CN113908339B - 修复肩袖假体及其制备方法和修复肩袖假体装置 - Google Patents
修复肩袖假体及其制备方法和修复肩袖假体装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113908339B CN113908339B CN202111166605.4A CN202111166605A CN113908339B CN 113908339 B CN113908339 B CN 113908339B CN 202111166605 A CN202111166605 A CN 202111166605A CN 113908339 B CN113908339 B CN 113908339B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- growth factor
- drug
- balloon body
- carrier
- rotator cuff
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/28—Materials for coating prostheses
- A61L27/34—Macromolecular materials
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
- A61L27/54—Biologically active materials, e.g. therapeutic substances
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
- A61L2300/40—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a specific therapeutic activity or mode of action
- A61L2300/41—Anti-inflammatory agents, e.g. NSAIDs
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
- A61L2300/40—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a specific therapeutic activity or mode of action
- A61L2300/412—Tissue-regenerating or healing or proliferative agents
- A61L2300/414—Growth factors
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
- A61L2300/60—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a special physical form
- A61L2300/602—Type of release, e.g. controlled, sustained, slow
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
- A61L2430/10—Materials or treatment for tissue regeneration for reconstruction of tendons or ligaments
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Dermatology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Prostheses (AREA)
Abstract
本发明涉及一种修复肩袖假体,包括可降解的球囊本体和药物层,药物层包括胶原原料交联形成的载体和生长因子,药物层至少位于球囊本体外表面,还可以同时位于球囊本体内腔侧表面;随修复肩袖假体的降解,可持续释放生长因子,使细胞逐步爬附生长,促进肩袖肌腱生长修复,可以在减轻疼痛的同时恢复肩袖肌腱。本发明还提供修复肩袖假体的制备方法。进一步提供一种修复肩袖假体装置,能够利用配套的输送系统将修复肩袖假体递送至预定位置。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域,特别涉及一种修复肩袖假体及其制备方法和修复肩袖假体装置。
背景技术
肩袖是连接肩胛骨和肱骨头的肌肉-肌腱结构,位于肩关节囊的外层,三角肌的内层。肩袖由前肩袖(肩胛下肌)、上肩袖(冈上肌)、后肩袖(冈下肌和小圆肌)构成,肩袖不仅具有使上臂内旋、外旋和外展的功能,还具有以下主要功能:能稳定肱骨头在关节盂上的位置,避免肱骨头上移撞击肩峰造成疼痛等。因此,肩袖在肩关节的稳定性的维持以及肩关节活动过程中扮演极其重要的角色。
然而随着年龄增长,长期反复的肩关节活动、肩峰下骨质增生,或是反复剧烈的活动,可能会造成肩峰下软组织(关节滑囊、肩袖)的磨损、撕裂,使得肱骨头的稳定性、活动性受损,在肩关节活动过程中患者手臂无法外展、上举等,还可能会由于骨质间或骨质与肩袖的撞击带来剧烈的疼痛,患者夜不能眠,严重影响生活质量以及自理能力。
目前肩袖损伤治疗方式主要包括肩袖部分修补、肩袖重建、局部肌肉转移、上关节囊重建、反式肩关节置换等。对于程度较轻的肩袖损伤,一般手术可获得较好的结果,但大于3cm的损伤,手术效果不明确且容易复发。介入式肩袖球囊是近年来出现的一种治疗方式。目前已上市的肩袖球囊商品是可生物降解肩峰下间隔器,可以植入到肩峰下位置,在肩部和手臂的肩胛骨、肩峰和肱骨之间创造空间,能够减少骨骼之间的摩擦以减轻疼痛,在植入后大约在6~12个月内生物降解。然而,该可生物降解肩袖球囊不能恢复肩袖肌腱,而且降解过程中在肩袖肌腱表面会形成瘢痕粘连愈合,腱骨界面机械强度弱,容易再撕裂而失效。
基于此,有必要提供一种修复肩袖假体,在减轻疼痛的同时促进肩袖修复。
发明内容
基于此,本发明的目的之一在于提供一种修复肩袖假体,通过装载包含生长因子的活性因子,随球囊降解释放生长因子,使细胞逐步爬附生长,促进肩袖肌腱生长修复。
本发明的上述发明目的可以通过以下技术方案实现:
本发明的第一方面提供一种修复肩袖假体,包括球囊本体和载于所述球囊本体的药物层;所述药物层包括载于所述球囊本体外表面的第一药物层;所述第一药物层包括附于所述球囊本体外表面的第一载体和载于所述第一载体的第一生长因子;所述球囊本体可降解,且所述第一载体具有交联胶原结构。
在本发明的一些实施方式中,所述球囊本体的材料选自聚(L-丙交酯-ε-己内酯)、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)、聚乳酸、聚己内酯(PCL)、多肽、聚3-羟基烷酸酯、甲壳素及其衍生物中至少一种;及/或,
所述第一载体的材料选自胶原、蚕丝、细胞外基质(ECM)、ECM凝胶中至少一种。
在本发明的一些实施方式中,所述第一生长因子包含血小板来源生长因子、成纤维细胞生长因子(b-FGF)、转化生长因子-β(TGF-β)、血管内皮细胞生长因子(VEGF)、生长分化因子(GDF)、胰岛素样生长因子-1(IGF-1)、生物活性肽等中至少一种,其中,所述生物活性肽选自微生物抗菌肽、植物抗菌肽、动物抗菌肽、免疫活性肽等中至少一种;及/或,
所述第一药物层中还含有抗炎药物、抗炎因子、抗炎蛋白酶等中至少一种。
在本发明的一些实施方式中,所述第一药物层在所述球囊本体外表面的厚度为1μm~50μm;及/或,所述第一生长因子在所述球囊本体外表面的负载量为10ng/cm2~1000ng/cm2。
在本发明的一些实施方式中,所述第一生长因子与所述第一载体的质量比为(1:1)~(1:200)。
在本发明的一些实施方式中,所述球囊本体的内腔侧表面载有第二药物层,所述第二药物层包括附于所述球囊本体内腔侧表面的第二载体和载于所述第二载体的第二生长因子;所述第二载体可降解。
在本发明的一些实施方式中,所述第二药物层在所述球囊本体内腔侧的厚度为1μm~50μm;及/或,所述第二生长因子在所述球囊本体内腔侧的负载量为1ng/cm2~200ng/cm2;及/或,所述二生长因子与所述第二载体的质量比为(1:100)~(1:1000);及/或,所述第二载体的材料选自胶原、蚕丝、细胞外基质、ECM凝胶中至少一种。
在本发明的一些实施方式中,所述第一生长因子为血小板源性生长因子,所述第二生长因子为转化生长因子-β;或者,所述第一生长因子为转化生长因子-β,所述第二生长因子为成纤维细胞生长因子。
在本发明的一些实施方式中,所述第二生长因子包含血小板来源生长因子、成纤维细胞生长因子(b-FGF)、转化生长因子-β(TGF-β)、血管内皮细胞生长因子(VEGF)、生长分化因子(GDF)、胰岛素样生长因子-1(IGF-1)、生物活性肽等中至少一种;及/或,
所述第二药物层中还含有抗炎药物、抗炎因子、抗炎蛋白酶中至少一种。
在本发明的一些实施方式中,所述第一药物层中的第一载体具有交联胶原结构,所述第二药物层由微米药物颗粒喷涂而成,所述微米药物颗粒包括微米胶原载体和载于所述微米胶原载体的第二生长因子,所述微米药物颗粒的平均粒径选自30μm~200μm。
本发明的第二方面提供一种修复肩袖假体的制备方法,包括如下步骤:
提供可降解的球囊本体;
制备含有第一载体原料和交联剂的混合液,经交联反应制备交联载体液;
将所述交联载体液和含有第一生长因子的第一药物溶液进行混合,制备药物涂覆液;
将所述球囊本体在所述药物涂覆液中浸泡,取出,进行冷冻干燥,在所述球囊本体的外表面形成第一药物层,得到第一载药球囊;
其中,所述第一载体原料选自胶原、蚕丝、细胞外基质、ECM凝胶中任一种。
在本发明的一些实施方式中,所述第一载体原料在所述药物涂覆液中的浓度为10mg/mL~200mg/mL,及/或,所述第一生长因子在所述药物涂覆液中的浓度为1μg/mL~2mg/mL,及/或,所述第一生长因子和所述第一载体原料的质量比为(1:100)~(1:10000)。
在本发明的一些实施方式中,所述第一药物层的厚度为1μm~50μm,及/或,所述第一生长因子在所述球囊本体外表面的负载量为10ng/cm2~1000ng/cm2。
在本发明的一些实施方式中,所述第一生长因子选自血小板来源生长因子、成纤维细胞生长因子、转化生长因子-β、血管内皮细胞生长因子、生长分化因子、胰岛素样生长因子-1、生物活性肽中至少一种,其中,所述生物活性肽选自微生物抗菌肽、植物抗菌肽、动物抗菌肽、免疫活性肽中至少一种;及/或,
所述第一药物溶液还包含抗炎药物、抗炎因子、抗炎蛋白酶中至少一种。
在本发明的一些实施方式中,在将所述球囊本体在所述药物涂覆液中浸泡的步骤中,采用以下任一种浸泡方式:
浸泡方式一:将所述球囊本体整个浸于所述药物涂覆液中,使所述球囊本体的外表面接触所述涂覆液,而所述球囊本体的内表面不接触所述药物涂覆液,在所述球囊本体的外表面形成所述第一药物层;
浸泡方式二:将所述球囊本体整个浸于所述药物涂覆液中,使所述球囊本体的外表面和内腔侧表面均接触所述药物涂覆液,在所述球囊本体的外表面形成所述第一药物层,同时在所述球囊本体的内腔侧表面形成第二药物层;
在本发明的一些优选的实施方式中,所述第二药物层在所述球囊本体内腔侧表面的厚度为1μm~50μm,及/或,所述第二生长因子在所述球囊本体外表面的负载量为1ng/cm2~200ng/cm2。
在本发明的一些实施方式中,所述的制备方法包括如下步骤:
将所述球囊本体整个浸于所述药物涂覆液中,使所述球囊本体的外表面接触所述涂覆液,而所述球囊本体的内表面不接触所述药物涂覆液,取出,进行冷冻干燥,在所述球囊本体的外表面形成所述第一药物层,得到所述第一载药球囊;
然后向所述第一载药球囊的内腔侧表面喷涂微米药物颗粒,形成第二药物层;所述微米药物颗粒包括可降解的微米胶原载体和载于所述微米胶原载体的第二生长因子。
在本发明的一些实施方式中,所述微米药物颗粒的平均粒径为30μm~200μm;及/或,
所述微米药物颗粒中还含有抗炎药物、抗炎因子、抗炎蛋白酶中至少一种;及/或,
所述第二药物层的厚度为1μm~50μm;及/或,
所述第二生长因子在所述第二药物层中的负载量为1ng/cm2~200ng/cm2。
本发明的第三方面提供一种修复肩袖假体装置,包括:
(1)本发明的第一方面所述修复肩袖假体,或者本发明的第二方面所述的制备方法制备而成的修复肩袖假体;及
(2)输送系统,所述输送系统用于将所述修复肩袖假体递送至预定位置。
本发明的第四方面提供一种修复肩袖假体系统,包括:
(s1)本发明的第三方面所述修复肩袖假体装置;和
(s2)充盈介质,其用于充盈所述修复肩袖假体。
本发明提供的修复肩袖假体是一种肩袖球囊,包括可降解的球囊本体以及含有生长因子的药物层(药物层至少位于球囊本体外表面),以可降解的胶原原料经交联形成药物层的载体,将生长因子负载于药物层的载体,可以随肩袖球囊的降解而释放生长因子,使细胞逐步爬附生长,促进肩袖肌腱生长修复,可以在减轻疼痛的同时恢复肩袖肌腱。球囊本体、药物层中的载体均可降解,两者之间的降解速率相互配合,同时与肩袖肌腱的修复周期相匹配。可以通过模拟人体组织液环境评价二者是否具有匹配的降解速率或者将修复肩袖假体植入肩袖损伤的动物体内,通过组织大体观察、病理染色和组织学评分等来评价球囊本体、药物层中载体的降解速率是否匹配。
所述药物层除负载生长因子外,还可以优选地进一步负载其它活性因子,比如具有抗炎的活性因子,可以形成不同种类活性因子之间的协同作用,通过调节细胞增殖、胞外基质合成以及抑制炎症反应,提升损伤肌腱组织的修复效果。
本发明提供的修复肩袖假体中,球囊内腔中也可以通过药物层装载生长因子,从而可以在球囊降解的中后期也提供充足的生长因子,提供更持久的修复效果。
本发明还提供了一种在球囊本体表面通过原位反应交联负载药物层的制备方法,可以在球囊本体外表面包裹具有交联胶原结构的载体,既可以提供生长因子的释放通道,又可以将药物稳定地载于载体层,从而形成稳定的药物层,在载体及球囊本体的降解过程中不会发生大片脱落,从而避免生长因子在降解过程中发生过度释放。
本发明提供的修复肩袖假体装置,除提供修复肩袖假体外,还提供配套的输送系统,可以将所述修复肩袖假体递送至预定位置。修复肩袖假体可以选用已有的输送系统进行递送,比如CN109758269A中采用的输送系统。
本发明提供的修复肩袖假体装置,除提供修复肩袖假体装置外,还可以提供配套的充盈介质,用于充盈所述修复肩袖假体。而且,所述充盈介质中也可以包括生长因子及其它药物因子。在球囊降解的后期也提供一定的生长因子,进一步提升修复效果的持久性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案、更完整地理解本申请及其有益效果,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地,下面描述中的图1仅仅是本申请的一个实施例,对本领域技术人员来说,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据图1获得其他的附图。还需说明的是,图1采用简化的形式绘制,仅用于方便、明晰地辅助说明本发明。图1所示的每一部件的各种尺寸是任意示出的,可能是精准的,也可能是未按实际比例绘制。比如,为了使图示更清晰,图1中有些地方适当夸大了部件的尺寸。如无特别说明,图中各个部件并非按比例绘制。本发明并没有限定每个部件的每种尺寸。
图1为本发明一个实施例的球囊本体的结构示意图;
图2为本发明的一个实施例中药物层的累积释放曲线对比图;
图3为本发明的一个实施例中外表面药物层和球囊内腔药物层对成纤维细胞的增殖促进作用结果图;
图4为本发明的实施例1、实施例2、实施例3的降解曲线对比图;
图5为本发明的实施例1、实施例4、实施例5的降解曲线对比图;
图6为根据本发明的几个实施例的球囊内腔侧药物层生长因子种类对成纤维细胞的增殖促进作用对比图;
图7为根据本发明的几个实施例的不同降解速率组合对肩袖组织修复效果的对比图;
图8为根据本发明的几个实施例的球囊外表面药物层不同生长因子含量对成纤维细胞的增殖促进作用比较图;
图9为根据本发明的几个实施例的球囊内腔侧药物层中生长因子含量对成纤维细胞的增殖促进作用比较图。
具体实施方式
以下结合一些实施方式和一些实施例对本发明的修复肩袖假体及其制备方法和修复肩袖假体装置及系统作进一步详细的说明。在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为充分地理解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。提供这些实施方式和实施例的目的是使对本发明公开内容理解更加透彻全面。应当理解,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式和实施例,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述实施方式和实施例的目的,不是旨在于限制本发明。
术语
除非另外说明或存在矛盾之处,本文中使用的术语或短语具有以下含义:
本文所使用的术语“和/或”、“或/和”、“及/或”的选择范围包括两个或两个以上相关所列项目中任一个项目,也包括相关所列项目的任意的和所有的组合,所述任意的和所有的组合包括任意的两个相关所列项目、任意的更多个相关所列项目、或者全部相关所列项目的组合。需要说明书的是,当用至少两个选自“和/或”、“或/和”、“及/或”的连词组合连接至少三个项目时,应当理解,在本申请中,该技术方案毫无疑问地包括均用“逻辑与”连接的技术方案,还毫无疑问地包括均用“逻辑或”连接的技术方案。比如,“A及/或B”包括A、B和A+B三种并列方案。又比如,“A,及/或,B,及/或,C,及/或,D”的技术方案,包括A、B、C、D中任一项(也即均用“逻辑或”连接的技术方案),也包括A、B、C、D的任意的和所有的组合,也即包括A、B、C、D中任两项或任三项的组合,还包括A、B、C、D的四项组合(也即均用“逻辑与”连接的技术方案)。
本文中所使用的“至少一种”等中,包括所列项目中任一种、任两种或者任意的更多种的情形,还包括全部所列项目的情形。
本文中所使用的“其组合”、“其任意组合”、“其任意组合方式”等中包括所列项目中任两个或任两个以上项目的所有合适的组合方式。
本文中,“合适的组合方式”、“合适的方式”、“任意合适的方式”等中所述“合适”,以能够实施本发明的技术方案、解决本发明的技术问题、实现本发明预期的技术效果为准。
本文中,“优选”仅为描述效果更好的实施方式或实施例,应当理解,并不构成对本发明防护范围的限制。
本发明中,“可选地”、“可选的”、“可选”,指可有可无,也即指选自“有”或“无”两种并列方案中的任一种。如果一个技术方案中出现多处“可选”,如无特别说明,且无矛盾之处或相互制约关系,则每项“可选”各自独立。
本发明中,“第一方面”、“第二方面”、“第三方面”、“第四方面”、“第一药物层”、“第二药物层”、“第一载体”、“第二载体”、“第一生长因子”、“第二生长因子”、“第三生长因子”、“第一药物溶液”、“第一载体原料”等中,术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于描述目的,不能理解为指示或暗示相对重要性或数量,也不能理解为隐含指明所指示的技术特征的重要性或数量。而且“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅起到非穷举式的列举描述目的,应当理解并不构成对数量的封闭式限定。
本发明中涉及“多个”,在数量上等于2或大于2。
本发明中,以开放式描述的技术特征中,包括所列举特征组成的封闭式技术方案,也包括包含所列举特征的开放式技术方案。
在本发明提及的所有文献及这些文献直接引用或者间接引用的文献,都在本申请中被引用作为参考,就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。除非和本申请的发明目的和/或技术方案相冲突,否则,本发明涉及的引用文献以全部内容、全部目的被引用。本发明中涉及引用文献时,相关技术特征、术语、名词、短语等在引用文献中的定义也一并被引用。本发明中涉及引用文献时,被引用的相关技术特征的举例、优选方式也可作为参考纳入本申请中,但以能够实施本发明为限。应当理解,当引用内容与本申请中的描述相冲突时,以本申请为准或者适应性地根据本申请的描述进行修正。
本发明中的温度参数,如无特别限定,既允许为恒温处理,也允许在一定温度区间内存在变动。应当理解的是,所述的恒温处理允许温度在仪器控制的精度范围内进行波动。比如,允许在如±5℃、±4℃、±3℃、±2℃、±1℃的范围内波动。
本发明中涉及的百分比含量,如无特别说明,对于气-气混合物指体积百分比,对于固相-固相混合物指质量百分比wt%,对于液相-液相混合物指体积百分比%(v/v),对于固液混合物指质量百分比wt%或者固液百分比%(w/v)。
本发明中,%(w/w)与wt%均表示重量百分比。
本发明中,涉及质量比的数值范围,比如“(1:1)~(1:200)”与1:(1~200)具有相同含义。比如,A和B的质量比为(1:1)~(1:200),在数值上表示B的质量是A质量的1~200倍。
本发明中,涉及到数值区间(也即数值范围),如无特别说明,可选的数值分布在上述数值区间内视为连续,且包括该数值范围的两个数值端点(即最小值及最大值),以及这两个数值端点之间的每一个数值。如无特别说明,当数值区间仅仅指向该数值区间内的整数时,包括该数值范围的两个端点整数,以及两个端点之间的每一个整数。此外,当提供多个范围描述特征或特性时,可以合并这些范围。换言之,除非另有指明,否则本文中所公开之范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
本发明中,涉及药物层的厚度值,允许存在一定偏差,比如±0.5μm、±0.2μm、±0.1μm等,主要取决于制备方法和测量方法的差异。
本发明中,涉及“可降解”指两个化学结构之间可发生脱离。降解前的连接形式包括但不限于超分子相互作用、化学键。降解的形式包括但不限于水解、酶解、光敏降解等,优选在被植入部位的生理环境下可降解。
本发明中,球囊本体在A~B的时间内降解,表示在植入后的A时间开始降解,在植入后的B时间基本完成降解。也即降解反应主要发生在植入后的A~B的时间区间。以“在6~12月内降解”,表示植入6个月时开始降解,在植入12月内完成降解。
本发明中,球囊本体外表面的药物层中的载体在C时间内降解,表示在植入后0~C时间内基本完成降解。
本发明中,“载于载体的A因子”等中的“载于”,本领域技术人员可以理解其含义,此处的被载物为A因子。这里涉及的“载于”,表示被载物与载体之间的位置限制关系,被载物的活动空间受到载体的限制。“载于”的方式可以是灵活多样的,比如,既可以是被载物附着于载体,也可以是被载物化学接枝于载体,还可以通过氢键等超分子作用将被载物固定于载体。
本发明中,“多肽”指聚氨基酸、小分子蛋白质等由至少3个氨基酸缩聚形成的分子。
本发明中,“聚氨基酸”包括但不限于聚谷氨酸、聚赖氨酸、聚天冬氨酸等。
本发明中,“具有胶原结构”指从材料上具有胶原组分。
本发明中,“具有交联胶原结构”指从材料上具有胶原组分,而且从结构上,这些胶原组分具有交联结构。
如本文所用,ECM指细胞外基质。细胞外基质(ECM)主要由I型胶原蛋白和少量其他ECM物质组成,其他ECM物质例如III型胶原蛋白、Ⅴ型胶原蛋白、生长因子、弹性蛋白、蛋白聚糖等。
本发明中,细胞外基质凝胶,也即ECM凝胶,指ECM通过一系列化学处理得到的脱细胞后的凝胶物。可以通过将生物组织脱细胞、脱脂后制备得到,还可以在脱脂后进一步用蛋白酶进行降解处理。还可参考实施例3中3.2的处理方式。
本发明中的粒径、厚度,如无特别限定,指的是平均粒径、平均厚度。
本发明第一方面提供一种修复肩袖假体,包括球囊本体和载于所述球囊本体的药物层;所述药物层包括载于所述球囊本体外表面的第一药物层;所述第一药物层包括附于所述球囊本体外表面的第一载体和载于所述第一载体的第一生长因子;所述球囊本体可降解,且所述第一载体具有交联胶原结构(也即所述第一载体亦可降解)。
本发明中的修复肩袖假体为一种载药肩袖球囊。
所述修复肩袖假体包括可降解的球囊本体以及含有生长因子的药物层(药物层至少位于球囊本体外表面),以可降解的胶原原料形成药物层的载体,可以随球囊的降解而释放生长因子,使细胞逐步爬附生长,促进肩袖肌腱生长修复,可以在减轻疼痛的同时恢复肩袖肌腱。优选地,球囊本体和药物层中的载体之间具有相匹配的降解速率,同时与肩袖肌腱的修复周期相匹配。本发明中的球囊本体力学性能稳定的有效时间至少6个月,之后逐渐降解,并在12月时完全降解;位于球囊本体外表面的药物层在植入后的6个月内可以逐步降解释放生长因子,促进体内损伤的肩袖肌腱组织在6个月内基本完成修复。
本发明中的球囊本体的材料优选为可降解的。如上所述地,所述球囊本体的材料优选在6~12个月的时间内降解。
在本发明的一些实施方式中,所述球囊本体的材料选自聚(L-丙交酯-ε-己内酯)(PLCL)、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)、聚乳酸、聚己内酯(PCL)、多肽、聚3-羟基烷酸酯、甲壳素及其衍生物等中至少一种。其中,聚乳酸优选为L-型聚乳酸(PLLA)。其中,甲壳素衍生物的举例包括但不限于:壳聚糖、羧甲基壳聚糖、壳寡糖等。甲壳素衍生物可以具有生物可降解、无毒、止血、抗菌等作用。
在本发明的一个实施方式中,所述球囊本体的材料为聚(L-丙交酯-ε-己内酯),可以在6~12个月内降解,也即植入6个月时开始降解,在植入12月内完成降解。
本发明中的药物层,包括载体和载于载体的药物。本发明中的药物层包括位于球囊本体外表面的第一药物层,还可选地包括位于球囊本体内腔侧表面的第二药物层。
本发明中,药物层中的载体也优选可降解材料制备。
第一药物层和第二药物层相互独立。其载体材料、所载药物、制备方法、药物层厚度、负载量等都可以是相互独立的(可以相同也可以不同)。本发明中,第一药物层的载体称为第一载体,第二药物层的载体称为第二载体。第一药物层中的生长因子称为第一生长因子。第二药物层中可选地负载生长因子。如果修复肩袖载体包括第二药物层,则第二药物层中的生长因子称为第二生长因子。可以理解地是,第一载体和第二载体之间相互独立,可以相同也可以不同。第一生长因子和第二生长因子之间也相互独立,可以相同也可以不同。第一药物层的厚度与第二药物层的厚度之间也相互独立,可以相同也可以不同。第一药物层的厚度主要通过第一载体决定,第二药物层的厚度主要通过第二载体控制。
在本发明的一些实施方式中,不包括第二药物层。也即仅在球囊本体外表面设有药物层。此时,仅在球囊本体的单侧载药。
在本发明的一些实施方式中,包括第一药物层和第二药物层。也即仅在球囊本体外表面和内腔侧均设有药物层,也即在球囊本体的双侧载药。
在本发明的一些实施方式中,第一药物层和第二药物层是对称的,也即具有相同的结构和化学成分。
在本发明的一些实施方式中,第一药物层和第二药物层是非对称的,也即结构或.和化学成分存在差异。
在本发明的一些优选的实施方式中,所述药物层包括第二药物层。此时,第二药物层可以在球囊本体降解后继续降解。可以理解的是,第二药物层的降解可以在球囊本体的降解过程中开始,也可以在球囊本体降解基本完成后开始降解。优选地,球囊本体发生降解,产生贯穿孔后,导致第二药物层与外界发生液体发生接触,从而导致降解。存在第二药物层的情况下,在球囊本体基体降解完全后,球囊本体内腔侧的药物层还可以继续释放生长因子,发挥促修复作用。更好地实现体内损伤的肩袖肌腱组织在6个月内完成修复,12个月内保持稳态的修复方式。
第二药物层的降解速率与第一药物层的降解速率之间独立设计。第一药物层主要在球囊本体降解之前释放生长因子,在植入前期提供修复作用。而第二药物层则在球囊本体发生降解后,特别是球囊本体因降解而出现洞穿后,伴随球囊本体的降解进一步释放生长因子,植入的中后期持续提供促修复作用。
在本发明的一些实施方式中,所述第一载体和第二载体的材料各自独立地选自胶原、蚕丝、细胞外基质、ECM凝胶等中至少一种。各自独立地优选在6个月时间内降解。第一载体优选植入后0~6个月内基本完成降解;第二载体优选在球囊本体开始降解后的0~6个月内基本完成降解。通过在球囊本体外表面包裹第一药物层,可以形成外表面药物层、球囊本体之间的梯度降解。进一步在球囊本体内腔侧表面附着第二药物层,还可以进一步形成外表面药物层、球囊本体、内腔侧药物层之间的梯度降解,为肩袖损伤提供更持久的促修复作用。
在本发明的一些实施方式中,所述第一载体和第二载体的材料各自独立地选自胶原、ECM凝胶,其降解周期为4~6个月。
在本发明的一些实施方式中,所述第一载体和第二载体的材料各自独立地选自胶原、蚕丝、细胞外基质、ECM凝胶等,优选降解周期为3~6个月。
在本发明的一些优选的实施方式中,所述第一载体和第二载体的材料各自独立地为胶原。优选I型胶原。所述胶原类型优选具有相对较少细胞的成人肌腱。
在本发明的一些实施方式中,所述第一载体具有三维支架结构。在本发明的一些优选的实施方式中,所述第一载体具有交联胶原结构。胶原的生物相容性好,原料制备简单,而且更容易控制降解周期与球囊本体的降解周期、肩袖修复周期相互配合;交联后的胶原具有相对稳定的三维网格结构,并能够稳定地包裹在球囊本体的外表面,既可以为生长因子提供贯通的释放通道,又可以避免降解过程中发生大片脱落。
在本发明的一些实施方式中,所述第一载体和所述第二载体均具有胶原结构。优选地,所述胶原结构具有交联状结构,也即为交联胶原结构。
在本发明的一些实施方式中,所述第一生长因子和所述第二生长因子各自独立地包含血小板来源生长因子、成纤维细胞生长因子(b-FGF)、转化生长因子-β(TGF-β)、血管内皮细胞生长因子(VEGF)、生长分化因子(GDF)、胰岛素样生长因子-1(IGF-1)、生物活性肽等中至少一种。其中,生物活性肽的举例包括但不限于:微生物抗菌肽、植物抗菌肽、动物抗菌肽、免疫活性肽等。
本发明中的第一生长因子和第二生长因子各自独立地优选选择具有以下促生长作用的生长因子:通过促进细胞增殖、迁移及胞外胶原蛋白的合成参与调控组织的修复过程。举例如:成纤维细胞生长因子(b-FGF)能够参与组织的创伤修复。
本发明中的药物层除含有生长因子外,还可以负载其它活性因子,优选具有抗炎作用的物质。
在本发明的一些实施方式中,所述其它活性因子为抗炎药物或抗炎因子,此时,生长因子与其它活性因子相互配合,可以协同作用,通过调节细胞增殖、胞外基质合成以及抑制炎症反应促进损伤肌腱组织修复。
在本发明的一些实施方式中,所述第一药物层、第二药物层中各自独立地还含有抗炎药物、抗炎因子、抗炎蛋白酶等中至少一种。
所述药物层中的活性因子(包括但不限于生长因子)在载体中可以是游离的,也可以利用超分子相互作用固定,还可以利用化学键固定。当采用化学键固定活性因子时,优选可降解的化学键(例如肽键、酯键、尿烷键等),允许发生水解、酶解等降解形式,更优选在被植入部位的生理环境下可降解。
在本发明的一些实施方式中,第一药物层的厚度为1μm~50μm。优选20μm~40μm。具体举例包括但不限于1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、12μm、14μm、16μm、18μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm等。
在本发明的一些实施方式中,所述第一生长因子与所述第一载体的质量比为(1:100)~(1:10000),一些优选的举例包括但不限于:(1:100)~(1:1000)、(1:100)~(1:200)、(1:300)~(1:500)等。第一生长因子与第一载体质量比的具体举例包括但不限于:1:1000、1:500、1:300、1:250、1:200、1:100等。举例如第一载体为交联胶原,第一生长因子为成纤维细胞生长因子(b-FGF),第一生长因子与第一载体的质量比为1:1000。
在本发明的一些实施方式中,所述第一载体具有交联胶原结构(优选Ⅰ型胶原的交联物),所述第一生长因子为转化生长因子-β(TGF-β),第一生长因子与第一载体的质量比为(1:1)~(1:200)。
在本发明的一些实施方式中,所述第一生长因子在所述球囊本体外表面的负载量为10ng/cm2~1000ng/cm2。一些优选的方式包括但不限于:10ng/cm2~100ng/cm2、100ng/cm2~300ng/cm2、300ng/cm2~600ng/cm2、600ng/cm2~1000ng/cm2具体举例如包括但不限于10ng/cm2、15ng/cm2、20ng/cm2、25ng/cm2、30ng/cm2、35ng/cm2、40ng/cm2、45ng/cm2、50ng/cm2、60ng/cm2、70ng/cm2、80ng/cm2、90ng/cm2、100ng/cm2、150ng/cm2、200ng/cm2、250ng/cm2、300ng/cm2、350ng/cm2、400ng/cm2、450ng/cm2、500ng/cm2、600ng/cm2、700ng/cm2、800ng/cm2、900ng/cm2、1000ng/cm2、等。
在本发明的一些实施方式中,所述第一药物层中的第一生长因子为血小板来源生长因子。
在本发明的一些实施方式中,所述第一药物层中的第一生长因子为转化生长因子-β(TGF-β),进一步优选地,其在球囊本体外表面的负载量为300ng/cm2~600ng/cm2。
在本发明的一些实施方式中,所述第一药物层中的第一生长因子为成纤维细胞生长因子(b-FGF),进一步优选地,其在球囊本体外表面的负载量为300ng/cm2~500ng/cm2。
在本发明的一些优选的实施方式中,所述第一药物层中的第一生长因子为胰岛素样生长因子-1(IGF-1),进一步优选地,其在球囊本体外表面的负载量为100ng/cm2~300ng/cm2。
在本发明的一些优选的实施方式中,所述第一药物层中还包含生长因子以外的其它活性因子,例如,还包含抗炎药物、抗炎因子中至少一种。
在本发明的一些实施方式中,所述球囊本体的内腔侧表面载有第二药物层,所述第二药物层包括附于所述球囊本体内腔侧表面的第二载体和载于所述第二载体的第二生长因子;所述第二载体可降解。
在本发明的一些实施方式中,第二药物层的厚度为1μm~50μm。在本发明的一些优选的实施方式中,第二药物层的厚度为20μm~30μm。具体举例如1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、12μm、14μm、16μm、18μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm等。
在本发明的一些实施方式中,所述第二生长因子与所述第二载体的质量比为(1:100)~(1:1000),一些优选的方式包括但不限于:(1:500)~(1:1000)、(1:100)~(1:300)、(1:300)~(1:500)等。第二生长因子与第二载体质量比的具体举例包括但不限于:1:1000、1:500、1:300、1:250、1:700、1:100等。举例如第二载体为交联胶原,第二生长因子为成纤维细胞生长因子(b-FGF),第二生长因子与第二载体的质量比为1:500。
在本发明的一些实施方式中,所述第二载体具有交联胶原结构(优选Ⅰ型胶原的交联物),所述第人生长因子为转化生长因子-β(TGF-β),第二生长因子与第二载体的质量比为(1:100)~(1:1000)。
在本发明的一些实施方式中,所述第二生长因子在所述球囊本体内腔侧表面的负载量为1ng/cm2~200ng/cm2。一些优选的方式包括但不限于10ng/cm2~100ng/cm2、30ng/cm2~150ng/cm2、100ng/cm2~200ng/cm2。具体举例如包括但不限于10ng/cm2、15ng/cm2、20ng/cm2、25ng/cm2、30ng/cm2、35ng/cm2、40ng/cm2、45ng/cm2、50ng/cm2、60ng/cm2、70ng/cm2、80ng/cm2、90ng/cm2、100ng/cm2、150ng/cm2、200ng/cm2等。
在本发明的一些实施方式中,所述第一药物层在所述球囊本体外表面的厚度为1μm~50μm,所述第一生长因子在所述球囊本体外表面的负载量为10ng/cm2~1000ng/cm2。
在本发明的一些实施方式中,所述第二药物层在所述球囊本体内腔侧的厚度为1μm~50μm;所述第二生长因子在所述球囊本体内腔侧的负载量为1ng/cm2~200ng/cm2;所述第二生长因子与所述第二载体的质量比为(1:100)~(1:1000);所述第二载体的材料选自胶原、蚕丝、细胞外基质、细胞外基质凝胶中至少一种。
在本发明的一些实施方式中,所述第二药物层中的第二生长因子为血小板来源生长因子。
在本发明的一些实施方式中,所述第二药物层中的第二生长因子为转化生长因子-β(TGF-β),进一步优选地,其在球囊本体内腔侧表面的负载量为50ng/cm2~200ng/cm2。
在本发明的一些实施方式中,所述第二药物层中的第二生长因子为成纤维细胞生长因子(b-FGF),进一步优选地,其在球囊本体内腔侧表面的负载量为60ng/cm2~150ng/cm2。
在本发明的一些优选的实施方式中,所述第二药物层中的第二生长因子为胰岛素样生长因子-1(IGF-1),进一步优选地,其在球囊本体内腔侧表面的负载量为30ng/cm2~100ng/cm2。
在本发明的一些优选的实施方式中,所述第二药物层中还包含生长因子以外的其它活性因子,例如,还包含抗炎药物、抗炎因子中至少一种。
在本发明的一些实施方式中,所述第一药物层中的第一生长因子为转化生长因子-β(TGF-β)、纤维细胞生长因子(b-FGF)、胰岛素样生长因子-1(IGF-1)中的一种;所述第二药物层中的第二生长因子为转化生长因子-β(TGF-β)、纤维细胞生长因子(b-FGF)、胰岛素样生长因子-1(IGF-1)中的一种。
在本发明的一些实施方式中,所述第一生长因子为血小板源性生长因子,所述第二生长因子为转化生长因子-β。
在本发明的一些实施方式中,所述第一生长因子为转化生长因子-β,所述第二生长因子为成纤维细胞生长因子。
在本发明的一些实施方式中,所述第一药物层在所述球囊本体外表面的厚度为20μm~40μm,所述第二药物层在所述球囊本体内腔侧的厚度为10μm~30μm。
在本发明的一些实施方式中,所述第一生长因子在所述球囊本体外表面的负载量为100ng/cm2~1000ng/cm2,所述第二生长因子在所述球囊本体内腔侧的负载量为10ng/cm2~200ng/cm2。进一步优选地,所述第一药物层中的第一生长因子为100ng/cm2~700ng/cm2;所述第二药物层中的第二生长因子为30ng/cm2~200ng/cm2。
在本发明的一些实施方式中,所述第一药物层中的第一载体为交联胶原结构(用于负载包括但不限于第一生长因子的药物),所述第二药物层由微米药物颗粒喷涂而成。此时,第二药物更容易被降解。第一药载体的整体交联结构能够稳定地包裹在球囊本体表面,在植入后的中前期为第一生长因子相提供可缓慢降解的载体。第二药物层中的局部的微米胶原结构,既可以为药物提供可稳定负载的交联结构,又因为微米药物颗粒之间无化学键连接,因而可以提供相对加快的降解速度,以便更好地匹配植入中后期对促生长修复作用的需求。在一些优选的实施方式中,所述微米药物颗粒的平均粒径选自30μm~200μm。在一些优选的实施例中,所述微米颗粒的平均粒径的举例包括但不限于:30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、170μm、180μm、190μm、200μm等。在一些优选的实施方式中,所述微米药物颗粒的最大尺寸不超过15 0μm。在一些优选的实施例中,所述微米颗粒的最大尺寸的举例包括但不限于:50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、170μm、180μm、190μm、200μm等。
一些优选的实施方式中,所述微米药物颗粒包括微米交联载体(用于负载包括但不限于第二生长因子的药物)和载于所述微米交联载体的第二生长因子。所述微米药物颗粒的尺寸基本由所述微米交联载体的尺寸确定。也因此,前述关于微米药物颗粒尺寸的定义、优选及举例也适用于所述微米尺寸的交联载体。比如,在一些优选的实施方式中,所述微米交联载体的平均粒径选自30μm~200μm。在一些优选的实施方式中,所述微米交联载体的最大尺寸不超过100μm、150μm、20μm。
一些优选的实施方式中,所述微米药物颗粒包括微米胶原载体(用于负载包括但不限于第二生长因子的药物)和载于所述微米胶原载体的第二生长因子。所述微米药物颗粒的尺寸基本由所述微米胶原载体的尺寸确定。也因此,前述关于微米药物颗粒尺寸的定义、优选及举例也适用于所述微米尺寸的胶原载体。比如,在一些优选的实施方式中,所述微米胶原载体的平均粒径选自30μm~200μm。在一些优选的实施方式中,所述微米胶原载体的最大尺寸不超过100μm、150μm、20μm。
在本发明的一些实施方式中,肩袖球囊植入后1个月内,生长因子与抗炎因子协同作用,避免炎性因子的大量分泌影响新生细胞增殖,2个月后新生的细胞与血管数量开始增加,3个月后新生细胞开始迁移分化,大量新生胶原蛋白形成,6个月后会完成新生组织的重塑,此时球囊开始降解。12个月后球囊完全降解,此时新生的肩袖组织已进入稳态。举例如,在本发明的一些优选的实施方式中,所述第一药物层中的第一生长因子为血小板源性生长因子,在球囊降解前中期起到为肌腱再生创造有利的愈合环境,提高肌腱修复效果作用,所述第二药物层中的第二生长因子为转化生长因子-β(TGF-β),在球囊降解中后期起到减少瘢痕组织和粘连形成,促进肌腱修复作用。在一些优选的实施例中,所述第一药物层中的第一载体具有交联胶原结构,所述第二药物层由微米药物颗粒喷涂而成,所述微米药物颗粒包括微米交联载体和载于所述微米交联载体的第二生长因子,所述微米药物颗粒的平均粒径选自30μm~200μm。在一些优选的实施例中,所述第一药物层中的第一载体具有交联胶原结构,所述第二药物层由微米药物颗粒喷涂而成,所述微米药物颗粒包括微米胶原载体和载于所述微米胶原载体的第二生长因子,所述微米药物颗粒的平均粒径选自30μm~200μm。
在本发明的一些实施方式中,所述第一生长因子为转化生长因子-β(优选负载量为300ng/cm2~600ng/cm2),所述第二生长因子为成纤维细胞生长因子(优选负载量为60ng/cm2~150ng/cm2)。
本发明第二方面提供一种修复肩袖假体的制备方法,可用于制备本发明的第一方面的修复肩袖假体。可以理解,本发明的第一方面的一些术语、短语的定义、优选及举例均可用于本发明的第二方面,举例如球囊本体、第一药物层、第一载体、第一生长因子、第二药物层、第二载体、微米药物颗粒、微米交联载体、微米胶原载体、第二生长因子、球囊本体的材料、第一载体的材料、第二载体的材料、第一药物层的厚度、第二药物层的厚度、微米药物颗粒的尺寸、微米交联载体的尺寸、微米胶原载体的尺寸、其它活性因子、第一生长因子的负载量、第二生长因子的负载量等。
在本发明的一些实施方式中,所述修复肩袖假体的制备方法,包括如下步骤:
S100:提供可降解的球囊本体;
S200:制备含有第一载体原料和交联剂的混合液,经交联反应制备交联载体液;
S300(制备用于第一药物层的药物涂覆液):将所述交联载体液和含有第一生长因子的第一药物溶液进行混合,制备药物涂覆液;
S400(形成外表面的第一药物层):将所述球囊本体在所述药物涂覆液中浸泡,取出,进行冷冻干燥,在所述球囊本体的外表面形成第一药物层,得到第一载药球囊;
其中,所述第一载体原料为胶原原料(优选地,所述第一载体原料选自胶原、蚕丝、细胞外基质、细胞外基质凝胶中任一种)。
所述胶原原料是以胶原为主要成分的原料,比如胶原的含量不低于80%。
本发明的一些实施方式中,所述胶原原料基本由胶原组成。
本发明的一些实施方式中,所述胶原原料100%由胶原组成。
本发明的第二方面提供了一种在球囊本体外表面通过原位反应交联包裹药物层的制备方法,可以在球囊本体外表面包裹具有交联胶原结构的药物层,该药物层中具有交联胶原结构的载体,既可以提供生长因子的释放通道,又可以将药物相对稳定地负载于球囊本体外表面,该交联结构的载体不会随药物层及球囊本体的降解而大片脱落,而载于其中的药物可以随该载体的降解而缓慢释放。
所述可降解的球囊本体可以通过市售获得,也可以采用可降解材料进行制备。用于制备可降解的球囊本体的原料可以选自聚(L-丙交酯-ε-己内酯)、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)、聚乳酸、聚己内酯(PCL)、多肽、聚氨基酸、聚3-羟基烷酸酯、甲壳素及其衍生物中至少一种。制备球囊的方法是本领域技术人员所述知晓的,这里不再赘述。举例如编织、吹塑、注塑成型等方式。
用于制备药物涂覆液的第一载体原料和第一生长因子,可以根据第一药物层的定义来选择。第一载体原料优选可降解的生物相容性的原料,举例如胶原、蚕丝、细胞外基质凝胶中任一种。
所述第一载体原料应当为可交联的原料,能够与交联剂发生交联反应,从而生成交联网络结构。
在本发明的一些优选的实施方式中,所述第一载体原料为可交联胶原,可经交联形成具有交联胶原结构的第一载体。
在本发明的一些实施方式中,所述第一载体为胶原原料,其在所述药物涂覆液中的浓度为10mg/mL~200mg/mL。该浓度的举例包括但不限于10mg/mL、15mg/mL、20mg/mL、25mg/mL、30mg/mL、35mg/mL、40mg/mL、45mg/mL、50mg/mL、60mg/mL、70mg/mL、80mg/mL、90mg/mL、100mg/mL、110mg/mL、120mg/mL、130mg/mL、140mg/mL、150mg/mL、160mg/mL、180mg/mL、200mg/mL、等。
用于制备药物涂覆液的交联剂,可以根据第一载体原料的反应性基团来选择。比如,采用可交联胶原作为第一载体原料时,可以采用如戊二醛作为交联剂。
在本发明的一些实施方式中,所述交联剂选自1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺、戊二醛、环氧化物、京尼平等中至少一种。
在本发明的一些优选的实施方式中,所述交联剂为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺。
在本发明的一些实施方式中,于25℃~37℃进行交联反应4h~24h制备所述交联载体液。交联反应温度的举例包括但不限于25℃、26℃、27℃、28℃、29℃、30℃、31℃、32℃、33℃、34℃、35℃、36℃、37℃。交联反应时间的举例包括但不限于:4h、5h、6h、7h、8h、9h、10h、11h、12h、13h、14h、15h、16h、17h、18h、19h、20h、21h、22h、23h、24h、25h。
在本发明的一些实施方式中,所述第一载体原料为I型胶原,进一步举例如含有伯氨基的胶原凝胶、胶原膜或胶原蛋白。用作第一载体原料的I型胶原的分子量可以为300kDa~400kDa。在一些优选的实施例中,纯度为95%以上。
在本发明的一些实施方式中,所述药物涂覆液中的第一载体原料为ECM凝胶。所述ECM凝胶的举例包括但不限于小肠粘膜下层、膀胱基底膜、羊膜、心包膜等形成的凝胶。
所述药物涂覆液中的第一生长因子的种类、用量等各方面的定义可参考第一方面。在本发明的一些实施方式中,所述药物涂覆液中的第一生长因子为血小板来源生长因子、转化生长因子、成纤维细胞生长因子等中至少一种。
在本发明的一些实施方式中,所述药物涂覆液中的第一生长因子为血小板来源生长因子。
在本发明的一些优选的实施方式中,所述药物涂覆液中,所述第一生长因子浓度为1μg/mL~2mg/mL。该浓度的其举例包括但不限于1μg/mL~1mg/mL、0.01mg/mL~1mg/mL、0.1mg/mL~1mg/mL、1mg/mL~2mg/mL等。举例包括但不限于2μg/mL、5μg/mL、10μg/mL、15μg/mL、20μg/mL、30μg/mL、40μg/mL、50μg/mL、60μg/mL、70μg/mL、80μg/mL、90μg/mL、100μg/mL、200μg/mL、300μg/mL、400μg/mL、500μg/mL、600μg/mL、800μg/mL、1000μg/mL等。
在本发明的一些实施方式中,所述药物涂覆液,第一载体原料与第一生长因子的质量比可以参考本发明的第一方面的第一药物层中第一载体和第一生长因子的质量比。举例如第一载体原料与第一生长因子的质量比为(250:1)~(1000:1)。优选地,所述第一载体为胶原原料。
在本发明的一些优选的实施方式中,所述第一生长因子和所述第一载体原料的质量比为(1:100)~(1:10000)。
本发明的一些实施方式中,所述第一药物层的厚度为1μm~50μm,及/或,所述第一生长因子在所述球囊本体外表面的负载量为10ng/cm2~1000ng/cm2。
在本发明的一些实施方式中,所述药物涂覆液中的第一载体原料的浓度为10mg/mL~100mg/mL;及/或,所述药物涂覆液中的第一生长因子浓度为10μg/mL~1mg/mL,及/或,所述药物涂覆液中的第一载体原料与第一生长因子的质量比为(100:1)~(1000:1)。优选地,所述第一载体为胶原原料。
在本发明的一些实施方式中,于25℃~37℃,将所述球囊本体在所述药物涂覆液中浸泡4h~24h。浸泡温度的举例包括但不限于25℃、26℃、27℃、28℃、29℃、30℃、31℃、32℃、33℃、34℃、35℃、36℃、37℃。浸泡时间的举例包括但不限于:4h、5h、6h、7h、8h、9h、10h、11h、12h、13h、14h、15h、16h、17h、18h、19h、20h、21h、22h、23h、24h、25h。
在本发明的一些实施方式中,采用以下的浸泡方式一:将所述球囊本体整个浸于所述药物涂覆液中,使所述球囊本体的外表面接触所述涂覆液,而所述球囊本体的内表面不接触所述药物涂覆液,在所述球囊本体的外表面形成所述第一药物层。
在本发明的一些实施方式中,采用以下的浸泡方式二:将所述球囊本体整个浸于所述药物涂覆液中,使所述球囊本体的外表面和内腔侧表面均接触所述药物涂覆液,在所述球囊本体的外表面形成所述第一药物层,同时在所述球囊本体的内腔侧表面形成第二药物层。
在本发明的一些实施方式中,浸泡方式一,所述第一药物层在所述球囊本体外表面的厚度为20μm~40μm,所述第一生长因子在所述球囊本体外表面的负载量为100ng/cm2~1000ng/cm2。
在本发明的一些实施方式中,浸泡方式二中,所述第一药物层在所述球囊本体外表面的厚度为20μm~40μm,及/或,所述第一生长因子在所述球囊本体外表面的负载量为100ng/cm2~1000ng/cm2;第二药物层在所述球囊本体内腔侧表面的厚度为10μm~30μm,及/或,所述第二生长因子在所述球囊本体外表面的负载量为1ng/cm2~200ng/cm2。
在本发明的一些优选的实施方式中,浸泡方式二中,所述第二药物层在所述球囊本体内腔侧表面的厚度为1μm~50μm,及/或,所述第二生长因子在所述球囊本体外表面的负载量为1ng/cm2~200ng/cm2。
在本发明的一些实施方式中,在本发明的一些实施方式中,所述步骤S400中,采用所述浸泡方式一得到所述第一载药球囊;然后进行步骤S500:向所述第一载药球囊的内腔侧表面喷涂微米药物颗粒,形成第二药物层。所述微米药物颗粒的定义、优选及举例与本发明的第一方面一致。比如,所述药物颗粒中含有第二生长因子;可选地,所述药物颗粒中还含有抗炎药物、抗炎因子、抗炎蛋白酶中至少一种。
在本发明的一些实施方式中,步骤S400中,进行冷冻干燥前,还包括进行预冻的步骤,也即:S400:将所述球囊本体在所述药物涂覆液中浸泡,取出,进行预冻,冷冻干燥,在所述球囊本体的外表面形成第一药物层得到第一载药球囊。所述预冻温度的举例包括但不限于-80℃、液氮温度等。预冻时间的举例包括但不限于3h、3.5h、4h等。在本发明的一些实施方式中,在-80℃预冻4h。
在本发明的一些实施方式中,将所述药物涂覆液制备成膜,然后剪切成微米药物颗粒,喷涂于所述球囊本体内腔侧表面。
在本发明的一些实施方式中,制备含有第二载体原料和相应交联剂的混合液,经交联反应制备交联载体液;然后将所述交联载体液和含有第二生长因子的第二药物溶液进行混合,制备第二药物涂覆液;然后将所述第二药物涂覆液制备成膜,然后剪切成微米药物颗粒,喷涂于所述球囊本体内腔侧表面。
在本发明的一些实施方式中,所述第一生长因子为血小板源性生长因子,所述第二生长因子为转化生长因子-β。
在本发明的一些实施方式中,所述微米药物颗粒的平均粒径为30μm~200μm,所述第二药物层的厚度为10μm~30μm。
在本发明的一些实施方式中,所述微米药物颗粒的平均粒径为30μm~200μm,所述第二生长因子在所述第二药物层中的负载量为1ng/cm2~200ng/cm2。
在本发明的一些实施方式中,所述修复肩袖假体的制备方法还包括S600:对载药球囊进行灭菌的步骤。所述载药球囊比如包裹有第一药物层的载药球囊(比如在S400步骤的冷冻干燥之后),比如包裹有第一药物层和第二药物层的球囊(比如在S500的喷涂微米药物颗粒完成之后)。
在本发明的一些实施方式中,采用辐照方式灭菌。优选地,在进行辐照灭菌之前,将被灭菌物用包装袋进行封装。
本发明第三方面提供一种修复肩袖假体装置,包括:
(1)本发明的第一方面所述修复肩袖假体,或者本发明的第二方面所述的制备方法制备而成的修复肩袖假体;及
(2)输送系统,所述输送系统用于将所述修复肩袖假体递送至预定位置。
可以采用CN109758269A中的输送系统进行递送。
本发明的第四方面提供一种修复肩袖假体系统,包括:
(s1)本发明的第三方面所述修复肩袖假体装置;和
(s2)充盈介质,其用于充盈所述修复肩袖假体。
所述充盈介质中也可以包括生长因子及其它药物因子。在在球囊降解的后期也提供一定的生长因子,进一步提升修复效果的持久性。
所述充盈介质的举例如生理盐水。
在本发明的一些实施方式中,所述充盈介质为含有生长因子的生理盐水溶液。
检测方法
1、药物层厚度
使用螺旋测微仪,分别检测球囊涂覆药物层前后的整体厚度,利用前后的整体厚度之差计算出药物层厚度。整体厚度的测试取至少6个点,分别取平均值,再计算差值。
2、载药量(负载量)
使用酶联免疫吸附测定法(ELISA)对药物层(球囊外表面药物层或/和球囊内腔药物层)中生长因子的含量进行检测。将负载生长因子的样品使用BSA封闭液处理,然后使用ELISA法的一抗和二抗分别标记,最后转入酶标仪中读取吸光度值,根据标准曲线计算出生长因子的含量。
3、降解时间检测
将样品放入模拟体液中每天观察。样品外观或重量开始发生变化的时间点为降解时间的起始点,样品外观完全消失的时间点为降解终点。
4、释放曲线、降解时长
释放曲线:将待测样品放入PBS溶液中,置于37℃的恒温震荡培养箱中,分别于不同时间点检测PBS溶液中生长因子的含量。每次取出缓冲液后再加入相同体积的新的PBS溶液。以时间为横坐标,生长因子含量为纵坐标,绘制生长因子随时间的累积释放曲线。
降解时长:将待测样品分别置于模拟体液中37℃浸泡震荡,通过外观形态和重量变化观察样品的降解时长。以时间为横坐标,重量变化为纵坐标,绘制样品的降解曲线。
待测样品可以为未负载药物的球囊本体,也可以为载药球囊。其中,载药球囊可以为仅外表面载药物的球囊,也可以为仅内表面负载药物的球囊,也可以为内外均负载药物的球囊。
5、生物修复效果
以对肩袖肌腱处细胞的增殖促进作用为例。
实验组:将载药球囊置于完全培养基中浸泡24h,得到载药球囊的浸泡液。
对照组:将未载药的球囊本体置于完全培养基中浸泡24h,得到空白组浸泡液。
体外共培养:将成纤维细胞接种至6孔板中,加入载药球囊的浸泡液和空白组浸泡液,分别置于37℃的CO2培养箱中,每2天换液一次,7天后观察细胞的数量和形态。
结果分析:根据实验组和对照组中成纤维细胞的数量,来比较不同组别对肩袖肌腱处细胞的增殖促进作用。
以下具体实施例中未写明的实验参数,优先参考本申请文件中给出的指引,还可以参考本领域的实验手册或本领域已知的其它实验方法,或者参考厂商推荐的实验条件。
以下具体实施例中涉及的原料和试剂,可以通过市售得到,或者本领域技术人员能够容易获得或者制备。
实施例1.制备单侧载药球囊(仅外表面载药)和双侧载药球囊(外表面和内腔侧均载药)
1.1.可降解球囊本体的制备
使用聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)为材料,通过共混、注塑、挤出等步骤制备具有如图1所示结构的球囊本体。该球囊本体可通过右侧的注液口添加填充介质(如临床中常用的生理盐水),从而使该球囊本体被充盈。
采用GB/T16886.13方法进行测试,该球囊本体在10个月内(具体为6~12个月左右)可完全降解。
1.2.包含生长因子的药物涂覆液的制备
提取牛跟腱中的Ⅰ型胶原蛋白,通过酶解和去端肽处理得到纯度为95%以上,分子量为30-40万道尔顿的植入级胶原蛋白原料。使用95%乙醇为溶剂,配制浓度为50mmol/L1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺(EDC)和12.5mmol/L N-羟基琥珀酰亚胺的交联液。将胶原蛋白原料使用0.5%乙酸溶解成40mg/mL,然后加入同等体积的交联液,37℃浸泡16h,去除交联液,加入同等体积的1M pH7.4的磷酸盐缓冲液(PBS溶液),清洗3次(2h内),弃去PBS溶液,再加入同等体积的蒸馏水清洗3次(1h内),弃去蒸馏水后加入同等体积的0.1M的PBS,得到交联载体液。称取适量转化生长因子-β(TGF-β)溶于水中,配制成10mg/mL第一药物溶液。向交联载体液中加入1/10体积的第一药物溶液,25℃,700rpm搅拌1h,得到药物涂覆液。
1.3.在球囊本体外表面包裹第一药物层
取2mL药物涂覆液(1.3.中制备),将球囊本体(1.1.中制备)浸入药物涂覆液中,使用胶塞将球囊注液口封堵,仅使球囊本体外表面接触药物涂覆液,然后在25℃条件下浸泡4h,使药物涂覆液均匀覆盖于球囊本体外表面,然后在-40℃预冻4h,再使用真空冷冻干燥机冻干,至球囊表面干燥无液体流出,得到外表面载药球囊,也称为单外侧载药球囊(此为本发明的一种修复肩袖假体的一个实施例)。制备多个以供后续制备及不同测试。
1.4.球囊内腔侧表面负载生长因子
取步骤1.2.中的第一溶液,通过低温真空冷冻干燥制备成胶原膜,在胶原膜表面加入30μg/mL TGF-β溶液2mL,至胶原膜完全湿润,37℃干燥2h,至完全干燥,将其粉碎成为平均粒径约100μm的颗粒(微米药物颗粒),再将此颗粒均匀喷涂于球囊内腔,得到内腔侧与外表面均载药的双侧载药球囊(此为本发明的另一种修复肩袖假体的一个实施例)。制备多个以供后续制备及不同测试。
1.5.包装灭菌
将1.3.得到的单外侧载药球囊、将1.4.得到的双侧载药球囊分别包装于吸塑盒中密封,使用钴60辐照灭菌,得到载药肩袖球囊。
1.6.功能检测
1.6.1.药物层厚度
使用螺旋测微仪分别检测球囊载药前后的整体厚度变化。
分别测定步骤1.3.(外表面载药)前后的整体厚度,利用前后的整体厚度之差计算得出所述药物层的厚度为20μm~40μm。
分别测定步骤1.4.(外表面及内腔侧载药)前后的整体厚度,利用前后的整体厚度之差计算得出内腔侧药物层的厚度为10μm~30μm。
1.6.2.载药量
待测样品制备:从步骤1.3、步骤1.4中分别剪取得到3cm2的载药球囊样本,作为待测样品。
测试方法:使用酶联免疫吸附测定法(ELISA)检测生长因子的含量。
测试过程:将药物层使用5mg/mL牛血清白蛋白(BSA)封闭液处理30min,然后使用ELISA法的羊抗人IgM抗体(一抗)和带HRP标记的羊抗人IgM抗体(二抗)进行标记,最后转入酶标仪(Biotek Instruments,Inc.,Synergy H1)中读取吸光度值,根据标准曲线计算出生长因子的含量,再结合样品面积换算出平均每面积的载药量。
测试及计算结果为:步骤1.3.的待测样品(仅外表面载药)的生长因子的含量为1.2μg,步骤1.4.的待测样品(双侧载药,也即外表面和内腔侧均载药)的生长因子含量为1.5μg。
根据步骤1.3的待测样品,得到外表面药物层中TGF-β含量为400ng/cm2。根据步骤1.4的待测样品,得到内外表面的TGF-β总含量为500ng/cm2,可以得知球囊内腔侧中TGF-β含量为100ng/cm2。
1.6.3.TGF-β的累积释放曲线
待测样品:步骤1.3.得到的单外侧载药球囊,步骤1.4得到的双侧载药球囊。
将待测样品整体放入PBS溶液中,置于37℃的恒温震荡培养箱中,分别于不同时间点(1、3、7、14、21天)检测PBS溶液中生长因子的含量。每次取出缓冲液后再加入相同体积的新的PBS溶液。
根据步骤1.3.得到的单外侧载药球囊,可以得到球囊外表面药物层的累积释放曲线。根据步骤1.4得到的双侧载药球囊与步骤1.3.得到的单外侧载药球囊的差值,可以换算得出球囊内腔侧表面药物层的累积释放曲线。以时间为横坐标,生长因子含量为纵坐标,绘制生长因子随时间的累积释放曲线。如图2所示。可见,7天后TGF-β的生长因子的累积释放已达到40%以上,并稳定释放。球囊内腔药物层(微米药物颗粒喷涂而成)的释放速度略高于球囊外表面药物层(载体结构经交联而成)。
1.6.4.外表面药物层和球囊内腔药物层对成纤维细胞的增殖促进作用
样品制备:将样品按照如下分组后加入完全培养基,放入恒温摇床中培养24h。
组A:步骤1.1得到的球囊本体。
组B:步骤1.2中药物涂覆液去除生长因子后按照1.3制备的球囊。
组C:步骤1.3得到的载药球囊。
组D:步骤1.4得到的载药球囊。
将成纤维细胞接种至6孔板中,按照加入1.6.4分组分别加入样品,置于37℃的CO2培养箱中,每2天换液一次,7d后观察细胞的数量和形态。根据成纤维细胞的形态和数量确定药物层对成纤维细胞的增殖促进作用。如图3所示,组B、组C、组D比组A细胞增殖率高,组D比组C细胞增殖率高,表明所述药物涂层对成纤维细胞有增殖促进作用。组C比组B细胞增殖率高,表明所述药物生长因子对成纤维细胞有增殖促进作用。
实施例2.采用不同交联剂制备第一药物层
除以下区别外,与实施例1相同。区别在于:
制备包含生长因子的药物涂覆液的步骤2.2.中:采购市售纯度为95%以上,分子量为30~40万道尔顿的植入级胶原蛋白原料。使用0.1%戊二醛水溶液作为交联液。将胶原蛋白原料使用0.3%乙酸溶解成10mg/mL,加入同等体积的交联液37℃浸泡2h,去除交联液,加入同等体积的1M pH7.4的磷酸盐缓冲液(PBS溶液)清洗3次(2h内),弃去PBS溶液,再加入同等体积的蒸馏水清洗3次(1h内),弃去蒸馏水后加入同等体积的0.1M的PBS溶液得到交联载体液。转化生长因子-β(TGF-β)溶于水中,配制成10mg/mL的溶液,得到第一药物溶液。向交联载体液中加入1/10体积的第一药物溶液,25℃,700rpm搅拌1h得到药物涂覆液。
实施例3.采用ECM凝胶制备第一载体,且外表面喷涂得到第一药物层
除以下区别外,与实施例1相同。区别在于:
制备包含生长因子的药物涂覆液的步骤3.2.中:采用脱细胞、脱脂制备的猪小肠粘膜下层(SIS)作为胶原原料。将SIS使用胃蛋白酶降解制备成浓度为2%(质量体积)ECM凝胶。将ECM凝胶用0.1M的PBS稀释成为10mg/mL得到载体液。称取适量胰岛素样生长因子-1(IGF-1)溶于水中,配制成1mg/mL的溶液得到第一药物溶液。向载体液中加入1/10体积的第一药物溶液,25℃,700rpm搅拌1h得到药物涂覆液。
在球囊本体外表面包裹第一药物层的步骤3.3中:在25℃条件下将步骤3.2中得到的药物涂覆液2mL喷涂于球囊本体外表面,使涂覆液均匀覆盖于球囊本体外表面,采用-80℃预冻4h,再使用真空冷冻干燥机冻干,至球囊表面干燥无液体流出。
外表面药物层降解速率的测试
将根据实施例1、2、3中得到的载药肩袖球囊和未经载药的球囊本体分别整体置于模拟体液中37℃浸泡震荡,通过外观形态和重量变化观察外表面药物层和球囊本体的降解时长,实时降解,按月观察。以时间为横坐标,降解率变化为纵坐标,绘制药物层的降解曲线。如图4所示,含有生长因子的外表面药物层在6个月内完全降解。其中实施例3使用未交联的胶原的药物层降解速率最快,使用戊二醛作为交联液的药物层降解速率最慢。
实施例4.以PLCL制备球囊本体,外表面和内腔侧表面均负载IGF-1
除以下区别外,与实施例1相同。区别在于:
4.1.可降解球囊本体的制备
使用聚(L-丙交酯-ε-己内酯)(PLCL)为材料制备球囊本体。
采用GB/T16886.13方法进行测试,该球囊本体在12个月内(具体为6~12个月)可完全降解。
4.2.包含交联载体和生长因子的药物涂覆液的制备
与实施例3中3.2.相同方法,区别在于称取适量胰岛素样生长因子-1(IGF-1)溶于水中,配制成1mg/mL的溶液得到第一药物溶液。
4.4.球囊内腔侧表面负载生长因子
取步骤4.2中的第一药物溶液,通过低温真空冷冻干燥制备成胶原膜,在胶原膜表面加入50μg/mL IGF-1溶液2mL至胶原膜完全湿润,37℃干燥2h至完全干燥,将其粉碎成为粒径约为100μm的颗粒(微米药物颗粒),再将此药物颗粒均匀喷涂于球囊内腔侧表面。
实施例5.以PLLA制备球囊本体,外表面和内腔侧表面均负载b-FGF
除以下区别外,与实施例1相同。区别在于:
5.1.可降解球囊本体的制备
使用聚乳酸(PLLA)为材料制备球囊本体。
采用GB/T16886.13方法进行测试,该球囊本体在9个月内可完全降解。
5.2.包含交联载体和生长因子的药物涂覆液的制备
称取适量成纤维细胞生长因子(b-FGF)溶于水中,配制成1mg/mL的溶液作为第一药物溶液。
5.4.球囊内腔侧表面负载生长因子
取步骤5.2中的第一药物溶液,通过低温真空冷冻干燥制备成胶原膜,在胶原膜表面加入80μg/mL b-FGF溶液2mL至胶原膜完全湿润,37℃干燥2h至完全干燥,将其粉碎成为粒径约为100μm的颗粒(微米药物颗粒),再将此颗粒均匀喷涂于球囊内腔。
5.6.功能检测
5.6.1.球囊本体的降解速率
将实施例1、4、5中球囊本体分别置于模拟体液中37℃浸泡震荡,通过外观形态和重量变化观察球囊本体降解时长。以时间为横坐标,降解率变化为纵坐标,绘制球囊本体的降解曲线。如图5所示,6个月后球囊本体开始降解,9~12个月内即可完全降解。
5.6.2.含不同种类生长因子的球囊内腔侧药物层对成纤维细胞的增殖促进作用
如图6所示,实施例5的细胞增殖率最高,即球囊内腔侧药物层中的最佳生长因子为b-FGF。
5.6.3.药物层厚度
球囊内腔侧药物层多点测试的厚度为20μm~30μm。
5.6.4.药物层中生长因子载药量
球囊内腔侧药物层中生长因子的载药量为124ng/cm2。
实施例6.不同预冻温度制备第一药物层
除以下区别外,与实施例1相同,区别在于:
6.3.在球囊本体外表面包裹第一药物层
在25℃条件下将步骤6.2中药物涂覆液4mL均匀喷涂于球囊本体外表面,-80℃预冻4h,再使用真空冷冻干燥机冻干,至球囊表面干燥无液体流出。
6.6.功能检测
6.6.1.药物层厚度
球囊外表面药物层多点测试的厚度为30μm~40μm。
6.6.2.药物层中生长因子载药量
球囊外表面药物层中生长因子的载药量为459ng/cm2。
6.6.3.体内修复效果
将实施例1~6最终得到的双侧载药肩袖球囊分别植入肩袖损伤的动物体内,通过组织大体观察、病理染色和新生血管数量等来评价球囊本体、药物层降解速率不同对肩袖组织修复效果的影响。结果如图7所示,降解速率过快和过慢都会对修复效果产品影响,药物层适宜的降解时间为6个月(实施例1,植入后6个月时完全降解)。球囊本体适宜的降解时间为6~12个月(实施例4,植入后6个月时开始降解,植入后12个月时完全降解)。
实施例7.不同生长因子负载量的第一药物层(球囊外表面药物层)
除以下区别外,与实施例1相同,区别在于:
7.3.在球囊本体外表面包裹药物层
在25℃条件下将步骤7.2中药物涂覆液6mL均匀喷涂于球囊本体外表面,-80℃预冻4h,再使用真空冷冻干燥机冻干,至球囊表面干燥无液体流出。
7.6.功能检测
7.6.1.药物层厚度
球囊外表面药物层多点测试的厚度为30μm~40μm。
7.6.2.药物层中生长因子载药量
球囊外表面所述药物层中生长因子的载药量为631ng/cm2。
7.6.3.不同厚度药物层对成纤维细胞的增殖促进作用
结果如图8所示,实施例1、6、7随着药物层厚度的增加,生长因子的载药量随着增加,这几个实施例中,球囊外表面药物层中生长因子的最佳用量为459ng/cm2。
实施例8.球囊内腔侧不同第二生长因子负载量
除以下区别外,与实施例5相同,区别在于:
8.4.球囊内腔侧负载生长因子
取步骤8.2中的交联载体液通过低温真空冷冻干燥制备成胶原膜,在胶原膜表面加入180μg/mL b-FGF溶液2mL至胶原膜完全湿润,37℃干燥2h至完全干燥,将其粉碎成为粒径约为100μm的颗粒,再将此颗粒均匀喷涂于球囊内腔侧表面。
实施例9.球囊内腔侧不同第二生长因子负载量
除以下区别外,与实施例5相同,区别在于:
9.4球囊内腔侧负载生长因子
取步骤9.2中的第一药物溶液通过低温真空冷冻干燥制备成胶原膜,在胶原膜表面加入300μg/mL b-FGF溶液2mL至胶原膜完全湿润,37℃干燥2h至完全干燥,将其粉碎成为粒径约为100μm的颗粒,再将此颗粒均匀喷涂于球囊内腔侧表面。
9.6.功能检测
9.6.1.球囊内腔侧药物层中生长因子的含量
实施例编号 | b-FGF含量 |
实施例5 | 40ng/cm<sup>2</sup> |
实施例8 | 90ng/cm<sup>2</sup> |
实施例9 | 150ng/cm<sup>2</sup> |
9.6.2.球囊内腔侧药物层中生长因子含量对成纤维细胞的增殖促进作用比较
结果如图9所示,实施例8的细胞增殖率最高,这几个实施例中,生长因子的最佳用量为90ng/cm2。
以上所述实施方式和实施例的各技术特征可以进行任意合适方式的组合,为使描述简洁,未对上述实施方式和实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为在本说明书记载的范围中。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,便于具体和详细地理解本发明的技术方案,但并不能因此而理解为对发明专利防护范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的防护范围。应当理解,本领域技术人员在本发明提供的技术方案的基础上,通过合乎逻辑的分析、推理或者有限的试验得到的技术方案,均在本发明所附权利要求的防护范围内。因此,本发明专利的防护范围应以所附权利要求的内容为准,说明书及附图可以用于解释权利要求的内容。
Claims (10)
1.一种修复肩袖假体,其特征在于,包括球囊本体和载于所述球囊本体的药物层;所述药物层包括载于所述球囊本体外表面的第一药物层,所述球囊本体的内腔侧表面载有第二药物层,所述第二药物层包括附于所述球囊本体内腔侧表面的第二载体和载于所述第二载体的第二生长因子;所述第二载体可降解;所述第一药物层包括附于所述球囊本体外表面的第一载体和载于所述第一载体的第一生长因子;所述球囊本体可降解,且所述第一载体具有交联胶原结构,所述第一药物层在所述球囊本体外表面的厚度为1 µm ~ 50 µm,所述第一生长因子包含血小板来源生长因子、成纤维细胞生长因子、转化生长因子-β、血管内皮细胞生长因子、生长分化因子、胰岛素样生长因子-1、生物活性肽中至少一种,所述第一生长因子在所述球囊本体外表面的负载量为400 ng/cm2 ~ 600 ng/cm2,所述第二药物层由微米药物颗粒喷涂而成,所述微米药物颗粒包括微米胶原载体和载于所述微米胶原载体的第二生长因子,所述微米药物颗粒的平均粒径选自30 µm~50 µm。
2.根据权利要求1所述的修复肩袖假体,其特征在于,所述球囊本体的材料选自聚(L-丙交酯-ε-己内酯)、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乳酸、聚己内酯、多肽、聚3-羟基烷酸酯、甲壳素及其衍生物中至少一种;及/或,
所述第一载体的材料选自胶原、细胞外基质、细胞外基质凝胶中至少一种;及/或,
所述生物活性肽选自微生物抗菌肽、植物抗菌肽、动物抗菌肽、免疫活性肽中至少一种;及/或,
所述第一药物层中还含有抗炎药物、抗炎因子、抗炎蛋白酶中至少一种;及/或,
所述第一生长因子与所述第一载体的质量比为(1:100) ~ (1:1000) 。
3.根据权利要求1所述的修复肩袖假体,其特征在于,所述第二药物层在所述球囊本体内腔侧的厚度为30 µm ~ 50 µm。
4.根据权利要求1所述的修复肩袖假体,其特征在于,所述第二生长因子在所述球囊本体内腔侧的负载量为1 ng/cm2 ~ 200 ng/cm2;及/或,
所述二生长因子与所述第二载体的质量比为(1:100) ~ (1:1000);及/或,
所述第二载体的材料选自胶原、细胞外基质中至少一种;及/或,
所述第一生长因子为血小板源性生长因子,所述第二生长因子为转化生长因子-β,或者,所述第一生长因子为转化生长因子-β,所述第二生长因子为成纤维细胞生长因子。
5.一种如权利要求1~4任一项所述的修复肩袖假体的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
提供可降解的球囊本体;
制备含有第一载体原料和交联剂的混合液,经交联反应制备交联载体液;
将所述交联载体液和含有第一生长因子的第一药物溶液进行混合,制备药物涂覆液;
将所述球囊本体在所述药物涂覆液中浸泡,取出,进行冷冻干燥,在所述球囊本体的外表面形成第一药物层,得到第一载药球囊;
其中,所述第一载体原料选自胶原、细胞外基质、细胞外基质凝胶中任一种。
6.根据权利要求5所述修复肩袖假体的制备方法,其特征在于,在将所述球囊本体在所述药物涂覆液中浸泡的步骤中,采用以下浸泡方式:
将所述球囊本体整个浸于所述药物涂覆液中,使所述球囊本体的外表面接触所述涂覆液,而所述球囊本体的内表面不接触所述药物涂覆液,在所述球囊本体的外表面形成所述第一药物层;
所述第二药物层在所述球囊本体内腔侧表面的厚度为30 µm ~ 50 µm,所述第二生长因子在所述球囊内腔侧表面的负载量为1 ng/cm2 ~ 200 ng/cm2。
7.根据权利要求5所述修复肩袖假体的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
将所述球囊本体整个浸于所述药物涂覆液中,使所述球囊本体的外表面接触所述药物涂覆液,而所述球囊本体的内表面不接触所述药物涂覆液,取出,进行冷冻干燥,在所述球囊本体的外表面形成所述第一药物层,得到所述第一载药球囊;
然后向所述第一载药球囊的内腔侧表面喷涂微米药物颗粒,形成第二药物层;所述微米药物颗粒包括可降解的微米胶原载体和载于所述微米胶原载体的第二生长因子。
8.根据权利要求7所述修复肩袖假体的制备方法,其特征在于,
所述微米药物颗粒的平均粒径为30 µm ~ 50 µm;及/或,
所述微米药物颗粒中还含有抗炎药物、抗炎因子、抗炎蛋白酶中至少一种;及/或,
所述第二药物层的厚度为30 µm ~ 50 µm;及/或,
所述第二生长因子在所述第二药物层中的负载量为1 ng/cm2 ~ 200 ng/cm2。
9.根据权利要求5~8中任一项所述修复肩袖假体的制备方法,其特征在于,
所述药物涂覆液中,所述第一载体原料的浓度为10 mg/mL~ 200 mg/mL;及/或,
所述药物涂覆液中,所述第一生长因子浓度为1 µg /mL ~ 2 mg/mL;及/或,
所述第一生长因子和所述第一载体原料的质量比为(1:100) ~ (1:10000);及/或,
所述第一药物层的厚度为1 µm ~ 50 µm;及/或,
所述第一生长因子在所述球囊本体外表面的负载量为400 ng/cm2 ~ 600 ng/cm2;及/或,
所述第一生长因子选自血小板来源生长因子、成纤维细胞生长因子、转化生长因子-β、血管内皮细胞生长因子、生长分化因子、胰岛素样生长因子-1、生物活性肽中至少一种,其中,所述生物活性肽选自微生物抗菌肽、植物抗菌肽、动物抗菌肽、免疫活性肽中至少一种;及/或,
所述第一药物溶液还包含抗炎药物、抗炎因子、抗炎蛋白酶中至少一种。
10.一种修复肩袖假体装置,其特征在于,包括:
(k1) 权利要求1~4中任一项所述修复肩袖假体,或者权利要求5~9中任一项的制备方法制备而成的修复肩袖假体;和
(k2) 输送系统,所述输送系统用于将所述修复肩袖假体递送至预定位置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111166605.4A CN113908339B (zh) | 2021-09-30 | 2021-09-30 | 修复肩袖假体及其制备方法和修复肩袖假体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111166605.4A CN113908339B (zh) | 2021-09-30 | 2021-09-30 | 修复肩袖假体及其制备方法和修复肩袖假体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113908339A CN113908339A (zh) | 2022-01-11 |
CN113908339B true CN113908339B (zh) | 2023-02-17 |
Family
ID=79238038
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111166605.4A Active CN113908339B (zh) | 2021-09-30 | 2021-09-30 | 修复肩袖假体及其制备方法和修复肩袖假体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113908339B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114404670A (zh) * | 2022-01-19 | 2022-04-29 | 福州市第二医院(福建省福州中西医结合医院、福州市职业病医院) | 基于聚乙烯和胶原涂层的肩袖补片及其制备方法 |
CN114533231B (zh) * | 2022-04-27 | 2022-11-29 | 杭州锐健马斯汀医疗器材有限公司 | 球囊体及其制备方法和应用 |
CN115920127A (zh) * | 2022-12-29 | 2023-04-07 | 华东数字医学工程研究院 | 生物占位器及其制备方法和用途 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109350266A (zh) * | 2018-11-11 | 2019-02-19 | 上海诚昌生物工程有限公司 | 可固定充气球囊 |
CN109758269A (zh) * | 2019-02-27 | 2019-05-17 | 上海微创医疗器械(集团)有限公司 | 用于肩关节的假体以及假体装置 |
CN111096824A (zh) * | 2020-01-07 | 2020-05-05 | 上海竞捷医疗科技有限公司 | 肩袖球囊 |
CN111214748A (zh) * | 2018-11-23 | 2020-06-02 | 上海微创医疗器械(集团)有限公司 | 药物洗脱球囊和球囊导管 |
CN112107729A (zh) * | 2019-06-20 | 2020-12-22 | 北京博辉瑞进生物科技有限公司 | 一种复合肌腱修补材料及其制备方法 |
WO2020258834A1 (zh) * | 2019-06-27 | 2020-12-30 | 山东瑞安泰医疗技术有限公司 | 一种药物洗脱球囊导管及其制备方法 |
CN112545709A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-03-26 | 中山大学附属第三医院 | 一种治疗肩袖损伤的球囊 |
-
2021
- 2021-09-30 CN CN202111166605.4A patent/CN113908339B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109350266A (zh) * | 2018-11-11 | 2019-02-19 | 上海诚昌生物工程有限公司 | 可固定充气球囊 |
CN111214748A (zh) * | 2018-11-23 | 2020-06-02 | 上海微创医疗器械(集团)有限公司 | 药物洗脱球囊和球囊导管 |
CN109758269A (zh) * | 2019-02-27 | 2019-05-17 | 上海微创医疗器械(集团)有限公司 | 用于肩关节的假体以及假体装置 |
CN112107729A (zh) * | 2019-06-20 | 2020-12-22 | 北京博辉瑞进生物科技有限公司 | 一种复合肌腱修补材料及其制备方法 |
WO2020258834A1 (zh) * | 2019-06-27 | 2020-12-30 | 山东瑞安泰医疗技术有限公司 | 一种药物洗脱球囊导管及其制备方法 |
CN111096824A (zh) * | 2020-01-07 | 2020-05-05 | 上海竞捷医疗科技有限公司 | 肩袖球囊 |
CN112545709A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-03-26 | 中山大学附属第三医院 | 一种治疗肩袖损伤的球囊 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
胶原作为药物载体的研究进展;刘本;《中国医药工业杂志》;20030520(第05期);第255-258页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113908339A (zh) | 2022-01-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN113908339B (zh) | 修复肩袖假体及其制备方法和修复肩袖假体装置 | |
Prabhath et al. | Growth factor delivery strategies for rotator cuff repair and regeneration | |
Evrova et al. | In vitro and in vivo effects of PDGF-BB delivery strategies on tendon healing: a review | |
Caballé-Serrano et al. | Adsorption and release kinetics of growth factors on barrier membranes for guided tissue/bone regeneration: A systematic review | |
Chattopadhyay et al. | Collagen‐based biomaterials for wound healing | |
EP2049145B1 (en) | Pdgf-biomatrix compositions and methods for treating rotator cuff injuries | |
Panduranga Rao | Recent developments of collagen-based materials for medical applications and drug delivery systems | |
EP0772466B1 (en) | Compositions and methods for a bioartificial extracellular matrix | |
Strobel et al. | Sequential release kinetics of two (gentamicin and BMP-2) or three (gentamicin, IGF-I and BMP-2) substances from a one-component polymeric coating on implants | |
CA2476653C (en) | Cross-linked bioactive hydrogel matrices | |
JP4485124B2 (ja) | 電気処理されたコラーゲン | |
US20080031923A1 (en) | Biologic Replacement for Fibrin Clot | |
EP2809333B1 (en) | Device-based methods for localised delivery of cell-free carriers with stress-induced cellular factors | |
US20120114755A1 (en) | Methods and materials for tissue repair | |
JP2008518666A (ja) | 生物活性創傷包帯および移植可能な装置ならびに使用法 | |
BRPI0807177B1 (pt) | dispositivo de enxerto de tecido tubular e método de preparação do mesmo | |
Satyam et al. | In vitro evaluation of Ficoll‐enriched and genipin‐stabilised collagen scaffolds | |
JP2015532845A (ja) | 心臓修復パッチの新しいスキャフォールド | |
Liu et al. | A novel use of genipin-fixed gelatin as extracellular matrix for peripheral nerve regeneration | |
Casanova et al. | Chondrogenesis-inductive nanofibrous substrate using both biological fluids and mesenchymal stem cells from an autologous source | |
US20090136553A1 (en) | Triggerably dissolvable hollow fibers for controlled delivery | |
Chen et al. | Surface functionalized electrospun fibrous poly (3-hydroxybutyrate) membranes and sleeves: a novel approach for fixation in anterior cruciate ligament reconstruction | |
US10765779B2 (en) | Medical implant | |
US20210269775A1 (en) | Placental tissue compositions and methods | |
JP2010163435A (ja) | 電気処理されたコラーゲン |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |