在配制剂和涂层中通过含有硝基羧酸的磷脂来实现的生物钝化性膜稳定化的制作方法

在配制剂和涂层中通过含有硝基羧酸的磷脂来实现的生物钝化性膜稳定化的制作方法
【专利摘要】本发明涉及含有硝基羧酸的磷脂，用所述化合物涂覆的医用产品，例如支架、导管气囊、伤口填充物或外科手术缝合材料，和包含这些化合物的生物钝化性组合物、冲洗溶液、浸渍溶液、涂覆溶液、冷冻保护溶液、低温保存介质、冻干保护溶液、造影剂溶液、保存溶液和灌注溶液，以及这些溶液和经涂覆的医用产品的制备和其用途。
【专利说明】在配制剂和涂层中通过含有硝基羧酸的磷脂来实现的生物钝化性膜稳定化
[0001]发明背景
[0002]本发明涉及含有硝基羧酸的磷脂，用所述化合物涂覆的医用产品，例如支架、导管气囊、植入物、伤口填充物或外科手术缝合材料，和包含这些化合物的生物钝化性组合物、冲洗溶液、浸溃溶液、涂覆溶液、冷冻保护溶液、低温保存介质、冻干保护溶液、造影剂溶液、保存溶液和灌注溶液，以及这些溶液和经涂覆的医用产品的制备和其用途。
[0003]每个物理的、化学的或低氧的细胞改变都导致所牵涉的细胞的反应，所述反应可以引起迁移、增殖、基质和细胞因子产生、凋亡或者坏死。在此，细胞反应的程度基本上取决于改变的严重度，其中在同时存在的情况下这些细胞改变的效应可以增加。在此，细胞改变的类型是次级重要的，因为细胞反应模式原则上是相同的。在各种不同的条件下，对于改变的细胞反应行为是不同的。因此，在升高的肾上腺素能刺激的情况下，关于肥大细胞脱粒的准备提高，或者在低渗透性以及细胞毒素存在的情况下，发生增强的红细胞的机械脆性。另一方面，在同时体温过低的情况下，发生对于细胞低氧的细胞反应的降低。机械改变通过对于细胞骨架的牵引作用而传递至细胞核，由此可以触发上述的细胞反应之一。牵引作用特别地通过对于细胞膜粘附分子的力影响而得到建立。细胞反应的另一个起因是增强的对于离子(例如，钙)的渗透性。物理和化学的改变能够如此地使得细胞膜的完整性发生变化，从而产生这样的离子流，其导致细胞激活。细胞对于改变的环境条件作出反应所借助的另一种机制是通过大部分仍未弄清的机制而发生的细胞膜蛋白的激活。在此，一个方面是由2个或更多个亚基组成的膜蛋白的二聚化程度的提高。通过二聚化，许多膜蛋白才获得其功能活性形式。这可以通过蛋白质亚基的易位，例如通过细胞骨架，来达到。膜流动性对于膜蛋白的易位具有巨大的影响。此外，细胞膜的物理特性决定了膜蛋白的构象和因此其功能性。物理的细胞膜特性基本上由膜磷脂的烷基链的疏水交变力来决定。然而，物理的膜特性也通过生理学地插入的分子例如胆固醇而发生变化，或者非特异地和暂时地通过生理吸附的分子例如脂肪酸而发生变化。这样的膜插入物导致侧面的膜压力的变化，其同样地对于上面提及的在膜磷脂与膜蛋白之间的相互作用产生影响。在此，另一种已知的在物理的膜特性与膜蛋白的功能性之间的相互作用机制是在磷脂层中烷基化膜蛋白亚基的可插入性。因此，细胞膜的物理特性显著地为针对上述细胞改变的细胞反应的类型和准备作出了贡献。
[0004]由创伤、化学品/毒素或者外科手术或介入处理引起的组织的瓦解导致细胞改变，其中上述损害机制通常以叠加的形式存在:例如，在机械创伤之后为减少的血液供应(低氧)和由此导致的化学改变(酸中毒)。增加的改变机制的程度实际上无法被预言，但对于立即开始的修复和愈合过程具有决定性的意义。当比对于缺损的稳定化所需要的那些显著更多的细胞或基质蛋白质形成时，修复机制可以采取非生理的程度。结果是结缔组织增生(例如，纤维化、囊形成、瘢痕疙瘩)，其导致组织/器官/身体部分的功能损害或引起美容学/美学的问题。在此，由与非细胞外来材料的接触引起的细胞改变具有突出的重要性。原则上在此也发生上面所描述的相同的损害机制，其中基本上仅那些与外来材料相接触的细胞遭受这些细胞改变。然而，通过科学方式很好地证明，这些局部的组织改变基本上将会对所观察到的非生理修复过程负责。因此，与受损组织紧密接触的外来材料的表面对于临床过程具有中心意义。关于为生理愈合过程作出贡献的外来表面，创造了“生物相容性”这一术语。
[0005]在下面，将会根据已知的在血管介入之时/之后的过程，列举出在治疗性方法的背景下通过细胞/组织改变而发生的病理生理学过程。动脉狭窄部位的经皮腔内气囊血管成形术(PTCA) —方面导致所牵涉的血管壁的细胞的气压伤，和另一方面导致血管壁结构的破裂。产生与血液直接接触的大的伤口表面。结果是血浆蛋白质和随后血小板的快速积聚。该聚集物形成的程度引起细胞因子的分泌，所述细胞因子刺激血管细胞的增殖以及还增强血栓形成。最后提及的状态可以在经处理的血管切口中导致闭塞性血栓形成，具有威胁生命的后果。原则上，在植入血管支架后发现同类型的机制。与支架一起应用的抗炎物质和抗血栓物质均未表明，它们以临床上重大的程度减少由支架诱导的细胞增殖或血栓形成。因此，用抗增殖活性物质(例如，紫杉醇和雷帕霉素)来涂覆支架和导管气囊，以阻止与支架相关的细胞增殖。这些活性物质在一个较长的时间段内自发地从支架支柱的涂层中释放。通过支架表面和/或气囊表面与血管壁的紧密接触，这些物质被血管平滑肌细胞摄取并有效地抑制其进一步的增殖。这部分地导致异常的愈合过程，其可以引起降低的血管壁的稳定性(动脉瘤形成)，或者导致强烈地抑制或甚至完全取消内膜(其对于血管表面功能来说是必不可少的)的形成。这也适用于血管壁的离子化的效应。因此，通过细胞抑制剂和离子化不加区分地被抑制的修复过程经常显示出损伤的不充分愈合。此外，这样的支架常常在许多年后才被所谓的新内膜完全覆盖，以致直到那时都存在急性血栓形成和因此器官梗塞发展的风险。此外，需要利用用于抗增殖活性物质的受控释放的聚合物涂层，其仅是有限地生物相容的并因此抵消了抗增殖疗法的效果。
[0006]受创伤的细胞的细胞“对于损伤的应答”的另一个方面是包含磷脂和蛋白质的微颗粒的释放(Chironi等人，Cell Tissue Res2009，335，143-151 )。在内皮细胞和血小板的改变的背景下，可以发生细胞的磷脂膜的释放，所述磷脂膜作为微颗粒被放出到血液或周围的组织液中。对于其他细胞类型也描述了微颗粒放出的能力。微颗粒具有局部的和全身的效应，其可以导致组织应答的增强或降低(Meziani等人，PharmacolR印2008，60, 75-84)。因此，这些信息被传递给紧邻周围的细胞，但也可以导致位于远处的细胞(即骨髓细胞)的募集。因此，例如，在脓毒症的情况下，微颗粒对于病理生理学改变具有巨大的影响。这些微颗粒引起生理学或病理学组织反应时所处的条件在很大程度上仍不清楚。
[0007]科学文献表明，与细胞直接接触的人工表面的生物相容性对于接着的细胞反应是决定性的决定因素。生物相容性较低的表面可以诱导细胞分化、细胞迁移、细胞增殖或凋亡，而理想的生物相容的表面不导致这样的细胞应答，而是保持粘附细胞的生理学状态和代谢。此外，生物相容性与贴附在人工表面上的生物分子(例如，白蛋白、纤连蛋白或补体因子)的速度和数量成反比。这也适用于由粘附在人工表面上的细胞产生的细胞外基质蛋白质的数量。此外，粘附在人工表面上的血清蛋白质的数量和质量决定了哪些细胞贴附在这样的表面上以及其增殖速率。
[0008]对于各种不同的哺乳动物细胞类型，生物相容性是不相同的。细胞对于在其化学环境(例如，PH值)、表面几何形状(例如，表面的粗糙度)、界面的流动性(例如，由含水量决定的)以及与人工表面的细胞接触的质量和数量方面的不相容性作出反应。
[0009]在上面提及的对于外来表面的生物相容性的已知改善作出贡献的效应的总和之中，这样的表面导致生物相容性的最佳值，所述表面例如通过系住水分子而引起粘附细胞的摩擦能的降低，并且不具有通过与细胞膜结合位点的相互作用而导致免疫学反应的结构，以及在化学上是惰性的。
[0010]磷脂大部分地满足这些要求，条件是如细胞膜自身那样，它们在至粘附细胞的界面处具有相似的物理-化学特性。磷脂具有自发地形成膜样结构的特性，由此产生均质的表面，其对于首基携带胆碱残基的情况，造成所结合的水分子的高密度。不被支持材料牢牢地固定住的边界层的另一个优点是磷脂的无约束力的侧向活动性。还产生了溶解出分子的可能性。出于该原因，需要使用在被摄取到粘附细胞中的情况下不导致不期望的效应的磷月旨。天然的、存在于人细胞膜中的磷脂的熔点很低，以致在体温条件下的高的可动性程度使得机械的或热力学驱动的脱落变得容易。
[0011]为了以在空气中稳定的方式制备这样的涂层和增强对于机械剪切力的抗性，将磷脂酰胆碱与共聚物(例如，甲基丙烯酸月桂酯)聚合；这样的磷脂化合物在自然界中不存在，并且具有与天然磷脂根本不同的物理-化学特性，因此必须将具有聚合磷脂酰胆碱的涂层命名为合成磷脂层。因为不意图共价固定住至载体材料，所以通过产生厚度为50μπι的涂层的聚合过程而获得对于剪切力的抗性。聚合磷脂酰胆碱仍然比其他疏水性聚合物更抗血栓(van der Giessen 等人，Marked inflammatory sequelae to implantation ofbiodegradable polymers in porcine coronary arteries, Circulationl996, 94:1690-7)。当聚合提高了此类涂层的机械稳定性时，侧向活动性就被取消了，这导致比在流动的磷脂涂层的情况下更低的生物相容性，并且与增强的作为对于与此类表面的细胞接触的应答的细胞反应相关联。在动物试验中研究了具有聚合磷脂酰胆碱涂层的冠状动脉支架。在短期和长期组织研究中，不仅血栓形成而且组织反应均与未涂覆的支架没有区别。这也在人的临床研究中被发现，由此表明了聚合磷脂酰胆碱涂层的可行性；然而迄今还未报道相比于已经优化的金属载体材料而言的`经改善的生物相容性。此外还表明，由聚合磷脂构成的涂层在支架扩展期间可能撕裂并分层脱离。
[0012]另一个医学挑战是血管移植体。迄今为止还不知晓在较长时间内保持稳定的表面涂层，其保护人工表面免于血清蛋白质的粘附、免于免疫系统的激活和免于血栓形成。因此，在植入合成血管植入物之后凝血抑制是强制性的。允许上皮细胞或源自骨髓的多潜能细胞粘附的表面涂层的使用导致上皮化，其中在直径为<5mm的合成移植体的情况下，由于内皮细胞的不受控的生长(内膜增生)而非常经常地发生残余内腔的临床上重大的缩小，以致不再具有足够的通过性。另一方面，为了避免在血管移植体内凝结的唯一可能的方式是引入封闭的内皮内衬。然而，常规使用的材料根本不内皮化。因此，值得希望的是同时允许内皮细胞粘附的抗血栓形成的涂层。
[0013]因此，进一步存在大的需要以通过合适的措施来修饰细胞与外来表面的相互作用，从而使得所述接触不导致细胞激活。对于该特性，创造了 “生物钝化”这一术语。
[0014]生物钝化性涂层不仅对于心血管植入物是有利的，而且还对于伤口材料、伤口填充物、外科手术缝合材料或其他植入物(例如，面部植入物和乳房植入物)是值得希望的，因为由此将会预期具有抗纤维化特性。令人惊讶地，可以发现，含有硝基羧酸的磷脂具有这样的生物钝化特性。
[0015]描述
[0016]因此，本发明的任务是提供化合物，优选地生物钝化性化合物，其适合于医用产品的涂覆，特别是适合于医用产品的生物钝化性涂覆，以及适合于生物钝化性组合物、冲洗溶液、浸溃溶液、涂覆溶液、冷冻保护溶液、低温保存介质、冻干保护溶液、造影剂溶液、保存溶液和灌注溶液的制备；以及提供此类溶液和经如此涂覆的医用产品。优选地，所述医用产品是这样的，其与细胞/组织直接接触并且(可能)导致细胞/组织改变，其在没有表面涂层时导致增加的基质蛋白质产生/纤维化和/或细胞迁移/细胞增殖和/或凋亡/坏死。当创伤/中毒以及医学/美容学介入(其伴随同类型的细胞/组织改变和细胞/组织反应)是扩大的和难以达到的时，以冲洗溶液、浸溃溶液、涂覆溶液、冷冻保护溶液、低温保存介质、冻干保护溶液、造影剂溶液、保存溶液和灌注溶液形式的溶液或生物钝化性组合物是合适的应用形式，从而在此可以保证细胞/组织的覆盖或者可以进行与组织相接触的医用产品的立即处理。
[0017]根据本发明，该任务通过独立权利要求的技术教导而得到解决。本发明的其他有利的实施方案从从属权利要求、说明书、附图以及实施例中得出。
[0018]令人惊讶地发现，通用结构(I)的含有硝基羧酸的磷脂以及所述化合物的盐、溶剂化物、水合物、对映异构体、非对映异构体、外消旋物、对映异构体混合物、非对映异构体混合物解决了根据本发明的任务，
[0019]
【权利要求】
1.通用结构（I)的含有硝基羧酸的磷脂以及所述化合物的盐、溶剂化物、水合物、对映异构体、非对映异构体、外消旋物、对映异构体混合物、非对映异构体混合物用于制备医学组合物和用于涂覆医用产品的用途，
2.根据权利要求1的用途，其中所述医学组合物为生物钝化性组合物，用于医用器械的冲洗溶液，用于伤口的冲洗溶液，用于包扎材料、伤口材料和缝合材料的浸溃溶液，用于医用产品的涂覆溶液，用于细胞、组织和器官的冷冻保护溶液、低温保存介质、冻干保护溶液、造影剂溶液、保存溶液和灌注溶液。
3.根据权利要求1或2的用途，其中作为游离酸R1COOH和R2COOH来表现的残基R1COO-和R2COO-中的至少一个表示选自下组的硝化羧酸： 己酸、辛酸、癸酸、十二烷酸、十四烷酸、十六烷酸、十七烷酸、十八烷酸、二十烷酸、二十二烷酸、二十四烷酸、顺-9-十四碳烯酸、顺-9-十六碳烯酸、顺-6-十八碳烯酸、顺-9-十八碳烯酸、顺-I I-十八碳烯酸、顺-9- 二十碳烯酸、顺-I I- 二十碳烯酸、顺-13- 二十二碳烯酸、顺-15- 二十四碳烯酸、t9-十八碳烯酸、til-十八碳烯酸、t3-十六碳烯酸、9，12-十八碳二烯酸、6，9，12-十八碳三烯酸、8，11，14- 二十碳三烯酸、5，8，11，14-二十碳四烯酸、7，10，13，16-二十二碳四烯酸、4，7，10，13，16-二十二碳五烯酸、9，12，15-十八碳三烯酸、6，9，12，15-十八碳四烯酸、8，11，14，17- 二十碳四烯酸、5，8，11，14，17- 二十碳五烯酸、7，10, 13，16，19- 二十二碳五烯酸、
4，7，10，13，16，19- 二十二碳六烯酸、5，8，11- 二十碳三烯酸、9clltl3t_十八碳三烯酸、8tl0tl2c-十八碳三烯酸、9clltl3c-十八碳三烯酸、4，7，9，11，13，16，19- 二十二碳七烯酸、紫杉油酸、松油酸、金松油酸、6-十八碳炔酸、til-十八碳烯-9-炔酸、9-十八碳炔酸、6-十八碳烯-9-炔酸、tlO-十七碳烯-8-炔酸、9-十八碳烯-12-炔酸、t7, til-十八碳二烯-9-炔酸38，〖10-十八碳二烯-12-炔酸、5，8，11，14-二十碳四炔酸、视黄酸、异棕榈酸、降植烷酸、3，7，11，15-四甲基十六烷酸、11，12-亚甲基-十八烷酸、9，10-亚甲基-十六烷酸、茼蒿酸、（R，S)-脂酮酸、（S)-脂酮酸、(R)-脂酮酸、6，8-(甲基硫基）_辛酸、4，6-双(甲基硫基）_己酸、2，4-双（甲基硫基）_ 丁酸、1，2-二硫戊环-羧酸、（R，S)-6，8-二噻烧-辛酸、⑶_6，8- 二噻烧-辛酸、6，9-十八碳烯炔酸、t8, tlO-十八碳二烯-12-炔酸、轻基二十四烷酸、2-羟基-15- 二十四碳烯酸、12-羟基-9-十八碳烯酸、14-羟基-I I-二十碳烯酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、巴西基酸和它普酸。 4.通用结构（I)的含有硝基羧酸的磷脂以及所述化合物的盐、溶剂化物、水合物、对映异构体、非对映异构体、外消旋物、对映异构体混合物、非对映异构体混合物，
5.根据权利要求4的含有硝基羧酸的磷脂，其中作为游离酸R1COOH和R2COOH来表现的残基R1COO-和R2OTO-中的至少一个表示选自下组的硝化羧酸： 己酸、辛酸、癸酸、十二烷酸、十四烷酸、十六烷酸、十七烷酸、十八烷酸、二十烷酸、二十二烷酸、二十四烷酸、顺-9-十四碳烯酸、顺-9-十六碳烯酸、顺-6-十八碳烯酸、顺-9-十八碳烯酸、顺-I I-十八碳烯酸、顺-9- 二十碳烯酸、顺-I I- 二十碳烯酸、顺-13-二十二碳烯酸、顺-15-二十四碳烯酸、t9-十八碳烯酸、til-十八碳烯酸、t3-十六碳烯酸、9，12-十八碳二烯酸、6，9，12-十八碳三烯酸、8，11，14- 二十碳三烯酸、5，8，11，14-二十碳四烯酸、7，10，13，16-二十二碳四烯酸、4，7，10，13，16-二十二碳五烯酸、9，12，15-十八碳三烯酸、6，9，12，15-十八碳四烯酸、8，11，14，17- 二十碳四烯酸、5，8，11，14，17- 二十碳五烯酸、7，10, 13，16，19- 二十二碳五烯酸、4，7，10，13，16，19- 二十二碳六烯酸、5，8，11- 二十碳三烯酸、9clltl3t_十八碳三烯酸、8tl0tl2c-十八碳三烯酸、9clltl3c-十八碳三烯酸、4，7，9，11，13，16，19- 二十二碳七烯酸、紫杉油酸、松油酸、金松油酸、6-十八碳炔酸、til-十八碳烯-9-炔酸、9-十八碳炔酸、6-十八碳烯-9-炔酸、tlO-十七碳烯-8-炔酸、9-十八碳烯-12-炔酸、t7, til-十八碳二烯-9-炔酸38，〖10-十八碳二烯-12-炔酸、5，8，11，14-二十碳四炔酸、视黄酸、异棕榈酸、降植烷酸、3，7，11，15-四甲基十六烷酸、11，12-亚甲基-十八烷酸、9，10-亚甲基-十六烷酸、茼蒿酸、(R, S)-脂酮酸、（S)-脂酮酸、(R)-脂酮酸、6，8-(甲基硫基）_辛酸、4，6-双(甲基硫基）_己酸、2，4-双（甲基硫基）_ 丁酸、1，2-二硫戊环-羧酸、（R，S)-6，8-二噻烧-辛酸、⑶_6，8- 二噻烧-辛酸、6，9-十八碳烯炔酸、t8, tlO-十八碳二烯-12-炔酸、轻基二十四烷酸、2-羟基-15- 二十四碳烯酸、12-羟基-9-十八碳烯酸、14-羟基-I I-二十碳烯酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、巴西基酸和它普酸。
6.根据权利要求4或5之一的含有硝基羧酸的磷脂，其用于在处理割伤、解剖、切除术、伤口闭合、组织缝合、烧灼术、引流术、移植物插入、植入物插入、骨接合术、体温过高、辐射、光/激光能量输出、冷冻消融术和组织融合中的使用。
7.根据权利要求4或5之一的含有硝基羧酸的磷脂，其用于下列用途：使受损的细胞、组织和器官生物钝化，其中该损害由于物理的、化学的、渗透的或电的创伤而产生。
8.根据权利要求4或5之一的含有硝基羧酸的磷脂，其用于下列用途：冷冻保存细胞和组织，以及保护细胞、组织和器官免于由于毒素、致病生物分子、变应原、低氧、体温过低、体温过高、气压伤、辐射、光/激光能量输出和再灌注而引起的损害。
9.用至少一种根据权利要求4或5之一的含有硝基羧酸的磷脂涂覆的医用产品。
10.根据权利要求9的医用产品，其中该涂层以单层、双层或多层的形式存在。
11.根据权利要求9或10的医用产品，其中该涂层具有生物钝化性的、改善生物相容性的和/或减少增殖的特性。
12.根据权利要求9、10或11的医用产品，其中该涂层另外还包含辅助物质和/或药理学活性物质。
13.根据权利要求9至12之一的医用产品，其中该涂层具有经改善的针对脱落的稳定性，和/或使得经改善的细胞粘附成为可能。
14.根据权利要求9至13之一的医用产品，其中所述医用产品为医用器械、植入物、可临时引入身体中的医学用物品、伤口材料和缝合材料。
15.根据权利要求14的医用产品，其中所述医用产品为生物的或人工的移植体或植入物，人工的或天然的血管，血液管路，血液泵，透析器，透析机器，心瓣膜，软组织植入物，乳房植入物，面部植入物，支架，导管气囊或放置有支架的导管气囊。
16.根据权利要求9至15之一的医用产品，其中该由至少一种含有硝基羧酸的磷脂组成的涂层另外还包含至少一种抗再狭窄的活性物质。
17.生物钝化性组合物，用于医用器械的冲洗溶液，用于伤口的冲洗溶液，用于包扎材料、伤口材料和缝合材料的浸溃溶液，用于医用产品的涂覆溶液，用于细胞、组织和器官的冷冻保护溶液、低温保存介质、冻干保护溶液、造影剂溶液、保存溶液和灌注溶液，其包含至少一种根据权利要求4或5之一的含有硝基羧酸的磷脂。
【文档编号】A61K31/00GK103717211SQ201280034834
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2012年6月6日 优先权日:2011年6月6日
【发明者】U·努贝母艾埃尔 申请人:乌尔里希·迪茨