JP6147760B2 - ポリエチレングリコール結合剤を用いた生体吸収性止血用品 - Google Patents

ポリエチレングリコール結合剤を用いた生体吸収性止血用品 Download PDF

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Description

本発明は、広義には、止血及び組織封止を促進するための薬剤及び用品に関し、より詳しくは、フィブリノゲン及びトロンビンのような凍結乾燥止血促進タンパク質を担持する生体吸収性足場材を含む止血用パッドに関する。
血液とは、液相中に分散した赤血球、白血球、小体、及び血小板を含む、液体の組織である。この液相は血漿であり、血漿は、酸性物質、脂質、溶解した電解質、及びタンパク質を含んでいる。この液相中に懸濁する特定のタンパク質がフィブリノゲンである。出血が発生したとき、フィブリノゲンは水及びトロンン(酵素)と反応してフィブリンを形成するが、このフィブリンは水に不溶であり、重合して血餅を形成する。
多種多様な状況において、ヒトを含む動物は、創傷が原因であるいは外科的処置の間に出血に見舞われ得る。いくつかの状況においては、出血は比較的軽いものであり、通常の血液凝固が、簡単な応急処置の実施に加われば、それだけで十分である。他の状況においては、相当な出血が発生し得る。これらの局面では通常、専門的な設備及び物資、並びに適切な救助を施すように訓練された人員が必要となる。
上述の問題に対処する取り組みにおいて、過剰な出血を抑制するための物質が開発されてきた。生体吸収性局所止血剤(TAH)は、外科用途で広く用いられている。TAHは、ポリグラクチン(Polyglactin)910のようなラクチド−グリコリド系コポリマー、酸化セルロース(OC)、酸化再生セルロース(ORC)、ゼラチン、コラーゲン、キチン、キトサンなどを含む天然ポリマーから合成ポリマー及びそれらの組み合わせに至る少なくとも一部再吸収性の材料で通常作られる種々の織布又は不織布或いはスポンジに基づく製品を包含する。止血性能を改善するために、上記材料系の足場材は、トロンビン及び/又はフィブリノゲンのような生物由来の凝固因子と結合することができる。
現在市販されている或いは開発中の多くの止血製剤は、凍結乾燥トロンビンと組み合わせた形で凍結乾燥フィブリノゲンを利用していることがしばしばあり、その場合止血製剤は、乾燥粉末、半液体ペースト、液体製剤の形で、或いは任意に生体吸収性足場材のような支持足場材上に配した形で適用される。
生体吸収性足場材上の凍結乾燥トロンビン及びフィブリノゲンを含有する止血パッチ又はパッドについては、用品性能及び特性を改善する必要があり、特凍結乾燥されたタンパク質のより迅速な再構成及びより迅速な止血、破砕性の低減(すなわち、パッドの取り扱い及び/又は切断時における有効粉末の脱落低減)、及び組織接着及び傷部封止特性の改善、に結びつくパッドの湿潤性改善と関係する性能増進が必要とされる。
「Hemoactive compositions and methods for their manufacture and use」という名称の米国特許第7,320,962号には、血液に曝されたときヒドロゲルを形成する生体適合性架橋ポリマーと、血液に曝されたとき可溶になる生体適合性非架橋ポリマーとを含み、上記架橋ポリマーが上記非架橋ポリマーの乾燥マトリックス中に分散している、出血を抑止するため又は薬剤を送達するための乾燥血液活性物質が開示されている。この文献には、更、少なくとも非架橋ポリマー中に存在する可塑剤を開示し、かつその可塑剤がポリエチレングリコール、ソルビトール及びグリセロールからなる群から選択されることが記載されている。
「Hemoactive compositions and methods for their manufacture and use」という名称の米国特許第6,706,690号には、血液に曝されたときヒドロゲルを形成する乾燥物質であって、血液に曝されたときヒドロゲルを形成する生体適合性架橋ポリマーと、血液に曝されたとき溶解する生体適合性非架橋ポリマーと、生体適合性非架橋ポリマー中に存在する可塑剤と、からなり、架橋ポリマーが、非架橋ポリマーの乾燥マトリックス中に分散しており、非架橋ポリマーが、血液に曝されると15分以内に溶解する、乾燥物質が開示されている。この文献には、更に、非架橋ポリマー中上記物質の1重量%乃至20重量%存在する可塑剤を開示し、その可塑剤がポリエチレングリコール、ソルビトール及びグリセロールからなる群から選択されることが記載されている。
「FREE−STANDING BIODEGRADABLE PATCH」という名称の米国特許出願第の2011/0071499A1号には、固体フィブリノゲンと固体トロンビンとの混合物からなるフィルムであって、自立性であり、かつ湿気に曝露されるとフィブリンパッチを形成するよう構成されたフィルムからなる用品が開示され、更に、このフィルムが更に可塑剤を含むことが記載されている。この文献には、更に、フィルムが約5乃至約30重量パーセントのポリエチレングリコールを含む用品が開示されている。
「Hemostatic woven fabric」という名称の米国特許出願第2009/0053288A1号には、止血剤を更に含む修正クローフート織目(modified crowfoot weave pattern)を持つ織布が開示されている。この文献には、更に、グリセロール、プロパンジオール、ポリオキシエチレングリコール(PEG)、トレハロース、及びその組み合わせからなる群から選択される防腐剤を更に含む織布が開示されている。
「Hemostatic textile」という名称の米国特許出願第2007/0160653A1号には、ガラス繊維、及び絹繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、セラミック繊維、生竹繊維又は再生成竹繊維、綿花、レーヨン繊維、リネン繊維、ラクチド及び/又はグリコリドポリマー、ラクチド/グリコリドコポリマー、トロンビン又はトロンビン含有画分からなる群から選択される1つ以上の副次繊維を含む材料と、RL血小板、RL血球、フィブリン、及びフィブリノゲンからなる群から選択される1つ以上の止血剤と、を含み、傷に貼付すると身体の止血系を活性化することができる止血布が開示されている。この文献には、更に、グリセロール、プロパンジオール、ポリオキシエチレングリコール(PEG)、トレハロース、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される防腐剤を更に含む止血布が開示されている。
「COMPOSITION FOR SEALING WOUNDS」という名称のPCT国際公開第WO 1997028832のA1号には、粘性多糖類、グリコール又はワセリンのような粘着性の非水性接着剤で繊維性マトリックスに接着した粉末フィブリノゲン及びトロンビンを含有する止血用包帯が開示されている。この非水性接着剤は、包帯が血液のような体液によって湿めらされるまでフィブリノゲンとトロンビンとの間に加水分解反応を生じさせず、また、同特許には、包帯は作製してから止血活性を失うことなく長期間保存することができると教示されている。この文献には、更に、担体と、トロンビンとフィブリノゲンとが相互作用してフィブリンを形成することがないpHの水、及び粘着性の非水性生体適合性接着剤からなる群から選択される接着剤によって担体に接着した凝析成分とを含む、傷からの血流量を減少させるための組成物であって、凝析成分が、組成物が凝固作用を活性化させる体液と接触したとき、傷からの血液を凝固させてその流量を減少させるだけの治療的に十分な量存在する、組成物が開示されている。この文献には、更に、接着剤が、凝析成分を担体に接着する20℃の非水性液体である、組成物が開示されている。この文献には、更に、非水性接着剤が、プロピレングリコール、グリセロール、ワセリン、及びポリエチレングリコールからなる群から選択される、組成物が開示されている。
この文献には、更に、開いた出血している傷の上に貼付するかこれに挿入するパッドとして装着するのに適した繊維性マトリックスと、マトリックスの表面に存在する粉末凝固因子の混合粒子の混合物と、を含む止血用包帯であって、上記粒子が生理的pHの水媒体に曝されたとき互い凝塊を形成するのに十分なだけ密に接触しており、かつ上記粒子が、生理的pHの水媒体に曝されるまで混合粒子間の凝固反応を抑止する20℃で少なくとも100センチポアズの粘性を持つ粘着性の非水性接着剤でマトリックスに接着される、止血用包帯が記載されている。
この文献には、更に、開いた出血している傷の上に貼付するかこれに挿入するパッドとして装着するのに適した繊維性マトリックスと、生理的pHの水媒体に曝されたとき互い凝塊を形成するのに十分なだけ密に接触してマトリックスの全体にわたって存在する粉末凝固因子の混合粒子の混合物とを含む止血用包帯であって、上記粒子が、生理的pHの水媒体に曝されるまで混合粒子間の凝固反応を抑止する粘着性の非水性接着剤でマトリックスに接着され、この接着剤が、多糖類、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセロール、及びワセリンからなる群から選択され接着剤であり、水3重量%未満を含有する液体の形でマトリックスに塗着される、止血用包帯が開示されている。
要約すると、一実施形態において、本発明は、改善された破砕性及び湿潤性を有する止血用パッド及びそのような止血用パッドを製造する方法を対象とし、該止血用パッドは生体吸収性又は生体再吸収性の足場材料と、凍結乾燥トロンビン粉末と、凍結乾燥フィブリノゲン粉末と、ポリエチレングリコール粉末(PEG)とを含み、すべてが生体吸収性足場材料上に配され、PEG粉末は、凍結乾燥トロンビン粉末及び凍結乾燥フィブリノゲン粉末を生体吸収性足場材料に結合するが、凍結乾燥トロンビン粉末及び/又は凍結乾燥フィブリノゲン粉末粒子を完全に包入することはない。本願において、生体吸収性及び生体再吸収性という用語は、身体によって分解することができ、機械的な除去を必要としない物質を指す意味で互いに互換的に使用する。
一実施形態において、本発明は、(a)凍結乾燥トロンビン粉末、凍結乾燥フィブリノゲン粉末及びポリエチレングリコール粉末の非水性液中の懸濁液を形成する工程と、(b)生体再吸収性材料製の足場に懸濁液をコーティングする工程と、(c)足場がトロンビン粉末、フィブリノゲン粉末、及びポリエチレングリコール粉末の一部を担持する状態で液体を蒸発させる工程と、(d)足場を、トロンビン及びフィブリノゲンがかなりの程度変性する温度以下でポリエチレングリコールの融点を超える温度に加熱する工程と、(e)足場を周囲温度に冷却して止血用パッドを形成する工程と、を含む、止血用パッドを製造する方法を対象とする。
一実施形態において、本発明は、傷部位に止血処置又は組織封止を施す方法であって、(a)上記のような止血用パッドを形成する工程と、(b)止血用パッドを傷部位に貼付する工程と、を含む、方法を対象とする。
組織剥離試験データ及びPEG添加物の効果を示すグラフである。 試験を行ったいくつかのシステムについての漏れ試験データを示すグラフである。 PEG3の異なる濃度に対する破砕性試験の結果を示すグラフである。
要約すると、一実施形態において、本発明は、改善された破砕性及び湿潤性を有する止血用パッド及びそのような止血用パッドを製造する方法を対象とし、該止血用パッドは生体吸収性足場材料と、凍結乾燥トロンビン粉末と、凍結乾燥フィブリノゲン粉末と、ポリエチレングリコール粉末と、を含み、すべてが生体吸収性足場材料上に配され、PEG粉末は、凍結乾燥トロンビン粉末及び凍結乾燥フィブリノゲン粉末を生体吸収性足場材料に結合するが、凍結乾燥トロンビン粉末及び凍結乾燥フィブリノゲン粉末粒子を完全に包入することはない。
一実施形態において、本発明は、凍結乾燥タンパク質の生体吸収性足場材に対するより強い接着を得、かつ結果としてもたらされる止血用パッドの湿潤性/接着性を改善するために、溶融性PEGを、オプションとしてCMCの存在下で、使用することによって、溶融後再凝固したPEGが、近接する粒子又は粉末及び足場繊維を結合するが、粉末/粒子を完全にはコーティング又は包入せず、外科的環境で湿気がこれらの生物学的薬剤に接近して、容易に活性化させることができるようにする。その結果、組織接着及び封止機能が、改善されると共に、破砕性低減のための低コストの解決策がもたらされる。
一実施形態において、本発明は、止血又は組織封止材あるいはパッドに関する。他の実施形態においては、本発明は、傷部位に止血処置又は組織封止を施す方法であって、(a)上記のような止血又は組織封止材若しくはパッドを形成する工程と、(b)その止血又は組織封止材若しくはパッドを傷部位に貼付する工程と、含む、方法を対象とする。
凍結乾燥フィブリノゲン及びトロンビンを含有する止血用パッド
一実施形態によれば、本発明は、生体吸収性足場かマトリックス上に止血促進剤を含有する、或いはオプションとして凍結乾燥止血促進剤を含有する、止血用パッドを対象とする。好ましい止血足場材の例は、天然の又は遺伝子工学的に加工された生体吸収性ポリマーあるいは合成生体吸収性ポリマー、もしくはこれらの混合物である。
天然の生体吸収性ポリマーあるいは遺伝子工学的に加工された生体吸収性ポリマーの例としては、タンパク質、多糖類、及びこれらの組み合わせがある。多糖類には、限定事項なしで、セルロース、酸化セルロース、酸化再生セルロース(ORC)、アルキルセルロース、例えば、メチルセルロース、アルキルヒドロアルキルセルロース、ヒドロアルキルセルロース、硫酸セルロース、カルボキシメチルセルロースの塩、カルボキシメチルセルロース、カルボキエチルセルロース、キチン、カルボキシルメチルキチン、ヒアルロン酸、ヒアルロン酸塩、アルギン酸塩、アルギン酸、アルギン酸プロピレングリコールエステル、グリコゲン、デキストラン、硫酸デキストラン、カードラン、ペクチン、プルラン、キサンタン、コンドロイチン、コンドロイチン硫酸、カルボキシメチルデキストラン、カルボキシメチルキトサン、キトサン、デンプン、アミロース、アミロペクチン、ポリ−N−グルコサミン、ポリマンヌロン酸、ポリグルクロン酸、ポリグルロン酸、及び上記のいずれかの誘導体が含まれるが、これらに限定されない。
合成生体吸収性ポリマーの例としては、ポリエステルポリマー、コポリマー、及び/又はこれらの組み合わせがある。ポリエステルは、通常、乳酸、ラクチド(L−、D−、メソ及びD、L混合物を含む)、グリコール酸、グリコリド、ε−カプロラクトン、p−ジオキサノン(1,4−ジオキサン−2−オン)、及び炭酸トリメチレン(1,3−ジオキサン−2−オン)を非限定例として含むモノマーの開環重合で合成される。
止血促進剤はタンパク質には、プロトロンビン、トロンビン、フィブリノゲン、フィブリン、フィブロネクチン、ヘパリナーゼ、第X/Xa因子、第VII/VIIa因子、第IX/IXa因子、第XI/XIa因子、第XII/IIa因子、組織因子、バトロキソビン、アンクロッド、エカリン(ecarin)、フォン・ウィルブラント因子、コラーゲン、エラスチン、アルブミン、ゼラチン、結晶板表面糖タンパク質、バソプレシン、バソプレシン類似体、エピネフリン、セレクチン、凝結促進性毒物、プラスミノゲンアクチベーター阻害物質、血小板活性化剤、止血活性を持つ合成ペプチド、及び/又はこれらの組み合わせ含まれる。
本発明の実験的試験で用いた生体吸収性足場材上に凍結乾燥トロンビン及びフィブリノゲンを含有する止血用パッドは、強化型生物製剤含有止血用パッドと称し、ORC裏当て層中にニードルパンチされたポリグラクチン910(PG910)繊維の複合材マトリックスで構成されている。マトリックスのPG910側には、乾燥した未反応状態のヒトフィブリノゲン及びヒトトロンビンの粉末がコーティングされている。強化型生物製剤含有止血用パッドを出血部位に貼付すると、タンパク質は、容易に(数秒以内に)水和されて、フィブリノゲンのフィブリンへの転換が起きる結果、フィブリン凝塊が形成される。組織表面上のフィブリン形成は、止血及び組織への接着を促進する。ここで重要なことは、組織への貼付前にはタンパク質が未反応状態に保たれることである。製造又は保存時の水の接触によるフィブリノゲンのフィブリンへの早すぎる転換(事前活性化)は、性能及び安定性にマイナスの影響を及ぼすことが起こり得る。
「Reinforced bioabsorable multilayered fabric for use in medical devices」という名称のShetty,et al.の米国特許7,666,803号は、参照によってその全体を本願に援用され、第1の生体吸収性不織布と、酸化多糖類よりなる第2の生体吸収性織布又は編地とを含む、多層織布を教示する。
「REINFORCED BIOABSORBABLE MULTILAYERED HEMOSTATIC WOUND DRESSING」という名称のGorman et al.による米国特許出願公開第2009/0246238 A1号は参照によってその全体を本願に援用され、第1の生体吸収性不織布と、1つ以上の第2の生体吸収性織布又は編地、トロンビン及び/又はフィブリノゲンを有する多層包帯を製造する方法であって、(a)生体吸収性ポリマー繊維あるいは糸を約3.94〜11.8クリンプ/cm(10〜30クリンプ/インチ)の範囲でクリンプ加工する工程と、(b)クリンプ加工した繊維又は糸を約0.26〜6.35cm(0.1〜2.5インチ)ステープル長に切断する工程と、(c)約15〜24℃の室温で湿度を約20〜60%に制御しつつ、ステープルをカーディングして第1の生体吸収性不織布を形成する工程と、(d)第1の生体吸収性不織布を第2の生体吸収性織布又は編地に接着する工程と、(e)第1の生体吸収性不織布にトロンビン及び/又はフィブリノゲンを貼付する工程と、を含む、方法を教示する。この文献には、更、生体吸収性不織布、トロンビン及び/又はフィブリノゲンからなる包帯を製造する方法であって、(a)トロンビン及び/又はフィブリノゲンを過フッ素化炭化水素中に懸濁させて懸濁液を形成する工程と、(b)その懸濁液を生体吸収性不織布に塗布する工程と、含む、方法が開示されている。
「Method for making an bioabsorable hemostat」という名称のGorman et al.による欧州特許公開第EP 2,052,746 A2号は参照によってその全体を本願に援用される、包帯を製造する方法であって、トロンビン及び/又はフィブリノゲン粉末をこれらが不溶な過フッ素化炭化水素キャリア液中に懸濁させる工程と、得られた懸濁液を第1の生体吸収性不織布に塗布する工程と、を含む、方法が開示されている。
「Method for making an absorbable hemostat」という名称のGorman et al.の公開済み米国特許出願第2006/0088589 A1号は、参照によってその全体を本願に援用され、包帯を製造する方法であって、トロンビン及び/又はフィブリノゲン粉末をこれらが不溶の過フッ素化炭化水素キャリア液に懸濁させる工程と、得られた懸濁液を第1の吸収性不織布に塗布する工程と、を含む、方法が開示されている。
本発明の実施に際して行われた実験において、上記文献に記載されているようして作製した生物製剤含有止血用パッドを利用した。
生物製剤含有止血用パッドのマトリックス成分は、ポリグラクチン910(PG910)不織繊維層の下層である編まれたORC裏当て層で構成されている。マトリックス作製工程においては、PG910繊維をカーディングしてバットを得、これをORC裏当て層にニードルパンチして強化型生物製剤含有止血用パッド用のマトリックスを作製した。
生物製剤含有止血用パッドの生体成分は、好ましくはヒトフィブリノゲン及びヒトトロンビン製剤原料の凍結乾燥形のものである。生物製剤含有止血用パッドの生体成分は、好ましくはヒトフィブリノゲン及びヒトトロンビン製剤原料の凍結乾燥形のものである。実験で使用した生物製剤含有止血用パッドの組成は、以下に示すデータから明らかであろう。以下に記載するような有効粉末の量に加えて、本発明の生物製剤含有止血用パッドは、任意の形態として、本文中に後述するように、種々の量のPEG3000及びCMCをコーティングした。フィブリノゲン含有パッドの生体成分は、好ましくは、ヒトフィブリノゲン及びヒトトロンビンの凍結乾燥形のものである。これらの生体成分は、それぞれ、生物学的活性成分、フィブリノゲン及びトロンビン、及びその他の添加剤を含有する。フィブリノゲン含有パッドに適用されるヒトフィブリノゲン及びヒトトロンビンの組成は、フィブリノゲン2乃至20mg/cm2及びトロンビン1〜150IU/cm2である。生物製剤含有止血用パッドの足場又はマトリックス成分の組成は、ORC(裏当て層として)の約5〜30mg/1cm、PG910(担体層として)の5〜30mg/1cmであった、また総マトリックスは約10〜60mg/cmの重量を有した。
生物製剤含有止血用パッドに適用したヒトフィブリノゲン及びヒトトロンビンの組成は、フィブリノゲン約2〜20mg/cm2及びトロンビン1〜150IU/cm2で、塩化カルシウム、任意成分としてのアルギニン、グリシン、アルブミン、マンニトール、緩衝塩類、及び従来血漿由来製品に見られる他の任意成分としてのタンパク成分のような他の添加剤が存在した。
実施例1.生物製剤含有止血用パッドの試料作製
上記引用文献、米国特許出願公開第2009/0246238 A1号及び欧州特許公開第EP第2,052,746 A2号に記載されたものと同様の手順に従って、ポリ(グリコリド−コ−ラクチド)(PGLA、90/10mol/mol)を溶融紡糸して繊維を得た。80デニールのマルチフィラメント糸を統合処理して800デニールの統合糸を得た。その統合糸を約110℃でクリンプ加工した。このクリンプ加工糸を、約3.18cm(1.25”)長のステープルに切断し、20グラムのクリンプ加工ステープルを正確に秤量して、マルチローラー梳綿機(カーディング機械)の供給コンベヤベルト上に一様に配列した。環境条件(温度:21℃/55% RH)を制御した。次に、ステープルをカーディングして不織布バットを作製した。そのバットを収集ローラーから取り取り出し、等しい4つの部分に切断した。それらのバットを、取り出し方向と直角な方向のカーディング機械に再度送り込んだ。この第2パスの後、バットを秤量し(19.8g:布地収率99%)、次に圧縮した。縮したフェルトを、ORC布地上に正確に並べ、ニードルパンチによってしっかり固着した。この多層布をトリミングし、別個の3つのイソプロピルアルコール浴で洗浄してスピン仕上げ及び全ての機械油を除去した。次に、洗浄した多層布地をオーブン中で30分間70℃で乾燥し、冷却した後に秤量した。
その後、その洗浄した多層布地を10.2×10.2cm(4×4”)の片に切断した。1.70gの比活性度(クラウス法による)が0.3g/gのBAC−2(Omrix Biopharmaceuticals,Inc.社)、0.30gのトロンビン含有粉末(やはりOmrix Biopharmaceuticals,Inc.社より)、オプションとしての0.40gのポリエチレングリコール(PEG)、及びオプションとしての0.30gのカルボキシメチルセルロース(CMC)粉末を約14mLの非水液体のハイドロフルオロエーテルHFE−7000とよく混合した。布地を入れるために、10.2×10.2センチメートル(4×4インチ)よりわずかに大きな溜付きのトレーにスラリーを注いだ。次に、粉末を布地に十分に付着させるため、布地をスラリー中で浸漬コーティング(dip-coat)した。その結果得られた多層止血用パッドを少なくとも15分間空気乾燥した。
次に、PEGを含有する試料を、オプションとしてCMCも含有するいくつかの試料と共に、PEGの融点を超える温度で熱処理した。試料は、65〜70℃の温度設定を有する標準的な真空オーブンに約15分間入れて加熱した。このようにして、生体吸収性足場材上にコーティングされた凍結乾燥トロンビン及びフィブリノゲン粒子、及びオプションとしてのCMC粒子は、PEG融点を超える温度に加熱することによって足場材に融着される。その後、試料を室温まで放冷した。
ハイドロフルオロエーテル(HFE)液は、スリーエム・コーポレーション(3M Corporation)社から市販されている3Mノベック・エンジニアード・フルイドHFE−7000(3M Novec(商標))Engineered Fluid HFE−7000)の1−メトキシヘプタフルオロプロパンを用いた。HFE−7000は不活性、不燃性の低沸点液体である。HFE−7000は、製造時にトロンビン及びフィブリノゲン並びにオプションとしてのPEG及び/又はCMC粉末の不活性伝達手段として使用し、製造工程で蒸発によりほぼ完全に除去される。本発明の止血用パッドの製造時には、トロンビン及びフィブリノゲン並びにオプションとしてのPEG及び/又はCMC粉末の不活性伝達手段として、任意の他の不活性、不燃性の低沸点非水液体を使用することも可能である。
本発明を実施するに際しては、周囲温度で固体であり、溶融温度が凍結乾燥タンパク質がかなりの程度変性する温度より低い限り、溶融性を持つ生体適合性かつ生体吸収性の任意の粉末を使用することも可能である。好ましいバインダーは、平均分子量1000〜20,000ダルトンのPEGであり、より好ましくはPEG 3000〜8000である。この実施例では、フルカ(Fluka)から入手した融点約56〜59℃、数平均粒径45ミクロンのPEG 3000を使用した。好ましい実施形態においては、バインダー粒子は、粒子数で少なくとも95%が粒径約25〜60ミクロンの範囲、好ましくは35〜55ミクロンの範囲である。
平均粒径20マイクロメートルのCMC(30,000PA Clear and Stable)をダウ・ヴォルフ・セルロシックス(Dow Wolff Cellulosics)社から入手した。
BAC−2(生物的活性成分2)は、主としてフィブリノゲンを含有する血液由来製品で、他にアルブミン、緩衝塩類、及び通常血漿由来製品中に見られる他のタンパク成分が含まれている。
上記のプロセスによって下記成分を含有する3種類の生物製剤含有止血用パッド試料を作製して、実験により試験を行った:
a)フィブリノゲン及びトロンビンを含んでいる生物製剤含有止血用パッド、
b)フィブリノゲン、トロンビン及びPEGを含有する生物製剤含有止血用パッド、
c)フィブリノゲン、トロンビン、PEG及びCMCを含有する生物製剤含有止血用パッド。
少量のPEGを含有する生物製剤含有止血用パッドが、剥離強度、破砕性及び湿潤性の向上を含めて予想外の特性改善効果を示した。これらの改善の機能面での効果として、活性物質の破砕性低減の他、封止特性及び組織接着特性の向上が認められた。
実施例2.組織剥離試験
下記のように種々異なるレベルの活性成分の濃度を用いて実験を行った:
BAC−2フィブリノゲン含有粉末:フィブリノゲン5.0及び6.7mg/cm又はフィブリノゲン含有BAC−2粉末1.27g及び1.7g/10.2×10.2cm(4×4”)生物製剤含有止血用パッド試料
トロンビン含有粉末:トロンビン含有粉末300mg/10.2×10.2cm(4×4”)生物製剤含有止血用パッド試料。
PEG:0、100、400mg/10.2×10.2cm(4”×4”)生物製剤含有止血用パッド試料。
CMC:0、300mg/10.2×10.2cm(4”×4”)生物製剤含有止血用パッド試料。
下記のようにして組織剥離試験を行った。幅1.9センチメートル、長さ約10.2センチメートル(0.75インチ及び約4インチ)の生物製剤含有止血用パッド試料を湿った牛の真皮組織上に載置した。すぐにこの生物製剤含有止血用パッド試料上に圧力23.9kPa(180mm Hg)を加える圧縮重しを載置して、養生及び組織に対する接着のため3分間放置した。養生に続いて、重しを取り除き、生物製剤含有止血用パッド試料をクロスヘッドに固定してから、真皮組織から90度の角度で引き剥がし、その時の剥離力を張力計を用いて測定した。
ここで、表1及び図1を参照しながら、組織剥離試験の結果について説明する。
Figure 0006147760
表1に示すデータの分析によって、PEG3000の含有量が100乃至400mgの範囲にあると、生物製剤含有止血用パッドの組織剥離強度が著しく改善され、PEG含有量が多ければ、より高い剥離強度が得られるということが示されている。データの更なる分析によれば、1つの試験を除いて、上記同様に、CMC 30kの含有量が300mgあると、生物製剤含有止血用パッドの組織剥離強度が改善されるということが示されている。
次に、図1を参照すると、組織剥離に対する400mgのPEGの影響を明確に示す組織剥離試験の個々のデータポイントと共に平均値も表示されている。このグラフには、公称量のフィブリノゲン及びトロンビン(それぞれ1700mg及び300mg)を含有する生物製剤含有止血用パッドについてのデータが、更に400mgのPEG 3000を含有する生物製剤含有止血用パッドと対比する形で示されている。これらのデータの分析は、PEG3000の存在によって生物製剤含有止血用パッドの組織剥離強度が著しく改善されたことを示しいている。
実施例3.漏れ試験
下記のようにして漏れ試験行った。生物製剤含有止血用パッドの試料を、3分間圧縮重しの下で豚血漿中で養生した。その後、試料を4.5mm径の穴がある平坦な金属製固定具上に載置し、上記と整合する穴を持つ透明なプラスチック天板を生物製剤含有止血用パッド上に全面にわたって固定した。次に、試料を、一定流量で穴から液圧流体として送り出される豚血漿に曝した。従って、唯一可能な欠陥態様は漏れだけで、漏れを生じたピーク圧力を出力として記録した。したがって、漏れは許容される唯一の故障モードであった、またピーク圧力は出力として記録された。
次に、表2及び図2を参照すると、2つの異なるBAC2量に対する漏れ試験の結果が示されている:1.7g及び1.27gのフィブリノゲン含有BAC−2粉末/10.2×10.2cm(4×4”)の生物製剤含有止血用パッド試料、0及び400mgのPEG3000、及び0及び300mgのCMC 30k、量はすべて、10.2×10.2cm(4”×4”)の生物製剤含有止血用パッド試料1点当たりで示す。
Figure 0006147760
データの分析は、漏れ試験においては、PEG3000の存在がPEGを加えていない生物製剤含有止血用パッド(試料14)と比較して生物製剤含有止血用パッド(試料12、13、24)の強度を著しく改善することを示している。平均して、漏れ試験圧力の改善は、約6倍乃至約14倍である。
実施例4.破砕性試験
次に、表3及び図3を参照すると、生物製剤含有止血用パッド取り扱い作業後におけるPEG3000の4つの異なる濃度(0、100、200及び400mg、濃度はすべて10.2×10.2cm(4”×4”)生物製剤含有止血用パッド試料を基準として)に対する破砕性試験の結果が示されている。
下記のようにして、取り扱いの後の粉末重量損に関する破砕性試験を行った。生物製剤含有止血用パッドの試料に、現在採用されている中における極端に厳しい取り扱い慣行を課した。10.2×10.2cm(4×4”)の生物製剤含有止血用パッドの重量をまず記録した。次に、止血用パッドをコーティング面側を下にしてベンチトップの約7.6cm(3”)上方に片手で保持した。パッドを外科ばさみを用いて大まかに5.1×10.2cm(2×4”)の2つの片に切断した。手で支えられていない試料片は、ベンチトップの外科用ドレープ上に自由に落下させた。その後、5.1×10.2cm(2×4”)の2つの各試料片をベンチトップ上の外科用ドレープの30.5cm(12”)上方に保持し、両方共それぞれ3回落下させた。2つの試料片をてんびん秤で計量し、物質収支により元の10.2×10.2cm(4×4”)の試料からの粉末重量損失を計算した。使用した試料は、種々異なるPEG含有量を持ち、CMCは無含有であった。結果を表3に示す。
Figure 0006147760
表3のデータの分析は、破砕性試験において、PEG3000の存在が、PEGを加えていない生物製剤含有止血用パッド(試料5)と比較して、生物製剤含有止血用パッドの破砕性を著しく低減させ(試料6、7、8)、粉末重量損失がPEGの最高含有量400mgで約11倍、PEG 100mgに対応する最低含有量で約6倍低減したことを示している。
上述のような極端な取り扱い慣行を課した試料について、次に実施例2で記載したような組織剥離試験を行った。この試験は、0.2×10.2cm(4×4”)の試料1点当たり100、200及び400mgのPEG含有量を持つ試料には、PEG含有量0mgの試料と対比して、破砕性低減、湿潤性及び組織剥離強度向上という相乗効果が見られることを実証した。前述のような標準化された極端な取り扱いを課した生物製剤含有止血用パッドの試料について組織剥離力を測定した結果は、破砕性低減と接着性向を組み合わせた相乗効果を反映するものであった。図3に示す実験結果の分析は、PEG3000の存在によって、極端な取り扱いを課した後の試料で剥離力が著しく改善されたことを示している。PEG含有の肯定応答は、PEG含有量が増加すると組織剥離強度が高くなること、PEG無含有の試料に対してPEG 400mgを含有する試料の場合2〜2.5倍の改善効果がもたらされること共に、組織剥離試験の結果で実証された。
実施例5.フィブリンゲル化試験
試料がフィブリノゲン溶液を凝結させる時間を測定するフィブリンゲル化試験(傾斜管法)を下記のようにして行ったフィブリノゲン(ERL FIB3)を、濃度10mg/mLで200のmMトリス(Tris)緩衝食塩水に溶解させた。本発明の生物製剤含有止血用パッド又は対照の生物製剤含有止血用パッド試料(サイズ1cm)12×75mmの硼珪酸ガラス管の底に置いた。管内の試料は、コーティング面側を上に向けた。その後、10mg/mLのフィブリノゲン溶液2mLをガラス管中に添加し、カバーをかけた後直ちに37℃水浴中の試験管立て立てた。ガラス管を10秒ごとに手で逆さまにした後、水浴内の試験管立てに戻す操作を行った。ガラス管を逆さまにする都度観察を行い、完全なゲル生成が観察された時、すなわち管中に明らかなバルク状の液体移動が認められなくなった時を観察の終点とした。
試験の結果は下記のとおりである。PEG無含有及びCMC無含有の対照生物製剤含有止血用パッド試料については、2回の試験で試料がフィブリノゲン溶液を凝結させる時間は230秒及び270秒であった。濃度はすべて10.2×10.2cm(4”×4”)の生物製剤含有止血用パッド試料を基準として、PEG3000を400mg及びCMC 300mgを含有する本発明の生物製剤含有止血用パッドの場合、2回の試験で試料がフィブリノゲン溶液を凝固させる時間は90秒及び120秒であった。
これらの結果は、PEG及びCMCを含有する生物製剤含有止血用パッドにおけるより速いフィブリノゲン溶液の凝結、従ってより速い湿潤化/より小さい疎水性/トロンビンのより優れた有効性を示している。
実施例6.水進入の研究
下記のようにして水進入の研究を行った。約1cmサイズの生物製剤含有止血用パッド試料をその有効コーティング面にシリンジにより供給される水滴に曝した。その後、水滴が毛管作用によって試料中に入り込む時間を測定した。
試験の結果は下記のとおりである。PEG無含有の公称上の生物製剤含有止血用パッドについて、水滴が毛管作用によって試料中に入り込む時間を観察して、分のオーダー、すなわち約1〜2分より長いことが確認された。PEG3000を400mg及びCMC 300mgを含有する本発明の生物製剤含有止血用パッドでは、水滴が毛管作用によって試料中に入り込む時間はミリ秒のオーダーであった。
これらの結果は、PEG及びCMC含有する生物製剤含有止血用パッドは、湿潤化がより速く、疎水性がより小さいことを示している。
上記の実施例は本発明の一部の実施形態を実例として示したものであるが、これらの実施例は発明の範囲を限定するものとして解釈してはならず、むしろ発明の完全な説明に寄与するものとして解釈されるべきである。
〔実施の態様〕
(1) a)生体吸収性足場材と、
b)凍結乾燥トロンビン粉末と、
c)凍結乾燥フィブリノゲン粉末と、
d)溶融性バインダー粉末と、を含み、
該トロンビン粉末及びフィブリノゲン粉末が、該生体吸収性足場材に配され、該溶融性バインダー粉末が、該トロンビン粉末及びフィブリノゲン粉末を該生体吸収性足場材に結合する、止血用パッド。
(2) 前記溶融性バインダーが、前記凍結乾燥トロンビン粉末及び/又は前記凍結乾燥フィブリノゲンを完全に包入することはなく、該溶融性バインダーは、融点が約25℃乃至約100℃の親水性、生体適合性、かつ生体吸収性の材料である、実施態様1に記載の止血用パッド。
(3) 前記溶融性バインダーが、平均分子量約2.49×10−21乃至約3.32×10−20g(約1500乃至約20,000ダルトン)のポリエチレングリコールポリマーを含む、実施態様2に記載の止血用パッド。
(4) 前記溶融性バインダーが、実質的に、平均分子量約4.15×10−21乃至約1.33×10−20g(約2500乃至約8000ダルトン)、より好ましくは約4.15×10−21乃至約6.64×10−21g(約2500乃至約4000ダルトン)のポリエチレングリコールポリマーで構成される、実施態様2に記載の止血用パッド。
(5) 前記バインダー粉末用の前記ポリエチレングリコールポリマーの平均分子量が約4.98×10−21g(約3000ダルトン)である、実施態様4に記載の止血用パッド。
(6) 前記バインダー粒子が約45マイクロメートルの数平均粒径を有する、実施態様3に記載の止血用パッド。
(7) 前記止血用パッド上の前記トロンビン粉末、フィブリノゲン粉末及びポリエチレングリコール粉末の総重量に対して、該凍結乾燥トロンビン粉末の重量分率が約10〜15%であり、該凍結乾燥フィブリノゲン粉末の重量分率が約55〜85%であり、該ポリエチレングリコールの重量分率が2〜20%である、実施態様3に記載の止血用パッド。
(8) 前記生体吸収性足場材が、織られた又は不織の合成又は天然の生体吸収性材料或いはそれらの組み合わせである、実施態様3に記載の止血用パッド。
(9) 前記生体吸収性足場材が、編まれた酸化再生セルロースの層へニードルパンチされたポリグラクチン910不織繊維層を含む二層材料であり、前記粉末が該ポリグラクチン910不織繊維層にのみ配される、実施態様3に記載の止血用パッド。
(10) 前記凍結乾燥トロンビン粉末及び凍結乾燥フィブリノゲン粉末が、前記止血用パッドの温度を前記ポリエチレングリコールポリマーの前記融点より高い温度に上げることによって、前記生体吸収性足場材に結合される、実施態様3に記載の止血用パッド。
(11) 前記止血用パッドが、貼付時に測定して、該止血用パッドの6.45cm(1平方インチ)当たり約200〜600IUのトロンビンを含有し、貼付時に測定して、該止血用パッドの6.45cm(1平方インチ)当たり約20〜80mgの量でフィブリノゲンを含有し、かつ前記ポリエチレングリコールが、該止血用パッドの6.45cm(1平方インチ)当たり約6〜25mgの量存在する、実施態様3に記載の止血用パッド。
(12) 更にCMC粉末を含む、実施態様3に記載の止血用パッド。
(13) 前記CMC粉末が、約20マイクロメートルの数平均粒径を有し、該CMC粉末が、前記止血用パッドの6.45cm(1平方インチ)当たり約15〜20mgの量存在する、実施態様12に記載の止血用パッド。
(14) 止血用パッドを製造する方法であって、
(a)凍結乾燥トロンビン粉末、凍結乾燥フィブリノゲン粉末及びポリエチレングリコール粉末の非水懸濁液を形成する工程と、
(b)生体再吸収性材料製の足場に該懸濁液をコーティングする工程と、
(c)該足場が該トロンビン粉末、該フィブリノゲン粉末、及び該ポリエチレングリコール粉末の一部を担持する状態で液体を蒸発させる工程と、
(d)該足場を該ポリエチレングリコール粉末の融点を超える温度に加熱する工程と、
(e)該足場を該ポリエチレングリコールの該融点より低い温度に冷却して該止血用パッドを形成する工程と、を含む方法。
(15) 前記工程(d)及び(e)の結果、前記ポリエチレングリコールが溶融し、かつ該ポリエチレングリコールが固化して前記凍結乾燥トロンビン粉末及び前記凍結乾燥フィブリノゲン粉末を前記足場に結合させる、実施態様14に記載の方法。
(16) 前記バインダー粉末が、約2.49×10−21乃至約3.32×10−20g(約1500乃至約20,000ダルトン)、より好ましくは約4.15×10−21乃至約6.64×10−21g(約2500乃至約4000ダルトン)の平均分子量を有するポリエチレングリコール粉末で実質的に構成され、前記生体吸収性足場材が、織られた又は不織の合成又は天然の生体吸収性材料或いはそれらの組み合わせであり、また該ポリエチレングリコール粉末が約45マイクロメートルの数平均粒径を有する、実施態様14に記載の方法。
(17) 前記生体吸収性足場材が、編まれた酸化再生セルロースの層へニードルパンチされたポリグラクチン910不織繊維層を含む二層材料であり、前記粉末が該ポリグラクチン910不織繊維層にのみ配される、実施態様14に記載の方法。
(18) 前記非水懸濁液がHFE−7000を含有し、かつ前記足場に該懸濁液をコーティングする工程が、該足場を該懸濁液に浸漬するか、若しくは該足場に該懸濁液を吹きつけることにより実施される、実施態様14に記載の方法。
(19) 前記懸濁液が、CMC粉末粒子を更に含有する、実施態様14に記載の方法。
(20) 傷部位に止血処置又は組織封止を施す方法であって、該傷部位に実施態様1に記載の止血用パッドを貼付する工程を含む、方法。

Claims (15)

  1. a)生体吸収性足場材と、
    b)トロンビン粉末粒子と、
    c)フィブリノゲン粉末粒子と、
    d)融点が約25℃乃至約100℃の親水性、生体適合性、かつ生体吸収性の材料である、溶融性バインダー粉末と、を含み、
    前記溶融性バインダー粉末が、約4.98×10 −21 g(約3000ダルトン)の平均分子量を有するポリエチレングリコールポリマーで実質的に構成され、
    前記トロンビン粉末粒子及び前記フィブリノゲン粉末粒子が、前記生体吸収性足場材上に配され、前記溶融性バインダー粉末が、前記トロンビン粉末粒子及び前記フィブリノゲン粉末粒子を前記生体吸収性足場材に結合するが、前記トロンビン粉末粒子及び/又は前記フィブリノゲン粉末粒子を完全にコーティング又は包入することはない、止血用パッド。
  2. 前記溶融性バインダー粉末が約45マイクロメートルの数平均粒径を有する、請求項に記載の止血用パッド。
  3. 前記止血用パッド上の前記トロンビン粉末粒子、フィブリノゲン粉末粒子及びポリエチレングリコールポリマーの総重量に対して、前記トロンビン粉末粒子の重量分率が約10〜15%であり、前記フィブリノゲン粉末粒子の重量分率が約55〜85%であり、前記ポリエチレングリコールポリマーの重量分率が2〜20%である、請求項に記載の止血用パッド。
  4. 前記生体吸収性足場材が、織られた又は不織の合成又は天然の生体吸収性材料或いはそれらの組み合わせである、請求項に記載の止血用パッド。
  5. 前記生体吸収性足場材が、編まれた酸化再生セルロースの層へニードルパンチされたポリグラクチン910不織繊維層を含む二層材料であり、前記トロンビン粉末粒子及び前記フィブリノゲン粉末粒子が前記ポリグラクチン910不織繊維層上にのみ配される、請求項に記載の止血用パッド。
  6. 前記トロンビン粉末粒子及び前記フィブリノゲン粉末粒子が、前記止血用パッドの温度を前記ポリエチレングリコールポリマーの前記融点より高い温度に上げることによって、前記生体吸収性足場材に結合される、請求項に記載の止血用パッド。
  7. 前記止血用パッドが、貼付時に測定して、前記止血用パッドの6.45cm(1平方インチ)当たり約200〜600IUのトロンビンを含有し、貼付時に測定して、前記止血用パッドの6.45cm(1平方インチ)当たり約20〜80mgの量でフィブリノゲンを含有し、かつ前記ポリエチレングリコールポリマーが、前記止血用パッドの6.45cm(1平方インチ)当たり約6〜25mgの量で存在する、請求項に記載の止血用パッド。
  8. 更にCMC粉末を含む、請求項に記載の止血用パッド。
  9. 前記CMC粉末が、約20マイクロメートルの数平均粒径を有し、前記CMC粉末が、前記止血用パッドの6.45cm(1平方インチ)当たり約15〜20mgの量で存在する、請求項に記載の止血用パッド。
  10. 止血用パッドを製造する方法であって、
    (a)凍結乾燥トロンビン粉末、凍結乾燥フィブリノゲン粉末及びポリエチレングリコール粉末の非水懸濁液を形成する工程と、
    (b)生体吸収性材料製の足場に前記懸濁液をコーティングする工程と、
    (c)前記足場が前記トロンビン粉末、前記フィブリノゲン粉末、及び前記ポリエチレングリコール粉末の一部を担持する状態で液体を蒸発させる工程と、
    (d)前記足場を前記ポリエチレングリコール粉末の融点を超える温度に加熱する工程と、
    (e)前記足場を前記ポリエチレングリコールの前記融点より低い温度に冷却して前記止血用パッドを形成する工程と、を含み、
    前記ポリエチレングリコール粉末が、約4.98×10 −21 g(約3000ダルトン)の平均分子量を有するポリエチレングリコールポリマーで実質的に構成される、方法。
  11. 前記工程(d)及び(e)の結果、前記ポリエチレングリコールが溶融し、かつ前記ポリエチレングリコールが固化して前記凍結乾燥トロンビン粉末及び前記凍結乾燥フィブリノゲン粉末を前記足場に結合させる、請求項10に記載の方法。
  12. 記足場が、織られた又は不織の合成又は天然の生体吸収性材料或いはそれらの組み合わせであり、また前記ポリエチレングリコール粉末が約45マイクロメートルの数平均粒径を有する、請求項10に記載の方法。
  13. 前記足場が、編まれた酸化再生セルロースの層へニードルパンチされたポリグラクチン910不織繊維層を含む二層材料であり、前記凍結乾燥トロンビン粉末及び前記凍結乾燥フィブリノゲン粉末が前記ポリグラクチン910不織繊維層上にのみ配される、請求項10に記載の方法。
  14. 前記非水懸濁液がHFE−7000を含有し、かつ前記足場に前記懸濁液をコーティングする工程が、前記足場を前記懸濁液に浸漬するか、若しくは前記足場に前記懸濁液を吹きつけることにより実施される、請求項10に記載の方法。
  15. 前記懸濁液が、CMC粉末粒子を更に含有する、請求項10に記載の方法。
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