CN1377287A - 塑性可变形的植入体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种植入人体或动物体的躯体开口处的塑性可变形植入体。这类植入体例如应用于眼科学中,尤其是用作玻璃体或晶状体的代用品,以及用于牙科医学中,例如填充颌骨拔出孔。但是,已知的植入体材料不适合于长期使用。本发明的目的是提供一种塑性可变形的植入体,该植入体可以长期使用,该植入体由未包封的可直接植入天生或人造形成的躯体开口处的凝胶形成。所述凝胶含有碳氟化合物。
Description
本发明涉及权利要求1前序部分所述的塑性可变形植入体。
这类塑性可变形的植入体例如应用于眼科学中，尤其是作为玻璃体或晶状体的代用品，以及在牙科医学中应用于例如填充颌骨拔出孔。
此外，在整形外科领域中，可变形的植入体是已知的，但是，它们总是由一种软垫状的外壳和一种填充用的植入体材料构成，以实现相对于周围组织的界定或生物相容性。
在眼科应用中，已知的是易于移动的液体和制剂形式的含氟化合物。这里，主要是利用了含氟化合物的典型特性，例如高密度和低的表面应力。但是，迄今投入应用的部分氟化的或全氟化的化合物是以单相的液体形式存在的。因此，仅有条件地在这样的程度上利用不同的物质性能，这些性能通过每种情况下所使用化合物的结构和固有性能预先确定。因此，采用已知的含氟眼科治疗剂不能通过使用单一的物质成分满足常常是极不相同的和有时相反的治疗剂的需求。
这样，例如在进行玻璃体视网膜手术时和手术后，需要一种治疗剂，这种治疗剂具有突出的充填特性并且同时表现出交换水溶性物质的能力，这要是靠已知的眼科治疗剂由于其与水的非混合性是不能同时实现的。另外，人们试图避免在全氟化碳的眼科应用中观察到的因机械作用对视网膜造成的损害，其中使用了较低密度的物质，例如在EP563446B1、DE19719280和DE19536504A1中公开的。当然，在这种情况下，同时极大地提高这些化合物的亲脂性，使之具有渗透能力。由此出现了组织改变和因全氟化碳带来的已知副作用。
由现有技术还已知一种由碳氟化合物-水-乳化液组成的含氟凝胶。例如US5573757、EP0340079以及WO97/03644公开了凝胶状的这类乳化液和其在医学、技术中的应用可行性。这类凝胶构成聚阿夫隆(polyaphron)结构，具有连续的少数相和不连续的多数相。少数相完全地包裹多数相并因此确定了整个制剂的重要特性。根据现有技术，为了制备该结构类型的制剂，应遵循一套完全确定的操作制度。此外，由现有技术已知：这类凝胶例如在经受加热或机械压力时会不可逆转地遭到破坏或分解，即遭一次破坏的凝胶不可能恢复到它们原来的凝胶结构。H.Hoffmann和G.Ebert在Artikeln Angew.Chem.106(1994)1146 vonM.P.Kraff和J.G.Riess和Angew.Chem 100(1988)933中公开了这些内容。
此外，现有技术公开的含氟凝胶具有对水以及体组织的亲和性。这种对水和体组织的亲和性使得凝胶在含水介质或体组织中长期使用时发生溶解和分解。这种亲和性与上述遭到破坏时的不可逆性相结合阻碍了植入体在体组织中的长期应用。
因此，本发明的目的是提供一种植入人体或动物体的天生或人造躯体开口处的塑性可变形植入体，这种植入体可长期使用。
本发明的目的是通过权利要求1表征的特征实现的。本发明所述植入体的优选实施方案和用途由从属权利要求可获知。
基于其多方面的和可变的特性，上述的含氟凝胶适合于用作形成合适类型的植入体的基础物质。但是，要进行长期使用，还必需确保该植入体不会不可逆地溶解在含水介质中。另外，还应具备持久的抗机械力和热应力的稳定性。必需确保在加热时植入体材料的稳定性，因为将其植入躯体开口处前需要灭菌(121℃)。本发明所基于的一个认识在于：在某些含氟凝胶中，在大部分的凝胶遭到破坏后，凝胶结构完全可逆地恢复。根据有关含氟凝胶的公开的文献，这一认识是令人惊奇的。
根据本发明，术语“含氟凝胶”是指凝胶状的制剂，它包括至少一种碳氟化合物。在特别优选的实施方案中，含氟凝胶主要包括三种组分，即一种碳氟化合物、一种含氟表面活性剂以及水。在这种情况下，可向含碳氟化合物或含水的组分中添加各种添加剂。根据本发明，有一些由表面活性剂、碳氟化合物和水的组合物形成的凝胶在进行液化后，例如通过机械加压或加热液化后其凝胶结构能够完全恢复原状。本发明所述凝胶的这种特性使得能够长期用作合适类型的植入体。如果在躯体的开放处植入的植入体成为液化的植入体材料时，例如通过短暂的加压，那么根据上述的可逆性，在静止状态可重新产生凝胶结构。因此，本发明的植入体具有自身组织的痊愈机制。在聚阿夫隆凝胶的存在下，自身组织痊愈机制的能力归因于形成凝胶的阿夫隆(Aphrone)的稳定性。如果其“构件”-阿夫隆-未完全被破坏的话，在将凝胶液化后，只靠本身即可恢复原状，。如果在液化时，阿夫隆还保持足够的完整，那么可恢复原状，此时，Aphron结构直接转移到环绕液体的均匀区域上，从而在整个液体中凝胶结构的构建是令人惊奇的。阿夫隆的稳定性取决于水、表面活性剂和全氟化碳间交换作用的强度，这又是靠表面特性和单个相铺展能力相互确定的。另外，一个要点是包裹阿夫隆的膜内分子(水/表面活性剂；全氟化碳/表面活性剂)的相互作用的强度。只有在表面活性剂/水膜和表面活性剂/全氟化碳膜的表面特性分别和内部的Aphron相相互协调时，即表面活性剂的效力稳定了Aphron结构时，自身组织痊愈机制也才出现。这可通过使用下列通式的含氟表面活性剂实现
RF-Rpol
其中RF代表直链或支链的具有超过5个碳原子的全氟烷基，Rpol代表含有至少一个官能团的极性烃基，所述官能团选自CO-NH(R)、CO-N(R)2、COO-、COOR、SO3-；SO2N(R)2、CH2-O-R、PO2H、PO3H。摩尔质量优选＞400克/摩尔，水溶液的表面张力＜30mN/m并且优选＜20mN/m。在水溶液中对非极性组分的界面张力＜25mN/m，优选＜10mN/m，浓度＜0.3％，优选＜0.1％。在非氟化表面活性剂的情况下，这可通过强的粘附作用实现，具有的HLB值超过25(HLB＝亲水-亲脂平衡，根据Griffin在J.Soc.Cosmet.Chem 1(1949)311)。
本发明的植入体不仅能够经受热负荷，例如在灭菌时，而且能够经受机械负荷，例如通过对躯体开口处加压。此外，本发明植入体结构的可逆性阻止了植入体材料因在体腔内的扩散过程而造成的破坏。在本发明的植入体中，一般受到该扩散过程强烈损害的含氟凝胶的透明度仍然完全维持在动态平衡状态。
使用高纯的起始材料和使用极少量的表面活性剂(优选＜0.1％)可使本发明的植入体具有生物相容性。而且，所使用的表面活性剂与组织很好相容、牢固地结合在凝胶中并且均匀地分布在植入体的整个空间上。
本发明的植入体例如在眼科学中用作玻璃体代用品。对此，具有高比重并且同时对水溶性物质具有高亲和性的含氟凝胶尤为适用。因此第一次提供了比重比水高的同时具备了吸收水溶性离子的能力的充填剂或植入体。在进行玻璃体摘除术和一般的视网膜外科手术后，要向玻璃体腔内注入可变形的植入体。通过吸收水，塑性可变形的植入体发生膨胀。
在此，因吸收水引起的体积增大促进了因高密度碳氟化合物引起的充填作用。同时，在植入体的内部产生压力，该压力阻止体积进一步地膨胀和水的进一步吸收。通过植入体材料的结构可逆性确保了由此调节的动态平衡，并且使得植入体可长期使用。
在本发明的植入体用作玻璃体代用品时的另一个优点是削弱了对视网膜区域的机械损伤。而这种损伤在采用纯碳氟化合物作为玻璃体代用品材料时是众所周知的，这仅仅是碳氟化合物的高密度导致的。正如刚刚阐述的，损伤的责任与静态压力无关。其实损伤是因重质流体碰在视网膜上造成的，例如在头部快速移动，机械冲击时。在使用含氟凝胶作为玻璃体代用品材料时，可通过使用某些凝胶抑制这种作用。所述的这种凝胶是具有高粘度/密度商的凝胶，所述的商值＞100mPas cm3/g，优选＞1000mPas cm3/g。根据本发明，这类凝胶可填塞在眼的下部，在猛的一动时不会出现因移动造成的压力峰。这是由于提高的粘度(与纯碳氟化合物对比)引起的，提高的粘度削弱了加速力并阻止了有害的重质流体对视网膜的碰撞。在此，已经证实：特别有利地是与纯碳氟化合物相比，在含氟凝胶中通过组合，材料的特性是在较宽的范围内可变的。
由于采用了本发明的植入体作为玻璃体视网膜区域的眼科治疗剂，因此与所有至今公开的氟化合物基的眼科治疗剂相比，不只是首先实现了视网膜的再安置和快速充填。而且，除了充填作用外，还发挥了天生玻璃体的其他功能。因此，也存在治疗玻璃体视网膜区域内病变的可能性或抑制可能导致对视网膜造成永久损伤，例如导致小室细胞(Muellerzell)损伤的过程的可能性。对此，可这样地设计治疗剂，按下列方式兼顾各种，甚至相反的特性，即在一个治疗过程中发挥其的作用。通过凝胶中所含的碳氟化合物促进和拓宽了凝胶的应用可能性，该碳氟化合物具有众所周知的独特特性，例如消炎和气溶特性。
本发明的植入体保持、甚至还增强了含氟化合物用作眼科助剂时所具备的有利的其他已知特性。例如，激光治疗的可能性、充填特性、以及活性物质的溶解性。可按常规方法，例如根据玻璃体摘除术的方法，从躯体开口处取出本发明的植入体。
本发明的含氟植入体适合于用作眼球晶状体。对于这种代用品目的而言，采用具有高透明度的凝胶，所述凝胶具有特别高的粘度-/密度商，这主要是通过使用低聚的、RFRH-化合物作为不连续相，例如EP-A545174中公开的，来实现的。此外，调节所用凝胶的折射率至1.33-1.34，优选至1.334-1.338，例如采用下面的化合物达到：
| 碳氟化合物 | 表面活性剂名称/结构/缩写/特征 | 折射率 | 生物相容性(Draize试验) |
| 全氟菲 | 全氟烷基乙醇-乙氧基化物(FluowetOTN，Clariant)σo＝18mNm σG＝19mNm | 1.3357 | n.b. |
| 全氟菲 | 氟化的胺氧化物(FluowetOX，Clariant)σo＝22mNm σG＝12mNm | 1.3361 | n.b. |
| 全氟菲 | 全氟烷基乙醇-乙氧基化物(FluowetOTL，Clariant)σo＝19mNmσG＝10mNm | 1.3355 | o.B. |
| 全氟菲 | 全氟辛酸-四乙基哌嗪鎓盐(HO224)σo＝16mNm | 1.3362 | o.B. |
| 全氟菲 | 全氟辛酸-N-甲基-D-葡糖酰胺(T14)σo＜20mNm | 1.3360 | o.B. |
| 全氟菲 | 全氟辛酸-二乙醇酰胺(HO31)σo＜20mNm | 1.3358 | o.B. |
| 全氟菲 | 全氟辛酸的四甲基铵盐(E749)σo＜20mNm | 1.336 | o.B. |
| 全氟菲 | 全氟辛酸酰氨基-三甲基铵碘化物(B98)σo＜20mNm | 1.336 | o.B. |
| 全氟菲 | 全氟辛烷磺酸的四乙基铵盐(B248)σo＜20mNm | 1.3359 | o.B. |
| 全氟菲 | 全氟癸酸-N-(2-羟乙基)-D-葡糖酰胺(T21)σo＜20mNm | 1.3357 | o.B. |
| 全氟菲 | 全氟辛酸-N-(2-羟乙基)-D-葡糖酰胺(T16)σo＜20mNm | 1.336 | o.B. |
| C6F13C8H17 | 全氟辛酸的四甲基铵盐(E749)σo＜20mNm | 1.3463 | n.b. |
| (C6F13C2H4)3 | 全氟辛酸的四甲基铵盐(E749)σo＜20mNm | 1.3357 | n.b. |
o.B.＝未发现
n.b.＝未测定
σo＝表面张力
σG＝对非极性组分的界面张力
可以用本发明的植入体代替通常在内障摘除术中使用的由硅酮、PMMA或Akryl组成人造眼球晶状体。在这种情况下，在打开膜囊和取出混浊的天生晶状体后，按已知方法注入植入体材料，使植入体材料完全填充整个膜囊。该植入体承担了天生晶状体的全部功能，即尽管实行了内障摘除术，但是保持了晶状体的调视机能。由于有永久的对植入体施加的力存在，因此在这种应用时机械的长期稳定性具有特别重要的意义。
本发明植入体的其他用途是应用于体腔的临时密封和组织部分的临时分离领域，例如利用植入体作为伸张器或刺激骨生长。在牙科医学中，本发明的植入体尤其用于是临时填充颌骨中的拔去孔和用作组织伸张器。另外，在矫形外科学中，用作关节和关节修复术的生物相容性滑动膜。在将植入体材料填入拔出孔后，通过缝合周围的组织将其包裹起来。从而防止凝胶状的植入体流出。
下面描述的实施例详述了植入体材料的选择及其制备方法。对此参见附图。
附图说明：
图1：当全氟菲在一个密封的玻璃管中加速时压力峰值的测量，全偏转(Vollausschlag)相当于70毫巴(52.5mmHg)。
图2：当本发明的植入体材料在一个密封的玻璃管中加速时压力峰值的测量，全偏转相当于70毫巴(52.5mmHg)。
实施例1
用按已知方法(EP0626936 B1)制备的高纯全氟菲，等渗氯化钠溶液和Fluowet OTL(Clariant公司)经超声波制备由99％碳氟化合物，0.9％等渗氯化钠溶液和0.1％ OTL组成的混合物；向该溶液中缓慢加入按常规方法制备的聚阿夫隆凝胶，其体积浓度小于30％，至整个混合物凝固成一种凝胶。小心地脱气或离心，使制剂完全透明。
通过用机械方式改变负荷，加热至约130℃或通过添加水可使该植入体材料完全液化。通过供入微量的机械能或冷却或通过吸水性材料(干燥的玻璃过滤器等)脱水，使凝胶变成原始状态。可重复该过程多次，而不改变形状发生变化的植入体材料的组成。
实施例2
用双倍量的水覆盖根据实施例1制备的形状发生改变的植入体材料。由此膨胀该凝胶状相。体积例如由半渗透的底部限制，使材料的内部如此长时间地形成一个提高的压力，直至由一侧进气冲击的水溢出到另一侧上并流出，而不破坏凝胶的结构。
实施例3
用3倍量的水覆盖根据实施例1制备的代替OTL(Clariant公司)而包含T14的植入体材料。形成一稀的第三相，而不是原来的相界。通过特别地调节植入体临界层的扩散速度和凝胶的体积深度，形成一个阻止凝胶进一步稀释或分解的全氟菲阻挡层。由此达到极长期稳定性。
实施例4
将根据实施例1制备的凝胶放入两侧密封的玻璃管内。在玻璃管的一侧上安装一个灵敏的压力传感器。然后摇动或放置玻璃管，使得一开口交替地向下。重复同样的试验，其中，用水或全氟菲代替形状改变的植入体(图1)。由于粘度/密度商＞3000mPas cm3/g，所以可通过植入体材料产生相当于全氟化碳的充填作用，而未测出在跳跃式或摇动式移动时出现的压力峰(在未完全填满的情况下不高于50mmHg)，而该压力峰在纯全氟化碳时出现。在眼科应用中，该压力峰不能超过容许的眼内压力(20-短时的30mmHg)。因此，形状发生改变的植入体具有对于眼科应用有利的特征，这对于作为玻璃体代用品长期使用是必需的并且可防止对视网膜造成的机械损害(图2)。
实施例5
根据实施例1描述的方法，例如可采用十二烷基硫酸钠(SDS)HLB 40或Pluoronic F68(F68)HLB29作为制备本发明植入体的表面活性剂。在两种情况下，作为碳氟化合物使用全氟菲。这些物质可在121℃下灭菌。
Claims (15)
1.用于植入人或动物躯体开口处的塑性可变形的植入体，其特征在于：该植入体由一种未包封的、可直接植入天生或人造形成的躯体开口处的凝胶形成，该凝胶含有碳氟化合物。
2.根据权利要求1的植入体，其特征在于：凝胶具有聚阿夫隆结构。
3.根据权利要求1或2任一项的植入体，其特征在于：碳氟化合物是全氟化碳和/或部分氟化的烷烃。
4.根据上述任一项权利要求的植入体，其特征在于：碳氟化合物是一种低聚物。
5.根据上述任一项权利要求的植入体，其特征在于：凝胶除了碳氟化合物外还含有水和至少一种表面活性剂。
6.根据权利要求5的植入体，其特征在于：表面活性剂是通式为RF-Rpol的含氟表面活性剂，其中RF代表直链或支链的具有5个碳原子以上的全氟烷基，Rpol代表含有至少一个官能团的极性烃基，所述官能团选自CO-NH(R)、CO-N(R)2、COO-、COOR、SO3-；SO2N(R)2、CH2-O-R、PO2H、PO3H(R＝烷基)，具有的摩尔质量＞400克/摩尔，水溶液的表面张力＜30mN/m，在水溶液中对非极性组分的界面张力＜25mN/m并且浓度＜0.3％。
7.根据权利要求6的植入体，其特征在于：表面活性剂是非氟化的并且具有的HLB值超过25。
8.根据权利要求5-7任一项的植入体，其特征在于：表面活性剂是溶于碳氟化合物的，含有直链或支链的具有高于5个碳原子的全氟烷基并且碳氟化合物/表面活性剂组分含有低于30％含氟表面活性剂。
9.根据上述任一项权利要求的植入体，其特征在于：凝胶粘度与密度的商大于0.1Pas cm3/g并且小于3Pas cm3/g，优选小于1Pas cm3/g。
10.根据上述任一项权利要求的植入体，其特征在于：在液化后，凝胶的结构完全可以可逆地恢复。
11.上述任一项权利要求的植入体的用途，用于眼科学中，尤其是用作玻璃体或晶状体的代用品。
12.根据权利要求11的用途，其特征在于：折射率为1.334-1.338，比重高于1.05g/cm3以及对水溶性和离子化合物具有渗透性。
13.权利要求1-10任一项的植入体的用途，用于牙科医学中，特别是填充颌骨拔出孔。
14.权利要求1-10任一项的植入体的用途，用于包围身体开口处的组织的氧治疗。
15.权利要求1-10任一项的植入体的用途，用作组织伸张器。
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