JP2022540043A - 止血粉末 - Google Patents

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Abstract

本発明は、少なくとも10wt.%の粒子凝集物を含む止血粉末であって、前記粒子凝集物が1~500μmの範囲の直径を有し、共有結合の形成下で血液中のアミン基と反応することができる、少なくとも3個の反応性求電子性基を担持する求電子性ポリオキサゾリンを含有する求電子性ポリオキサゾリン粒子、及び水の存在下で、求電子性ポリオキサゾリンと求核性ポリマーの間の共有結合の形成下で求電子性ポリオキサゾリンの反応性求電子性基と反応することができる、少なくとも3個の反応性求核性基を担持する水溶性求核性ポリマーを含有する求核性ポリマー粒子を含む、止血粉末に関する。出血部位に塗布されると、本発明の止血粉末は、ゲルに変わると同時に血液及び周囲組織に存在するタンパク質に結合する。
【選択図】なし

Description

発明の詳細な説明
[発明の技術分野]
本発明は、少なくとも10wt.%の粒子凝集物を含む止血粉末であって、
共有結合の形成下で血液中のアミン基と反応することができる、少なくとも3個の反応性求電子性基を担持する求電子性ポリオキサゾリンを含有する求電子性ポリオキサゾリン粒子、及び
水の存在下で、求電子性ポリオキサゾリンと求核性ポリマーの間の共有結合の形成下で求電子性ポリオキサゾリンの反応性求電子性基と反応することができる、少なくとも3個の反応性求核性基を担持する求核性ポリマーを含有する求核性ポリマー粒子
を含む、止血粉末に関する。
本発明の止血粉末が出血部位に塗布されると、粒子凝集物は、急速にゲルを形成すると同時に血液及び周囲組織中に存在するタンパク質に結合し、それにより止血を加速させる。
[発明の背景]
止血は、組織損傷への血栓性応答が生じると同時に、血管系を通して血流を維持する緊密に調節されたプロセスである。止血を維持するには、血管壁、血小板並びに凝固及び線溶系の複雑な相互作用が必要である。止血には、2つの主要な段階:一次(すなわち、細胞性段階)及び二次(すなわち、液性段階)が存在する。
一次止血は、内皮破裂の直後に開始し、血管収縮、血小板接着及び軟質の凝結栓の形成によって特徴付けられる。損傷の発生後、血管平滑筋の一時的な局所収縮が生じ、血流が緩徐になり、血小板の接着及び活性化が促進される。損傷の20秒以内に、循環するフォン・ヴィレブランド因子が損傷部位の内皮下層に付着し、血小板表面の糖タンパク質に接着する。血小板が損傷表面に接着する際、血小板は、コラーゲンと接触することによって活性化され、循環するフィブリノーゲンに結合する受容体を露出させる。凝結した血小板とフィブリノーゲンの軟質栓が形成される。この止血段階は短期間であり、軟質栓は損傷表面から容易に引き剥がされる可能性がある。
軟質の血小板栓は、二次止血の間に安定化され凝塊を形成する。血管収縮、及び結果として生じる血流の低減は、血小板によって分泌されるセロトニン、プロスタグランジン及びトロンボキサンによって維持され、その一方で凝固カスケードが開始される。凝固カスケードは、フィブリノーゲンをフィブリンに変換させる、複数の血漿タンパク質、カルシウムイオン及び血液の血小板が関与する一連の依存性反応である。肝臓によって凝固因子が生成され、凝固カスケードが開始されるまで不活性形態で循環する。次いで、カスケードの各ステップが、一連の逐次的且つ依存性の凝固因子の活性化反応によって開始及び完了される。最終ステップでは、トロンビンが、可溶性血漿タンパク質であるフィブリノーゲンを不溶性タンパク質であるフィブリンに変換させると同時に、第XIII因子を第XIIIa因子に変換させる。この因子の変換によってフィブリンが安定化し、フィブリンモノマーの架橋が生じて安定な凝塊が生成される。
外科手術の際、外科手術の成功及び患者のアウトカムを最適化させるために、過剰な失血を伴うことなく外科手術部位の組織に継続的に血液が流れるように、出血と凝血の間の微妙なバランスを維持することが重要である。外科手術中の広く分布する小毛細血管又は小さな細静脈からの継続的な出血によって術野が不明瞭になり、手術時間が長引き、生理学的合併症のリスクが増加し、患者が輸血を伴うリスクに晒される可能性がある。
外科医は、機械的及び熱的技術並びにデバイスだけでなく、薬物療法及び外用剤を含む、出血の制御に対する多くの選択肢を有する。
最も初期の外用止血剤のうちの1種は、ガーゼスポンジの形態のコットンであった。そのような材料は、物理的吸着によって血液及び凝固生成物を濃縮させるが、身体吸収性ではなく、また取り外す際に凝塊が除去され、さらなる出血につながる可能性がある。それ以来、吸収性外用止血剤が開発され、従来の止血方法が無効又は非実用的な場合に有用な補助療法になっている。外用止血剤は、出血部位に直接適用することができ、継続的な間断のない出血を予防することができる。外用剤を使用する止血はまた、「望ましくない」凝血塊などの全身性止血薬の有害作用を回避することができる。さらに、失血の量が予測不可能な外科手技において、外用止血は、失血が最小限である場合は節制して、且つ重度の出血の際はより大量に使用することが可能である。
多くの外用止血剤が外科手術で使用するために現在入手可能である。これらは、2つのカテゴリー:生物学的に活性な様態で凝血カスケードに対して作用機序をもたらすもの、並びに接触活性化及び血小板凝結の促進を通して受動的に作用するものに分けることができる。受動的な外用止血剤として、コラーゲン、セルロース及びゼラチンが挙げられ、一方活性剤として、トロンビン、及びトロンビンが受動的薬剤と組み合わされ、全体的に活性な生成物となる生成物が挙げられる。
米国特許出願公開第2003/0064109号は、少なくとも1種の再水和補助剤と組み合わせたゼラチンを含む水溶液を用意するステップ;溶液を乾燥させて固体を生成するステップ;固体を粉砕して粉末を生成するステップ;粉末を架橋するステップ;再水和補助剤の少なくとも50%(w/w)を除去するステップ;及び架橋ゼラチンを乾燥させて粉末を生成するステップを含む方法によって調製される乾燥止血粉末について記載している。再水和補助剤は、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリビニルピロリドン(PVP)及びデキストランからなる群から選択される少なくとも1種の材料を含んでもよい。
国際公開第2010/059280号は、無水繊維状シートであって、求電子性基又は求核性基を含有する繊維状ポリマーの第1の成分、及び前記シートが生物学的組織と接触している水性媒体に曝露される際、第1の成分と架橋し、生物学的組織に接着性の架橋ヒドロゲルを形成することができる第2の成分を含み、
a)第2の成分が、第1の成分の繊維状ポリマーと同じ若しくは異なる骨格構造を有し、第1の成分が求核性基を含有する場合、求電子性基を含有するか、又は第1の成分が求電子性基を含有する場合、求核性基を含有する繊維状ポリマーであり、
b)第2の成分が第1の成分の繊維状ポリマー上のコーティングであり、前記コーティングが、第1の成分が求核性基を含有する場合、求電子性基を含有するか、若しくは第1の成分が求電子性基を含有する場合、求核性基を含有するか、又は
c)第2の成分が、第1の成分の繊維状ポリマーの間隙内に分散及び捕捉された乾燥粉末であり、前記粉末が、第1の成分が求核性基を含有する場合、求電子性基を含有するか、若しくは第1の成分が求電子性基を含有する場合、求核性基を含有する、無水繊維状シートについて記載している。
米国特許出願公開第2012/0021058号は、止血組成物を作製するための方法であって、a)生体適合性ポリマーの乾燥粒状調製物を用意するステップ;及びb)前記乾燥粒状調製物中の顆粒を、トロンビン溶液などの凝固誘導剤の調製物でコーティングするステップを含む方法について記載している。生体適合性ポリマーは、ゼラチン、可溶性コラーゲン、アルブミン、ヘモグロビン、フィブリノーゲン、フィブリン、カゼイン、フィブロネクチン、エラスチン、ケラチン、ラミニン及びこれらの誘導体又は組合せから選択されてもよい。
米国特許出願公開第2013/0316974号は、約1~約18の平均アスペクト比を有する粒子を含む、圧縮ORC粉末を含む止血材料について記載している。止血材料は、多糖類、カルシウム塩、抗感染剤、止血促進剤、ゼラチン、コラーゲンから選択される添加剤をさらに含んでもよい。
米国特許出願公開第2016/0271228号は、止血組成物であって、
タンパク質、多糖類、生物学的ポリマー、非生物学的ポリマー並びにこれらの誘導体及び組合せからなる群から選択される粒子状物質形態の止血生体適合性ポリマーであり、50~700μmのメジアン直径範囲を有する粒状粒子として存在する、粒子状物質形態の止血生体適合性ポリマー、
求電子性反応性基を含む1種の親水性架橋剤であり、求電子性反応性基が、組成物が患者の血液に曝露されるまでそれらの反応性を保持し、求電子性反応性基が、患者の血液タンパク質と架橋して封止及び止血特性を有するゲルを形成するように構成される、1種の親水性架橋剤、並びに
1種の親水性架橋剤の求電子性反応性基と反応しない結合剤
を含み、止血組成物がペースト形態である、止血組成物について記載している。
米国特許出願公開第2012/057628号は、生体適合性の架橋ポリマーを生成するためのキットであって、前記キットが求電子的に活性化されたポリオキサゾリン(EL-POx)を含み、前記EL-POXがm個の求電子性基を含み、前記求核性架橋剤がn個の求核性基を含み、前記m個の求電子性基が前記n個の求核性基と反応して共有結合を形成することができ、m>2、n>2及びm+n>5であり、前記m個の求電子性基のうちの少なくとも1個がペンダント求電子性基である、キットについて記載している。
国際公開第2016/056901号は、コーティングメッシュ、コーティングフォーム又はコーティング粉末から選択される接着性止血製品であって、前記止血製品が、
少なくとも5vol.%の多孔性を有し、反応性求核性基を含有する求核性ポリマーを含む外面を含む多孔質固体基材、及び
固体基材の少なくとも一部を覆う接着性コーティングであって、前記コーティングが、求電子的に活性化されたポリオキサゾリン(EL-POx)を含み、前記EL-POxが、平均少なくとも1個の反応性求電子性基を含有するコーティング
を含む、接着性止血製品について記載している。
[発明の概要]
本発明者らは、抗凝固処理された血液に対しても、外科手術中に出血を制御するために好都合に使用することができる止血粉末を開発した。
本発明の止血粉末は、少なくとも10wt.%の粒子凝集物を含み、前記粒子凝集物は、1~500μmの範囲の直径を有し、
共有結合の形成下で血液中のアミン基と反応することができる、少なくとも3個の反応性求電子性基を担持する求電子性ポリオキサゾリンを含有する求電子性ポリオキサゾリン粒子、及び
水の存在下で、求電子性ポリオキサゾリンと求核性ポリマーの間の共有結合の形成下で求電子性ポリオキサゾリンの反応性求電子性基と反応することができる、少なくとも3個の反応性求核性基を担持する水溶性求核性ポリマーを含有する求核性ポリマー粒子
を含む。
出血部位に塗布されると、本発明の止血粉末は、ゲルに変わると同時に血液中及び周囲組織に存在するタンパク質に結合する。止血粉末の優れた出血停止能力は、高活性の凝血の誘導及び組織に接着する強力なゲル化凝血塊の形成に起因する。止血粉末は、出血部位全体に容易に分布することができる。必要であればさらなる粉末が添加されてもよく、これは、これによってゲル化凝血塊の下層に張り付く新たなゲル化凝血塊の層が形成されるためである。
本発明者らは理論に束縛されることを望まないが、止血粉末が血液と接触すると、求電子性ポリオキサゾリンを含有する求電子性ポリオキサゾリン粒子が急速に溶解すると同時に、血液中のタンパク質及び求核性ポリマー粒子中の水溶性求核性ポリマーの反応性求核性基と反応すると考えられる。結果として、ゲル化凝血塊の層が形成される。溶解された求電子性ポリオキサゾリンも、出血部位の周囲組織中のタンパク質と反応し、それにより組織にゲル化凝血塊の層が固着され、出血領域が封止される。
求電子性ポリオキサゾリンと水溶性求核性ポリマーの分子混合物を含む粒子と比べ、本発明の粒子凝集物は、より良好な封止特性をもたらすという利点を提供する。これは、粒子凝集物が血液と接触すると、求電子性ポリオキサゾリンが水溶性求核性ポリマーと比較的緩徐な速度で反応し、それにより求電子性ポリオキサゾリンが、水溶性求核性ポリマーだけでなく、血液及び出血部位の組織中のタンパク質と反応することができることに起因すると考えられる。
求電子性ポリオキサゾリンの粒子及び水溶性求核性ポリマーの粒子からなる粉末混合物と比べ、本発明の粒子凝集物は、より均質な強力なゲルが形成されるという利点を提供する。粒子凝集物が血液中で接触する際、求電子性ポリオキサゾリン及び水溶性求核性ポリマーの非常に均質な分散液が形成され、ポリマー成分がその中で溶解して反応を開始する際に、均質な強力なゲルが形成されると考えられる。
本発明はまた、
(a)共有結合の形成下で血液中のアミン基と反応することができる、少なくとも3個の反応性求電子性基を担持する求電子性ポリオキサゾリンを含有する求電子性ポリオキサゾリン粒子、及び
(b)求電子性ポリオキサゾリンと求核性ポリマーの間の共有結合の形成下で求電子性ポリオキサゾリンの反応性求電子性基と反応することができる、少なくとも3個の反応性求核性基を担持する水溶性求核性ポリマーを含有する求核性ポリマー粒子
の止血粒子凝集物を調製する方法であって、前記方法が、100重量部の求電子性ポリオキサゾリン粒子と10~1000重量部の求核性ポリマー粒子を非水性造粒液体の存在下で組み合わせるステップを含む、方法を提供する。
本発明者らは、求電子性ポリオキサゾリンが不溶性であり、求核性ポリマーが幾分可溶性である非水性造粒液体を使用することにより、求電子性ポリオキサゾリンと水溶性求核性ポリマーを、その間に最小限の架橋反応を伴い、且つ求電子性ポリオキサゾリンの最小限の分解を伴って単一の粒子へと組み合わせることができることを予想外に発見した。本発明者らは理論に束縛されることを望まないが、求電子性ポリオキサゾリンが不溶性である非水性造粒液体を使用すると、造粒中に、求電子性ポリオキサゾリンと求核性ポリマーの間に架橋反応が生じないことが保証されると考えられる。さらに、この方法で、求電子性ポリオキサゾリンの分解(加水分解)が最小化される。求電子性ポリオキサゾリンとは対照的に、求核性ポリマーの一部は非水性造粒液体に溶解し、それによって求電子性ポリオキサゾリン粒子と求核性ポリマー粒子を一緒に繋ぎ合わせることができる粘性塊が形成される。
三次元の相互接続した間隙空間を含む粘着性繊維状担体構造体、及び
間隙空間内に分散されている本発明の止血粉末
を含む、生体適合性の可撓性止血シートがさらに提供される。
[発明の詳細な説明]
したがって、本発明の第1の態様は、少なくとも10wt.%の粒子凝集物を含む止血粉末であって、前記粒子凝集物が1~500μmの範囲の直径を有し、
共有結合の形成下で血液中のアミン基と反応することができる、少なくとも3個の反応性求電子性基を担持する求電子性ポリオキサゾリンを含有する求電子性ポリオキサゾリン粒子、及び
水の存在下で、求電子性ポリオキサゾリンと求核性ポリマーの間の共有結合の形成下で求電子性ポリオキサゾリンの反応性求電子性基と反応することができる、少なくとも3個の反応性求核性基を担持する水溶性求核性ポリマーを含有する求核性ポリマー粒子
を含む、止血粉末に関する。
本明細書で使用される「粒子凝集物」という用語は、すべてが互いに結合された2種以上の粒子を含む顆粒を指す。
本明細書で使用される「ポリオキサゾリン」という用語は、ポリ(N-アシルアルキレンイミン)又はポリ(アロイルアルキレンイミン)を指し、さらにPOxと称される。POxの例は、ポリ(2-エチル-2-オキサゾリン)である。「ポリオキサゾリン」という用語は、POxのコポリマーも包含する。
本明細書で使用される「水溶性求核性ポリマー」という用語は、3~7の範囲のpHの20℃の脱塩水に、少なくとも50g/Lの水溶性を有する求核性ポリマーを指す。キトサンが水溶性求核性ポリマーの一例である。キトサンは、pH<6の水に水溶性である。様々なpHでの求核性ポリマーの水溶性を決定するために、塩酸を使用して脱塩水のpHが調整される。
本明細書で使用される「コラーゲン」という用語は、動物の身体における種々の結合組織の細胞外空間内の主な構造タンパク質を指す。コラーゲンは、特徴的な3本のポリペプチド鎖の三重らせんを形成する。石灰化の程度に応じて、コラーゲン組織は強固である(骨)か、又は柔軟である(腱)か、又は強固から柔軟までの勾配を有する(軟骨)かのいずれかでありうる。別段指示されない限り、「コラーゲン」という用語は、ゼラチン以外の変性コラーゲン(例えば、架橋コラーゲン)も包含する。
本明細書で使用される「ゼラチン」という用語は、家畜のウシ、ニワトリ、ブタ及び魚などの動物の皮膚、骨及び結合組織から抽出されるコラーゲンの部分加水分解によって生成される、ペプチドとタンパク質の混合物を指す。加水分解の間に、個々のコラーゲンストランド間の天然の分子結合が、より容易に再構成する形態へと分解される。本明細書で使用される「ゼラチン」という用語は、架橋ゼラチン及び還元架橋ゼラチンなどの変性ゼラチンも包含する。
本明細書で使用される「還元架橋ゼラチン」という用語は、部分的に加水分解された架橋ゼラチンを指す。架橋ゼラチン中のペプチド結合の部分加水分解は、例えばアルカリ処理によって達成することができる。架橋ゼラチンの加水分解により、遊離カルボキシル及び遊離アミン基の密度が増加し、水溶性が増加する。
本明細書で使用される「止血シート」という用語は、別段指示されない限り、損傷組織からの出血を停止させる能力を有するシートを指す。本発明の止血シートは、血液をゲルに変える及び/又は創傷部位を閉じるシールを形成することによって止血を達成してもよい。
繊維状担体構造体に関連して本明細書で使用される「耐水性」という用語は、この構造体が水溶性ではなく、且つ中性のpH条件(pH7)及び37℃の温度で水中で崩壊し、コロイド分散液を形成しないことを意味する。
本明細書で使用される「間隙空間」という用語は、繊維状担体構造体内の空隙(「空の」)空間を指す。繊維状担体構造体内の間隙空間は、止血粉末の構造体への導入を可能にする。血液及び他の体液も間隙空間に入ることができ、それにより止血粉末がその止血効果を発揮する及び/又は止血シートへの組織の接着性をもたらすことができる。
本明細書で使用される「タンパク質」という用語は、別段指示されない限り、架橋タンパク質及び加水分解されたタンパク質も包含する。同様に、別段指示されない限り、ゼラチン又はコラーゲンなどの特定のタンパク質種が言及される場合、そのタンパク質種の加水分解された及び架橋されたバージョンも包含される。
止血粉末の、求電子性ポリオキサゾリン粒子及び求核性ポリマー粒子の粒子凝集物の直径分布は、好適にはStainless Steel Sample Dispersion Unitとの組合せのMalvern Mastersizer 2000を使用するレーザー回折によって決定されてもよい。試料分散ユニットにおよそ120mlのシクロヘキサンを充填し、ユニットを1800rpmの撹拌速度で5~10分間安定させ、その後バックグラウンド測定(ブランク測定)を行う。試料管を振盪し、20回水平に回転させる。次に、シクロヘキサンを含有する試料分散ユニットに約50mgを分散させる。試料を分散ユニットに導入したら、すべての粒子が適正に分散されることを保証するために、試料を1800rpmで1分30秒撹拌し、その後測定を行う。分散された粒子に超音波処理は実施されない。平均粒径は、D[4,3]、体積加重平均直径(ΣniDi)/(ΣniDi)として表される。
求電子性ポリオキサゾリン粒子及び求核性ポリマー粒子を含む粒子凝集物の他に、本発明の止血粉末は、他の粒子状物質成分、例えばゲルフォーム又はデンプンなどの生体適合性(バイオ)ポリマーを含有してもよい。好ましくは、止血粉末は、少なくとも30wt.%、より好ましくは少なくとも60wt.%、最も好ましくは少なくとも80wt.%の粒子凝集物を含有する。
止血粉末中の粒子凝集物は、好ましくは少なくとも10wt.%、より好ましくは少なくとも25wt.%、最も好ましくは少なくとも40wt.%の求電子性ポリオキサゾリンを含有する。
求核性ポリマーは、好ましくは少なくとも10wt.%、より好ましくは少なくとも12wt.%、最も好ましくは少なくとも30wt.%の濃度で粒子凝集物に含有される。
求電子性ポリオキサゾリンと求核性ポリマーの組合せは、典型的に粒子凝集物の少なくとも10wt.%を構成する。より好ましくは、これら2種のポリマーの組合せは、粒子凝集物の少なくとも50wt.%、最も好ましくは少なくとも75wt.%を構成する。
求電子性ポリオキサゾリン及び求核性ポリマーの他に、粒子凝集物は、1種又は複数の他の成分、例えば多糖を含有してもよい。利用されてもよい多糖の例として、アミロース、マルトデキストリン、アミロペクチン、デンプン、デキストラン、ヒアルロン酸、ヘパリン、コンドロイチン硫酸、デルマタン硫酸、ヘパラン硫酸、ケラタン硫酸、デキストラン硫酸、ポリ硫酸ペントサン、アルギネート及びこれらの組合せが挙げられる。典型的に、粒子凝集物中の多糖の量は50wt.%を超えない。多糖が粒子凝集物に含有される場合、求電子性ポリオキサゾリン、求核性ポリマー及び多糖の組合せは、好ましくは粒子凝集物の少なくとも60wt.%、より好ましくは少なくとも80wt.%、最も好ましくは少なくとも90wt.%を構成する。
別の有利な実施形態によると、粒子凝集物は、乾燥緩衝系を含有する。好ましくは、緩衝系は、7~11の範囲、より好ましくは8~10の範囲の緩衝pHを有する。好ましくは、緩衝系は、少なくとも10mmol.l-1.pH-1の緩衝能を有する。より好ましくは、緩衝能は少なくとも25mmol.l-1.pH-1であり、最も好ましくは、緩衝能は少なくとも50mmol.l-1.pH-1である。粒子凝集物に利用されてもよい生体適合性緩衝系の例として、リン酸ナトリウム/炭酸ナトリウム緩衝剤、ホウ酸ナトリウム十水和物緩衝剤、トリス緩衝タンパク質、HEPES緩衝食塩水及び炭酸水素ナトリウム/炭酸塩緩衝剤が挙げられる。
以下で説明されるように、本発明の粒子凝集物は、造粒結合剤、すなわち求電子性ポリオキサゾリン粒子と求核性ポリマー粒子の間の接着をもたらすために造粒中に利用される成分を使用することなく調製されてもよい。したがって、好ましい実施形態では、粒子凝集物は造粒結合剤を含有しない。
本発明の止血粉末は、好ましくは1~200μmの範囲の直径を有する粒子凝集物を少なくとも10wt.%、より好ましくは1~100μmの範囲の直径を有する粒子凝集物を少なくとも10wt.%、最も好ましくは1~75μmの範囲の直径を有する粒子凝集物を少なくとも10wt.%含有する。
止血粉末は、好ましくは10~1000μmの範囲、より好ましくは15~500μmの範囲、最も好ましくは30~300μmの範囲の体積加重平均直径(D[4,3]、(Σn)/(ΣniD))を有する。
止血粉末中の粒子凝集物は、好ましくは10~200μmの範囲、より好ましくは15~100μmの範囲、最も好ましくは30~60μmの範囲のD[4,3]を有する。
粒子凝集物中の求電子性ポリオキサゾリン粒子は、好ましくは1~100μmの範囲、より好ましくは50~50μmの範囲、最も好ましくは10~40μmの範囲の体積加重平均直径(D[4,3])を有する。
粒子凝集物中の求核性ポリマー粒子は、好ましくは10~300μmの範囲、より好ましくは15~200μmの範囲、最も好ましくは20~100μmの範囲の体積加重平均直径(D[4,3])を有する。
求電子性ポリオキサゾリン粒子は、好ましくは少なくとも30wt.%、より好ましくは少なくとも50wt.%、最も好ましくは少なくとも80wt.%の求電子性ポリオキサゾリンを含有する。
求電子性ポリオキサゾリンは、好ましくは少なくとも100g/L、より好ましくは少なくとも300g/Lの20℃の蒸留水への溶解度を有する。
求電子性ポリオキサゾリンは、好ましくは10mg/L未満、より好ましくは5mg/L未満、最も好ましくは1mg/L未満の20℃のイソプロピルアルコールへの溶解度を有する。
求電子性ポリオキサゾリンは、好ましくは少なくとも2kDaの分子量を有する。より好ましくは、求電子性ポリオキサゾリンは、5~200kDa、最も好ましくは10~100kDaの分子量を有する。
本明細書で以前に説明された通り、本発明者らは、求電子性ポリオキサゾリンと水溶性求核性ポリマーを、その間に最小限の架橋反応を伴い、且つ求電子性ポリオキサゾリンの最小限の分解を伴って単一の粒子へと組み合わせる方法を見出した。したがって、本発明の非常に好ましい実施形態では、粒子凝集物中の求電子性ポリオキサゾリンは、2.0未満、より好ましくは1.8未満、最も好ましくは1.5未満の多分散指数(PDI)を有する。
求電子性ポリオキサゾリンは、好ましくは少なくとも4個の反応性求電子性基、より好ましくは少なくとも8個の反応性求電子性基、さらにより好ましくは少なくとも16個の反応性求電子性基、最も好ましくは少なくとも32個の反応性求電子性基を含有する。
求電子性ポリオキサゾリンは、典型的に平均少なくとも10個、より好ましくは少なくとも20個の反応性求電子性基を担持する。
求電子性ポリオキサゾリンは、は、繰り返し単位が以下の式(I):
(CHRNCOR
(式中、R及びRのそれぞれは、H、任意選択で置換されたC1~22アルキル、任意選択で置換されたシクロアルキル、任意選択で置換されたアラルキル、任意選択で置換されたアリールから独立的に選択され、mは2又は3である)
によって表されるポリオキサゾリンに由来することが好ましい。
好ましくは、式(I)のR及びRは、H及びC1~8アルキル、さらにより好ましくはH及びC1~4アルキルから選択される。Rは、最も好ましくはHである。式(I)の整数mは、好ましくは2に等しい。
好ましい実施形態によると、ポリオキサゾリンはポリマーであり、さらにより好ましくは2-アルキル-2-オキサゾリンのホモポリマーであり、前記2-アルキル-2-オキサゾリンは、2-メチル-2-オキサゾリン、2-エチル-2-オキサゾリン、2-プロピル-2-オキサゾリン、2-ブチル-2-オキサゾリン及びこれらの組合せから選択される。好ましくは、ポリオキサゾリンは、2-プロピル-2-オキサゾリン又は2-エチル-オキサゾリンのホモポリマーである。最も好ましくは、ポリオキサゾリンは、2-エチル-オキサゾリンのホモポリマーである。
特定の好ましい実施形態によると、求電子性ポリオキサゾリンは、少なくとも20個のオキサゾリン単位、より好ましくは少なくとも30個のオキサゾリン単位、最も好ましくは少なくとも80個のオキサゾリン単位を含む。求電子性ポリオキサゾリンは、好ましくはオキサゾリン残基あたり平均少なくとも0.05個の反応性求電子性基を含む。さらにより好ましくは、求電子性ポリオキサゾリンは、オキサゾリン残基あたり平均少なくとも0.1個の反応性求電子性基を含む。最も好ましくは、求電子性ポリオキサゾリンは、オキサゾリン残基あたり平均0.12~0.5個の反応性求電子性基を含む。
ポリオキサゾリンは、その側鎖(ペンダント反応性求電子性基)、その末端又は両方に反応性求電子性基を担持してもよい。本発明によって利用される求電子性ポリオキサゾリンは、有利には1個又は複数のペンダント反応性求電子性基を含有する。典型的に、求電子性ポリオキサゾリンは、モノマーあたり0.03~0.5個のペンダント反応性求電子性基、より好ましくはモノマーあたり0.04~0.35個のペンダント反応性求電子性基、さらにより好ましくはモノマーあたり0.05~0.25個のペンダント反応性求電子性基を含有する。
好ましい実施形態によると、求電子性ポリオキサゾリンの反応性求電子性基は、カルボン酸エステル、スルホン酸エステル、ホスホン酸エステル、ペンタフルオロフェニルエステル、p-ニトロフェニルエステル、p-ニトロチオフェニルエステル、酸ハロゲン化物基、無水物、ケトン、アルデヒド、イソシアネート、チオイソシアネート、イソシアノ、エポキシド、活性化ヒドロキシル基、オレフィン、グリシジルエーテル、カルボキシル、スクシンイミジルエステル、スルホスクシンイミジルエステル、マレイミド(マレイミジル)、エテンスルホニル、イミドエステル、アセトアセテート、ハロアセタール、オルトピリジルジスルフィド、ジヒドロキシフェニル誘導体、ビニル、アクリレート、アクリルアミド、ヨードアセトアミド及びこれらの組合せから選択される。より好ましくは、反応性求電子性基は、カルボン酸エステル、スルホン酸エステル、ホスホン酸エステル、ペンタフルオロフェニルエステル、p-ニトロフェニルエステル、p-ニトロチオフェニルエステル、酸ハロゲン化物基、無水物(anhyinidrides)、ケトン、アルデヒド、イソシアネート、チオイソシアネート、イソシアノ、エポキシド、活性化ヒドロキシル基、グリシジルエーテル、カルボキシル、スクシンイミジルエステル、スルホスクシンイミジルエステル、イミドエステル、ジヒドロキシフェニル誘導体及びこれらの組合せから選択される。さらにより好ましくは、反応性求電子性基は、ハロアセタール、オルトピリジルジスルフィド、マレイミド、ビニルスルホン、ジヒドロキシフェニル誘導体、ビニル、アクリレート、アクリルアミド、ヨードアセトアミド、スクシンイミジルエステル及びこれらの組合せから選択される。最も好ましくは、反応性求電子性基は、マレイミド、ビニル、アクリレート、アクリルアミド、スクシンイミジルエステル、スルホスクシンイミジルエステル及びこれらの組合せから選択される。
利用されてもよいスクシンイミジルエステルの例として、スクシンイミジルグルタレート、スクシンイミジルプロピオネート、スクシンイミジルスクシンアミド、スクシンイミジルカーボネート、ジスクシンイミジルスベレート、ビス(スルホスクシンイミジル)スベレート、ジチオビス(スクシンイミジルプロピオネート)、ビス(2-スクシンイミドオキシカルボニルオキシ)エチルスルホン、3、3’-ジチオビス(スルホスクシンイミジル-プロピオネート)、スクシンイミジルカルバメート、スルホスクシンイミジル(4-ヨードアセチル)アミノベンゾエート、ビス(スルホスクシンイミジル)スベレート、スルホスクシンイミジル-4-(N-マレイミドメチル)-シクロヘキサン-l-カルボキシレート、ジチオビス-スルホスクシンイミジルプロピオネート、ジスルホ-スクシンイミジルタータレート;ビス[2-(スルホ-スクシンイミジルオキシカルボニルオキシエチルスルホン)]、エチレングリコールビス(スルホスクシンイミジルスクシネート)(sulfosuccinimiclylsuccinate)、ジチオビス-(スクシンイミジルプロピオネート)が挙げられる。
利用されてもよいジヒドロキシフェニル誘導体の例として、ジヒドロキシフェニルアラニン、3,4-ジヒドロキシフェニルアラニン(DOPA)、ドパミン、3,4-ジヒドロキシヒドロケイ皮酸(dihydroxyhydroccinamic acid)(DOHA)、ノルエピネフリン、エピネフリン、及びカテコールが挙げられる。
求核性ポリマー粒子に含有される水溶性求核性ポリマーは、好ましくは3~7の範囲のpHの20℃の脱塩水に、少なくとも100g/L、より好ましくは少なくとも150g/L、最も好ましくは少なくとも200g/Lの溶解度を有する。本発明は、求電子性ポリオキサゾリンが血液成分、組織及び/又は求核性ポリマーと反応する際に酸性物質を放出する場合、酸性pHで可溶性である求核性ポリマーを好適に利用することができる。これは、例えば、求電子性ポリオキサゾリンがN-ヒドロキシスクシンイミド基を含有する場合に該当する。
求核性ポリマー粒子は、好ましくは少なくとも30wt.%、より好ましくは少なくとも50wt.%、最も好ましくは少なくとも80wt.%の求核性ポリマーを含有する。
特に好ましい実施形態によると、凝集物粒子に利用される水溶性求核性ポリマーは、水中で比較的緩徐に溶解する。本明細書で以前に説明された通り、求電子性ポリオキサゾリンが水溶性求核性ポリマーと比較的緩徐な速度で反応する際、求電子性ポリオキサゾリンは、血液及び出血部位の組織中のタンパク質とも反応しうると考えられる。比較的緩徐に溶解する水溶性求核性ポリマーを利用することにより、溶解された求電子性ポリオキサゾリンが、血液及び組織中のタンパク質だけでなく、(緩徐な)水溶性求核性ポリマーと反応する機会を有し、それにより強力な均質な封止ゲルが作成される。
高分子量を有する水溶性求核性ポリマーは、水中で比較的緩徐に溶解する傾向がある。したがって、非常に好ましい実施形態では、求核性ポリマー粒子に含有される水溶性求核性ポリマーは、少なくとも3kDa、より好ましくは少なくとも10kDa、最も好ましくは20~3,000kDaの分子量を有する。
求核性ポリマーは、好ましくは少なくとも4個の反応性求核性基、より好ましくは少なくとも8個の反応性求核性基、最も好ましくは少なくとも10個の反応性求核性基を含有する。最も好ましくは、これらの反応性求核性基は、アミン基、最も好ましくは第一級アミン基である。
求核性ポリマー粒子中で好適に使用できる水溶性求核性ポリマーの例として、タンパク質、キトサン、求核性ポリオキサゾリン、求核性ポリエチレングリコール、ポリエチレンイミン及びこれらの組合せが挙げられる。より好ましくは、求核性ポリマーは、ゼラチン、コラーゲン、キトサン、求核性ポリオキサゾリン及びこれらの組合せから選択される。
特に有利な実施形態によると、本発明によって利用される求核性ポリマー粒子は、凝固プロセスを加速させることによって止血を可能にする。コラーゲンは、凝固カスケードの内因性経路を活性化することができる。コラーゲンは、血小板活性化、凝結及び血栓形成のためのマトリックスとして作用する大きな表面積を有する。ゼラチン粒子は、血流を制限し、凝塊形成のためのマトリックスを提供する能力を有する。したがって、非常に好ましい実施形態では、求核性ポリマーは、ゼラチン、コラーゲン及びこれらの組合せから選択される。最も好ましくは、求核性ポリマーは、ゼラチン、さらにより好ましくは架橋ゼラチンである。
架橋ゼラチンは、好ましくは30~3,000kDaの範囲、より好ましくは400~2,000kDaの範囲、最も好ましくは500~1,500kDaの範囲の分子量を有する。
架橋ゼラチンの第一級アミンの平均含有量は、還元架橋ゼラチン1μgあたり5×10-4~2×10-2μmol、より好ましくは1.0×10-3~1.0×10-2μmolの第一級アミンの範囲である。
別の有利な実施形態によると、求核性ポリマーは、求核性ポリエチレングリコール(PEG)である。好ましくは、求核性PEGは、少なくとも3個、より好ましくは少なくとも5個、最も好ましくは8個の反応性求核性基を含有する。
さらなる好ましい実施形態によると、求核性ポリマーはキトサンである。キトサンは、キチン(ポリ-N-アセチル-D-グルコサミン)の生分解性の、非毒性の複雑な炭水化物誘導体であり、天然に存在する物質である。キトサンは、キチンの脱アセチル化形態である。本発明によって適用されるキトサンは、好ましくは脱アセチル化度が70%より高い。本発明によって利用されるキトサンは、少なくとも5kDa、より好ましくは10~10,000kDaの分子量を有する。
別の非常に有利な実施形態によると、求核性ポリマーは求核性ポリオキサゾリンである。好ましくは、求核性ポリオキサゾリンは、少なくとも3個、より好ましくは少なくとも5個、最も好ましくは8~20個の反応性求核性基を含有する。
ゼラチン、コラーゲン及びキトサンなどの天然に存在する求核性バイオポリマーと比べ、求核性ポリオキサゾリン及び求核性PEGなどの合成求核性ポリマーを使用すると、これらの合成求核性ポリマーを含有する粒子凝集物がより予想可能な(再現性の良い)止血特性を示すという利点がもたらされる。
水溶性求核性ポリマーの反応性求核性基は、好ましくはアミン基、チオール基及びこれらの組合せから選択される。
好ましい実施形態によると、水溶性求核性ポリマーは2個以上のアミン基を含有し、求電子性ポリオキサゾリン中の反応性求電子性基は、カルボン酸エステル、スルホン酸エステル、ホスホン酸エステル、ペンタフルオロフェニルエステル、p-ニトロフェニルエステル、p-ニトロチオフェニルエステル、酸ハロゲン化物基、無水物、ケトン、アルデヒド、イソシアネート、チオイソシアネート、イソシアノ、エポキシド、活性化ヒドロキシル基、グリシジルエーテル、カルボキシル、スクシンイミジルエステル、スルホスクシンイミジルエステル、イミドエステル、ジヒドロキシフェニル誘導体及びこれらの組合せから選択される。
別の好ましい実施形態によると、水溶性求核性ポリマーは2個以上のチオール基を含有し、求電子性ポリオキサゾリンの反応性求電子性基は、ハロアセタール、オルトピリジルジスルフィド、マレイミド、ビニルスルホン、ジヒドロキシフェニル誘導体、ビニル、アクリレート、アクリルアミド、ヨードアセトアミド、スクシンイミジルエステル、スルホスクシンイミジル(sulfosuccinmidyl)エステル及びこれらの組合せから選択される。より好ましくは、反応性求電子性基は、スクシンイミジルエステル、スルホスクシンイミジルエステル、ハロアセタール、マレイミド又はジヒドロキシフェニル誘導体及びこれらの組合せから選択される。最も好ましくは、反応性求電子性基は、マレイミド又はジヒドロキシフェニル誘導体及びこれらの組合せから選択される。
特に好ましい実施形態によると、求電子性ポリオキサゾリンによって提供される反応性求電子性基の総数と、求核性ポリマーによって提供される反応性求核性基の総数の間の比は、1:1.5~1.5:1の範囲、より好ましくは1:1.2~1.2:1の範囲、最も好ましくは1:1.1~1.1:1の範囲である。
本発明者らは、粒子凝集物が1~20wt.%、より好ましくは2.5~15wt.%、最も好ましくは5~10wt.%の非反応性非イオン性ポリマーを含有する場合、脾臓及び腎臓などの臓器に対して優れた接着を示す粒子凝集物が得られることを予想外に発見した。この非反応性非イオン性ポリマーは、反応性求電子性基又は反応性求核性基を含有しない。
非常に好ましい実施形態では、凝集された粒子は、非反応性非イオン性ポリマーでコーティングされる。
非反応性非イオン性ポリマーは、好ましくは40~70℃の範囲、より好ましくは45~65℃の範囲、最も好ましくは50~60℃の範囲の融点を有する。ここで、融点は、ポリマーが完全に溶融する温度を指す。
本発明の凝集粒子に好適に適用可能な非反応性非イオン性ポリマーの例として、ポロキサマー、ポリエチレングリコール及びこれらの組合せが挙げられる。ポロキサマーは、ポリオキシエチレン(ポリ(エチレンオキシド))の2つの親水性鎖が隣接したポリオキシプロピレン(ポリ(プロピレンオキシド))の中央の疎水性鎖から構成される非イオン性トリブロックコポリマーであり、式(I)
Figure 2022540043000001

(式中、aは10~110の整数であり、bは20~60の整数である)
によって表される。aが80でありbが27であるとき、このポリマーはポロキサマー188として公知である。本発明で有用な他の公知のポロキサマーは、ポロキサマー237(a=64及びb=37)、ポロキサマー338(a=141及びb=44)及びポロキサマー407(a=101及びb=56)である。公知であり、本発明で有用でありうるさらなるポロキサマーとして、ポロキサマー108、ポロキサマー182、ポロキサマー183、ポロキサマー212、ポロキサマー217、ポロキサマー238、ポロキサマー288、ポロキサマー331、ポロキサマー338及びポロキサマー335が挙げられる。
特に好ましい実施形態によると、非反応性非イオン性ポリマーは、ポロキサマー、さらにより好ましくは2,000~18,000の平均分子質量を有するポロキサマー、最も好ましくは7,000~10,000の平均分子質量を有するポロキサマーである。
粒子凝集物に適用されるポロキサマーは、好ましくは室温で固体である。
別の有利な実施形態では、本発明の止血粉末は生体再吸収性であり、粉末は腹部外科手術で使用することができる。
本発明の別の態様は、
(a)共有結合の形成下で血液中のアミン基と反応することができる、少なくとも3個の反応性求電子性基を担持する求電子性ポリオキサゾリンを含有する求電子性ポリオキサゾリン粒子、及び
(b)求電子性ポリオキサゾリンと求核性ポリマーの間の共有結合の形成下で求電子性ポリオキサゾリンの反応性求電子性基と反応することができる、少なくとも3個の反応性求核性基を担持する水溶性求核性ポリマーを含有する求核性ポリマー粒子
の止血粒子凝集物を調製する方法であって、前記方法が、100重量部の求電子性ポリオキサゾリン粒子と10~1000重量部の求核性ポリマー粒子を非水性造粒液体の存在下で組み合わせるステップを含む、方法に関する。
本発明の方法で利用される求電子性ポリオキサゾリン粒子は、好ましくは本明細書で以前に記載された求電子性ポリマー粒子と同一である。同様に、利用される求核性ポリマー粒子は、本明細書で以前に記載された求核性ポリマー粒子と同一である。
好ましい実施形態によると、本発明の方法で利用される求電子性ポリオキサゾリン粒子と求核性ポリマー粒子の両方は、水分含有量が2wt.%未満、より好ましくは1wt.%未満である。そのような低い水分含有量を達成するために、造粒前にポリマー粒子を乾燥する必要がある場合がある。
求電子性ポリオキサゾリンは、好ましくは1mg/L未満、より好ましくは0.5mg/L未満、さらにより好ましくは0.2mg/L未満、最も好ましくは0.1mg/L未満の20℃の非水性造粒液体への溶解度を有する。
求核性ポリマーは、好ましくは少なくとも5mg/L、より好ましくは少なくとも10mg/L、さらにより好ましくは20~200mg/L、最も好ましくは40~150mg/Lの20℃の非水性造粒液体への溶解度を有する。
好ましい実施形態では、方法は、100重量部の求電子性ポリオキサゾリン粒子と、20~400重量部、より好ましくは50~200重量部の求核性ポリマー粒子を非水性造粒液体の存在下で組み合わせるステップを含む。
本発明の方法で利用される非水性造粒液体の量は、方法で使用される求電子性ポリオキサゾリン粒子と求核性ポリマー粒子を組み合わせた量の0.5~5重量%の範囲であることが好ましい。より好ましくは、利用される非水性造粒液体の量は、求電子性ポリオキサゾリン粒子と求核性ポリマー粒子を組み合わせた量の1~4%、最も好ましくは1.5~3重量%の範囲である。
特に好ましい実施形態によると、方法は、求電子性ポリオキサゾリン粒子を非水性造粒液体で湿潤させるステップ、その後湿潤されたポリオキサゾリン粒子を求核性ポリマー粒子と組み合わせるステップを含む。この特定の実施形態は、粒径及び組成の点で非常に均質な造粒物を生じるという利点をもたらす。
粉末ブレンドの調製に使用される求電子性ポリオキサゾリン粒子は、好ましくは1~100μmの範囲、より好ましくは50~50μmの範囲、最も好ましくは10~40μmの範囲の体積加重平均直径(D[4,3])を有する。
粉末ブレンドの調製に使用される求核性ポリマー粒子の体積加重平均直径(D[4,3])は、好ましくは10~300μmの範囲、より好ましくは15~200μmの範囲、最も好ましくは20~100μmの範囲である。
本発明の方法によって得られる凝集粉末は、好ましくは12~1000μmの範囲、より好ましくは20~500μmの範囲、最も好ましくは30~300μmの範囲の体積加重平均直径(D[4,3])を有する。
湿式造粒で利用される非水性造粒液体は、イソプロピルアルコール、エタノール、メタノール、ジエチルエーテル、ヘプタン、ヘキサン、ペンタン、シクロヘキサン、ジクロロメタン、アセトン及びこれらの混合物から選択される有機溶媒を少なくとも60wt.%含有する。より好ましくは、非水性造粒液体は、イソプロピルアルコール、エタノール及びこれらの混合物から選択される有機溶媒を少なくとも60wt.%、最も好ましくは少なくとも85wt.%含有する。さらにより好ましくは、非水性造粒液体は、イソプロピルアルコールを少なくとも60wt.%、最も好ましくは少なくとも85wt.%含有する。
非水性造粒液体は、好ましくは1wt.%以下の水、より好ましくは0.1wt.%以下の水を含有する。
本発明の方法は、造粒結合剤を使用する必要がないという利点をもたらす。したがって、方法の好ましい実施形態では、造粒結合剤は使用されない。特に好ましい実施形態によると、調製方法で使用される材料は、求電子性ポリオキサゾリン粒子、求核性ポリマー粒子及び非水性造粒液体のみである。
本発明の粒子凝集物は、有利には止血シート内に適用され、その止血特性を改善することができる。したがって、本発明のまた別の態様は、
三次元の相互接続した間隙空間を含む粘着性繊維状担体構造体、及び
間隙空間内に分散されている、本明細書で以前に記載された止血粉末
を含む、生体適合性の可撓性止血シートに関する。
特に好ましい実施形態によると、粘着性繊維状担体構造体は耐水性である。
繊維状担体構造体全体に分布される止血粉末中の求電子性ポリオキサゾリンは、シートが、間隙空間に浸透できる血液又は他の水性体液と接触すると急速に溶解する。したがって、シートを創傷部位に貼り付けるとすぐに、一方では求電子性ポリオキサゾリン、他方では求核性ポリマー粒子中の求核性ポリマー、血液タンパク質及び組織の間に急速な共有結合性架橋が生じ、創傷表面を封止して出血を停止させるゲルの形成がもたらされ、さらには止血シートの組織への強力な接着がもたらされる。本発明によって適用されるキトサンは、好ましくは70%以上の脱アセチル化度を有する。耐水性繊維状担体構造体は、貼付中及び後に機械的強度をもたらし、過剰な膨張を防止する。
求電子性ポリオキサゾリンと求核性ポリマーは、単一の粒子内に含有されるため、これら2種の反応性成分が止血シート全体に均質に分布できること、輸送及び取扱い時に分離が生じないこと、並びに粒子凝集物が血液と接触する際に、これらの成分が即座に互いに反応できることが保証される。
特に好ましい実施形態によると、本発明の止血シートは生体吸収性である、つまり担体構造体、粒子凝集物及び止血シートの任意の他の成分は、最終的に身体に吸収される。担体構造体及び粒子凝集物の吸収には、典型的にその中に含有されるポリマーの化学分解(例えば、加水分解)が必要である。ヒトの身体による止血シートの完全な生体吸収は、典型的に1~10週間、好ましくは2~8週間で達成される。
本発明の止血シートは、典型的に0.5~25mmの非圧縮平均厚さを有する。より好ましくは、非圧縮平均厚さは、1~10mmの範囲、最も好ましくは1.5~5mmの範囲である。
止血シートの寸法は、好ましくはシートの上部及び下部が、それぞれ少なくとも2cm、より好ましくは少なくとも10cm、最も好ましくは25~50cmの表面積を有するようなものである。典型的に、シートは長方形の形状であり、長さ25~200mm及び幅25~200mmである。
止血シートは、好ましくは200mg/cm未満、より好ましくは150mg/cm未満、最も好ましくは10~100mg/cmの非圧縮密度を有する。
本発明の止血シートは、好ましくは本質的に無水である。典型的に、止血シートは、5wt.%以下、より好ましくは2wt.%以下、最も好ましくは1wt.%以下の水分含有量を有する。
止血シートの吸水能は、好ましくは少なくとも50%であり、より好ましくは100%~800%の範囲、最も好ましくは200%~500%の範囲にある。
本発明の止血シートは、好ましくは滅菌である。
本発明の止血シートにおける繊維状担体構造体の使用は、止血粉末が、この担体構造体全体に困難なく均質に分布できるという利点をもたらす。そのような均質な分布は、例えば発泡担体構造体で達成することははるかに困難である。
繊維状担体構造体の繊維は、好ましくは1~500μm、より好ましくは2~300μm、最も好ましくは5~200μmの平均直径を有する。繊維の平均直径は、好適には顕微鏡を使用して決定することができる。
典型的に、繊維状担体構造体の繊維の少なくとも50wt.%、より好ましくは少なくとも80wt.%が、1~300μmの直径及び少なくとも1mmの長さを有する。
好ましくは、繊維状担体構造体の繊維の少なくとも50wt.%、より好ましくは少なくとも80wt.%が、少なくとも1000のアスペクト比(長さの直径に対する比)を有する。
本発明によって利用される繊維状担体構造体は、好ましくはフェルト構造体、織物構造体又は編物構造体である。最も好ましくは、繊維状担体構造体はフェルト構造体である。ここで、「フェルト構造体」という用語は、繊維にマット加工を施してまとめてプレスし、粘着性材料を形成することによって生成される構造体を指す。
繊維状担体構造体は、ゼラチン、コラーゲン、セルロース、変性セルロース、カルボキシメチルデキストラン、PLGA、ヒアルロン酸ナトリウム/カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、キトサン又はこれらの組合せを含有する繊維を少なくとも50wt.%、より好ましくは少なくとも80wt.%、最も好ましくは少なくとも90wt.%含む。
本発明の実施形態では、繊維状担体構造体は酸化再生セルロースを含まない。
好ましい繊維状担体構造体は、空気透過性が少なくとも0.1L/分×cm、より好ましくは少なくとも0.5L/分×cmである開気孔構造を有する。空気透過性は、EN ISO 9237:1995(繊維-布の空気透過性の決定)によって決定される。
繊維状担体構造体中の繊維は、エレクトロスピニング、エレクトロブローンスピニング、及び高速回転噴霧器スピニングなどの当技術分野で公知の方法によって生成されてもよい。高速回転噴霧器スピニングによる繊維状担体構造体の生成は、米国特許出願公開第2015/0010612号に記載される。繊維状担体構造体として、市販の止血繊維状シートを使用することもできる。
止血粉末は、好ましくは繊維状担体構造体の5~90重量%、より好ましくは10~80重量%、さらにより好ましくは20~75重量%、最も好ましくは50~70重量%の量で本発明の止血シート中に存在する。
本発明は、以下の非限定的な実施例によってさらに例示される。
概して、乾燥後の残留水分(すなわち、乾燥粉末、造粒物及び/又は粘着性繊維状担体構造体中の残留水)が明示されない場合は常に、レベルは2.0%w/w未満である。
(NHS-POxの調製)
20%NHSエステル基を含有するNHS側鎖活性化ポリ[2-(エチル/ヒドロキシ-エチル-アミド-エチル/NHS-エステル-エチル-エステル-エチル-アミド-エチル)-2-オキサゾリン]ターポリマー(=EL-POx、20%NHS)を、以下のように合成した:
ポリ[2-(エチル/メトキシ-カルボニル-エチル)-2-オキサゾリン]コポリマー(DP=+/-100)を、60% 2-エチル-2-オキサゾリン(EtOx)及び40% 2-メトキシカルボニル-エチル-2-オキサゾリン(MestOx)を使用してCROPによって合成した。40% 2-メトキシカルボニル-エチル基(H-NMR)を含有する統計的コポリマーが得られた。第二に、40% 2-メトキシカルボニル-エチル基を含有するポリマーをエタノールアミンと反応させ、40% 2-ヒドロキシ-エチル-アミド-エチル基(H-NMR)を有するコポリマーを得た。その後、2-ヒドロキシ-エチル-アミド-エチル基の半分を無水コハク酸と反応させ、H-NMRによって60% 2-エチル基、20% 2-ヒドロキシ-エチル-アミド-エチル基及び20% 2-カルボキシ-エチル-エステル-エチル-アミド-エチル基を有するターポリマーを得た。最後に、2-カルボキシ-エチル-エステル-エチル-アミド-エチル基を、N-ヒドロキシスクシンイミド(NHS)及びジイソプロピルカルボジイミド(DIC)によって活性化し、EL-POx、20%NHSを得た。H-NMRによると、NHS-POxは20%NHS-エステル基を含有していた。NHS-POxを2~8℃の間で水中に溶解し(300mL中60g)、マイナス80℃で30分間冷却して凍結乾燥した。そのようにして得られた凍結乾燥粉末を、Rotavap中40℃で、Karl Fischer滴定によって決定される水分含有量が0.8%w/w未満になるまで乾燥した。この乾燥(白色)粉末を、ボールミル(Retch MM400)を使用して平均粒径が40μm以下(D[4,3])になるまで粉砕し、alu-aluバッグで真空封止した。
(NHS-POx粉末の染色)
20gのNHS-POx粉末を水に溶解し、高速分散装置(Ultra-Turrax、IKA)を使用して50mgのBrilliant Blue FCF(Sigma Aldrich)と混合した。混合(2分)直後、溶液を-78℃で凍結し、その後一晩凍結乾燥した。そのようにして得られた凍結乾燥粉末を、Rotavap中40℃で、Karl Fischer滴定によって決定される残留水分含有量が0.8%w/w未満になるまで乾燥した。次に、乾燥(青色)粉末を、ボールミル(Retch MM400)を使用して平均粒径が40μm以下(D[4,3])の青色染色NHS-POx粉末になるまで粉砕し、alu-aluバッグで真空封止した。
(NHS-POxの架橋のPDI(多分散指数)に対する効果)
2,2’-(エチレンジオキシ)-ビス-(エチルアミン)(EDEA、Aldrich、Mw148.2)の80μg/mL溶液を、ジクロロメタン(DCM)とイソプロパノール(IPA)の混合物中、EDEA80mgを10mLのDCM/IPA 95:5(v/v)に溶解することによって調製した。この溶液をDCM/IPA 95:5(v/v)で10倍希釈し、EDEA溶液26.8μLを、NHS基に対して0.05モル%のアミン基に相当するDCM/IPA 95:5(v/v)中NHS-POxの0.5g/mL溶液100μLに添加した。EDEA溶液の添加直後、ボルテックスミキサーを使用して反応混合物を十分に混合した。反応混合物を40℃で3時間かき混ぜ、すべての揮発物を減圧下で回転蒸発によって除去した。
乾燥試料を、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)の移動相である50mMの塩化リチウムを含有するN,N-ジメチルアセトアミド中で再構成した。SECをポリ(メチルメタクリレート)標準に対して測定した。得られたサイズ排除クロマトグラムからM、M及びPDIを決定した。PDIは2.5以上であった。EDEAの添加を伴わないDCM/IPA 95:5(v/v)中NHS-POxの0.5g/mL溶液では、同じSEC手順後に1.5のPDIが得られ、これはNHS基のわずか0.05モル%の架橋で、ポリマーのPDIが早くも顕著に増加することを示す。
(NU-POxの調製)
アルキル側鎖にエチル及びアミン基を含有するポリオキサゾリンを、EtOx及びMestOxのCROP、並びにそれに続くエチレンジアミンでのメチルエステル側鎖のアミド化によって合成し、ポリ(2-エチル/アミノエチルアミドエチル-2-オキサゾリン)コポリマー(NU-POx)を得た。H-NMRによると、NU-POxは10%NHを含有していた。NU-POxを2~8℃の間で水中に溶解し(300mL中60g)、マイナス80℃で30分間冷却して凍結乾燥した。そのようにして得られた凍結乾燥粉末を、Rotavap中40℃で、Karl Fischer滴定によって決定される水分含有量が0.8%w/w未満になるまで乾燥した。この乾燥粉末を、平均粒径が100μm以下(D[4,3])になるまで卓上粉砕機で粉砕し、alu-aluバッグで真空封止した。
(反応性NHS-POx/NU-POx顆粒の調製)
青色又は白色(非染色)NHS-POx粉末を、高せん断混合機中で約1~2%w/wのIPAを含有する均質な雪状粉末が得られるまで、イソプロピルアルコール(IPA)で湿潤させた。この後、NU-POx粉末を添加して混合した。湿潤された青色NHS-POx粉末を、1:0.6のモル比でNU-POx粉末と混合し、前記モル比は、NHS-POxによって提供されるNHS基の数のNU-POxによって提供されるアミン基の数に対する比を指す。湿潤された非染色NHS-POx粉末も、NU-POx粉末と他のモル比(1:0.8;1:1及び1:1.2)で混合した。
混合後、H-NMRによって決定されるIPA含有量が0.1%w/w未満になるまで、湿潤造粒物を減圧下で乾燥した。乾燥した造粒物を、ボールミル(Retch MM400)を使用して平均粒径が50μm以下(D[4,3])になるまで粉砕し、alu-aluバッグで真空封止した。
そのようにして得られた造粒物の粒径分布は、およそ90vol.%<90μm、50vol.%<45μm及び10vol.%<15μmであった。
H-NMR分光法を使用し、NHS-POX/NU-POx造粒物(1:1)を分析した。25mgの造粒物を、20分間超音波処理することによってトリフルオロ酢酸(0.20mL)に溶解した。造粒物の完全な溶解後、試料を、内部標準としてマレイン酸(2.5mg/mL)を含有する重水素化ジメチルスルホキシド(DMSO-d)(0.80mL)で希釈し、NMR管に移し、H-NMRスペクトルを記録した。得られたスペクトルから、造粒物中に存在するNHS及びアミン基のモル比とともに、NHS-POxに結合したNHSの量を計算することができる。造粒物中のNHS-POxに結合したNHSの量は、NHS-POx出発材料に結合したNHSの量と同等であり、造粒中に崩壊又は架橋が生じないことを示す。
NMR試料における全ポリマー回収率、すなわち、NHS-POxとNU-POxの組合せを、既知の量の内部標準(マレイン酸)、並びに異なる濃度のNHS-POx及びNU-POxの記録されたH-NMRスペクトルから作成した検量線を使用して決定した。全ポリマー回収率は99パーセントと測定され、不溶性の架橋材料が形成されなかったことを示す。
NHS-POX/NU-POx造粒物(1:1)を、サイズ排除クロマトグラフィーによってさらに分析した。20mgの造粒物を、無水酢酸(1.00mL)で50℃で1時間処理した。次に、メタノール(2.00mL)を添加し、混合物を50℃でさらに1時間撹拌した。アリコート(0.75mL)を取り、すべての揮発物を減圧下で除去した。試料を、SEC分析の溶離液である50mMの塩化リチウムを含有するN,N-ジメチルアセトアミド(2.50mL)に溶解した。SECをポリ(メチルメタクリレート)標準に対して測定し、得られたサイズ排除クロマトグラムからM、M及びPDIを決定した。PDIは1.5以下であり、造粒中に架橋が生じなかったことを示す。このサイズ排除クロマトグラフィー方法の分析検証により、0.05mol%のレベルのNHS-POxとNU-POxの意図的な架橋によってPDIが2.5より高くまで増加したことが示された。
(共凍結乾燥によるNHS-POx/NU-POx混合物の調製)
共凍結乾燥されたNHS-POx/NU-POx粉末を以下の通り調製した:2.4gのNU-POxを40mLの氷酢酸に溶解した。ポリマーの完全な溶解後、2.0gのNHS-POxを添加し、試料を30分間超音波処理した。溶液を液体窒素で瞬間凍結し、凍結乾燥した。得られた粘性固体を減圧下(<1kPa)でさらに乾燥させ、alu-aluバッグで真空封止した。
共凍結乾燥されたNHS-POx/NU-POx試料は、NHS-POxとNU-POxとの間の高い架橋度に起因し、トリフルオロ酢酸にも無水酢酸にも可溶性でないため、H-NMR分光法及びサイズ排除クロマトグラフィーによって分析することができなかった。
(乾式混合によるNHS-POx/NU-POx混合物の調製)
NHS-POx/NU-POx混合物を以下の通り調製した:2gのNHS-POx及び2gのNU-POxを、タンブル混合によって30分間乾式混合した。得られた粉末を減圧下(<1kPa)で乾燥し、alu-aluバッグで真空封止した。
H-NMR分光法を使用して粉末を分析した。25mgの粉末を、20分間超音波処理することによってトリフルオロ酢酸(0.20mL)に溶解した。粉末の完全な溶解後、試料を、内部標準としてマレイン酸(2.5mg/mL)を含有する重水素化ジメチルスルホキシド(DMSO-d)(0.80mL)で希釈し、NMR管に移し、H-NMRスペクトルを記録した。得られたスペクトルから、未反応NHSの量は、NHS-POxと比べて99パーセントと計算された。
NMR試料における全ポリマー回収率、すなわち、NHS-POxとNU-POxの組合せを、既知の量の内部標準(マレイン酸)、並びに異なる濃度のNHS-POx及びNU-POxの記録されたH-NMRスペクトルから作成した検量線を使用して決定した。全ポリマー回収率は101パーセントと測定され、不溶性の架橋材料が形成されなかったことを示す。
粉末を、サイズ排除クロマトグラフィーによってさらに分析した。20mgの粉末を、無水酢酸(1.00mL)で50℃で1時間処理した。次に、メタノール(2.00mL)を添加し、混合物を50℃でさらに1時間撹拌した。アリコート(0.75mL)を取り、すべての揮発物を減圧下で除去した。試料を、SEC分析の溶離液である50mMの塩化リチウムを含有するN,N-ジメチルアセトアミド(2.50mL)に溶解した。SECをポリ(メチルメタクリレート)標準に対して測定し、得られたサイズ排除クロマトグラムからM、M及びPDIを決定した。PDIは1.5以下であり、乾式混合中に架橋が生じなかったことを示す。
(NHS-POx/NU-POx(封鎖)顆粒の調製)
凍結乾燥によって以下の粉末を生成した。
〔リン酸塩粉末〕
42.66gのリン酸ナトリウム二塩基性二水和物及び26.56gのリン酸ナトリウム一塩基性一水和物を170mLの超純水に溶解した。完全な溶解後、0.1モルの水酸化ナトリウム水溶液62mLを添加することにより、pHを7に調整した。溶液を液体窒素で凍結し、凍結乾燥した。得られた粉末を減圧下で乾燥し、alu-aluバッグで真空封止した。
〔炭酸塩粉末〕
25.31gの炭酸ナトリウム及び20.06gの炭酸水素ナトリウムを350mLの超純水に溶解することにより、炭酸ナトリウムと炭酸水素ナトリウムの1:1モル/モル混合物を調製した。溶液を液体窒素で瞬間凍結し、凍結乾燥した。得られた粉末を減圧下で乾燥し、alu-aluバッグで真空封止した。
〔NHS-POx/クエン酸粉末〕
3.08gのクエン酸を10mLの超純水に溶解した。溶液を2~8℃の間で冷却した。次に、7.00gのNHS-POxを添加し、高速分散装置(Ultra-Turrax、IKA)を用いて溶解した。混合(2分)直後、溶液を液体窒素で瞬間凍結し、一晩凍結乾燥した。得られた粉末を減圧下で乾燥し、alu-aluバッグで真空封止した。
〔NU-POx/炭酸塩粉末〕
次に、炭酸塩を含有するNU-POx粉末を以下の通り生成した:9.60gのNU-POx及び0.80gの炭酸塩粉末を40mLの超純水に溶解した。溶液を液体窒素を使用して瞬間凍結し、凍結乾燥した。得られた粉末を減圧下で乾燥させ、alu-aluバッグで真空封止した。
NHS-POx/NU-POx(封鎖)造粒物を以下の通り調製した:6.50gのNHS-POx/クエン酸粉末及び5.50gのリン酸塩粉末を高せん断混合機中で混合した。均質な混合物を得た後、均質な雪状粉末が形成されるまで、混合を続けながら0.40mLのIPAをゆっくり添加した。次に、5.41gのNU-POx/炭酸塩粉末を添加し、均質な造粒物が形成された時点で混合を停止した。造粒物を、IPA含有量が0.1%w/w未満になるまで減圧下で乾燥した。乾燥した造粒物を、平均粒径が100μm以下(D[4,3])になるまでコーヒーグラインダーで摩砕し、alu-aluバッグで真空封止した。
(反応性NHS-POx/NU-POx/P188顆粒の調製)
上述の反応性NHS-POx/NU-POx顆粒をPluronic P188でコーティングした。NHS-POx/NU-POx造粒物を、P188粉末とともに高せん断混合機中65℃で10分間加熱し、その後周囲条件まで冷却することにより、2.5%w/wのP188でコーティングされた反応性NHS-POx/NU-POx造粒物を調製した。コーティング造粒物を、ボールミル(Retch MM400)を使用して平均粒径が40μm以下(D[4,3])になるまで粉砕し、alu-aluバッグで真空封止した。
そのようにして得られた造粒物の粒径分布は、およそ90vol.%<80μm、50vol.%<40μm及び10vol.%<10μmであった。
H-NMR分光法を使用し、NHS-POx/NU-POx/P188造粒物を分析した。25mgの粉末を、20分間超音波処理することによってトリフルオロ酢酸(0.20mL)に溶解した。造粒物の完全な溶解後、試料を重水素化ジメチルスルホキシド(DMSO-d)(0.80mL)で希釈し、NMR管に移し、H-NMRスペクトルを記録した。得られたスペクトルから、未反応NHSの量は、NHS-POxと比べて98パーセントと計算された。
NHS-POx/NU-POx/P188造粒物を、サイズ排除クロマトグラフィーによってさらに分析した。20mgの造粒物を、無水酢酸(1.00mL)で50℃で1時間処理した。次に、メタノール(2.00mL)を添加し、混合物を50℃でさらに1時間撹拌した。アリコート(0.75mL)を取り、すべての揮発物を減圧下で除去した。試料を、SEC分析の溶離液である50mMの塩化リチウムを含有するN,N-ジメチルアセトアミド(2.50mL)に溶解した。SECをポリ(メチルメタクリレート)標準に対して測定し、得られたサイズ排除クロマトグラムからM、M及びPDIを決定した。PDIは1.5以下であり、造粒中に架橋が生じなかったことを示す。
(還元架橋ゼラチン(RXL)の調製)
還元架橋ゼラチン(RXL)を3つの手順に従って調製した:
12gのゼラチン粉末(ジェリータ-SPON(Gelita-SPON)(登録商標)、Gelita Medical GmbH)を、40℃で2時間撹拌することによって0.1モルの水酸化ナトリウム水溶液350mLに溶解した。透明な溶液を得た後、混合物を周囲温度まで冷却し、1.0モルの塩酸水溶液32.5mLを添加することにより、pHを7に調整した。液体窒素を使用して溶液を瞬間凍結し、凍結乾燥させた。次に、粉末をコーヒーグラインダーで摩砕し、減圧下で乾燥させ、alu-aluバッグで真空封止した。以下、この還元架橋ゼラチンをRXL-LS(低塩分)と呼ぶ。
12gのゼラチン粉末(ジェリータ-SPON(登録商標)、Gelita Medical GmbH)を、40℃で10分間撹拌することによって1.0モルの水酸化ナトリウム水溶液360mLに溶解した。得られた透明な溶液を周囲温度まで冷却し、濃縮塩酸溶液(37%w/w)30mLを添加することにより、pHを7に減少させた。
液体窒素を使用して溶液を瞬間凍結し、凍結乾燥させた。次に、粉末をコーヒーグラインダーで摩砕し、減圧下で乾燥させ、alu-aluバッグで真空封止した。以下、この還元架橋ゼラチンをRXL-HS(高塩分)と呼ぶ。
12gのゼラチン粉末(ジェリータ-SPON(登録商標)、Gelita Medical GmbH)を、40℃で2時間撹拌することによって0.1モルの水酸化ナトリウム水溶液350mLに溶解した。透明な溶液を得た後、混合物を周囲温度まで冷却し、1.0モルの塩酸水溶液32.5mLを添加することにより、pHを7に調整した。次いで、400mLのメタノールを溶液に添加し、溶液を-20℃の冷凍庫に16時間入れてRXLの沈殿を生じさせ、液体相をデカントすることによって沈殿を単離した。RXLを100mLずつのメタノールで3回洗浄し、その後真空下で乾燥した。粗生成物を200mLの超純水に溶解し、液体窒素で瞬間凍結して凍結乾燥させた。粉末をコーヒーグラインダーで摩砕し、減圧下で乾燥させ、alu-aluバッグで真空封止した。以下、この還元架橋ゼラチンをRXL(塩分なし)と呼ぶ。
(反応性NHS-POx/RXL顆粒(塩分なし、低塩分及び高塩分)の調製)
反応性NHS-POx/RXL顆粒を以下の通り調製した:5gの青色NHS-POx粉末を、高せん断混合機中で約1~2%w/wのIPAを含有する均質な雪状粉末が得られるまで、IPAで湿潤させた。この後、5gのRXL、RXL-LS又はRXL-HS粉末を添加して混合した。混合後、H-NMRによって決定されるIPA含有量が0.1%w/w未満になるまで、湿潤造粒物を減圧下で乾燥した。乾燥した造粒物を、平均粒径が90μm以下(D[4,3])になるまでコーヒーグラインダーで摩砕し、alu-aluバッグで真空封止した。
そのようにして得られた造粒物の粒径分布は、およそ90vol.%<190μm、50vol.%<60μm及び10vol.%<15μmであった。
RXLを含有する造粒物をH-NMR分光分析によって分析した。この目的のために、5%(v/v)酢酸を含有する重水素化クロロホルム(CDCl3)(1.0mL)を、25mgの造粒物に添加した。試料を20分間超音波処理することにより、NHS-POxを選択的に抽出した。分散液を0.22μmフィルターに通し、NMR管に移してH-NMRスペクトルを記録した。得られたスペクトルから、未反応NHS量は、NHS-POxと比べて98パーセントと計算された。
NMR試料におけるNHS-POxの回収率を、トリメチルシランを内部標準として、並びに異なる濃度のNHS-POxのH-NMRスペクトルから作成した検量線を使用して決定した。全NHS-POx回収率は100パーセントと測定され、不溶性の架橋材料が形成されなかったことを示す。
NHS-POx/RXL造粒物を、サイズ排除クロマトグラフィーによってさらに分析した。このために、H-NMR分光分析に使用された溶液からアリコート(0.15mL)を取り出した。この溶液を、SEC分析の溶離液である50mMの塩化リチウムを含有するN,N-ジメチルアセトアミド(1.00mL)で希釈した。SECをポリ(メチルメタクリレート)標準に対して測定し、得られたサイズ排除クロマトグラムからM、M及びPDIを決定した。PDIは1.5以下であり、ここでも造粒中に架橋が生じなかったことが示される。
(共凍結乾燥によるNHS-POx/RXL混合物の調製)
共凍結乾燥されたNHS-POx/RXL粉末を以下の通り調製した:2.5gのRXL粉末を200mLの超純水に溶解した。酢酸を添加することによってpHを4.5に調整し、溶液を4℃に冷却した。次いで、2.5gのNHS-POxを添加し、高せん断撹拌によって溶解した。NHS-POxの完全な溶解直後、溶液を液体窒素で瞬間凍結して凍結乾燥した。得られた粉末を減圧下で乾燥し、alu-aluバッグで真空封止した。
共凍結乾燥されたNHS-POx/RXL粉末をH-NMR分光分析によって分析した。この目的のために、5%(v/v)酢酸を含有する重水素化クロロホルム(CDCl)(1.0mL)を25mgの造粒物に添加した。試料を20分間超音波処理することにより、NHS-POxを選択的に抽出した。分散液を0.22μmフィルターに通し、NMR管に移してH-NMRスペクトルを記録した。得られたスペクトルから、未反応NHSの量はNHS-POxと比べて93パーセントと計算された。
NMR試料におけるNHS-POxの回収率を、トリメチルシランを内部標準として、並びに異なる濃度のNHS-POxのH-NMRスペクトルから作成した検量線を使用して決定した。全NHS-POx回収率は81パーセントと測定され、ある程度まで不溶性架橋材料が形成されたことを示す。
NHS-POx/RXL粉末をサイズ排除クロマトグラフィーによってさらに分析した。H-NMR分光分析に使用された溶液からアリコート(0.15mL)を取り出した。この溶液を、SEC分析の溶離液である50mMの塩化リチウムを含有するN,N-ジメチルアセトアミド(1.00mL)で希釈した。SECをポリ(メチルメタクリレート)標準に対して測定し、得られたサイズ排除クロマトグラムからM、M及びPDIを決定した。PDIは3.3であり、両方の成分の共凍結乾燥中に架橋が生じたことが示される。
(乾式混合によるNHS-POx/RXL混合物の調製)
NHS-POx/RXL混合物を以下の通り調製した:2gのRXL粉末及び2gのNHS-POxを、タンブル混合によって30分間乾式混合した。得られた粉末を減圧下で乾燥し、alu-aluバッグで真空封止した。
粉末をH-NMR分光分析によって分析した。この目的のために、5%(v/v)酢酸を含有する重水素化クロロホルム(CDCl)(1.0mL)を25mgの造粒物に添加した。試料を20分間超音波処理することにより、NHS-POxを選択的に抽出した。分散液を0.22μmフィルターに通し、NMR管に移してH-NMRスペクトルを記録した。得られたスペクトルから、未反応NHSの量は、NHS-POxと比べて100パーセントと計算された。
NMR試料におけるNHS-POxの回収率を、トリメチルシランを内部標準として、並びに異なる濃度のNHS-POxのH-NMRスペクトルから作成した検量線を使用して決定した。全NHS-POx回収率は104パーセントと測定され、不溶性架橋材料が形成されなかったことを示す。
NHS-POX/RXL粉末をサイズ排除クロマトグラフィーによってさらに分析した。このために、H-NMR分光分析に使用された溶液からアリコート(0.15mL)を取り出した。この溶液を、SEC分析の溶離液である50mMの塩化リチウムを含有するN,N-ジメチルアセトアミド(1.00mL)で希釈した。SECをポリ(メチルメタクリレート)標準に対して測定し、得られたサイズ排除クロマトグラムからM、M及びPDIを決定した。PDIは1.5以下であり、乾式混合中に架橋が生じなかったことが示される。
(炭酸塩を含有する反応性NHS-POx/RXL顆粒の調製)
まず、25.31gの炭酸ナトリウム及び20.06gの炭酸水素ナトリウムを350mLの超純水に溶解することにより、炭酸ナトリウムと炭酸水素ナトリウムの1:1モル/モル混合物を調製した。溶液を液体窒素で瞬間凍結し、凍結乾燥した。得られた粉末を減圧下で乾燥し、alu-aluバッグで真空封止した。
NHS-POx/RXL/炭酸塩顆粒を以下の通り調製した:高せん断混合機を使用し、5gのRXL-LS又はRXL-HSと0.178gの炭酸ナトリウム/炭酸水素ナトリウムを混合した。次に、約1~2%w/wのIPAを含有する5gの青色NHS-POxを添加し、均質な粉末が得られるまで混合した。混合後、H-NMRによって決定されるIPA含有量が0.1%w/w未満になるまで、湿潤造粒物を減圧下で乾燥した。乾燥した造粒物を、平均粒径が100μm以下(D[4,3])になるまでコーヒーグラインダーで摩砕し、alu-aluバッグで真空封止した。
(反応性NHS-POx/NH2-PEG顆粒の調製)
NHS-POx(6,9g)を、高せん断混合機中で約1~2%w/wのIPAを含有する均質な雪状粉末が得られるまで、IPAで湿潤させた。次に、8.1gのアミン-PEG-アミン、2アーム、MW2k(前Creative PEGWorks)を添加した(モル比1:1.16であり、前記モル比は、NHS-POxによって提供されるNHS基の数のPEG-アミンによって提供されるアミン基の数に対する比を指す)。H-NMRによって決定されるIPA含有量が0.1%w/w未満になるまで、形成された造粒物を減圧下で乾燥した。乾燥した造粒物を、平均粒径が100μm以下(D[4,3])になるまでコーヒーグラインダーで摩砕し、alu-aluバッグで真空封止した。
H-NMR分光法を使用し、NHS-POX/NH2-PEG造粒物を分析した。25mgの造粒物を、20分間超音波処理することによってトリフルオロ酢酸(0.20mL)に溶解した。造粒物の完全な溶解後、試料を重水素化ジメチルスルホキシド(DMSO-d)(0.80mL)で希釈し、NMR管に移し、H-NMRスペクトルを記録した。得られたスペクトルから、未反応NHSの量は、NHS-POxと比べて97パーセントと計算された。
NHS-POX/NH2-PEG造粒物を、サイズ排除クロマトグラフィーによってさらに分析した。20mgの造粒物を、無水酢酸(1.00mL)で50℃で1時間処理した。次に、メタノール(2.00mL)を添加し、混合物を50℃でさらに1時間撹拌した。アリコート(0.75mL)を取り、すべての揮発物を減圧下で除去した。試料を、SEC分析の溶離液である50mMの塩化リチウムを含有するN,N-ジメチルアセトアミド(2.50mL)に溶解した。SECをポリ(メチルメタクリレート)標準に対して測定し、得られたサイズ排除クロマトグラムからM、M及びPDIを決定した。PDIは1.5以下であり、造粒中に架橋が生じなかったことを示す。
(デンプン/NHS-POx/NU-POx顆粒の調製)
凍結乾燥によって以下のデンプン粉末を生成した:
〔NHS-POx/デンプン粉末〕
2.79gのデンプン(アリスタ(Arista)(商標)AH、BARD)を、高せん断混合機を使用して50mLの超純水に分散した。分散液を2~8℃の間で冷却し、0.71gのNHS-POxを添加し、高せん断混合機を用いて溶解した。
NHS-POxの溶解直後、液体窒素を使用して溶液を瞬間凍結し、凍結乾燥した。得られた粉末を減圧下で乾燥し、alu-aluバッグで真空封止した。
〔NU-POx/デンプン粉末〕
1.45gのデンプン(アリスタ(商標)AH、BARD)を、高せん断混合機を使用して30mLの超純水に分散した。次に、0.36gのNU-POxを添加して溶解させた。NU-POxの完全な溶解後、液体窒素を使用して分散液を瞬間凍結し、凍結乾燥した。得られた粉末を減圧下で乾燥し、alu-aluバッグで真空封止した。
〔NU-POx/デンプン/炭酸ナトリウム粉末〕
2.25gのデンプン(アリスタ(商標)AH、BARD)を、高せん断混合機を使用して50mLの超純水に分散した。次に、0.58gのNU-POx及び0.25gの炭酸ナトリウムを添加して溶解させた。NU-POxの完全な溶解後、液体窒素を使用して分散液を瞬間凍結し、凍結乾燥した。得られた粉末を減圧下で乾燥し、alu-aluバッグで真空封止した。
これら3種の粉末から2種の造粒物を調製した。デンプン/NHS-POx/NU-POx造粒物を以下の通り調製した:
〔デンプン造粒物1〕
1.41gのNHS-POx/デンプン粉末、1.68gのNU-POx/デンプン粉末及び0.20mLのIPAを、乳棒及び乳鉢を使用して混合した。均質な造粒物を得た後、残留IPAを、IPA含有量が0.1%w/w未満になるまで減圧下で除去した。乾燥した造粒物を、平均粒径が100μm以下(D[4,3])になるまでコーヒーグラインダーを使用して摩砕し、alu-aluバッグで真空封止した。
〔デンプン造粒物2〕
1.20gのNHS-POx/デンプン粉末、1.45gのNU-POx/デンプン/炭酸ナトリウム粉末3及び0.15mLのIPAを、乳棒及び乳鉢を使用して混合した。均質な造粒物の形成後、残留IPAを、IPA含有量が0.1%w/w未満になるまで減圧下で除去した。乾燥した造粒物を、平均粒径が100μm以下(D[4,3])になるまでコーヒーグラインダーを使用して摩砕し、alu-aluバッグで真空封止した。
(反応性NHS-POx/ジェリータ Spon顆粒の調製)
0.2%w/w未満の水分含有量を有する事前乾燥されたゼラチン粉末(ジェリータ-SPON(登録商標)、前Gelita Medical GmbH)7.01gを、20,000rpmで動作する高せん断混合機を使用してジクロロメタン(200mL)に20分間分散させた。次に、NHS-POx(7.02g)を添加し、5分間撹拌を続けた。NHS-POxは溶解しなかった。すべての揮発物を減圧下で懸濁液から除去した。得られた粉末を、平均粒径が95μm以下(D[4,3])になるまでコーヒーグラインダーを使用して摩砕し、alu-aluバッグで真空封止し、減圧下でさらに乾燥させ、alu-aluバッグで真空封止した。
そのようにして得られた造粒物の粒径分布は、およそ90vol.%<190μm、50vol.%<80μm及び10vol.%<15μmであった。
造粒物をH-NMR分光分析によって分析した。この目的のために、5%(v/v)酢酸を含有する重水素化クロロホルム(CDCl)(1.0mL)を25mgの造粒物に添加した。試料を20分間超音波処理することにより、NHS-POxを選択的に抽出した。分散液を0.22μmフィルターに通し、NMR管に移してH-NMRスペクトルを記録した。得られたスペクトルから、未反応NHSの量は、NHS-POxと比べて97パーセントと計算された。
造粒物をサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)分析によってさらに分析した。上述の濾過されたNHS-POx抽出物のアリコート(0.15mL)を、SEC分析の溶離液である50mMの塩化リチウムを含有するN,N-ジメチルアセトアミド(1.00mL)で希釈した。試料をSECによってポリ(メチルメタクリレート)標準に対して分析したところ、PDIは1.45であり、架橋が生じなかったことを示す。
(反応性NHS-POx/キトサン顆粒の調製)
反応性NHS-POx/キトサン顆粒を以下の通り調製した:5gのNHS-POx粉末を、高せん断混合機中で約1~2%w/wのIPAを含有する均質な雪状粉末が得られるまで、IPAで湿潤させた。この後、5gのキトサン粉末(Shanghai Waseta International、DAC度85%)を添加して混合した。混合後、湿潤造粒物を、H-NMRによって決定されるIPA含有量が0.1%w/w未満になるまで減圧下で乾燥した。乾燥した造粒物を、平均粒径が200μm以下(D[4,3])になるまでコーヒーグラインダーで摩砕し、alu-aluバッグで真空封止した。
そのようにして得られた造粒物の粒径分布は、およそ90vol.%<350μm、50vol.%<180μm及び10vol.%<60μmであった。
造粒物をH-NMR分光分析によって分析した。この目的のために、5%(v/v)酢酸を含有する重水素化クロロホルム(CDCl)(1.0mL)を25mgの造粒物に添加した。試料を20分間超音波処理することにより、NHS-POxを選択的に抽出した。分散液を0.22μmフィルターに通し、NMR管に移してH-NMRスペクトルを記録した。得られたスペクトルから、未反応NHSの量は、NHS-POxと比べて95パーセントと計算された。
NMR試料におけるNHS-POxの回収率を、トリメチルシランを内部標準として、並びに異なる濃度のNHS-POxのH-NMRスペクトルから作成した検量線を使用して決定した。全NHS-POx回収率は103パーセントと測定され、不溶性架橋材料が形成されなかったことを示す。
NHS-POX/キトサン造粒物を、サイズ排除クロマトグラフィーによってさらに分析した。このために、H-NMR分光分析に使用された溶液からアリコート(0.15mL)を取り出した。この溶液を、SEC分析の溶離液である50mMの塩化リチウムを含有するN,N-ジメチルアセトアミド(1.00mL)で希釈した。SECをポリ(メチルメタクリレート)標準に対して測定し、得られたサイズ排除クロマトグラムからM、M及びPDIを決定した。PDIは1.5以下であり、造粒中に架橋が生じなかったことが示される。
(共凍結乾燥によるNHS-POx/キトサン混合物の調製)
共凍結乾燥されたNHS-POx/キトサン粉末を以下の通り調製した:2.5gのキトサン粉末(Shanghai Waseta International、DAC度85%)を、超純水中0.2%v/vの酢酸溶液200mLに溶解した。酢酸を添加することによってpHを4.5に調整し、溶液を4℃に冷却した。次いで、2.5gのNHS-POxを添加し、高せん断撹拌によって溶解した。NHS-POxの完全な溶解直後、溶液を液体窒素で瞬間凍結して凍結乾燥した。得られた粉末を減圧下で乾燥し、alu-aluバッグで真空封止した。
造粒物をH-NMR分光分析によって分析した。この目的のために、5%(v/v)酢酸を含有する重水素化クロロホルム(CDCl)(1.0mL)を25mgの造粒物に添加した。試料を20分間超音波処理することにより、NHS-POxを選択的に抽出した。分散液を0.22μmフィルターに通し、NMR管に移してH-NMRスペクトルを記録した。得られたスペクトルから、未反応NHSの量は、NHS-POxと比べて12パーセントと計算され、架橋及び/又は加水分解が生じたことを暗示する。
NMR試料におけるNHS-POxの回収率を、トリメチルシランを内部標準として、並びに異なる濃度のNHS-POxのH-NMRスペクトルから作成した検量線を使用して決定した。全NHS-POx回収率は11パーセントと測定され(NMRの結果と一致する)、不溶性架橋材料が形成されたことを示す。
NHS-POX/キトサン造粒物を、サイズ排除クロマトグラフィーによってさらに分析した。H-NMR分光分析に使用された溶液からアリコート(0.15mL)を取り出した。この溶液を、SEC分析の溶離液である50mMの塩化リチウムを含有するN,N-ジメチルアセトアミド(1.00mL)で希釈した。SECをポリ(メチルメタクリレート)標準に対して測定し、得られたサイズ排除クロマトグラムからM、M及びPDIを決定した。PDIは5.4と決定され、架橋が生じたことを示す。
(乾式混合によるNHS-POx/キトサン混合物の調製)
NHS-POx/キトサン混合物を以下の通り調製した:2gのキトサン粉末(Shanghai Waseta International、DAC度85%)及び2gのNHS-POxを、タンブル混合によって30分間乾式混合した。得られた粉末を減圧下で乾燥し、alu-aluバッグで真空封止した。
粉末をH-NMR分光分析によって分析した。この目的のために、5%(v/v)酢酸を含有する重水素化クロロホルム(CDCl)(1.0mL)を25mgの造粒物に添加した。試料を20分間超音波処理することにより、NHS-POxを選択的に抽出した。分散液を0.22μmフィルターに通し、NMR管に移してH-NMRスペクトルを記録した。得られたスペクトルから、未反応NHSの量は、NHS-POxと比べて99パーセントと計算された。
NMR試料におけるNHS-POxの回収率を、トリメチルシランを内部標準として、並びに異なる濃度のNHS-POxのH-NMRスペクトルから作成した検量線を使用して決定した。全NHS-POx回収率は96パーセントと測定され、不溶性架橋材料が形成されなかったことを示す。
NHS-POX/キトサン粉末をサイズ排除クロマトグラフィーによってさらに分析した。このために、H-NMR分光分析に使用された溶液からアリコート(0.15mL)を取り出した。この溶液を、SEC分析の溶離液である50mMの塩化リチウムを含有するN,N-ジメチルアセトアミド(1.00mL)で希釈した。SECをポリ(メチルメタクリレート)標準に対して測定し、得られたサイズ排除クロマトグラムからM、M及びPDIを決定した。PDIは1.5以下であり、乾式混合中に架橋が生じなかったことが示される。
(粘着性繊維状担体構造体)
本発明による組織接着性シートの調製において繊維状担体構造体として使用するために、以下の市販の止血製品を選択した:
ジェリータ タフト-It(登録商標):8層の還元架橋ゲルフォーム繊維からなる粘着性繊維状担体構造体。それぞれ約2mm厚の8つの層は、寸法が50mm×75mmである。ジェリータ タフト-It(登録商標)の水分含有量は、15%以下である。製品を真空オーブン中40℃で数時間乾燥させ、水分含有量を2.0%w/w以下(重量測定によって決定される)まで低減させた後、凝集粒子を含浸させた。
(出血実験)
標準化されたex-vivo及びin-vivoブタ出血モデルを使用して止血有効性を評価した。すべてのモデルは、ヘパリンを使用して凝血時間を延長させ、活性化凝固時間(ACT)を約2~3倍にした。
〔ex-vivoモデル〕実際のin-vivo環境を可能な限り厳密に模倣するために、屠殺場からのヘパリン処置された新鮮な血液で灌流された新鮮な肝臓を有する、生きたex-vivoブタモデル。肝臓を灌流機に取り付け、灌流機によって酸素化、血液のpH、温度及び血圧を生体境界内に維持する。2つの肝臓及び10リットルのヘパリン処置された血液(5000単位/L)を屠殺場で収集する。肝臓は氷上で、血液は周囲温度で輸送する。収集後2時間以内に、肝臓を病変について検査し、これを手袋及びシアノアクリレート糊で閉じる。
灌流パラメータ:流量600ml/分、圧力10~12mmHg、温度37℃(+/-1℃)、カルボゲン 1分に0.25リットル
平坦な丸形回転擦過ツールを用いて肝臓表面に円形の出血創傷(直径8mm)を作成し、パンチされた出血部の深さが常に3mmになるようにゴムアンレーを用いる。
肝臓が適正に灌流されたら(色及び温度を点検する)、以下の手順に従って試料を試験する:試料を適切なサイズ(2.7×2.7cm)に切断する;カメラをオンにする;カメラで部位数を確認する;8mmの生検をパンチする;生検を切断除去する;ガーゼ(2x)で出血部から血液を除去する;事前に秤量されたガーゼで血液を30秒間収集する;出血をスコア付けする(2名の研究者によって);止血粉末を出血部位に注ぎ、ステンレス鋼スパチュラを使用して粉末を均等に分布させる;5分間観察し(接着及び凝固を点検し、スコア付けする)、30分後に繰り返す。
〔in vivoモデル〕麻酔したブタ(家畜ブタ、雄、体重範囲:40kg、成体)で標準化組合せ貫通脾臓破裂を引き起こす。脾臓及び他の臓器にアクセスするため、正中線開腹術を行う。メスを使用し、n=3(S1...S3)の被膜下標準化病変(10mm×10mm)を作製する。止血製品を、事前に湿潤されたガーゼ(食塩水)によって穏やかな圧力で貼り付け、1分間抑える。製品の貼付後、止血までの時間(TTH)を評価する。TTHがゼロに等しい場合、1分の押圧後に止血が既に達成されていることを意味する。
造粒物のスコア付けシステム:凝固
++++ 塗布直後に達成
+++ 塗布後<10秒で達成
++ 塗布後<30秒で達成
+ 塗布後3分以内に達成
- 達成されず
造粒物のスコア付けシステム:塗布の10分後の接着
++++ 非常に強力な接着(凝固した造粒物はほとんど除去されない)
+++ 強力な接着(凝固した造粒物は除去が困難である)
++ 強力な接着(凝固した造粒物は除去可能)
+ 中等度の接着(凝固した造粒物は容易に除去される)
+/- 軽度の接着(凝固した造粒物は血流によって除去される)
- 達成されず
パッチのスコア付けシステム:凝固
++++ タンポナーデ直後に達成
+++ タンポナーデ後<10秒で達成
++ タンポナーデ後<30秒で達成
+ タンポナーデ後3分以内に達成
+/- 3分後に達成、第2のタンポナーデを適用
- 達成されず
パッチのスコア付けシステム:貼付の10分後
++++ 非常に強力な接着(除去時にパッチが破損する)
+++ 強力な接着(除去時にパッチが破損する)
++ 強力な接着(パッチは破損することなく除去可能)
+ 中等度の接着(パッチは破損することなく除去可能)
+/- 軽度の接着(パッチは破損することなく除去可能)
- 達成されず
[実施例1]
異なる反応性造粒物の止血特性を上述のex vivo及びin vivo出血試験で評価した。結果を表1及び表2に要約する。
Figure 2022540043000002

Figure 2022540043000003
[実施例2]
担体構造体への粒子凝集物の含浸
機械振盪を使用し、ジェリータ タフト-It(登録商標)パッチ(50×75mm、およそ0.71g)に青色染色NHS-POx/NU-POx(1:0.6)造粒物を含浸させた。塗料振盪機を使用し(Collomix GmbHのVIBA PRO V)、粉末(およそ0.75g)をパッチに導入した。担体構造体を含むアレイのホルダーを機械にクランプした。アレイを垂直に振動させた。
含浸させた試料をPMMAプレートに置いてオーブンに入れ、そこで試料を異なる熱処理に供した。粉末の固着を評価するために、試料を白色PMMAプレート上で2回動かした。青色粉末が放出されない場合、結果を固着したとみなした。結果を表3に示す。
Figure 2022540043000004
NHS-POx/NU-POx造粒物は吸湿性である。周囲温度及び40%より低い相対湿度(RH)で、曝露の30分以内に繊維状担体構造体に再現性よく含浸させることができる。しかし、例えばRH75%及び25℃で含浸を行う場合、造粒物は数分以内に粘性になり、再現不可能な不均質な含浸特性がもたらされる。
[実施例3]
止血パッチ(ジェリータ タフト-It(登録商標);50×75mm、およそ0.7g)に、反応性NHS-POx/NU-POx(1:0.6)造粒物を前述の通り含浸させた。1グラムの造粒物を、実施例2に記載の通りパッチ全体に分布させた。次に、1gのシリカを含有するalu-aluパウチに止血パッチを装填し、真空封止した。
パッチを2cm×2cm片に切断し、ex vivo肝臓灌流モデルで三連で試験した。止血までの時間(TTH)は0(1分の押圧後)であり、30分の観察時間の間に再出血は観察されなかった。パッチはまた、高い可撓性及び屈曲特性を有することが見出された。
さらに、パッチをin vivoブタヘパリン処置モデルで評価した。パッチは、非常に良好な凝固及び接着特性を有することが見出された。活動性出血は、種々の臓器:脾臓、肝臓及び腎臓の切除において効率的に停止された。結果の概要を表3に示す。
Figure 2022540043000005
[実施例4]
止血パッチ(ジェリータ タフト-It(登録商標);50×75mm、およそ0.7g)に、NHS-POx/NU-POx/P188 2.5%を含浸させた。1グラムの造粒物を、実施例2に記載の通りパッチ全体に分布させた。次に、1gのシリカを含有するalu-aluパウチに止血パッチを装填し、真空封止した。
パッチをin vivoブタヘパリン処置モデルで評価した。パッチは、非常に良好な凝固及び十分な接着特性を有することが見出された。接着特性が低減したことにより、P188を含まない同一のパッチとは対照的に、パッチを1枚で除去することが可能であった。活動性出血は、種々の臓器:脾臓、肝臓及び腎臓の切除において効率的に停止された。結果の概要を表4に示す。
Figure 2022540043000006
[実施例5]
ジェリータ タフト-It(登録商標)(50×75mm、およそ0.7g)に、異なる反応性ポリマー粉末を含浸させた。そのようにして得られたパッチの止血特性を、本明細書で以前に記載されたようにex-vivo及びin-vivoブタ出血モデルで試験した。
空気振盪デバイスを使用し、繊維状担体構造体に1.4gの粉末を含浸させた。繊維状担体のシートを垂直に振動させた。ロングストローク型エンジン(NTK 25 AL L、前Netter Vibration GmbH)を、6バール、11Hz及び30mmの振幅で操作した。15秒の4サイクルを使用し、シートに粉末を分散させた。造粒物がシートの全厚にわたって分布された。シート表面全体の分布も均質であった。
7種の異なる反応性造粒物を試験した。これらの造粒物は、水溶性求核性ポリマーとの組合せのNHS-POxを含有していた。これらの造粒物の調製は、本明細書で以前に記載されている。
試験された造粒物を以下に列挙する:
NHS-POx/ジェリータ Spon
NHS-POx/RXL(高塩分)
炭酸塩を含有するNHS-POx/RXL(高塩分)
NHS-POx/RXL(低塩分)
NHS-POx/NH2-PEG
試験した繊維状担体構造体と反応性ポリマー粉末の異なる組合せを表5に示す。
Figure 2022540043000007
ex-vivo及びin-vivoブタ出血モデルにおいて、これらのパッチによって得られた結果を表6に要約する。
Figure 2022540043000008
[比較例A]
7.03gのNHS-POxを50mLジクロロメタン(DCM)に分散させた。混濁混合物が形成され、IPA(4mL)をゆっくり添加し、透明な溶液を得た。7.00gの事前乾燥されたゼラチン(ジェリータ-SPON(登録商標)、Gelita Medical GmbH)を、20,000rpmで動作する高せん断混合機を使用し、DCM/IPA(150mL/12mL)に室温で20分間分散させた。調製されたNHS-POx溶液を添加し、分散液を20,000rpmで5分間撹拌した。その後、すべての揮発物を減圧下で除去した。形成された造粒物をコーヒーグラインダーを使用して摩砕し、減圧下で乾燥させ、alu-aluバッグで真空封止した。
造粒物をH-NMR分光法及びサイズ排除クロマトグラフィーを使用して分析した。そのように得られた結果により、NHS-POxがゼラチン/NHS-POx造粒物に存在しないことが示され、NHS-POxとゼラチンとの間に完全な架橋が生じたことが示される。
[実施例6]
実験を行い、止血パッチのin-vivoでの性能に対する反応性NHS-POx/NU-POx造粒物のNU-POx含有量の効果を決定した。
(含浸方法)
止血パッチ(ジェリータ タフト-It(登録商標);50×75mm、およそ0.7g)に、1:0.10、1:0.20及び1:0.40のモル比でのアセトン造粒によって作製された反応性NHS-POx/NU-POx顆粒を含浸させ、前記モル比は、NHS-POxによって提供されるNHS基の数のNU-POxによって提供されるアミン基の数に対する比を指す。同じ止血パッチに、反応性NHS-POx粉末も含浸させた。
Fibroline SL-Preg実験室機械を使用し、1グラムの造粒物/粉末をパッチ全体に分布させた。次に、止血パッチを固着させ、乾燥させ、1gのシリカを含有するalu-aluパウチに装填し、真空封止した。
〔機械〕
Fibroline SL-Preg実験室機械は、最大200Hzの周波数で最大40kVの電圧を最大60秒間の期間印加することにより、電極間で粒子を動かす。2つの電極プレートは、約50×40cmのサイズである。上プレートを接地させる。
以下の標準設定を使用した:40kV、100Hz、20秒。
〔アレイ〕
3D印刷PMMAアレイを下電極プレートに取り付けた後、粉末を重力法によってアレイに注入した。掻取りカートン又は金属スパチュラを使用し、アレイに反応性ポリマー粉末を充填した。アレイは50×75×4mmであり、22×33=726個の正方形ウェル(各ウェルの内のり寸法:2×2×2mm)を含有していた。726個のウェルの合計体積は、およそ5.8mLであった。
〔スペーサ〕
スペーサマスクをアレイの上に配置した。スペーサを使用すると、交番電界に供した際に粒子の上下移動が可能になる。スペーサが使用されない場合、担体への浸透及びそこを通る分布が制限される。タフト-ITの場合、これは3mmのマスクであった。これにより、電極の距離は3+4mm=7mmになる。
NHS-POx:NU-POx造粒物(0、10、20及び40パーセントのNU-POxからのアミン基、パーセンテージはNHS-POxによって提供されるNHS基の数に基づいて計算される)又はNHS-POx粉末を含有する止血パッチのin vivoでの性能を、非ヘパリン処置in-vivoブタモデルで評価した。試験されたパッチの詳細を表7に示す。
Figure 2022540043000009
(in vivo試験)
成体雌家畜ブタ(40~50kg)に試験を行った。抗凝固剤は適用しなかった。パッチ性能を脾臓と肝臓の両方で試験した。脾臓又は肝臓の位置を特定し、試験期間の経過とともに必要に応じて表出させ、食塩水で浸したスポンジで覆うことによりそれらの天然の湿度を維持した。
異なる種類の損傷を作成した:
肝臓:擦傷、生検パンチ及び切除傷
脾臓:切除傷
適切にサイズ調整された肝実質の部分を擦過/パンチし、中等度から重度の出血を引き起こした。外科用メス及び1×1cm2の鋳型によって肝臓の擦傷を作成し、8mmの円形生検パンチを使用して円形パンチを作成した。肝臓及び脾臓の切除傷は、外科用ナイフを使用して作成した。
組織の切除又は乱切の直後にパッチを貼り付けた:
生検パンチ及び擦傷に対して2×2cm片
切除傷に対して完全な7.5×5cmのパッチ
試験パッチを出血組織に貼り付け、食塩溶液で事前に湿潤されたガーゼを使用して圧迫することによって穏やかにプレスした。タンポナーデは、最初に10秒間の期間、次に30秒間の間隔をおき、合計5分間まで適用した。
含浸されていないタフト-ITパッチを基準として使用した(タフト-ITと呼ぶ)。
in vivo試験の結果を表8に要約する。
Figure 2022540043000010
パッチ1~4は非常に強力な組織接着を示した一方、タフト-ITパッチでは軽度の接着しか観察されなかった。
パッチ1及び2は、貼付後にごくわずかな膨張しか示さなかった。パッチ3~4は、より大きな、しかし依然として許容可能な膨張を示した。
[実施例7]
止血パッチ(ジェリータ タフト-It(登録商標);50×75mm、およそ0.7g)に、NHS-POxの溶液、NHS-POx粉末、又はNHS-POx/NU-POx造粒物のいずれかを含浸させた。使用したNHS-POx/NU-POx造粒物は、1:0.20のモル比でのアセトン造粒によって作製された(実施例8を参照されたい)。
NHS-POxをイソプロピルアルコールとジクロロメタンの1:1混合物(200g/L)に溶解することにより、NHS-POxを含有する噴霧溶液を調製した。実験室ガラス噴霧器及び加圧空気を使用し、この噴霧溶液5mLを1回の噴霧サイクルでパッチに含浸させた。このようにして送達されたNHS-POxの全量は、パッチあたり1グラムであった。含浸後、パッチを40℃のオーブン内で2時間乾燥させ、その後乾燥器で2日間保管した後、1gのシリカを含有するalu-aluパウチに装填して真空封止した。
さらに、実施例8に記載の手順を使用し、1グラムのNHS-POx粉末又は1グラムのNHS-POx/NU-POx造粒物をパッチに含浸させた。
そのように調製されたパッチの性能を、ex vivo肝臓灌流モデルで、軽度(<20mL/分)及び重度の出血(>50mL/分)の条件下で三連で試験した。平坦な丸形回転擦過ツールを用いて肝臓表面に円形の出血創傷(直径8mm)を作成し、パンチされた出血部の深さが常に3mmになるようにゴムアンレーを用いた。結果を表9に示す。
Figure 2022540043000011
[実施例8]
NHS-POx/NU-POx造粒物と止血デンプン粉末(アリスタ(商標)AH、前BARD)を混合することによって止血粉末を調製した。使用されたNHS-POx/NU-POx造粒物は、アセトン造粒によって1:0.20のモル比で作製した(実施例8を参照されたい)。
NHS-POx/NU-POx造粒物を、乳棒及び乳鉢で、デンプン粉末とともに80/20及び90/10w/wの比で混合した。
これらの粉末ブレンド、純粋なデンプン粉末及び純粋なNHS-POx/NU-POx造粒物のゲル形成能を以下の通り評価した:
試験管に20mgの粉末試料を装填した
250μLのヘパリン処置されたヒツジ血液を添加し、ボルテックスミキサーを使用して混合物を即座に10秒間かき混ぜた
2分後、試験管を上下逆に置き、ゲルが形成されたかどうか決定した
ゲルが形成されていた場合、1mLの水をゲルに添加し、30分後にゲルがインタクトのままであるかどうか決定した。
結果を表10に示す。
Figure 2022540043000012

Claims (15)

  1. 少なくとも10wt.%の粒子凝集物を含む止血粉末であって、前記粒子凝集物が1~500μmの範囲の直径を有し、
    (a)共有結合の形成下で血液中のアミン基と反応することができる、少なくとも3個の反応性求電子性基を担持する求電子性ポリオキサゾリンを含有する求電子性ポリオキサゾリン粒子、及び
    (b)水の存在下で、前記求電子性ポリオキサゾリンと求核性ポリマーの間の共有結合の形成下で前記求電子性ポリオキサゾリンの前記反応性求電子性基と反応することができる、少なくとも3個の反応性求核性基を担持する水溶性求核性ポリマーを含有する求核性ポリマー粒子
    を含む、止血粉末。
  2. 前記求核性ポリマーが、タンパク質、キトサン、求核性ポリオキサゾリン、求核性ポリエチレングリコール、ポリエチレンイミン及びこれらの組合せから選択される、請求項1に記載の止血粉末。
  3. 前記求核性ポリマーが、ゼラチン、コラーゲン及びこれらの組合せから選択される、請求項2に記載の止血粉末。
  4. 前記求核性ポリマーが、ゼラチン、好ましくは還元架橋ゼラチンである、請求項3に記載の止血粉末。
  5. 前記求核性ポリマーが求核性ポリオキサゾリンである、請求項2に記載の止血粉末。
  6. 前記求核性ポリマーがキトサンである、請求項2に記載の止血粉末。
  7. 前記求電子性ポリオキサゾリンが、少なくとも8個の反応性求電子性基を含有する、請求項1~6のいずれか一項に記載の止血粉末。
  8. 前記求電子性ポリオキサゾリンの前記反応性求電子性基が、カルボン酸エステル、スルホン酸エステル、ホスホン酸エステル、ペンタフルオロフェニルエステル、p-ニトロフェニルエステル、p-ニトロチオフェニルエステル、酸ハロゲン化物基、無水物、ケトン、アルデヒド、イソシアネート、チオイソシアネート、イソシアノ、エポキシド、活性化ヒドロキシル基、オレフィン、グリシジルエーテル、カルボキシル、スクシンイミジルエステル、スルホスクシンイミジルエステル、マレイミド(マレイミジル)、エテンスルホニル、イミドエステル、アセトアセテート、ハロアセタール、オルトピリジルジスルフィド、ジヒドロキシフェニル誘導体、ビニル、アクリレート、アクリルアミド、ヨードアセトアミド及びこれらの組合せから選択される、請求項1~7のいずれか一項に記載の止血粉末。
  9. 前記粒子凝集物が、少なくとも10wt.%の前記求電子性ポリオキサゾリン及び少なくとも10wt.%の前記求核性ポリマーを含有する、請求項1~8のいずれか一項に記載の止血粉末。
  10. 前記求電子性ポリオキサゾリンと前記求核性ポリマーの組合せが、前記粒子凝集物の少なくとも50wt.%を構成する、請求項1~9のいずれか一項に記載の止血粉末。
  11. 前記求電子性ポリオキサゾリンによって提供される反応性求電子性基の総数と、前記求核性ポリマーによって提供される反応性求核性基の総数の間の比が1:1.5~1.5:1の範囲である、請求項1~10のいずれか一項に記載の止血粉末。
  12. (a)共有結合の形成下で血液中のアミン基と反応することができる、少なくとも3個の反応性求電子性基を担持する求電子性ポリオキサゾリンを含有する求電子性ポリオキサゾリン粒子、及び
    (b)前記求電子性ポリオキサゾリンと求核性ポリマーの間の共有結合の形成下で前記求電子性ポリオキサゾリンの前記反応性求電子性基と反応することができる、少なくとも3個の反応性求核性基を担持する水溶性求核性ポリマーを含有する求核性ポリマー粒子
    の止血粒子凝集物を調製する方法であって、前記方法が、100重量部の前記求電子性ポリオキサゾリン粒子と10~1000重量部の前記求核性ポリマー粒子を非水性造粒液体の存在下で組み合わせるステップを含む、方法。
  13. 前記非水性造粒液体が、イソプロピルアルコール、エタノール、メタノール、ジエチルエーテル、ヘプタン、ヘキサン、ペンタン、シクロヘキサン、ジクロロメタン、アセトン及びこれらの混合物から選択される有機溶媒を少なくとも60wt.%含有する、請求項12に記載の方法。
  14. 前記求電子性ポリオキサゾリン粒子を前記非水性造粒液体で湿潤させるステップ、その後湿潤された求電子性ポリオキサゾリン粒子を前記求核性ポリマー粒子と組み合わせるステップを含む、請求項12又は13に記載の方法。
  15. 三次元の相互接続した間隙空間を含む粘着性繊維状担体構造体、及び
    前記間隙空間内に分散されている、請求項1~11のいずれか一項に記載の止血粉末
    を含む、生体適合性の可撓性止血シート。
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