JP2010520799A - 組織癒着防止のためのシステム、方法、および組成物 - Google Patents

Abstract

【解決手段】 少なくとも３つの官能基を有する第１の成分と２つの官能基を有する第２の成分とを有する混合求電子剤を求核剤と混合する。前記混合求電子剤は求核剤と架橋によって、例えば癒着バリアとして適用可能な非液体性の３次元構造物を形成する。
【選択図】 なし

Description

本出願は「Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｍｅｔｈｏｄｓ，ａｎｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｆｏｒ Ａｃｈｉｅｖｉｎｇ Ｃｌｏｓｕｒｅ ｏｆ Ｖａｓｃｕｌａｒ Ｐｕｎｃｔｕｒｅ Ｓｉｔｅｓ：血管穿刺部位を閉鎖するためのシステム、方法、および組成物」と題する２００２年５月８日付けで出願された同時係属中の米国特許出願第１０／１４１，５１０号の一部継続出願であり、同出願は「Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｍｅｔｈｏｄｓ，ａｎｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｆｏｒ Ａｃｈｉｅｖｉｎｇ Ｃｌｏｓｕｒｅ ｏｆ Ｖａｓｃｕｌａｒ Ｐｕｎｃｔｕｒｅ Ｓｉｔｅｓ：血管穿刺部位を閉鎖するためのシステム、方法、および組成物」と題する２００１年２月９日付けて出願された米国特許出願第０９／７８０，８４３号（現在米国特許第６，９４９，１１４号）の一部継続出願であり、同出願は「Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｆｏｒ Ａｒｒｅｓｔｉｎｇ ｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ Ｂｌｅｅｄｉｎｇ ｏｒ Ｆｌｕｉｄ Ｌｅａｋａｇｅ ｉｎ Ｂｏｄｙ Ｔｉｓｓｕｅ：生体組織における出血または液体漏洩の阻止または制御に関する組成物、システム、および方法」と題する１９９９年４月１日付けで出願された米国特許出願第０９／２８３，５３５号（現在米国特許出願第６，４５８，１４７号）の一部継続出願であり、同出願自体は「Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｃｒｅａｔｉｎｇ ｉｎ Ｓｉｔｕ，Ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ Ｃｒｏｓｓ−ｌｉｎｋｅｄ，Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｂａｒｒｉｅｒｓ：化学的架橋による機械的バリアのｉｎ ｓｉｔｕ作成に関する組成物、システム、および方法」と題する１９９８年１１月６日付けで出願された米国特許出願第０９／１８８，０８３号（現在米国特許出願第６，３７１，９７５号）の一部継続出願であり、これらすべての出願は参照により本明細書に組み込まれる。

本発明は生体適合性材料に関するシステム、方法、および組成物に関し、さらに、当該システム、方法、および組成物を生体組織へ適用することにより所望の治療結果を得ることに関する。

手術または外傷後の癒着形成は一般に望ましくないものと考えられている。例えば、腸切除、ヘルニア修復などの腸手術に関連して形成される癒着は腸の閉塞を引起すことがある。骨折部位近くに形成される癒着により、隣接骨上の腱の自然な動作が制限され、修復領域の正常な動作が低下または妨害される可能性がある。癒着は神経の近くにも形成され、神経伝達の妨害により知覚または運動機能を低下させる可能性がある。

創傷治癒期間中（約５〜１０日間）に高力価および高分解抵抗を有する創傷シーラントとして作用するヒドロゲル材料は比較的速く分解するため、癒着バリアとしてはあまり効果がない可能性がある。しかし、比較的速く分解するヒドロゲル材料の場合、ゲル強度も比較的弱い可能性がある。これら２つの性質（高いゲル強度と速い分解）のバランスを取るのは技術的な難題である。

少なくとも３つの官能基を有する第１の成分と２つの官能基を有する第２の成分とを有する混合求電子剤を有するシステム、方法、および組成物について説明する。前記混合求電子剤は求核剤との架橋により、非液体性の３次元構造またはヒドロゲルを形成する。前記構造は例えば癒着バリアとして作用することができる。前記構造は適度な癒着形成期間にわたって充分に強いゲル強度を提供し、癒着バリアとして機能するが、癒着バリアを必要としなくなった後には適度に速やかに溶解する。

図１は、多官能性ＰＥＧを有するヒドロゲル構造と線状ＰＥＧを有するヒドロゲル構造のゲル強度およびゲル分解率を比較した図を表す。 図２は、少なくとも３つの官能基を有する第１のＰＥＧ成分と２つの官能基を有する第２のＰＥＧ成分を有する様々なハイブリッドＰＥＧゲルのゲル強度およびゲル分解率を比較した図を表す。 図３は、少なくとも３つの官能基を有する第１の成分と２つの官能基を有する第２の成分の混合物を有する求電子剤と求核剤とを混合し、同混合物を組織部位に噴霧するための装置の実施形態の側面図（部分的な切断面）である。 図４は、少なくとも３つの官能基を有する第１の成分と２つの官能基を有する第２の成分の混合物を有する電子剤と求核剤とを混合し、同混合物を組織部位に噴霧するための装置の別の実施形態の側面図（部分的な切断面）である。

Ｉ．癒着バリア組成物
様々な生物学的処置での使用に適し、中でも特に癒着バリアを提供する組成物が述べられている。前記組成物は混合求電子剤を含み、さらに求核剤および緩衝材と混合される。混合されると、前記求電子剤および求核剤は架橋により反応を起こし、３次元の非液体性ヒドロゲル構造を形成する。

次に各材料について別々に記載する。

Ａ．混合求電子剤
前記求電子剤は、少なくとも３つの官能基を有する第１の親水性生体適合性成分（すなわち要するに第１の成分は「多官能基」）と２つの官能基を有する第２の生体適合性成分（すなわち要するに第２の成分は「線状」または「二官能基」）を含む混合物である。混合材料には線状（二官能基）成分と非線状（多官能基）成分（３官能基若しくはそれ以上を有する）の両方が存在するため「ハイブリッド」材料とも呼ばれる。

線状および非線状成分の一方または両方が合成ポリマーを含有し得る。例えば、第１と第２の成分のうち一方若しくは両方が適切な構造（線状または非線状）を有しつつ、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（ビニルピロリヂノン）、ポリ（エチルオキサゾリン）、およびポリ（エチレングリコール）コポリ（プロピレングリコール）ブロック共重合体を含有し得る。代わりに、前記第１および第２の成分の一方若しくは両方が非合成の求電子的誘導体化材料を含有し得る。例えば、多糖類、炭水化物、およびタンパク質は、少なくとも３つの官能基または線状官能基のいずれかによって求電子的に誘導体化され得る。

さらにもう一つの方法として、一次構造における一つ若しくはそれ以上の置換、欠失、または付加を伴うタンパク質を第１および／または第２の成分として使用することができる。この処理において、アミノ酸配列を合成的に設計して特定の構造および／または機能を実現した後に材料中に組み込むことができるため、前記タンパク質の一次構造は自然界に見られるものに限定されない。前記タンパク質は遺伝子組み換え技術によって作成するか、または天然由来の供給源から採集することが可能である。
前記多官能材料および線状材料につき別々に記載する。

（ｉ）多官能求電子成分
典型的な実施形態において、第１のポリマー成分は分子量が好ましくは９，０００〜１２，０００、最も好ましくは１０，５００±１５００の多官能基ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）材料を有する。ＰＥＧは様々な生理学的適用において生体適合性かつ非毒性であることが示されている。前記ポリマーの好ましい濃度は５〜３５ｗ／ｗ％、さらに好ましくは５〜２０ｗ／ｗ％である。前記ポリマーは様々な溶液に溶解可能であるが、滅菌水が好ましい。

最も好ましい多官能性ＰＥＧ材料は一般に次の式で表される化合物である：
ＰＥＧ−（ＤＣＲ−ＣＧ）ｎ
ここで、
ＤＣＲは分解制御部位である。
ＣＧは架橋基である。

前記求電子ＣＧは求核剤との架橋および周辺組織における同様材料への組成物の結合に関与している。前記ＣＧはチオールおよびアミン類のいずれかまたは両方と選択的に反応するように選択可能である。チオールに選択的なＣＧにはビニルスルホン、Ｎ−エチルマレイミド、イオドアセトアミド、およびオルソピリジル・ジスルフィドが含まれる。アミン類に選択的なＣＧにはアルデヒドが含まれる。非選択的求電子基には活性エステル、エポキシド、オキシカルボニルイミダゾール、カルボン酸ニトロフェニル、トレシレート、メシラート、トシレート、およびイソシアネートが含まれる。

好ましいＣＧは活性エステル、さらに好ましくはＮ−ヒドロキシスクシンイミドのエステルである。前記活性エステルは好ましい理由は、求核基と迅速に反応し、ヒドロキシスクシンイミドなどの非毒性離脱基を有することによる。

特定のＣＧの選択は、前記ハイブリッド材料のどの成分（多官能または線状）が優勢であるかに依存しうる。例えば、ハイブリッド材料の線状成分が優勢の場合には、コハク酸スクシンイミジルなどのヒドロキシスクシンイミドがそのＣＧであってもよい。ハイブリッド材料において多官能成分が多い場合にはグルタル酸スクシンイミジルが選択的ＣＧでありうる。しかし、上記の様々な化合物を組み合わせて使用することも理解される。

ポリマー材料におけるＣＧの濃度を用いてゲル化速度を制御することが可能である。しかし、この濃度変化はヒドロゲルの望ましい力学的性質も変化させる。

ヒドロゲルも生理学的メカニズムによりいずれ固体から生体適合性液体に変化できるのが望ましく、身体によって「分解」と呼ばれるプロセスにより除去される。分解速度は分解制御部位（ＤＣＲ）、ポリマー材料におけるＣＧ濃度、および求核剤における求核基濃度によって制御される。これらの濃度変化は通常ヒドロゲルの力学的性質および分解速度をも変化させる。

分解速度は分解制御部位（ＤＣＲ）における化学成分の選択によって最も良く制御される。分解が望ましくない場合、ＤＣＲの選択によって生分解を予防するか、ＤＣＲを含まない材料を作成することも可能である。しかし、分解が望ましい場合は、加水分解または酵素により分解可能なＤＣＲを選択することが可能である。加水分解により分解可能な成分の例としては、飽和二塩基酸、不飽和二塩基酸、ポリ（グリコール酸）、ポリ（ＤＬ−酪酸）、ポリ（Ｌ−酪酸）、ポリ（ε−カプロラクトン）、ポリ（σ−バレロラクトン）、ポリ（γ−ブチロラクトン）、ポリ（アミノ酸）、ポリ（無水物）、ポリ（オルソエステル）、ポリ（リン酸エステル）、およびこれらの誘導体が挙げられる。加水分解によって分解可能なＤＣＲはグルタル酸が好ましい。酵素によって分解可能なＤＣＲの例としては、Ｌｅｕ−Ｇｌｙ−Ｐｒｏ−Ａｌａ（コラゲナーゼ感受性結合）およびＧｌｙ−Ｐｒｏ−Ｌｙｓ（プラスミン感受性結合）が挙げられる。ＤＣＲにはポリ（グリコール酸）および二塩基酸などの分解性基の組合せが含まれうることも理解すべきである。

好ましい開始多官能ポリマー材料はＳｈｅａｒｗａｔｅｒ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ Ｉｎｃから購入できる。（製品名：ＰＥＧ４ＳＧ、分子量９，０００〜１２，０００）（「Ｓｈｅａｒｗａｔｅｒ ＰＥＧ」と呼ばれる）Ｓｈｅａｒｗａｔｅｒ ＰＥＧのゲル透過クロマトグラフィーにより、Ｓｈｅａｒｗａｔｅｒ ＰＥＧの５９．２％（分子量において）が４アーム−ＰＥＧポリマーを含有することが分かる。

代わりに、別の好ましい開始多官能ポリマー材料をＳｕｎＢｉｏ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｐ４ＳＧ１０）から購入することもできる（分子量１０，５００±１５００、商品名「ＳｕｎＢｉｏ ＰＥＧ」）。ＳｕｎＢｉｏ ＰＥＧのゲル透過クロマトグラフィーにより、ＳｕｎＢｉｏ ＰＥＧの３．１％（分子量において）が３アーム−ＰＥＧポリマーを含有し、ＳｕｎＢｉｏ ＰＥＧの９０．７％が４アーム−ＰＥＧポリマーを含有することが判明する。

（ｉｉ）線状求電子成分
混合ポリマー材料の第２の成分は分子量１，０００〜１５，０００、より好ましくは２，０００〜４，０００、最も好ましくは３，４００±６００の線状または二官能性ＰＥＧ材料を有する。前記線状ＰＥＧ材料は任意の市販材料の一つでよい。

最も好ましい線状ＰＥＧ材料は一般に次の式で表される化合物である：
ＰＥＧ−（ＤＣＲ−ＣＧ）ｎ
ここで：
ＤＣＲは分解制御部位である。
ＣＧは架橋基である。
ｎ＝２
前記線状ＰＥＧ材料に関する求電子ＣＧおよびＤＣＲの選択は、多官能性ＰＥＧ材料について上で説明した選択に関する考慮事項に準拠する。

多官能および線状ＰＥＧ成分のいずれも水と反応し（すなわち加水分解）、それによって求核成分と反応する能力を失う。この理由から、混合材料は使用前には乾燥保存され、急速に加水分解しないような条件下で溶解溶解されるのが望ましい。前記混合材料の貯蔵容器は真空を用いて空にし、混合材料はその中に入れてアルゴンまたは窒素などの不活性ガスの下で貯蔵するのが望ましい。前記混合材料の別の貯蔵方法は、混合材料を凍結乾燥してアルゴンまたは窒素などの不活性ガスの下で真空下に貯蔵することである。凍結乾燥には長期間の貯蔵および製品の安定性というメリットがあり、また混合材料を水中で迅速に溶解させることが可能となる。

Ｂ．求核成分
上記のように、ハイブリッド材料は求核剤と混合されるか組み合わされる。

一実施形態において、当該求核剤は非免疫原性の親水性タンパク質を含む。例として、血清、血清分画、およびアルブミン、ゼラチン、抗体、フィブリノーゲン、血清タンパク質の溶液が挙げられる。加えて疎水性タンパク質の水溶性誘導体を用いることができる。例としてコラーゲン、エラスチン、キトサン、ヒアルロン酸の各溶液が挙げられる。さらに、一次構造に一つ若しくはそれ以上の置換、欠失、または付加を伴ったハイブリッドタンパク質を用いることができる。

さらに、一次タンパク質構造は自然界に見られるものに限定する必要は無い。アミノ酸配列は特定の構造および／または機能を達成するように合成的に設計し、その後で求核剤に組み込むことができる。前記タンパク質は遺伝子組み換え技術によって作成するか、または天然由来の供給源から採集することが可能である。

典型的なタンパク質溶液は２５％ヒト血清アルブミンＵＳＰ以下、より好ましくは２０％以下、そして最も好ましくは約１５％ヒト血清アルブミンである。アルブミン対ハイブリッドポリマー材料の好ましい比率はハイブリッドポリマー材料／アルブミンが約６．５：１である。ヒト血清アルブミンはその生体適合性および入手し易さの点から好ましい。

適切な反応条件下（下記のとおり）に混合されると、求電子剤と求核剤の混合物は互いに架橋することにより反応する。前記材料の架橋反応により３次元の機械的バリアが形成され、これもヒドロゲルの特徴を有する。架橋反応が生じて充分な結合力および接着強度を有するゲルを形成し、癒着バリアを形成する割合がいわゆる「ゲル化時間」を規定する。

Ｃ．緩衝成分
第１および第２の材料は緩衝材料とともに混合されるのが望ましい。

上記のタンパク質との反応を速める条件としては、高温、高濃度、高ｐＨ（すなわち高アルカリ）が挙げられる。癒着防止との関連で、ｉｎ ｓｉｔｕ温度は容易に変更できないため、濃度およびｐＨの変更が主な制御方法となる。

望ましいゲル化時間を達成するよう初期のｐＨを規定し、架橋および加水分解中のＮ−ヒドロキシスクシンアミドの放出によって添加酸が産生される際のｐＨを維持するのが緩衝材の目的である。

リン酸塩、トリス−ヒドロキシメチルアミノメタン（Ｔｒｉｓ）、重炭酸塩、および炭酸塩はいずれも非毒性の生体適合性緩衝材である。好ましい緩衝材の一つが濃度約１００〜３００ｍＭ、ｐＨ約８〜１１で作用する重炭酸塩材料である。リン酸塩は最大約８．５のｐＨにおいてアルブミンに高い緩衝能力を提供する。Ｔｒｉｓは最大約９．５のｐＨにおいてアルブミンに高い緩衝能力を提供する。アルブミン（プラスブミン）にＴｒｉｓを６０ｍＭの濃度で加えることによりアルブミンの緩衝能力はｐＨ約９でほぼ２倍になる。ｐＨが高いほど炭酸塩はアルブミンに高い緩衝能力を提供する。目標とするゲル化時間によってＴｒｉｓ、炭酸塩、重炭酸塩、およびアルブミン製剤を緩衝材に使用できる。

ＩＩ．癒着バリア組成物
上記のように、多官能求電子ＰＥＧ成分は線状求電子ＰＥＧ成分と混合され、ハイブリッドＰＥＧ求電子剤を生じる。次にハイブリッドＰＥＧ求電子剤は緩衝材の存在下に求核タンパク質材料と混合される。

前記混合またはハイブリッドＰＥＧポリマー材料は第１の成分と第２の成分の間のどの重量比または重量範囲でもよい。好ましくは、重量比ｗ／ｗ％は、第１の成分については約１０〜９０ｗ／ｗ％、対応して第２の成分については約９０〜１０ｗ／ｗ％である。典型的一実施形態において、第１および第２の成分はそれぞれ約５０ｗ／ｗ％（＋２０ｗ／ｗ％）の求電子剤を含有する（すなわち約１：１の重量比）。

典型的一実施形態においてハイブリッドまたは混合ポリマー材料は、４アーム官能基（すなわち６０ｗ／ｗ％）のＰＥＧ成分を有する第１の成分および線状官能基（すなわち４０ｗ／ｗ％）のＰＥＧ成分を有する第２の成分を有する。この実施形態において、４アーム官能基対線状官能基の比率はおよそ１：２である。線状の第２成分の個別分子量は約３，４００、４アームの第１成分の個別分子量は約１０，０００である。ハイブリッドまたは混合ポリマー材料は６．５：１の割合で緩衝アルブミン材料と混合される。それによって生じる組成物の濃度は、線状の第２成分については約０．０３ｍＭ、４アームの第１成分については約０．０１５ｍＭとなる。

混合またはハイブリッドＰＥＧ求電子剤はｉｎ ｓｉｔｕに存在する可能性のある求核タンパク質材料および他の組織タンパク質のアミノ基と反応し、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドを遊離しＰＥＧ材料（多官能成分と線状成分の両方）とタンパク質材料を結合させる。ＰＥＧ分子ごとに複数の反応性エステル基があり、各タンパク質が多くの反応基を有する場合、結合ネットワークが形成され、全てのアルブミン分子を相互に、また隣接組織のタンパク質に結合させる。この程度の架橋はいわゆるゲル化時間中に生じる。

前記緩衝材は望ましいゲル化時間を達成するための初期ｐＨを規定し、架橋および加水分解中のＮ−ヒドロキシスクシンイミドの遊離によって添加酸が産生される際のｐＨを維持する。架橋反応中の熱の放出を最小化するためには、基本的ポリマー成分の架橋基（ＣＧ）の濃度は反応溶液全質量の５％未満に維持するのが好ましく、約１％以下であればさらに好ましい。離脱基の量も最小化されるように架橋基（ＣＧ）が低濃度であることも有益である。典型的な臨床適用において、架橋反応中に非毒性離脱基約１４ｍｇが産生され、これも望ましい結果である。好ましい実施形態において、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド・エステルを含むＣＧはヒトにおける有害免疫反応を引起すことなくアルブミンとの架橋反応に関与する能力を示した。

アルブミンを求核剤として使用した場合、上記のような混合またはハイブリッドＰＥＧポリマーの使用は予期しない利点を提供する。ハイブリッドＰＥＧポリマーと架橋結合した場合、アルブミン濃度は２５％以下に低下する可能性がある。これまでのもっぱら二官能性ＰＥＧポリマーの使用では、例えば３５〜４５％など、２５％を有に上回るアルブミン濃度が必要とされる。低濃度のアルブミンの使用により優れた組織シーリング効果が得られ、弾性も高まり、さらに望ましい結果が得られる。さらに、２５％ヒト血清アルブミンＵＳＰが数社から市販されているが、それ以上に高濃度のヒト血清アルブミンＵＳＰは市販されていない。市販の材料を用いることにより、従来技術で開示されたようなアルブミン溶液の透析および限外濾過は排除され、アルブミン溶液作成の費用と複雑性を著しく軽減する。

上記のような混合またはハイブリッドポリマー材料を有する組成物は、分解に対する初期の抵抗とともに創傷治癒の全期間（約５〜１０日間）を通じて高ゲル強度（ＧＳ）を有するのが望ましい。上記のように混合またはハイブリッドポリマー材料を有する組成物は、創傷シーリングおよび組織接着を達成するために少なくとも約１５，００００ Ｐａの初期強度を有することが判明している。ゲル強度は少なくとも１０日間または創傷治癒の全期間および癒着形成期間を通じて約５，０００ Ｐａ以上のままである。

同時に、上記のように混合またはハイブリッドポリマー材料を有する組成物は、ゲルが最終的には癒着形成期間内（約０〜１０日間）に比較的迅速に分解するため、優れた癒着バリアとして作用する。上記のような混合またはハイブリッドポリマー材料を有する組成物は１０日後には速やかに強度を失い、３０日以内にはシステムから完全に消失することが判明している。

官能基のそれぞれが破壊される必要のある架橋を示さなければならないので、多官能性ＰＥＧ群のみが存在する場合にはそのような迅速な加水分解は一般に実現不能である。これが多官能基のみでは充分な癒着バリアが形成されない理由である。上記のように、多官能性および線状ＰＥＧの両方を含む混合またはハイブリッドポリマー材料を有する組成物はより迅速な加水分解を達成し、当該組成物を癒着バリアとしての利用に適切なものとする。

上記の説明は材料に関する一つの可能な組合せおよび混合に過ぎない。表１は、様々な多官能性ＰＥＧサンプル材料（材料１〜５）、線状ＰＥＧ材料（材料６〜８）、および混合またはハイブリッドＰＥＧ材料（材料９〜２０）の異なった分解速度を比較したインビトロおよびインビボ試験の結果を示している。

表１の化合物が図１と２のグラフでさらに比較されている。図１は多官能性ＰＥＧ基（４アーム基または４つの官能基を有する）（材料１〜５、表１）と線状または二官能性ＰＥＧ基（材料６〜８、表１）の分解速度を比較したものである。各材料のゲル強度（ＧＳ）（パスカル、Ｐａ）をゲルがリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）中にある日数によって比較している。示されているように、１００％線状ＰＥＧは分解が速過ぎる（例えば１０日足らずで溶解するなど）一方で、１００％多官能性ＰＥＧは必要以上に長時間体内に留まる傾向がある（当初ゲル強度の濃度によっては６０日にも及ぶ）。また、多官能性ＰＥＧ材料の当初ゲル強度とゲルの溶解に要する日数との関係は一般に線形相関である。つまり、多官能材料の当初ゲル強度が増すほど同材料が溶解に要する日数も比較的直線状に増加する。

図２は異なった量の多官能性ＰＥＧから構成される様々なハイブリッドＰＥＧ材料を比較したものである。図２において、９０％多官能性ＰＥＧ材料（材料９〜１１、表１）を含有するハイブリッドＰＥＧ材料が、５０％多官能性ＰＥＧ材料（材料１２〜１６、表１）および２５％多官能性ＰＥＧ材料（材料１７〜２０、表１）を含有するハイブリッドＰＥＧ材料と比較されている。各材料が図１のようにプロットされている。当初ゲル強度（Ｐａ）が材料の溶解時間（日数）に対しプロットされている各材料は一般にゲル強度対時間について線形相関を示し、このことはさらに特定の用途に対する材料混合の選択に利用することができる。示されたように、ハイブリッドＰＥＧ材料はまさに上記の結果を満足させる可能性がある：当初強度が１５，０００ Ｐａ若しくはそれ以上、１０日間にわたって５，０００ Ｐａ若しくはそれ以上、３０日以内にシステムから除去される、図２の全材料が１５日以内にシステムから除去される。

混合またはハイブリッドＰＥＧ材料（材料９〜２０、表１）は癒着バリアの形成における使用に対し意外な結果をもたらした。以前の線状および多官能性ＰＥＧ材料では、当初材料強度が少なくとも１５，０００ Ｐａ、５，０００ Ｐａの強度を少なくとも１０日間維持、３０日以内に体内から消失、の３条件全てを満たすことは出来なかった。さらに、線状および多官能性ＰＥＧ材料の性質は必ずしも両立しないため、両者を組み合わせることは考えられなかった。例えば、線状ＰＥＧ組成物は一般に接着シーラント組成物に使用されてきたが、創傷シーラントに使用されたことはない。同様に、多官能性ＰＥＧ化合物は創傷シーラント組成物に使用されてきたが、接着シーラント組成物として使用されたことはない。このように、異なったＰＥＧ官能成分を接着シーラントと創傷シーラントの両方の性質を持つ一つの有効材料に組み合わせる能力は既知の技術を越えた大きな進歩である。

ＩＩＩ．癒着バリア形成のための材料送達
癒着バリア組成物は、好ましくは噴霧により、生体表面に適用することができる。以下は本材料の適用に使用が可能な装置の例である。

図３が示すように、分散アセンブリ１６は材料イントロデューサー／ミキサー２２を含む。材料イントロデューサー／ミキサー２２は２本の分配シリンジ６０および６２を受け入れる。シリンジ６０はハイブリッドまたは混合ＰＥＧ材料を使用時に加えられた緩衝希釈剤とともに保持する。シリンジ６２はタンパク質材料を液体状態で保持する。材料イントロデューサー／ミキサー２２により、医師は２つのシリンジ６０および６２に入った２つの液状材料を静的に混合し、分配シリンジ６０および６２から均一に分配することができる。

これらの機能を達成するために（図３を参照のこと）、前記材料イントロデューサー／ミキサー２２にはシリンジサポート６４が含まれている。サポート６４には並列のチャンネル６６が含まれる（図１も参照のこと）。チャンネル６６によってシリンジ６０および６２の外筒のスナップ式摩擦嵌合が容易になる。

前記材料イントロデューサー／ミキサー２２はシリンジクリップ６８も含む。シリンジクリップ６８には相隔たった壁が含まれ、内部空間７２を形成する。前記空間７２によって、分配シリンジ６０および６２のピストン７６の親指当て７４をシリンジサポート６４によって支持されたシリンジの外筒と一直線上にスライド自在に摩擦嵌合される状態で受容される。シリンジクリップ６８は、シリンジ外筒内での共同した進行のため、２本のシリンジピストン７６を機械的に連結する。

取り扱いを容易にするため、シリンジサポート６４には対向したフィンガーレスト８０が付いており、シリンジクリップ６８にはサムレスト８２が付いている。これらのレスト８０および８２の方向は一本のシリンジのフィンガーレストおよびサムレストの方向に平行している。それによって医師は複数のシリンジ６０および６２を一本のシリンジと同じように保持、操作することができる。

さらに材料イントロデューサー／ミキサー２２にはジョイナー８４が付いている。ジョイナー８４には並列した雌型ＬＵＥＲ（登録商標）フィッティング８６が付いている。雌型ＬＵＥＲ（登録商標）フィッティング８６は分配シリンジ６０および６２の分配端においてそれぞれネジ付きの雄型ＬＵＥＲ（登録商標）フィッティング８８を受け入れる。雌型ＬＵＥＲ（登録商標）フィッティング８６はシリンジサポート６４に支えられた分配シリンジ６０および６２のバレル７８と直線上にある。

分配シリンジをジョイナー８４に取り付け、シリンジ外筒７８をシリンジサポート６４内にパチンと固定し、シリンジサムレスト７４をクリップ６８内に挿入することによって、医師は分配シリンジ６０および６２を使用できるように迅速かつ容易に準備することができる。

ジョイナー８４の中では雌型ＬＵＥＲ（登録商標）フィッティング８６が内部チャンネル９０に連結されている。チャンネル９０はＹ−ジャンクションで単一のアウトレットポート９２に合流する。ジョイナー８４はシリンジ６０および６２によって分配された２つの液体をジョイナー８４を出るまで別々に保持する。このデザインによって２つの液体間の混合反応によるジョイナー８４の閉塞が最小限に抑えられる。シリンジクリップ６８によりジョイナー８４を通した個々の液体の均等な適用が約束される。

材料イントロデューサー／ミキサー２２にはさらに混合スプレーヘッド９４が付いており、使用時には単一のアウトレットポート９２に連結される。混合用スプレーヘッド９４が使用中に詰まった場合、材料イントロデューサー／ミキサー２２には交換用の混合用スプレーヘッド９４を使用することができる。

混合用スプレーヘッド９４は様々に構成することができる。例えば、Ｈｅｍａｅｄｉｃｓの製造、販売によるスプレーヘッドを取り付けることができる。

または、材料イントロデューサー／ミキサー２２には使用時に混合用スプレーヘッドの代わりにアウトレットポート９２に連結され得るカニューレ１５２が含まれる場合もある（図４を参照のこと）。

ジョイナー８４、サポート６４、およびクリップ６８によって互いに機械的に連結された分配シリンジ６０および６２から相前後して出現したバリア材料の２つの成分は、混合スプレーヘッド９４またはカニューレ１５２のいずれかにおいて液体状態で接触する。２つの成分は、機械的に連結された分配シリンジ６０および６２からの圧力によって混合スプレーヘッド９４を通じて散布される際に噴霧化される。液体成分のカニューレ１５２の通過により材料はチャンネルミックス（ｃｈａｎｎｅｌ−ｍｉｘ）される。噴霧化またはチャンネルミキシングのいずれかにより、液体成分は充分に混合されて直ちに架橋反応を開始する。

材料イントロデューサー／ミキサー２２の部品は、例えばポリカーボネートやアクリルなどの医療グレードのプラスチック材料を型取りすることによって作成される。

このように、本発明は癒着バリアに加え創傷シーラントも可能な改良された組成物を提供する。組成物の具体的な用途次第で、ハイブリッド材料の多官能成分対線状成分の比率は変化し得る。

本発明の特徴は以下の特許請求の範囲において説明する。

Claims (25)

1. 組成物であって、
   少なくとも３つの官能基を有する第１の成分と２つの官能基を有する第２の成分とを有する混合求電子剤を有し、
   前記混合求電子剤は求核剤との混合の際、当該求核剤との架橋によって、非液体性の３次元構造を形成するものである、
   組成物。
2. 請求項１記載の組成物において、第１の成分と第２の成分のうちの少なくとも一つは合成ポリマーを有するものである。
3. 請求項２記載の組成物において、前記合成ポリマーは、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（エチレンオキシド）、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（ビニルピロリジノン）、ポリ（エチルオキサゾリン）、およびポリ（エチレングリコール）コポリ（プロピレングリコール）ブロックコポリマーから成る群から選択されるものである。
4. 請求項３記載の組成物において、前記合成ポリマーはポリ（エチレングリコール）を有するものである。
5. 請求項１記載の組成物において、前記第１の成分および第２の成分のうちの少なくとも一つは、組み換え技術によって産生されるか、または自然源由来のいずれかであるタンパク質を有するものである。
6. 請求項７記載の組成物において、前記第１の成分は１０〜９０ｗ／ｗ％の混合求電子剤を有するものである。
7. 請求項１記載の組成物において、前記第１の成分は４つの官能基を有するものである。
8. 請求項１記載の組成物において、前記第１の成分は約５０ｗ／ｗ％の混合求電子剤を有するものである。
9. 癒着バリアを提供する組成物であって、
   少なくとも３つの官能基を有する第１の成分と２つの官能基を有する第２の成分とを有する混合求電子剤と、
   前記混合求電子剤との混合の際、当該混合求電子剤との架橋によって、非液体性の３次元構造を形成する求核剤と
   を有する組成物。
10. 請求項９記載の組成物において、
    さらに、緩衝材を有するものである。
11. 請求項９記載の組成物において、前記第１の成分と第２の成分の少なくとも一つは合成ポリマーを有するものである。
12. 請求項１１記載の組成物において、前記合成ポリマーは、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（エチレンオキシド）、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（ビニルピロリジノン）、ポリ（エチルオキサゾリン）、およびポリ（エチレングリコール）コポリ（プロピレングリコール）ブロックコポリマーから成る群から選択されるものである。
13. 請求項１１記載の組成物において、前記合成ポリマーはポリ（エチレングリコール）を有するものである。
14. 請求項９記載の組成物において、前記第１の成分および第２の成分のうちの少なくとも一つは組み換え技術によって産生されるか、または自然源由来のいずれかであるタンパク質を有するものである。
15. 請求項９記載の組成物において、前記求核剤はタンパク質を有するものである。
16. 請求項１５記載の組成物において、前記タンパク質は、実質的に、血清、血清分画、およびアルブミン、ゼラチン、抗体、フィブリノーゲン、および血清タンパク質の溶液から成る群から選択されるものである。
17. 請求項１５記載の組成物において、前記タンパク質は組み換えアルブミンまたは天然の血清アルブミンを有するものである。
18. 請求項１７記載の組成物において、前記血清アルブミンの濃度は２５％以下である。
19. 請求項１７記載の組成物において、前記血清アルブミンの濃度は約１５％である。
20. 請求項９記載の組成物において、前記第１の成分は１０〜９０ｗ／ｗ％の混合求電子剤を有するものである。
21. 請求項９記載の組成物において、前記第１の成分は４つの官能基を有するものである。
22. 請求項２１記載の組成物において、前記第１の成分は約５０ｗ／ｗ％の混合求電子剤を有するものである。
23. 方法であって、
    少なくとも３つの官能基を有する第１の成分と２つの官能基を有する第２の成分とを有する混合求電子剤を提供する工程と、
    前記混合求電子剤との混合の際、当該混合求電子剤との架橋によって、非液体性の３次元構造物を形成する求核剤を提供する工程と、
    前記混合求電子剤と前記求核剤とを混合して非液体性の３次元構造物を形成する工程と
    を有する方法。
24. 請求項２３記載の方法において、前記非液体性３次元構造物は組織上に形成されるものである。
25. 請求項２４記載の方法において、前記非液体性３次元構造物は癒着バリアを有するものである。

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