在催化系统中使用亲核体/亲电体处理生物假体组织的方法_2

文档序号:8448256阅读:来源:国知局
交联。固定过程被理解包括任何化学的、热的或其他 的过程,由此生物组织被保存并使其表现为机械和尺寸稳定的。
[0042] 固定过程可以包括使组织与一种或多种固定剂接触。已知的固定剂包括醛、多元 醛、二异氰酸酯、碳二亚胺、光氧化剂、和聚环氧化合物。在优选实施方式中,使用的固定剂 为戊二醛。然而,戊二醛-固定的组织特别易于钙化,这是因为戊二醛固定引起残余醛基和 不稳定的席夫碱的产生。残余醛和席夫碱为钙潜在的结合位点。醛基可以氧化为羧基,已 知其吸引和结合钙。
[0043] 因此已经开发出各种技术以降低戊二醛-固定的组织的醛和酸的水平,并因此降 低其植入患者之后的钙化倾向。
[0044] 固定过程可以包括调节溶液中戊二醛固定剂的pH,以减少钙结合位点的产生,如 在Edwards Lifesciences的美国专利号6, 878, 168中公开的,其全部内容通过引用被并入 本文。
[0045] 固定过程还可以进一步包括在与一种或多种固定剂接触之后添加热处理步骤。热 处理后,戊二醛-固定的组织已经显示出降低的醛和羧酸含量,并因此当与没有热处理的 戊二醛-固定的组织对比时,在植入之后显示了妈化显著的减少。Edwards Lifesciences 在2003年5月13日授权的美国专利号6,561,970中描述了戊二醛-固定的组织的热处 理,其全部内容通过引用被并入本文。戊二醛-固定的组织的热处理商业上已知为Edwards Lifesciences 的 Carpentier-Edwards ThermaFix? (TFX)组织处理方法。
[0046] 固定过程还可以进一步包括使生物组织经历预调节(pre-conditioning)、预加 压(pre-stressing)或预破坏(pre-damaging)固定的组织以产生额外的酸结合位点,其 随后可以被加帽,如 Edwards Lifesciences 的名称为"Methods for Pre-Stressing and Capping Bioprosthetic Tissue"的美国公开号2008/0302372中所描述,其全部内容通过 引用被并入本文。
[0047] 固定过程可以在以催化系统中亲核体和/或亲电体处理中的一种或两种之后、之 前,或由在催化系统中亲核体和/或亲电体处理中的一种或两种替代。选择和使用本文描 述的亲核体和/或亲电体中的一种或组合的优点之一是它允许基于不同组织官能团中的 任意一种或组合对生物假体组织进行加帽或交联中的一种或两种,所述官能团包括醛、羧 酸、胺、羟基和疏基基团。
[0048] 术语"加帽(cap或capping) "指封闭、移除或改变官能团,所述官能团事实上或潜 在地在植入的生物组织和宿主之间产生不期望的相互作用,诸如钙化、免疫性排斥等。
[0049] 术语"交联(cross-link或cross-linking) "指通过已知试剂--诸如戊二 醛一一或通过本文公开的亲核体和/或亲电体直接连接生物假体组织中的蛋白质之间的共 价键或在生物假体组织中的蛋白质之间形成共价键。例如,本文描述的多官能亲核体或亲 电体可以与胶原组织的氨基酸残基的官能团形成共价键。
[0050] 由于生物假体组织中不同的官能团(即醛、羧酸、胺、羟基和巯基基团)的相对数 目必定不同,亲核的和/或亲电的处理方法允许基于具体的亲核体和/或亲电体的选择和 被选定的亲核体和/或亲电体靶向的组织官能团在生物假体组织中存在的程度可变地交 联生物假体组织。亲核体和/或亲电体、催化系统和溶剂系统的组合关于与被加帽、被交联 的生物假体组织或此两者相关联的各种官能团提供了显著提高的反应效率。
[0051] 根据一个实施方式,提供加帽和/或交联生物假体组织中醛和羧酸官能团的方 法。该方法包括在溶剂系统中在存在催化系统的情况下用多官能试剂处理生物假体组织。 多官能试剂优选地包括选自醛、羧酸、胺、羟基和巯基的至少两种官能团。催化系统优选地 包括至少一种吡啶盐和基于氟化物的盐、基于铯的盐、基于钾的盐、基于铷的盐和基于碳酸 盐的盐中至少一种或组合。
[0052] 在催化系统中用亲核体处理。在h而描沭的常规固宙讨程(如戊二醛固定)之前、 之后或代替上面描述的常规固定过程,可以使生物假体组织在存在催化系统的情况下与至 少一种亲核体接触,优选地在溶剂系统中。亲核体可以同与生物假体组织相关联的醛或羧 酸基团中的一种或组合反应。催化系统包括至少一种基于氟化物的盐、基于铯的盐、或基于 碳酸盐的盐。在特别优选实施方式中,催化系统进一步包括至少一种吡啶盐。催化系统被 认为显著提高一方面亲核体和另一方面与生物假体组织相关联的游离醛和/或羧酸基团 之间的反应效率。这又增加了醛和羧酸基团被加帽、交联或此两种的程度,这取决于过程中 使用的亲核体的类型。
[0053] 在优选实施方式中,亲核体可以包括选自胺、羟基和巯基的一种或多种官能团,使 得亲核体可以为胺、醇、硫醇或具有异种官能团的化合物。
[0054] 在一个优选实施方式中,亲核体为2-巯基乙醇、乙醇胺或其组合。
[0055] 为了加帽的目的,亲核体优选地包括至少一种能够同与生物假体组织相关联的醛 和/或羧酸基团反应的官能团。
[0056] 官能团(一个或多个)在亲核体上的位置优选为端位或这样的非端位,该非端位 同与生物假体组织相关联的醛和羧酸基团反应在空间上不受阻碍。亲核体还可以包括多于 一个官能团并由此可以为多胺、多元醇、或多元巯基,以增加亲核体的加帽效率。
[0057] 在一个优选实施方式中,多胺为胱胺、乙二胺、1,3_二氨基丙烷、腐胺、尸胺、和六 亚甲基二胺中的一种或多种。
[0058] 在另一个优选实施方式中,多元醇为乙二醇、1,3-丙二醇、1,4- 丁二醇、1,5-戊二 醇、和辛烷-1,8-二醇中的一种或多种。
[0059] 为了实现组织的至少部分交联的额外目的,亲核体优选地包括两个或多于两个官 能团,使得单个亲核体能够同与生物假体组织相关联的至少两个醛基、至少两个羧酸基团 或至少一个醛和至少一个羧酸基团反应。给定的亲核体的两个或多于两个官能团可以为同 种的或异种的,并且也可以选自胺、羟基和巯基。
[0060] 亲核体可以具有直的或分支的结构,而官能团优选地位于直的或有分支的部分的 端部分上或位于其中官能团与醛或羧酸基团反应在空间上不受阻碍的位置。
[0061] 官能团可以被分隔开相当于邻近的胶原分子将被交联的那么近的长度。这又将影 响生物假体组织的相对劲度,而官能团之间短的间隔造成较硬的组织,并且官能团之间较 长的间隔造成更易弯曲的(pliable)或柔性的(flexible)组织。在亲核体内,官能团之间 或邻近官能团可以进一步提供额外的生物功能分子。
[0062] 在一个优选实施方式中,亲核体为多胺,并且更具体地为具有下式的二胺:
[0063] NH2-R1-Mn-R2-NH2
[0064] 其中&和R2彼此独立地为直的或有分支的C ^Cltl烷基、链烯基、炔基和芳基,M选 自 S ;和 η 为 0、1、2、3、或 4。
[0065] 在特别优选的实施方式中,多胺为胱胺。由M代表的官能团为这样的官能团,其可 以赋予亲核体额外的性质。例如,胱胺包括二硫键(如,其中M为S并且η为2),其可以被 酶促裂开,其又提供改变生物假体组织交联程度的能力。
[0066] 根据一个优选实施方式,使用戊二醛固定生物假体组织并使其经历作为固定过程
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