灌注器官止血法
【專利說明】灌注器官止血法
[0001] 本申請是分案申請，原申請的申請日為2007年12月11日，申請?zhí)枮?200780051223. 9 (PCT/US2007/087079)，發(fā)明名稱為"灌注器官止血法"。
[0002] 相關(guān)申請
[0003] 本申請要求保護于2006年12月11日申請的美國臨時專利申請順序號 60/874, 062和于2007年3月9日申請的美國臨時專利申請順序號60/893, 993的優(yōu)先權(quán)的 權(quán)益；二者都以其整體在此引作參考。
[0004] 發(fā)明背景
[0005] 醫(yī)學(xué)上經(jīng)常需要在某些目標解剖部位限制逆向血流。例如，在眾多手術(shù)中，經(jīng)常需 要使血管暫時閉合。常規(guī)止血鉗（例如Fogarty鉗、DeBakey"Atraugrip"、Bulldog鉗或 Pott和Satinsky外周血管鉗）廣泛用于使血管閉合。盡管這些常規(guī)夾鉗在大部分需要使血 管閉合的情況下令人相當(dāng)滿意，但它們在需要止血的其它應(yīng)用（例如象在部分腎切除術(shù)中 一樣切除大的實體器官時）中受到使用限制。用部分腎切除術(shù)治療腎細胞癌患者的百分率 已經(jīng)從3. 7% (525個病例；1988年~1990年）增加到12. 3% (4000個病例；2000年~2002 年）超過三倍C.Huang等，"Chronickidneydiseaseafternephrectomyinpatients withrenalcorticaltumors:aretrospectivecohortstudy(腎皮質(zhì)腫瘤患者在腎切除 術(shù)后的慢性腎病回顧性群組研究），"TheLancetOncology2006, 7(9)，735-740。通過暫 時性血流阻斷也將促進各種其它手術(shù)，例如肝切除術(shù)。
[0006] 保留腎單位手術(shù)-部分腎切除術(shù)：保留腎單位手術(shù)（NSS)本身可證明在多種情況 下合適。例如，腎細胞癌（RCC)的治療控制仍是手術(shù)。手術(shù)前疾病分期的新技術(shù)進步、特 別是現(xiàn)代成像技術(shù)和外科技術(shù)的改進，在所選擇的患者中業(yè)已使部分腎切除術(shù)成為根治性 腎切除術(shù)的有吸引力的備選方案。對于其中根治性腎切除術(shù)將使得患者無腎并且隨后立 即需要透析的病例而言，明顯更適合NSS。同時發(fā)生的雙側(cè)腫瘤（Synchronousbilateral tumor)、孤立腎中的腫瘤或存在對側(cè)腎單位功能不全，通常完全適合NSS。后一種情況可能 因伴隨存在單側(cè)RCC和伴有疾病過程（例如慢性腎盂腎炎、腎動脈病、結(jié)石?。┑膶?cè)腎 或存在全身性疾?。ɡ缣悄虿。┒a(chǎn)生。對于腎的某些良性病癥和局部化病理，也可考 慮將部分腎切除術(shù)選作治療選擇。A.C.Novick，"Theroleofnephron-sparingsurgery forrenalcellcarcinomainpatientswithanormalcontralateralkidney(在 具有正常對側(cè)腎的患者中保留腎單位手術(shù)對腎細胞癌的作用），"AdvanUrol1996,9，1。 當(dāng)有可能并必需時，它提供最佳手術(shù)治療，同時避免過度治療和腎單位損失。潛在的更加 良性的適應(yīng)癥實例包括對腎局部的創(chuàng)傷性不可逆損傷和切除良性腎腫瘤（例如嗜酸細胞 瘤、血管平滑肌脂肪瘤或多房性囊腫）。其它適應(yīng)癥包括雙腎的阻塞性萎縮段、腎段結(jié)石 病伴有排泄受損和少見的腎血管高壓伴有可鑒別的不恰當(dāng)分枝的腎動脈病。R.G.Uzzo和 A.C.Novick，"Nephronsparingsurgeryforrenaltumors:indications，techniques andoutcomes(腎腫瘤的保留腎單位手術(shù)：適應(yīng)癥、技術(shù)和效果），"J.ofUrol. 2001，166， 6-18〇
[0007] 揭示了當(dāng)考慮到若干因素時對于RCC的NSS臨床效用。首先，RCC通常在其病程 晚期前不表現(xiàn)癥狀。附帶檢測到的傷害往往評分級別較小較輕，因此更有責(zé)任進行保守 手術(shù)。當(dāng)人們考慮到當(dāng)前區(qū)別腎的惡性和良性腫瘤的成像研究不可靠時，更進一步認識 到NSS的價值。同樣，小RCC的自然史和惡性可能性還不很清楚。盡管在高共病老年患 者中進行觀察是可行的選擇，但NSS提供可治愈的手術(shù)，并消除具有可接受的預(yù)期壽命的 一般患者的不確定性。保守切除RCC的目的是完全局部手術(shù)切除惡性腫瘤并保留足夠的 腎功能。進行腎保留手術(shù)是一種微妙的平衡，有時既有挑戰(zhàn)性又充滿爭議。R.G.UZZ0和 A.C.Novick，"Nephronsparingsurgeryforrenaltumors:indications，techniques andoutcomes(腎腫瘤的保留腎單位手術(shù)：適應(yīng)癥、技術(shù)和效果），"J.ofUrol. 2001，166， 6-18〇
[0008] 若干外科技術(shù)可用于在腎腫瘤患者中實施保留腎單位手術(shù)。5種主要的手術(shù)方法 包括組織剜出、頂段腎切除術(shù)（polarsegmentalnephrectomy)、楔形切除術(shù)、主要橫向切 除術(shù)（majortransverseresection)和體外部分腎切除術(shù)接著進行腎自體移植。
[0009] 所有這些技術(shù)都需要穩(wěn)定的血管控制和完全止血、避免腎缺血、完全切除具有游 離緣的腫瘤和有效閉合腎內(nèi)集合系統(tǒng)。最后，必須保留足夠的手術(shù)后腎功能，因為為了避免 終末腎衰竭，需要一個腎的至少百分之二十（20%)的殘留腎起作用。然而，重要的是不要 在損害不完全切除術(shù)的情況下讓手術(shù)程序危及到保留腎功能的程度。手術(shù)后腎功能不全通 常由手術(shù)中缺血和功能性腎實質(zhì)損失聯(lián)合產(chǎn)生。腎功能不全的程度不定，其輕重由保留參 數(shù)（例如肌苷酸酐、血尿和血鉀）的增加來反映。嚴重腎功能不全可能需要暫時透析。如 果殘留腎組織的代償性肥大不能補償腎功能損失，可能導(dǎo)致需要持久透析的永久性功能不 全。常規(guī)部分腎切除術(shù)的主要步驟包括在手術(shù)進行時用靜脈內(nèi)甘露醇和袢利尿藥（例如呋 塞米（furosemid))開始利尿，且在腎循環(huán)任何中斷之前進行大量水合作用。在預(yù)期腎閉塞 之前輸注甘露醇。該藥物不僅誘導(dǎo)滲透性利尿，而且是一種自由基清除劑，它可使來自夾住 動脈的缺血損傷和最終手術(shù)后急性腎小管壞死風(fēng)險最小化。
[0010] 在部分腎切除術(shù)中，切口為上腹人字形切口或胸腹聯(lián)合切口類型。在剖開腹部后， 移開結(jié)腸露出腎。暫時夾住腎動脈以減少出血。通常用無創(chuàng)傷血管Bulldog鉗使腎動脈閉 合?？勺屇I靜脈保持在非閉合狀態(tài)，因為腎的逆行灌注可能使手術(shù)后急性腎小管壞死的可 能性減至最低。從外部腎筋膜將腎與周圍組織剝離開。從正常組織邊緣切除腫瘤。用縫線 仔細縫合已經(jīng)被切開的腎盞和腎盂。腎的切口端覆蓋有脂肪、筋膜或腹膜。撤走腎動脈上 的夾鉗，并在縫合切口之前控制好所有出血。
[0011] 關(guān)于目前止血方法的問題：與常規(guī)部分腎切除法有關(guān)的主要缺點之一是夾住腎動 脈會導(dǎo)致整個腎缺血。盡管缺血通常是暫時的，但如果夾住動脈的時間較長，其可能導(dǎo)致腎 功能不全。注意手術(shù)時降低該并發(fā)癥的可能性的措施（例如手術(shù)前水化、矯正電解質(zhì)異常、 使用甘露醇和潛在地使用體表降溫法），在某些不幸的情況下可能證明這些還不夠。某些不 幸的患者可能因此需要腎替代治療，例如血液透析。
[0012] 技術(shù)文獻反映了醫(yī)學(xué)研究團體傾注在發(fā)展對再灌注缺血組織中觀察到的損傷的 認識方面的明顯努力。事實上，研究者業(yè)已發(fā)現(xiàn)在組織缺血一段時間后接著再灌注而發(fā)生 的明顯組織損傷，它們不僅發(fā)生在循環(huán)驟停期間，而且發(fā)生在再灌注期間。甚至在循環(huán)驟停 的5到60分鐘后所觀察到的相當(dāng)大部分的總損傷可能實際上是在再灌注階段發(fā)展的。這 樣的組織損傷被認為是再灌注損傷。
[0013] 因此，夾住并隨后釋放腎動脈可能不僅潛在導(dǎo)致缺血損傷，而且會導(dǎo)致再灌注損 傷。某些權(quán)威人士認為，當(dāng)由夾住腎動脈產(chǎn)生的總腎缺血超過20分鐘時，會出現(xiàn)不可逆腎 病變。
[0014]常規(guī)部分腎切除法的另一棘手的并且更加常見的手術(shù)時并發(fā)癥是出血過多。當(dāng)過 多出血使得沒有清晰的手術(shù)區(qū)和合適的視景時，通過早期辨認和隔離腎動脈使得容易接近 腎門，提供另外的迅速閉合動脈的安全性。然而，在某些情況下，可能證明這還不夠，其在難 處理的嚴重出血情況下潛在地導(dǎo)致需要栓塞或重新探測。
[0015] 在試圖規(guī)避所提及的常規(guī)保留腎單位或部分腎切除術(shù)期間與夾住腎動脈有關(guān)的 缺點時，某些外科醫(yī)生一直在嘗試夾住待切除的實體周圍的組織段。目的是為了使缺血局 限在將被切除的組織及其緊鄰?fù)鈬褂媚I止血帶。盡管減少殘留腎缺血在理論上很吸引 人，但因為手術(shù)期間不可靠的止血法，已經(jīng)證明在部分腎切除術(shù)期間用夾住腫瘤鄰近腎組 織代替夾住腎動脈的嘗試不成功。
[0016]與夾住腎組織代替夾住腎動脈的嘗試有關(guān)的問題可能至少部分歸因于使用常規(guī) 血管鉗實施夾住組織的操作。眾所周知，常規(guī)血管鉗通常包括一對樞軸臂，且鉗口嚴格地連 接在每一樞軸臂的遠端。夾住處理在夾住部位產(chǎn)生的高壓遠超過血管本身的壓力。常規(guī)夾 鉗（例如Fogarty鉗、DeBakey"Atraugrip"、Bulldog鉗或Pott和Satinsky外周血管鉗） 施加相當(dāng)高的壓力，在某些病例中，在夾住的血管上有高達9巴（bar)。當(dāng)用來夾住組織時， 與常規(guī)血管鉗有關(guān)的缺點之一是所施加的壓力以非均一的方式分布在鉗口和組織之間的 界面。常規(guī)鉗口（通常為剪刀型）甚至沿著鉗口造成所施加的壓力梯度，位于靠近樞紐的 近端壓力較大。這在差不多鈣化或變狹窄的腎動脈病患者中尤其是個問題。R.D.Safian， S.C.Textor，"Renal-ArteryStenosis(腎動脈狹窄），"NEnglJMed2001，344(6)， 431-442。
[0017] 這在某些區(qū)域產(chǎn)生過高壓力，潛在地導(dǎo)致鄰近組織的不適當(dāng)損傷，并在末梢位置 因壓力不足而導(dǎo)致止血不夠。由于系統(tǒng)血壓比常規(guī)夾鉗施加在組織上的壓力低至少一個數(shù) 量級，很明顯以比臨近鉗口近端所施加的壓力低很多的壓力就可達到合適的止血。此外，已 經(jīng)進一步證明最常規(guī)血管鉗的構(gòu)造不適合，因為其防止各種尺寸的構(gòu)造插入體組織。
[0018] 微創(chuàng)技術(shù)：在泌尿?qū)W中存在朝著遙控設(shè)備和腹腔鏡檢查微創(chuàng)技術(shù)發(fā)展的明顯趨 勢。適當(dāng)止住腎表面出血對于腹腔鏡保留腎單位手術(shù)是基本的，因為不受控制的出血可能 引起顯著并發(fā)癥，甚至轉(zhuǎn)化為剖腹手術(shù)。一般而言，腹腔鏡手術(shù)期間止血起著關(guān)鍵作用，目 標主要是防止出血或至少提供早期血管控制和出血控制。因為由于鄰近組織的深色血液污 染產(chǎn)生的顯著光吸收，藉此危及由腹腔鏡提供的放大視野的優(yōu)點，即使微量出血也可能導(dǎo) 致視覺削弱，所以已經(jīng)施用或開發(fā)了多種組織密封劑用于腹腔鏡手術(shù)，尤其是計劃用于保 留腎單位手術(shù)。
[0019] 密封劑：在部分腎切除術(shù)中使用組織密封劑提供軟組織、血管和集合系統(tǒng)的快速 修復(fù)，不僅縮短了總的手術(shù)時間，而且特別是縮短了熱缺血時間。因此，可減輕暫時性血管 夾住對腎功能的負面影響，尤其是在孤獨腎患者或腎功能減退患者中具有十分重大的意 義。
[0020] 在能得到的所有止血工具中，"膠"即組織密封劑是用于切開腎表面的出血控制的 唯一合適的選擇，在有小的外圍病灶的情況下其作為獨特的止血劑使用是合適的?？蓪⒚?封劑分為兩類：非生物性和生物性的。在非生物性膠中，最著名的可能是氰基丙烯酸2-辛 酯黏合劑。它主要用于皮膚閉合，2-3分鐘內(nèi)在切開的腎實質(zhì)上形成固定的防水襯里。為了 起作用，它需要無血環(huán)境，這使得用門箝住法預(yù)防性止血必不可少。必須特別小心以避免在 其置放期間與周圍組織意外接觸，這樣避免膠合到其它結(jié)構(gòu)，例如腎蒂或輸尿管。所有生物 密封劑都包括凝血酶或血纖蛋白原或二者。它們是凝血過程的末端產(chǎn)物，它們的使用決定 添附部位的血纖維基質(zhì)。大概最有名的生物密封劑是血纖蛋白膠（Tissuecol，Crosseal， Tisseel)。它們在兩個單獨注射器中同時注射到作用部位，人凝血酶和血纖蛋白原結(jié)合，形 成密封小血管病變的遮蔽物并促進止血過程。明膠基質(zhì)止血密封劑（FloSeal)是最近廣泛 用作止血密封劑的一種溶液。它是基于牛明膠的基質(zhì)與來自牛的濃縮凝血酶組分的組合。 這種粘性膠原蛋白基質(zhì)需要主動出血來激活和發(fā)揮作用，其在出血部位促進凝血和止血； 在其添附后需要在軟組織切緣巧妙按壓1-2分鐘。
[0021] 發(fā)明簡述
[0022] 本文提供的本發(fā)明組合物、方法和藥盒通過使用基于聚合物溶液的內(nèi)部封堵物來 發(fā)揮控制出血的作用。例如，本文公開了逆向熱敏聚合物在保留腎單位手術(shù)中的用途。在該 方法的一個實施方案中，給通向患病腎的腎動脈內(nèi)灌輸瞬時逆向熱敏凝膠。已經(jīng)證明這會 導(dǎo)致腎實質(zhì)內(nèi)的血流停止?？磥硎蔷酆衔镆院线m的注入速率向下游流動阻塞了循環(huán)動脈和 靜脈兩側(cè)的腎內(nèi)小血管。這顯著地產(chǎn)生了完全無血的手術(shù)區(qū)，使得可進行快速切除術(shù)。在 某些實施方案中，在某一段時間后，血流逐漸恢復(fù)，且對腎沒有明顯不利的結(jié)果。在某些實 施方案中，可通過使腎冷卻來加速血流返回。
[0023] 在其它實施方案中，剛才所述的本發(fā)明灌注器官止血法可用于使其它器官手術(shù)或 介入程序簡化或使其成為可能。在其它實施方案中，剛才所述的本發(fā)明灌注器官止血法可 用于使肝臟手術(shù)、前列腺手術(shù)、腦手術(shù)、子宮手術(shù)、脾臟手術(shù)和任何高度血管化器官的任何 手術(shù)簡化或使其成為可能。在某些實施方案中，所述用于灌注器官止血法的組合物、方法和 藥盒可用于對硬化動脈的介入、對鈣化血管的介入以及很多其它手術(shù)和介入用途。
[0024] 附圖簡述
[0025] 圖1表示在豬的部分腎切除術(shù)期間用內(nèi)部血管封堵物（internalvessel occluder)在15分鐘（a)、30分鐘（b)和50分鐘（c)時的閉塞情況。在注入后15分鐘， 腎臟完全無血管，從切緣觀察不到出血。在注入后30分鐘，腎灌注正在返回，未觀察到一滴 血。在注入后50分鐘，腎臟已經(jīng)恢復(fù)正常；這可通過病理報告加以核實。
[0026] 圖2表示顯示在冠狀動脈吻合術(shù)期間的15分鐘內(nèi)在用止血帶或止血帶與本發(fā)明 聚合物組合物（即含20%泊洛沙姆407(poloxamer407)的鹽水溶液）聯(lián)合處理的4只豬 中收集的血液量的圖表。
[0027] 圖3表示本發(fā)明聚合物（例如20%泊洛沙姆407溶液）在旁路手術(shù)中的用途。聚 合材料易于注入（a)，形成未受損的無血手術(shù)區(qū)（b)，使得容易縫合（c)，用后消失了（d)。
[0028] 圖4表示作為溫度函數(shù)的純化的泊洛沙姆407的不同溶液的粘度圖表。
[0029] 圖5表示顯示泊洛沙姆407的純化一覽表（表1);和顯示精選的逆向熱敏聚合物 在鹽水中的膠凝溫度一覽表（表2)。在表1中，表示用錐形和平板粘度計在30°C測量 的25 %溶液的粘度。
[0030] 發(fā)明詳述
[0031] 手術(shù)僅切除患病腎的病態(tài)部分而不是切除整個腎對于長期腎功能總體而言十分 有益。采用該方法的技術(shù)障礙是手術(shù)期間控制出血的能力和對縮短熱缺血時間的要求。無 血區(qū)對于腹腔鏡微創(chuàng)技術(shù)的成功而言也是至關(guān)重要的。本文提供一種技術(shù)方案一一灌注器 官止血法來控制手術(shù)期間的出血，即通過用生物相容性凝膠填入腎，從而完全防止出血，使 得手術(shù)更容易，進而潛在地縮短了手術(shù)時間。在其它實施方案中，所述的本發(fā)明灌注器官止 血法可用于使其它器官手術(shù)或介入程序簡化或使其成為可能。在某些實施方案中，所述的 本發(fā)明灌注器官止血法可用于使肝臟手術(shù)、前列腺手術(shù)、腦手術(shù)、子宮手術(shù)、脾臟手術(shù)以及 任何高度血管化器官的任何手術(shù)簡化或使其成為可能。在某些實施方案中，所述用于灌注 器官止血法的組合物、方法和藥盒可用于對硬化動脈的介入、對鈣化血管的介入以及很多 其它手術(shù)和介入用途。
[0032] 本發(fā)明一個方面涉及通過使用基于聚合物溶液的內(nèi)部封堵物來控制出血的組合 物、方法和藥盒。在某些實施方案中，這些溶液為逆向熱敏聚合物溶液。逆向熱敏聚合物溶 液在低溫時為液態(tài)，隨著溫度增加到體溫，其粘度增加若干數(shù)量級，成為堅固的硬凝膠，導(dǎo) 致血管閉塞。冷卻閉塞部位可讓粘度降回液態(tài)，凝膠溶解在血液中，重新建立血流。通過應(yīng) 用血管內(nèi)部閉塞，鈣化的動脈可以慢慢閉塞，停止為器官供應(yīng)動脈和靜脈血液。顯然這種閉 塞將防止出血，為外科醫(yī)生提供無血手術(shù)區(qū)。無血手術(shù)區(qū)進而又應(yīng)該縮短手術(shù)所需的操作 時間。在某些手術(shù)中，操作時間能縮短到熱缺血時間急劇縮短的程度。
[0033] 如上所述，業(yè)已開發(fā)了其中將生物相容性凝膠用于填充并閉塞血管的方法。在某 些實施方案中，所述凝膠的工作原理基于聚合物的逆向熱敏性質(zhì)。聚合物溶液在低溫時為 液態(tài)。隨著溫度增加到體溫，溶液粘度快速增加若干數(shù)量級，成為堅固的硬凝膠。簡單地用 冰冷卻閉塞部位可讓粘度降回液態(tài)，凝膠溶解在血液中，重新建立血流。已經(jīng)開發(fā)了在吻 合術(shù)例如非體外循環(huán)冠狀動脈旁路手術(shù)（0PCAB)、血液透析通路和脛骨吻合術(shù)中應(yīng)用的凝 膠。參見圖3。已經(jīng)表明所起作用非常溫和，既不危害也不改變動脈壁的生化組成，其由填 入和打通血管后的微血管反應(yīng)性測量來證明。M.Boodwhani，W.E.Cohn，J.Feng，B.Ramlavi， S.Mieno，A.Schwarz和F.W.Sellke，''SafetyandEfficacyofaNovelGelforVascular OcclusioninOff-PumpSurgery(在非體外循環(huán)冠狀動脈旁路手術(shù)中用于血管閉塞的新 型凝膠的安全性和功效），"AnnThoracSurg2005,80,2333-7〇
[0034] 如本文所提出，本發(fā)明瞬時凝膠（trahsientgel)提供用于手術(shù)時止血的重大優(yōu) 勢，其通過將溶液灌注進入器官循環(huán)的動脈和靜脈兩側(cè)并凝固，藉此完全或基本上停止給 器官供應(yīng)血液。例如，本文公開了逆向熱敏聚合物在保留腎單位手術(shù)中的用途。在某些實 施方案中，給通向患病腎的腎動脈灌輸逆向熱敏凝膠。已經(jīng)證明這會導(dǎo)致腎