专利名称：：可植入的可生物再吸收的膜及其制备方法
技术领域：
：本发明涉及可植入的可生物再吸收的膜及其制备方法，更具体而言是涉及通过手术植入用以分隔和再生缺损部位处之组织、增生其他植入体周围之组织或者是控制释放包含在其中之药物的可生物再吸收的膜。
背景技术：
：身体组织在由于疾病或受伤而受损或缺失时，通常不能完全恢复到其原有的形状。例如，一旦牙槽骨被牙周性疾病所侵蚀，因为在骨组织之缺失部分中的连接组织的过度生长，受损的牙槽骨以及牙周韧带组织不能再生。目前用以解决上述问题的组织再生方法包括自体移植和植入非致免疫性的动物或人骨，或者是人造的骨替代品，如羟基磷灰石和磷酸三钙。还研制出另外一种使用各种膜的方法，以便将缺损部位处的组织与周围的组织分隔开，并诱发缺损部位范围内的新组织再生。国际专利公开No.WO90/11730公开了一种通过使用例如扩张的聚四氟乙烯作为分隔和强化牙槽骨组织的材料来再生牙槽骨的方法。但是，在该方法中，不能降解的材料如扩张的聚四氟乙烯必须通过第二次手术来除掉，而这可能导致手术部位的感染或发炎。因此，研制出许多种由可生物再吸收的聚合物制成的可植入物品，以消除对第二次手术的需要。国际专利公开No.WO92/10218公开了一种用于分隔和再生缺损部位处之组织的可生物再吸收的物品，其包括迭层地固定在屏蔽薄膜之一个表面上的纤维材料。该物品的设计使所希望组织的再生于屏蔽薄膜之纤维侧上产生的空间中进行。而使周围组织处于薄膜的另一侧上，防止了周围组织向缺损部位内的生长。但是，屏蔽薄膜阻碍了跨过该薄膜的物质流动，特别是妨碍了薄膜两侧组织的及时整合。而且，所希望组织之发育需要的空间可被其他装置固定，例如使用具有与周围组织的形状相对应之形状的物品，由此在治疗部位产生一个空间。为制备此类物品，就需要具有良好延展性的可生物再吸收的聚合物。国际专利公开No.WO92/15340公开了一种可生物再吸收的聚合物组合物，其包括增塑剂如柠檬酸酯。对于制造与待覆盖之治疗部位的形状配合良好的可植入物品，该聚合物组合物具有足够的延展性。WO92/15340还指出，所述物品应由具有双层结构的膜制成，所述膜包括一层具有经过摩擦之微结构的薄膜以及另外一层具有圆形微孔的薄膜。WO92/15430中存在的问题是，用于所述组合物中的增塑剂会增加植入部位发炎的危险性。根据所要产生的效果，用于分隔和再生所希望组织的可生物再吸收的聚合物膜应具有以下性能的适当平衡(1)在体内的生物降解作用；(2)在体内于预定期间的结构或形状稳定性；(3)延展性或柔韧性；(4)组织相容性和粘结性；(5)细胞屏蔽性能以及(6)细胞外液和其他物质的透过性。上述性能之间有许多相互矛盾，例如，可赋予良好延展性的增塑剂有可能增加组织的发炎，快的生物降解速率却损及结构完整性，具有良好细胞屏蔽性能的膜则妨碍其他物质的透过性，反之亦然。本发明的膜的优点在于(1)它不包含任何有可能诱发炎症的增塑剂；(2)使用本领域已知的生物相容性的聚合物；(3)其纤维基体赋予膜良好的物理性能，例如拉伸强度和结构稳定性；(4)由于其高度的多孔性结构，它具有良好的柔韧性和细胞附着性；以及(5)在压花时是延展性的。本发明简述因此，本发明的主要目的是提供一种可植入的可生物再吸收的膜，该膜具有所希望的用于由于疾病或受伤而受损之组织的分隔和再生的平衡性能。本发明的另一个目的是提供一种制备本发明之可植入的可生物再吸收的膜的方法。根据本发明的一个方面，提供的可植入的可生物再吸收的膜包括由可生物再吸收/生物相容性的纤维制成的纺织和针织织物，其是作为嵌入在可生物降解/生物相容性的多孔聚合物基体中的支承体。根据本发明的另一方面，提供用于制备可植入的可生物再吸收/生物相容性膜的方法，该方法包括由可生物再吸收/生物相容性的纤维材料制备作为支承体的纺织和针织织物，用可生物降解/生物相容性的聚合物溶液和致孔剂涂覆所述织物，干燥并处理已涂覆的织物，以得到可生物再吸收的膜，然后压花所述可生物再吸收的膜。附图简要说明根据以下描述并参考附图，本发明之上述和其他目的及特征将变得明显，图中图1为说明缝线固定在根据本发明制备之可植入的可生物再吸收/生物相容性膜上的示意图；图2为用于测量膜劲度之装置的示意图；图3为用于测量膜延展性之装置的示意图；图4为根据本发明实施方案制备的可植入的可生物再吸收/生物相容性膜的电子显微镜扫描(SEM)图(放大400倍)；图5为根据本发明另一实施方案制备的可植入的可生物再吸收/生物相容性膜的SEM图(放大1000倍)；以及图6为由包含四环素(TC)之本发明的膜中释放的四环素量对时间的图。发明详述本发明提供可植入的可生物再吸收的膜，该膜包括由可生物再吸收/生物相容性的纤维制成的纺织和针织织物，其是作为嵌入在可生物再吸收/生物相容性的多孔聚合物基体中的支承体。作为本发明膜中的支承体的织物优选用常规已知用作外科手术中之缝线的纤维性材料制成，例如由聚乙醇酸、聚乳酸-乙醇酸或聚乳酸制成的单/复丝纤维或它们的bladed纤维，这些纤维的拉伸强度为约5.5克/旦或更高，细度为35-150旦。优选的支承体织物是织物线性密度为20-100ends/inch的针织或纺织织物。虽然聚乙醇酸或聚乳酸之堆积性能是以低塑性和柔韧性为特征的，但是由它们制得的纺织或针织形式的织物却具有良好的柔韧性和拉伸强度。在本发明的使用中，聚乙醇酸织物是特别优选的，这是因为它的拉伸强度高，而且降解速率快。本发明的纺织或针织织物用包含可生物再吸收/生物相容性的聚合物的溶液(以后称之为涂覆溶液)涂覆，以在其上形成聚合物膜。在制备涂覆溶液时使用包含主要溶剂和第二溶剂的共溶剂系统。通过主要溶剂和第二溶剂之间的差异产生倒相，由此在聚合物基体上形成微孔结构。涂覆溶液可简单地通过将可生物降解的聚合物溶解在主要溶剂中、然后再添加至第二溶剂中来制备。涂覆溶液可进一步包括致孔剂(porogen)，该致孔剂可用合适的提取处理而在以后除去，以便使基体成多孔性。水溶性颗粒可适合用作该致孔剂。可用于本发明之涂覆溶液中的可生物降解/生物相容性的聚合物的例子选自聚乳酸、聚乳酸-乙醇酸、聚己内酯、聚对二恶酮(polyparadioxanone)、聚亚丙基碳酸酯等等。优选单独或联合使用聚D，L-乳酸、聚L-乳酸、聚L-乳酸-乙醇酸、聚D，L-乳酸-乙醇酸和聚己内酯。可生物降解材料的降解速率可通过调节分子量、结晶度、添加剂的量和种类来控制。可在制备涂覆溶液中使用的主要溶剂优选为二氯甲烷。第二溶剂的例子包括乙醇、N-甲基吡咯烷酮和乙酸乙酯，以及它们的混合物。任选地，可在随后的溶剂处理步骤中除去的致孔剂可用在涂覆溶液中，以在涂覆薄膜中产生微孔。可用在本发明中的致孔剂的例子包括水溶性的颗粒，如氯化钠、氯化钾、氯化钙、氯化铵、碳酸钠、碳酸氢钠、柠檬酸钠等等；糖类，如果糖、麦芽糖、葡萄糖、果胶、木糖、藻酸盐、角叉菜胶(carrageenan)等等；和聚乙烯吡咯烷酮。本发明的可生物再吸收的膜可通过以下方法来制备用任选包含上述致孔剂的涂覆溶液涂覆纺织或针织织物，以产生具有由相互连接的微孔形成之通道的膜。如果使用上述致孔剂中的一种，可通过以下方法来制备膜通过喷雾干燥器和磨机制备具有所希望粒径的致孔剂；将致孔剂添加至聚合物溶液中，将所得的混合物涂覆在织物上；干燥经涂覆的织物，以除去溶剂；用水或其他合适的溶剂洗涤已干燥的织物，以除去嵌在膜中的致孔剂；然后干燥织物，以产生多孔膜，该膜具有基本上与致孔剂粒径相同的微孔。本发明的可生物再吸收的膜具有相互连接的微孔，在膜中形成开孔通道。这样，它就能使如包含氧和其他营养成分的细胞外液之类的物质在膜两侧的组织之间进行交换。该特征在理解为什么本发明的膜在治愈和连接受损部位处的组织上特别有效是非常重要的。同样，本发明的多孔膜具有优异的组织附着性能，这进一步增强了受损组织的再生，以及周围组织与屏蔽膜的整合。由于所用聚合物的疏水性，用于本发明中的可生物降解的物质倾向于具有低的水湿润性。为进一步提高湿润性，根据本发明制备的多孔膜优选通过在加热至玻璃化温度(Tg)以上之温度的压花板压制所述膜来压花。此压花处理不仅增加水和水溶性物质的透过性，而且提高了本发明膜的劲度和延展性，由此使膜更有可能与待处理部位的形状相匹配，并确定一个用于再生所希望组织的空间。通常的可生物降解的聚合物在室温下具有低的柔韧性，这是由于玻璃化温度为45℃或更高。为解决柔韧性的问题，国际专利公开WO92/15340公开了添加增塑剂的方法，如各种的柠檬酸酯，或乳酸的乙基端寡聚物。但是，在上述文献中使用的增塑剂有可能导致植入部位的炎症。另外，美国专利5250584公开了丙交酯/乙交酯和丙交酯/己内酯的共聚物，该共聚物在室温下是柔韧性的。但是，所述共聚物在室温下的柔韧性改善却损及了由其制备的膜的形状稳定性。为避免与上述现有技术有关的难题，本发明提供了一种新的方法，其包括压花处理步骤，该步骤改进了多孔可生物再吸收膜的延展性和形状稳定性。本发明的压花处理避免了可导致不希望的副作用的增塑剂之使用，而且同时使多孔可生物再吸收膜具有所希望的性能，如良好的延展性、形状稳定性、以及水或水溶性物质的透过性。在常规的手术中，优选使用可生物降解的缝线来固定本发明的膜。例如，在使用本发明的膜来再生受损的牙槽骨时，可使用如图1所示的方法。在图1中，通过使用缝线(3)和另外的多孔薄膜(1)，将本发明的膜(2)牢固地连接在牙根部。该方法可限制膜的迁移率，而且使上皮细胞生长并附着在牙根和膜的周围部分上。本发明的膜可进一步包括用于防止感染和炎症、刺激组织在植入部位的再生等的药物。可掺入在该膜中的药物的例子包括消炎药，如flubiprofen、布洛芬、吲哚美辛、萘普生、甲灭酸等；抗生素药，如四环素、单环素(monocycline)、土霉素等；甲硝唑；血小板衍生的生长因子；类胰岛素生长因子；上皮生长因子；肿瘤增殖因子；骨形态发生蛋白；以及它们的混合物。以下实施例用于进一步说明本发明，而不是用于限制其范围。参考例1活体内细胞在膜上的附着附着在聚合物膜上的细胞数量通过以下方法来测量将如表1中所示的各聚合物或聚合物的混合物溶解在二氯甲烷中，浇铸所得的溶液，然后干燥，以产生厚度为100μm的薄膜。将所述薄膜铺展在陪替氏(Petri)培养皿的底部，在其上放入衍生自鼠皮层的成纤细胞以及培养基。最后，计数附着在聚合物膜上的细胞数量，所得结果见表1。表1</tables>注脚A聚L-乳酸-乙醇酸(75∶25)B聚D，L-乳酸-乙醇酸(55∶45)C聚D，L-乳酸D聚己内酯E聚L-乳酸*iv意为特性粘度。**在各处理中放入170,000个成纤细胞。如表1所示，具有相对较低分子量和结晶度的聚D，L-乳酸、聚L-乳酸-乙醇酸和聚D，L-乳酸-乙醇酸通常具有优异的细胞附着性能。而且，在混有1∶9-4∶6的聚乳酸-乙醇酸时，聚L-乳酸的细胞附着性能没有降低。因此，这些聚合物的混合物都可用于制造可植入膜。参考例2膜通过水解作用在体内的溶涨为检查可生物降解的聚合物材料通过水解作用的溶涨速率，将如表2所示的各种组成的聚合物材料溶解在二氯甲烷中，浇铸并干燥，以产生厚度为100μm的薄膜。将各薄膜放入搅拌的磷酸盐缓冲盐水(PBS)(pH7.4，37℃)中，在1和3天后取样，以测定薄膜厚度的变化。结果见表2。表2</tables>注脚A聚L-乳酸-乙醇酸(75∶25)B聚D，L-乳酸-乙醇酸(55∶45)C聚D，L-乳酸D聚己内酯E聚L-乳酸如表2所示，由具有最高细胞附着性能之聚D，L-乳酸制造的薄膜显示出最高的溶涨速率。聚L-乳酸-乙醇酸和聚D，L-乳酸-乙醇酸薄膜也显示出较大的厚度变化，而聚L-乳酸薄膜溶涨较慢。在聚乳酸-乙醇酸薄膜包含聚L-乳酸时，溶涨速率明显下降。参考例3与多孔结构和压花处理有关的膜物理性能为检查由膜中的微孔形成和压花处理引起的性能变化，制备无孔膜、多孔膜和压花多孔膜，并如下测量它们的劲度和延展性。将1.6g聚L-乳酸-乙醇酸(iv0.8)和0.4g聚L-乳酸(iv6.3)溶解在25ml二氯甲烷中，然后浇铸所得溶液并干燥，产生厚度为200μm的薄膜。在真空炉中干燥如此得到的膜1天，以除去残留溶剂，产生无孔膜。将1.6g聚L-乳酸-乙醇酸(iv0.8)和0.4g聚L-乳酸(iv6.3)溶解在25ml二氯甲烷中，然后于其中添加20g细粉末状的柠檬酸钠。在均匀分散所得的混合物后，进行浇铸并干燥，产生厚度为200μm的薄膜。在真空炉中干燥如此得到的膜1天，以除去残留溶剂，在水槽中搅拌该薄膜6小时，以提取柠檬酸钠，然后干燥，得到多孔膜。另外，重复上述的相同步骤，但不同之处在于，如下对多孔膜进行另外的压花处理在具有20个凸出/cm2并已预热至150℃的板上压制所得膜，以制得经压花的多孔膜。将各种如上制得的膜截断，得到10mm×60mm的测试样品，并将它们放置在如图2所示的装置中。通过在膜测试样品上添放1.4g的砝码并测定凹陷的深度(L)，来测量各膜的劲度。通过使用如图3所示的装置使膜样品弯曲90°，释放样品，然后测量10秒后的弯曲角度，来估测膜的延展性。如此之劲度和延展性测量的结果见表3。表3</tables>注脚A无孔膜B多孔膜C压花的多孔膜表3表明，多孔膜B比无孔膜A的延展性高，但是它的劲度较低。经压花的多孔膜的劲度和延展性都有提高。实施例1通过针织细度为75旦的聚乙醇酸复丝，制得织物线性密度为45ends/inch的针织织物。然后，将0.3g聚L-乳酸和1.7g聚L-乳酸-乙醇酸溶解在30ml二氯甲烷中，在其中添加22g细粉末状的柠檬酸钠，通过机械搅拌使其分散，由此制得聚合物涂覆溶液。将如此制得的聚合物涂覆溶液涂布在上述制得的针织聚乙醇酸织物上。经涂覆的织物干燥，以除去残留的溶剂，然后放入水槽中，以提取柠檬酸钠，由此制得多孔膜。通过扫描电子显微镜(SEM)观察如此得到的膜的微孔。图4中所示为上述膜的SEM照片(400倍放大)。观察到多数微孔的直径为100μm或更小，而且它们相互联通，在膜上形成通道。将上述膜截成5mm×60mm的样品，然后放入搅拌的PBS(pH7.4，37℃)中。以2周的间隔取出样品，测量拉伸强度和拉伸率。物理性能随时间的变化见表4。然后，将0.3g聚L-乳酸和1.7g聚L-乳酸-乙醇酸溶解在30ml二氯甲烷中，在其中添加10ml乙酸乙酯和0.8g聚乙烯吡咯烷酮，然后搅拌，由此制得聚合物涂覆溶液。将如此制得的聚合物涂覆溶液涂布在上述制得的针织聚乙醇酸织物上。经涂覆的织物干燥，以除去残留的溶剂，然后放入搅拌水槽中，以提取聚乙烯吡咯烷酮，由此制得多孔膜。通过SEM观察如此得到的膜的微孔。图5中所示为上述膜的SEM照片(1000倍放大)。在膜的表面上观察到均匀的微孔，它们的直径为10μm或更小，而且这些微孔相互联通，在膜上形成通道。实施例3将2g聚L-乳酸-乙醇酸溶解在25ml二氯甲烷中，然后于其中添加20g细粉末状的柠檬酸钠。在均化所得的混合物后，进行浇铸并干燥，产生厚度为200μm的薄膜。在真空炉中干燥如此得到的膜1天，以除去残留溶剂，在水槽中搅拌该薄膜6小时，以提取柠檬酸钠，然后再干燥，得到多孔膜。然后，如下进行压花处理在具有20个凸出/cm2并已预热至150℃的板上压制所得膜，以制得经压花的多孔膜。如下测量压花处理前/后的膜的转移性能将膜引入Frantz细胞中，测量随时间变化的转移牛血清蛋白的量。结果见表5。表5</tables>如表5所示，如果是未经压花的膜，转移速率在开始时较慢，而经压花的膜则导致较为稳定、高的水溶液转移速率。实施例4通过针织细度为50-110旦的聚乙醇酸复丝，制得织物线性密度为45ends/inch的针织织物。然后，将0.3g聚L-乳酸和1.7g聚L-乳酸-乙醇酸溶解在30ml二氯甲烷中，在其中添加10ml乙酸乙酯和0.2g四环素，然后均化。将如此制得的溶液涂布在上述制得的针织聚乙醇酸织物上。经涂覆的织物干燥，以除去残留的溶剂，由此制得变化药物的多孔膜。将上述膜放入在搅拌的PBS(pH7.4，37℃)中，以一定的间隔取样。使用UV光谱仪定量释放的四环素量。图6所示为由膜中释放的四环素量随时间的变化图。四环素的释放在开始时较快，这表明可以有效地控制在植入膜的早期阶段发生的感染或发炎的危险。如上述实施例所示，本发明的多孔膜具有优异的延展性和提高的强度，这使得膜可与待覆盖之区域的形状更为匹配，而且在植入后的预定期间内保持形状。另外，根据本发明，因为通过微孔通道物质较易于运送，所以不会阻碍在治疗部位处的所希望组织的生长。再有，本发明膜的劲度和延展性可通过压花处理来提高。因此，根据本发明制得的经压花的多孔膜可用于导向组织再生、组织支承和覆盖，植入身体中的人造器官的维持和支承体，以及作为药物载体，等等。虽然已根据具体的实施方案对本发明进行了描述，但可以理解的是，本领域技术人员在不偏离所附权利要求书中所限定的本发明范围的情况下，仍可进行各种的改进和变化。权利要求1.一种分隔和再生缺损部位处之组织、增生其他植入体周围之组织或者是控制释放包含在其中之药物的可植入的可生物再吸收的膜，该膜包括由可生物再吸收的纤维制成的纺织或针织织物，以及涂覆在所述织物上的可生物再吸收/生物相容性的多孔聚合物薄膜。2.如权利要求1的可植入的可生物再吸收的膜，其中，所述可生物再吸收的纤维是由选自聚乙醇酸、聚乳酸-乙醇酸和聚乳酸的聚合物制成的单丝、复丝以及它们的bladed形式。3.如权利要求1的可植入的可生物再吸收的膜，其中，所述可生物再吸收的纤维是由聚乙醇酸制成的单丝、复丝，或它们的bladed形式。4.如权利要求1的可植入的可生物再吸收的膜，其中，所述可生物再吸收/生物相容性的聚合物薄膜包含选自聚乳酸、聚乳酸-乙醇酸、聚己内酯、聚对二恶酮、聚亚丙基碳酸酯以及它们的混合物的聚合物。5.如权利要求4的可植入的可生物再吸收的膜，其中，所述可生物再吸收/生物相容性的聚合物是聚乳酸和聚乙醇酸的混合物。6.如权利要求1的可植入的生物再吸收膜，其中，所述可生物再吸收/生物相容性的多孔聚合物具有直径低于100μm的微孔。7.如权利要求1的可植入的可生物再吸收的膜，其进一步包含选自flubiprofen、布洛芬、吲哚美辛、萘普生、甲灭酸、四环素、单环素、土霉素、甲硝唑、血小板衍生的生长因子、类胰岛素生长因子、上皮生长因子、肿瘤增殖因子、骨形态发生蛋白，以及它们的混合物的添加剂。8.如权利要求1的可植入的可生物再吸收的膜，其中，可生物再吸收的缝线固定在所述膜上。9.制备可植入的可生物再吸收膜的方法，该方法包括由可生物再吸收的纤维材料制备作为支承体的织物，用可生物再吸收/生物相容性的聚合物溶液涂覆所述织物，然后干燥经涂覆的织物。10.如权利要求9的方法，其进一步包括压花经涂覆之织物的步骤。11.如权利要求9的方法，其中，所述可生物再吸收/生物相容性的聚合物溶液包括二氯甲烷和第二溶剂，所述第二溶剂为乙醇、N-甲基吡咯烷酮和乙酸乙酯或它们的混合物。11.如权利要求9的方法，其中，所述可生物再吸收的聚合物溶液包含选自氯化钠、氯化钾、氯化钙、氯化铵、碳酸钠、碳酸氢钠、柠檬酸钠、果糖、麦芽糖、葡萄糖、果胶、木糖、藻酸盐、角叉菜胶、聚乙烯吡咯烷酮和它们的混合物的水溶性颗粒，所述方法进一步包括以下步骤通过用水或合适的含水溶液提取经干燥和涂覆的织物，以除去颗粒，得到多孔膜，然后干燥所述的多孔膜。全文摘要一种分隔和再生缺损部位处之组织的可植入的可生物再吸收的膜,该膜包括由可生物再吸收的纤维制成的纺织或针织织物,以及涂覆在所述织物上的生物再吸收/生物相容性的多孔聚合物薄膜。本发明的可植入的可生物再吸收的膜是通过以下方法制备的:由可生物再吸收的纤维材料制备作为支承体的织物,用可生物再吸收/生物相容性的聚合物和致孔剂的溶液涂覆所述织物,处理经涂覆的织物以产生孔,然后压花经涂覆的织物。文档编号A61K9/00GK1183051SQ96193670公开日1998年5月27日申请日期1996年5月1日优先权日1995年5月1日发明者李承晋,郑钟平,吕奎东,徐敏孝,尹硕晙,裵哲民,金裕灿申请人:株式会社三养社