使用生物正交结合对交联生物假体组织的方法
【专利说明】使用生物正交结合对交联生物假体组织的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2012年11月13日提交的美国临时专利申请序列号61/725，937在35U.S.C.§ 119(e)下的优先权权益，其全部内容通过引用并入如同全部在本文中陈述。
发明领域
[0003]本发明涉及处理用于植入患者中的生物假体组织的方法，并且，更具体地涉及使用生物正交结合对(b1-orthogonal binding pairs)交联生物假体组织的方法。
【背景技术】
[0004]在生物假体植入物中使用非自体组织提出重大的挑战。挑战之中的主要部分是生物假体植入物的免疫性排斥和/或钙化，这些导致组织不期望的退化和硬化。对于生物假体心脏瓣膜，免疫性排斥和钙化是特别存在问题的，因为在植入之后这些小叶的钙化将不利地影响小叶保持血液所需单向流动即避免血液不期望的泄漏或回流的能力。
[0005]戊二醛长期以来是选择用于交联生物组织，并且更具体地，用于交联心脏瓣膜的心包组织的试剂。戊二醛化学地改变和交联胶原以致使生物组织在人类宿主中免疫地可接受并且使组织稳定。虽然戊二醛依然是优选的交联试剂，但戊二醛不无其缺点。的确，戊二醛已经被报道加速钙化过程，其为戊二醛-固定的心包瓣膜中长期故障的主要原因。此外，因为戊二醛是细胞毒性的并且阻碍宿主细胞附着、迀移和增殖，其阻碍了处理的组织在体内再生的能力。戊二醛还具有聚合并且产生不期望的副反应的倾向。戊二醛涉及的反应的类型通常难以控制。
[0006]因此需要可用于代替戊二醛固定或与戊二醛固定联合的、减少戊二醛-处理的生物假体组织的一些缺点的策略。
【发明内容】
[0007]本文描述的优选的实施方式涉及用于处理用于与可植入的生物假体有关的生物组织的方法。
[0008]在一个优选的实施方式中，描述了用于交联生物组织的方法。该方法包括使生物组织与固定化合物接触，该固定化合物包括第一和第二官能团。第一官能团偶合与生物组织相关的组织官能团，并且第二官能团是生物正交结合对中的一个。生物组织随后被暴露至包括至少两个官能团的连接化合物。该两个官能团各自包括生物正交结合对的另一个。
[0009]根据第一方面，生物正交结合对包括叠氮化物和炔烃。
[0010]根据第二方面，暴露在催化剂存在下执行。催化剂可以是铜、钌、银，铜、钌或银的盐，或铜、钌或银的衍生物。在优选的实施方式中，催化剂是铜、铜盐或铜的衍生物。
[0011]根据第三方面，方法进一步包括在使用连接化合物暴露生物组织后冲洗生物组织。冲洗可使用水性、非水性或无水溶液执行。水性溶液包括盐水溶液，优选缓冲盐水溶液，诸如磷酸盐缓冲盐水溶液。水性、非水性或无水溶液包括丙三醇溶液、聚乙二醇(PEG)溶液和酮溶液，诸如丙酮。
[0012]术语“非水性”，当其指的是溶液时，被理解为意思是其中溶液系统的小于按重量计50%是水的溶液。因此，非水性溶液不排除水的存在，或者作为杂质或者以小于按重量计50%的量。
[0013]根据第四方面，炔烃被并入具有环张力的环状化合物。在优选的实施方式中，环状化合物环辛炔。环辛炔可包括一种或多种吸电子基团，优选卤素，并且最优选氟。
[0014]根据第五方面，暴露在不存在催化剂下执行。
[0015]根据第六方面，组织官能团是选自下列的一种或多种:胺、羟基、巯基、羰基和羧酸。组织官能团优选是胺，并且固定化合物的第一官能团是醛。
[0016]根据第七方面，固定化合物的第一官能团选自:异硫氰酸酯、异氰酸酯、磺酰氯、醛、碳二亚胺、酰叠氮、酸酐、氟苯、碳酸酯、N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)、NHS酯、亚氨酸酯、环氧化物、氟苯酯、胺、羧酸和醇。
[0017]根据第八方面，固定化合物是咪唑-1-磺酰叠氮和三氟甲磺酰叠氮中的一种或其组合。
[0018]根据第九方面，固定和连接化合物中的一个或二者包括间隔基。
[0019]根据第十方面，间隔基不包括与生物组织、与组织官能团或生物正交结合对的任何一个反应的官能团。
[0020]根据第十一方面，连接化合物包括间隔基。间隔基可以是选自分支的或直链的饱和的或不饱和的烃或聚合物中的一个或其组合。间隔基可还或额外地包括生物活性的和可生物降解的基团中的一个或其组合。可生物降解的基团可以是二硫化物。
[0021 ] 在另一个实施方式中，提供了根据上述方法中的任何一种生产的交联生物假体组织。
[0022]根据第一方面，交联生物假体组织不用戊二醛、甲醛或其他含醛交联剂处理。
[0023]根据第二方面，将交联生物假体组织提供在不含与组织接触的液体防腐剂溶液的密封包装中。
[0024]由以下【具体实施方式】，描述的优选实施方式的其他目的、特征和优势对本领域技术人员将变得显而易见。然而，将理解的是，【具体实施方式】和具体实施例虽然指示了本公开内容的优选实施方式，但是其是以说明性并非限制性的方式给出。在不偏离本公开内容的精神下可以做出在本公开内容的范围内的许多变化和改变，并且该公开内容包括所有这种改变。
【附图说明】
[0025]参考附图在此描述了本公开内容的说明性实施方式，其中:
[0026]图1描述了铜-催化的叠氮化物-炔烃环加成反应方案。
[0027]图2描述了叠氮化物-环辛炔环加成反应方案。
[0028]图3描述了环张紧的连接化合物的实施方式。
[0029]图4描述了与生物组织相关的组织官能团反应并且因此与其偶合的官能团的示例性实施方式。
[0030]图5A-5B描述了包括生物正交结合对的固定和连接化合物在组织胶原纤维之间实行交联的示例性方法。
【具体实施方式】
[0031]现在将参考附图描述用于交联生物假体组织的方法的具体的非限制性的实施方式。应当理解这种实施方式仅以实例的方式，并且仅仅说明了本公开内容的范围内的仅小量的实施方式。对本公开内容涉及领域的技术人员显而易见的各种变化和改变被认为在如所附权利要求进一步限定的本公开内容的精神、范围和意图内。
[0032]本文描述的优选的实施方式涉及用于处理用于与可植入的生物假体相关的生物组织的方法。因为用于可植入的生物假体的生物组织来源于非自体源，在植入前必须处理生物组织以保持足够程度的机械强度和尺寸稳定性。同时，也必须处理生物组织以减少其在患者中的抗原性以及减少实际和潜在的钙的结合位点。
[0033]戊二醛长期以来是选择用于交联和消毒用于假体心脏瓣膜中的生物组织的试剂。然而，戊二醛的使用具有许多重大缺点。由于其在溶液中聚合的倾向，戊二醛固定经常导致产生与固定的组织相关的醛基。此外，戊二醛与组织中的游离胺反应以产生不稳定的席夫碱。醛和席夫碱二者均代表可能引起钙化的潜在的钙结合位点。此外，戊二醛交联提供有限的机会来调整固定后交联组织的性质，并且为交联网络的合理设计提供很少或没有提供合成操作。而且，因为戊二醛是细胞毒性的，其阻碍植入的和戊二醛-处理的生物假体组织的期望的细胞向内生长和整合。
[0034]本公开内容描述了使用固定化合物和双官能连接化合物交联生物组织的替代方法，所述固定和双官能连接化合物各自包括生物正交结合对中的互补的一个。生物正交结合对之间的反应比起