TW201943430A

TW201943430A - 供臨床應用之血液接觸表面的經工程處理之肝素生物活性基質及其製造方法

Info

Publication number: TW201943430A
Application number: TW108113236A
Authority: TW
Inventors: 艾里胡辛; 琳達卡哈蘭; 派翠克卡哈蘭
Original assignee: 美商安宣股份有限公司
Priority date: 2018-04-20
Filing date: 2019-04-16
Publication date: 2019-11-16
Also published as: EP3781222A4; WO2019203898A1; EP3781222A1; US20210100935A1

Abstract

一種製造供臨床應用在血液接觸表面上具有經工程處理肝素生物活性基質之醫學產品的方法，其包含：a)經由電漿處理或氣體活化之一活化一醫學裝置之至少一個組件的血液接觸表面；b)組裝該醫學產品；c) 設立醫學裝置用於濕化學，其中濕化學處理遵循通過該裝置的血液流動路徑；d) 以濕化學處理增強至少該血液接觸表面，該濕化學處理包括具有強氧化劑的一水溶液，諸如過硫酸銨；e)以濕化學處理將一帶正電荷的間隔分子(spacer molecule)加入到至少該血液接觸表面，該濕化學處理包括具有一陽離子聚合物的一水溶液，諸如PEI；及f) 以包括肝素的濕化學處理，將肝素共價固定到至少該血液接觸表面上，較佳地脫胺肝素。

Description

供臨床應用之血液接觸表面的經工程處理之肝素生物活性基質及其製造方法

本國際專利申請案主張美國專利臨時申請案序號62/660,804案，題名為「供臨床應用之血液接觸表面的經工程處理之肝素生物活性基質及其製造方法」的權益。

發明領域

本發明有關經表面處理的血液接觸醫學裝置，諸如血液氧合器。

背景資訊

醫學領域中使用的裝置必須使用具有生物相容性的材料(也稱為生物材料)製造，該者具有特定的表面性質，使得裝置起作用而不會對患者造成不良反應。技術上來說，根據2010年Black's醫學字典，生物相容性係界定為生物材料在醫學治療方面執行其所欲功能，而不會在該治療的接受者或受益者中引起任何非所欲或全身性的影響，但在該特定情況下產生最合適的有益細胞或組織反應，並優化治療的臨床相關表現的能力。該定義在實踐中稍微寬鬆一些，因為嚴格應用「產生最合適的有益細胞或組織反應」的定義並不總是使用被歸類為生物材料的材料來實現，且有時一材料被視作生物相容的，假若沒有立即災難性的不良組織反應或立即可觀察到的患者死亡率提高。

生物材料典型地由惰性金屬、聚合物或陶瓷製成，以確保耐久性，並試圖使材料不會與它們接觸的生理環境(諸如血液或組織)不良地反應。更具體地，許多生物醫學裝置可能要求或可能不要求血液相容、抗感染和/或組織相容的表面。舉例而言，通常希望製造醫學裝置，諸如導管，其具有阻止血液或組織元素黏附到該裝置上的性質。材料和血液組份之間的不良反應為限制使用與生理流體接觸之合成材料的主要因素。

多種方法已被建議，以改善醫學裝置的生物相容性和血液相容性。一種方法已經修飾材料的表面，以防止非所欲的蛋白質黏附，該者係藉由提供該材料一低極性表面、一帶負電的表面、或塗有生物材料(諸如酵素、內皮細胞和蛋白質)的表面。另一種方法已將抗凝血劑結合到生物惰性材料的表面上，以賦予該材料抗血栓形成(anti-thrombogenic)特性或非血栓形成特性。本技藝中還已使用的另一種方法為各種磷脂的共聚合，磷脂係用作各種基材的塗層材料。部分聚合物骨架(polymeric backbone)塗層也已以類似的方式使用。然而，這些方法許多可能引致塗層的浸出或「剝離」。

在需要轉移氣體的裝置中，舉例而言，在需要透過一膜或多孔性纖維交換氧氣和二氧化碳的血液氧合器中，係有額外的缺點。已藉由生物分子塗層成為生物相容的表面通常吸引磷脂。黏附在表面上的磷脂塗覆該等孔洞並潤濕裝置表面，使其成親水性。水不利地影響氣體轉移，使得該氧合器顯著地較不有效。在本技藝中對於製備證明了生物相容性和血液相容性，而同時維持氣體滲透性之生物分子塗覆基材的方法開發依舊有一需求。

專利文獻詳述了一般的氧合器操作和構造。美國專利申請公開案第2017-0312416號、第2017-0007755號、第2016-0136347號、2015-0182681號、第2014-0037500號、第2013-0343954號、第2013-0296633號、第2013-0094997號、第2010-0272602號、第2008-0199357號、第2007-0249888號、第2005 -0042141號、和第2002-0057989號為代表性實例，該等係併入本文以作為參考。上述系統許多有關一種經整合的離心血泵-氧合器，其具有可在通常位於底部之轉子殼體中旋轉的旋轉體。

肺病是美利堅合眾國的第三大死因，每7個成人死亡中大約佔1例。據估計，有3000萬美國人患有慢性肺病。成人呼吸窘迫症候群(ARDS)已被報導每年在美國折磨大約150,000名患者，且儘管在重症照護方面取得了進展，但死亡率依舊在40-50%左右。目前可用於慢性呼吸衰竭患者的療法包括，舉例而言通氣和體外膜氧合(ECMO)。在加護醫學中，體外膜氧合(ECMO)為一種體外技術，其對心臟和肺部嚴重疾病或受損使其無法再發揮其功能的患者提供心臟和呼吸兩者支持氧氣。

ECMO系統嘗試密切模擬生理氣體交換。已經嘗試將心肺的多重組件、ECMO系統整合成單一結構中，以消除或最小化對延長、充滿血液之管子的需求。各種整合的泵-氧合器已經如美國專利第5,217,689號；第5,266,265號；第5,270,005號；第5,770,149號；第4,975,247號；第5,395,468號；第5,429,486號；第6,963,222號；和第6,730,267號案中所討論般描述了。美國專利第4,639,353號案揭露了使用垂直於經由一系列導流結構之血流方向的中空纖維束的排列。美國專利第5,263,924號案揭露了一整合的離心泵和包含中空纖維的膜式氧合器的使用，所述中空纖維在圍繞該離心泵之一葉輪(impeller)的環中沿周向移位(displaced)並且透過所述離心泵，血液係泵送用於氧合作用。亦可參閱美國專利第3,998,593號和美國專利第4,490,331號案，該二者係併入本文以作為參考。減少邊界層效應的其它努力包括在血液流動路徑中主動旋轉中空纖維膜或移動纖維膜，其實例係描述於美國專利第5,830,370號；第6,217,826號；第6,503,450號；第6,723,284號；和第7,122,155號案。給予常規血泵-氧合器一般概述的額外專利和申請案包括美國專利第4,239,729號、第6,929,777號和第7,927,544號案，以及美國專利公開案第2004-0219059號、第2008-0190870號、第2009-0175762號、第2010-0101657號、第2010-0288703號、第2016-0296685和第2017-0021081號，該等係併入本文以作為參考。

美國專利公開案2015/0352265，該者係併入本文以作為參考，其揭露了血液相容的、抗血栓形成的和非血栓形成的、基於肝素的生物活性塗層，用於與血液接觸的表面，諸如一氧合器裝置 (也稱為中空纖維膜(HFM)表面)或人工肺的表面，其塗層包括季銨鹽和肝素複合物(QUAT)。根據代表性實施例，該表面係用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)處理，繼之該季銨鹽和肝素複合物(QUAT)的塗層處理，以形成PVP-QUAT塗層。根據另一個實施例，藉由使用溶解在溶劑混合物中的離子複合物改性HFM的表面，陰離子官能基團係在HFM的一或多個表面上創造，該溶劑混合物包括主要量的醇以及少量的有機溶劑。提出的方法中沒有產生優化的生理學意義的生物活性和安定性。

用於處理醫學裝置的一表面處理方法係於美國專利第8,114,465號和美國專利申請公開案第2008-0241349號中描述，其中一典型的方法包含：a)提供一基材，諸如用於氧合器的纖維；b)用聚矽氧烷或丙烯醯胺塗覆該基材；c)使該聚矽氧烷和/或丙烯醯胺表面具有胺基官能基；及d)在有效附著生物分子至該基材的條件下，以一生物分子(諸如肝素)接觸該胺官能基聚矽氧烷表面。這種表面改性或處理方法比典型的塗覆方法具有清楚的優勢，但可以進一步優化以提高安定性和生物活性及可擴展性。

對於適合供臨床應用、具優化的生理學意義生物活性和提高之安定性的經工程處理之生物活性肝素基質，和其普遍適用的製造方法依舊有需求。

本發明之一層面係指向一種製造供臨床應用在血液接觸表面上具有一經工程處理之肝素生物活性基質的醫學產品的方法，其包含下列步驟；a)經由電漿處理或氣體活化之一活化一醫學裝置之至少一個組件的血液接觸表面；b)組裝該醫學產品；c) 設立醫學裝置用於濕化學，其中濕化學處理遵循通過該裝置的血液流動路徑；d) 以濕化學處理增強至少該血液接觸表面，該濕化學處理包括具有強氧化劑的一水溶液，諸如過硫酸銨；e)以濕化學處理將一帶正電荷的間隔分子加入到至少該血液接觸表面，該濕化學處理包括具有一陽離子聚合物的一水溶液，諸如PEI；及f) 以包括肝素的濕化學處理，將肝素共價固定到至少該血液接觸表面，較佳地脫胺肝素。

在較佳實施例的簡要說明中描述了這些和其他優點，其中相同的參照數字始終代表相同的元件。

其應注意的是，如在本說明書和隨附請求項中所使用的，單數形式「一」、「一個」和「該」包括複數指示物，除非特意且明確地限制為一個指示物。

為了本說明書的目的，除非另有說明，在本說明書和請求項中使用以表示成分數量、反應條件和其他參數的所有數字應理解為在所有情況下均由術語「約」修飾。相應地，除非有相反的指示，在下列說明書和所附請求項中陳述的數值參數為近似值，其可能取決於本發明所欲獲得的性質而變化。至少，並不是試圖限制等同項原則的應用至該等請求項的範圍內，每一數值參數應該至少按照報告的有效數字的數目並藉由應用普通的捨入技術來解釋。

本文所有數值範圍包括所列舉數值範圍內的所有數值和所有數值的範圍。儘管陳述本發明廣泛範圍的數值範圍和參數為近似值，在具體實例中陳述的數值係盡可能精確地報告。然而，任何數值固有地含有必然由其各自的測試測量中發現的標準偏差引起的某些誤差。

本文提出之本發明各種實施例和實例每一者係理解為對本發明的發明範圍為非限制性的。

如下列說明書和請求項中所使用，下列術語具有所示含義；

術語「在…之上」、「附加」、「附上」、「黏合」、「黏附」或同樣意義的術語意謂指定的物品，例如塗層、薄膜或層係直接連接到(疊加在)該物體表面上，或者間接地連接到該物體表面，例如透過一或多個其他塗層、薄膜或層(疊加在其上)兩者任一。

術語「附著」、「偶合」和「連結」意指牢固一材料或生物分子至一基材上，舉例而言，藉由化學共價鍵或離子鍵，使得該塗層或生物分子就該基材固定。

術語「醫學裝置」係為具有至少一個在其操作過程中與組織、血液或其他體液接觸之表面的裝置，該液體存在於患者體內或隨後引入患者體內並具有通過該裝置的一內部血液/流體流動路徑。該定義可以包括，舉例而言，用於外科手術的體外裝置，諸如血液氧合器、血泵、血液感測器、用於攜帶血液的管子、及接觸之後會返回患者的血液之類者。這亦可以包括植入人體或動物體內的血液接觸的內假體(endo-prostheses)，諸如植入血管或心臟中的人工血管、支架、心臟瓣膜及之類。這亦可以包括用於臨時血管內使用的裝置，諸如導管、透析機、及放置在血管或心臟中用於監測或修復之類者。

術語「生物分子」意指一生物活性分子。

「生物相容性」材料一般不會造成身體內明顯的不良反應(例如毒性或抗原反應)，無論其在體內降解、長時間保存，或整個排泄(參閱ISO 10993)。理想地，生物相容性材料將不會由於與體液或組織接觸而在體內引起非所欲的反應，諸如感染、凝血、組織死亡、腫瘤形成、過敏反應、異物反應(排斥)或發炎反應。

「血液相容」材料係為不會由於與血液接觸而在體內引起非所欲反應的材料，諸如血液凝固或感染。血液相容性材料係理解為生物相容的。

本發明亦特別適用於血液氣體交換裝置，例如氧合器，其一般在該項技藝中為眾所周知的，如在上文引用並併入本文以作為參考的專利和公開的專利申請案中全面地描述。本發明係特別適用於眾所周知的片狀和管狀形式的膜式氧合器。在膜式氧合器中，血液係藉由膜與氧合氣體的直接接觸分隔開，該膜係設置在一中空殼體內。此膜為微孔性或半滲透性的，即能夠允許二氧化碳和氧氣滲透通過，但同時防止血液自身通過。

管狀氧合器也是已知的或稱為中空纖維氧合器，且一般形式係於美國專利第4,239,729號案中例示。中空纖維氧合器採用設置在殼體內的大量(典型地數千)微孔性或半滲透性中空纖維。這些中空纖維密封在殼體的端壁(end walls)中；該等端壁然後裝配以帶裙邊的端蓋(end caps)。一個端蓋配有一個入口，而另一個端蓋配有一個出口。在'729專利氧合器中，中空纖維係在殼體中對齊，使得它們的縱向軸線大致平行於該殼體的縱向軸線。在該裝置中，血液通過一個端蓋的入口進入，穿過中空纖維的內腔，並通過另一個端蓋的出口離開。氧合氣體通過裝置一端附近的外圍壁(peripheral wall)中的入口進入該裝置，穿過中空纖維的外表面，並通過裝置另一端附近的外圍壁中的出口離開該裝置。其將為理解的是，二氧化碳從在中空纖維內流動的血液通過纖維壁擴散到氧合氣體流中。同時，來自流過(flow over)中空纖維外表面之氧合氣體的氧氣通過中空纖維的壁擴散到其內腔中，以使流經由其中的血液充氧。包含中空纖維的其他氧合器已經開發出。這些氧合器典型地包含數個中空纖維，這些中空纖維設置在中空殼體內並且排列成使得血液典型地流過該中空纖維而氣體典型地流經由該中空纖維。關於流體流動的方向和纖維的排列，許多構形為可能的。該等纖維可能呈線性、圓形或螺旋形排列，舉例而言，或者可能以各種構形包覆或纏繞在一核心上。中空纖維膜式氧合器係於，舉例而言，美國專利第4,975,247號案和美國專利第5,395,468號案中描述。

第二種膜式氧合器，稱為平板膜式氧合器，其採用一或多片薄的平板微孔性膜。在其最基礎的形式中，該平板氧合器具有密封到殼體中的單片微孔性膜，以便在該殼體中提供用於血液流動的第一隔室(血液隔室)和用於氧合氣體流動的第二隔室(氣體隔室)。每一隔室係配有一入口和一出口。血液流入和流出該血液隔室，而氧合氣體流入和流出該氣體隔室。氧氣從氧合氣體穿過該膜進入流經由該血液隔室的血液。二氧化碳從進入的血液中穿過膜而被夾帶在氧合氣體中。該離開的血液現在降低二氧化碳和富含氧氣，係返回到患者。

圖1係為根據本發明用於形成供臨床應用具有經工程處理之肝素生物活性基質的血液接觸表面之醫學裝置50之製造設施的示意圖。該醫學裝置50較佳地係為血液氧合器、透析導管和透析機中之一者，且更佳地，該醫學裝置50係為如上文一般性描述的一管狀血液氧合器。本發明係有關如下所述該醫學裝置50的血液接觸表面上之經工程處理的肝素生物活性基質，但本方法和製造系統可能用於其他生物分子。本申請案含義內的經工程處理之肝素生物活性基質或任何經工程處理之生物活性基質意指已根據維持體內平衡的工程原理進行表面處理的基材(參閱ISO 10993-4)，且特定於血液接觸表面，維持止血，意即維持血液維持正常功能的能力，該者係藉由測量維持在可接受之臨床參數內之血液的分子和細胞元素而確定或驗證。根據本發明之血液接觸表面的經工程處理肝素生物活性基質產生臨床相關的生理學生物功能性(生物活性)，其在長時間內是安定的。

總之，本發明提供了一種製造供臨床應用在一血液接觸表面上具有經工程處理肝素生物活性基質之醫學產品50的方法，其中組件20於活化站100讓選擇表面的表面活化；裝置50的活化組件30被送到組裝站200，且該經組裝的醫學裝置40係送到濕化學站300，用於在血液接觸表面上施加一經工程處理之肝素生物活性基質，以形成完成的醫學裝置50。該等基本步驟包括a)經由電漿處理120或氣體活化130之一活化一醫學裝置50之至少一個組件的血液接觸表面；b)在站200組裝該醫學產品；c)設立該經組裝的醫學裝置用於濕化學(310,320)，其中濕化學處理遵循通過裝置50的血液或流體流動路徑；d)在步驟330 以濕化學處理增強至少該血液接觸表面，該濕化學處理包括具有強氧化劑的一水溶液；e)在步驟340以濕化學處理將一帶正電荷的間隔分子加入到至少該血液接觸表面，該濕化學處理包括具有陽離子聚合物的一水溶液；及f)在步驟370以包括肝素的濕化學處理，將肝素共價固定到至少該血液接觸表面上。

本發明之製造製程係配置為在一單一無塵室10內執行。無塵室10為一封閉且環境受控的空間，其中溫度、濕度、壓力和污染物水平係保持在一界定的限制內。由無塵室10提供的受控環境有助於確保產品50在整個生產過程中依舊在受控污染水平下，從而降低對患者的潛在風險。用於本發明製程之該單一無塵室10有利於安全裝置50的生產。無塵室10的構造和操作細節係於ISO 14644中陳述。

形成醫學裝置50的組件20被帶入無塵室10並到活化站100處的檢查站110。在檢查之後，該個別組件20典型地經由電漿處理120或氣體活化130進入活化，或者假若該檢查發現問題，則可能進入清潔步驟，或者假若清潔不能解決該組件20的問題，該組件係丟棄。裝置50的任何組件20必須根據關聯產品50協議通過其自行檢查。係為可能的是，一些組件20在無塵室之前將進行預清潔，以確保組件20從所欲的狀態開始，且假若有源自製造商或多個供應商的可變性，則這種預清潔可能是有用的。

在步驟110通過檢查的組件20，可能再次清潔和檢查，移動到該醫學裝置50之至少一個組件20的血液接觸表面的活化(經由電漿處理120或氣體活化130之一)。

電漿處理120在含有電極的電漿室內舉行，橫跨該電極施加一電壓。該腔室可以部分地抽空。本發明之電漿處理可能藉由丙烯、氧氣、矽氧烷(六甲基二矽氧烷(HMDSO)和/或四甲基二矽氧烷(TMDSO))或丙烯酸，在電漿處理中相關的氣體流係進料至該腔室。當在電極之間施加一高頻電壓時，電流流入該腔室，形成電漿，電漿為氣體內的發光放電。在此放電中反應性化學物質係形成。電漿處理120具有優於氣體處理130的某些優點，且用於聚碳酸酯基材可能較佳的。

本申請案含義內的氣體活化130係為臭氧活化或臭氧處理，也稱為UV臭氧處理。氣體活化130可能在環境壓力下完成。對於聚丙烯(PP)、聚胺酯(PU)聚乙烯(PE)和矽樹脂基材，氣體活化130可能為較佳的。

在經由電漿處理120或氣體活化130之一表面活化後，該組件係移至性能測試140，在該者中代表性組件20係使用常規測試(諸如FTIR、SEM接觸角(SEM Contact angle)和XPS之一)檢查和測試。在通過性能測試140之後，該經活化的組件30係送到組裝站200。性能測試140的記錄係維持，以建立成品裝置50生產的品質檢討記錄，或者用於成品裝置50的批次生產。

該經活化組件30在站200處，具體地於組裝站240處，組裝成醫學產品40。本發明係特別適用於該醫學裝置50為血液氧合器、透析導管和透析機之一的應用。就血液氧合器而言，本發明係非常適合於用於形成管狀血液氧合器。在形成管狀血液氧合器作為醫學裝置50中，組裝站200的第一步驟係為形成用於該管狀血液氧合器之管狀纖維束的纏繞設備或纏繞站210。纏繞站也可能意指為纖維成束，該者是將中空纖維(通常是聚丙烯，儘管聚甲基戊烯PMP普遍用作氧合膜)纏繞成形成膜式氧合器之中心核心的纖維束。纏繞裝置和成形束的細節將取決於氧合器殼體的細節和操作參數以及所欲的表面積和其他規格，然而對於一些一般背景，參閱Schaadt J.之”Fiber manufacturing, membrane classification, and winding technologies associated with membrane oxygenators， J Extra Corpor Technol. 1998 Mar；30(1)；30-4”。

在纏繞站210之後係為用於該管狀纖維束的灌封站(potting station)220，在該者中管狀纖維束係放置在一離心灌封設備中，用於恰當地分佈該灌封材料(黏著劑或樹脂)。在灌封站210之後為一個修整站(toming station)或整修站(trimming station)，在其中該經灌封的纖維束係潤飾以用於組裝。該經潤飾的纖維束係與該管狀血液氧合器的其餘組件一起移動到組裝站240，以組裝該經整修、灌封的纖維束和該管狀血液氧合器的其它組件。組件係在站240處組裝，以形成該經組裝的醫學裝置，該者可以移動到濕化學站300。組裝站200可能在緊湊的排列中有效地形成，以一可轉位的轉盤(index able)，或具有一中央取放機器人的靜止平台。假若工人沿著整個站200手動推進該等組件，本發明之方法本質依舊不變。該組裝站200對於不同的醫學產品將顯著不同地構建，因為非管狀氧合器或導管顯而易見的將不具有該纏繞站210、灌封站220或修整站230。其他次組裝步驟可以適合於特定的醫學裝置50併入站200中。

該具有一些活化表面的經組裝醫學裝置40係移動到該濕化學站300用於濕化學處理，其將遵循通過該裝置50的血液或流體流動路徑。該第一步驟為於步驟310伴隨在線品質控制，設立該經組裝裝置40用於濕化學。本發明考慮了用於同時製造多重裝置50的批次方法。裝置40必須設置，使得所有裝置40接受一致處理，以確保一致的成品裝置50。在這種狀態下，裝置40的並聯設立而非串聯對準是較佳的，因為裝置40的串聯對準對於下游裝置可以產生較低的處理產量/水平，和裝置之間不可接受的缺乏一致性。該設立包括將裝置偶合到濕化學處理源。額外地，本發明根據需要透過犧牲內嵌管段(sacrificial inline tubing section)的視覺染色提供在線品質控制(in-line quality control)。換言之，本方法包括用於處理裝置50(或裝置組50)的額外內嵌犧牲管。該管將被選擇性地移除並染色，以確定處理效果並提供可驗證的品質控制記錄。步驟310的初始犧牲管段代表在連接裝置40上濕化學處理開始之前的基線，用於創造裝置50製程的品質檢討記錄(當品質檢討確定需要時)。

下一步驟320為水灌注步驟，其也用於檢核在該設立中的洩漏或非所欲的堵塞，以驗證該設立排列。水灌注係在環境溫度或室溫下完成，並且還利用以計算用於該偶合裝置40和處理設備的灌注體積。

在320的灌注步驟之後係為增強步驟330，用於以濕化學處理增強至少該血液接觸表面，該濕化學處理包括具有強氧化劑的一水溶液，較佳地過硫酸銨(NH₄ )₂ S₂ O₈ 。具體地， DI H₂ O中[1-15%]的(NH₄ )₂ S₂ O₈ 。過硫酸銨將增強醫學裝置40之活化和未活化組件表面，因為過硫酸銨協助活化PVC和聚碳酸酯，該等可能代表管狀氧合器除了如上文描述被處理之纖維束外的其它組件。步驟330的增強濕化學處理較佳在至少50℃，較佳60℃-65℃的升高溫度下，並且再循環通過裝置40，循環時間計5-45分鐘，較佳地15-30分鐘。然後，增強步驟330包括在室溫下約3倍灌注體積的DI水的非再循環漂洗。

增強步驟330之後為偶合一正間隔物的步驟340，即以濕化學處理將一帶正電的間隔分子加入到至少該血液接觸表面，該濕化學處理包括具有一陽離子聚合物的水溶液。較佳地，此陽離子聚合物溶液為在pH約為PH9緩衝液中之具有交聯劑，較佳地巴豆醛(crotonaldehyde， CH₃ CH=CHCHO)，的帶正電荷間隔物聚乙烯亞胺(PEI)分子之0.001至0.1%w水溶液。該交聯劑巴豆醛可能以約100-500μ/升溶液的濃度存在。步驟340的正間隔物濕化學處理較佳地為環境溫度或室溫，並再循環通過裝置40，循環時間計5-45分鐘，較佳地15-30分鐘。然後，步驟340的正間隔物濕化學處理包括在室溫下約3倍灌注體積DI水的非再循環漂洗。

然後，步驟340的正間隔物濕化學處理可能包括一品質控制檢核，其取出一在線犧牲管段且染色該段並維持該結果作為濕化學製程的記錄。步驟340的該段可以客觀地與步驟310中取出的基線段比較。這裡討論的品質檢討步驟可以用每一裝置50的每一製程完成，但在典型實踐中，其可能在所選擇的裝置50上完成(通常每生產1000個單元在隨機間隔下一給定總數的品質檢討，比如10-30)。本發明之品質檢討的主要優點在於其提供客觀分析而不犧牲裝置50的生產單元。在製造中形成的最終醫學裝置50可能具有一定數量的犧牲用於其他監管要求，該者係為此品質控制範例可能不滿足的，而目前的品質檢討範例允許本方法超出所需的最低檢討而不犧牲額外的單元50。

在步驟340該正間隔物濕化學處理之後，係為偶合一正間隔物的步驟350，即以濕化學處理將一帶負電荷的間隔分子加入到至少該血液接觸表面，該濕化學處理包括具有一陰離子聚合物的水溶液。較佳地，此陰離子聚合物溶液為，即在pH 3食鹽水溶液中之0.001至0.1%w的帶負電荷的間隔物，諸如葡聚醣硫酸鹽。步驟350的負間隔物濕化學處理較佳在至少50℃的升高溫度下，較佳60℃-65℃，並再循環通過裝置40，循環時間計5-45分鐘，較佳15-30分鐘。然後，步驟350的負間隔物濕化學處理包括在室溫下約3倍灌注體積DI水的非再循環漂洗。假若所欲的話，步驟350的負間隔物濕化學處理然後可能包括一品質控制檢核，其取出一在線犧牲管段且染色該段，並維持該結果作為濕化學製程的記錄。

步驟350的負間隔物濕化學處理之後係為偶合一第二正間隔物的步驟360，即以濕化學處理將一帶正電的間隔分子加入到至少該血液接觸表面，該濕化學處理包括具有一陽離子聚合物的水溶液。較佳地，此陽離子聚合物溶液係為在pH約PH9的DI水中的0.001至0.1%w帶正電荷之間隔物(PEI)分子(沒有交聯劑)的水溶液。步驟360的第二正間隔物濕化學處理較佳地係為環境溫度或室溫，且通過裝置40再循環計5-45分鐘，較佳地15-30分鐘的循環時間。然後，步驟360的第二正間隔物濕化學處理包括在室溫下約3X灌注體積DI水的非再循環漂洗。然後，步驟360的第二正間隔物濕化學處理可能包括一品質控制檢核，假若所欲的話，其取出一在線犧牲管段且染色該段並維持該等結果作為濕化學製程的記錄。

在步驟360的第二正間隔物濕化學處理之後是係為以包括肝素的濕化學處理將肝素共價固定到至少該血液接觸表面的步驟370。較佳地，肝素共價固定濕化學處理為在pH 3.5-4.5的氯化鈉溶液中， 0.1至2mg/ml，較佳0.4至1.4mg/ml的脫胺肝素。先於步驟370的肝素溶液濕化學處理之循環之前大約5至15分鐘，額外的氰基硼氫化鈉可能以0.01至0.1%w的數量加入到該用於濕化學的肝素溶液中。步驟370的肝素濕化學處理較佳地在至少50℃，較佳地60℃-65℃的升高溫度下，再循環通過裝置40，循環時間計60-180分鐘，較佳地90-150分鐘。步驟370的肝素濕化學處理然後包括在室溫下約3倍灌注體積DI水的非再循環第一次漂洗。在該最初水漂洗之後，步驟370的肝素濕化學處理可能包括氯化鈉溶液(0.2-.8M氯化鈉)漂洗，該者係在環境條件下再循環5-20分鐘，且然後是在室溫下約3X灌注體積DI水的非再循環第二次水漂洗。假若所欲的話，步驟370的肝素濕化學處理然後可能包括一品質控制檢核，其取出一在線犧牲管段且染色該段並維持該等結果作為濕化學製程的記錄。

在步驟370的肝素濕化學處理之後為一乾燥步驟380，該者可能包括裝置40的加壓氣體沖洗，藉由一惰性氣體(諸如氬氣或氮氣或空氣)計5至10分鐘，繼之清潔過濾乾燥空氣8到24小時，以完成脫水。假若所欲的話，步驟380乾燥然後可能包括一品質控制檢核，其取出一在線犧牲管段且染色該段並維持該等結果作為濕化學製程的記錄，並繼之可能測試或測量裝置50中的肝素生物活性。

上述方法的一替代方案為不利用步驟350的負間隔物和步驟360的第二正間隔物。在此經工程處理肝素基質中僅存在單一個PEI間隔物。該過程可能描述為與上述相同但不包括步驟340中的交聯劑，且其後直接繼續步驟370的肝素濕化學處理，同時跳過步驟350和360，另一種解釋為該過程從增強步驟330跳過到該第二正間隔物步驟360，跳過步驟340-350。這種替代排列的兩種描述都是準確的並且僅僅界定一單一正間隔物。

本發明的方法為普遍適用的，因為其界定了一種製造醫學產品50的方法，該方法在一系列基材上具有滿足供臨床應用標準生理學意義生物活性和提高的安定性的能力。

上述較佳實施例係為本發明的例示而非限制其於此。其將為明顯的是，可以對本發明做各種改變而不背離本發明的精神和發明範圍。本發明的精確範圍係由所附權利要求及其等同物界定。

10‧‧‧無塵室

20‧‧‧組件

30‧‧‧經活化組件

40‧‧‧經組裝醫學裝置

50‧‧‧成品裝置

100‧‧‧活化站

110‧‧‧檢查站

120‧‧‧電漿處理

130‧‧‧氣體活化

140‧‧‧性能測試

200、240‧‧‧組裝站

210‧‧‧纏繞站

220‧‧‧灌封站

230‧‧‧修整站

300‧‧‧濕化學站

310‧‧‧品質控制(QC)步驟

320‧‧‧灌注步驟

330‧‧‧增強步驟

340‧‧‧加入正間隔物步驟

350‧‧‧加入負間隔物步驟

360‧‧‧加入第二次正間隔物步驟

370‧‧‧共價固定肝素步驟

380‧‧‧乾燥步驟

圖1係為根據本發明之一層面用於形成供臨床應用具有經工程處理之肝素生物活性基質的血液接觸表面之醫學裝置的示意圖。

Claims

一種製造供臨床應用在血液接觸表面上具有經工程處理之肝素生物活性基質的醫學產品的方法，其包含下列步驟： a) 經由電漿處理或氣體活化之一者來活化一醫學裝置之至少一個組件的血液接觸表面； b) 組裝該醫學產品； c) 設立該經組裝的醫學裝置用於濕化學，其中濕化學處理遵循通過該裝置的血液流動路徑； d) 以濕化學處理增強至少該血液接觸表面，該濕化學處理包括具有一強氧化劑的水溶液； e) 以濕化學處理將一帶正電荷的間隔分子(spacer molecule)加入到至少該血液接觸表面，該濕化學處理包括具有一陽離子聚合物的一水溶液；及 f) 以包括肝素的濕化學處理將肝素共價固定到至少該血液接觸表面。
如請求項1之製造供臨床應用之具有一經工程處理之肝素生物活性基質之醫學產品的方法，其中以包括具有一強氧化劑之水溶液的濕化學處理來增強至少該血液接觸表面的步驟包括過硫酸銨。
如請求項2之製造供臨床應用之具有一經工程處理之肝素生物活性基質之醫學產品的方法，其中以包括具有一陽離子聚合物之水溶液的濕化學處理將一帶正電荷的間隔分子加入到至少該血液接觸表面的步驟利用PEI作為該間隔分子。
如請求項1之製造供臨床應用之具有一經工程處理之肝素生物活性基質之醫學產品的方法，其中以包括具有帶一交聯劑的陽離子聚合物之水溶液的濕化學處理將一帶正電荷的間隔分子加入到至少該血液接觸表面的步驟，繼之以包括具有一陰離子聚合物的水溶液的濕化學處理將一帶負電荷的間隔分子加入到至少該血液接觸表面，且繼之為以包括具有一陽離子聚合物的水溶液的濕化學處理將一第二帶正電荷的間隔分子加入到至少該血液接觸表面的步驟。
如請求項4之製造供臨床應用之具有一經工程處理之肝素生物活性基質之醫學產品的方法，其中以包括具有一陽離子聚合物之水溶液的濕化學處理將一帶正電荷的間隔分子加入到至少該血液接觸表面的步驟之至少一者利用PEI作為該間隔分子。
如請求項5之製造供臨床應用之具有一經工程處理之肝素生物活性基質之醫學產品的方法，其中藉由以包括具有一陰離子聚合物之水溶液的濕化學處理將一帶負電荷的間隔分子加入到至少該血液接觸表面，其中葡聚醣硫酸鹽係利用作為該帶負電荷的間隔物。
如請求項4之製造供臨床應用之具有一經工程處理之肝素生物活性基質之醫學產品的方法，以包括具有一強氧化劑之水溶液的濕化學處理來增強至少該血液接觸表面的步驟包括過硫酸銨。
如請求項1之製造供臨床應用之具有一經工程處理之肝素生物活性基質之醫學產品的方法，其進一步包括在濕化學處理之前和至少一濕化學處理之後染色犧牲內嵌管段(sacrificial inline tubing sections)的品質控制步驟。
如請求項1之製造供臨床應用之具有一經工程處理之肝素生物活性基質之醫學產品的方法，其進一步在以包括肝素的濕化學處理將肝素共價固定到至少該血液接觸表面的步驟之後，包括一乾燥步驟，其中該乾燥步驟包括該醫學產品的加壓氣體沖洗。
如請求項1之製造供臨床應用之具有一經工程處理之肝素生物活性基質之醫學產品的方法，其中活化醫學裝置之至少一個組件的血液接觸表面的步驟包括電漿處理。
如請求項10之製造供臨床應用之具有一經工程處理之肝素生物活性基質之醫學產品的方法，其中活化醫學裝置之至少一個組件的血液接觸表面的電漿處理步驟利用丙烯、TMDSO或丙烯酸。
如請求項1之製造供臨床應用之具有一經工程處理之肝素生物活性基質之醫學產品的方法，其中活化醫學裝置之至少一個組件的血液接觸表面的步驟包括臭氧氣體處理。
如請求項1之製造供臨床應用之具有一經工程處理之肝素生物活性基質之醫學產品的方法，其中該醫學裝置係為血液氧合器、透析導管和透析機之一者。
如請求項13之製造供臨床應用之具有一經工程處理之肝素生物活性基質之醫學產品的方法，其中該醫學裝置為一管狀血液氧合器，且其中組裝該醫學產品的步驟包括形成用於該管狀血液氧合器之管狀纖維束的纏繞站、用於管狀纖維束的灌封站、用於該經灌封之纖維束的修整站(toming station)及用於組裝該經整修、經灌封之纖維束和管狀血液氧合器之其他組件的組裝站。
如請求項14之製造供臨床應用之具有一經工程處理之肝素生物活性基質之醫學產品的方法，其中步驟a)到f)在相同的無塵室中發生。
如請求項14之製造供臨床應用之具有一經工程處理之肝素生物活性基質之醫學產品的方法，其中以包括具有帶一交聯劑的陽離子聚合物之水溶液的濕化學處理將一帶正電荷的間隔分子加入到至少該血液接觸表面的步驟，繼之以包括具有一陰離子聚合物的水溶液的濕化學處理將一帶負電荷的間隔分子加入到至少該血液接觸表面，且繼之為以包括具有一陽離子聚合物的水溶液的濕化學處理將一第二帶正電荷的間隔分子加入到至少該血液接觸表面的步驟。
如請求項16之製造供臨床應用之具有一經工程處理之肝素生物活性基質之醫學產品的方法，其中以包括具有一陽離子聚合物之水溶液的濕化學處理將一帶正電荷的間隔分子加入到至少該血液接觸表面的步驟中之至少一者利用PEI作為該間隔分子。
如請求項17之製造供臨床應用之具有一經工程處理之肝素生物活性基質之醫學產品的方法，其中藉由以包括具有一陰離子聚合物之水溶液的濕化學處理將一帶負電荷的間隔分子加入到至少該血液接觸表面，其中葡聚醣硫酸鹽係利用作為該帶負電荷的間隔物，且其中以包括具有一強氧化劑之水溶液的濕化學處理增強至少該血液接觸表面的步驟包括過硫酸銨。
一種產品，其根據如請求項1之該方法製成。
一種供臨床應用的醫學產品，其具有帶有一經工程處理之肝素生物活性基質的血液接觸表面，該經工程處理之肝素生物活性基質包含偶合到至少該血液接觸表面的帶正電荷的間隔分子，並共價固定偶合到該帶正電荷之間隔分子的肝素。