生物可吸收栓塞微球的制作方法

专利名称：生物可吸收栓塞微球的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种栓塞材料。
背景技术：
经导管动脉栓塞术(TAE)由于在治疗各种疾病包括肿瘤、血管病变(vascularlesions)和出血中具有疗效，已被人们广泛接受。为了安全有效的治疗，选择合适的栓塞材料是重要的。

发明内容
通常，本发明涉及一种栓塞材料，所述栓塞材料含有与羧甲基纤维素(CMC)交联的羧甲基壳聚糖(CCN)。所述栓塞材料可制成直径在约50微米(μ m)和约2200 μ m之间的微 球。CCN和CMC每个都是生物可降解的和生物可相容的。在栓塞材料的制备中，CCN可以通过部分氧化的CMC交联，而不使用小分子交联剂。正因为如此，预计所述栓塞材料是生物可降解的和生物可相容的。此外，因为所述栓塞材料含有用CMC交联的CCN的三维网状结构，机械性能，例如，栓塞微球的压缩性，能够足以允许微球通过注射器、导管等引入病人的动脉。在一些实施方式中，所述栓塞微球可以额外含有治疗药剂(therapeutic agent),如抗癌药剂。可装载进所述栓塞微球中的治疗药剂的一个实例为阿霉素。—方面，本发明涉及一种栓塞材料，所述栓塞材料含有直径在约50 μ m和约2200 μ m之间的微球，其中，所述微球含有与羧甲基纤维素交联的羧甲基壳聚糖。在另一方面,本发明涉及一种栓塞悬浮液(embolization suspension),所述栓塞悬浮液含有溶剂和悬浮于溶剂中的多个微球。根据本发明的这个目的，所述多个微球中的至少一个具有在约50 μ m和约2200 μ m之间的直径，而且所述多个微球中的至少一个含有与羧甲基纤维素交联的羧甲基壳聚糖。在进一步的目的，本发明涉及一种试剂盒，所述试剂盒包括多个微球，其中多个微球中的至少一个具有在约50 μ m和约2200 μ m之间的直径，而且其中多个微球中的至少一个含有与羧甲基纤维素交联的羧甲基壳聚糖。根据本发明的这个目的，所述试剂盒还包括装多个微球的注射器或小瓶。在另外的目的，本发明涉及一种形成栓塞微球的方法。该方法包括至少部分氧化羧甲基纤维素(CMC)以形成部分氧化的CMC ;形成部分氧化的CMC、羧甲基壳聚糖(CCN)^K和油的乳液；并将CCN与CMC交联而形成栓塞微球。在进一步的目的，本发明涉及一种方法，该方法包括将栓塞微球注射到患者的血管中以使患者的动脉堵塞，所述栓塞微球含有与羧甲基纤维素交联的羧甲基壳聚糖。


图I为制备含有与羧甲基纤维素交联的羧甲基壳聚糖的栓塞微球的实例的流程图。图2A和2B分别为根据本发明的一个目的的微球的照片和光学显微镜图像。图3为根据本发明形成的微球的外部的扫描电子显微镜图像的实例。图4A和4B为由与CMC交联的CCN形成的水凝胶(hydrogel)的横截面SEM图像的实例。图5A-5F为说明将染料装载进含有与CMC交联的CCN的微球中的光学显微镜图像。图6A-6C根据本发明的目的说明装载各种染料后的微球的实例。图7A-7D为说明将阿霉素装载进含有与CMC交联的CCN的微球中的实例的光学显微镜图像。
图8为说明含有与装载了悬浮在溶剂混合物中的阿霉素的CMC交联的CCN的微球的实例的图像。图9为说明将阿霉素装载进含有与各种尺寸CMC交联的CCN的微球中的动力学实例的散点图。图10为说明将阿霉素装载进各种尺寸微球中的动力学实例的散点图。图11为在阿霉素的装载过程中，对于不同初始直径的微球，说明直径变化实例的散点图。图12为装载有阿霉素的微球的荧光显微镜图像实例。图13为说明单个装载阿霉素的微球依据距离的荧光强度的图像实例。图14为根据本发明对于多个具有不同特征的微球样品的每一个说明作为时间的函数释放的阿霉素的百分数的实例的散点图。图15为根据本发明对于多个具有不同特征的微球样品的每一个说明作为时间的函数释放的阿霉素的量的实例的散点图。图16为根据本发明对于多个具有不同特征的微球样品的每一个说明作为时间的函数释放进盐水介质中的阿霉素的量的实例的散点图。图17为根据本发明对于多个具有不同特征的微球样品的每一个说明作为时间的函数释放进盐水介质中的阿霉素的量的实例的散点图。图18为根据本发明对于多个具有不同特征的微球样品的每一个说明作为时间的函数释放到盐水介质中的阿霉素的量的实例的散点图。图19为说明两种不同直径范围的微球间阿霉素释放速率比较的实例的折线图。图20为说明阿霉素从不同介质中的微球释放的实例的折线图。图21为说明CMC的氧化程度可能对阿霉素从与CMC交联的CCN形成的微球释放的速率影响的实例的折线图。图22为说明介质对阿霉素从微球释放的影响的实例的折线图。图23为根据当前发明的目的和DC Beads 说明在阿霉素从微球释放的速率间比较的实例的折线图。图24为对单个具有约715 μ m直径的微球，压缩力对距离做图的实例。图25A-25C为说明当微球穿过聚乙烯管时，含有与CMC交联的CCN的微球(用伊文思蓝(Evan’ s blue)染色)的压缩性的实例的光学显微镜图像。
图26A-26C为说明当微球穿过聚乙烯管时，含有与CMC交联的CCN的微球(用伊文思蓝染色)的压缩性的另一实例的光学显微镜图像。图27A和27B说明含有与CMC交联的CCN的微球(用伊文思蓝染色)的弹性的实例。图28为含有与CMC交联的CCN且直径在约500 μ m和约700 μ m之间的微球在注入穿过内径约为667 μ m的导管(2French)后的实例的光学显微镜图像。图29A和29B为含有与CMC交联的CCN且直径在约800 μ m和约1000 μ m之间的微球在注入穿过内径约为Imm的导管(3French)后的实例的光学显微镜图像。图30A和30B为含有与CMC交联的CCN且装载有阿霉素的微球穿过导管时和穿过 导管后的实例的光学显微镜图像。图31A和31B为含有与CMC交联的CCN且装载有阿霉素的微球穿过聚乙烯管时的实例的光学显微镜图像。图32A和32B为说明悬浮于两种4:6造影剂/盐水混合物中的含有与CMC交联的CCN的微球的图像。图33为多个含有与CMC交联的CCN的微球在水中储存两个月后的实例的光学显微镜图像。图34A-34E为说明多个含有与CMC交联的CCN的微球在溶菌酶存在时降解的实例的光学显微镜图像。图35A-35C为说明多个装载有阿霉素的微球在溶菌酶存在时降解的实例的光学显微镜图像。图36A和36B为根据本发明的目的，说明和含有与CMC交联的CCN的微球一起培养的人的皮肤成纤维细胞的实例的光学显微镜图像。图37A和37B是根据本发明的目的，含有培养成的人成纤维细胞的实例对照物(control)以及和含有与CMC交联的CCN的微球一起培养的人的成纤维细胞的样品的实例的光学显微镜图像。图38A-38C为说明用结晶紫着色的人的皮肤成纤维细胞的实例的光学显微镜图像。图39A-39C为根据本发明的目的，说明含有和含有与CMC交联的CCN的微球一起培养的人的皮肤成纤维细胞的样品的实例的光学显微镜图像。图40为说明和人的皮肤成纤维细胞一起培养的介质在用MTS处理后，在约490nm波长下的吸光度的实例的柱状图。图41为说明在用直径在约100 μ m和约300 μ m之间的微球栓塞三对兔子肾脏后微球的动脉分布的实例的柱状图。图42为说明在栓塞过程中，Embosphere 与由用堵塞血管平均直径的CMC交联的CCN形成的微球之间比较的实例的柱状图。图43为说明由与CMC交联的CCN形成的微球的平均直径的测定的实例的柱状图，测定是在产生图43所示结果的栓塞过程中使用的。图44和45为肾脏组织的组织切片(histology sections)实例，显示了根据本发明的目的，用栓塞微球堵塞的兔子肾脏的弓状动脉。
具体实施例方式本发明通常涉及一种栓塞材料，在一些实施方式中，所述栓塞材料的形式为微球或多个微球。所述栓塞材料通常含有用羧甲基纤维素(CMC)交联的羧甲基壳聚糖(CCN)。可以通过球形的、生物可相容的、生物可吸收的和可压缩的材料实现临时栓塞。然而，在单个的栓塞微球中不容易获得这些性能。例如，可以利用小分子的交联剂如戊二醛实现聚合物的交联。虽然小分子交联剂的使用促进了所需的交联反应，但是如果交联聚合物是生物可降解的并在患者体内降解，一些小分子交联剂可能会有毒或者对患者体内的细胞或组织具有其他不利的影响。 根据本发明的目的，CCN和CMC可以不使用小分子交联剂交联，从而形成基本上不含有小分子交联剂的栓塞微球。事实上，在一些实施例中，CMC和CCN之间的交联反应可以在水和油的乳液中在无小分子交联剂和相对低的温度(例如，约50°C)下进行。CCN基本上是无毒的和生物可降解的。壳聚糖在体内裂解为葡萄糖胺，葡萄糖胺可以基本上被患者身体完全吸收。同样地，CMC基本上是无毒的和生物可降解的。因此由CCN和CMC形成的交联聚合物预计基本上是无毒的(即生物可相容的)和生物可降解的(或生物可吸收的)。此外，因为交联CCN和CMC的微球由两种聚合物形成，交联分子的机械性能，如压缩性，对交联分子通过注射器或导管注射预计是足够的。由于可以在相对低的温度下完成CCN和CMC间的交联反应，在一些实例中，交联反应可能会相对缓慢。例如，可以交联反应过夜(如至少约12h以上)。这样的反应会产生大致为球形的交联颗粒(微球)。在一些实例中，微球的平均直径可以在约50 μ m和约2200 μ m之间，取决于反应条件(如搅拌速度、反应物的初始浓度、时间、温度等)。在一些实施方式中，含有CCN和CMC的微球可以根据图I所示的方法形成。首先，CMC至少是被部分氧化的以部分氧化的CMC (12)。至少部分氧化CMC的一个反应在反应I
中说明
权利要求
1.一种栓塞材料，该栓塞材料含有 微球，所述微球的直径在约50微米和约2200微米之间， 其中，所述微球含有与羧甲基纤维素交联的羧甲基壳聚糖。
2.根据权利要求I所述的栓塞材料，其中，所述微球的直径在约1600微米和约2000微米之间。
3.根据权利要求I所述的栓塞材料，其中，所述微球的直径在约500微米和约700微米之间。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的栓塞材料，其中，所述微球还含有治疗药剂。
5.根据权利要求4所述的栓塞材料，其中，所述治疗药剂含有阿霉素。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的栓塞材料,其中，所述微球基本上不含有小分子交联剂。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的栓塞材料，其中，所述微球是可压缩的。
8.根据权利要求7所述的栓塞材料，其中，所述微球的断裂应变在约70%和约90%之间。
9.一种栓塞悬浮液，该栓塞悬浮液含有 溶剂；以及 多个微球，其中，所述多个微球包括权利要求1-8中任意一项所述的微球。
10.根据权利要求9所述的栓塞悬浮液，其中，所述溶剂含有造影剂和盐水的混合物。
11.一种试剂盒，该试剂盒包括 多个微球，其中，所述多个微球包括权利要求1-8中任意一项所述的微球；以及 放置所述多个微球的注射器或小瓶。
12.根据权利要求11所述的试剂盒，其中，该试剂盒还包括放置在溶剂容器中的溶剂。
13.据权利要求11或12所述的试剂盒，其中，该试剂盒还包括导管和导丝。
14.一种制备栓塞微球的方法,该方法包括 至少部分氧化羧甲基纤维素，以形成部分氧化的羧甲基纤维素； 形成部分氧化的羧甲基纤维素、羧甲基壳聚糖、水和油的乳液；以及 将所述羧甲基壳聚糖与所述羧甲基纤维素交联，以形成所述栓塞微球。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述将所述羧甲基壳聚糖与所述羧甲基纤维素交联，以形成所述栓塞微球包括在约20°C和70°C之间的温度下混合所述乳液至少约12h。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述将所述羧甲基壳聚糖与所述羧甲基纤维素交联以形成所述栓塞微球包括在约50°C的温度下混合所述乳液至少约12h。
17.根据权利要求14-16中任意一项所述的方法，其中，所述将所述羧甲基壳聚糖与所述羧甲基纤维素交联，以形成所述栓塞微球包括将所述羧甲基壳聚糖与所述羧甲基纤维素交联，以形成直径在约50 μ m和约2200 μ m之间的栓塞微球。
全文摘要
本发明通常涉及的是一种栓塞材料，所述栓塞材料的形式为微球或多个微球。所述栓塞材料通常含有与羧甲基纤维素(CMC)交联的羧甲基壳聚糖(CCN)。在一些实施方式中，所述栓塞材料可以进一步含有治疗药剂，如阿霉素。
文档编号A61L24/08GK102905733SQ201080055018
公开日2013年1月30日 申请日期2010年10月6日 优先权日2009年10月6日
发明者翁丽惠, J·高札瑞 申请人:明尼苏达大学董事会