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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Materialien, die für die Embolisierung
nützlich
sind, Verfahren zu deren Verwendung zur Embolisierung sowie Verfahren
zur Herstellung derartiger Materialien.
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2. Hintergrund der Erfindung
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Therapeutische
Gefäßverschlüsse (Embolisierungen)
werden dazu verwendet, bestimmte pathologische Zustände in situ
zu verhindern oder zu behandeln. Im allgemeinen werden sie unter
Verwendung von Kathetern unter Bildkontrolle verwendet, um teilchenförmige Okklusionsmittel
(Emboli) im zirkulatorischen System zu positionieren. Embolisierungen
können
in einer Vielzahl von Gefäßen und
Organen, und zwar gesunden als auch erkrankten, angewandt werden;
sie werden jedoch üblicherweise
eher bei Zuständen
wie z. B. Tumoren, Gefäßfehlbildungen,
hämorrhagischen
Prozessen usw. verwendet. Insbesondere kann ein Gefäßverschluß im Falle
von Tumoren den Schmerz unterdrücken,
den Blutverlust während
chirurgischer Eingriffe im Anschluß an die Embolisierung vermindern
oder sogar eine Tumornekrose herbeiführen und die Notwendigkeit
eines chirurgischen Eingriffs vermeiden. Im Falle von Gefäßfehlbildungen
macht es die Embolisierung möglich, daß der Blutfluß in die "normalen" Gewebe normalisiert
wird, leistet Hilfestellung bei Operationen und begrenzt das Risiko
einer Hämorrhagie.
Bei hämorrhagischen
Vorfällen
oder Prozessen führt
ein Gefäßverschluß zu einer
Verminderung des Blut stroms, was eine Vernarbung der arteriellen Öffnung(en)
fördert.
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Außerdem kann
die Embolisierung, in Abhängigkeit
von der behandelten pathologischen Störung, sowohl für vorübergehende
als auch permanente Ziele angewandt werden.
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Die
Embolisierung würde
mit einer Vielzahl von festen Materialien durchgeführt, wie
beispielsweise kleinen Teilchen von dura mater, irregulären Polyvinylalkohol-Teilchen,
irregulären
Gelatine-Teilchen und in jüngerer
Zeit mit vernetztem sphärischem
Hydrogel, das aus einem Polyacrylamid-Derivat und einer vernetzten Gelatine
hergestellt wurde.
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US-Patent
5 635 215 offenbart Mikrokügelchen,
die ein hydrophiles Acryl-Copolymer aufweisen, das mit einem Zelladhäsionspromotor
und einem Markierungsmittel beschichtet ist, und die für eine Embolisierung
nützlich
sind. US-Patent Nr. 5 648 100 offenbart eine injizierbare Lösung für die therapeutische
Embolisierung, die Mikrokügelchen
aufweist, die ein hydrophiles Acryl-Copolymer aufweisen, das mit
einem Zelladhäsionspromotor
und einem Markierungsmittel überzogen
ist. US-Patent Nr. 5 648 100 beschreibt auch ein Verfahren zur therapeutischen
Embolisierung, das die Verabreichung der obigen injizierbaren Lösung an
ein Säugetier
umfaßt.
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Das
bis heute für
eine Vielzahl von Embolisierungsanwendungen üblichste Material sind irreguläre Polyvinylalkohol-Teilchen.
Diese irregulären
Polyvinylalkohol-Teilchen weisen jedoch zahlreiche Nachteile auf,
und sie können
unter bestimmten Umständen
sogar zum Tod führen.
Beispielsweise beschreibt Repa et al, Radiology, 1987, 170: 395–399, daß zwei Kleinkinder
mit einer symptomatischen hepatischen arteriovenösen Fehlbildung (AVM) mittels Katheterembolisierung
unter Verwendung von kommerziell erhältlichem Polyvinylalkohol behandelt
wurden (IVALON-Teilchensuspensionen von Laboratory Ingenor (Paris)).
Beide Kleinkinder starben bald nach der AVM-Embolisierung. Eine
weitere Untersuchung zeigte, daß eine
ausgeprägte
Heterogenität
der Teilchengröße sehr
wahrscheinlich zum Tod der Kleinkinder beitrug. Tatsächlich sind
diese und andere Probleme mit irregulären Polyvinylalkohol-Teilchen vor allem
aufgrund deren Teilchenformen verbunden. Dieses Probleme machen
es schwierig, oder in bestimmten Fällen sogar gefährlich,
irreguläre
Polyvinylalkohol-Teilchen zur Embolisierung zu verwenden.
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Polyvinylalkohol-Produkte
sind kommerziell erhältlich
von Target Therapeutics/Boston Scientific (CONTOUR), von Nycomed
(IVALON, ULTRA-DRIVALON und ULTRA-IVALON), von Cordis (TRUFILL) und
von Cook (PVA). Es ist bekannt, daß diese Polyvinylalkohol-Teilchen
irregulär
geformte Teilchen sind. Im allgemeinen werden diese Polyvinylalkohol-Teilchen
als trockene Pulver oder Suspension in Salzlösungen verkauft. Trotz ihres
potentiellen Schadens wurden irreguläre Polyvinylalkol-Teilchen
umfangreich verwendet. Beispiele für die Verwendung von irregulären Polyvinylalkohol-Teilchen
werden nachfolgend diskutiert.
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Kusano
et al., Invest. Radiol., 1987, 22: 388–392, beschreibt die Embolisierung
mit niedrigen Dosen von teilchenförmigem Polyvinylalkohol in
Tierstudien und klinischen Studien. Die von Kusano verwendeten Polyvinylalkohol-Teilchen
waren IVALON, erhalten von Unipoint Laboratory, High Point, NC,
in der radiopaken Form. Kusano beschreibt, daß niedere Dosen großer Polyvinylalkohol-Teilchen
(Durchmesser von 590–1000 μm) als embolisches
Material für
einer Transkatheterokklusion einer Dünndarmhämorrhagie bei Patienten mit
bestimmten Erkrankungen wie Streß-Ulkus, Chirurgie-bedingtem
Blutverlust, Anastomose, tuberkulösem Ulkus und unspezifischem
Ulkus geeignet sind.
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Rump
et al., Gen. Pharmac., 1996, 2z(4): 669–671 beschreibt die Pharmakokinetik
von intraartiellem Mitomycin C (MMC) bei der Chemoembolisierungsbehandlung
von Lebermetastasen. Gemäß Rump wurden
hepatische Zweige von Patienten mit primärem Kolorektalkrebs und Lebermetastasen
unter Verwendung irregulärer
Polyvinyl-Teilchen (150–250 μm) embolisiert,
bevor man MMC verabreichte.
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Barton
et al., JVIR, 1996, 7: 81–88,
beschreibt die Embolisierung von Patienten mit Knochenmetastasen,
um während
der Operation einen schwerwiegenden Blutverlust zu verhindern, Knochenmetastasen
zu vermindern, Schmerz zu vermindern und ein starkes Bluten zu kontrollieren.
Polyvinylalkoholschaum-Teilchen
(VALON; DRIVALON 300–600 μm; Nycomed-Ingenor,
Paris) wurden in acht Fällen
von Barton verwendet.
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Wakhloo
et al., AJNR, 1993, 14: 571–582, beschreibt
eine ausgedehnte präoperative
Mikro-Embolisierung von intrakranialen Meningiomen unter Verwendung
von 50–150 μm und 150–300 μm Polyvinylalkohol-Teilchen.
Wakhloo schlossen aus ihrer Untersuchung, daß die Embolisierung mit irregulären Polyvinylalkohol-Teilchen
von 50 bis 150 μm
zu einem höheren
Prozentsatz einer wirksamen Tumor-Devaskularisierung und Tumornekrose
für intrakraniale
Meningiome führte.
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Angesichts
des Interesses an der Verwendung von Polyvinylalkohol-Teilchen zur
Embolisierung besteht ein großer
Bedarf nach einem sicheren und wirksamen Verfahren für deren
Verabreichung. Die vorliegende Erfindung spricht diese und andere Bedürfnisse
der Fachwelt an.
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3. Kurzdarstellung
der Erfindung
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Trotz
der Risiken und Schwierigkeiten, die mit der Verwendung von Polyvinylalkohol-Teilchen bei
der Embolisierung verbunden sind, hat der Anmelder überraschenderweise
gefunden, daß Mikrokügelchen,
die aus vernetztem Polyvinylalkohol hergestellt sind, in Embolisierungsprozeduren
biokompatibel, nicht-toxisch und sicher sind. Demgemäß erstreckt
sich die vorliegende Erfindung auf Mikrokügelchen, die für die Embolisierung
nützlich
sind, die Mikrokügelchen
aus vernetztem Polyvinylalkohol umfassen, auf injizierbare Suspensionen,
die für
die Embolisierung geeignet sind, die die vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen
und einen geeigneten flüssigen
Träger
umfassen, auf Verfahren zur prophylaktischen oder therapeutischen
Embolisierung unter Verwendung derartiger injizierbarer Suspensionen sowie
auf Verfahren zur Herstellung der vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen.
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Die
hierin beschriebene Erfindung umfaßt Mikrokügelchen, die Durchmesser im
Bereich von etwa 10 μm
bis etwa 2000 μm
aufweisen, und für
eine Embolisierung nützlich
sind, die vernetzten Polyvinylalkohol umfassen. Die erfindungsgemäßen Mikrokügelchen
können
in Form eines trockenen Pulvers oder als Hydrogel vorliegen. Gemäß einer
Ausführungsform
umfaßt
die vorliegende Erfindung Mikrokügelchen,
die, in vernetzter und Hydrogelform, etwa 0,5 bis 20 Gew.-% Polyvinylalkohol
umfassen. Gemäß einer
anderen Ausführungsform
umfaßt
die vorliegende Erfindung vernetzte Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen,
die außerdem
einen Zelladhäsionspromotor,
ein Markierungsmittel oder beide aufweisen. Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform
umfaßt
die vorliegende Erfindung Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen,
die außerdem
ein anti-angiogenes Mittel
umfassen.
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Die
vorliegende Erfindung umfaßt
auch eine injizierbare Suspension, die für eine prophylaktische oder
therapeutische Embolisierung geeignet ist, die Mikrokügelchen,
die Durchmesser im Bereich von etwa 10 μm bis etwa 2000 μm aufweisen,
die einen vernetzten Polyvinylalkohol umfassen, und einen geeigneten
flüssigen
Träger
umfaßt.
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
umfaßt
die vorliegende Erfindung eine injizierbare Suspension, wobei die
Mikrokügelchen,
in vernetzter und Hydrogelform, etwa 0,5 bis etwa 20 Gew.-% Polyvinylalkohol
umfassen. Gemäß einer
Ausführungsform
weisen die Mikrokügelchen
in der genannten injizierbaren Suspension eine gleichmäßige und
enge Größenverteilung
auf, wobei der Unterschied im Durchmesser zwischen den Mikrokügelchen
von 0 μm
bis etwa 150 μm,
vorzugsweise von etwa 0 μm
bis etwa 100 μm
beträgt. Gemäß einer
anderen Ausführungsform
umfaßt
die vorliegende Erfindung eine injizierbare Suspension, wobei die
vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen außerdem einen Zelladhäsionspromotor,
ein Markierungsmittel oder beide umfassen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform
umfaßt
die vorliegende Erfindung eine injizierbare Suspension, wobei die Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen
außerdem
ein anti-angiogenes Mittel umfassen.
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Die
vorliegende Erfindung umfaßt
zusätzlich die
Herstellung von Zusammensetzungen zur prophylaktischen und therapeutischen
Embolisierung bei einem Säugetier
durch Verabreichung einer injizierbaren Suspension an das Säugetier,
die eine wirksame Menge an Mikrokügelchen umfaßt, die Durchmesser
im Bereich von etwa 10 μm
bis etwa 2000 μm
aufweisen, die vernetzten Polyvinylalkohol umfassen.
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Eine
wirksamen Menge der genannten Mikrokügelchen ist im allgemeinen
die Menge, die ausreicht, um das fragliche Gefäß zu verschließen. Im allgemeinen
liegt diese Menge zwischen einigen Dutzend bis einigen hundert Mikrokügelchen.
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
umfaßt
die Erfindung ein Verfahren zur Embolisierung, wobei die vernetzten
Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen,
die in der injizierbaren Suspension verabreicht werden, von etwa
0,5 bis etwa 20 Gew.-% vernetzten Polyvinylalkohol in der Hydrogelform
umfassen. Gemäß einer anderen
Ausführungsform
umfaßt
die vorliegende Erfindung ein verfahren zur Embolisierung, wobei
die vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen, die verabreicht werden,
außerdem
einen Zelladhäsionspromotor,
ein Markierungsmittel oder beide aufweisen. Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform
umfaßt
die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Embolisierung, wobei
die Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen,
die verabreicht werden, außerdem
ein anti-angiogenes
Mittel umfassen.
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Die
vorliegende Erfindung umfaßt
außerdem ein
Verfahren zur Herstellung von vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen,
die einen Durchmesser aufweisen, der im Bereich von etwa 10 μm bis etwa 2000 μm liegt,
das umfaßt:
a) Auflösen
von Polyvinylalkohol in einer sauren Lösung; b) Zugeben eines Aldehyds
zu der genannten Polyvinylalkohol-enthaltenden Lösung, oder umgedreht, um eine
Mischung zu bilden; c) Zugeben dieser Mischung unter Rühren zu einem Öl, das von
etwa 0,1% bis etwa 10% eines Emulgators enthält, der eine hydrophil-hydrophobe Balance
("HLB") von weniger als
5 aufweist, oder umgedreht, um eine Emulsion mit Tröpfchen von
Polyvinylalkohol, die in dem Öl
suspendiert sind, zur bilden; e) Erhitzen der Emulsion, um den Aldehyd
mit den Polyvinylalkohol-Ketten zu kondensieren und auf diese Weise
sphärische
Teilchen aus vernetztem Polyvinylalkohol zu bilden; e) Entfernen
des Öls
von den sphärischen
Teilchen aus vernetztem Polyvinylalkohol; f) Neutralisieren des
aktiven Aldehyds an den sphärischen
Teilchen aus vernetztem Polyvinylalkohol; g) Waschen der neutralisierten
sphärischen
Teilchen aus vernetztem Polyvinylalkohol mit physiologischen wäßrigen Puffern;
und vorzugsweise h) Sterilisieren der gewaschenen sphärischen
Teilchen aus vernetztem Polyvinylalkohol. Die Polyvinylalkohol-enthaltende
Lösung,
die in diesem Verfahren verwendet wird, hat vorzugsweise eine Polyvinylalkohol-Konzentration von
etwa 0,5 bis 20% (Gewicht/Volumen).
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4. Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Für die Embolisierung
nützliche
Mikrokügelchen,
die Polyvinylalkohol umfassen, injizierbare Suspensionen, die für die Embolisierung
geeignet sind, die Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen umfassen, Verfahren
zur prophylaktischen oder therapeutischen Embolisierung unter Verwendung
derartiger injizierbarer Suspensionen und Verfahren zur Herstellung von
Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen
werden hierin beschrieben.
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Bei
der Verwendung hierin bedeuten "Mikrokügelchen" feste unlösliche Teilchen,
die in biologischen oder biologisch verträglichen Flüssigkeiten suspendiert sein
können,
und die, bei einer mikroskopischen Prüfung, eine im wesentlichen
Kugelform oder sphäroidale
Form (ellipsoid) aufweisen. Eine Kugel ist als ein Volumen definiert,
das die kleinste Außenoberfläche darstellt.
Die Oberfläche
von Mikrokügelchen
erscheint unter Vergrößerungen
von weniger als 1000-fach glatt.
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Bei
einer Verwendung hierin bedeutet "unregelmäßige Teilchen" feste unlösliche Teilchen,
die, bei mikroskopischer Prüfung,
eine Form aufweist, die nicht im wesentlichen kugelförmig oder
sphäroidal (ellipsoid)
ist. Die Form von irregulären
Teilchen ist häufig
das Ergebnis eines größeren festen
Teilchens, das zerbrochen wurde. Jedes unregelmäßige Teilchen scheint, verglichen
mit Mikrokügelchen,
ungleichmäßig. Ferner
weisen in einem weiteren Kontrast zu Mikrokügelchen unregelmäßige Teilchen eine
rauhe Oberfläche
auf. Die Länge,
Dicke und Breite von unregelmäßigen Teilchen
sind nicht gleichmäßig; sie
weisen auf der Oberfläche
Ecken und Vorsprünge
auf. Diese Teilchen erscheinen auch im Hinblick auf ihre Fähigkeit,
bei mikroskopischer Prüfung
Licht hindurchzulassen, ungleichmäßig, und zwar in Abhängigkeit
von der Dicke der Teilchen an speziellen Stellen.
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Die
Verwendung von unregelmäßigen Teilchen
zur Embolisierung hat bestimmte Nachteile. Erstens sind Kugeln durch
ihren Durchmesser definiert. Irreguläre Teilchen können geometrisch
nicht definiert werden, außer
durch ihr Gesamtvolumen, und weisen keine realen Dimensionen auf.
Demzufolge können
unregelmäßige Teilchen
nicht sauber gesiebt werden, um eine gleichmäßige oder auch nur enge Größenverteilung
zu erhalten. Im Ergebnis erweist es sich als schwierig, Arterienlumina
ordnungsgemäß und vollständig unter
Verwendung unregelmäßiger Teilchen
zu verschließen,
da sie keinen vollständigen
Kontakt mit der gesamten Oberfläche
der Arterie ausbilden können,
die zylindrisch ist. Außerdem
blockieren unregelmäßige Teilchen
gelegentlich das Katheterlumen, und zwar in Abhängigkeit von der räumlichen
Orientierung innerhalb des Lumens eines Katheters. Außerdem können als
Ergebnis der rauhen Oberfläche
von unregelmäßigen Teilchen
und der Möglichkeit,
daß derartige
Teilchen aufgrund von Reibungsphänomenen
brechen können,
aus den unregelmäßigen Teilchen
sehr kleine Teilchen gebildet werden. Wenn während der Handhabung oder Verabreichung
in vivo derartige sehr kleine Teilchen gebildet werden, kann es
unbeabsichtigt zu einer pulmonären
Embolisierung, einer potentiell tödlichen Komplikation, kommen.
Außerdem
weisen unregelmäßige Teilchen,
verglichen mit ihrem Volumen eine große Oberfläche auf. Sie neigen dazu, Klumpen oder
Aggregate zu bilden, die für
ein Verstopfen des Katheters und eine unerwünschte proximale Embolisierung
verantwortlich sind.
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Im
Gegensatz dazu hat die Verwendung von Mikrokügelchen, wie sie hierin beschrieben
werden, bei der Embolisierung bestimmte Vorteile. Beispielsweise
können
Mikrokügelchen,
aufgrund ihrer sphärischen
Form oder im wesentlichen sphärischen
Form, den Hohlraum von Arterien sauber und vollständig verschließen, da
sie einen vollständigen
Kontakt mit der gesamten Oberfläche
der Arterie ausbilden können,
die zylindrisch ist. Zusätzlich
können
die Mikrokügelchen
der vorliegenden Erfindung leicht geeicht werden, und Proben oder
Suspensionen, die diese Mikrokügelchen
enthalten, blockieren oder verstopfen Katheter nicht, da sie stets
die gleiche Abmessung haben, unabhängig von ihrer räumlichen
Orientierung im Katheter. Außerdem
kommt es aufgrund ihrer glatten Oberfläche nicht zu Reibung, und aus den
Mikrokügelchen
werden keine Teilchen kleiner Größen erzeugt;
damit werden die potentiell tödlichen
Komplikationen wie beispielsweise eine pulmonäre Embolisierung vermieden.
Außerdem
können Mikrokügelchen
miteinander nur an einem einzigen Punkt wechselwirken, und ein derartiger
Kontakt reicht nicht aus, eine Aggregation durch Oberflächenwechselwirkung
auszulösen.
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Die
hierin beschriebene Erfindung umfaßt Mikrokügelchen, die einen Durchmesser
im Bereich von etwa 10 μm
bis etwa 2000 μm
aufweisen, die für Embolisierung
nützlich
sind, die vernetzten Polyvinylalkohol umfassen. Bevorzugte Durchmesser
für die vorliegende
Erfindung hängen
vom Typ der Embolisierung ab und können vom erfahrenen Fachmann leicht
bestimmt werden. Die erfindungsgemäßen Mikrokügelchen können in Form trockener Pulver
oder als Hydrogel vorliegen. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
umfaßt
die vorliegende Erfindung Mikrokügelchen,
die, in vernetzter und Hydrogelform, von etwa 0,5 bis etwa 20 Gew.-%
vernetzten Polyvinylalkohol aufweisen. Gemäß anderer Ausführungsformen
können
die vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen einen oder mehrere
von einem Zelladhäsionspromotor,
einem Markierungsmittel oder einem anti-angiogenen Mittel umfassen.
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Die
vorliegende Erfindung umfaßt
auch eine injizierbare Suspension, die sich für eine Embolisierung eignet,
die vernetzte Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen aufweist, die einen
Durchmesser im Bereich von etwa 10 μm bis etwa 2000 μm aufweisen,
sowie einen geeigneten flüssigen
Träger.
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
weisen die vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen in der injizierbaren Suspension
einen gleichmäßigen oder
engen Größenbereich
auf, wobei der Unterschied der Durchmesser zwischen den Mikrokügelchen
von etwa 0 μm bis
etwa 150 μm,
vorzugsweise von etwa 0 μm
bis etwa 100 μm
beträgt.
Gemäß anderen
Ausführungsformen
umfaßt
die vorliegende Erfindung eine injizierbare Suspension, wobei die
Mikrokügelchen
von von etwa 0,5 bis etwa 20 Gew.-% vernetztem Polyvinylalkohol
in der Hydrogelform gebildet werden; und eine injizierbare Suspension,
wobei die vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen außerdem einen Zelladhäsionspromotor,
ein Markierungsmittel und eine injizierbare Lösung umfassen können, in
der sich die Polyvinylalkohol-Mikrosphären und ein anti-angiogenes
Mittel befinden.
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Die
vorliegende Erfindung umfaßt
zusätzlich ein
Verfahren zur prophylaktischen oder therapeutischen Embolisierung
bei einem Säugetier,
das die Verabreichung einer injizierbaren Suspension, die eine wirksame
Menge an vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen, die Durchmesser im
Bereich von etwa 10 μm
bis etwa 2000 μm
aufweisen, und einen geeigneten flüssigen Träger umfaßt, an das Säugetier,
das eine derartige Emobilisierung benötigt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
umfaßt die
vorliegende Erfindung ein Verfahren zur therapeutisch Embolisierung,
wobei die Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen in der injizierbaren
Suspension, die verabreicht wird, von etwa 0,5 bis etwa 20 Gew.-%
vernetzten Polyvinylalkohol in der Hydrogel-Form umfassen. Gemäß anderen
Ausführungsformen
können
die vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen, die bei dem Verfahren
zur prophylaktischen oder therapeutischen Embolisierung verabreicht
werden, außerdem
eines oder mehrere von einem Zelladhäsionspromotor, einem Markierungsmittel
und einem anti-angiogenen Mittel umfassen.
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Die
vorliegende Erfindung umfaßt
ferner ein Verfahren zur Herstellung von vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen, die
Durchmesser im Bereich von etwa 10 μm bis etwa 2000 μm aufweisen.
Verschiedene saure Lösungen,
Aldehyde, Öle,
Emulgatoren, Rührgeschwindigkeiten,
Heizbedingungen und Verfahren zur Ölentfernung können bei
dem nachfolgend beschriebenen Verfahren zur Anwendung kommen. Gemäß anderen
Ausführungsformen
umfaßt die
vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von vernetzten
Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen,
das außerdem
die Zugabe eines Zelladhäsionspromotors
zu der sauren Polyvinylalkohol-Lösung umfaßt, bevor
man den Aldehyd zusetzt; ein Verfahren, das außerdem das Absorbieren eines
Markierungsmittels in den vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen
umfaßt;
und ein Verfahren, das außerdem
das Absorbieren eines anti-angiogenen Mittels in die vernetzten
Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen umfaßt.
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Aus
Gründen
der Klarheit der Beschreibung, jedoch nicht als Einschränkung, wird
die detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung in die
Unterabschnitte, die folgen, unterteilt.
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4.1. Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen
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Polyvinylalkohol
ist ein Polymer, das aus Polyvinylacetaten durch Ersatz der Acetat-Gruppen durch
Hydroxyl-Gruppen hergestellt wird. Beispiele für andere Namen für Polyvinylalkohol
schließen, ohne
darauf beschränkt
zu sein, ein Akwa Tears, Elvanol, Gelvatol, Lipuifilm, Mowiol, Polyviol,
Sno Tears, Vinarol und Vinal (The Merck Index, 12th Ed., Merck & Co., Inc., 1996,
S. 1308). Derartige Synonyme werden von der vorliegenden Erfindung
umfaßt. Polyvinylalkohol
kann nach Verfahren hergestellt werden, die beschrieben sind in
Hermann, Haehnel, Ber. 60: 1658 (1927); Schildknecht, Vinyl and
Related Polymers (Wiley, New York, 1952); Staudinger et al., Ber.
60: 1782 (1927); Prakt. Chem., 155: 261 (1940); Marvel, J. Am. Soc.,
60: 1045 (1938); McDowell, J. Am. Soc., 62: 415 (1940); Marvel,
J. Am. Soc., 65: 1710 (1943); Leeds, Encyclopedia of Chemical Technology
(KirkOthmer ed.), 21: 353–368
(Wiley-Interscience, New York, 2n ed., 1970); Polyvinyl Alcohol
(Finch Ed.), S. 640 (Wiley, New York, 1973); und Dunn, Chem & Ind. (London),
Seiten 801–806
(1980). Polyvinylalkohol kann. auch von kommerziellen Chemikalenlieferanten
wie Aldrich, Fluka und Sigma erhalten werden.
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Die
vorliegende Erfindung stellt Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen
bereit, die eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften aufweisen:
1) im wesentlichen sphärisch;
2) im wesentlichen gleichmäßig in Größe und Form;
3) aggregieren nicht durch Oberflächenwechselwirkung; und 4)
ihr Durchmesser kann leicht kalibriert werden.
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Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen
mit einem Durchmesser im Bereich von etwa 10 μm bis etwa 2000 μm werden
gemäß der vorwiegenden
Erfindung ebenfalls bereitgestellt. Die Mikrokügelchen der vorliegenden Erfindung
können
in Form eines trockenen Pulvers oder eines Hydrogels vorliegen.
Gemäß einer
Ausführungsform
umfassen vernetzte Hydrogel-Mikrokügelchen
gemäß der vorliegenden
Erfindung etwa 0,5 bis etwa 20 Gew.-% vernetzten Polyvinylalkohol.
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Die
vorliegende Erfindung stellt auch vernetzte Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen
bereit, die außerdem
einen Zelladhäsionspromotor,
ein Markierungsmittel oder beide umfassen. Ein derartiger Zelladhäsionspromotor
schließt
ein, ohne darauf beschränkt
zu sein CM-Dextran, Collagen, DEAE-Dextran, Gelatine, Glucosaminoglycane,
Fibronectin, Lectine, Polykationen, natürliche biologische Zelladhäsionsagenzien
oder synthetische biologische Zelladhäsionsagenzien. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
ist der Zelladhäsionspromotor
aus der Gruppe ausgewählt,
die besteht aus CM-Dextran, Collagen
und DEAE-Dextran.
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Die
Markierungsmittel, die innerhalb der vorliegenden Erfindung nützlich sind,
schließen
ein, ohne darauf beschränkt
zu sein, Farbstoffe, Bildgebungsmittel und Kontrastmittel. Beispiele
für chemische
Farbstoffe, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, die
eine direkte Visualisierung der Mikrokügelchen ermöglichen, schließen, ohne
darauf beschränkt
zu sein, ein Cibacron Blue und Procion Red HE-3B. Beispiele für Bildgebungsmittel,
die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, schließen, ohne
darauf beschränkt zu
sein, Magnetresonanz-Bildgebungsmittel
wie Erbium, Gadolinium und Magnetit ein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
wird ein Magnetit-Bildgebungsmittel,
wie beispielsweise Ferrofluid verwendet. Beispiele für Kontrastmittel,
die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, schließen, ohne
darauf beschränkt
zu sein, ein Barium- oder Iodsalze und Amino-3-triiod-2,4,6-benzoesäure. Die Verwendung und Herstellung
der obigen Farbstoffe, Bildgebungsmittel und Kontrastmittel sind
beschrieben in den US-Patenten Nr. 5,635,215; 5,648,100; Boschetti,
Biochem-Biophys. Meth. 19: 21–36 (1989);
und Boschetti et al., Bull. Soc. Chim. France 1986 Nr. 4), wobei
deren Inhalt durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
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Im
Falle von Barium- oder Magnetitsalzen können diese direkt in Pulverform
in die ursprüngliche
Polyvinylalkohol-Lösung
des Verfahrens zur Herstellung von Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen
gemäß der vorliegenden
Erfindung eingesetzt werden. Es ist ferner möglich, derartige Markierungsmittel
in die Mikrokügelchen
nach deren Synthese zu inkorporieren. Das kann beispielsweise erfolgen
durch Pfropfen von Fluoreszenzmarkern wie Erythrosin oder Fluorescein oder
deren Derivaten (FITC, EITC und dgl.).
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform stellt
die vorliegende Erfindung vernetzte Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen
bereit, die außerdem
ein anti-angiogenes Mittel umfassen.
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Die
anti-angiogenen Mittel, die innerhalb der vorliegenden Erfindung
nützlich
sind, schließen, ohne
darauf beschränkt
zu sein ein AGM-1470 (TNP-470), angiostatische Steroide, Angiostatin,
Antikörper
gegen avβ3,
Antikörper
gegen bFGF, Antikörper
gegen IL-1, Antikörper
gegen TNF-α,
Antikörper
gegen VEGF, Auranofin, Azathioprin, BB-94 und BB-2516, basischen
FGF-löslichen
Rezeptor, Carboxamido-trizol (CAI), Knorpel-abgeleiteten Inhibitor (DCI),
Chitin, Chloroquine, CM 101, Kortison/Heparin, Kortison/Hyaluroflan,
Cortexolon/Heparin, CT-2584, Cyclophosphamid, Cyclosporin A, Dexamethason,
Diclofenac/Hyaluronan, eosinophiles basisches Hauptprotein, Fibronectinpeptide,
Gliom-abgeleiteten Angiogenese-Inhibitorfaktor (GD-AIF), GM 1474,
Goldchlorid, Goldthiomalat, Heparinasen, Hyaluronan (hoch- und niedermolakulargewichtige
Spezies), Hydrokortisonelbeta-Cyclodextran,
Ibuprofen, Indomethacin, Interferon-alpha, Interferon-gamma-induzierbares
Protein 10, Interferon-gamma, IL-1, IL-2, IL-4, IL-12, Laminin,
Levamisol, Linomid, LM609, Martmastat (BB-2516), Medroxyprogesteron, Methotrexat,
Minocyclin, Stickoxid, Octreotid (Somatostatin-Analog), D-Penicillamin,
Pentosanpolysulfat, placentäres
Proliferinverwandtes Protein, plancentären RNase-Inhibitor, Plasminogenaktivator-Inhibitor (PAIs),
Plättchenfaktor-4
(PF4), Prednisolon, Prolactin (16-kDa-Fragment), Proliferinverwandtes
Protein, Prostaglandin-Synthaseinhibitor, Protamin, Retionoide,
Somatostatin, Substanz P, Suramin, SU101, Tecogalannatrium (05-4152),
Tetrahydrocortisolsthrombospondine (TSPs), Gewebeinhibitor von Metalloproteinasen
(TIMP 1, 2, 3), Thalidomid, 3-Aminothalidomid, 3-Hydroxythalidomid,
Metaboliten oder Hydrolyseprodukte von Thalidomid, 3-Aminothalidomid, 3-Hydroxythalidomid,
Vitamin A und glasige Fluide. Gemäß einer anderen bevorzugten
Ausführungsform ist
das anti-angiogene Mittel aus der Gruppe ausgewählt, die besteht aus Thalidomid,
3-Aminothalidomid, 3-Hydroxythalidomid und Metaboliten oder Hydrolyseprodukten von
Thalidomid, 3-Aminothalidomid, 3-Hydroxythalidomid. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
ist das anti-angiogene Mittel Thalidomid. Die obigen anti-angiogenen
Mittel sind beschrieben in den US-Patenten mit den Nrn. 5,593,990;
5,629,327; und 5,712,291; Norrby, AMPIS, 1997, 105: 417–437; O'Reilly, Investigational New
Drugs, 1997, 15: 5–13;
und J. Natl. Cander Insti., 1996, 88(12): 786–788, deren Inhalt durch Bezugnahme
hierin aufgenommen wird.
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Die
erfindungsgemäßen vernetzten
Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen
können
in der Form trockener Pulver gelagert und gehalten werden, oder
als Hydrogel, das in einem geeigneten flüssigen Träger suspendiert ist.
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4.2. Injizierbare Suspensionen,
die Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen
umfassen
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine injizierbare Suspension bereit,
die für
eine Embolisierung geeignet ist, die Mikrokügelchen umfaßt, die
Durchmesser im Bereich von etwa 10 μm bis etwa 2000 μm aufweisen,
die für
eine Embolisierung nützlich
sind, sowie einen geeigneten Träger.
Vorzugsweise ist die injizierbare Suspension steril.
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Die
verschiedenen spezifischen und bevorzugten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen,
die in § 4.1. beschrieben
werden, können
in der injizierbaren Suspension verwendet werden.
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Kits,
die eine fertige injizierbare Suspension oder die in § 4.1. beschriebenen
Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen
in Pulverform sowie eine oder mehrere physiologisch annehmbare Trägerflüssigkeit(en) oder
Lösung(en)
enthalten, die die Pulver der Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen
solubilisieren können, sind
in die vorliegende Erfindung eingeschlossen. Geeignete flüssige Träger zur
Verwendung in den erfindungsgemäßen injizierbaren
Suspension schließen
ein biologische Flüssigkeiten
oder Lösungen
und Flüssigkeiten
oder Lösungen,
die biologisch kompatibel oder physiologisch annehmbar sind. Beispiele für derartige
Flüssigkeiten
oder Lösungen
schließen ein,
ohne darauf beschränkt
zu sein, wäßrige Lösungen,
Salzlösung,
physiologische Lösungen,
die Zucker enthalten und dgl. Derartige Kits können auch Zelladhäsionspromotoren,
Markierungsmittel und anti-angiogene Mittel oder Mischungen davon
enthalten. Derartige Kits können
außerdem
Injektionsmittel wie beispielsweise eine Nadel, einen Katheter,
Führungen,
Kontrastmittel und physiologische Farbstoffe wie beispielsweise
Methylenblau enthalten.
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4.3. Verfahren zur Embolisierung
unter Verwendung der injizierbaren Suspension mit Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur prophylaktischen
oder therapeutischen, vorübergehenden
oder permanenten, Embolisierung bei einem Säugetier bereit, das die Verabreichung
an das Säugetier,
das eine derartige Embolisierung benötigt, einer injizierbaren Suspension,
die eine wirksame Menge von Mikrokügelchen enthält, die
Durchmesser im Bereich von etwa 10 μm bis etwa 2000 μm aufweisen,
die für
eine Embolisierung nützlich
sind, wobei die Mikrokügelchen
vernetzten Polyvinylalkohol umfassen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
ist das zu embolisierende Säugetier
ein Mensch.
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Die
verschiedenen spezifischen und bevorzugten injizierbaren Suspensionen,
die die Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen
aufweisen, die in § 4.1
und § 4.2
beschrieben werden, können
bei den Embolisierungsverfahren der vorliegenden Erfindung verwendet
werden.
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Erkrankungen
und Krankheitszustände,
die nach den vorliegenden Embolisierungsverfahren verhindert oder
behandelt werden können,
schließen, ohne
darauf beschränkt
zu sein, ein feste Tumoren, Gefäßfehlbildungen
und hämorrhagische
Vorfälle oder
Prozesse. Was Tumoren angeht, können
die vorliegenden Embolisierungsverfahren dazu verwendet werden,
Schmerz zu unterdrücken,
den Blutverlust während
einer operativen Intervention im Anschluß an die Embolisierung zu begrenzen
oder eine Tumornekrose zu fördern
und die Notwendigkeit einer chirurgischen Intervention entweder
zu vermeiden oder minimal zu machen. Was Gefäßfehlbildungen angeht, können die
Embolisierungsverfahren dazu verwendet werden, den Blutfluß in "normale" Gewebe zu normalisieren,
bei Operationen zu helfen und das Risiko einer Hämorrhagie zu begrenzen. Bei hämorrhagischen
Vorfällen
oder Prozessen können die
vorliegende Embolisierungsverfahren dazu verwendet werden, den Blutfluß zu vermindern
und die Vernarbung der artiellen Öffnung(en) zu fördern. Zusätzlich können die
vorliegenden Embolisierungsverfahren als voroperative Behandlung
angewandt werden, um den Blutfluß in blutreichen Organen (z.
B. der Leber) vor chirurgischen Eingriffen zu vermindern. Beispiele
für spezifische
Erkrankungen, die nach den vorliegenden Embolisierungsverfahren
verhindert oder behandelt werden können schließen, ohne darauf beschränkt zu sein,
ein Gebärmuttertumoren
oder Fibroide; Dünndarm-Hämorrhagien
wie diejenigen, die mit Streßulkus
assoziiert sind; chirurgischen Abfluß; Anastomose; tuberkulösen Ulkus und
unspezifischen Ulkus; symptomatische hepatische arteriovenöse Fehlbildung
(AVM); primären
kolorektalen Krebs; heptatozelluläre Karzinome; Lebermetastasen;
Knochenmetastasen; Melanome; Krebse des Kopfes oder des Halses;
und intrakraniale Meningiome.
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Die
Größe einer
prophylaktischen oder therapeutischen Dosis der Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen
der vorliegenden Erfindung variiert selbstverständlich mit der Natur oder dem
Typ, dem Ort oder der Schwere des zu behandelnden Krankheitszustands
sowie dem Verabreichungsweg. Sie variiert auch mit dem Alter, Gewicht
und der Reaktion des individuellen Patienten. Wirksame Mengen der
bei den Embolisierungsverfahren der vorliegenden Erfindung zu verwendenden
Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen beruhen
auf empfohlenen Dosen, die dem Fachmann für die verschiedenen Erkrankungen,
Krankheiten oder Störungen
bekannt sind.
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Eine
wirksame Menge bezieht sich auf diejenige Menge an Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen,
die ausreicht, zu einer Verbesserung von Symptomen oder einer Verlängerung
des Überlebens
eines Patienten zu führen.
Die Toxizität
und die therapeutische Wirksamkeit derartiger Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen
kann nach Standardembolisierungsprozeduren in Versuchstieren bestimmt
werden, oder als eine, die ausreicht, permanent oder temporär den fraglichen Gefäßhohlraum
zu verschließen.
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Um
einen Patienten mit einer wirksamen Dosis von erfindungsgemäßen Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen
an einem gewünschten
Ziel oder Ort zu versorgen, kann irgendein geeigneter Verabreichungsweg
angewandt werden. Beispielsweise können parenterale, subkutane,
intramuskuläre
und ähnliche
angewandt werden. Eine bevorzugte Verabreichungsart ist eine Zufuhr
ins Innere von Zielarterien mittels eines Katheters.
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4.4. Verfahren zur Herstellung
von Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen
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Die
vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Herstellung von
vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen mit einem Durchmesser
im Bereich von etwa 10 μm
bis etwa 2000 μm,
das umfaßt: a)
Auflösen
von Polyvinylalkohol in einer sauren Lösung; b) Zugeben eines Aldehyds
zu der genannten Polyvinylalkohol-haltigen Lösung unter Bildung einer Mischung
oder umgekehrt; c) Zugeben dieser Mischung unter Rühren zu
einem Öl,
das von etwa 0,1% bis etwa 10% eines Emulgators mit einem HLB von
weniger als 5 enthält, oder
umgekehrt, um eine Emulsion mit Tröpfchen von Polyvinylalkohol,
die in dem Öl
suspendiert sind, zu bilden; d) Erhitzen der Emulsion, um den Aldehyd
auf die Polyvinylalkohol-Ketten zu kondensieren und auf diese, Weise sphärische Teilchen
aus vernetztem Polyvinylalkohol zu bilden; e) Entfernen des Öls von den
genannten sphärischen
Teilchen des vernetzten Polyvinylalkohols; f) Neutralisieren des
aktiven Aldehyds an den sphärischen
Teilchen aus vernetztem Polyvinylalkohol; g) Waschen der neutralisierten
sphärischen
Teilchen aus vernetztem Polyvinylalkohol mit physiologischen wäßrigen Puffern;
sowie gegebenenfalls h) Sterilisieren der gewaschenen sphärischen
Teilchen aus vernetztem Polyvinylalkohol. Verschiedene saure Lösungen,
Aldehyde, Amin-haltige Mittel, Öle, Emulgatoren,
Rührgeschwindigkeiten,
Erhitzungsbedingungen und Verfahren zur Ölentfernung können in dem
Verfahren zur Anwendung kommen.
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Es
können
verschiedene bevorzugte Reagenzien und Reaktionsbedingungen bei
dem Verfahren zur Herstellung von vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen
angewandt werden wie erfahrene Fachleute wissen. Beispielsweise
sind in Stufe (a) bevorzugte saure Lösungen 0,5 M H2SO4-NaCl und 1 M HCl. In Stufe (b) ist der
bevorzugte Aldehyd aus der Gruppe ausgewählt, der besteht aus Formaldehyd,
Glyoxal, Glutaraldehyd und Terephthalaldehyd. Stärker bevorzugt ist der Aldehyd
Glutaraldehyd. In Stufe (c): 1) ist das bevorzugte Öl aus der
Gruppe ausgewählt,
die besteht aus pflanzlichen Ölen
(z. B. Olivenöl,
Maisöl
und Sonnenblumenöl),
Mineralölen (z.
B. Paraffinöl
oder Siliconöl)
und nicht-polaren Lösemitteln,
wobei das Öl
vorzugsweise ein Mineralöl wie
Paraffinöl
ist; und der bevorzugte Emulgator mit einem HLB von weniger als
5 wird vorzugsweise in Konzentrationen von etwa 0,05% bis 5% verwendet, und
er kann ausgewählt
werden aus der Gruppe, die besteht aus Sorbitansesquioleat, Sorbitantrioleat, Sorbitantristearat,
Polyethylensorbitanmonostearat, Celluloseacetatbutyrat und Tetradecanol.
Die in dem Verfahren der vorlie genden Erfindung angewandte Rührgeschwindigkeit
hängt ab
vom Typ der verwendeten Rührausrüstung und
der gewünschten
Größe der hergestellten
Mikrokügelchen.
In Stufe (d) wird das Erhitzen vorzugsweise auf etwa 80°C für etwa 6 Stunden
durchgeführt.
In Stufe (e) wird das Öl
von den sphärischen
Teilchen aus vernetztem Polyvinylalkohol unter Verwendung von Extraktionsmitteln
wie leichten unpolaren Lösemitteln,
chlorierten Lösemitteln,
Ethylether und überkritischem
Kohlendioxid entfernt, und vorzugsweise durch Extraktion mit einem leichten
unpolaren Lösemittel
oder einem chlorierten Lösemittel
und besonders bevorzugt durch Extraktion mit Methylenchlorid. In
Stufe (f) wird der aktive Aldehyd an den sphärischen Teilchen aus vernetztem Polyvinylalkohol
vorzugsweise mit einem Amin-haltigen Mittel neutralisiert, wie beispielsweise
mit Aminalkoholen, z. B. Tris, 2-Aminoethanol, Aminosorbit und Glucosamin,
und stärker
bevorzugt mit einem 0,5 M Tris-HCl-Puffer (pH 9).
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform stellt
die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von vernetzten
Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen
bereit, das außerdem
die Zugabe eines Zelladhäsionspromotors
zu der sauren Polyvinylalkohol-Lösung
vor der Zugabe des Aldehyds umfaßt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
ist der Zelladhäsionspromotor
aus der Gruppe ausgewählt, die
besteht aus CM-Dextran, Collagen, DEAE-Dextran, Gelatine, Glucosaminoglycannen,
Fibronectin, Lectinen, Polykationen, natürlichen biologischen Zelladhäsionsmitteln
und synthetischen biologischen Zelladhäsionsmitteln. Gemäß einer
stärker
bevorzugten Ausführungsform
ist der Zelladhäsionspromotor
aus der Gruppe ausgewählt,
die besteht aus CM-Dextran, Collagen und DEAE-Dextran.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform stellt,
die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von vernetztem Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen
bereit, das außerdem
das Absorbieren eines Markierungsmittels in die vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen
umfaßt.
Vorzugsweise wird das Markierungsmittel aus der Gruppe ausgewählt, die
aus einem Farbstoff, einem Bildgebungsmittel und einem Kontrastmittel
besteht, und stärker
bevorzugt ist das Markierungsmittel ein Bildgebungsmittel wie beispielsweise
Ferrofluid.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform stellt
die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von vernetzten
Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen
bereit, das außerdem
das Absorbieren eines anti-angiogenen Mittels in die vernetzten
Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen
umfaßt.
Stärker
bevorzugt können
die anti-angiogenen Mittel, die im obigen § 4.1 beschrieben werden, verwendet
werden.
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Diese
Erfindung wird nunmehr mit Hilfe der nachfolgenden Beispiele noch
vollständiger
beschrieben, die als illustrativ und nicht als beschränkend anzusehen
sind.
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5. Beispiele
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Materialien
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Alle
chemischen Reagenzien einschließlich Polyvinylalkohol
stammen von Aldrich, Europe. Alle biologischen Reagenzien wie Dextran-Derivate,
Zelladäsionsfaktor
usw. stammen von Sigma, USA. Das Rührsystem und die Siebmaschine
sind von Prolabo, Frankreich.
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Beispiel 1: Herstellung
von vernetzten Mikrokügelchen
mit 5% Polyvinylalkohol
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5
g Polyvinylalkohol werden in 75 ml einer 0,5 M H2SO4-0,1 M NaCl-Lösung unter Rühren gelöst. Die
Suspension wird gerührt
bis sich eine klare Lösung
bildet, und dann werden 25 ml Formaldehyd zu der Lösung zugegeben.
Die erhaltene Mischung wird rasch in 500 ml gerührtes Paraffinöl, das 2% Sorbitansesquioleat
enthält,
gegossen. Unter den Bedingungen wird eine Emulsion mit Tröpfchen aus Polyvinylalkohol
in Suspension in Öl
gebildet. Die Emulsion wird für
wenigstens 6 Stunden auf 80°C
erhitzt, um die Kondensation von Formaldehyd und Polyvinylalkohol-Ketten
zu erhalten und auf diese Weise sphärische Teilchen aus vernetztem
Polyvinylalkohol zu bilden.
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Die
Teilchengröße wird
durch die Geschwindigkeit des Rührens
der Emulsion gesteuert. Um beispielsweise Mikrokügelchen mit einem Durchmesser um
300 μm (mittlere
Abmessung) zu erhalten, wird die Rührgeschwindigkeit bei etwa
250 U/min gehalten.
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Hydrogel-Mikrokügelchen
aus Polyvinylalkohol werden dann durch Filtrieren gesammelt. Alternativ
dazu können
Hydrogel-Mikrokügelchen
aus Polyvinylalkohol durch Zentrifugieren oder einfaches Dekantieren
gesammelt werden. Restliches Öl
wird mit unpolaren Lösemitteln
oder chlorierten Lösemitteln wie
Methylenchlorid extrahiert. Die erhaltenen ölfreien Mikrokügelchen
werden dann mit einem 0,5 M Tris-HCl-Puffer (pH 9) über Nacht
bei Raumtemperatur behandelt, um überschüssige Aldehyde zu neutralisieren.
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Abschließend werden
die Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen
mit physiologischen wäßrigen Puffern
gewaschen, auf den gewünschten
Durchmesser gesiebt, sterilisiert und als flüssige Suspensionen gelagert.
Dieses Material kann für
die Embolisierungs-Prozedur verwendet werden.
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Beispiel 2: Herstellung
von vernetzten Mikrokügelchen
mit 20% Polyvinylalkohol
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20
g Polyvinylalkohol werden in 75 ml einer 0,5 M H2SO4-0,1 M NaCl-Lösung unter Rühren gelöst. Die
Suspension wird gerührt,
bis sich eine klare Lösung
bildet, und dann werden 25 ml Formaldehyd zu der Lösung zugegeben.
Die erhaltene Mischung wird rasch in 500 ml gerührtes Paraffinöl, das 2% Sorbitansesquioleat
enthält,
gegossen. Unter diesen Bedingungen wird eine Emulsion mit Tröpfchen von Polyvinylalkohol
in Suspensionsöl
gebildet. Die Emulsion wird wenigstens 6 h auf etwa 80°C erhitzt, um
die Kondensation von Formaldehyd auf die Polyvinylalkohol-Ketten
zu erhalten und auf diese Weise sphärische Teilchen aus vernetztem
Polyvinylalkohol zu bilden.
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Die
Teilchengrößenprüfung, das
Sammeln der Mikrokügelchen,
die Öl-Extraktion,
die Neutralisation von Aldehyden, das Waschen der Mikrokügelchen,
das Sieben und die Sterilisation werden wie in Beispiel 1 beschrieben
durchgeführt.
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Beispiel 3: Herstellung
von vernetzten Mikrokügelchen
mit 10% Polyvinylalkohol
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10
g Polyvinylalkohol werden in 75 ml einer 0,5 M H2SO4-0,1 M NaCl-Lösung unter Rühren gelöst. Die
Suspension wird gerührt,
bis sich eine klare Lösung
bildet, und dann werden 25 ml einer 25%igen wäßrigen Lösung von Glutaraldehyd zu der
Lösung zugesetzt.
Die erhaltene Mischung wird rasch in 500 ml eines gerührten Paraffinöls, das
2% Sorbitansesquioleat enthält,
gegossen. Unter diesen Bedingungen wird eine Emulsion mit Tröpfchen aus
Polyvinylalkohol im Suspensionsöl
gebildet. Die Emulsion wird wenigstens 6 h auf 80°C erhitzt,
um die Kondensation von Glutaraldehyd auf die Polyvinylalkohol-Ketten zu erhalten
und auf diese Weise sphärische
Teilchen aus vernetztem Polyvinylalkohol zu bilden.
-
Die
Teilchengrößenprüfung, das
Sammeln der Mikrokügelchen,
die Öl-Extraktion,
die Neutralisation von Aldehyden, das Waschen der Mikrokügelchen,
das Sieben und die Sterilisation werden wie in Beispiel 1 beschrieben
durchgeführt.
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Beispiel 4: Herstellung
von vernetzten Mikrokügelchen
mit 10% Polyvinylalkohol
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10
g Polyvinylalkohol werden in 85 ml einer 0,5 M H2SO4-0,1 M NaCl-Lösung unter Rühren gelöst. Die
Suspension wird gerührt,
bis sich eine klare Lösung
bildet, und dann werden 15 ml einer 25%igen wäßrigen Lösung von Glyoxal zu der Lösung zugesetzt.
Die erhaltene Mischung wird rasch in 500 ml eines gerührten Paraffinöls, das
2% Sorbitansesquioleat enthält,
gegossen. Unter diesen Bedingungen wird eine Emulsion mit Tröpfchen von
Polyvinylalkohol in Suspensionsöl
gebildet. Die Emulsion wird wenigstens 6 h auf etwa 80°C erhitzt,
um die Kondensation von Glyoxal auf die Polyvinylalkohol-Ketten
zu erhalten und auf diese Weise sphärische Teilchen aus vernetztem
Polyvinylalkohol zu bilden.
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Die
Teilchengrößenprüfung, das
Sammeln der Mikrokügelchen,
die Öl-Extraktion,
die Neutralisation von Aldehyden, das Waschen der Mikrokügelchen,
das Sieben und die Sterilisation werden wie in Beispiel 1 beschrieben
durchgeführt.
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Beispiel 5: Herstellung
von Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen,
die Collagen enthalten
-
10
g Polyvinylalkohol werden in 75 ml einer 0,5 M H2SO4-0,1 M NaCl-Lösung unter Rühren gelöst. Die
Suspension wird gerührt,
bis sich eine klare Lösung
bildet. Zu dieser Lösung
werden 10 ml 2%iges Collagen in Wasser unter Rühren zugesetzt, und dann 15
ml einer 50%igen wäßrigen Lösung von Glutaraldehyd.
Die erhaltene Mischung wird rasch in 500 ml eines gerührten Paraffinöls gegossen,
das 2% Sorbitansesquioleat enthält.
Unter diesen Bedingungen bildet sich eine Emulsion mit Tröpfchen von
Polyvinylalkohol in Suspensionsöl.
Die Emulsion wird wenigstens 6 h auf etwa 80°C erhitzt, um die Kondensation
von Glutaraldehyd auf die Polyvinylalkohol-Ketten zu erhalten und
auf diese Weise sphärische
Teilchen aus vernetztem Polyvinylalkohol zu bilden.
-
Die
Teilchengrößenprüfung, das
Sammeln der Mikrokügelchen,
die Öl-Extraktion,
die Neutralisation von Aldehyden, das Waschen der Mikrokügelchen,
das Sieben und die Sterilisation werden wie in Beispiel 1 beschrieben
durchgeführt.
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Beispiel 6: Herstellung
von Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen,
die DEAE-Dextran enthalten
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10
g Polyvinylalkohol werden in 75 ml einer 0,5 M H2SO4-0,1 M NaCl-Lösung unter Rühren gelöst. Die
Suspension wird gerührt,
bis sich eine klare Lösung
bildet. Zu dieser Lösung
werden 10 ml 1%iges DEAE-Dextran in Wasser unter Rühren zugesetzt,
und dann werden 15 ml einer 50%igen wäßrigen Lösung von Glutaraldehyd zugesetzt.
Die erhaltene Mischung wird rasch in 500 ml gerührtes Paraffinöl, das 2%
Sorbitansesquioleat enthält,
gegossen. Unter diesen Bedingungen bildet sich eine Emulsion mit
Tröpfchen
von Polyvinylalkohol in Suspensionsöl. Die Emulsion wird wenigstens
6 h auf etwa 80°C
erhitzt, um die Kondensation von Glutaraldehyd auf die Polyvinylalkohol-Ketten zu erhalten
und auf diese Weise sphärische
Teilchen aus vernetztem Polyvinylalkohol zu bilden.
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Die
Teilchengrößenprüfung, das
Sammeln der Mikrokügelchen,
die Öl-Extraktion,
die Neutralisation von Aldehyden, das Waschen der Mikrokügelchen,
das Sieben und die Sterilisation werden wie in Beispiel 1 beschrieben
durchgeführt.
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Beispiel 7: Herstellung
von Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen,
die CM-Dextran enthalten
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10
g Polyvinylalkohol werden in 75 ml einer 0,5 M H2SO4-0,1 M NaCl-Lösung unter Rühren gelöst. Die
Suspension wird gerührt,
bis sich eine klare Lösung
bildet. Zu dieser Lösung
werden 10 ml 1%iges CM-Dextran in Wasser unter Rühren zugesetzt, und dann werden
15 ml einer 50%igen wäßrigen Lösung von
Glutaraldehyd zugesetzt. Die erhaltene Mischung wird rasch in 500
ml gerührtes
Paraffinöl,
das 2% Sorbitansesquioleat enthält,
gegossen. Unter diesen Bedingungen wird eine Emulsion mit Tröpfchen aus
Polyvinylalkohol in Suspensionsöl
gebildet. Die Emulsion wird wenigstens 6 h auf etwa 80°C erhitzt,
um die Kondensation von Glutaraldehyd auf die Polyvinylalkohol-Ketten
zu erhalten und auf diese Weise sphärische Teilchen aus vernetztem
Polyvinylalkohol zu bilden.
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Die
Teilchengrößenprüfung, das
Sammeln der Mikrokügelchen,
die Öl-Extraktion,
die Neutralisation von Aldehyden, das Waschen der Mikrokügelchen,
das Sieben und die Sterilisation werden wie in Beispiel 1 beschrieben
durchgeführt.
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Beispiel 8: Herstellung
von Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen,
die Collagen und DEAE-Dextran enthalten
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10
g Polyvinylalkohol werden in 65 ml einer 0,5 M H2SO4-0,1 M NaCl-Lösung unter Rühren gelöst. Die
Suspension wird gerührt,
bis sich eine klare Lösung
bildet. Zu dieser Lösung
werden 10 ml 1%iges DEAE-Dextran in Wasser und 10 ml 2%iges Collagen
in Wasser unter heftigem Rühren
zugesetzt, und dann werden 15 ml einer 50%igen wäßrigen Lösung von Glutaraldehyd zugesetzt.
Die erhaltene Mischung wird rasch in 500 ml gerührtes Paraffinöl, das 2%
Sorbitansesquioleat enthält,
gegossen. Unter diesen Bedingungen wird eine Emulsion mit Tröpfchen von
Polyvinylalkohol in Suspensionsöl
gebildet. Die Emulsion wird wenigstens 6 h auf etwa 80°C erhitzt,
um die Kondensation von Glutaraldehyd auf die Polyvinylalkohol-Ketten
zu erhalten und auf diese Weise sphärische Teilchen aus vernetztem
Polyvinylalkohol zu bilden.
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Die
Teilchengrößenprüfung, das
Sammeln der Mikrokügelchen,
die Öl-Extraktion,
die Neutralisation von Aldehyden, das Waschen der Mikrokügelchen,
das Sieben und die Sterilisation werden wie in Beispiel 1 beschrieben
durchgeführt.
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Beispiel 9: Herstellung
von Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen,
die Magnetit enthalten
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50
ml Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen,
die nach den Beispielen 1 bis 8 erhalten wurden, werden jeweils
in eine Chromatographiesäule
mit 16 mm Durchmesser gepackt und mit einem physiologischen Puffer
gewaschen. Die Säule
wird dann mit einer kolloidalen Suspension von Ferrofluid (sehr
kleine Teilchen von Magnetit) mit einer Durchflußgeschwindigkeit von 10 ml/h
beschickt. Magnetitteilchen werden durch das Polyvinylalkohol-Hydrogelnetzwerk
adsorbiert und permanent eingefangen. Die erhaltenen Mikrokügelchen
werden für
die reguläre Embolisierungs-Prozedur
verwendet und können mittels
MRI überwacht
werden.
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Beispiel 10: Imprägnierte
Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen
mit Angiogenese-Inhibitoren
-
Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen,
die nach den Beispielen 1 bis 8 erhalten wurden, wurden durch aufeinanderfolgendes
Waschen mit Ethanol zur Eliminierung von Wasser dehydratisiert.
Ethanol wird durch Waschen mit Aceton eliminiert und schließlich werden
die Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen
unter trockenem Stickstoff dehydratisiert. Es wird eine wäßrige Lösung aus
10 mg/ml Thalidomid hergestellt, und 1 g trockene Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen
werden mit 12 ml Arzneimittellösung
vermischt. Die Suspension wird 2 Stunden leicht gerührt. Die
trockenen Mikrokügelchen
quellen beim Adsorbieren des Arzneimittels in Lösung.
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Die
erhaltenen Mikrokügelchen,
die mit dem Arzneimittel imprägniert
sind, werden für
eine normale Embolisierungsprozedur verwendet.
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Beispiel 11: Absorption
von Arzneimitteln durch Ionenaustausch an Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen
-
Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen,
die nach den Beispielen 6 und 8 erhalten wurden, die etwa 80 μmol kationischen
Gruppe enthalten, können
anionische Moleküle
durch Ionenaustausch adsorbieren. Mikrokügelchen werden mit einem 10
mM Tris-HCl-Puffer
(pH 7,5) äquilibriert,
in dem das Molekül
von Interesse, wie beispielsweise anti-angiogene oder antientzündliche
Mittel, vorher aufgelöst
wurden. Unter diesen Bedingungen wird das Molekül von Interesse durch einen
Ionenaustauscheffekt adsorbiert, und die erhaltenen Mikrokügelchen
können
für reguläre Embolisierungsprozeduren
verwendet werden.