DE69916131T2

DE69916131T2 - Nicht-thrombogene, silylmodifizierte heparinbeschichtungszusammensetzung und verwendungen

Info

Publication number: DE69916131T2
Application number: DE69916131T
Authority: DE
Inventors: Ray Tsang; Shigemasa Osaki
Original assignee: Innerdyne Inc; Innerdyne Medical Inc
Current assignee: Covidien LP
Priority date: 1997-12-22
Filing date: 1999-01-08
Publication date: 2005-02-17
Anticipated expiration: 2019-01-09
Also published as: DE69916131D1; ES2214838T3; US5955588A; EP1159302A1; JP4395562B2; EP1159302B1; EP1159302A4; WO2000040619A1; JP2002534177A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Verwendung von medizinischen Einweg-Vorrichtungen, die von synthetischen und natürlichen Polymeren abgeleitet sind, hat in den letzten Jahren zugenommen. Diese Vorrichtungen umfassen Überwachungsschläuche, künstliche Organe, Katheter, Blutfilter, Sauerstoffgeräte, Schlauchsets und andere Vorrichtungen, die während chirurgischer oder anderer medizinischer Behandlungsverfahren in direkten Kontakt mit Blut kommen. Kürzlich wurden bestimmte synthetische Kunststoffe infolge ihren wünschenswerten Eigenschaften einer üblichen Verwendung zugeführt. Diese Kunststoffmaterialien haben die Einfachheit der Vorrichtungsherstellung erhöht und sind häufig die bevorzugten Materialien für bestimmte Anwendungen in der Technologie prothetischer Vorrichtungen.
Eine Eigenschaft, die alle Kunststoffe medizinischer Qualität gemeinsam aufweisen, ist die Möglichkeit der Thrombusbildung an der Oberfläche, wenn der Kunststoff in direkten Kontakt mit Blut kommt. Die Bildung eines Thrombus oder eines Blutgerinnsels schafft die Möglichkeit für eine Reihe ernster Komplikationen. Diese umfassen Unterbrechung des Blutstroms, Lungenembolie, zerebrale Thrombose oder Myokardinfarkt. Traditionell reduzieren Ärzte das Thrombusrisiko durch die Verabreichung von Antikoagulanzien wie Heparin, Coumadin oder anderen pharmakologischen Mittel. Allerdings kann eine Verabreichung dieser Antikoagulanzien in einigen Fällen unerwünscht sein, da die Koagulanzien zu Blutungskomplikationen führen können und da ihre antikoagulierenden Effekte nicht leicht umgekehrt werden können, wenn Blutungskomplikationen, wie z.B. eine gastrointestinale Blutung, auftreten.
Heparin ist ein gut bekanntes systemisches Antikoagulans. Von diesem sulfatierten Aminoglycan-Polysaccharid mit variablem Molekulargewicht ist bekannt, daß es die Inaktivierungsrate von Serumproteasen wie z.B. Thrombin und Faktor Xa in Verbindung mit dem Inhibitor Antithrombin III erhöht. Folglich bildet Blut in Gegenwart von Heparin weniger leicht einen Thrombus; ernste lebensbedrohende Folgen werden dadurch vermieden. Eine Übersicht über die klinische Biochemie von Heparin und seine Antikoagulans-Wirkungen kann in HEPARIN: CHEMICAL AND BIOLOGICAL PROPERTIES, CLINICAL APPLICATIONS (1989), herausgegeben von D. Lane et al., CRC Press, Inc., Bota Raton, Florida, gefunden werden.
Infolge der Nebenwirkungen, die aus einer direkten systemischen Verabreichung von Natriumheparin resultieren, haben einige Forscher sich überlegt, Mittel zum Auftragen von Heparin auf solche Oberflächen von medizinischen Vorrichtungen aufzutragen, die dazu bestimmt sind, in direkten Kontakt mit Blut zu kommen. Ein Beispiel für eine Heparin-Beschichtung wird in V. Gott, Science 142:1297 (1993) vorgeschlagen. Gott schlägt eine Beschichtung für eine Graphitkunststoffoberfläche vor, die ein kationisches oberflächenaktives Mittel, Benzalkoniumchlorid, das an das Heparin-Polyanion komplexiert ist, beinhaltet. Dieser ionische Komplex von kationischem oberflächenaktiven Mittel und Heparin haftet an der Oberfläche des Kunststoffs infolge der hydrophoben Natur des oberflächenaktiven Mittels und seiner Anziehung für die Graphitoberfläche.
Andere Ansätze zum Auftragen von Heparin auf eine Oberfläche wurden in den US-Patenten Nr. 3 810 781 und 4 118 485 vorgeschlagen, die sich auf die Behandlung von Heparin beschichteten Oberflächen mit Dialdehyd zur Vernetzung der Heparinmoleküle beziehen. Das US-Patent Nr. 4 265 927 schlägt eine Behandlung einer geladenen Oberfläche mit Heparin durch Inkontaktbringen der Oberfläche mit einer kolloidalen wäßrigen Lösung einer Komplexverbindung aus Heparin und einem kationischen oberflächenaktiven Mittel vor. Die Verwendung des Dialdehyds führt anscheinend zur einer stabilisierteren Heparin-Beschichtung. Allerdings resultiert die Vernetzung, die in Heparin auftritt, zu einer Verringerung der antithrombogenen Aktivität des Heparins. Die Verringerung bei der anti-thrombogenen Aktivität, die durch vernetzte Heparin-Beschichtungen beobachtet wird, ist ein allgemeines Resultat von Anstrengungen, Heparin chemisch zu modifizieren.
Eine Reihe von Heparin-Beschichtungen, die auf der Bildung eines ionischen Komplexes mit Natriumheparin oder einem Heparin-Derivat basieren, sind im Handel verfügbar. Beispiele für solche Beschichtungen umfassen BENZALKONIUM HEPARIN^® von Polyscience, Inc. TDMAC^®-Heparin von Polysience, Inc. und DURFLOW II^® von Baxter Biocompatible Technologies. Diese Beschichtungen sind Gegenstand eines Ausleckens des Heparins infolge der ionischen Natur von Blutplasma. Spezifischer ausgedrückt, Heparin geht aus der Oberfläche verloren, da das kationische oberflächenaktive Mittel es gegen anderen Gegenionen, die im Blut vorliegen, z.B. Natrium, Kalium und andere austauscht.
Es wurden andere Heparin-Beschichtungen entwickelt, die Alkylammoniumsalze als den kationischen Teil des Komplexes verwenden. Beispielsweise schlägt das US-Patent Nr. 4 046 725 ein Polyurethan-Copolymer zur Verwendung bei der Herstellung von Artikeln vor, welche mit Blut in Kontakt kommen. Das Copolymer enthält quaternäre Ammonium-Gruppen, an die die Heparin-Beschichtung bindet. Das US-Patent Nr. 5 391 580 schlägt einen Artikel aus Poly(sulfon-alpha-olefin)-Verbundstoff zur Verwendung in der Sauerstoffbehandlung von Blut vor. Der Gegenstand umfaßt einen Polypropylenschlauch und eine permselektive homogene Polysulfonschicht, die direkt an den Polypropylenschlauch gebunden ist. Heparin ist kovalent an die permselektive Polysulfonschicht gebunden.
Auf dem Fachgebiet bleibt ein Bedarf für Heparin-Beschichtungszusammensetzungen, die auf Oberflächen medizinischer Vorrichtungen, die mit Blut in Kontakt kommen, aufgebracht bzw. angewendet werden. Es bleibt weiter ein Bedarf auf dem Fachgebiet für Heparin-Beschichtungszusammensetzungen, die ihre anti-thrombogenen Wirkungen im Lauf der Zeit nicht verlieren. Weiterhin bleibt ein Bedarf auf dem Fachgebiet für Heparin-Beschichtungszusammensetzungen, die in kosteneffektiver und wirtschaftlich machbarer Art induziert werden können und die in wirtschaftlich machbarer Weise auf Oberflächen medizinischer Vorrichtungen, die mit Blut in Kontakt stehen, angewendet bzw. aufgebracht werden können.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf neue antithrombogene Beschichtungszusammensetzungen. Entsprechend den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung sind hydrophobe Einheiten kovalent unter Bildung eines Komplexes an ein Heparinmolekül gebunden.
Als ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine antithromobogene Beschichtungszusammensetzung für Oberflächen, die mit Blut in Kontakt kommen, bereit. Die Beschichtungszusammensetzung umfaßt einen kovalenten Komplex von 1 bis 30 hydrophoben Silyl-Einheiten der Formel (I):
wobei: R₁ eine C_1–8-Alkyl- oder C_6–32-Aryl-Gruppe darstellt, jedes R₂ unabhängig ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus C_1–8-Alkyl und C_6–32-Aryl, R₃ N oder O darstellt, und n eine Zahl von 1 bis 10 ist, direkt an ein Heparinmolekül über eine kovalente Bindung gebunden.
Als zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine nicht-thrombogene medizinische Vorrichtung bereit, die Oberflächen umfaßt, die mit Blut in Kontakt kommen. Die mit Blut in Kontakt kommenden Oberflächen haben darauf eine antithrombogene Beschichtungszusammensetzung aufgetragen. Die anti-thrombogene Beschichtungszusammensetzung umfaßt einen kovalenten Komplex von 1 bis 30 hydrophoben Silyl-Einheiten der Formel (I) direkt an ein Heparinmolekül über kovalente Bindung gebunden.
Als dritten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren bereit, um mit Blut in Kontakt kommende Oberflächen einer medizinischen Vorrichtung nicht-thrombogen zu machen. Das Verfahren umfaßt Beschichten der Oberflächen mit einer anti-thrombogenen Beschichtungszusammensetzung. Die Zusammensetzung umfaßt einen kovalenten Komplex von 1 bis 30 hydrophoben Silyl-Einheiten der Formel (I) direkt an ein Heparinmolekül über kovalente Bindung gebunden.
Als vierten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen kovalenten Komplex der Formel (II) bereit:
worin R₁ eine C_1–8-Alkyl- oder C_6–32-Aryl-Gruppe darstellt, jedes R2 unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus C_1–8-Alkyl und C_6–32-Aryl, R3 N oder O darstellt und n eine Zahl von 1 bis 10 ist und x eine Zahl von 1 bis 30 ist.
Diese und andere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden in der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform und den Beispielen der Erfindung, die folgen, näher beschrieben.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Alle technischen und wissenschaftlichen Ausdrücke, die hier verwendet werden, haben, wenn sie nicht anders definiert sind, ihre herkömmliche Bedeutung auf dem Fachgebiet. Die folgenden Ausdrücke, wie sie hier verwendet werden, haben die ihnen zugeschriebenen Bedeutungen.
"Alkyl" bezieht sich auf lineare, verzweigte oder cyclische, gesättigte oder ungesättigte C_1–8-Kohlenwasserstoffe, z.B. Methyl, Ethyl, Ethenyl, Propyl, Propenyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl, t-Butyl, Pentyl, Cyclopentyl, Hexyl, Cyclohexyl, Octyl und dgl.
"Aryl" bezieht sich auf ungesättigte C_6-32-Kohlenwasserstoff-Ringe, die 1- bis 5-mal mit Alkyl, Halogen oder anderen Aryl-Gruppen substituiert sein können. Aryl umfaßt auch bicyclische Aryl-Gruppen. Spezifische Beispiele für Aryl-Gruppen umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Phenyl, Benzyl, Dimethylphenyl, Tolyl, Methylbenzyl, Dimethylbenzyl, Trimethylphenyl, Ethylphenyl, Ethylbenzyl und dgl.
Die Heparin-Beschichtungszusammensetzungen der vorliegenden Erfindung umfassen einen kovalenten Komplex von einer oder mehreren hydrophoben Silyl-Einheiten mit Heparin. Heparin ist ein Gemisch von variabel sulfatierten Polysaccharid-Ketten, die aus Repetiereinheiten von D-Glucosamin und entweder L-Iduronsäure oder D-Glucuronsäure bestehen.
In der Reaktion kann eine beliebige geeignete Heparin-Form eingesetzt werden. Auf dem Fachgebiet sind mehrere Salze von Heparin und Heparin-Derivate bekannt. Z.B. umfassen herkömmliche Salze von Heparin Natriumheparin, Calciumheparin, Magnesiumheparin und Kaliumheparin. Heparin-Derivate umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Ammoniumheparin, Benzalkoniumheparin und dgl. Natriumheparin ist eine bevorzugte Form von Heparin zur Herstellung der kovalenten Komplexe gemäß der vorliegenden Erfindung. Zu Zwecken der Vereinfachung bezieht sich der Ausdruck "Heparinmolekül" auf eine der bekannten Heparin-Formen, die alle Salze und Derivate von Heparin einschließen.
Die Silyl-Einheit wird durch die allgemeine Formel I dargestellt:
worin R₁ eine C_1–8-Alkyl- oder C_6–32-Aryl-Gruppe ist, jedes R₂ unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus C_1–8-Alkyl und C_6–32-Aryl, R₃ N oder O darstellt und n eine Zahl von 1 bis 10 ist. Wie dem Fachmann klar sein wird, ist R₃ ein N- oder O-Atom am Heparinmolekül und die unbesetzte Bindung von R₃ bedeutet die Anbindung der Silyl-Einheit an das Heparinmolekül. Somit ist die hydrophobe Silyl-Einheit zur Anheftung an das Heparinmolekül entweder an einem O-Atom eines Alkohols (d.h. Hydroxyl) oder einem N-Atom eines Amins fähig.
Heparin umfaßt viele Repetiereinheiten, die Amin- und Hydroxyl-funktionelle Gruppen enthalten, die die Stelle zur Anheftung des hydrophoben Silyl-Einheit an das Heparin sein können. Dementsprechend sieht eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Bindung von mehr als einer hydrophoben Silyl-Einheit an ein einzelnes Heparinmolekül in Betracht. Es können so viele wie 30 hydrophobe Silyl-Einheiten der Formel (I) oder mehr und auch so wenige wie eine hydrophobe Silyl-Einheit an einzelnes Heparinmolekül gebunden sein, um den kovalenten Komplex zu erhalten, der in den erfindungsgemäßen Heparin-Beschichtungszusammensetzungen verwendet wird. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden zwischen 2 und 25 hydrophobe Silyl-Einheiten an ein einzelnes Heparinmolekül gebunden. In einer Ausführungsform werden zwischen 5 und 20 hydrophobe Silyl-Einheiten an ein einzelnes Heparinmolekül gebunden. In einer Ausführungsform werden zwischen 7 und 15 hydrophobe Silyl-Einheiten an ein einzelnes Heparinmolekül gebunden. In einer bevorzugten Ausführungsform sind 7 oder 8 hydrophobe Silyl-Einheiten an ein einzelnes Heparinmolekül gebunden. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind 12 hydrophobe Silyl-Einheiten an ein einzelnes Heparinmolekül gebunden.
In solchen Ausführungsformen, in denen mehr als eine hydrophobe Silyl-Einheit an ein einzelnes Heparinmolekül gebunden ist, können die hydrophoben Silyl-Einheiten entweder durch das Amin von Heparin (z.B. wenn R₃ N ist) oder durch die Hydroxyl-Gruppe von Heparin (z.B. wenn R₃ O ist) gebunden sein. Mit anderen Worten, einige dieser hydrophoben Silyl-Einheiten können über eine Bindung an den Amin-Gruppen von Heparin an das Heparinmolekül gebunden sein, während andere hydrophobe Silyl-Einheiten über Bindung an den Hydroxyl-Gruppen von Heparin an das Heparinmolekül gebunden sind. Es ist auch möglich, daß alle hydrophoben Silyl-Einheiten konsistent über das eine oder das andere der Amine (z.B. R₃ ist in allen hydrophoben Silyl-Einheit N) oder den Alkohol (z.B. R₃ ist in allen hydrophoben Silyl-Einheiten O) an das Heparin gebunden sind.
Die Bindungen zwischen den hydrophoben Silyl-Einheiten und dem Heparinmolekül, die die Anheftung der Einheiten an das Molekül bewirken, sind kovalente Bindungen. Somit beruhen die Beschichtungszusammensetzungen der vorliegenden Erfindung nicht auf ionischen Wechselwirkungen zwischen Heparin und der hydrophoben Einheit. Die hydrophoben Einheiten sind eher durch kovalente Bindung entweder durch die Amin- oder die Hydroxyl-Gruppen (oder möglicherweise eine Kombination von Amin- und Hydroxyl-Gruppen wenn zwei oder mehrere hydrophobe Silyl-Einheiten an ein einzelnes Heparinmolekül gebunden sind) an das Heparinmolekül gebunden. Da die hydrophobe Silyl-Einheit durch eine kovalente Bindung an das Heparinmolekül gebunden ist, überwindet die vorliegende Erfindung eine Schwäche der herkömmlicherweise bekannten Heparin-Beschichtungen. Genauer ausgedrückt, das Problem des Heparinausleckens aus der Beschichtung als Resultat des Brechens der ionischen Bindung zwischen Heparin und der Gruppe, die Heparin an die Oberfläche anheftet, wird dadurch überwunden, daß ionische Bindungswechselwirkungen zwischen Heparin und der Bindungsgruppe als Basis vermieden werden. In der vorliegenden Erfindung werden die kovalenten Bindungen zwischen den hydrophoben Silyl-Einheiten und dem Heparinmolekül in der Beschichtungszusammensetzung durch das Vorliegen von Ionenspezies im Blut, mit dem die beschichtete Oberfläche in Kontakt kommen wird, nicht getrennt. Die Daten beweisen, daß dieser Prozeß einer kovalenten Modifizierung auch zu keinem schädlichen Verlust der Heparin-Aktiviktät führt, wie es durch einen Faktor Xa/Antithrombin III-chromogenes Substrat-Assay an der Oberfläche von Zielsubstraten überwacht wird.
Der kovalente Komplex gemäß der vorliegenden Erfindung kann nach dem folgenden Schema 1 hergestellt werden. Schema 1
worin R₁ eine C_1–8-Alkyl- oder C_6–32-Aryl-Gruppe ist, jedes R₂ unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus C_1–8-Alkyl und C_6–32-Aryl, R₃ N oder O ist, n eine Zahl von 1 bis 10 und x eine Zahl von 1 bis 30 ist.
Im allgemeinen wird das erste Zwischenprodukt, R₁(Si(R₂)₂CH₂)_nCl, worin n 1 ist, durch Umsetzung eines Alkyl- oder Arylmagnesiumchlorids mit einem Chlor(chlormethyl)dialkylsilan oder Chlor(chlormethyl)diarylsilan in Gegenwart von Tetrahydrofuran (THF) hergestellt. Die Alkyl- oder Arylmagnesiumchloride, die als Ausgangsmaterialien verwendet werden, sind im Handel verfügbar und umfassen z.B. Benzylmagnesiumchlorid. Das Chlor(chlormethyl)dialkylsilan oder Chlor(chlormethyl)diarylsilane sind ebenfalls im Handel verfügbar und umfassen z.B. Chlor(chlormethyl)dimethylsilan. Die Reaktion ist exothern und wird typischerweise bei Temperaturen von etwa 10°C oder weniger durchgeführt. Die Reaktion wird für einen ausreichenden Zeitraum durchgeführt, um etwa 80 bis 90 % Produkt zu erhalten. Typischerweise wird die Reaktion über einen Zeitraum von etwa 2 bis 24 Stunden durchgeführt.
Erste Zwischenprodukte, in denen n 2 oder höher ist, können unter Verwendung einer Grignard-Reaktion hergestellt werden, welche die Reaktion des ersten Zwischenprodukts, worin n 1 ist, mit ClSi(R₂)₂CH₂Cl umfaßt. Diese Grignard-Reaktion kann eine beliebige Anzahl von Malen wiederholt werden, um den gewünschten Wert für n im ersten Zwischenprodukt zu erreichen. Diese Reaktion wird in Gegenwart einer katalytischen Menge an Iod und THF durchgeführt.
Das erste Zwischenprodukt (worin n 1–10 ist) wird in das zweite Zwischenprodukt, R₁(Si(R₂)₂CH₂)nOH, durch Umsetzung des ersten Zwischenproduktes mit Kaliumacetat (KOAc) in Dimethylformamid (DMF) bei einer Temperatur von über etwa 120°C und vorzugsweise etwa 135°C für zwischen 12 und 24 Stunden umgesetzt wird. Das Produkt dieser Reaktion wird dann mit Natriummethoxid (NaOMe) in Methanol (MeOH) unter Rückfluß für etwa 2 Stunden durchgeführt, um das zweite Zwischenprodukt zu erhalten.
Das zweite Zwischenprodukt wird in das letzte Zwischenprodukt, R₁(Si(R₂)₂CH₂)_nCO₂N(COOCH₂)₂, durch ein Zweistufen-Reaktionsverfahren übergeführt. In der ersten Stufe wird das zweite Zwischenprodukt mit Triphosgen und Natriumcarbonat in Methylenchlorid bei einer Temperatur von weniger als 10°C und vorzugsweise etwa 0°C umgesetzt. Das Produkt dieser Reaktion wird mit N-Hydroxysuccinimid und Triethylamin (Et₃N) in Methylenchlorid bei einer Temperatur von weniger als 10°C und vorzugsweise etwa 0°C umgesetzt.
Das Endzwischenprodukt wird kovalent an Heparin gebunden, indem Heparin mit dem Endzwischenprodukt in einem geeigneten Lösungsmittel (z.B. Wasser/Dimethylformamid) bei einem pH von etwa 8,0 bis 9,0 und vorzugsweise etwa 8,5 umgesetzt wird. Der pH der Reaktion wird durch Zusatz einer Base, z.B. Natriumhydroxid bei Bedarf gesteuert.
Unter Anwendung dieser allgemeinen Verfahren können die kovalenten Komplexe der vorliegenden Erfindung produziert werden. Die kovalenten Komplexe haben die allgemeine Formel (II):
worin R₁ eine C_1–8-Alkyl- oder C_6-32-Aryl-Gruppe darstellt, jedes R₂ unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus C_1–8-Alkyl und C_6-32-Aryl, R₃ N oder O ist, n eine Zahl von 1 bis 10 ist und x eine Zahl von 1 bis 30 ist.
Bevorzugte Komplexe umfassen solche Komplexe, bei denen R₁ der hydrophoben Silyl-Einheit Aryl ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist R₁ Benzyl. In einer bevorzugten Ausführungsform ist jedes R₂ Alkyl. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist jedes R₂ ausgewählt aus der Gruppe bestehend Methyl, Ethyl, Propyl und Isopropyl, insbesondere Methyl. In einer bevorzugten Ausführungsform ist n eine Zahl von 2 bis 3.
Spezifische Beispiele für kovalente Komplexe gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen, sind aber nicht beschränkt auf [Benzyl-bis(dimethylsilylmethyl)]-(N-heparinyl)-carbamat, [Benzyl-tris(dimethylsilylmethyl)]-(N-heparinyl)-carbamat und Dodecyl[benzyl-bis(dimethylsilylmethyl)]-(N-heparinyl)-carbamat. Obgleich diese drei spezifischen kovalenten Komplexe Beispiele für derzeit bevorzugte kovalente Komplexe mit der obigen allgemeinen Formel (II) sind, werden dem Fachmann weitere spezifische Beispiele für solche Komplexe einfallen und werden durch die vorliegende Erfindung in Betracht gezogen.
Die Beschichtungen der vorliegenden Erfindung umfassen die oben beschriebenen kovalenten Komplexe. Zusätzlich zu dem kovalenten Komplex kann die Beschichtungszusammensetzung auch ein Lösungsmittel oder mehrere Lösungsmittel enthalten, welche das Verfahren zum Anwenden bzw. Auftragen der Zusammensetzung auf die Oberfläche erleichtern. Geeignete Lösungsmittel werden solche sein, die den kovalenten Komplex mindestens teilweise solubilisieren und die die antithrombogene Aktivität von Heparin nicht stören. Beispiele für Lösungsmittel, die in den Beschichtungszusammensetzungen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, wäßrige Lösungsmittel, Alkohole, Nitrile, Amide, Ester, Ketone, Ether und dgl. "Wäßrig" unter Bezugnahme auf Lösungen oder Lösungsmittel bezieht sich auf Lösungen oder Lösungsmittel, die in erster Linie aus Wasser bestehen, normalerweise zu mehr als 90 Gew.-% aus Wasser bestehen und die in bestimmten Fällen im wesentlichen reines Wasser sein können. Beispielsweise kann eine wäßrige Lösung oder ein wäßriges Lösungsmittel destilliertes Wasser, Leitungswasser oder dgl. sein. Allerdings kann eine wäßrige Lösung oder ein wäßriges Lösungsmittel Wasser mit Substanzen wie z.B. pH-Puffern, pH-Einstellungsmitteln, organischen und anorganischen Salzen, Alkoholen (z.B. Ethanol), Zuckern, Aminosäuren oder oberflächenaktiven Mitteln darin eingearbeitet umfassen. Die wäßrige Lösung oder das wäßrige Lösungsmittel kann auch ein Gemisch aus Wasser und geringeren Mengen eines oder mehrerer Co-Lösungsmittel, einschließlich agronomisch geeigneter organischer Co-Lösungsmittel, die damit mischbar sind oder damit eine Emulsion bilden können, sein. Beispiele für geeignete Alkohol-Lösungsmittel umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Hexanol, wie auch Glykole, z.B. Ethylenglykol und dgl. Beispiele für geeignete Nitrile umfassen Acetonitril, Propionitril, Butyronitril, Benzonitril und dgl. Beispiele für geeignete Amide umfassen Formamid, N,N-Dimethylformamid, N,N-Dimethylacetamid und dgl. Beispiele für geeignete Ester umfassen Methylacetat, Ethylacetat und dgl. Beispiele für geeignete Ketone umfassen Aceton, Methylethylketon, Diethylketon und dgl. Beispiele für geeignete Ether umfassen Diethylether, Tetrahydrofuran, Dioxan, Dimethoxyethan und dgl. Beliebige zwei oder mehrere der vorgenannten Lösungsmittel können auch in der Beschichtungszusammensetzung verwendet werden. Derzeit bevorzugte Lösungsmittel umfassen Wasser, insbesondere destilliertes, Wasser, Isopropanol, Acetonitril und Kombinationen aus beliebigen zwei oder mehreren dieser Lösungsmittel.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der kovalente Komplex in Lösungsmittel solubilisiert, so daß eine Konzentration zwischen etwa 0,01 und etwa 10 Gew.-%, vorzugsweise zwischen etwa 0,1 und etwa 1 % und bevorzugter von etwa 0,125 % erreicht wird.
Zusätzlich zu den vorangehenden Lösungsmitteln, können die Heparin-Beschichtungszusammensetzungen der vorliegenden Erfindung auch verschiedene herkömmliche Additive enthalten. Beispiele für Additive, die in die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung eingearbeitet werden können, umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Benzalkonium-, 4-Dimethylaminopyridinium-, Tetrabutylammoniumhalogenide und dgl.
Die Beschichtungszusammensetzung kann auf ein beliebiges einer weiten Vielfalt von Oberflächenmaterialien aufgebracht werden, um anti-thrombogene Effekte bereitzustellen, wenn die beschichtete Oberfläche mit Blut in Kontakt kommt. Geeignete Oberflächen, die mit der Beschichtungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung beschichtet werden können, umfassen eine beliebige Oberfläche, die Affinität oder Anziehung zu der hydrophoben Silyl-Einheit hat. Solche Oberflächen sind typischerweise hydrophobe Oberflächen. Beispiele für geeignete Oberflächen umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, hydrophobe Polymere, z.B. Polycarbonat, Polyester, Polypropylen, Polyethylen, Polystyrol, Polytetrafluorethylen, Polyvinylchlorid, Polyamid, Polyacrylat, Polyurethan, Polyvinylalkohol und Copolymere aus zwei oder mehreren der vorgenannten; Siloxane, z.B.
2,4,6,8-Tetramethylcyclotetrasiloxan; natürliche und künstliche Kautschuke; Glas und Metalle einschließlich Stainless Steel und Graphit.
Die Heparin-Beschichtungszusammensetzung kann auf die Oberfläche aufgebracht werden, um die mit Blut kommende Oberfläche nicht-thrombogen zu machen. Zum Auftragen der Beschichtungszusammensetzung auf die Oberfläche kann irgendein beliebiges Verfahren verwendet werden. Ein geeignetes Verfahren zum Aufbringen der Beschichtungszusammensetzung auf die zu behandelnde mit Blut in Kontakt kommende Oberfläche ist durch Eintauchen der mit Blut in Kontakt kommenden Oberfläche in die Beschichtungszusammensetzung, die den kovalenten Komplex der vorliegenden Erfindung enthält. Eine flüssige Beschichtungszusammensetzung, die den kovalenten Komplex der vorliegenden Erfindung enthält, kann unter Verwendung eines der oben beschriebenen Lösungsmittel hergestellt werden. Die Oberfläche wird in ein Bad der Beschichtungszusammensetzung eingetaucht. Typischerweise wird der Eintauchprozeß bei erhöhten Temperaturen, z.B. zwischen etwa 30°C und etwa 80°C für einen Zeitraum zwischen etwa 5 und etwa 20 Minuten, vorzugsweise etwa 10 Minuten, durchgeführt. Danach wird die Oberfläche in Kontakt mit der Beschichtungszusammensetzung, die den kovalenten Komplex enthält, für einen Zeitraum von zwischen 15 bis 60 Minuten, vorzugsweise etwa 20 Minuten, bei Raumtemperatur belassen.
Ein anderes Verfahren, das zum Auftragen oder Anwenden der Heparin-Beschichtungszusammensetzungen der vorliegenden Erfindung auf mit Blut in Kontakt kommende Oberflächen angewendet werden kann, umfaßt Pump- oder Sprühverfahren. Nach dem Pumpverfahren wird die Beschichtungslösung, die eine Konzentration zwischen 0,05 und 5 % (G/V) hat, durch die Vorrichtung, in der der Blutkontakt erfolgen wird, für 30 Minuten gepumpt. Danach wird überschüssiges Beschichtungsmaterial mit Wasser oder Kochsalzlösung herausgewaschen. Die mit Blut in Kontakt kommende Oberfläche kann auch durch das Material der vorliegenden Erfindung in einfacher Weise durch Besprühen mit der oben beschriebenen Beschichtungslösung beschichtet werden. Die beschichtete Oberfläche wird typischerweise vor einer Trocknung mit Wasser gewaschen.
Nach dem Aufbringen der Zusammensetzung auf die Oberfläche wird die Oberfläche typischerweise vor einem Trocknen mit Wasser oder Kochsalzlösung gewaschen. Vorteilhafterweise sind die vorstehenden Verfahren zum Auftragen der Beschichtungszusammensetzung auf eine Oberfläche relativ schnell, wirtschaftlich durchführbar und kosteneffektiv.
Die hydrophoben Wechselwirkungen zwischen den hydrophoben zu beschichtenden Oberflächen und den hydrophoben Silyl-Einheiten des kovalenten Komplexes bilden die Bindung zwischen dem kovalenten Komplex und der Oberfläche. Diese hydrophobe Wechselwirkung ist ausreichend stark, so daß eine stabile Bindung zwischen dem kovalenten Komplex und der Oberfläche bereitgestellt wird. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben nun ein Verfahren zum Binden von Heparin an eine Oberfläche durch Verwendung hydrophober Bindungswechselwirkungen bereitgestellt, welche einen bestimmten Vorteil gegenüber dem Verfahren, das auf dem früheren Beschichtungstechnologien basiert, liefern. Das Vorliegen von ionischen Spezies im Blut stört die hydrophobe Wechselwirkung zwischen dem kovalenten Komplex der vorliegenden Erfindung und der Oberfläche nicht.
Die Beschichtungszusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können auch auf Oberflächen einer beliebigen einer weiten Vielzahl von medizinischen Vorrichtungen, die mit Blut in Kontakt kommen, angewendet werden, um so eine nichtthrombogene medizinische Vorrichtung bereitzustellen. Beispiele für spezifische medizinische Vorrichtungen, die vorteilhafterweise mit den erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen behandelt werden können, umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Sauerstoffgeräte, Sauerstoffkreisläufe, Herz-Lungen-Bypass-Kreisläufe, Blutgasaustauschvorrichtung, Blutfilter, künstliche Blutgefäße, künstliche Klappen, Prothesen, Stents, Katheter, Wärmeaustauscher und hypoderme Nadeln. Weitere Beispiele für medizinische Vorrichtungen, die aus der Anwendung der erfindungsgemäßen nicht-thrombogenen Beschichtungszusammensetzungen Nutzen ziehen würden, werden dem Fachmann auf dem Gebiet chirurgischer und medizinischer Verfahren einfallen und werden daher als erfindungsgemäß angesehen.
Die folgenden Beispiele werden zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung angeführt und sollten nicht als darauf beschränkend angesehen werden. In diesen Beispielen bedeutet "ml" Milliliter; "1" bedeutet Liter, "mg" bedeutet Milligramm, "g" bedeutet Gramm, "mol" bedeutet Mol, "M" bedeutet molare Konzentration, "Me" bedeutet Methyl; "Bn" bedeutet Benzyl, "nBu₄NI" bedeutet Tetrabutylammoniumiodid, "°C" bedeutet Grad Celsius. Alle Prozentangaben sind Gew.-%, wenn nichts anderes angegeben ist.
BEISPIEL 1
Dieses Beispiel demonstriert das Verfahren zur Herstellung der kovalenten Komplexe der vorliegenden Erfindung.
Synthese von Benzyl(chlormethyl)dimethylsilan
In einen 2 l-Dreihalskolben, der mit einem Stickstoffeinlaß, einem 500 ml-Tropftrichter und einem Thermometer ausgestattet war, wurden 500 ml Tetrahydrofuran gegeben. Chlor(chlormethyl)dimethylsilan (100 ml, 0,744 mol) wurde durch eine Spritze zugesetzt und die farblose Lösung wurde in einem Eis/Aceton-Bad auf 0°C gekühlt. Dann wurde Benzylmagnesiumchlorid (2,0 M-Lösung, 400 ml, 0,8 mol) mit einer Spritze in den Tropftrichter überführt und im Verlauf von 2 Stunden tropfenweise zugesetzt. Es wurde eine leicht exotherme Reaktion beobachtet und die Temperatur wurde unter 10°C gehalten. Nachdem der Zusatz des Chlor(chlormethyl)dimethylsilans vollständig war, wurde das Eisbad ohne Erwärmen auf Raumtemperatur erwärmen gelassen, das Reaktionsgemisch wurde über Nacht gerührt. Danach wurde Hexan (300 ml) zugesetzt und das Reaktionsgemisch wurde durch tropfenweise Zugabe von gesättigtem wäßrigem Ammoniumchlorid (300 ml) aufgearbeitet und in einen 2 l-Trenntrichter mit zusätzlichem Hexan (300 ml) transferiert. Nach der Verteilung wurde die organische Schicht mit gesättigtem wäßrigem Ammoniumchlorid (200 ml) und gesättigtem wäßrigem Natriumchlorid (200 ml) gewaschen. Die kombinierten wäßrigen Schichten wurden mit Hexan (2 × 500 ml) gewaschen. Die kombinierten organischen Schichten wurden über Magnesiumsulfat getrocknet, an einem Rotationsverdampfer eingeengt und schließlich mit einer Ölpumpe eingeengt, wodurch ein farbloses Öl, 162,0 g (109,5 % Ausbeute) erhalten wurde. Es wurde eine quantitative Ausbeute mit einer Reinheit des Rohproduktes von 91,3 % angenommen.
Grignard-Reaktion von Bn(SiMe₂CH₂)_nCl und ClSiMe₂CH₂Cl unter Erhalt von Bn(SiMe₂CH₂)_n+lCl
In einen 500 ml-Dreihalskolben der mit einem Kühler-Stickstoff-Einlaß, einem Septum und einem Thermometer ausgestattet war, wurde Magnesiumpulver (7,5 g, 0,31 mol), eine katalytische Menge an Iod und Tetrahydrofuran (100 ml) gegeben. Das braune Gemisch wurde kurz mit einer Heizpistole unter Rückfluß erhitzt, bis die Farbe von Iod verschwunden war. Bn(SiMe₂CH₂)_nCl (0,2 mol) wurde mit einer Spritze zugesetzt und mit dem Tetrahydrofuran (2 × 25 ml) heruntergewaschen. Die Reaktion wurde mit einer Heizpistole initiiert. Es wurde eine exotherme Reaktion beobachtet und der Reaktionskolben wurde in ein Wasserbad gestellt, bis die exotherme Reaktion nachließ. Das resultierende graue Gemisch wurde für 24 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Das Reagens wurde dann auf Raumtemperatur abgekühlt und in einen Druckfiltertrichter kannüliert, wo es direkt in einen anderen 500 ml-Rundkolben gegeben wurde, in dem eine Lösung von ClSiMe₂CH₂Cl (27,0 ml, 0,2 mol) in Tetrahydrofuran (50 ml) bei Raumtemperatur gegeben wurde. Der Magnesiumrückstand wurde mit Tetrahydrofuran (2 × 25 ml) abgewaschen. Das Reaktionsgemisch wurde über Nacht unter Rückfluß erhitzt. Die resultierende graue Suspension wurde durch Zusatz von gesättigtem wäßrigem Natriumbicarbonat (50 ml) aufgearbeitet und in einem 500 ml-Trenntrichter mit Hexan (200 ml) überführt. Nach Verteilung wurde die organische Schicht mit gesättigtem wäßrigem Natriumbicarbonat (50 ml) und gesättigtem wäßrigem Natriumchlorid (50 ml) gewaschen. Dann wurden die kombinierten wäßrigen Schichten mit Hexan (2 × 100 ml) rückgewaschen. Die kombinierten organischen Schichten wurden über Magnesiumsulfat getrocknet, an einem Rotationsverdampfer eingeengt und schließlich an der Ölpumpe eingeengt, wodurch ein bernsteinfarbenes Öl erhalten wurde, welches durch Destillation gereinigt werden kann, wodurch ein farbloses Öl erhalten wird. Die Ausbeute ist etwa 80 %.
Umwandlung von Bn(SiMe₂CH₂)_nCl in Bn(SiMe₂CH₂)_nOH Bn(SiMe₂CH₂)_nCl (0,16 mol) wurde in Dimethylformamid (300 ml) in einem 1 l-Dreihalskolben gelöst. Kaliumacetat (50 g, 0,5 mol) wurde zugegeben, gefolgt von nBu₄NI (4,0 g, 0,01 mol) und das Reaktionsgemisch wurde in einem 135°C-Ölbad für 24 Stunden gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde durch Kühlen auf Raumtemperatur aufgearbeitet, in einen 1 l-Scheidetrichter mit Hexan (500 ml) transferiert und mit gesättigtem wäßrigem Natriumchlorid (3 × 100 ml) gewaschen. Die kombinierten wäßrigen Schichten wurden mit Hexan (3 × 300 ml) rückgewaschen. Die kombinierten organischen Schichten wurden über Magnesiumsulfat getrocknet und an einem Rotationsverdampfer unter Erhalt eines amberfarbenen Öls eingeengt. Das Öl wurde in Methanol (400 ml) gelöst. Dann wurde eine großzügige Menge an frisch hergestelltem Natriummethoxid zugesetzt, um den pH auf größer 10 einzustellen, und das Reaktionsgemisch wurde für 2 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Das Reaktionsgemisch wurde durch Neutralisieren mit Essigsäure (AcOH) neutralisiert und zur Trockne eingeengt. Das getrocknete Gemisch wurde mit Silicagel in einer 6,5 × 100 cm (Silicagelhöhe 40 cm)-Flash-Säule chromatographiert und mit 0 bis 30 % Ethylacetat/Hexan [Rf (Dünnschichtchromatographie mit Silicagel 60 F₂₅₄ auf Al-Platten, eluiert mit 20 % Ethylacetat/Hexan und als dunkler Fleck unter der UV-Lampe betrachtet) des Produktes = 0,1], wodurch das gewünschtes Produkt als hellgelbes Öl erhalten wurde. Die Ausbeute ist etwa 80 %.
Umwandlung von Bn(SiMe₂CH₂)_nOH in Bn(SiMe₂CH₂)_nOCO₂N(COCH₂)₂ Triphosgen (60 g, 0,2 mol) wurde in Methylenchlorid (200 ml) aufgelöst und bei 0°C unter Stickstoff in einem 1 l-Dreihalskolben, der mit einem Thermometer, Tropftrichter und Stickstoffeinlaß ausgestattet war, gerührt. Natriumcarbonat (65 g, 0,6 mol) wurde zugesetzt, gefolgt von Bn(SiMe₂CH₂)_nOH (0,13 mol, gelöst in 200 ml Methylenchlorid) im Verlauf von 30 Minuten tropfenweise. Danach wurde das Eis/Aceton-Bad ohne Wärmezuführung auf Raumtemperatur erwärmen gelassen. Das Reaktionsgemisch wurde über Nacht Rühren gelassen und am nächsten Morgen durch Filtrieren durch eine Glasfritte die mit Toluol (PhCH₃) (200 ml) nachgewaschen wurde, aufgearbeitet. Danach wurde das Filtrat am Rotationsverdampfer eingeengt, wodurch ein farbloses Öl erhalten wurde, welches in Methylenchlorid gelöst wurde; dann wurde unter Stickstoff im Eisbad gerührt. N-Hydroxysuccinimid (30 g, 0,26 mol) wurde zugesetzt, anschließend folgte der tropfenweise Zusatz von Triethylamin (Et₃N) (40 ml, 0,28 mol), und zwar im Verlauf von 15 Minuten. Das resultierende flockenartige Gemisch wurde für 1 Stunde bei Raumtemperatur gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde dann durch Verdünnen mit Hexan (600 ml), Waschen mit gesättigtem wäßrigem Ammoniumchlorid (3 × 100 ml) aufgearbeitet und die kombinierten wäßrigen Phasen wurden mit Hexan (2 × 200 ml) rückgewaschen. Die kombinierten organischen Phasen wurden über Magnesiumsulfat getrocknet und an einem Rotationsverdampfer zur Trockene eingeengt, wodurch ein bernsteinfarbenes Öl erhalten wurde. Das Öl wurde mit Silicagel in einer 6,5 × 100 cm (Höhe von Silicagel 40 cm)-Flash-Säule chromatographiert und mit 20 bis 50 % Ethylacetat/Hexan [Rf(Dünnschichtchromatographie mit Silicagel 60 F₂₅₄ auf Al-Platten, eluiert mit 20 % Ethylacetat/Hexan und als dunkler Punkt unter der UV-Lampe betrachtet) des Produktes = 0,1], eluiert, wobei ein bernsteinfarbener Sirup erhalten wurde. Die Ausbeute ist etwa 70 %.
Konjugation von Heparin mit Bn(SiMe₂CH₂)_nOCO₂N(COCH₂)₂ Heparin (Ammonium-frei, durchschnittliches Molekulargewicht 10 000; 100 g, 10 mmol) wurde in einem 4000 ml-Becher unter Rühren in 500 ml Wasser gelöst. DMF (400 ml) wurde zugegeben, gefolgt von DMAP (5,0 g, 40 mmol) und der pH wurde mit einem 702 SM-Titrino-Gerät mit folgender Programmeinstellung: Endpunkt = 8,50, maximale Durchflußgeschwindigkeit = 1 ml/min, Mindestdurchflußgeschwindigkeit = 10 μl/min, Pausenzeit = 60 s, Stoppkriterien = Zeit (inf.) und mit einem Reservoir an 1 M Natriumhydroxid angeschlossen, überwacht. Bn(SiMe₂CH₂)_nOCO₂N(COCH₂)₂ (10 × mmol) in DMF (100 ml) wurde zugesetzt und der pH begann abzufallen. Das Programm wurde gestartet, sobald der pH gerade unter 8,5 gefallen war. Das resultierende milchige Gemisch wurde bei Raumtemperatur Rühren gelassen, während der pH des Reaktionsgemisches durch Titrino mittels automatischem Zusatz von 1 M Natriumhydroxid nach Bedarf bei 8,5 gehalten wurde. Die Menge an 1 M Natriumhydroxid, die verwendet wurde (in ml) wurde gegen die Reaktionszeit (in Stunden) als Reaktionsprofil aufgetragen. Das Reaktionsgemisch wurde aufgearbeitet, als das Reaktionsprofil begann, abzuflachen, und zwar durch Verreiben mit Aceton (2 1); die weiße Suspension wurde durch eine Glasfritte filtriert, wobei ein weißer Feststoffrest erhalten wurde, der mit DMF und etwas restlichen N-Hydroxysuccinimid kontaminiert war. Dieses Rohmaterial kann durch Soxhlet-Extrakt mit Aceton über Nacht gereinigt werden, wodurch ein weißes Pulver erhalten wird. Die Ausbeuten liegen im allgemeinen in der Höhe von 90 %.
Verfahren zum Auftragen der Komplexe auf die Oberfläche Der Komplex wird vollständig unter leichtem Rühren in 1/3 Volumen destilliertem Wasser aufgelöst. Ein Lösungsmittel, z.B. Isopropylalkohol oder Acetonitril wird in der Menge von 2/3 Volumen zugesetzt und die Lösung wird gemischt. Die so hergestellte Beschichtungslösung hat eine Komplexkonzentration zwischen 0,01 und 10 %, bezogen auf das Gewicht der Lösung. Das zu beschichtende Material wird in die Beschichtungslösung bei erhöhten Temperaturen, üblicherweise im Bereich von 30°C bis 50°C für etwa 10 min eingetaucht, worauf ein Stehenlassen bei Raumtemperatur für etwa 20 Minuten folgt. Das beschichtete Material wird aus der Beschichtungslösung genommen und gründlich mit destilliertem Wasser und Kochsalzlösung vor einem Trocknen abgespült.
BEISPIEL 2
Dieses Beispiel demonstriert eine Technik zum Auftragen der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen auf Oberflächen, die zu einem direkten Kontakt mit Blut bestimmt sind.
Der kovalente Komplex (100 mg), der gemäß Beispiel 1 oben produziert wurde, wird in 1/3 Volumen, 27 ml destilliertes Wasser unter sanftem Rühren solubilisiert. Nach werden 2/3 Volumen, 53 ml, Isopropylalkohol oder Acetonitril zugegeben. Die resultierende Konzentration des kovalenten Komplexes in Lösung ist etwa 0,125 Gew.-%. Die mit Blut in Kontakt kommende Oberfläche, die mit der Beschichtungszusammensetzung beschichtet werden soll, wird für 10 Minuten bei einer Temperatur zwischen 30°C und 50°C in die Beschichtungszusammensetzung eingetaucht. Danach wird die Oberfläche für etwa 20 Minuten bei Raumtemperatur mit der Beschichtungszusammensetzung in Kontakt gelassen. Danach wird die beschichtete Oberfläche aus der Beschichtungslösung entfernt und gründlich mit destilliertem Wasser oder Kochsalzlösung gespült.
BEISPIEL 3
Dieses Beispiel demonstriert die Stabilität der Heparin-Beschichtungszusammensetzungen der vorliegenden Erfindung auf Oberflächen, die ionischen Umgebungen ausgesetzt sind. Verschiedene Oberflächen, die gemäß Beispiel 2 beschichtet worden waren, wurden bezüglich ihrer Heparin-Aktivität nach Waschen mit 3 % (bezogen auf das Gewicht) Natriumchlorid-Lösung beurteilt. Die Oberflächenheparinaktivität wird in mIE/cm² nach der Technik gemessen, die in Sigma Diagnostics, Heparin, Verfahren Nr. CRS 106 beschrieben ist.
Resultate, die aus der Beurteilung der Heparin-Aktivität an einer Polycarbonatoberfläche nach Waschen mit Natriumchlorid erhalten wurden, sind in Tabelle 1 unten angegeben. TABELLE 1
Resultate, die aus der Beurteilung der Heparin-Aktivität an einer Siloxan-Oberfläche (TMCTS) nach Waschen mit Natriumchlorid erhalten wurden, sind in Tabelle 2 unten angegeben. TABELLE 2
Resultate, die aus der Beurteilung der Heparin-Aktivität an einer Polyester-Oberfläche nach Waschen mit Natriumchlorid erhalten wurde, sind in Tabelle 3 unten angegeben. TABELLE 3
Resultate, die aus der Beurteilung der Heparin-Aktivität an einer Polyvinylchlorid-Oberfläche nach Waschen mit Natriumchlorid erhalten wurden, sind in Tabelle 4 unten angegeben. TABELLE 4
Resultate, die aus der Beurteilung der Heparin-Aktivität an einer Stainless Steel-Oberfläche nach Waschen mit Natriumchlorid erhalten wurden, sind in der Tabelle 5 unten angegeben TABELLE 5
Die kombinierten Resultate beweisen, daß die Heparin-Beschichtungszusammensetzungen der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Heparin-Aktivität auf einer weiten Vielzahl von Oberflächenmaterialien zeigen.
Das Vorstehende ist für die vorliegende Erfindung erläuternd und nicht als beschränkend für diese angeführt. Die Erfindung wird durch die folgenden Ansprüche definiert.

Claims

Zusammensetzung, umfassend einen kovalenten Komplex von 1 bis 30 hydrophoben Silyleinheiten der Formel (I):
wobei: R₁ eine C_1–8-Alkyl- oder C_6–32-Arylgruppe darstellt, jedes R₂ unabhängig ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus C_1–8-Alkyl und C_6–32-Aryl, R₃ N oder O darstellt, und n eine Zahl von 1 bis 10 ist, direkt an Natriumheparin über eine kovalente Bindung gebunden.
Zusammensetzung gemäss dem vorhergehenden Anspruch, wobei die hydrophoben Silyleinheiten über hydrophobe Bindungswechselwirkungen an die Oberflächen binden.
Zusammensetzung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Komplex 2 bis 25 hydrophobe Silyleinheiten umfasst, die kovalent an ein Heparinmolekül gebunden sind.
Zusammensetzung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei R₁ in der hydrophoben Silyleinheit der Formel (I) Benzyl darstellt.
Zusammensetzung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes R₂ in der hydrophoben Silyleinheit der Formel (I) einen Alkylrest darstellt.
Zusammensetzung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei n in der hydrophoben Silyleinheit der Formel (I) 2 oder 3 ist.
Zusammensetzung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Komplex [Benzyl-bis-(dimethylsilylmethyl)]-(N-heparinyl)-carbamat ist.
Zusammensetzung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Komplex [Benzyl-tris-(dimethylsilylmethyl)-(N-heparinyl)-carbamat ist.
Nicht-thrombogene medizinische Vorrichtung, umfassend Oberflächen, die mit Blut in Kontakt kommen, wobei die Oberflächen mit einer nicht-thrombogenen Beschichtungszusammensetzung beschichtet sind, umfassend einen kovalenten Komplex von 1 bis 30 hydrophoben Silyleinheiten der Formel (I):
wobei: R₁ eine C_1–8-Alkyl- oder C_6–32-Arylgruppe darstellt, jedes R₂ unabhängig ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus C_1–8-Alkyl und C_6–32-Aryl, R₃ N oder O darstellt, und n eine Zahl von 1 bis 10 ist, direkt an Natriumheparin über eine kovalente Bindung gebunden.
Vorrichtung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die hydrophoben Silyleinheiten über hydrophobe Bindungswechselwirkungen an die Oberflächen binden.
Vorrichtung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Komplex 2 bis 25 hydrophobe Silyleinheiten umfasst, die kovalent an ein Heparinmolekül gebunden sind.
Vorrichtung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei R₁ in der hydrophoben Silyleinheit der Formel (I) Benzyl darstellt.
Vorrichtung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes R₂ in der hydrophoben Silyleinheit der Formel (I) einen Alkylrest darstellt.
Vorrichtung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei n in der hydrophoben Silyleinheit der Formel (I) 2 oder 3 ist.
Vorrichtung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Komplex [Benzyl-bis(dimethylsilylmethyl)]-(N-heparinyl)-carbamat ist.
Vorrichtung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Komplex [Benzyl-tris(dimethylsilylmethyl)-(N-heparinyl)-carbamat ist.
Vorrichtung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Sauerstoffgeräten, Sauerstoffkreisläufen, Herz-Lungen-Bypass-Kreisläufen, Blutgasaustauschvorrichtungen, Blutfiltern, künstlichen Blutgefässen, künstlichen Klappen, Prothesen, Stents, Kathetern, Wärmeaustauschern und hypodermen Nadeln.
Verwendung der Zusammensetzung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8, um eine nicht-thrombogene Beschichtung für mit Blut in Kontakt kommende Oberflächen bereitzustellen.