一種肺部封合醫(yī)用凝膠及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，具體涉及一種血清白蛋白醫(yī)用凝膠及其制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]水凝膠作為一種生物相容性材料，是一類具有親水基團(tuán)的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚合物，由于聚合物鏈間的物理交聯(lián)和化學(xué)交聯(lián)作用，水凝膠能被水溶脹但不溶于水且保持一定的形狀。在醫(yī)學(xué)上，水凝膠可用于創(chuàng)面敷料、手術(shù)后防粘連、手術(shù)中止血、組織填充、防止組織液滲漏或氣體泄漏等。
[0003]根據(jù)形成原理，水凝膠分為化學(xué)交聯(lián)水凝膠和物理交聯(lián)水凝膠兩大類。物理交聯(lián)可分為溫敏水凝膠和分子自組裝水凝膠等類型。物理水凝膠是通過物理作用力結(jié)合起來，如靜電作用、氫鍵、鏈的纏繞等?；瘜W(xué)水凝膠是通過化學(xué)鍵交聯(lián)形成的三維網(wǎng)絡(luò)聚合物，可分為交聯(lián)劑交聯(lián)水凝膠、輻射交聯(lián)水凝膠、光引發(fā)交聯(lián)水凝膠等類型。
[0004]水凝膠的種類比較多，按照凝膠方式可以分為體外凝膠和體內(nèi)原位凝膠。體內(nèi)原位凝膠具有可注射性的優(yōu)點，不僅可用于開放性手術(shù)也可以用于微創(chuàng)手術(shù)。水凝膠組織封合劑可通過將兩種水溶液混合而形成，每一種水溶液包含一種可交聯(lián)組分，在使用到所需位點之前，使用混合裝置將兩種溶液預(yù)混，噴涂到生物組織上。
[0005]手術(shù)封合劑具有很多潛在的醫(yī)用應(yīng)用，包括閉合傷口、在外科手術(shù)中輔助縫合線或縫合釘、作為防止術(shù)后粘連的阻隔物以及作為止血封合劑等。目前纖維蛋白膠常用作外科手術(shù)封合劑，它由人或動物纖維蛋白原、凝血酶和凝膠促進(jìn)劑組成。作為一種雙組份粘合劑，混合后迅速反應(yīng)形成凝膠。所形成的凝膠可以粘附到組織上，止血、橋接組織創(chuàng)面等直至愈合為止。但是纖維蛋白膠最主要的缺點是纖維蛋白原溶解速度較慢，凝膠強度低和降解時間太快。
[0006]血清白蛋白是存在于血漿中的水溶性很高的球狀蛋白質(zhì)。血清白蛋白占血漿總蛋白的40 % -60 %，血液中80 %的滲透壓是由白蛋白承擔(dān)的。血漿白蛋白又是一個很重要的蛋白質(zhì)儲備庫，在機體需要時可分解成氨基酸供組織合成其他各種蛋白質(zhì)之用。血液中缺乏血漿白蛋白會引起水腫。使用血漿白蛋白制劑有助于緩解肝、腎疾患以及燒傷造成的低蛋白血癥。血清白蛋白是血液中的一種重要組分，主要起維持血液的正常滲透壓和輸送親水分子的作用，此外白蛋白還有解毒、參與脂類代謝及血漿中微溶物質(zhì)的運輸、維持血液酸堿平衡等作用，在醫(yī)學(xué)臨床及生物領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
[0007]血清白蛋白含有大量氨基酸殘基。20世紀(jì)90年代，美國CryoLife公司經(jīng)過長期研究，開發(fā)出一種新型醫(yī)用軟組織封合劑，即B1Glue A1glue是一種基于牛白蛋白溶液與戊二醛溶液的體內(nèi)原位凝膠封合劑，利用牛血清白蛋白的氨基和戊二醛的醛基反應(yīng)生成西弗堿從而產(chǎn)生交聯(lián)，在國外已經(jīng)廣泛用于心血管和大血管外科滲漏部位機械性地封合。該封合劑已經(jīng)獲得美國、歐盟、加拿大和澳大利亞等國食品藥品管理部門批準(zhǔn)。但是，B1glue殘留戊二醛會引起細(xì)胞毒性，甚至?xí)l(fā)神經(jīng)組織變性。近幾年，針對使用B1Glue后產(chǎn)生術(shù)后并發(fā)癥的病例報告屢見不鮮，如Gabrijelcic報告了使用B1Glue后患者發(fā)生主動脈瓣功能不全的術(shù)后并發(fā)癥[Gabri jelcic T ,Blockage of a mechanical aortic valveleaflet with B1glue:a case report.Heart Surg Forum,2012,15(6):E310-312.]；Luk等則發(fā)現(xiàn)使用B1Glue后部分患者會出現(xiàn)假性動脈瘤[Luk A , David TE , ButanvJ.Complicat1ns of B1glue postsurgery for dissect1ns and aortic valvereplacement.J Clin Pathol,2012,65(11):1008-1012]。
[0008]此外，目前臨床上遇到的一個問題是胸外科肺部手術(shù)后經(jīng)常出現(xiàn)肺漏氣。大部分患者隨著胸腔內(nèi)殘腔的消失，臟壁層胸膜的粘連，肺漏氣可以自然愈合，但有少數(shù)患者會發(fā)生持續(xù)性肺漏氣(persistent air leak或prolonged air leak，PAL)。手術(shù)后肺持續(xù)漏氣是肺部手術(shù)后發(fā)生的并發(fā)癥之一，特別是隨著肺外科患者老齡化、肺氣腫和慢性阻塞性肺病(COPD)發(fā)生率日漸增高，它在肺外科實踐中所致矛盾更為突出，但目前國內(nèi)尚缺乏相對應(yīng)的醫(yī)療產(chǎn)品。
[0009]因此，開發(fā)一種安全且有效的新型血清白蛋白醫(yī)用凝膠在臨床治療上顯得尤為迫切。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有良好的生物降解性、生物相容性和安全性的新型血清白蛋白醫(yī)用產(chǎn)品。
[0011]本發(fā)明所述的新型血清白蛋白醫(yī)用產(chǎn)品，包括如下的組分:
[0012](I)、第一液體組分，所述液體組分含有溶于pH范圍為6.0-10.0緩沖溶液中的濃度為5%-45%(w/v)的血清白蛋白；
[0013](2)、第二固體組分，所述固體組分為含有親電官能團(tuán)的親水性聚合物，所述的親水性聚合物選自聚乙二醇、聚氧化乙烯或聚乙烯醇；其中所述的固體組分與第一液體組分中的血清白蛋白的質(zhì)量比為0.3-2。
[0014]上述的新型血清白蛋白醫(yī)用產(chǎn)品在使用時，先用pH范圍為6.0-10.0的緩沖溶液溶解第二固體組分中的含親電官能團(tuán)的親水性聚合物，配制得到濃度為5 %?45 % (w/v)的含親電官能團(tuán)的親水性聚合物組分溶液;然后將第一液體組分與含親電官能團(tuán)的親水性聚合物組分溶液混合，交聯(lián)形成血清白蛋白凝膠。血清白蛋白溶液與含有親電官能團(tuán)的聚合物溶液體積比為從30:70到70:30，優(yōu)選為40:60到60:40，更優(yōu)選為45:55到55:45。
[0015]本發(fā)明所述的新型血清白蛋白醫(yī)用產(chǎn)品，血清白蛋白的來源可以是人、牛、馬、羊、老鼠等動物的血清白蛋白，優(yōu)選為人血清白蛋白。血清白蛋白可以通過基因工程重組表達(dá)生產(chǎn)，或者可從人或者動物血漿中提取。
[0016]上述的醫(yī)用產(chǎn)品，第一液體組分中用于溶解血清白蛋白的緩沖液為能夠維持在水溶液狀態(tài)下PH值為6.0-10.0的任何一種緩沖液，可任選自磷酸鹽緩沖液、硼酸鹽緩沖液、組氨酸緩沖液、碳酸氫鈉-碳酸鈉緩沖液、Tr i s-HCl緩沖液、二乙醇胺緩沖液或上述緩沖鹽的組合等，優(yōu)選磷酸鹽緩沖液。用于溶解血清白蛋白的緩沖液pH值為6.0-10.0，優(yōu)選pH值為
7.0-9.0;濃度范圍為1-50011^，優(yōu)選10-30011^，更優(yōu)選50-2001111。血清白蛋白溶解后的蛋白濃度為5%-45% (w/v)，優(yōu)選的濃度范圍為10%?40% (w/v)，更優(yōu)選為20%-30% (w/v)。
[0017]上述的第一液體組分，血清白蛋白溶液優(yōu)選預(yù)先經(jīng)輻照方式處理，輻照劑量范圍為5kGy-45kGy之間。輻照方式可選擇電子束輻照或γ射線輻照，例如在X射線、鈷60、靜電加速器或大功率電子直線加速器等輻照源產(chǎn)生的高能射線輻照。一般認(rèn)為，輻照作為一種特殊的〃冷加工〃技術(shù)，它在常溫下殺菌，不會引起輻照物品內(nèi)部溫度的升高。射線輻射對物品的作用分為初級和次級，初級是微生物細(xì)胞間質(zhì)受高能電子射線照射后發(fā)生的電離作用和化學(xué)作用，次級是水分經(jīng)輻射和發(fā)生電離作用而產(chǎn)生各種游離基和過氧化氫再與細(xì)胞內(nèi)其它物質(zhì)作用。這兩種作用會阻礙微生物細(xì)胞內(nèi)的一切活動，從而導(dǎo)致微生物細(xì)胞死亡。在輻照過程中，伽瑪射線可穿透輻照貨箱內(nèi)的貨物，作用于微生物，直接或間接破壞微生物的核糖核酸、蛋白質(zhì)和酶，從而殺死微生物，起到消毒滅菌的作用。
[0018]但是，發(fā)明人經(jīng)試驗意外發(fā)現(xiàn)，血清白蛋白在輻照下同時進(jìn)行輻射交聯(lián)和輻射降解反應(yīng)。血清白蛋白在受到輻照作用時，交聯(lián)和降解兩者都可能發(fā)生，但總有一方面是主要的，并且這種優(yōu)先性與白蛋白分子結(jié)構(gòu)有著密切關(guān)系。輻照交聯(lián)反應(yīng)主要為射線輻照血清白蛋白后產(chǎn)生各種自由基，通過自由基的相互結(jié)合而形成新的連接鍵。輻射降解作用下，血清白蛋白的主鏈斷裂、分子量降低，結(jié)果使白蛋白在溶劑中的溶解度增加，而相應(yīng)的熱穩(wěn)定性、機械性能降低。
[0019]—般來說，凝膠用于生物組織粘合或者封合時，若凝膠前體溶液粘度太大，則不能有效滲入生物組織空隙中(如縫合針孔)，也不能迅速在組織表面鋪展，封合或粘結(jié)效果不好;若凝膠前體溶液粘度太小，形成凝膠層太薄，也會顯著地降低粘接強度，只有凝膠前體溶液的粘度適當(dāng)，才能達(dá)到最好的封合或粘結(jié)效果。通過輻照的方法調(diào)節(jié)血清白蛋白溶液的粘度，具有無添加劑、容易操作等優(yōu)點，輻照后的血清白蛋白溶液與含有親電官能團(tuán)的組分溶液混合后凝膠時間更短。調(diào)整輻照劑量可獲得具有不同粘度的血清白蛋白溶液，血清白蛋白福照劑量范圍為5kGy-45kGy之間，更優(yōu)選的福照劑量為10kGy_40kGy，更優(yōu)選為20kGy-35kGy。輻照劑量越大，血清白蛋白溶液粘度越高。
[0020]上述的醫(yī)用產(chǎn)品中的第二固體組分中，所述的固體組分與第一液體組分中的血清白蛋白的質(zhì)量比為0.3-2，優(yōu)選為0.5-1.5，更優(yōu)選為0.75-1。固體組分為含有親電官能團(tuán)的親水性聚合物，所述的親電官能團(tuán)選自馬來酰亞胺基(-Mal)，丙醛基(-ALD)，琥珀酰亞胺碳酸酯基(-SC)，琥珀酰亞胺乙酸酯基(-SCM)，琥珀酰亞胺丙酸酯基(-SPA)，琥珀酰亞胺琥珀酸酯基(-SS)，琥珀酰亞胺戊二酸基，琥珀酰亞胺癸二酸基，琥珀酰亞胺基(-NHS)等，官能團(tuán)的數(shù)目為I個以上，優(yōu)選為2個或4個。優(yōu)選的親水聚合物為琥珀酰亞胺封端或琥珀酰亞胺琥珀酸酯基封端的親水性聚合物，每個分子親電官能團(tuán)的個數(shù)在2個以上。親水性聚合物主體可以為聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚乙烯醇，優(yōu)選為聚乙二醇。親水性聚合物分子量為1000?100000，優(yōu)選為 2000-50000，更優(yōu)選3000-20000。
[0021]更優(yōu)選的，含有親電官能團(tuán)的親水性聚合物可以選自雙琥珀酰亞胺丙酸酯基聚乙二醇、雙琥珀酰亞胺琥珀酸酯基聚乙二醇、雙琥珀酰亞胺戊二酸酯基聚乙二醇、雙琥珀酰亞胺癸二酸酯基聚乙二醇、季戊四醇聚乙二醇醚四琥珀酰亞胺戊二酸、季戊四醇聚乙二醇醚四琥珀酰亞胺丁二酸、季戊四醇聚乙二醇醚四琥珀酰亞胺癸二酸中的一種或多種，分子量為1000?100000，優(yōu)選為2000-50000，更優(yōu)選3000-20000。優(yōu)選雙琥珀酰亞胺琥珀酸酯基聚乙二醇，分子量為1000?100000，優(yōu)選為2000-50000，更優(yōu)選3000-20000。
[0022]用于溶解第二固體組分的緩沖液為能夠維持在水溶液狀態(tài)下pH值為6.0-10.0的任何一種緩沖液，可任選自磷酸鹽緩沖液、硼酸鹽緩沖液、組氨酸緩沖液、碳酸氫鈉-碳酸鈉緩沖液、Tr i s-HCl緩沖液、二乙醇胺緩沖液或上述緩沖鹽的組合等，優(yōu)選磷酸鹽緩沖液。緩沖液的pH優(yōu)選為6.0-8.0;緩沖液的濃度范圍為l-500mM，優(yōu)選10-300mM，更優(yōu)選50-200mM。
[0023]本發(fā)明的另一目的是提供一種血清白蛋白醫(yī)用凝膠的制備方法。
[0024]本發(fā)明提供的血清白蛋白醫(yī)