增加天然組織的交聯制造技術

本發明專利技術涉及用低濃度交聯試劑處理生物組織。（*該技術在2015年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術的技術范圍本專利技術涉及使用交聯劑如戊二醛對生物組織如心臟瓣膜進行加工。本專利技術的背景情況移植前生物修復組織的制備，通常包括穩定化處理，使它能抵抗以后的體內酶解。這種處理又常包括使組織上或組織內的分子特別是膠原交聯。因此，使用了各種醛，包括乙二醛、甲醛和戊二醛。但戊二醛是慣常選用的，部分原因是它可在水溶液的生理pH條件下使用。除了使組織交聯外，戊二醛還是良好的清毒劑，并能降低移植后組織的抗原性。而且，使用戊二醛有助于組織形成較大的熱穩定性、較大的柔韌性(與常規交聯技術相比)及提高耐久性。但戊二醛也有細胞毒性——即使用低濃度，也需要漂洗組織以清除殘留的戊二醛。在通常用于交聯生物組織的濃度——約0.6％V/V，甚至低到成功地使用的0.2％——戊二醛的毒性仍是一個較大的問題。本專利技術概要本專利技術為用低濃度交聯劑交聯或固定膠原類生物組織，如豬心臟瓣膜提供了一種改進方法。在保持或提高受處理組織的耐久性和柔韌性的同時，降低了交聯劑的殘留量。因本加工法使用水傳送系統，避免了應用不僅可能有毒而且會使含膠原的物質(即靜脈、動脈、心臟瓣膜等)脫水、變性或損壞的有機溶劑，如丙酮。用低濃度戊二醛固定的其它特性包括(1)分子內交聯程度相對地高，提供了比較柔軟的組織。對心臟瓣膜說，這意味著改進了它的血液動力學性質；對血管移植物說，這意味著它具有較大的抗扭結性。(2)短鏈分子內交聯(沿膠原鏈)相對地高，可保護組織以免引起膠原蛋白基質中鏈的斷裂。這是與在高濃度戊二醛交聯中占優勢的長鏈分子間交聯(膠原鏈之間)相比而言。(3)抗鈣化。生物修復產品如生物修復心臟瓣膜的鈣化，是一種有大量作用因素的十分復雜的過程。其中之一是，有殘余游離的戊二醛時易于發生鈣化。在低濃度戊二醛中固定，通常降低了殘留在組織中的戊二醛量。而且，當在組織裂縫附近也趨向出現鈣化時，在一定時間中由低濃度交聯得到的比較柔軟的組織不太可能發生斷裂。本專利技術適用于大量的血管修復術，于小直徑血管更換場合尤其有價值。它在冠狀動脈入口分流術操作中有用，特別當病人以前作過冠狀動脈更換手術及充分的隱靜脈切除或乳房內動脈切除。因按本專利技術進行的修復術可等于或優于隱靜脈移植，所以使用這種修復術會減少對隱靜脈切除的需要。它也可應用于系統的微血管更換，如手或足的微血管。圖的簡短說明附圖說明圖1.在0.01％和0.05％戊二醛中交聯的牛頸動脈抗張強度的比較圖2.在0.0％和0.05％戊二醛中交聯的牛頸動脈縫合保持強度的比較圖3.不同固定條件對牛正中動脈抗張強度和縫合保持強度的影響圖4.不同固定條件對牛正中動脈爆裂強度的影響圖5.低濃度戊二醛分子內交聯和高濃度戊二醛分子間交聯的不同圖6.在0.5％和0.05％戊二醛中交聯的小葉的收縮溫度比較圖7.電子束輻射對壓力下降的影響圖8.電子束對有效孔面積的影響圖9.主動脈根組織的固定時間對其收縮溫度的關系本專利技術的詳細說明按本專利技術的方法，包括把生物組織暴露在低于約0.1％體積的交聯溶液中處理或加工，最好是大約0.01％至0.099％體積的固定溶液中。在本專利技術的最好增強交聯法中，固定溶液是含有戊二醛的緩沖溶液。這里使用的術語“生物組織”是指可能來自不同動物種的含膠原材料，通常是哺乳動物。這種生物組織通常是適于移植的軟組織，如生物修復組織或相似物，但本專利技術不受此限。具體例子包括，但不限于，心臟瓣膜，特別是豬心臟瓣膜；主動脈根，壁和/或小葉；心包，最好是牛心包或相似物，與來自心包的產品如心包片；來自結締組織的材料，如硬腦膜，同種移植組織，如主動脈同種移植物和隱靜脈旁路移植物；腱、韌帶、皮膚片；血管，特別是牛動脈和靜脈，及人臍組織，如靜脈；骨；及類似物。任何其它已知或將知會適于按本專利技術加工的生物來源材料，都在本專利技術的考慮之內。按本專利技術，從其來源處移植而來的生物組織可在暴露于交聯劑之前以任何合適的方式加工。通常，生物組織被仔細清理，然后用濾過的蛋白水解酶濃溶液消化，因而從生物組織大量去除了抗原組織。在利用天然組織時，清理步驟通常包括從組織剝除外膜及不合需要的脂肪與肌肉組織。把生物組織暴露于交聯劑，正如這里所使用的，歸入任何使生物組織與交聯劑接觸的方法。在本專利技術最好的增強交聯法中，把組織暴露于交聯劑是指把組織浸泡在交聯劑中。當組織浸在給定濃度的交聯劑如醛類，如戊二醛的溶液中時，組織小間隙中的戊二醛濃度將與周圍溶液平衡，使組織經歷了確實的低濃度交聯。但當戊二醛經由一噴霧器傳送時，單體的戊二醛是直接沉積在基質的表面，不管汽化前溶液的始濃度怎樣，都將是純戊二醛與組織接觸，所以組織中的濃度，如果不是不可能，也是很難控制的。通常按本專利技術使用的戊二醛，是得自例如電子顯微科學(FortWashington，PA)的商品生物學級別50％溶液，這種合用的商品戊二醛也可以是各種其它級別、純度和/或濃度。生物學級別的戊二醛通常不需要額外提純，但可能要把最后的交聯溶液通過0.2μ孔的親水膜濾器以除去任何生物學的污染物。按本專利技術，生物組織可暴露于含有戊二醛的合適緩沖液的固定溶液。本專利技術所使用的合適緩沖液，是那些具有足以保持生理上可接受的pH的緩沖能力、對生物組織不會引起實質性損害和/或不干擾處理過程的緩沖液。代表性的緩沖液包括(但不限于)磷酸鹽緩沖的生理鹽水(PBS)和有機緩沖液如N-(2-羥乙基)哌嗪-N′-(2-乙磺酸)(HEPES)或嗎啉丙磺酸(MOPS)以及包括硼酸鹽、重碳酸鹽、碳酸鹽、卡可酸鹽或檸檬酸鹽等的緩沖液。最好的固定溶液是低于0.1％V/V戊二醛的檸檬酸鹽緩沖液。按本專利技術的通常規程，生物組織可在足以引起組織內和組織上的膠原交聯的時間和溫度條件下暴露于固定溶液。例如，生物組織可從大約4℃到37℃暴露于緩沖的戊二醛溶液，最好約20℃；pH大約6到8，最好約6.3到6.5，時間可大約10天，最好約2到5天。按本專利技術，技術熟練的人會認識到，規程中的某些參數可按要實現的特定意圖予以變更。這些參數包括(但不限于)戊二醛濃度、溶液組成、pH和離子強度、生物組織暴露于戊二醛的時間和溫度、組織對溶液體積的比率以及起始固定時生物組織的結構。因此本專利技術是不受限制的。通常，交聯的生物組織而后用任何合適的漂洗物洗凈。在最好的增強交聯法中，漂洗劑是消毒的生理鹽水。組織可用許多體積的消毒的生理鹽水漂洗近24小時以上，或直到組織中殘留的加工化學藥品的濃度低于被認為有毒的水平(近1ppm)。技術熟練的人也會認識到，本專利技術可包括另外的加工過程。如，交聯的生物組織可暴露于一種或多種抗鈣化劑、一種或多種生物能壘(bioburden)還原劑、至少一種漂洗溶液以及一種或多種消毒劑或操作規程。而且，像以下更詳細地揭示的，按本專利技術交聯的生物組織可在最后消毒以前貯存約一年或更長時間。代表性的另外加工過程更詳細地敘述于下。生物能壘還原本專利技術的增強交聯法(embodiment)可包括把交聯的生物組織暴露于一種或多種生物能壘還原劑，通常約10小時，最好約2到4小時。例如，上面提到的用戊二醛處理的豬心臟瓣膜而后可暴露于約含1％-5％戊二醛、1％-6％甲醛和15％-25％乙醇的緩沖液中。常用的緩沖液包括PBS、HEPES、磷酸鹽和檸檬酸鹽緩沖液。中間體貯存本專利技術的增強交聯法可包括在最后消毒前把交聯的生物組織貯存一年或更長時本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種處理生物組織的方法，包括把生物組織暴露在低于約０．２％體積的交聯溶液中。

【技術特征摘要】
US 1994-6-15 08/259,9841.一種處理生物組織的方法，包括把生物組織暴露在低于約0.2％體積的交聯溶液中。2.根據權利要求1所述方法，交聯溶液是戊二醛。3.根據權利要求1所述方法，交聯溶液是0.01-0.099％體積的戊二醛。4.根據權利要求1所述方法，生物組織是膠原材料。5.根據權利要求4所述方法，生物組織選自牛心包、豬主動脈瓣、硬腦膜、人臍靜脈、從各種哺乳動物來源的血管組織和心臟瓣膜同種移植物組成的一類物體。6.根據權利要求1所述方法，還包括把交聯的生物組織暴露于生物能壘還原劑。7.根據權利要求1所述方法，還包括把交聯的生物組織暴露于抗鈣化劑。8.根據權利要求7所述方法，包括把交聯的生物組織暴露于選自至少一種鋁鹽、一種含有至少50％乙醇的溶液組成的抗鈣化溶液或二者結合的鈣化溶液。9.根據權利要求1所述方法，還包括消毒交聯的生物組織。10.根據權利要求6所述方法，還包括消毒交聯的生物組織。11.根據權利要求8...

【專利技術屬性】
技術研發人員：米歇，M威廉，Ⅱ，奧而安德，L托馬斯，施安凱雷利，基馬爾，
申請(專利權)人：圣裘德醫療公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]