可生物降解的肺密封剂的制作方法

本发明涉及用于密封肺组织的双组分可生物降解的密封剂及其使用方法。

背景技术：

1、组织密封剂用作利用例如缝合线、外科网片和钉的原发性肺胸膜闭合的辅助。目前没有用作肺密封的护理标准品的辅助止血密封剂。progel(becton,dickinson andcompany,franklin lakes,new jersey)水凝胶是美国唯一批准的肺密封剂。然而，由于其高刚度会导致与下层肺组织的顺应性错配，progel尚未被广泛采用。密封剂-组织接合部的继发剪切应力最终导致不期望的分层。此外，progel的低断裂伸长率导致无法在完全收缩状态下施加密封剂。因此，必须将progel施加到部分充气状态的肺上，这增加了施加过程的复杂性。progel制剂不会速凝，导致不期望的流动，最终导致靶向肺表面的覆盖率不良以及显著的材料浪费。此外，由于密封剂在肺表面上的最小对比度引起的可视化不佳，可能导致覆盖率不足。

2、在亚太区域，neoveil(gunze limited,tokyo,japan)，一种用于增强缝线和钉的生物可吸收的聚乙醇酸(pga)片，与纤维蛋白密封剂结合使用，用于密封肺组织。然而，neoveil和纤维蛋白密封剂具有比合成密封剂更低的粘合强度。较低的粘合强度和低断裂伸长率可能导致neoveil网片和纤维蛋白密封剂与靶组织出现不期望的分层。

3、肺密封剂用于防止肺手术或损伤之后的漏气。肺密封剂对于防止并发症如肺手术之后持续性肺泡漏气(pal)和感染特别重要。然而，由于呼吸期间的肺运动，密封肺组织特别具有挑战性。需要具有高拉伸强度、高断裂伸长率和低弹性模量的肺密封剂，其不阻碍肺的自然循环运动。

技术实现思路

1、本发明解决了当前现有的可生物降解的密封剂的限制。本文提供了合成的、可生物降解的、双组分的、速凝的液体密封剂组合物，其形成高粘附的和弹性的水凝胶。本文提供的密封剂具有高拉伸强度、高断裂伸长率和低弹性模量，并且特别适用作不阻碍肺的自然循环运动的肺密封剂。

2、最小化本发明的肺密封剂的刚度提供了意外有利的肺密封性能。与当前用于肺密封的密封剂相比，本文提供的肺密封剂具有降低的刚度和更大的断裂伸长率。本文提供的肺密封剂的刚度具有比progel密封剂低约2.9倍的刚度，并且具有比progel密封剂高约7倍的断裂伸长率。

3、在本发明的一个实施方案中，密封剂包括双组分的、可流动的、速凝的液体组合物，其形成高度粘附的和弹性的可生物降解的水凝胶。

4、在一些实施方案中，制备本公开的肺密封剂组合物的方法包括将第一聚乙二醇(peg)聚合物粉末溶解在碱性缓冲液中以形成第一组分，并且将第二peg聚合物粉末溶解在弱酸性缓冲液中以形成第二组分，其中在施加到组织或伤口之前或期间立即混合两种组分。

5、在一些方面，本文制备肺密封剂的方法包括：将碱性缓冲液与含生育酚的4臂peg-nh2-hcl混合以形成4臂peg-nh2-hcl组合物；单独地将弱酸性缓冲液与含生育酚的4臂peg-sg混合以形成4臂peg-sg组合物；用施加装置同时递送4臂peg-nh2-hcl和4臂peg-sg组合物，该施加装置使得4臂peg-nh2-hcl和4臂peg-sg组合物在肺组织上充分混合；以及允许肺密封剂在肺组织上固化。

6、在一个优选的实施方案中，肺密封剂组合物由两种高分子量(20kda)4臂peg聚合物构成，其中一种peg溶解在碱性缓冲液中并且另一种peg溶解在弱酸性缓冲液中，用于获得优化的制备时间和在固化或胶凝之前延长的工作时间。

7、在一些方面，可生物降解的肺密封剂包含第一组分，其包含第一多臂peg和用于重构第一多臂peg的碱性缓冲液；以及第二组分，该第二组分包含第二多臂peg和用于重构第二多臂peg的弱酸性缓冲液；其中当第一组分和第二组分混合时，它们产生粘附的且弹性的可生物降解的肺密封剂。

8、在一些实施方案中，本发明的可流动密封剂包含双组分组合物，其中两种组分在施加到组织或伤口之前或期间立即混合，并且其中第一组分包含多臂peg-胺(peg-nh2)，并且第二组分包含多臂peg-琥珀酰亚胺戊二酸(peg-sg)。在一些优选的实施方案中，密封剂组合物的第一组分包含4臂peg-胺盐酸盐(4臂peg-nh2-hcl)20kda，并且第二组分包含4臂peg-琥珀酰亚胺戊二酸酯(4臂peg-sg)20kda。

9、在一个优选的实施方案中，将4臂peg-胺20kda与碱性n-环己基-2-氨基乙磺酸(ches)缓冲液混合以形成密封剂组合物的第一组分，并且将4臂peg-sg 20kda与弱酸性柠檬酸盐缓冲液混合以形成密封剂组合物的第二组分。

10、在一些实施方案中，用使组分充分混合的装置将第一组分和第二组分递送到肺组织。

11、在本公开的一些实施方案中，peg聚合物包含用于中和反应性氧物质(ros)的自由基清除剂。在一些方面，自由基清除剂是辐射防护剂，其改善密封剂组合物对辐照的稳定性。在多个方面，辐射防护剂是抗氧化剂如生育酚。合适的生育酚的示例是α-生育酚、β-生育酚、γ-生育酚、δ-生育酚、生育三烯酚、以及它们的组合。在优选的实施方案中，在将缓冲液添加到peg粉末之前，将辐射防护剂配混到peg粉末中。

12、在一些实施方案中，密封剂组合物还包含用于改善密封剂针对人组织的可视化的着色剂，并且能够对靶向组织进行更一致的覆盖。在一些优选的实施方案中，将一种或多种着色剂与peg粉末配混。在本发明的一些方面，着色剂是fd&c蓝色#1。

13、在一些优选的实施方案中，将约730ppm至约3000ppm fd&c蓝色#1添加到peg-胺粉末、peg-sg粉末或peg-胺和peg-sg粉末两者中。更优选地，将约1000ppm至约1600ppm fd&c蓝色#1添加到peg-胺粉末、peg-sg粉末或peg-胺和peg-sg粉末两者中。

14、在一些方面，用于制备本发明的肺密封剂的组分的peg粉末包含第一添加剂和第二添加剂两者，其中第一添加剂是辐射防护剂如抗氧化剂，并且第二添加剂是着色剂。在一个实施方案中，第一添加剂是生育酚，并且第二添加剂是fd&c蓝色#1。

15、在一个方面，本公开的密封剂和试剂盒的所有组分，包括peg粉末、缓冲液、溶液和容器，以至少最低限度的x射线辐照剂量开始灭菌，并且最优选地至多约39千戈瑞(kgy)或至多约47kgy。

16、在密封剂的另一个实施方案中，peg-sg和/或peg-胺中的每一者与约500ppm至约4000ppm的生育酚混合。在一个优选的实施方案中，将约1500ppm至约3000ppm生育酚添加到每种peg中。

17、在一些实施方案中，peg-sg和peg-胺各自具有相等的分子量。在一个优选的实施方案中，peg-sg和peg-胺各自具有约20kda的分子量。

18、在另一个实施方案中，施加到组织的密封剂中的peg-sg和peg-胺的最终浓度中的每一者为约39mg/ml至约87mg/ml，优选地为约52mg/ml至约77mg/ml，并且更优选地为67mg/ml。

19、在一些实施方案中，在溶解之前的每个多臂peg的至少一部分以尺寸大于或等于约250微米的颗粒形式存在。在另一方面，至少一种多臂peg的粒度范围为约250微米至约1250微米。

20、在另一方面，peg-胺具有约20％的大小为至少710μm的颗粒，以使溶解速率最大化并使密封剂的制备时间最小化。

21、在另一方面，peg-sg具有约40％的大小为至少500μm的颗粒，以使溶解速率最大化并使密封剂的制备时间最小化。

22、在另一个实施方案中，peg-胺的重构缓冲液的pka优选地为约8.0pka至约9.7pka，并且最优选地为约8.8pka至约9.4pka。

23、在另一个实施方案中，peg-胺的重构缓冲液的ph比缓冲液pka高至少0.05ph单位。

24、在本文提供的密封剂的另一方面，重构之后的peg-胺/ches溶液的优选的ph为约9.0至约10.5，并且更优选地为约9.20至约9.80。在最优选的实施方案中，peg-胺/ches溶液在重构之后具有约9.35的ph。

25、在另一个实施方案中，在预填充装置中peg-胺的重构缓冲液为约190mm至约210mm的ches缓冲液，其ph在重构之前优选地为约9.34至约9.80。

26、在另一个方面，在预填充装置中peg-胺的重构缓冲液为约180mm至约220mm的ches缓冲液，其具有的ph在重构之前为约9.35至约9.80。

27、在另一个实施方案中，在预填充装置中peg-胺的重构缓冲液为约180mm至约220mm的ches缓冲液，其具有的ph在重构之前为约9.37至约9.80。

28、在一个优选的实施方案中，在预填充装置中peg-胺的重构缓冲液为200mm的ches缓冲液，其具有的ph在重构之前为9.58。

29、在另一个实施方案中，peg-sg的重构缓冲液是具有≤7.0的初始ph和约3.5mm至约15mm的浓度、并且更优选地具有约5.5mm至约12.5mm的浓度的柠檬酸盐缓冲液。

30、在一个优选的实施方案中，在辐照之前，柠檬酸盐缓冲液的浓度为9.04mm并且初始ph为约4.5。

31、在另一个实施方案中，将着色剂(如fd&c蓝色#1)配混到一种或两种干peg粉末中。在另一方面，在辐照之前将fd&c蓝色#1以约730ppm至约3000ppm的浓度配混到一种或两种peg粉末中。

32、在装置的另一个实施方案中，考虑到辐照引起的颜色损失，将fd&c蓝色#1增加到至多300ppm。优选地，本发明的肺密封剂中fd&c蓝色#1的最终浓度为约50ug/ml至约100ug/ml。

33、在一个优选的实施方案中，肺密封剂包含两种4臂peg，其中第一peg是4臂peg-nh2-hcl，并且第二peg是4臂peg-sg，碱性缓冲液是ches，弱酸性缓冲液是柠檬酸盐缓冲液，抗氧化剂是生育酚，并且着色剂是fd&c蓝色#1，并且其中在混合组分之后的肺密封剂组合物的最终浓度为67mg/ml 4臂peg-sg(20kda)、67mg/ml 4臂peg-nh2-hcl(20kda)、100mmches、4.5mm柠檬酸盐缓冲液、340μg/ml生育酚和88ug/ml fd&c蓝色#1。

34、在本发明的一些实施方案中，提供试剂盒，其中每个试剂盒包含两种干peg粉末和两种缓冲液。在一个优选的实施方案中，试剂盒包含干4臂peg-胺和干4臂peg-sg、碱性缓冲液、以及弱酸性缓冲液。

35、在另一个实施方案中，可生物降解的密封剂与造影剂混合，用于在稍后的时间定位密封位点。在一个方面，造影剂是用于放射线不透性的非离子造影剂，如碘海醇。

36、在另一方面，可生物降解的密封剂与造影剂混合以利于通过磁共振成像的检测。

37、在另一个实施方案中，造影剂是放射性试剂，其允许使用辐照检测方法来定位密封位点。

38、在另一个实施方案中，可生物降解的密封剂组合物可以与治疗剂混合以提供治疗剂的局部递送。例如，治疗剂可以是用于治疗癌症的一种或多种化学治疗剂。

39、在另一个实施方案中，使用肺密封剂的方法包括：将生育酚添加到4臂peg-胺中以形成4臂peg-胺和生育酚混合物；辐照4臂peg-胺和生育酚混合物；将碱性缓冲液添加到4臂peg-胺和生育酚混合物中以形成肺密封剂的第一组分；将生育酚添加到4臂peg-nhs酯中以形成4臂peg-nhs酯和生育酚混合物；辐照4臂peg-nhs酯和生育酚混合物；将弱酸性缓冲液添加到4臂peg-nhs酯和生育酚混合物中以形成肺密封剂的第二组分；以及使用施加装置混合和同时将第一组分和第二组分施加到肺组织上以形成肺密封剂，并且使得密封剂在组织上固化。

40、在一些方面，在本文使用肺密封剂的方法中，4臂peg-胺和4臂peg-nhs酯各自呈干粉形式。

41、在另一方面，4臂peg-胺和生育酚混合物、以及4臂peg-nhs酯和生育酚混合物各自用至多约40千戈瑞(kgy)的x射线来辐照。

42、如本文所用，术语“包括”、“包含”、“具有”及其语法变体应视为指定所述特征、整数、步骤或组分，但不排除一种或多种另外特征、整数、步骤、组分或它们的组的添加。这些术语涵盖术语“由……组成”和“基本上由……组成”。此外，如本文所用，不定冠词“一个”和“一种”意指“至少一个/种”或“一个或多个/一种或多种”，除非上下文另有明确说明。

43、从以下描述和附图，本发明的这些方面和其它方面以及优点将变得更加显而易见。