CN112618782A

CN112618782A - 生物可分解的止血海绵

Info

Publication number: CN112618782A
Application number: CN202010517594.9A
Authority: CN
Inventors: 杨正昌; 张良裕; 洪士涵; 张馨仁; 邓乃嘉
Original assignee: Taipei Medical University TMU
Current assignee: Taipei Medical University TMU
Priority date: 2019-10-09
Filing date: 2020-06-09
Publication date: 2021-04-09
Also published as: US20210106716A1

Abstract

本发明提供一种生物可分解的海绵，其包含由约5％至约20％(w/w)的丝蛋白质、约5％至约85％(w/w)的水溶性合成聚合物或水溶性合成聚合物的混合物、及约10％至约90％(w/w)的多醣的混合物经过冷冻干燥所形成的三维多孔架构。

Description

生物可分解的止血海绵

技术领域

本发明涉及具有生物可分解的止血特性的产品。更特定而言，本发明涉及一种具有丝蛋白质的海绵。

背景技术

止血是使损伤部位止血同时维持循环中其他地方的正常血流的生理过程，一种涉及细胞(血小板，尤其纤维母细胞)，及可溶性(凝血因子及抑制剂)及不溶性蛋白质(细胞外基质蛋白质)的复杂生理过程。已研发出用于在公知助剂不可用或低于最佳效果的情形下控制出血的材料。例示性已知敷料包括微原纤胶原蛋白止血剂、壳聚糖止血剂、沸石、凝血酶及纤维蛋白质胶产品及发泡体形成剂等。

US2012/0,114,592A1提供一种生物可分解的止血发泡体，其包含水溶性聚合物与包含非晶形片段及结晶片段的相分离的聚氨基甲酸酯的聚合物掺合物。US10,039,721B2提供一种包括丝蛋白质层及亲水性糖苷化合物的敷料，且所述亲水性糖苷化合物涂布于所述丝蛋白质层上。

然而，需要不断改良易于促进止血的能力。

发明内容

本发明提供一种生物可分解的海绵，其包含三维多孔架构，所述三维多孔架构是通过冷冻干燥约5％至约20％(w/w)的丝蛋白质，约5％至约85％(w/w)的水溶性聚合物或水溶性合成聚合物的混合物及约10％至约90％(w/w)的多醣或多醣混合物的溶液而形成。本文及后所述(w/w)是指以重量为基准。

本发明亦提供一种制备生物可分解的海绵的方法，其包含混合约5％至约20％(w/w)的丝蛋白质、约5％至约85％(w/w)的水溶性合成聚合物或水溶性合成聚合物的混合物及约10％至约90％(w/w)的多醣或多醣混合物从而形成溶液，且随后冷冻干燥所述溶液从而形成生物可分解的海绵。

在一个实施例中，在冷冻干燥之前，将所述溶液置放在降低的温度下。在一个实施例中，温度以2阶段方式降低。在另一实施例中，使第一阶段的温度降低至约4℃+/-约2℃，且使第二阶段的温度以大于5℃/min的速率逐渐降低至约-20℃+/-约2℃。在另一实施例中，随后将所述溶液置放在约-20℃+/-约2℃下超过14小时。

在一些实施例中，所述丝蛋白质为蚕丝蛋白质或蛛丝蛋白质或其片段。在一个实施例中，所述丝蛋白质呈冻干形式或结构的形式。在一些实施例中，丝蛋白质的量在约5％至约15％(w/w)、约5％至约10％(w/w)、约8％至约20％(w/w)、约10％至约20％(w/w)、约12％至约20％(w/w)、约15％至约20％(w/w)或约8％至约20％(w/w)范围内。

在一些实施例中，水溶性合成聚合物包括但不限于：聚乙二醇(PEG)、聚乙烯基吡咯啶酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、聚氧化乙烯(PEO)、聚(氧化丙烯)(PPO)、聚(丙二醇)(PPG)及其混合物。在一些实施例中，聚合物的量在约5％至约80％(w/w)、约5％至约75％(w/w)、约5％至约70％(w/w)、约5％至约65％(w/w)、约5％至约60％(w/w)、约5％至约55％(w/w)、约5％至约50％(w/w)、约5％至约45％(w/w)、约5％至约40％(w/w)、约5％至约35％(w/w)、约5％至约30％(w/w)、约5％至约25％(w/w)、约5％至约20％(w/w)、约5％至约15％(w/w)、约10％至约85％(w/w)、约15％至约85％(w/w)、约20％至约85％(w/w)、约25％至约85％(w/w)、约30％至约85％(w/w)、约35％至约85％(w/w)、约40％至约85％(w/w)、约45％至约85％(w/w)、约50％至约85％(w/w)、约55％至约85％(w/w)、约60％至约85％(w/w)、约65％至约85％(w/w)、约70％至约85％(w/w)或约75％至约85％(w/w)范围内。

在一些实施例中，多醣包括但不限于：纤维素、纤维素衍生物、甲基纤维素(MC)、羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素(CMC)、乙基(羟乙基)纤维素(EHEC)、乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、乙基纤维素、烷基纤维素、烷氧基纤维素、羟乙基纤维素、壳聚糖、壳聚糖水解产物及肝糖。在一些实施例中，多醣的量在约10％至约85％(w/w)、约10％至约80％(w/w)、约10％至约75％(w/w)、约10％至约70％(w/w)、约10％至约65％(w/w)、约10％至约60％(w/w)、约10％至约55％(w/w)、约10％至约50％(w/w)、约10％至约45％(w/w)、约10％至约40％(w/w)、约10％至约35％(w/w)、约10％至约30％(w/w)、约10％至约25％(w/w)、约10％至约20％(w/w)、约20％至约90％(w/w)、约25％至约90％(w/w)、约30％至约90％(w/w)、约35％至约90％(w/w)、约40％至约90％(w/w)、约45％至约90％(w/w)、约50％至约90％(w/w)、约55％至约90％(w/w)、约60％至约90％(w/w)、约65％至约90％(w/w)、约70％至约90％(w/w)、约75％至约90％(w/w)或约80％至约90％(w/w)范围内。

本发明亦提供一种敷料，其包含本发明的生物可分解的多孔海绵。在一些实施例中，所述敷料为鼻填料、多孔架构、止血海绵、架构或传递植入物的物质。在一些实施例中，所述鼻填料呈栓子、片状或填塞条的形式。

本发明亦提供一种控制出血、改善伤口愈合或闭合、防止组织黏连、填塞身体的窦或空腔、或支持组织再生的方法，其包含将本发明的生物可分解的多孔海绵施用于需要其的部位。在一些实施例中，本发明的方法维持伤口稳定24小时且在72小时后逐渐降解。在另一实施例中，本发明的多孔海绵可在降解之前维持30天。

图式简单说明

图1展示浸没于标准生理食盐水中0小时、24小时、48小时、72小时及96小时时的RhinoSilk I、RhinoSilk II及

团块的像片。

图2展示RhinoSilk I及

的压缩强度。

图3A及3B展示在电子显微镜下RhinoSilk I及

的结构。

具体实施方式

本文中所使用的各种术语与一般熟习此项技术者所理解的含义一致。藉助于进一步说明，如下定义若干术语。

除非上下文另外清楚，否则术语「一(a)」可理解为意谓「至少一」。如本申请案中所使用，术语「或」可理解为意谓「及/或」。

如本申请案中所使用，术语「约」与「大致」作为同义词使用。本申请案所使用任何数值在有或无「约/大致」的情况下，均意谓涵盖熟习相关技术者咸了解的任何正常波动。在某些实施例中，除非另外说明或另外自上下文显而易见(除非所述数值超过可能值的100％)，否则术语「大致」或「约」是指处于所陈述参考值的任一方向(大于或小于)的25％、20％、19％、18％、17％、16％、15％、14％、13％、12％、11％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％或更小范围内的数值。

如本文所使用，术语「丝蛋白质」及「丝多肽」是指可用于制造丝纤维、及/或纤维蛋白质复合物的纤维蛋白质/多肽。

如本文所使用，术语「生物可分解」是指当引入至细胞中时，会分解为细胞可再利用或处理成对细胞无显著毒性作用的组分的材料。

如本文所使用，术语「孔隙率」：如本文所用的术语「孔隙率」是指材料中空隙空间的量度且为空隙体积占总体积的百分率，呈0与100％的间的百分比。

本发明提供一种用于填塞人体或动物体中的窦或空腔的一般多孔且生物可分解的吸收性海绵。本发明的海绵可维持伤口稳定24小时且在72小时后逐渐降解。

本发明的生物可分解的海绵为生物可分解性，其能够使聚合物降解且崩解成化学或生物化学产物。另外，这些海绵具有生物可吸收特性，因此其可被人体或动物体代谢，且在体内使用。

所述生物可分解的海绵包含三维多孔架构，其尤其适用于填塞人体或动物体中的窦或空腔且能够止血及保存组织。

本发明的生物可分解的海绵是由约5％至约20％(w/w)的丝蛋白质、约5％至约85％(w/w)的水溶性合成聚合物或水溶性合成聚合物的混合物、及约10％至约90％(w/w)的多醣或多醣混合物的溶液经过冷冻干燥来制备。

在冷冻干燥之前，将丝蛋白质、水溶性合成聚合物或其混合物及多醣或其混合物的溶液置放在以2阶段方式降低的温度下。使第一阶段的温度降低至约4+/-约2℃，从而使得溶液温度达到约4+/-约2℃。随后，使溶液温度以大于5℃/min的速率逐渐降低至约-20℃+/-约2℃。此外，随后将溶液置放于约-20℃+/-约2℃下超过14小时。

因此，本发明提供一种具有高孔隙率的可分解海绵且孔隙为互连。所述海绵亦可用作供针对组织工程改造及其他生物材料应用的其他治疗剂/生物活性分子/细胞(原生或干细胞)用的载体。

本发明的海绵可用于各种应用；例如，用于渗液伤口的吸收性发泡体敷料，用于鼻腔内处理、耳部及其他体腔的敷料、用作药物及细胞载体及细胞生长基质、用作各种治疗剂及抗微生物剂的载体、或用作受损组织的保护层。

熟习此项技术者将认识到，除上述实施例之外，本发明的聚电解质错合物凝胶、软组织增强植入物及方法将具有各种其他用途。其将了解，前述说明书及随附图式是藉助于说明来阐述且不限制本发明。应进一步了解，可在不背离本发明的精神及范畴的情况下在其中进行各种修改及改变，其仅受所附申请专利范围的范畴限制。

实例

实例1制备本发明的生物可分解的海绵

混合以下比率的聚(乙烯醇)/聚(乙烯基吡咯啶酮)、琼脂糖及羧基甲基壳聚糖(表1)。将所得混合物填充至模具中从而在4±2℃的温度下成形。在溶液温度达到4±2℃之后，将溶液温度以大于5℃/min的速率逐渐降低至-20℃+/-2℃，且随后在-20℃+/-2℃下静置超过14小时从而形成海绵。将所得海绵冷冻干燥从而获得干燥海绵。

实例2对于本发明的生物可分解的海绵的降解测试

将获自实例1的调配物H及G(RhinoSilk I及RhinoSilk II)及市售产品

的海绵切成尺寸为10×5×5mm³的团块。将RhinoSilk及

团块分别置放于各具有3ml标准生理食盐水的容器中且置放于37+/-2℃下。以一定时间间隔拍摄团块像片(参见图1)且在96小时之后使用100g强度进行崩解测试从而确定团块的生物可分解性(TA.XT Plus质构仪(Texture Analyser),Stable Micro Systems,United Kingdom)。

实例3对于本发明的生物可分解的海绵的抗压缩测试

将获自实例1的调配物H(RhinoSilk)及市售产品

的海绵切成尺寸为10×5×5mm³的团块。通过全质构分析(Texture Profile Analysis，TPA)(TA.XT Plus质构仪，Stable Micro Systems,United Kingdom)量测RhinoSilk及

团块的压缩强度。图2展示RhinoSilk的压缩强度优于

的压缩强度。

实例4本发明的生物可分解的海绵的结构对比

将获自实例1的调配物H(RhinoSilk)及市售产品

的海绵切成尺寸为10×5×5mm³的团块。使用电子显微法(TM-3030,Hitachi,Japan)观测RhinoSilk及

团块。RhinoSilk及

的结构展示于图3中。

Claims

1.一种生物可分解的海绵，其包含三维多孔架构，其是由约5％至约20％(w/w)的丝蛋白质、约5％至约85％(w/w)的水溶性合成聚合物或水溶性合成聚合物的混合物、及约10％至约90％(w/w)的多醣或多醣混合物的溶液经过冷冻干燥而形成。

2.如权利要求1的生物可分解的多孔海绵，其中所述丝蛋白质为蚕丝蛋白质或蛛丝蛋白质或其片段。

3.如权利要求1的生物可分解的多孔海绵，其中所述丝蛋白质呈冻干形式或结构的形式。

4.如权利要求1的生物可分解的多孔海绵，其中所述丝蛋白质的量在约5％至约15％(w/w)范围内。

5.如权利要求1的生物可分解的多孔海绵，其中所述水溶性合成聚合物为聚乙二醇、聚乙烯基吡咯啶酮、聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚(氧化丙烯)、聚(丙二醇)或其混合物。

6.如权利要求1的生物可分解的多孔海绵，其中所述聚合物的量在约5％至约80％(w/w)范围内。

7.如权利要求1的生物可分解的多孔海绵，其中所述多醣为纤维素、纤维素衍生物、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素、乙基(羟乙基)纤维素、乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、乙基纤维素、烷基纤维素、烷氧基纤维素、羟乙基纤维素、壳聚糖、壳聚糖水解产物或肝糖。

8.如权利要求1的生物可分解的多孔海绵，其中所述多醣的量在约10％至约85％(w/w)范围内。

9.如权利要求1的生物可分解的多孔海绵，其中在冷冻干燥的前，将所述溶液置放在以2阶段方式降低的温度下。

10.如权利要求9的生物可分解的多孔海绵，其中使第一阶段的温度降低至约4℃+/-约2℃，且使第二阶段的温度以大于5℃/min的速率逐渐降低至约-20℃+/-约2℃。

11.如权利要求10的生物可分解的多孔海绵，其中随后将所述溶液置放在约-20℃+/-约2℃下超过14小时。

12.一种制备生物可分解海绵的方法，其包含混合约5％至约20％(w/w)的丝蛋白质、约5％至约85％(w/w)的水溶性合成聚合物或水溶性合成聚合物的混合物、及约10％至约90％(w/w)的多醣或多醣混合物，形成溶液，且随后冷冻干燥所述溶液，形成所述生物可分解海绵。

13.如权利要求12的方法，在冷冻干燥的前，其进一步包含将所述溶液置放在以2阶段方式降低的温度下的步骤。

14.如权利要求13的方法，其中使第一阶段的温度降低至约4℃+/-约2℃，且使第二阶段的温度以大于5℃/min的速率逐渐降低至约-20℃+/-约2℃。

15.如权利要求14的方法，其中随后将所述溶液置放在约-20℃+/-约2℃下超过14小时。

16.一种敷料，其包含如权利要求1的生物可分解的多孔海绵。

17.如权利要求16的敷料，其中所述敷料为鼻填料、多孔架构、止血海绵或传递植入物的物质。

18.如权利要求17的敷料，其中所述鼻填料呈栓子、片状或填塞条的形式。

19.一种控制出血、改善伤口愈合或闭合、防止组织黏连、填塞身体的窦或空腔、或支持组织再生的方法，其包含将如权利要求1的生物可分解的多孔海绵施用于有此需要的部位。

20.如权利要求19的方法，其中所述方法维持伤口稳定24小时且在72小时后逐渐降解。