预纤维化涂层的制作方法

专利名称：预纤维化涂层的制作方法
技术领域：
本发明涉及为医疗制品提供预纤维化涂层的方法。具有预纤维化涂层的医疗制品可以用于促进纤维化块的形成，所述纤维化块可以用于体内空间填充的功能例如止血和闭合。
背景技术：
在需要提供具有无涂层表面所不具有的性质的物质表面的情况中，已经证明表面涂敷可植入医疗制品的方法是有价值的。例如，聚合物组合物已经应用于医疗制品以改善表面的湿润性和润滑性。涂层也可以提供改善制品的生物学功能的特征。特别地，生物活性剂可以存在于制品表面上或从制品表面递送，以局部或系统作用于血液和血管组分，因此作用于身体过程例如止血和血管发生。
表面涂层已经在可植入的医疗制品例如织物上使用，以促进局部应答，导致血栓形生。存在于表面涂层上的血栓形成物质可以为医疗制品例如心脏补片提供封闭剂功能，其中心脏补片典型地是由多孔材料构成的。封闭剂涂层可以在涂敷的表面上促进血栓形成应答。与血栓形成应答有关的因素例如与组织修复有关的细胞和基质因素例如纤维蛋白与装置的表面结合，随着时间的过去，为表面提供封闭剂功能。血栓形成的应答可以导致组织向内生长入装置表面的孔中，并且新形成的组织可以提供封闭功能。
血栓形成物质也已经用于与血管闭合装置例如闭合环、线或串结合。这些闭合装置典型地通过导管递送到身体内腔内的靶位，例如动脉瘤。例如闭合环推进到动脉瘤内，直至该环占据了该动脉瘤。计划这些环通过环本身置换的体积来空间填充动脉瘤囊，或者，如果该环是促血栓形成的，则与生物材料的蓄积联合作用，其中该生物材料与在环附近诱导血栓形成有关。
利用血栓形成环可以为治疗血管异常情况例如动脉瘤提供好处，但也有各种观点提出了异议。例如，一个异议是促进血栓形成会填充动脉瘤而不导致栓塞(为从动脉瘤中掉落部分凝块所致)。在该情况中，血栓形成涂层应当理想地促进凝块形成，同时降低栓塞的危险。更特别地，血栓形成涂层应当改善凝块成熟的速率和性质，并随后在动脉瘤的颈部附近形成新内膜和新内皮的覆盖。
由无涂敷的铂制成的闭合环引导出(即使有也)很小的生物应答，因此对于促进动脉瘤内快速的血栓形成是不理想的。为了改善血栓形成的应答，已经用胶原为铂闭合环涂层。但是，涂敷在环上的胶原的稳定性较差，将环递送到动脉瘤的方法会损害该涂层。因此，现有技术显示的涂层是设计用于引导出较差性质的血栓形成的应答，因此，耐久性较差。
除了在表面上固定蛋白质(例如胶原)的困难，还有其他的缺点，并与使用这些类型的涂层物质，特别是来源于动物的物质有关。例如，胶原和明胶通常是来源于动物，并用于许多需要血栓形成应答的涂层应用。一个与使用这些物质有关的问题是，由于在它们的生产中批次与批次间固有的差异，难以从这些动物源产生一致的涂层组合物。
在许多情况中，在包衣技术中使用的胶原是来自牛的。在这些情况中，可能是牛胶原制品会包含不想有的污染物，它们是不希望引入到人类患者中的。不希望的污染物的一个例子是导致牛海绵状脑病(BSE)的朊病毒(prionic)颗粒。
BSE，，也称作疯牛病，是称作可传染的海绵状脑病或TSEs(因大脑中类似海绵的恶化区域而命名)的进行性神经学疾病组中的一种。已经报道了各种形式的TSE，包括羊的绵羊疯痒病以及麋鹿和长耳鹿的慢性消耗性疾病。一般相信，使用再循环的动物部分导致了羊的绵羊疯痒病乃至疯牛病的种类交叉污染，摄取污染的牛肉和牛制品会导致这些疾病的人类变异形式，即克雅氏病(CJD)。
其它的关注点在于，来源于动物的制品可能提供其他不想有的污染物，例如抗原因子。这些抗原因子可以促进植入品附近局部的免疫应答，妨害它的功能。这些因子也会导致感染以及局部炎症。
总之，现有技术表明，在身体中所用装置上的涂层会提供止血和闭塞功能，其中设计涂层来引导装置表面上的血栓形成应答，通常具有较差的性质。这些涂层不适合促进局部应答，导致涂敷的装置表面上形成血栓。
发明简述本发明提供可以用于制备具有预纤维化涂层的制品的化合物、组合物和方法以及涂层制品。本发明也包括具有预纤维化涂层的制品的应用，如本文所述，用于医疗目的。
根据本发明涂敷的制品可以提供快速和局部化的纤维化应答，导致涂层制品附近凝固因子的蓄积和纤维蛋白凝块的产生。在一些方面，预纤维化涂层可以用于在已经递送了涂层制品的体内的区域中促进空间填充。预纤维化涂层可以在各种医疗制品上形成。然后该涂敷的医疗制品可以递送到需要止血功能的身体区域。在本发明的一些方面，在血管闭塞装置例如血管闭合环的表面上形成预纤维化涂层。
在本发明的另一个方面，预纤维化涂层是在具有多孔表面的制品上形成。具有多孔表面的特别有用的可植入制品包括织物例如外科补片。
本发明的涂层是针对形成机化的纤维蛋白凝块，进一步地针对形成具有降低栓塞进入血流的可能的凝块。与涂层表面有关的凝块可以发挥止血屏障的作用，预防或至少减少体液例如血液移动进入或通过凝块区域。
当与可植入的医疗制品联合使用时，本发明的预纤维化涂层提供了很多显著的优点。
一个优点涉及预纤维化涂层改善的性质和耐久性。该涂层可以在制品的表面上形成，而没有或只有不明显的表面缺陷。例如，涂敷的表面成像显示该涂层没有分裂或分层，这样就不会导致在使用期间产生问题。因为本发明的预纤维化涂层形成良好，它们在使用中显示了改善的耐久性，因此为患者提供了额外的安全性。
另一个优点涉及控制涂层厚度的能力。这对于具有复杂几何形状或具有难以涂敷的表面的较小的可植入制品是特别有用的。在一些方面，该涂层可以小于5μm，例如约2-3μm。在另一个方面，该涂层可以较厚，例如大于约5μm。当需要实现空间填充功能，例如治疗动脉瘤时，较厚的涂层是有用的。
另一个优点涉及所涂敷表面的润滑性。特别地，预纤维化涂层可以改善所涂敷制品的表面的润滑性。因此可以促进在治疗过程中所涂敷的制品在导管内的移动并进入靶位。用预纤维化涂层涂敷的制品，例如线、环和串可以被递送到体内的靶位，例如动脉瘤，而只有较低的摩擦阻力。
预纤维化物质也设计用于在装置的表面形成稳定的涂层。在将该涂层递送的体内的靶位时，该涂层是稳定的，至少最初是稳定的。在一些情况中，该涂层物质可以是至少部分生物可降解的，可以从表面侵蚀。
在本发明的一些方面，可以利用光反应性基团，并允许预纤维化聚合物与医疗制品共价结合，或与医疗制品的结合变得稳定。这提供了改善的预纤维化聚合物和医疗制品的结合体。方法例如将涂敷的制品递送到靶位将不会显著地损害预纤维化涂层。
在一些方面，本发明的预纤维化涂层包括预纤维化剂，例如预纤维化聚合物，其可以通过使用一种或多种潜在的反应基团固定于可植入医疗装置的表面。潜在的反应基团例如光反应性基团可以侧挂于预纤维化聚合物，不依赖于预纤维化聚合物，或两者都是。光反应性基团可以侧挂于预纤维化聚合物并被活化而将预纤维化聚合物结合到装置的表面，或一种或多种其他组分例如存在于涂层中的聚合物组分上。
在一些优选的方面，光反应性基团包括芳基酮，例如苯乙酮、二苯甲酮、蒽醌、蒽酮和蒽酮-样杂环(即在10位具有N、O或S的蒽酮的杂环类似物)，或它们取代的(例如，环取代的)衍生物。优选的芳基酮的例子包括蒽酮的杂环衍生物，包括吖啶酮、氧杂蒽酮和硫蒽酮，及它们的环取代的衍生物。
在本发明的一些方面，预纤维化涂层包括预纤维化聚合物、光反应性基团和可聚合基团。优选可聚合基团是侧挂于聚合物，例如预纤维化聚合物，或任选地，其他不是预纤维化聚合物的聚合物。该聚合物可以具有一个或多个可聚合基团。例如，在一些方面，可聚合基团可以是侧挂于预纤维化聚合物的乙烯基化的不饱和基团。可聚合基团的活化可以促进预纤维化聚合物的自由基聚合和表面上涂敷的形成。可以通过活化光反应性基团而引发聚合。
具有可聚合基团的预纤维化聚合物的聚合可以形成彼此结合的预纤维化聚合物的涂敷层，或如果在涂层中包括其他可聚合物质，预纤维化聚合物彼此结合，并与涂层中存在的其他物质结合。在这个方面，不需要装置的表面和预纤维化聚合物之间的结合。
预纤维化聚合物可以基于天然聚合物，例如胶原，或者合成聚合物。
在本发明的另一个方面，预纤维化涂层包括预纤维化阳离子型聚合物和光反应性基团。在形成涂层时，可以活化光反应性基团，使预纤维化阳离子型聚合物结合到制品的表面。预纤维化阳离子型聚合物可以强烈地吸引与促进所涂敷表面上纤维蛋白凝块形成有关的血小板和蛋白质。
在本发明的另一个方面，预纤维化涂层包括非来源于动物的预纤维化聚合物和光反应性基团。非来源于动物的预纤维化多肽可以是具有胶原活性的肽，例如合成胶原。
在这个方面，可以实现涂敷的制品改善的安全性，因为这些涂层不依赖于来源于动物的物质例如牛胶原的存在，而来源于动物的物质可能与来源于动物的污染物有关。因此，在这些方面，使用非来源于动物的预纤维化物质，即使没有消除，也极大地降低了向体内引入来源于动物的污染物的可能性。本发明的预纤维化涂层的使用可以改善涂层整体性质和一致性，因为它避免了使用来自动物制品的物质而可能具有的批次-批次间差异。
在本发明的另一个方面，预纤维化涂层包括预纤维化剂例如预纤维化聚合物，和抗血栓形成剂，两者都可以存在于涂层中。存在于预纤维化涂层中的抗血栓形成剂可以调节由预纤维化剂引发的纤维化应答，并改善涂敷的性质。
抗血栓形成剂可以调节纤维化应答的速率，使得在涂敷制品附近形成适当的凝块。抗血栓形成剂的存在不会阻止凝块形成，但是会调节凝块形成的速率和范围，以避免凝块形成的可能的潜在后果，例如栓塞物。
因此，在本发明的另一个方面，预纤维化涂层包括预纤维化剂、抗血栓形成剂和光反应性基团。在本发明的一个方面，预纤维化剂是预纤维化聚合物。可以使用各种合成或天然的预纤维化聚合物，例如胶原。
光反应性基团可以侧挂于预纤维化聚合物或不依赖于预纤维化聚合物和/或抗血栓形成剂。在一些方面，光反应性基团存在于可以将预纤维化聚合物结合到抗血栓形成剂上的交联部分中。
在一些情况下，当活化后能够将预纤维化剂和/或抗血栓形成剂结合到装置的表面或另一个组分上以形成预纤维化涂层时，独立的光反应性基团可以作为偶合部分。例如，预纤维化聚合物例如胶原可以包含已经反应而将预纤维化聚合物结合到抗血栓形成剂上的侧挂的光反应性基团。
在另外的方面，光反应性基团存在于聚合引发剂上，活化该引发剂以促进一种或多种聚合物质的涂敷层的形成，其中聚合物质是预纤维化聚合物、抗血栓形成剂或其组合。例如，涂层可以包括通过反应性可聚合基团结合的包含预纤维化聚合物例如胶原的层、通过反应性可聚合基团结合的包含抗血栓形成剂的层、或包含结合的预纤维化聚合物和抗血栓形成剂的组合的层。该涂层也可以包括这些层的组合。
在一个方面，该涂层包括，包含通过反应性可聚合基团结合的PEG的层，和包含通过反应性可聚合基团结合的胶原的层。
本发明也关注各种在医疗制品上形成预纤维化涂层的方法。该方法包括将包含抗血栓形成剂的第一组合物沉积的步骤，将包含胶原的第二组合物沉积的步骤，和活化光反应性基团以形成预纤维化涂层的步骤。在该方法中，光反应性基团可以存在于第一涂层组合物中，存在于第二涂层组合物中，不依赖于第一和第二涂层组合物，或它们的组合。
在医疗制品上形成预纤维化涂层的另一种方法包括沉积包含胶原和抗血栓形成剂的组合物的步骤，和活化光反应性基团以形成预纤维化涂层。在该方法中，光反应性基团可以存在于第一涂层组合物、第二涂层组合物中，不依赖于第一和第二涂层组合物，或它们的组合。
在医疗制品上形成预纤维化涂层的另一种方法包括沉积包含抗血栓形成聚合物(包含可聚合基团)的第一组合物，沉积包含胶原(包含可聚合基团)的第二组合物，和活化聚合引发剂以形成预纤维化涂层。在这些方法中，聚合引发剂可以存在于第一涂层组合物、第二涂层组合物中，不依赖于第一和第二涂层组合物，或它们的组合。
可以向预纤维化涂层中加入任意的物质，一类优选的可聚合物质包括具有侧挂的可聚合基团的亲水性或可溶胀聚合物。这些类型的聚合物在预纤维化涂层中是有用的，因为它们能为所涂敷的装置提供空间填充性质。这些材料能够通过作用于装置的全部功能，例如通过改善密封功能或通过改善制品闭合身体区域的能力来改善制品的性质。
因此，在本发明的另一个方面，可以由包含可溶胀的聚合物、预纤维化聚合物和光反应性基团的涂层组合物形成涂层。在一些情况中，溶胀的聚合物业可以提供抗血栓性质，例如PEG。
发明详述通过参考将本文提及的所有出版物和专利都引入本文。本文披露的出版物和专利仅仅是用于它们的公开。但不能解释为承认不给予本发明人在所有出版物和/或专利，包括本文引用的所有出版物和/或专利前的权利。
本发明的化合物、组合物、方法和装置可以用于促进用本发明的预纤维化物质涂敷的制品的预纤维化应答。纤维化应答可以促进与制品相连的纤维蛋白凝块的形成，该纤维蛋白凝块可以提供空间填充功能而用于实现制品附近的止血或闭合。
根据本发明，预纤维化涂层是提供在医疗制品的表面上。该医疗制品可以是任意引入到哺乳动物中用于预防或治疗医疗病症的制品，其中需要促进与所涂敷制品相连的纤维蛋白凝块的形成。这些制品可以皮下、经皮或通过手术引入，以安置在器官、组织或器官的内腔中，例如动脉、静脉、心室或心房。具有预纤维化涂层的医疗制品可以提供一种或多种功能，包括作为体液例如血液流动的屏障。
具有预纤维化涂层的医疗制品也可以通过装配具有两个或更多“部分”(例如，可以拼合在一起形成制品的医疗制品的组件)的制品来制备，其中至少一个部分具有预纤维化涂层。医疗制品的全部或部分可以具有预纤维化涂层。在该关注点中，本发明也关注具有预纤维化涂层的医疗制品的部分(例如，没有完全装配的制品)。
预纤维化涂层可以在意欲具有止血功能的制品的表面上形成，为体液的流动提供屏障。在许多情况中，需要形成这些人造屏障，以确保意欲在人体内的可植入制品的功能。例如，在一些情况中，预纤维化涂层促进阻止体液在体内从一处流到另一处的屏障的形成。在一些情况中，提供一种阻止液体流到体内某一区域，例如动脉瘤肿的屏障。
在预纤维化涂层促进了与装置表面连接的纤维蛋白凝块的形成后，凝结的区域一般变成体液流动不可渗透性的。在涉及纤维蛋白凝块区域的功能时使用的不可渗透性是指显著降低了较大体积液体的传输或液体通过或进入凝结区域。例如，凝结区域可以是血液传输不可渗透性的。
预纤维化聚合物可以用于为各种广泛不同的制品提供涂层。本文使用的“制品”是以其最广义的含义使用的，包括的物品例如是医疗装置。这些制品可以包括但不限于，血管植入物和移植物、移植物、手术装置；合成的假体；人工血管包括内置假体、支架移植物和血管内支架组合；小直径移植物、腹主动脉瘤移植物；伤口敷料和伤口处理装置；止血屏障；网和疝气栓塞；补片，包括子宫出血补片、房间隔缺损(ASD)补片、卵圆孔未闭(PFO)补片、室间隔缺损(VSD)补片和其他一般的心脏补片；ASD、PFO、和VSD闭合物；经皮闭合装置、二尖瓣修复装置；左心耳过滤器；瓣膜成形术装置；导管；中央静脉访问导管、血管访问导管；脓疱引流导管；药物输注导管、胃肠外给食导管、静脉内导管(例如，用抗血栓形成剂治疗)、中风治疗导管、血压和支架移植导管；吻合装置和吻合的封闭物；动脉瘤排出装置；包括葡萄糖传感器的生物传感器；节育控制装置；乳腺植入物；心脏传感器；感染控制装置；膜；组织支架；与组织有关的物质；包括脑脊髓液(CSF)分流的分流、青光眼导引分流；牙齿装置和牙植入物；耳部装置例如耳引流管、鼓膜造孔术排气管；眼部装置；套囊和装置的套囊部分，包括引流管套囊、植入的药物输液管套囊、导管套囊、缝合套囊；脊柱和神经学装置；神经再生导管；神经学导管；神经补片；矫形外科装置例如矫形关节植入物，骨修复/强化装置、软骨修复装置；泌尿外科装置和尿道装置例如泌尿外科植入物、膀胱装置、肾装置和血液透析装置，结肠造瘘袋附属装置；胆汁引流产品。
在一些实施方案中，预纤维化涂层用于与闭合装置结合用于闭合体内靶区域的任意部分。闭合装置包括可植入的医疗装置，其可递送到身体的靶区域，意欲具有阻止体液流动通过或进入已经递送装置的区域的功能(例如，止血功能)。与闭合装置结合的血栓形成和凝块的形成一般是为了达到止血功能。可以通过递送装置到靶区域并允许预纤维化涂层促进纤维蛋白凝块形成而实现闭合，因此，物理闭合了靶区域。由于具有预纤维化涂层的闭合制品对于脉管系统包括动脉、静脉、瘘管和动脉瘤的选择性闭合是特别有用的，这些涂敷后的装置也可以用于其他的体腔，例如输卵管、胆管等等。预纤维化涂层对于与可以插入到动脉瘤的血管闭塞环、线或串结合是特别有用的。
在示例性的方法中，递送具有预纤维化涂层的血管闭塞环到动脉瘤中。预纤维化涂层能促进纤维化应答，导致动脉瘤内凝块组分的快速蓄积。逐渐地，和优选地，凝块闭塞了动脉瘤，阻止了血液的流入，因此基本上降低了动脉瘤破裂的危险。在一些方面，本发明涉及制备和利用具有预纤维化涂层的血管闭塞环，其可以促进动脉瘤内机化的不能从动脉瘤中移出纤维蛋白凝块的形成。
血管闭塞装置可以包含线、环、编带和串，其可以具有螺旋形的伤口构型。示例性的环直径一般是2.2mm或更小，更特别地范围是0.2mm到2.2mm，可以由直径1.25mm或更小，例如范围为0.125mm到1.25mm的线构成。该装置示例性的长度范围典型地是0.5到100厘米。
在一些实施方案中，血管闭塞装置是由金属例如铂、金或钨组成的，尽管也可使用其他金属，例如铼、钯、铑、钌、钛、镍和这些金属的合金，例如不锈钢、钛/镍和镍钛金属互化物合金。优选的金属环主要包括铂。
在另一个实施方案中，血管闭塞装置包含聚合物绳、线或环。特别有用的装置包括具有水凝胶性质的聚合物。对该类型装置有用的聚合物包括聚(氨基甲酸乙酯)、聚(丙烯酸酯)、聚(甲基丙烯酸酯)、聚(乙烯吡咯烷酮)、乙酸纤维素、乙烯乙烯醇共聚物、聚(丙烯腈)、聚(乙酸乙烯酯)、乙酸丁酸纤维素、硝基纤维素、氨基甲酸乙酯/碳酸酯的共聚物、苯乙烯/马来酸的共聚物、或其混合物。
在一些实施方案中，聚合物串包括硬的水凝胶核并被软的水凝胶泡沫包围，该泡沫通过凝胶外涂层包围。在其他实施方案中，环或线包括软的生物相容性的聚合物，例如ePTFE、氨基甲酸乙酯、聚烯烃和尼龙。
本发明的预纤维化物质可以沉积在这些装置的水凝胶表面，然后照射以活化光反应性基团和形成包含预纤维化聚合物的涂层。
本发明也提供在医疗制品的多孔表面上制备预纤维化涂层的方法。本发明的预纤维化聚合物可以沉积在医疗制品的多孔表面上，形成预纤维化涂层。该多孔表面可以是由一种或者类似或不同的生物材料的组合构成的。预纤维化涂层组合物可以以用涂层物质填充该制品表面的孔的方式来制备和/或应用。这可以通过，例如控制因素例如涂层组合物的粘度和活化用于与装置表面的预纤维化聚合物结合的光反应性基团来实现。
具有“多孔表面”的制品是指具有含孔的、预纤维化涂层可在其上形成的表面的任意制品。这些孔优选的物理大小允许组织向内生长进入该孔中。多孔的表面可以与非孔表面相连，例如，可以给多孔表面提供支持的支架。
该医疗制品可以包括具有预纤维化涂层的多孔表面和没有用预纤维化涂层涂敷的非孔表面，非孔表面也可任选用预纤维化涂层涂敷，或用不同于预纤维化涂层的物质涂敷。多孔表面的全部或部分可以用预纤维化涂层涂敷。
在许多情况中，制品的多孔表面是织物或具有织物样的性质。多孔表面可以是由包括针织材料、编织材料(knitted materials)和编结材料(braided materials)的纺织品形成的。特别有用的纺织品材料是可以用本领域已知的任何适当的针织材料形成的针织材料。
多孔表面可以是移植物、鞘、盖、补片、套、外皮、护套等等的表面。这些类型的制品可以本身发挥医疗制品的功能，或用于与医疗制品的其他部分结合(其例子将在下文中进一步橡树)。
例如，预纤维化涂层可以用于与织物例如心脏补片、鞘和移植物连接。在向这些实施方案中，预纤维化涂层可以用于产生与涂敷的制品结合的止血纤维蛋白凝块。这些涂敷的制品可以用于防治在人体内血液流动到涂敷制品意欲发挥作用的位置。
多孔表面可以包括任意适当类型的生物材料。有用的生物材料可以织入到纤维中以制备本文所述的织物。有用的材料包括合成加成的或缩合聚合物，例如聚酯、聚丙烯、聚乙烯、聚氨基甲酸酯、和聚四氟乙烯。聚对苯二甲酸乙酯(PET)是在织物中常用的聚合物。在制备用于构成织物的纤维，例如单纤丝和多纤丝纤维，时也可以使用这些聚合物的混合物。常用的织物包括，例如尼龙、丝绒、和DACRONTM。
该织物任选包括硬化材料以改善制品的物理性质，例如改善移植物的强度。这些材料可以改善植入制品的功能。例如强化材料可以改善移植物的开放性。
多孔表面也可以通过在这些聚合物中浸渍心轴来实现。
外科补片可以在许多医疗方法中使用以阻止血流。具有如本文所述的新发明的预纤维化涂层的外科补片可以快速产生与该补片结合的纤维蛋白凝块，因此改善了止血功能。
其他特别关注的多孔表面包括心脏补片的表面。它们可以用于降低与心血管重建有关的缝合线出血。该补片可以用于穿透缝合周围的封闭。常用于心脏补片的物质包括PTFE和DACRONTM。
作为多孔表面使用的物质的厚度可以根据用途来选择。但是一般厚度平均是约1.0mm或更小，典型地在约0.10mm到1.0mm的范围内。
其他特别关注的多孔表面包括移植物，特别是具有立体花纹的外部的移植物。立体花纹移植物的例子包括具有丝绒的立体花纹的外部，具有立体花纹或平滑内部的那些。由针织纺织品构成的移植物是本领域公知的，已经在下列文献中进行了描述例如，U.S 4,047,252；U.S.5,178,630；U.S.5,282,848；和U.S.5,800,514，，在此通过参考将它们以整体引入本文。
该医疗制品可以由任意适当的生物材料或生物材料的组合制造。优选的生物材料包括合成聚合物形成的那些，包括由加成或缩合聚合作用形成的低聚物、均聚物和共聚物。适当的加成聚合物的例子包括但不限于，丙烯酸酯类，例如由丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酰胺、和丙烯酰胺；乙烯基例如乙烯、丙烯、氯乙烯、乙酸乙烯、乙烯吡咯烷酮、二氟亚乙烯。缩合聚合物的例子包括但不限于尼龙类，例如聚己内酰胺、聚月桂内酰胺、聚亚己基己二酰二胺和聚亚己基十二烷基二胺，以及聚氨基甲酸酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚砜类、聚(乙烯对苯二酸酯)、聚乳酸、聚乙醇酸、聚二甲基硅氧烷、和聚醚酮。
本文使用的预纤维化“涂层”可以包括一个或多个“涂敷的层”，每个涂敷的层包含一种或多种涂层材料。
在一些情况中，预纤维化涂层是由包括预纤维化聚合物的单层物质构成的。在其他的情况中，该涂层包括一层以上的涂敷层，至少一个涂敷层包括预纤维化聚合物。如果在预纤维化涂层中存在一个以上的层，这些层可以由相同或不同的物质构成。当涂敷层可以包括相同或不同的物质时，包括预纤维化聚合物的涂敷层一般制成在植入涂层制品到体内时或植入后可用于体液。
当需要形成提供与制品相连的空间填充功能的涂层时，具有多个涂敷层是特别有用的。制品表面的涂敷层物理占据接受具有预纤维化涂层的制品的身体区域中的空间。
预纤维化涂层物质可以沉积到适合固定预纤维化涂层物质的任何表面。在许多方面，预纤维化物质沉积在可以与反应性基团反应的表面上。换句话说，光反应性基团可以与表面物质形成共价键，因此将预纤维化涂层物质与表面结合。
装置的全部或部分表面可具有中间层或基底涂敷层，可以促进预纤维化物质的固定。这也可以称作“连接层”或“结合层”。连接层可以提供可以与光反应性基团反应，并形成共价键的物质。适当的基底或中间涂层包括可提取氢的物质。这些也可以包括官能团例如反应性基团或硅烷基。聚合物是在中间层中使用的优选物质。
在本发明的一些方面，医疗制品是含金属的或含金属合金的血管闭塞环或线，其包含预纤维化涂层层和含金属线或环与预纤维化层之间的中间层。中间层可以用于预纤维化层与环之间的结合。例如，中间层可以用作光反应基团的靶点，允许预纤维化聚合物结合到线或环上。该中间层可以包括可以与本发明的活化的光反应性基团反应的聚合物或其他适当的化合物。该聚合物或其他适当的化合物可以是包含硅烷的化合物，或可以具有反应性官能团例如氨基。
在本发明的另一些方面，血管闭塞制品是聚合物物质的圆筒形制品，例如预纤维化涂层可以沉积于其上的聚合物串。血管闭塞制品可以包括具有水凝胶性质的聚合物物质。与涂层物质相连的光反应性基团可以被活化而形成预纤维化涂层。例如，具有侧挂的光反应性基团的预纤维化聚合物可以通过光反应性基团与水凝胶表面共价结合。
一般地，可以进行涂层方法来涂敷医疗制品的全部或需要的部分。涂层方法可以是直接基于制品的预期功能。在一些情况中，需要仅在制品的一部分上产生预纤维化应答。例如在血管闭塞环、线或串的情况中，需要仅覆盖插入到动脉瘤中的环、线或串的一部分。
用于形成预纤维化涂层的物质可以用任何适当的涂层方法沉积到表面上。这些方法包括但不限于，喷雾涂层、浸渍、注射和刷拭。用本文所述的化合物涂敷医疗制品的表面的优选方法是喷雾涂层。
在本发明的一些方面，预纤维化聚合物是天然聚合物，例如肽或蛋白质。预纤维化肽或蛋白质的例子包括，但不限于，凝血酶和胶原，例如人重组胶原(FibroGen，South San Francisco，CA)。胶原肽和改性胶原可以用于制备预纤维化涂层。本文也描述了其他关注的预纤维化多肽。
在一个实施方案中，预纤维化涂层包括非来源于动物的预纤维化多肽。本文使用的“动物”涉及非人的动物，典型地使用家畜，包括的动物例如是母牛(牛)、猪(猪的)和鸡，从它们中典型地提取胶原。
其他有用的预纤维化剂可以包括血小板因子1-4、血小板活化因子(乙酰甘油醚磷酰胆碱)；血小板选择蛋白和血管性血友病因子(vWF)；凝血激酶；纤溶酶原活化因子引发剂-1；血栓素；促凝血的凝血酶样酶包括cerastotin和afaacytin；磷脂酶A2；Ca2+-依赖性凝集素(C-型凝集素)；结合糖蛋白受体并诱导聚集的因子例如aggretin、rhodocytin、aggregoserpentin、triwaglerin、和马痘毒素；糖蛋白Ib激动剂包括mamushigin和alboaggregin；vWF交互作用因子包括美洲矛头蝮毒蛋白、bitiscetin、cerastotin和ecarin。
与凝块级联有关的其他因子，包括蛋白因子，包括凝结因子I-XIII(例如，纤维蛋白原、凝血素、组织凝血致活酶、钙、促凝血球蛋白原(促凝血球蛋白)、转变加速因子前体(血清凝血酶原转变加速因子)、抗血友病球蛋白、血浆凝血活酶组分、凝血致活酶(自体凝血酶原C)、血浆促凝血酶原激酶前体(PTA)、哈格曼因子和血纤维蛋白稳定因子(FSF，纤维形成酶、转谷氨酰胺酶原))。
在一些方面，预纤维化涂层包括预纤维化阳离子型聚合物。
该预纤维化阳离子型聚合物优选是带有正电荷足以吸引血小板和凝固因子到涂敷装置表面的聚合物。该预纤维化阳离子型聚合物可以包括例如，伯胺基。示例性的阳离子聚合物包括葡聚糖和具有胺基的聚亚胺，例如DEAE葡聚糖(二乙烯氨乙基葡聚糖)和聚乙烯亚胺(PEI)。优选的合成预纤维化阳离子型聚合物是聚乙烯亚胺。示例性的来自天然的阳离子聚合物包括甲壳质和壳聚糖(D-乙酰化甲壳质)。
该预纤维化阳离子型聚合物可以是均聚物或同聚物。该预纤维化涂层可以包括可促进纤维化应答的不同阳离子聚合物的混合物。
其他适当的预纤维化阳离子型聚合物包括带正电荷的基团例如三价或四价阳离子基团。适当的三价或四价阳离子基团的例子包括季铵、四价、和三价锍基团。这些聚合物可以通过不同技术来制备。具有伯、仲、叔胺或其组合的聚合物可以四价化，以在聚合物上产生带电荷的季胺。可以通过卤代烷将胺成功地烷基化，以通过Menshutkin反应提供季胺。
可以使用各种方案来制备具有侧挂的光反应性基团的预纤维化阳离子型聚合物。例如，可以通过具有叔胺的聚合物与苄基卤素衍生的光反应性基团反应，通过合成制备具有侧挂的光反应性基团的预纤维化阳离子型聚合物。该反应允许光反应性基团结合到聚合物上，同时将叔胺基转变成带电荷的季胺基。
也可以通过具有光反应性基团的单体与具有阳离子基团的单体共聚，通过合成制备具有侧挂的光反应性基团的预纤维化阳离子型聚合物。在一些实施方案中，可以使用具有光反应性基团和阳离子基团的个体单体来制备预纤维化阳离子型聚合物。任选地，在共聚反应中可以包含其他单体。本文例举了制备预纤维化阳离子型聚合物的方法。
可替代地，或此外，可以活化光反应性基团而将预纤维化阳离子型聚合物共价结合到其他预纤维化阳离子型聚合物，在涂层组合物中如果存在另一组分，或者可以共价结合到该另一组分上。一般地，该途径可以用于促进在制品的表面上包含预纤维化阳离子型聚合物的涂敷层的形成。
一般需要使用大小适合形成涂层和产生纤维化应答的预纤维化聚合物。在本发明的一些方面，该涂层包括平均分子量(Mw)至少约2×103Da，优选在约2×103Da到2×106Da范围内的预纤维化阳离子型聚合物。
在本发明的一些方面，预纤维化聚合物具有一个或多个侧挂的光反应性基团。侧挂的光反应性基团可以沿着预纤维化聚合物的长度定位，在聚合物的一个或两个末端，或两者上。光反应性基团在预纤维化聚合物的这种安置可以提供预纤维化涂层在制品表面的产生。
光反应性基团包括一个或多个对特定使用的外能源(例如照射)应答的反应部分，以产生活性物质，例如活性物质例如氮烯、卡宾和激发态酮，从而与邻近的靶化学结构共价结合。这些光反应性基团的例子如U.S.5,002,582所述。可以选择光反应性基团以感应电磁谱的不同部分，典型地是电磁谱的紫外线、可见光或红外线部分。“照射”是指在表面上使用电磁辐射。
可以从预纤维化聚合物中侧挂的优选光反应性基团的一种类型是光反应性芳基酮。光反应性芳基酮的例子包括但不限于，苯乙酮、二苯甲酮、蒽醌、蒽酮和蒽酮-样杂环(即在10位具有N、O或S的蒽酮的杂环类似物)，或它们取代的(例如，环取代的)衍生物。优选的芳基酮的例子包括蒽酮的杂环衍生物，包括吖啶酮、氧杂蒽酮和硫蒽酮，及它们环取代的衍生物。
其他适当的光反应性基团包括叠氮类，例如，芳基叠氮(C6R5N3)例如苯基叠氮，特别是4-氟-3-硝基苯基叠氮，酰叠氮(-CO-N3)例如叠氮甲酸乙基叠氮化物、叠氮甲酸苯基叠氮化物，磺酰基叠氮(-SO2-N3)例如苯磺酰基叠氮，和磷酰基叠氮(RO)2PON3例如二苯基磷酰基叠氮化物和二乙基磷酰基叠氮化物。
其他适当的光反应性基团包括重氮化合物，例如，重氮烷(-CHN2)例如重氮甲烷和二苯基重氮甲烷，重氮酮(-CO-CHN2)例如重氮苯乙酮和1-三氟甲基-1-重氮-戊酮，重氮基乙酸酯(-O-CO-CHN2)例如叔丁基重氮基乙酸酯和苯基重氮基乙酸酯，和β-酮-α重氮基乙酸酯(-CO-CN2-CO-O-)例如3-三氟甲基-3-苯基diazirine，和烯酮(-CH＝C＝O)例如乙烯酮和二苯烯酮。
示例性的光反应性基团如下表1所示。

在一些实施方案中，光反应性基团不依赖于预纤维化聚合物。例如非依赖性的光反应性基团可以是光反应性交联化合物的一部分。当被活化时，光反应性交联化合物的光反应性基团可以将预纤维化聚合物结合到装置的表面、涂层组合物的另一组分，或另一个涂敷的层，以形成预纤维化涂层。适当的光反应性交联剂具有两个或更多光反应性基团。光反应性交联剂可以具有相同或不同的光反应性基团。示例性的光反应性交联剂在本申请人的U.S.5,414,075(Swan等人)、和U.S.公开号2003/0165613 A1(Chappa等人)中进行了描述。也可参见U.S.5,714,360(Swan等人)和5,637,460(Swan等人)。
在另一方面，包含光反应性基团的化合物用作光敏引发剂，例如，以促进具有可聚合基团的试剂，例如具有可聚合基团的预纤维化聚合物的聚合作用。
在本发明的另一个实施方案中，预纤维化涂层包括预纤维化聚合物、光反应性基团和可聚合基团。在一些情况中，可聚合基团是侧挂于预纤维化聚合物。例如，预纤维化聚合物例如胶原可以经修饰而具有一个或多个可聚合基团。在其他的情况中，可聚合基团存在于不是预纤维化聚合物的化合物中。在一些优选的实施方案中，可聚合基团侧挂于其他聚合物，例如本文所述的聚合的抗血栓形成剂或亲水性聚合物。
可聚合基团可以是乙烯化的不饱和基团，选自乙烯基、丙烯酸基、甲基丙烯酸基、乙基丙烯酸基、2-苯基丙烯酸基、丙烯酰胺基、甲基丙烯酰胺基、亚甲基丁二酸基和苯乙烯基。
在可聚合物质存在于预纤维化涂层组合物中的情况下，光反应性基团可以促进自由基聚合反应的发生，导致形生聚合物质的涂敷层。其他促进聚合层形成的试剂可以存在于该组合物中。它们可以包括，例如可以改善聚合效力的聚合促进剂。有用的促进剂的例子包括N-乙烯化合物，特别是N-乙烯吡咯烷酮和N-乙烯己内酰胺。基于涂层组合物的体积，这些促进剂可以使用的浓度是例如约0.01％到约5％，优选约0.05％到约0.5％重量。
在本发明的另一个方面，预纤维化涂层包括预纤维化剂，例如预纤维化聚合物和抗血栓形成剂，两者都可以存在于涂层中。
使用与制品上的涂层结合的预纤维化剂和抗血栓形成剂的组合，可以通过不同的途径来调节凝块形成的速率和范围。例如，可以将预纤维化聚合物和抗血栓形成剂分散或混合在涂敷的单个层中，或者可以彼此独立地与涂层结合，例如在分离的层中。预纤维化聚合物和抗血栓形成剂与涂敷的表面接合的方式可以取决于所选择的特定聚合物和试剂，以及该医疗制品的表面性质(例如，材料、孔隙率和构型)。
在一些情况中，预纤维化聚合物和抗血栓形成剂可以合并在涂层组合物中，并沉积在医疗制品上。在涂层组合物中，例如可以存在精确量的预纤维化剂和抗血栓形成剂，以产生设计用来实现凝块形成的适当速率和范围的涂层。在其他情况中，可以设定预纤维化剂和抗血栓形成剂的比例，以产生设计用来实现凝块形成的适当速率和范围的涂层。给予该教导，本领域技术人员可以选择任一或更多的预纤维化剂和任一或更多的抗血栓形成剂，以提供所需的效果。
在本发明的一个方面，已经发现，包含约10％或更大量的抗血栓形成剂的包衣组合物提供了特殊的预纤维化涂层。例如抗血栓形成剂可以是具有可聚合基团，例如PEG大分子单体的物质。
在另一些情况中，预纤维化剂可以与涂层结合，其方式为在血液组分与抗血栓形成剂接触之前允许血液组分与预纤维化剂接触。例如，可以制备具有包括预纤维化剂的层，和包括抗血栓形成剂的层的涂层，其中包括抗血栓形成剂的层与涂敷制品的表面邻近。示例性的涂层包括邻近于表面的具有PEG的第一涂敷层和含有胶原的第二涂敷层。
在一些实施方案中，预纤维化涂层包括预纤维化剂、抗血栓形成剂、光反应性基团和可聚合基团。在一些情况中，可聚合基团是从预纤维化聚合物中侧挂的。例如，可修饰预纤维化聚合物以具有一或多种可聚合基团。在其他情况中，可聚合基团是从抗血栓形成剂中侧挂的。在其他情况中，可聚合基团存在于不是预纤维化聚合物的化合物上。在一些优选的实施方案中，可聚合基团是从其他聚合物，例如本文所述的亲水聚合物中侧挂的。也可以设想，涂层组合物可以包括两种或更多的不同的具有可聚合基团的化合物，例如聚合物。
在一些方面中，该涂层包括预纤维化剂和抗血栓形成剂，其中抗血栓形成剂包括侧挂的光反应性基团。可以如下形成涂层通过在表面上沉积包括预纤维化剂和抗血栓形成剂的组合物，然后处理该表面以活化从抗血栓形成剂侧挂的光反应性基团，形成涂层。例如，具有侧挂的光反应性基团的抗血栓形成剂可选自光衍生性肝素和光衍生性透明质酸、光衍生性的来自赖氨酸的乙烯聚合物、光衍生性PEG和光衍生性脂肪酸。
抗血栓形成剂可以调节纤维化应答的速率，以在涂敷制品的表面上形成适当的凝块。
一种优选的抗血栓形成剂是聚乙二醇(PEG)。用聚乙二醇覆盖的表面显示出生物相容性，因为PEG的性质得到了非免疫原性、非抗原性和蛋白质排斥。
可以用光反应性基团将PEG固定在涂层上。在一些方面，使用具有可聚合基团的PEG形成涂层。可以通过沉积包括乙酰化的PEG的涂层组合物与聚合引发剂例如具有光反应性基团的聚合引发剂的组合来形成包含PEG的涂敷层。
抗血栓形成剂的其它例子包括肝素、肝素衍生物、肝素钠、低分子量肝素、水蛭素、赖氨酸、前列腺素、阿加曲班、福斯高林、伐哌前列素、前列环素和前列环素类似物、D-ph-pr-arg-氯甲基酮(合成的抗凝血酶)、双嘧达莫、糖蛋白IIb/IIIa血小板膜受体抗体、共蛋白IIb/IIa血小板膜受体抗体、重组水蛭素、凝血酶抑制剂(例如从Biogen商业销售的)、硫酸软骨素、改性葡聚糖、白蛋白、链激酶、组织纤维蛋白溶酶原活化剂(TPA)、尿激酶、氧化亚氮抑制剂等等。抗血栓形成剂也可以是GPIIb-IIIa血小板受体复合物的抑制剂，其介导了血小板聚集。GPIIb/IIIa抑制剂可以包括单克隆抗体Fab片段c7E3，也称作阿昔单抗(ReoProTM)，和合成的肽或拟肽例如依替巴肽(IntegrilmTM)或替罗非班(AgrastatTM)。
任选地，与预纤维化剂或抗血栓形成剂不同的聚合物或化合物可以包括在预纤维化涂层中。可以选择该聚合物或化合物来改变或改善由预纤维化剂和抗血栓形成剂形成的预纤维化涂层的性质。例如，该聚合物或化合物可以改变在表面上形成的涂敷的弹性、柔性、润湿性或附着性质(或其组合)。
应用预纤维化剂和抗血栓形成物质的涂敷的技术包括，例如浸渍、喷雾、刷拭等等。根据本发明的描述，本领域技术人员可以评价与特定医疗制品一起使用的聚合物组合物的适应性，及之应用技术的适应性。
该预纤维化聚合物可以与其他对形成预纤维化涂层有用的试剂分散或一起掺合。这些可以包含其它的非纤维化或非抗血栓形成的聚合材料。
任选地，与预纤维化剂不同的聚合物或化合物可以包括在预纤维化涂层中。可以选择该聚合物或化合物来改变或改善由预纤维化聚合物形成的预纤维化涂层的性质。例如，该聚合物或化合物可以改变在表面上形成的涂敷的弹性、柔性、润湿性或附着性质(或其组合)。
在一些方面，亲水性或可溶胀的聚合物可以包括在包含预纤维化聚合物的涂层中。这些类型的聚合物在预纤维化涂层中是有用的，因为它们可以为涂敷的装置提供空间填充性质。这些物质也能够通过作用于装置的全部功能，例如通过改善闭合功能或通过改善制品封闭体内区域的能力来改善制品的性质。
亲水性或可溶胀的聚合物可以包括侧挂的可聚合基团，可以在形成包含预纤维化聚合物或可以从预纤维化聚合物中分离的涂敷层的方法中使用。
例如，包括亲水性或可溶胀的聚合物的组合物具有侧挂的可聚合基团和可以沉积在装置表面的聚合引发剂。包含亲水性或可溶胀的聚合物的涂敷层可以通过聚合物的开始聚合来形成。随后包括预纤维化聚合物的组合物可以沉积在表面上。该预纤维化聚合物也可以包括可聚合基团。可以通过预纤维化聚合物的引发聚合在包括亲水性或可溶胀聚合物的层上形成包含预纤维化聚合物的涂敷层。
特别有用的亲水性或可溶胀的聚合物包括聚(乙烯吡咯烷酮)(PVP)、聚(乙二醇)(PEG)、聚(环氧乙烷)、聚(乙氧基唑啉)、聚(环氧丙烷)、聚丙烯酰胺(PAA)、聚(乙烯醇)(PVA)、其共聚物等等。一个或多个可聚合基团可以从可溶胀的聚合物中侧挂。也可以使用可溶胀聚合物的混合物。
在一些方面，亲水性或可溶胀的聚合物，例如PEG可以具有抗血栓形成性质。
其可以用于向预纤维化涂层中掺入具有侧挂的可聚合基团的可溶胀的聚合物，也可以使用没有侧挂的可聚合基团的可溶胀聚合物以形层涂层。因此，在本发明的另一个方面，可以由包括可溶胀聚合物、预纤维化聚合物和光反应性基团的涂层组合物形成涂层。
用于预纤维化聚合物涂敷的应用技术包括，例如浸渍、喷雾、刷拭等等。
形成具有所需厚度的涂层，包括在表面上沉积涂层物质，处理该沉积物质以活化光反应性基团而形成涂敷层，然后重复沉积和处理步骤，以形成具有多个涂敷层的涂层。在该方法中也可以包括干燥步骤。
在本发明的一些方面，需要提供一种具有空间填充功能的涂层以及产生纤维化应答的表面。例如，当需要用制品封闭身体的某一区域时，可在制品上形成预纤维化涂层，该涂层可以增加制品的大小并提供可以吸引凝块-形成组分的表面。在一些实施方案中，预纤维化涂层的厚度大于5微米，在另一些实施方案中为10微米或更大。
在一些实施方案中，本发明的预纤维化涂层可以包括一种或多种可以增强预纤维化表面功能的生物活性剂。可以与预纤维化聚合物联合使用的所关注的生物活性剂包括，例如细胞应答调节剂、微管抑制剂、改型抑制剂、他汀类药物、类固醇和血管扩张剂。如果预纤维化涂层是生物可再吸收的，该生物活性剂可以随着预纤维化物质涂敷的降解而释放。
本发明将通过参考下列的非限制性实施例进行进一步的描述。本领域技术人员显而易见地，可以在所述的实施方案内作出很多改变而不脱离本发明的范围。因此，本发明的范围并不限于在本申请中所述的实施方案，而且也包括通过权利要求的语言描述的实施方案和这些实施方案的等效方案。除非另有说明，所有百分比是重量比。
实施例1PEI-BBA的制备制备具有侧挂的氨基的光衍生性聚合物。
将聚氮丙啶(PEI；24.2wt.％固体；2000kg/mol Mw；BASF Corp.)真空干燥，并将1.09g的PEI溶解于19ml的90∶10(v/v)氯仿∶甲醇溶液中。然后将该PEI溶液在冰浴中冷却到0℃。在2.8mL氯仿中加入62mg的BBA-Cl(4-苯甲酰苯甲酰氯)，将其溶解。然后搅拌下将BBA-Cl氯仿溶液加入到冷却的PEI氯仿∶甲醇溶液中。将反应搅拌过夜，并逐步加热到室温。(薄层色谱法(TLC)分析显示在2.5小时后混合物中没有未反应的BBA-Cl)。然后将反应溶液转移到大烧瓶中，加入1当量的浓盐酸和77.5mL去离子水。在40℃下真空除去有机溶剂，直至PEI水溶液外观变澄清。然后将PEI溶液稀释成最终浓度为10mg/mL，作为涂层溶液使用。
实施例2光-空间-PEI的制备搅拌下，将在3.0ml DMSO(二甲亚砜)中的BBA-EAC-NOS(436.5g/mole；110mg；0.253mmole；根据U.S.6,121,027的实施例2制备；通过参考将其引入本文)加入到PEI(2,000,000g/mole；1.0g；5×104mole)的19ml CHCl3/CH3OH(90/10)冷却溶液中。搅拌下将溶液加热到室温过夜。然后将包含BBA-EAC-NOS-PEI反应产物的溶液置于75ml H2O和HCl(12M；1.9ml∶23mmole)的混合物中。然后将混合物置于旋转式蒸发器上以除去有机溶剂。最后用水稀释该溶液，得到10mg/ml的BBA-EAC-PEL。
实施例3APTAC-聚氮丙啶(APTAC-PEI)聚合物的合成用下列方法将氯化(丙烯基氨基丙基)三甲基-铵形式的季铵基与聚氮丙啶聚合物结合取5g的聚氮丙啶(10,000Mw；Polysciences，Warrington，PA)溶解于10ml的去离子水中，得到50％PEI溶液。向50％PEI溶液中加入16g的75％氯化(3-丙烯基氨基丙基)三甲基-铵溶液(APTAC；Simga-Aldrich Corp.，St.Louis，MO)。将PEI和APTAC的混合物在55℃下振动过夜。所得到的产品是粘稠的、琥珀色溶液，将其室温下贮存于密封的瓶中。
通过NMR(核磁共振)监测在制备APTAC-PEI中所使用的等浓度的小规模反应中APTAC分子的乙烯基质子，表明了在室温下16小时内反应完成了99％。
使用如上所述的2.4∶1 w/w比例的APTAC和PEI(12g APTAC和5g PEI(10,000Da))，经评价认为最终APTAC-PEI的Mw比开始时PEI聚合物(10,000Da)高约3.4倍(34,000Da)。
实施例4APTAC-EITC-聚氮丙啶(BBA-EITC-PEI)聚合物的合成将如实施例3合成的APTAC-PEI聚合物真空干燥，并溶解于90∶10(v/v)氯仿∶甲醇溶液中。然后将该APTAC-PEI溶液在冰浴中冷却到0℃。然后将BBA-Cl(4-苯甲酰苯甲酰氯)溶解于氯仿中，并在搅拌下加入到冷却的APTAC-PEI氯仿∶甲醇溶液中。将反应搅拌过夜，并逐步加热到室温。然后将反应溶液转移到大烧瓶中，加入1当量的浓盐酸和去离子水。在40℃下真空除去有机溶剂，直至BBA-APTAC-PEI水溶液外观变澄清。
实施例5不同分子量的APTAC-PEI聚合物的制备从Polysciences，Warrington，PA得到Mws为750,000(750K)Da、10,000(10K)Da、2,000(2K)Da和800Da的PEI聚合物。为了制备结合了50％ APTAC的PEI，使用2.4∶1 w/w比例的APTAC和具有不同分子量大小的PEI聚合物的PEI。为了制备结合了20％APTAC的PEI，使用0.96∶1 w/w比例的APTAC和具有不同分子量大小的PEI聚合物的PEI。在每个制备中使用如实施例3详述的试剂和反应时间。
使用基于实施例4的合成方案制备具有指定大小并具有侧挂的BBA光反应性基团的APTAC-PEI聚合物。
实施例6三羟甲基丙烷乙氧基化物(20/3 EO/OH)三丙烯酸酯大分子单体的制备(化合物I)如下合成基于PEG的大分子单体(在本实施例结尾表示的合成方案)。
搅拌下，将三羟甲基丙烷乙氧基化物(PEG-三醇；100.0g，98.6mmoles；平均Mw约1.104；Cat.No.41，617-7；Aldrich ChemicalCompany，Inc.，Milwaukee，WI)溶解于200ml的甲苯中并回流1小时。将PEG-三醇溶液冷却到约80℃。在此时，搅拌下向反应溶液中加入50mg(0.403mmoles)的4-甲氧基苯酚(MEHQ；J.T.Baker，Phillipsburg，NJ)、42.7g(0.592moles)的丙烯酸(J.T.Baker，Phillipsburg，NJ)和10ml(0.188moles)的硫酸(Aldrich ChemicalCompany，Inc.，Milwaukee，W1)。将反应溶液加热至回流。然后进行反应，直至产生约6.0ml的水，并通过Dean & Stark接受器收集(约1小时)。将反应混合物冷却至50℃，并搅拌下倒入碳酸氢钠溶液(270g，在2.5L的去离子水)中。分离有机层，用去离子水洗涤，并在硫酸钠上干燥。用擦拭的膜蒸馏器(Pope Scientific，Inc.，Saukville，WI)分离PEG-三丙烯酸酯。
PEG-三丙烯酸酯大分子单体产物通过化合物I来表示。
第34页实施例7光-胶原制备如下制备光反应性衍生的IV-型胶原(光-胶原)。人胎盘IV-型胶原来自Sigma Chemical Co.，St.Louis，Mo。合成异基双功能交联剂(BBA-EAC-NOS)并用于光衍生化胶原。
BBA-EAC-NOS包括二苯甲酮光反应性基团(BBA)、间隔基(EAC)和胺反应性热化学结合基团(N-氧琥珀酰亚胺，NOS)。由4-苯甲酰苯甲酰氯和6-氨己酸合成BBA-EAC。然后通过用N-羟基琥珀酰亚胺的碳二亚胺活化来酯化BBA-EAC的羧基得到BBA-EAC-NOS，合成了BBA-EAC的NOS酯。
在蛋白质上经BBA-EAC的NOS酯共价结合伯胺来光衍生化IV-型胶原。按每mole的胶原为10-15moles BBA-EAC-NOS的比例加入BBA-EAC-NOS。
实施例84，5-二(4-苯甲酰苯基亚甲基氧)苯-1，3-二磺酸二钠盐[DBDS]的合成如下制备4，5-二(4-苯甲酰苯基亚甲基氧)苯-1，3-二磺酸二钠盐[DBDS]。将一定量(9.0g，0.027moles)的4，5-二羟基1，3-苯二磺酸二钠盐一水合物加入到装有顶部搅拌器、进气口和回流冷凝器的250ml三颈圆底烧瓶中。然后加入一定量的(15g，0.054moles)的4-溴甲基二苯甲酮(BMBP)、54ml的四氢呋喃(THF)和42ml的去离子水。在氩气大气中，搅拌下加热该烧瓶至回流。在回流的全部时间里都保持氩气大气。
在实现回流后，通过回流冷凝器加入9.0ml(6N，0.054moles)的氢氧化钠溶液。回流下搅拌反应3小时。然后，加入第二部分的BMBP，3.76g(0.014moles)和3.6ml(6N，0.022moles)的氢氧化钠。在第二次加入BMBP后，回流下继续反应12小时。
在旋转式蒸发器上在40℃下真空蒸发反应混合物，得到46g的黄色糊剂。30分钟内通过在40℃下在50ml的氯仿中悬浮3次来提取糊剂。使用离心机来从固体中倾析氯仿。在最后一次提取后在布氏漏斗上收集固体，并风干30分钟。然后使用旋转式蒸发器在50℃浴温下在约1mm的压力下干燥该固体30分钟。
从67ml的水和67ml的甲醇中再结晶干燥固体，26.8g。干燥后的纯化产物量为10.4g(理论收率为19.0g)，浓度为0.036mg/ml时在265nm处吸收率为1.62。
也可参见U.S.6,278,018。
实施例9季戊四醇的四(4-苯甲酰苄基醚)[″四-BBE-PET″]合成在氩气大气中将下列物质回流34小时季戊四醇[Aldrich](2.0g；14.71mmole，在60℃和＜1mmHg下干燥1小时)；4-溴甲基二苯甲酮(20.0g；72.7mmole；通过4-甲基二苯甲酮[Aldrich]的自由基溴化作用制备)；在液状石蜡[Aldrich]中的80％(w/w)氢化钠(NaH，1.23g；41.0mmole)；和四氢呋喃(THF，120ml)。
然后向反应混合物中加入另外量的80％NaH(2.95g；98.3mmole)，在氩气下将混合物再回流7小时。通过加入8ml的冰乙酸(HOAc)猝灭反应。离心该猝灭的反应物，以除去不溶的THF。
倾析液体，用三份每份为50ml氯仿(CHCl3)洗涤不溶物。合并倾析的液体(主要是THF)和CHCl3洗液并蒸发，得到18.7g的粗制黄色半固体残渣。通过快速色谱法，使用40mm(1.58英寸)直径乘200mm(8英寸)长的硅胶柱，用CHCl3和乙醚(Et2O)洗脱，根据下表2纯化部分粗产品(2g)(除非另有说明，表中所有比例是v/v)
表2.

通过合并和蒸发馏分81-105(理论上，期望从置于柱上的2.0g粗产品中得到1.43g四-BBE-PET)得到淡黄色油状产品(0.843g；59％理论收率)。用Beckman Acculab 2红外光谱仪和Varian FT-80 NMR分光仪通过分析确认纯化的淡黄色产品。在3500cm-1处峰的缺失表明没有羟基官能团。核磁共振分析(1H NMR(CDCl3))与期望的产物相符合；脂肪族亚甲基δ3.6(s，8H)，苄型亚甲基δ4.5(s，8H)，和芳香族δ7.15-7.65(m，36H)与四甲基硅烷内标物。
产物称作季戊四醇的四(4-苯甲酰苄基醚)(四-BBE-PET)。
实施例10PEG-胶原涂层如下首先用非聚合引发剂预处理ePTFE底物。制备在IPA中的浓度为0.5％ v/v的四-BBE-PET(如实施例9制备)的涂层溶液。然后将ePTFE底物浸入到四-BBE-PET的涂层溶液中，照射溶液3分钟。在2个相对的ELC-4000灯之间的中间位置进行3分钟的照射，该灯包含有91cm(36英寸)的间隔的400瓦金属卤化物/汞蒸汽灯泡。在用IPA洗涤以除去未结合的四-BBE-PET后，干燥底物。所得到的底物包含四-BBE-PET的启动涂层。
在干燥后，将启动的和干燥的底物浸渍到包含PEG-三丙烯酸酯大分子单体和四-BBE-PET的水溶液(PEG-三丙烯酸酯大分子单体的浓度是约10-20％ v/v，四-BBE-PET是约0.5-2％ v/v)中。以0.2到1.0cm/s的速率回收底物。再湿法或干法照射涂敷部分3到5分钟(如上所述)。
然后浸渍该底物，随后以0.2到1.0cm/s的速率从包含光-胶原(如实施例7所述制备)的IPA溶液中回收。生物相容性试剂的浓度是约5-20％ v/v。再湿法或干法照射涂敷部分3到5分钟(如上所述)。
实施例11具有PEG-胶原涂敷的ePTFE底物制备包含聚合的基质物质和引发剂的异丙醇(IPA)的涂层溶液，并如下应用于ePTFE底物。在该实验中使用的样品条件概述于表3中。涂层溶液组合物用PEG-三丙烯酸酯大分子单体的体积％，四-BBE-PET的mg/ml来表示。所有样品的涂层溶液均是在IPA中的PEG-三丙烯酸酯大分子单体和四-BBE-PET。浸渍时间的长短是底物浸入到涂层溶液中的时间，UV处理时间是用光照射底物以将涂层结合到底物上的时间。
表3

将ePTFE底物浸渍到涂层溶液中，然后在UV室中通过将底物置于包含间隔91cm(36英寸)距离的400瓦金属卤化物/汞蒸汽灯泡的2个相对的ELC-4000灯之间的中间位置来湿法照射指定长的处理时间。ePTFE底物在IPA涂层溶液中达到饱和，以试图克服该物质的疏水性质，以将基于PEG的疏水涂层结合到表面上。
光衍生性的生物相容性试剂与底物按如下方式结合。在12mM HCl中获得浓度为0.2mg/ml的如实施例7所述制备的光-胶原。将底物浸入到光-胶原溶液中，在4℃下在溶液中保存1小时，然后每一面用Dymax Blue Wave Spot Cure System(光照系统，商购自DymaxCorporation，Torrington，CT)照射不溶物60秒。将系统的紫外线带设置在一定距离，以在波长范围330-340nm用约0.5到0.25mW/cm2的光为底物部分提供涂敷。在60秒的照射期间缓慢搅动底物，以确保底物平衡地浴于光照中。
然后从光-胶原溶液中除去底物。在从光-胶原溶液中除去底物后，在4℃的温度下用无菌PBS将底物洗涤2次，每次洗涤30分钟。然后将底物浸入70％乙醇中30分钟，然后在无菌PBS中洗涤3次(1ml/洗涤)。在4℃下将底物保存在无菌PBS中。
实施例12胶原大分子单体应用于PEBAX底物如下所述制备胶原大分子单体。从ReGen Corp得到I型牛腱胶原。通过在37℃下在定轨振荡器上培养20小时，将该胶原(0.5g)溶解于20ml干燥甲酰胺中。搅拌下加入1.0g(9.8mmole)的TEA，在冰水浴中将反应平衡60分钟。搅拌下以每等份0.25g(速率为每分钟1等份)加入烯丙酰氯，加入的烯丙酰氯总量为1.0g(11mmole)。在最后一次加入后，将溶液在冰水浴中搅拌2小时。从冰水浴中移出反应，继续在室温下搅拌18小时。用6-8K MWCO透析管通过与去离子水透析纯化包含可聚合基团(在下表4中鉴定为″胶原大分子单体″)的产物-胶原，并通过冷冻干燥分离。
得到PEBAX棒，并用下表4概述的组合物涂敷。
表4

对于所有样品，可以通过将PEBAX底物浸入到浓度为5mg/ml的DBDS的水溶液中来实现启动。对于本实施例中的所有样品和涂层步骤，可以通过将溶液中的底物置于包含间隔91cm(36英寸)距离的400瓦金属卤化物/汞蒸汽灯泡的2个相对的ELC-4000灯之间的中间位置照射3分钟来进行UV固化。洗涤样品以除去未结合的化合物IV。
接下来，将样品浸入表4所示浓度的胶原大分子单体的水溶液中。涂层速率如下样品1-3和5-6为0.75cm/s；样品4为1.0cm/s。在胶原大分子单体涂层步骤后，湿法照射样品2-6达5分钟。将样品1风干，随后用于胶原大分子单体涂层步骤，然后照射干燥3分钟。
然后将样品5和6如下接受光-胶原(如实施例7制备)的另外的涂层。制备浓度为200μg/ml的光-胶原的水溶液。以0.75cm/s的速率将底物浸入到光-胶原溶液中。然后湿法照射底物5分钟。
将所完成的样品接受FITC染色以确定涂层效力。为进行FITC染色，将10mg FITC(Isomer I，分子探针F-1906)溶解于2ml的100％乙醇中。将溶解的FITC贮存于-20℃下直至使用(浓度＝5mg/ml)。在使用时，在0.1M硼酸盐溶液pH9.0中将FITC以1∶20稀释成250μg/ml。在室温和黑暗下，将样品浸渍到FITC染色剂中1小时。在染色后，从染色液中移出样品，用硼酸盐缓冲液洗涤4次，接着用水洗涤，然后风干。通过荧光显微镜检查观测样品。
结果表明，所有涂敷的样品被强烈和外观均匀地染色，并且一个样品与另一个样品之间一致。随后对比度增强表明了几种涂层之间很小的不一致性。湿法照射含有20mg/ml胶原大分子单体的涂层2共5分钟，显示其染色强度小于在较高浓度下和/或含有另外的光-胶原的顶部涂层时干法照射的大分子单体涂层。
实施例13胶原大分子单体应用于硅酮和钛底物用第一涂层溶液涂敷硅酮和钛，该第一涂层溶液是由在60％IPA/40％水混合物中的20mg/mL PVP K90(International SpecialtyProducts，Wayne，NJ)，如U.S.5,637,460所述制备的15mg/mL光衍生性聚(乙烯吡咯烷酮)(光-PVP)，0.5mg/mL四-BBE-PET和1mg/mL DBDS的组合制备的。将底物以0.20cm/s的速率在该溶液中浸渍涂布，风干10分钟或更长时间，然后进行UV照射3分钟。
将具有第一涂敷层的底物在10％(v/v)PEG大分子单体，0.7％mg/mL四甲基乙二胺-二MBP-季铵(TEMED-DQ)(商业购自SurModics，Eden Prairie，MN)的水溶液中以0.75cm/s的速率浸渍涂层，并在溶液中用UV照射3分钟。
然后将具有第一和第二涂敷层的底物在10％胶原大分子单体，0.8％mg/mL四甲基乙二胺-二MBP-季铵(TEMED-DQ)的水溶液中以0.75cm/s的速率浸渍涂布，并在溶液中用UV照射3分钟。
胶原大分子单体涂层具有超过具有PEG外层或PEG/肝素外层的涂敷的改善的润滑性。此外，FTIC分析表明在其中样品用含盐水或IPA的布擦拭20次的耐久性试验前和后，涂层构造都是良好的。
实施例14在聚氨基甲酸酯底物上胶原大分子单体涂敷的应用和分析制备各种样品来优化聚氨基甲酸酯底物上PEG大分子单体/光敏引发剂(TEMED-DQ)/胶原大分子单体和胶原大分子单体/光敏引发剂(TEMED-DQ)浸渍涂敷的涂层制剂。在进行涂层后，通过胶原大分子单体涂层成像，包括用固绿染料染色和FITC分析来进行表面分析。在下文详述的涂层操作前，用光-PVP/四-BBE-PET(10/0.5mg/ml，在IPA中，升高速率0.10cm/s，风干，UV 3分钟)的基础涂层处理所有样品。所有其他涂层溶液都是含水的。下标(即1a，1b)是指相同样品的多个涂敷层，用以表示两步骤涂层法。
表5

在涂层前，所有样品在IPA中声处理30分钟，以清洁底物的表面。在声处理后，用饱和IPA的布制擦擦拭样品，并将其风干。
在每个样品顶部的较小区域是不涂敷的，用弹簧夹悬挂样品的该区域；用基底层和PEG大分子单体/TEMED-DQ光敏引发剂(用于接收分离的PEG大分子单体/TEMED-DQ光敏引发剂层的样品)覆盖大部分的样品表面；然后将约一半的样品浸渍到胶原大分子单体溶液(如上列举的胶原大分子单体TEMED-DQ或PEG大分子单体/TEMED-DQ/胶原大分子单体)中。
在涂层后，用固绿(一种食用染料，在水中0.5％ w/w，约1分钟的染色剂浸渍)染色所有样品，也可以通过FITC染色双份的样品。
如下处理FITC样品将10mg FITC染料溶解于2ml乙醇中，然后在0.1M硼酸盐缓冲液(pH～9.0)中按1∶20稀释成最终浓度为250μg/ml。在避光条件下，将样品在FITC染色剂中浸渍1小时。将样品用硼酸盐缓冲液洗涤4次，并通过荧光显微镜检查观测；捕捉所成的像。
除了上述在基底中列举的样品外，在FITC分析中可以包括非涂敷的对照品和只具有基底层(光-PVP/四-BBE-PET)的样品。只具有基底层的样品可以产生一些背景荧光；调节显微镜上的偏移以评价该作用，在调节后捕捉所成的像。
对于PEG大分子单体/TEMED-DQ/胶原大分子单体和PEG大分子单体/TEMED-DQ+胶原大分子单体/TEMED-DQ配方，使用较高水平的PEG大分子单体(10％ v/v)显示产生了有更均匀和一致性厚度的涂层。
权利要求
1.一种包含预纤维化涂层的可植入的医疗制品，所述预纤维化涂层包含(a)胶原、(b)抗血栓形成剂和(c)光反应性基团。
2.权利要求1的可植入的医疗制品，其中光反应性基团是侧挂于胶原的反应的光反应性基团。
3.权利要求2的可植入的医疗制品，其中侧挂于胶原的反应的光反应性基团将胶原结合到抗血栓形成剂上。
4.权利要求2的可植入的医疗制品，其中侧挂于胶原的反应的光反应性基团将胶原结合到医疗制品的表面上。
5.权利要求2的可植入的医疗制品，其中胶原包含I型胶原。
6.权利要求1的可植入的医疗制品，其中光反应性基团不依赖于胶原或抗血栓形成剂。
7.权利要求6的可植入的医疗制品，其中光反应性基团存在于聚合引发剂中。
8.权利要求6的可植入的医疗制品，其中光反应性基团存在于具有一个或多个光反应性基团的化合物中。
9.权利要求7的可植入的医疗制品，其中胶原包含反应的可聚合基团。
10.权利要求9的可植入的医疗制品，包含经反应的可聚合基团结合的胶原层。
11.权利要求7的可植入的医疗制品，其中抗血栓形成剂包含反应的可聚合基团。
12.权利要求11的可植入的医疗制品，包含经反应的可聚合基团结合的抗血栓形成剂层。
13.权利要求1的可植入的医疗制品，其中抗血栓形成剂是聚合物。
14.权利要求13的可植入的医疗制品，其中抗血栓形成剂是聚合物。
15.权利要求14的可植入的医疗制品，其中抗血栓形成聚合物包含PEG。
16.权利要求1的可植入的医疗制品，其中预纤维化涂层的厚度小于5μm。
17.权利要求1的可植入的医疗制品，包含血管闭塞装置。
18.权利要求1的可植入的医疗制品，包含心脏补片。
19.一种在医疗制品上形成预纤维化涂层的方法，包含下列步骤(a)沉积包含抗血栓形成剂的第一组合物，(b)沉积包含胶原的第二组合物，其中光反应性基团存在于第一涂层组合物中，第二涂层组合物中，不依赖于第一和第二涂层组合物，或它们的组合中，和(c)活化光反应性基团以形成预纤维化涂层。
20.一种在医疗制品上形成预纤维化涂层的方法，包含下列步骤(a)沉积包含胶原和抗血栓形成剂的组合物，其中光反应性基团存在于第一涂层组合物中，第二涂层组合物中，不依赖于第一和第二涂层组合物，或它们的组合中，和(b)活化光反应性基团以形成预纤维化涂层。
21.一种在医疗制品上形成预纤维化涂层的方法，包含下列步骤(a)沉积包含抗血栓形成聚合物的第一组合物，其中抗血栓形成聚合物包含可聚合基团，(b)沉积包含胶原的第二组合物，其中胶原包含可聚合基团，其中聚合引发剂存在于第一涂层组合物中，第二涂层组合物中，不依赖于第一和第二涂层组合物，或它们的组合中，和(c)活化可聚合引发剂以形成预纤维化涂层。
全文摘要
本文描述了一种医疗制品的预纤维化涂层，包括预纤维化聚合物例如胶原。该预纤维化涂层也可以包括抗血栓形成聚合物。可以通过活化侧挂于涂层物质或不依赖于涂层物质的光反应性基团来形成涂层。
文档编号A61L15/16GK101076363SQ200580042424
公开日2007年11月21日 申请日期2005年10月28日 优先权日2004年10月28日
发明者J·A·钦, S·J·胡齐克, S·M·斯塔基 申请人:苏尔莫迪克斯公司