸发。
依据本发明的第三实施方案是用于制备生物可吸收多孔聚合物敷料的方法和装置以及所述敷料在减压治疗中的用途,如图3所示。
将一种或多种生物可吸收聚合物溶解于合适的溶剂中(301)。合适的生物可吸收聚合物可包括本发明的其它实施方案中所论述的任何聚合物。在一个可选的实施方案中,还将至少一种增塑剂添加到生物可吸收聚合物中。
然后,使生物可吸收聚合物与成孔剂系统混合,所述成孔剂系统可包括引起在敷料内产生孔的一种或多种化合物(302)。成孔剂系统的类型并不受限制,并可包括当被放入与流体接触时溶解的化合物。这类成孔剂系统包括无机盐如氯化钠、蔗糖晶体或溶解于诸如水的流体中的明胶球。另一类型的成孔剂系统是碳酸氢钠和酸的混合物。当被放入与流体接触时,碳酸氢钠和酸引起碳酸氢盐和酸反应从而形成二氧化碳气体。然后,所述气体可增加孔的尺寸。
然后除去溶剂,留下敷料(303)。除去溶剂的方法的实例包括但不限于蒸发、烘炉干燥、真空干燥、手工捏合以及类似方法。
在一个可选的实施方案中,可热压敷料以挤压所述敷料并除去可能存在的任何残留气泡。热压机的板优选地用抑制敷料粘着于板上的材料例如特氟隆覆盖或涂敷。为了使敷料后来发展成更多孔的敷料,执业医师可用额外的成孔剂系统颗粒来覆盖热压机的顶板和/或底板。在一个优选的实施方案中,敷料的底部表面用具有大于约500μm的尺寸的成孔剂系统颗粒涂敷,且敷料的顶部表面用具有约90μm至约250μm的尺寸的成孔剂系统颗粒涂敷。可选地,人们可使用压印干胶片作为顶板和/或底板,以将孔、线或其它设计印到敷料的顶部和底部上。将敷料在给定的温度和压力下压制,且然后冷却所述敷料。
然后将敷料置于温水中以增加其延展性并与成孔剂系统反应,由此促使产生孔(304)。所得到的由成孔剂系统留下的空间使得敷料成为具有相互连通的孔的敷料。所得到的孔的尺寸取决于所用成孔剂颗粒的尺寸。因此,人们可使用各种方法来控制成孔剂颗粒的尺寸,例如通过使用筛网来筛分颗粒。此外,所用成孔剂系统的量和成孔剂系统的颗粒尺寸将控制孔隙率百分比。在一个优选的实施方案中,孔隙率百分比为至少约50%。在另一个优选的实施方案中,孔隙率百分比为约70%。
在一个可选的实施方案中,一种或多种物质可用于涂敷多孔敷料或可结合于多孔敷料。例如,敷料可用胶原蛋白、透明质酸、明胶壳聚糖、抗菌剂、治疗剂、抗病毒剂、生长因子、生物活性物质和可以进一步促进愈合和/或组织生长的其他试剂涂敷。此外,敷料可用使所述敷料成为不透射线的物质涂敷。
在一个实施方案中,将敷料浸泡在含有胶原蛋白的溶液中。然后排出敷料的过量溶液并且进行敷料的冻干。
在一个可选的实施方案中,将敷料浸泡在含有胶原蛋白的溶液中,排出过量溶液,且然后使胶原蛋白交联到敷料上。
然后,通过使用手工塑型伤口部位处的敷料以使其填充伤口的形状和尺寸,将敷料放入伤口部位中(305)。在另一个实施方案中,切割敷料以使其适合伤口的尺寸和形状。来自伤口部位的任何伤口流体也可作用于任何剩余的成孔剂系统以产生更多的孔。
然后,将减压设备不固定地连接于伤口部位(306)。伤口部位和敷料被由柔性的不可渗透的物质制成的布覆盖。优选地,所述布是由允许水蒸气扩散但是提供气密包围的材料制成。所述布将遍布伤口部位和敷料的表面,并且延伸超出伤口的边缘。通过例如粘合材料将所述布固定到伤口周围附件的皮肤表面。至少一个减压导管被放在布的下面并且从布的下面伸出。减压导管可由任何医疗级的制管材料制成,所述制管材料包括但不限于帕利灵涂敷的硅酮或氨基甲酸酯。此外,管可用防止管粘附于伤口的试剂涂敷。减压导管还被放置为与减压源流体相通,所述减压源优选地包括罐,所述罐通过与减压源流体相通而安全地置于真空下。因此,在这一实施方案中,敷料充当歧管分配减压。
在一个实施方案中,将歧管放在生物可吸收敷料上。歧管促进在整个伤口部位上均匀地分配减压。然后,将减压导管不固定地连接于歧管。
然后,将减压治疗施用于伤口(307)。随着伤口愈合,敷料被身体消耗并由肉芽组织替代。
依据本发明的第四实施方案是用于制备生物可吸收多孔聚合物的方法和装置以及所述聚合物作为敷料在减压治疗中的用途,如图4所示。
将生物可吸收聚合物溶解于合适的溶剂中(401)。合适的生物可吸收聚合物可包括但不限于本发明的其它实施方案中所公开的聚合物。
然后,使生物可吸收聚合物与一种或多种增塑剂和成孔剂系统混合以形成诸如流体或浆的非固态混合物(402)。成孔剂系统可包括但不限于可溶的盐或碳酸氢钠和酸的组合。所用成孔剂系统的量可以以化学计算量来使用。还预期成孔剂系统可以是以非化学计算量。
然后,将所得到的混合物加入到聚合物、增塑剂和成孔剂的非溶剂中,使得当混合物接触到非溶剂时,所述混合物从溶液中沉淀出来(403)。然后,从所得到的沉淀中除去过量的非溶剂(404)。除去非溶剂的方法的实例包括但不限于蒸发、手工捏合以及类似方法。残留溶剂可通过诸如烘炉干燥或真空干燥的任何方法来除去,只要所用的条件不会促进增塑剂的蒸发。还可热压所得到的敷料以除去可能存在的任何残留气泡。
所得到的敷料应该是有延展性的。因此,通过使用例如手工塑型伤口部位处的敷料以使其填充伤口的形状和尺寸,人们可将敷料放入伤口部位中(405)。可选地,敷料可被塑型成填充伤口的形状和尺寸。在另一个实施方案中,通过将敷料碾成具有所需厚度的片并将所述敷料切割成伤口的所需形状和尺寸,来使敷料成形。
然后,将减压设备不固定地连接于伤口部位(406)。在这一步中,伤口部位和敷料被由柔性的不可渗透的物质制成的布覆盖。优选地,所述布是由允许水蒸气扩散但是提供气密包围的材料制成。所述布将遍布伤口部位和敷料的表面,并且延伸超出伤口的边缘,其中所述布通过例如粘合材料固定到皮肤表面。至少一个减压导管被放在布的下面并从布的下面伸出。减压导管可由任何医疗级的制管材料制成,并可用防止管粘附于伤口的试剂涂敷。减压导管还被放置为与减压源流体相通,所述减压源优选地包括罐,所述罐通过与减压源流体相通而安全地置于真空下。因此,在这一实施方案中,敷料用于分配减压。
在一个可选的实施方案中,将生物可吸收敷料放入伤口部位中,并将歧管放在所述敷料上。歧管促进在整个伤口部位上均匀地分配减压。然后,伤口部位、敷料和歧管被由柔性的不可渗透的物质制成的布覆盖。所述布将遍布伤口部位、敷料和歧管的表面,延伸超出伤口的边缘且优选地固定到皮肤表面。将至少一个减压导管不固定地连接于歧管。减压导管还被放置为与减压源流体相通,所述减压源优选地包括罐,所述罐通过与减压源流体相通而安全地置于真空下。
然后,来自伤口部位的伤口流体将与成孔剂系统反应,原位形成了孔(407)。所得到的由成孔剂系统留下的空间产生了支架,即具有相互连通的孔的敷料。所得到的孔的尺寸取决于所用成孔剂颗粒的尺寸。因此,人们可使用各种方法来控制成孔剂颗粒的尺寸,例如通过使用筛网来筛分颗粒。此外,所用成孔剂系统的量和成孔剂系统的颗粒尺寸将控制孔隙率百分比。在一个优选的实施方案中,孔隙率百分比为至少约50%。在另一个优选的实施方案中,孔隙率百分比为约70%。
在一个可选的实施方案中,在步骤(406)之前,使成孔剂系统与流体接触,使得在敷料即支架被放入伤口部位之前,成孔剂系统与流体反应并形成相互连通的孔。
然后,将减压治疗施用于伤口(408)。随着伤口愈合,敷料被身体消耗并由肉芽组织替代。
在第五实施方案中,如图5所示,制备多孔生物可吸收的绳状敷料或敷料,由于其绳状构型和柔性,所述敷料可被放入任何尺寸、形状或深度的伤口中并且能够完全地填充伤口。绳的形状可以是非编织、编织、针织、麻花状的聚合物纤维以及类似形状。这些不同的形状引进额外的通道或空气袋,且基于聚合物纤维的形状和它们交织性质的程度。
将生物可吸收聚合物溶解于合适的溶剂中(501)。合适的聚合物包括但不限于本发明的其它实施方案中所公开的聚合物。然后,使生物可吸收聚合物与一种或多种增塑剂和成孔剂系统混合以形成诸如流体或浆的非固态混合物(502)。成孔剂系统可包括但不限于可溶的盐或碳酸氢钠和酸的组合。所用成孔剂系统的量可以以化学计算量或非化学计算量来使用。
然后,通过注射器或具有所需的尖端直径的其他设备将所得到的混合物挤入聚合物、增塑剂和成孔剂的非溶剂中,使得所述混合物以线或绳的形式从溶液中沉淀出来(503)。在一个可选的实施方案中,可通过将所得到的混合物碾成具有所需厚度的片并将所述敷料切割成绳的形状,来形成绳。
然后,将绳状敷料转移至诸如水的水介质中,以与成孔剂系统反应并因此形成多孔敷料(504)。所得到的由成孔剂系统留下的空间产生具有相互连通的孔的敷料。所得到的孔的尺寸取决于所用成孔剂颗粒的尺寸。因此,人们可使用各种方法来控制成孔剂颗粒的尺寸,例如通过使用筛网来筛分颗粒。此外,所用成孔剂系统的量和成孔剂系统的颗粒尺寸将控制孔隙率百分比。在一个优选的实施方案中,孔隙率百分比为至少约50%。在另一个优选的实施方案中,孔隙率百分比为约70%。
然后,可通过以下方法来除去过量的介质(505),所述方法包括但不限于:蒸发、手工捏合和类似方法。此外,还可使用烘炉干燥或真空干燥,只要所用的条件不会促进增塑剂的蒸发。如果需要,还可热压绳状敷料以除去可能存在的任何残留气泡。
所得到的敷料应该是有延展性的。因此,绳状敷料可被卷入伤口部位中,以填充伤口的形状或尺寸(506)。在另一个实施方案中,将两根或更多根绳编或捻在一起以形成直径较粗的绳,所述绳然后被卷入伤口部位中。
然后,将减压设备不固定地连接于伤口部位(507)。在这一步中,伤口部位和敷料被由柔性的不可渗透的物质制成的布覆盖。优选地,所述布是由允许水蒸气扩散但是提供气密包围的材料制成。所述布将遍布伤口部位和敷料的表面,并且延伸超出伤口的边缘。通过例如粘合材料将所述布固定到伤口周围附近的皮肤表面。至少一个减压导管被放在布的下面并从布的下面伸出。减压导管可由任何医疗级的制管材料制成并可用防止管粘附于伤口的试剂涂敷。减压导管还被放置为与减压源流体相通,所述减压源优选地包括罐,所述罐通过与减压源流体相通而安全地置于真空下。因此,在这一实施方案中,敷料用来分配减压。
在一个可选的实施方案中,将生物可吸收敷料放入伤口部位中,并将歧管放在敷料上。歧管促进在整个伤口部位上均匀地分配减压。然后,伤口部位、敷料和歧管被由柔性的不可渗透的物质制成的布覆盖。所述布将遍布伤口部位、敷料和歧管的表面,并延伸超出伤口的边缘且优选地固定到皮肤表面。将至少一个减压导管不固定地连接于歧管。减压导管还被放置为与减压源流体相通,所述减压源优选地包括罐,所述罐通过与减压源流体相通而安全地置于真空下。
来自伤口部位的伤口流体与任何残留的成孔剂系统反应,并原位形成额外的孔(508)。然后将减压治疗施用于伤口(509)。随着伤口愈合,敷料被身体消耗并由肉芽组织替代。绳的直径可变化,但是优选地将在约2mm和约7mm之间。
还应理解,生物可吸收敷料可通过适合于执业医师的任何方法来形成。例如,在第六实施方案中,通过在高于其玻璃转变温度上加热一种或多种生物可吸收聚合物,使得所述聚合物是可流动的,来制备多孔生物可吸收敷料。合适的聚合物包括但不限于本发明的其他实施方案中所公开的聚合物。然后,使生物可吸收聚合物与成孔剂系统混合。在另一个实施方案中,还将一种或多种增塑剂添加到生物可吸收聚合物中。在额外加热或不额外加热下,搅拌所得到的混合物,直到生物可降解聚合物与成孔剂系统混合。然后可使混合物形成为片或模子,并冷却。可通过任何方法使所得到的混合物形成为适合伤口部位的形状和尺寸的所需敷料,所述方法包括但不限于手工塑型、激光切割以及类似方法。
通过使12mL二氯甲烷中的2.36g 90:10 PLA:PCL和0.26g柠檬酸三乙酯的溶液与已经被筛分至90-250的颗粒尺寸的1.65g柠檬酸和2.73g碳酸氢钠的混合物混合,来制备多孔的生物可吸收界面层。将悬浮液浇注到特氟隆涂敷的模具上并干燥。然后热压所得到的片,将其在水中浸泡12小时以除去成孔剂并干燥。使用设置有流体口和压力传感器的栅格、500mL/天的盐水输注速率和50、125或200mmHg的外加压力,来模拟治疗。在多孔生物可吸收界面层的4×6英寸的片上进行所述试验(n=3),持续48小时。在预定的时间点收集流体并监测压力。使用5-cm直径的全层切除的猪伤口模型来评价组织对敷料的向内生长。对照伤口(n=3)敷用网状开孔敷料,而试验伤口(n=3)用具有网状开孔敷料的多孔生物可吸收界面层覆盖。然后启动-125mmHg的连续治疗。在各个压力设置下,网状开孔敷料与具有网状开孔敷料的多孔生物可吸收界面层之间的差异极小(0.5-1.6mmHg)。7天后,整体切除具有敷料的组织,固定并H&E染色。
结果表明,网状开孔敷料下多孔生物可吸收界面层的存在不会妨碍流体流过敷料。当网状开孔敷料被直接放在伤口上时,对网状开孔敷料的向内生长是广泛的。当多孔生物可吸收界面层被放在伤口床之间时,没有观察到对网状开孔敷料的向内生长。向内生长仅见于界面层。因此,如果使用生物可吸收界面层,那么仅除去网状开孔敷料将不会破坏新生组织生长。
从上文明显的是,已经提供了具有明显优点的发明。尽管本发明仅以其形式中的一些来说明,但它并不仅限于此,而是容许多种变化和改良,而不偏离本发明的精神。
Claims (25)
1.一种用于促进在伤口部位处的新生组织生长和/或伤口愈合的方法,其包括:
通过将一种或多种生物可吸收聚合物和成孔剂系统溶解于溶剂中并除去所述溶剂来形成敷料;
将所述敷料放入所述伤口部位中,使得所述敷料填充所述伤口部位的尺寸和形状;
放置歧管以使其与所述敷料接触;
用布覆盖所述歧管;
将所述布固定到所述伤口周围的皮肤表面;
通过所述敷料和所述歧管将减压施用于所述伤口部位;以及
通过使伤口流体接触所述敷料内的成孔剂系统而在所述敷料内原位形成孔。
2.如权利要求1所述的方法,其中所述成孔剂系统是碳酸氢钠和至少一种酸。
3.如权利要求2所述的方法,其中所述酸是柠檬酸。
4.如权利要求1所述的方法,其中所述成孔剂系统是盐。
5.如权利要求1所述的方法,其中所述形成敷料进一步包括向所述溶剂添加一种或多种增塑剂。
6.如权利要求1所述的方法,其中所述孔的尺寸在100微米和500微米之间。
7.如权利要求1所述的方法,其中将所述敷料放入所述伤口部位通过手工塑型所述敷料而发生。
8.一种用于促进在伤口部位处的新生组织生长和/或伤口愈合的方法,其包括:
通过将一种或多种生物可吸收聚合物溶解于溶剂中、使成孔剂系统与所述溶剂中的所述聚合物混合以及除去所述溶剂来形成敷料;
使所述敷料与流体接触,使得所述成孔剂系统形成孔;
将所述敷料放入所述伤口部位中,使得所述敷料与所述伤口部位接触;
放置歧管以使其与所述敷料接触;
用布覆盖所述歧管;
将所述布固定到所述伤口周围的皮肤表面;
通过所述敷料和所述歧管将减压施用于所述伤口部位。
9.如权利要求8所述的方法,其中所述成孔剂系统是碳酸氢钠和至少一种酸。
10.如权利要求9所述的方法,其中所述酸是柠檬酸。
11.如权利要求8所述的方法,其中所述成孔剂系统是盐。
12.如权利要求8所述的方法,其中所述形成敷料进一步包括向所述溶剂添加一种或多种增塑剂。
13.如权利要求8所述的方法,其中将所述敷料放入所述伤口部位通过手工塑型所述敷料而发生。
14.一种用于形成将被用于支持在伤口部位处的新生组织生长和/或伤口愈合的敷料的方法,所述方法包括:
将一种或多种生物可吸收聚合物溶解于溶剂中;
向所述溶剂添加成孔剂系统颗粒;
除去所述溶剂以形成固态敷料;
热压所述敷料;
通过使所述敷料与流体接触而促使形成孔。
15.如权利要求14所述的方法,其中所述方法进一步包括:
在热压所述敷料前,用成孔剂系统颗粒涂敷所述敷料。
16.如权利要求14所述的方法,其中所述方法进一步包括:
通过使用热压板将干胶片压在所述敷料的顶部和/或底部上。
17.如权利要求14所述的方法,其中所述方法进一步包括:
用促进愈合的一种或多种物质涂敷所述敷料。
18.一种促进在伤口部位处的新生组织生长和/或愈合的方法,其包括:
通过以下步骤形成敷料:
i)将一种或多种生物可吸收聚合物和成孔剂系统溶解于溶剂中以形成混合物;
ii)将所述混合物放入非溶剂中,使得所述一种或多种生物可吸收聚合物和所述成孔剂系统从ii)溶液中沉淀出来;以及
除去过量的非溶剂;
将所述敷料放入所述伤口部位中,使得所述敷料与所述伤口部位接触;
放置歧管以使其与所述敷料接触;
用布覆盖所述歧管;
将所述布固定到所述伤口周围的皮肤表面;
通过所述敷料和所述歧管将减压施用于所述伤口部位。
19.如权利要求18所述的方法,其中所述敷料进一步包括至少一种增塑剂。
20.如权利要求18所述的方法,其中所述成孔剂系统是碳酸氢钠和至少一种酸。
21.如权利要求18所述的方法,其中所述酸是柠檬酸。
22.如权利要求18所述的方法,其中所述成孔剂系统是盐。
23.如权利要求18所述的方法,其中所述将所述敷料放入所述伤口部位通过手工塑型所述敷料而发生。
24.如权利要求18所述的方法,其中所述方法进一步包括:
在将所述敷料放入所述伤口部位前,使所述敷料形成为绳构型。
25.一种促进在伤口部位处的新生组织生长的方法,其包括:
通过以下步骤形成敷料:
i)通过将一种或多种生物可吸收聚合物溶解于溶剂并向所述溶剂添加成孔剂系统以形成混合物;
ii)通过使用具有所需的尖端直径的设备将所述混合物挤入非溶剂中,使得所述混合物以具有所需直径的绳的形状沉淀;以及
iii)除去过量的非溶剂;
将所述敷料放入所述伤口部位中,使得所述敷料与所述伤口部位接触;
放置歧管以使其与所述敷料接触;
用布覆盖所述歧管;
将所述布固定到所述伤口周围的皮肤表面;
通过所述敷料和所述歧管将减压施用于所述伤口部位。
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