使用生物正交結(jié)合對交聯(lián)生物假體組織的方法
【專利說明】使用生物正交結(jié)合對交聯(lián)生物假體組織的方法
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2012年11月13日提交的美國臨時專利申請序列號61/725，937在35U.S.C.§ 119(e)下的優(yōu)先權權益，其全部內(nèi)容通過引用并入如同全部在本文中陳述。
發(fā)明領域
[0003]本發(fā)明涉及處理用于植入患者中的生物假體組織的方法，并且，更具體地涉及使用生物正交結(jié)合對(b1-orthogonal binding pairs)交聯(lián)生物假體組織的方法。
【背景技術】
[0004]在生物假體植入物中使用非自體組織提出重大的挑戰(zhàn)。挑戰(zhàn)之中的主要部分是生物假體植入物的免疫性排斥和/或鈣化，這些導致組織不期望的退化和硬化。對于生物假體心臟瓣膜，免疫性排斥和鈣化是特別存在問題的，因為在植入之后這些小葉的鈣化將不利地影響小葉保持血液所需單向流動即避免血液不期望的泄漏或回流的能力。
[0005]戊二醛長期以來是選擇用于交聯(lián)生物組織，并且更具體地，用于交聯(lián)心臟瓣膜的心包組織的試劑。戊二醛化學地改變和交聯(lián)膠原以致使生物組織在人類宿主中免疫地可接受并且使組織穩(wěn)定。雖然戊二醛依然是優(yōu)選的交聯(lián)試劑，但戊二醛不無其缺點。的確，戊二醛已經(jīng)被報道加速鈣化過程，其為戊二醛-固定的心包瓣膜中長期故障的主要原因。此外，因為戊二醛是細胞毒性的并且阻礙宿主細胞附著、迀移和增殖，其阻礙了處理的組織在體內(nèi)再生的能力。戊二醛還具有聚合并且產(chǎn)生不期望的副反應的傾向。戊二醛涉及的反應的類型通常難以控制。
[0006]因此需要可用于代替戊二醛固定或與戊二醛固定聯(lián)合的、減少戊二醛-處理的生物假體組織的一些缺點的策略。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本文描述的優(yōu)選的實施方式涉及用于處理用于與可植入的生物假體有關的生物組織的方法。
[0008]在一個優(yōu)選的實施方式中，描述了用于交聯(lián)生物組織的方法。該方法包括使生物組織與固定化合物接觸，該固定化合物包括第一和第二官能團。第一官能團偶合與生物組織相關的組織官能團，并且第二官能團是生物正交結(jié)合對中的一個。生物組織隨后被暴露至包括至少兩個官能團的連接化合物。該兩個官能團各自包括生物正交結(jié)合對的另一個。
[0009]根據(jù)第一方面，生物正交結(jié)合對包括疊氮化物和炔烴。
[0010]根據(jù)第二方面，暴露在催化劑存在下執(zhí)行。催化劑可以是銅、釕、銀，銅、釕或銀的鹽，或銅、釕或銀的衍生物。在優(yōu)選的實施方式中，催化劑是銅、銅鹽或銅的衍生物。
[0011]根據(jù)第三方面，方法進一步包括在使用連接化合物暴露生物組織后沖洗生物組織。沖洗可使用水性、非水性或無水溶液執(zhí)行。水性溶液包括鹽水溶液，優(yōu)選緩沖鹽水溶液，諸如磷酸鹽緩沖鹽水溶液。水性、非水性或無水溶液包括丙三醇溶液、聚乙二醇(PEG)溶液和酮溶液，諸如丙酮。
[0012]術語“非水性”，當其指的是溶液時，被理解為意思是其中溶液系統(tǒng)的小于按重量計50%是水的溶液。因此，非水性溶液不排除水的存在，或者作為雜質(zhì)或者以小于按重量計50%的量。
[0013]根據(jù)第四方面，炔烴被并入具有環(huán)張力的環(huán)狀化合物。在優(yōu)選的實施方式中，環(huán)狀化合物環(huán)辛炔。環(huán)辛炔可包括一種或多種吸電子基團，優(yōu)選鹵素，并且最優(yōu)選氟。
[0014]根據(jù)第五方面，暴露在不存在催化劑下執(zhí)行。
[0015]根據(jù)第六方面，組織官能團是選自下列的一種或多種:胺、羥基、巰基、羰基和羧酸。組織官能團優(yōu)選是胺，并且固定化合物的第一官能團是醛。
[0016]根據(jù)第七方面，固定化合物的第一官能團選自:異硫氰酸酯、異氰酸酯、磺酰氯、醛、碳二亞胺、酰疊氮、酸酐、氟苯、碳酸酯、N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)、NHS酯、亞氨酸酯、環(huán)氧化物、氟苯酯、胺、羧酸和醇。
[0017]根據(jù)第八方面，固定化合物是咪唑-1-磺酰疊氮和三氟甲磺酰疊氮中的一種或其組合。
[0018]根據(jù)第九方面，固定和連接化合物中的一個或二者包括間隔基。
[0019]根據(jù)第十方面，間隔基不包括與生物組織、與組織官能團或生物正交結(jié)合對的任何一個反應的官能團。
[0020]根據(jù)第十一方面，連接化合物包括間隔基。間隔基可以是選自分支的或直鏈的飽和的或不飽和的烴或聚合物中的一個或其組合。間隔基可還或額外地包括生物活性的和可生物降解的基團中的一個或其組合?？缮锝到獾幕鶊F可以是二硫化物。
[0021 ] 在另一個實施方式中，提供了根據(jù)上述方法中的任何一種生產(chǎn)的交聯(lián)生物假體組織。
[0022]根據(jù)第一方面，交聯(lián)生物假體組織不用戊二醛、甲醛或其他含醛交聯(lián)劑處理。
[0023]根據(jù)第二方面，將交聯(lián)生物假體組織提供在不含與組織接觸的液體防腐劑溶液的密封包裝中。
[0024]由以下【具體實施方式】，描述的優(yōu)選實施方式的其他目的、特征和優(yōu)勢對本領域技術人員將變得顯而易見。然而，將理解的是，【具體實施方式】和具體實施例雖然指示了本公開內(nèi)容的優(yōu)選實施方式，但是其是以說明性并非限制性的方式給出。在不偏離本公開內(nèi)容的精神下可以做出在本公開內(nèi)容的范圍內(nèi)的許多變化和改變，并且該公開內(nèi)容包括所有這種改變。
【附圖說明】
[0025]參考附圖在此描述了本公開內(nèi)容的說明性實施方式，其中:
[0026]圖1描述了銅-催化的疊氮化物-炔烴環(huán)加成反應方案。
[0027]圖2描述了疊氮化物-環(huán)辛炔環(huán)加成反應方案。
[0028]圖3描述了環(huán)張緊的連接化合物的實施方式。
[0029]圖4描述了與生物組織相關的組織官能團反應并且因此與其偶合的官能團的示例性實施方式。
[0030]圖5A-5B描述了包括生物正交結(jié)合對的固定和連接化合物在組織膠原纖維之間實行交聯(lián)的示例性方法。
【具體實施方式】
[0031]現(xiàn)在將參考附圖描述用于交聯(lián)生物假體組織的方法的具體的非限制性的實施方式。應當理解這種實施方式僅以實例的方式，并且僅僅說明了本公開內(nèi)容的范圍內(nèi)的僅小量的實施方式。對本公開內(nèi)容涉及領域的技術人員顯而易見的各種變化和改變被認為在如所附權利要求進一步限定的本公開內(nèi)容的精神、范圍和意圖內(nèi)。
[0032]本文描述的優(yōu)選的實施方式涉及用于處理用于與可植入的生物假體相關的生物組織的方法。因為用于可植入的生物假體的生物組織來源于非自體源，在植入前必須處理生物組織以保持足夠程度的機械強度和尺寸穩(wěn)定性。同時，也必須處理生物組織以減少其在患者中的抗原性以及減少實際和潛在的鈣的結(jié)合位點。
[0033]戊二醛長期以來是選擇用于交聯(lián)和消毒用于假體心臟瓣膜中的生物組織的試劑。然而，戊二醛的使用具有許多重大缺點。由于其在溶液中聚合的傾向，戊二醛固定經(jīng)常導致產(chǎn)生與固定的組織相關的醛基。此外，戊二醛與組織中的游離胺反應以產(chǎn)生不穩(wěn)定的席夫堿。醛和席夫堿二者均代表可能引起鈣化的潛在的鈣結(jié)合位點。此外，戊二醛交聯(lián)提供有限的機會來調(diào)整固定后交聯(lián)組織的性質(zhì)，并且為交聯(lián)網(wǎng)絡的合理設計提供很少或沒有提供合成操作。而且，因為戊二醛是細胞毒性的，其阻礙植入的和戊二醛-處理的生物假體組織的期望的細胞向內(nèi)生長和整合。
[0034]本公開內(nèi)容描述了使用固定化合物和雙官能連接化合物交聯(lián)生物組織的替代方法，所述固定和雙官能連接化合物各自包括生物正交結(jié)合對中的互補的一個。生物正交結(jié)合對之間的反應比起