DE60014400T2

DE60014400T2 - Antiadhäsionsschicht aus hyaluronsäure

Info

Publication number: DE60014400T2
Application number: DE60014400T
Authority: DE
Inventors: Gary Zhang
Original assignee: United States Surgical Corp
Current assignee: United States Surgical Corp
Priority date: 1999-07-28
Filing date: 2000-07-26
Publication date: 2005-10-06
Anticipated expiration: 2020-07-27
Also published as: US6630167B2; ATE277647T1; EP1207828B1; AU7626700A; EP1207828A4; WO2001006973A1; CA2377544C; ES2223583T3; US20020141968A1; AU780363B2; DE60014400D1; CA2377544A1; US20040013714A1; EP1207828A1

Description

Hintergrund
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Antiadhäsionssperre aus Hyaluronsäure, die dadurch gebildete Antiadhäsionssperre und Verfahren zur Verwendung der Antiadhäsionssperre.
Hintergrund des Standes der Technik
Hyaluronsäure ist ein viskoses Mucopolysaccharid, das in Geweben von Tier und Mensch gefunden wird, wie Nabelschnur, Glaskörperflüssigkeit, Gelenkschmiere, Blutgefäßwänden und anderen Bindegeweben. Das Polysaccharid besteht aus Disaccharidstruktureinheiten, die aus alternierenden D-Glucuronsäure- und N-Acetyl-D-glucosaminresten hergestellt sind, und besitzt ein Molekulargewicht im Bereich von ca. 40.000 bis 8.000.000, abhängig von Ursprung und Extraktionsverfahren. Hyaluronsäure wird zwischen Zellen gefunden, komplexiert mit Proteinen, und bildet aufgrund seiner Wasserrückhaltefähigkeit ein Gallert. Sie spielt eine bedeutende Rolle in verschiedenen biologischen Prozessen, wie Zellmigration, Schmierung, Anfeuchtung von Geweben und Aufrechterhaltung der Zellmorphologie (Meyers, Physiol. Rev., 27:335, 1947).
Ihr natürliches Vorkommen im Körper und ihre Wasserrückhaltefähigkeit haben zur Entwicklung und Verwendung von Hyaluronsäure für verschiedene therapeutische Anwendungen geführt, z.B. die Behandlung von Arthritis, die Verwendung von Hyaluronsäure als Glaskörperflüssigkeitsersatz, die Prävention oder Inhibierung von Adhäsionen im Anschluss an eine Operation und der Schutz von Wunden während der Heilung. Jedoch erfährt Hyaluronsäure bei Verabreichung an ein Individuum einen enzymatischen Abbau durch verschiedene Enzyme, z.B. Hyaluronidase, Glucuronidase und Glucosidase, oder einen nicht-enzymatischen Abbau (Pigman et al., Arthritis Rheumatism 4:240, 1961) und behält deshalb seine ursprüngliche Viskosität oder die gewünschte Verweilzeit in vivo nicht bei.
Ein erfolgreicher Ansatz zur Verzögerung des Abbaus von Hyaluronsäure bei Verabreichung an den Körper und somit zur Bewahrung seiner ursprünglichen Viskosität und Verweilzeit in vivo besteht in der Modifizierung von Hyaluronsäure mit einem Vernetzungsmittel. Verschiedene Vernetzungsmittel und Verfahren werden zur Vernetzung von Hyaluronsäure zur Verwendung in verschiedenen therapeutischen Anwendungen eingesetzt. Zum Beispiel beschreibt US-PS 4 716 224 die Vernetzung von Hyaluronsäure unter Verwendung von polyfunktionellen Epoxyverbindungen, worin die Hyaluronsäure in einem alkalischen Medium gelöst und mit den Epoxyverbindungen umgesetzt wird. Die vernetzte Hyaluronsäure wird als nützlich in der Behandlung von Arthritis und als Bestandteil von Kosmetika beschrieben.
US-PS 4 886 787 beschreibt die Vernetzung von Hyaluronsäure mit di- oder polyfunktionellen Epoxiden, worin die Hyaluronsäure in saurer Lösung gelöst und mit den Epoxiden in Gegenwart eines sauren Katalysators umgesetzt wird. Die vernetzte Hyaluronsäure wird als nützlich in der Behandlung von Arthritis, als Wirkstoffübertragungsträger, zur Reduzierung post-operativer Adhäsionen, zur Förderung der Wundheilung und als Komponente von Kosmetika vorgeschlagen.
Die US-PSen 4 582 865, 4 605 691 und 4 636 524 beschreiben die Reaktion von Divinylsulfon als Vernetzungsmittel mit Hyaluronsäure in wässriger alkalischer Lösung. Die vernetzte Hyaluronsäure wird als nützlich in kosmetischen Formulierungen und Wirkstoffübertragungssystemen beschrieben.
US-PS 5 356 883 beschreibt die Vernetzung von Hyaluronsäure mit dem Vernetzungsmittel Carbodiimid, um Hydrogele zu erzeugen, die nützlich als biologisch kompatible Gele, Filme oder Schwämme sein sollen.
US-PS 4 957 744 beschreibt die Vernetzung von Hyaluronsäure mit mehrwertigen Alkoholen zur Erzeugung vernetzter Hyaluronsäureester, die als nützlich zur Behandlung von Arthritis und als Komponenten für Kosmetika beschrieben werden. Die Vernetzungsreaktion wird durch Auflösen und Umsetzen von Hyaluronsäure mit einem Vernetzungsmittel in polaren und nicht-polaren Lösungsmitteln bewirkt.
US-PS 5 690 961 beschreibt die Vernetzung von Hyaluronsäure mit Di- oder Polyanhydriden in einem polaren aprotischen Lösungsmittel. Die Anhydrid-vernetzte Hyaluronsäure wird als nützlich in der Behandlung von Arthritis, als Wirkstoffübertragungsträger, zur Reduktion der Bildung postoperativer Adhäsionen, zur Förderung der Wundheilung und als Bestandteil in Kosmetika vorgeschlagen.
US-Patent 5 532 221 beschreibt die Herstellung von ionisch vernetzter Hyaluronsäure, worin eine wässrige Lösung von Hyaluronsäure mit einer wässrigen Polykation-Lösung in Verbindung gebracht wird. Die ionisch vernetzte Hyaluronsäure wird als nützlich in der Prävention post-operativer Adhäsionen beschrieben.
In der oben beschriebenen Literatur, unabhängig vom besonderen verwendeten Vernetzungsmittel, wird die Vernetzung von Hyaluronsäure in einem Zustand einer homogenen Lösung durchgeführt, worin Hyaluronsäure mit dem Vernetzungsmittel in einer Lösung gelöst und umgesetzt wird. Da die Löslichkeit von Hyaluronsäure in wässriger Lösung sehr gering ist, sind die in solchen homogenen Lösungen durchgeführten Reaktionen nicht effizient. Entsprechend kann die Gewinnung des Reaktionsprodukts schwierig sein.
Zusammenfassung
Ein Verfahren zur Herstellung einer Antiadhäsionssperre wird bereitgestellt, das das Gefriertrocknen einer Lösung, die Hyaluronsäure einschließt, zur Bildung eines Schaums, das Umsetzen des Schaums mit einem Vernetzungsmittel zur Bildung eines vernetzten Schaums und das Vermischen des vernetzten Schaums mit einer wässrigen Lösung, die Hyaluronsäure enthält, zur Bildung der Antiadhäsionssperre umfasst.
In einem anderen Aspekt wird eine Antiadhäsionssperre bereitgestellt, die ein Gel ist, das durch Kombinieren eines gefriergetrockneten und anschließend vernetzten Hyaluronsäureschaums und einer wässrigen Lösung, die Hyaluronsäure einschließt, hergestellt wird.
In noch einem anderen Aspekt wird ein zweiteiliges Kit bereitgestellt, das ein erstes Teil, das gefriergetrockneten und anschließend vernetzten Hyaluronsäureschaum einschließt, und ein zweites Teil umfasst, das eine Lösung einschließt, die Hyaluronsäure einschließt.
Wie zuvor angegeben wurde, beinhalten Verfahren des Standes der Technik zur Herstellung von vernetzter Hyaluronsäure allgemein einen Vernetzungsschritt, der in einem Zustand einer homogenen Lösung durchgeführt wird, d.h. Hyaluronsäure wird mit einem Vernetzungsmittel in einer Lösung gelöst und umgesetzt. Im Gegensatz dazu beinhaltet das vorliegende Verfahren der Herstellung der Antiadhäsionssperre eine besondere Vernetzungsreaktion im festen Zustand, worin Hyaluronsäure als Feststoff hergestellt wird, d.h. als gefriergetrockneter Schaum, der dann mit einem unverdünnten flüssigen Vernetzungsmittel umgesetzt wird, um einen vernetzten Hyaluronsäureschaum zu liefern. Dieses Verfahren eliminiert die Bedenken der geringen Löslichkeit von Hyaluronsäure in verschiedenen Lösungsmitteln. Auch weil die Vernetzungsmittel nur mit den auf Oberflächen zugänglichen funktionellen Gruppen reagieren, liefert die Verwendung eines gefriergetrockneten Hyaluronsäureschaums eine relativ große Oberfläche, die Stellen enthält, an denen eine Vernetzung erfolgen kann.
Die Herstellung von vernetztem Hyaluronsäureschaum gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung führt zu einer annähernd quantitativen Gewinnung von vernetztem Hyaluronsäureschaum. Die überschüssigen Vernetzungsmittel und etwaige Nebenprodukte der Reaktion können leicht durch einfaches Spülen entfernt werden. Im Gegensatz ist die Gewinnung von vernetzter Hyaluronsäure, die durch die Verfahren des Standes der Technik hergestellt wird, worin die Vernetzung im Zustand einer homogenen Lösung durchgeführt wird, weniger effizient, und die Entfernung von überschüssigen Vernetzungsmitteln und Nebenprodukten der Reaktion ist zeitaufwendiger.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Beispiel für eine nadellose Spritze, die zur Vermischung von Hyaluronsäureschaum mit einer wässrigen Lösung, die Hyaluronsäure enthält, zur Bildung der Antiadhäsionssperre verwendet werden kann.
2A und B zeigen zwei nadellose Spritzen und ein Luer-Lock (Zuspritzventil), die zum Vermischen einer wässrigen Lösung, die Hyaluronsäure enthält, und von vernetztem Hyaluronsäureschaum verwendet werden können, um eine Antiadhäsionssperre zu bilden. 2A zeigt zwei separate Spritzen, die vernetzten Hyaluronsäureschaum bzw. eine wässrige Lösung, die Hyaluronsäure enthält, enthalten, und ein Luer-Lock, das zur Kupplung der zwei Spritzen verwendet wird. 2B zeigt die über ein Luer-Lock gekuppelten Spritzen. Die flüssigen und festen Komponenten werden durch Vor- und Zurückdrücken der Kolben zur Bildung eines Gels vermischt. Das Gel wird in einer der Spritzen vor seiner Auftragung auf eine Wundstelle gesammelt.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Das vorliegend offenbarte Verfahren zur Herstellung einer Antiadhäsionssperre schließt einen neuen Vernetzungsschritt ein, worin ein gefriergetrockneter Hyaluronsäureschaum mit einem Vernetzungsmittel umgesetzt wird, um einen vernetzten Hyaluronsäureschaum zu erzeugen, der dann mit einer wässrigen Lösung vermischt wird, die Hyaluronsäure umfasst, um eine Hydrogel-Antiadhäsionssperre zu bilden.
Wie hier verwendet, bezeichnet der Begriff "Hyaluronsäure" Hyaluronsäure und ihre Salze, wie die Natrium-, Kalium-, Calcium- oder Magnesiumsalze etc. Zur Bildung einer Antiadhäsionssperre, wie sie im vorliegend beanspruchten Verfahren dargestellt wird, wird Hyaluronsäure oder ein biologisch kompatibles Salz davon, z.B. Natrium, Kalium, Calcium oder Magnesium, in einer wässrigen Lösung gelöst, die bevorzugt pyrogenfrei ist. Das Molekulargewicht von Hyaluronsäure kann von ca. 40.000 bis 8.000.000 reichen, abhängig vom Ursprung und den verwendeten Reinigungsverfahren. Geeignete Quellen für Hyaluronsäure schließen ein, aber nicht beschränkt auf Nabelschnur, Hahnenkamm, Bakterien etc. Zum Beispiel beschreibt US-PS 4 141 973 ein Verfahren zur Extraktion von Hyaluronsäure aus Hahnenkämmen, und US-PS 4 517 295 beschreibt ein Fermentationsverfahren zur Herstellung von Hyaluronsäure. Hyaluronsäure ist ebenfalls gewerblich erhältlich, z.B. von Genzyme Corp., Cambridge, MA und Sigma Chemical Co., St. Louis, MO.
Das Molekulargewicht von Hyaluronsäure beeinflusst die Menge der Hyaluronsäure, die zum Erreichen der Gelbildung erforderlich ist. Entsprechend wird die Konzentration der Hyaluronsäure, die zur Bildung eines Schaums im vorliegenden Verfahren verwendet wird, gemäß dem Molekulargewicht der verwendeten Hyaluronsäure eingestellt werden. Wenn z.B. eine Hyaluronsäure mit höherem Molekulargewicht verwendet wird, ist eine geringere Konzentration von Hyaluronsäure erforderlich, um eine Gelbildung zu erreichen. Wenn Hyaluronsäure mit einem Molekulargewicht von ca. 1 × 10⁶ bis ca. 2 × 10⁶ verwendet wird, wird die Lösung, die Hyaluronsäure einschließt, typischerweise ca. 0,5 bis ca. 4,0 Gew.-% Hyaluronsäure enthalten.
Die Lösung, die Hyaluronsäure einschließt, wird dann eingefroren, bevorzugt auf eine Temperatur von ca. –94 bis ca. –130°C schockgefroren, z.B. durch Eintauchen eines Kolbens, der die Lösung enthält, die Hyaluronsäure einschließt, in ein Aceton-Trockeneis-Bad. Durch Schockgefrieren der Lösung, die Hyaluronsäure einschließt, kann ein poröser Hyaluronsäureschaum beim Gefriertrocknen der gefrorenen Lösung, die Hyaluronsäure einschließt, erhalten werden. Die Bildung eines Schaums vergrößert die Oberfläche, die dem Vernetzungsreagens ausgesetzt ist. Die Bildung eines porösen Schaums erlaubt es dem Vernetzungsmittel, die gesamte Oberfläche zu erreichen. Die gefrorene Hyaluronsäurelösung wird gefriergetrocknet, bevorzugt bei einer Temperatur von ca. 0 bis ca. –10°C und bei einem Druck von ca. 50 × 10^–3 bis ca. 1 × 10^–3 Torr, um einen porösen Schaum zu bilden.
Anschließend wird der Schaum mit einem flüssigen Vernetzungsmittel umgesetzt, um vernetzten Schaum zu erzeugen. Geeignete Vernetzungsmittel sind allgemein fachbekannt und schließen ein, aber sind nicht beschränkt auf Diepoxide, polyfunktionelle Epoxide, Diisocyanate, Polyisocyanate, mehrwertige Alkohole, wasserlösliche Carbodiimide, Diamine, Diaminoalkane, Polycarbonsäuren, Disäurehalogenide und Dimethylolharnstoff. Bevorzugt ist das Vernetzungsmittel ein Disäurehalogenid, das einschließt, aber nicht beschränkt ist auf Diglycolylchlorid, Adipoylchlorid und Sebacylchlorid. Besonders bevorzugt ist das Disäurehalogenid Diglycolylchlorid. Das Vernetzungsmittel kann eine Flüssigkeit sein oder, falls erforderlich, durch Auflösen des Vernetzungsmittels in einem geeigneten Lösungsmittel, z.B. Methylenchlorid oder N,N-Dimethylformamid, flüssig gemacht werden. Wenn ein Lösungsmittel verwendet wird, beträgt die Konzentration des Vernetzungsmittels ca. 1,0 bis ca. 99,0 Gew.-%, bevorzugt ca. 10 bis ca. 80 Gew.-% der Lösung. Es ist in der Durchführung der vorliegenden Erfindung bevorzugt, im wesentlichen reine Vernetzungsmittel einzusetzen.
Zur Bewirkung der Vernetzung wird der Schaum in das flüssige Vernetzungsmittel getaucht und für einen angemessenen Zeitraum gerührt, gewöhnlich für ca. 24 bis ca. 48 Stunden. Die Reaktion wird gewöhnlich bei Raumtemperatur durchgeführt, d.h, bei ca. 23°C, jedoch ist die Temperatur, bei der die Vernetzungsreaktion durchgeführt wird, nicht kritisch.
Das Verhältnis von Schaum zu Vernetzungsmittel beträgt ca. 3,0 bis ca. 100 g Schaum/g Vernetzungsmittel.
Wenn ein Disäurehalogenid als Vernetzungsmittel eingesetzt wird, kann ebenfalls ein Säurefänger, z.B. Triethylamin, zur Vernetzungsreaktionsmischung hinzugegeben werden, um die Salzsäure zu neutralisieren, die während der Vernetzungsreaktion gebildet wird. Der vernetzte Schaum wird einige Male gewaschen, um etwaiges nicht-umgesetztes Vernetzungsmittel zu entfernen, im Vakuum getrocknet und sterilisiert.
Anschließend wird der vernetzte Schaum mit einer sterilisierten wässrigen Lösung vermischt, die ca. 0,5 bis ca. 4,0 Gew.-% Hyaluronsäure und bevorzugt ca. 2,0 Gew.-% Hyaluronsäure enthält. Typischerweise reicht das Verhältnis von vernetztem Schaum zu wässriger Lösung, die Hyaluronsäure enthält, die in der Mischung eingesetzt wird, von ca. 0,2 bis ca. 1,0 g vernetzter Schaum/ml Hyaluronsäurelösung. Wenn der vernetzte Schaum mit Diglycolylchlorid vernetzt wird, wird allgemein die wässrige Lösung, die Hyaluronsäure enthält, die ca. 0,5 bis ca. 2,0 Gew.-% Hyaluronsäure enthält, mit dem vernetzten Schaum vermischt. Das Verhältnis von mit Diglycolylchlorid vernetztem Schaum zur Hyaluronsäurelösung beträgt bevorzugt 0,2 g vernetzter Hyaluronsäureschaum/ml einer Hyaluronsäurelösung, die 1,0 Gew.-% Hyaluronsäure enthält.
Der vernetzte Hyaluronsäureschaum und die Lösung können durch jedes zweckmäßige Verfahren vermischt werden. Zum Beispiel können der Schaum und die Lösung jeweils in eine mit einem Luer-Lock gekuppelte Spritze gegeben werden und die Inhalte jeder Spritze durch Vor- und Zurückdrücken der Kolben vermischt werden. Die resultierende Hydrogel-Antiadhäsionssperre kann dann in einer der Spritzen aufgefangen werden.
Die Antiadhäsionssperre ist biologisch abbaubar und wird deshalb über einen Zeitraum reabsorbiert, was die Notwendigkeit zur anschließenden operativen Entfernung der Sperre ausräumt. Die Geschwindigkeit des Abbaus der Antiadhäsionssperre kann durch Erhöhung des Vernetzungsgrads gesteuert werden.
In einem anderen Aspekt kann die Antiadhäsionssperre zur Verhinderung oder Inhibierung der Bildung von Adhäsionen in einem Tier im Anschluss an jede Art von Operation oder Trauma verwendet werden, indem eine wirksame Menge der oben beschriebenen Antiadhäsionssperre auf eine Wundstelle appliziert wird. Die Wundstelle bezeichnet einen Gewebeort, der in beliebiger Weise verletzt wurde, z.B. durch Operation, Prellung, Abrasion usw., und bezeichnet ebenfalls Gewebe oder Organe, die zum verletzten Gewebe benachbart sind. Zum Beispiel kann die Sperre zur Prävention oder Inhibierung von Adhäsionen verwendet werden, die sich in Bezug auf intestinale Operation bilden, z.B. Darmresektion, Operation von Leistenbruch etc., was eine Verstopfung der Eingeweide verursachen kann. Die Sperre kann ebenfalls Adhäsionen vorbeugen oder inhibieren, die sich in der Nähe eines Knochenbruchs bilden, was die normale Bewegung des Reparaturgebiets reduzieren oder behindern kann, indem die natürliche Bewegung von Sehnen über benachbarte Knochen eingeschränkt wird.
Eine effektive Menge einer Antiadhäsionssperre ist diejenige Menge, die zur Prävention und Inhibierung von Adhäsionen erforderlich ist. Bevorzugt sollte die Menge ausreichend sein, um die gesamte Wundstelle zu bedecken. Eine zusätzliche Menge kann ebenfalls auf Körpergewebe oder Organe appliziert werden, die zur Wundstelle benachbart sind. Die effektive Menge kann leicht durch einen Fachmann bestimmt werden.
In einer Ausführungsform, wie oben beschrieben, werden der vernetzte Schaum und die Hyaluronsäurelösung außerhalb des Körpers vermischt, um eine Hyaluronsäure-Antiadhäsionssperre zu bilden. Die Sperre wird dann auf die Wundstelle durch jeden zweckmäßigen Modus appliziert. Bevorzugt wird die Antiadhäsionssperre direkt auf die Wundstelle durch Injektion durch eine nadellose Spritze, wie in Beispiel 2 dargestellt, appliziert.
In einem anderen Aspekt kann die Sperre zur Förderung der Heilung einer Wunde verwendet werden, indem eine effektive Menge der oben beschriebenen Sperre auf die Wunde appliziert wird. Eine zusätzliche Menge kann ebenfalls auf das zur Wunde benachbarte Körpergewebe appliziert werden. Die effektive Menge kann leicht durch einen Fachmann bestimmt werden.
Die Sperre wird auf die Wunde durch jeden zweckmäßigen Modus verabreicht, z.B. durch Applizieren des Gels direkt auf die Wunde, oder das Gel kann mit einem Wundverband oder einer Bandage kombiniert werden, der/die auf die Wunde appliziert wird, oder durch jeden anderen zweckmäßigen Modus.
Die zur Prävention oder Inhibierung von Adhäsionen oder zur Förderung der Heilung einer Wunde verwendete Antiadhäsionssperre, wie oben beschrieben, kann in Zusammensetzungen mit einem pharmazeutisch akzeptablen Träger eingeschlossen werden, z.B. Wasser oder ein nicht-wässriges Lösungsmittel, und/oder mit wenigstens einem medizinischen Mittel. Geeignete medizinische Mittel können in den Zusammensetzungen durch Hinzugeben des medizinischen Mittels zur Hyaluronsäurelösung vor dem Vermischen der Lösung mit dem vernetzten Schaum zur Bildung der Antiadhäsionssperre oder nach der Bildung der Antiadhäsionssperre eingeschlossen werden.
Der Begriff "medizinisches Mittel", wie er hier verwendet wird, soll breit interpretiert werden und schließt jeden Stoff oder jede Mischung von Stoffen ein, der/die eine beliebige klinische Verwendung in der Medizin aufweisen kann/können. Somit schließen medizinische Mittel Wirkstoffe, Enzyme, Proteine, Peptide, Glycoproteine oder diagnostische Mittel ein, wie freisetzbare Farbstoffe, die keine biologische Aktivität als solche aufweisen mögen.
Beispiele für Klassen von medizinischen Mitteln, die verwendet werden können, schließen Antimikrobiotika, Analgetika, Antipyretika, Anästhetika, Antiepileptika, Antihistaminika, antiinflammatorische Mittel, Blutgerinnungshemmer, kardiovaskuläre Wirkstoffe, diagnostische Mittel, Sympathomimetika, Cholinomimetika, Antimuskarinika, Antispasmodika, Hormone, Wachstumsfaktoren, Muskelrelaxantien, adrenerge Neuronenblocker, antineoplastische Mittel, Immunsuppressiva, gastrointestinale Wirkstoffe, Diuretika, Steroide und Enzyme ein. Es ist ebenfalls beabsichtigt, dass Kombinationen von medizinischen Mitteln verwendet werden können.
Durch Einfügen eines medizinischen Mittels (medizinischer Mittel) in die Hyaluronsäure-Antiadhäsionssperre dieser Erfindung wird eine fokussierte Übertragung und Applikation eines medizinischen Mittels (medizinischer Mittel) auf eine Wunde erreicht. Die fokussierte Applikation von Wachstumsfaktoren, anti-inflammatorischen Mitteln, Immunsuppressiva und/oder Antimikrobiotika durch die Antiadhäsionssperre ist ein ideales Wirkstoffübertragungssystem, um die Heilung einer Wunde oder eines Einschnittes zu beschleunigen. Die Übertragung geeigneter Gerinnungshemmer in der Prävention der Fibroblastenbildung unterstützt somit die Wirkung der physikalischen Sperre in der Prävention oder Inhibierung von Adhäsionen. Das medizinische Mittel (die medizinischen Mittel) diffundiert (diffundieren) aus der Hydrogel-Sperre und/oder wird (werden) freigesetzt, wenn die Sperre biologisch abgebaut und absorbiert wird.
In einem anderen Aspekt wird ein zweiteiliges Kit bereitgestellt, das ein erstes Teil, das einen gefriergetrockneten vernetzten Hyaluronsäureschaum einschließt, und ein zweites Teil einschließt, das eine Lösung einschließt, die Hyaluronsäure einschließt. Das Kit kann ebenfalls wenigstens ein medizinisches Mittel wie oben beschrieben einschließen, das separat von den anderen Komponenten im Kit eingeschlossen werden kann oder zur Lösung gegeben werden kann, die Hyaluronsäure einschließt und im Kit geliefert wird. Das Kit kann ebenfalls jedes zweckmäßige Mittel zum Vermischen des vernetzten Hyaluronsäureschaums mit der Lösung einschließen, die Hyaluronsäure einschließt.
Ein Beispiel für ein Mittel zur Kombination des vernetzten Hyaluronsäureschaums mit der wässrigen Lösung, die Hyaluronsäure enthält, ist eine modifizierte Version der in US-PS 3 682 174 (das hier durch Verweis eingeführt wird) beschriebenen Spritze. Unter Bezugnahme auf 1 schließt die modifizierte Spritze, d.h. die nadellose Spritze, ein äußeres Gehäuse 1 aus einem röhrenförmigen Element mit einer Bohrung 2 ein, das die gepulverte Substanz 3, d.h. Hyaluronsäureschaum, aufnimmt. Ein zweites röhrenförmiges Element 4 nimmt die Flüssigkeit 5 auf, d.h. eine wässrige Lösung, die Hyaluronsäure enthält. Die pulverförmige Substanz 3 ist vom zweiten röhrenförmigen Element unter Verwendung eines gleitenden Versiegelungselements 6 und eines Versiegelungselements 7 abgetrennt. Dadurch ist das im ersten Element enthaltene Pulver vollständig vom zweiten Element getrennt. Wenn ein Auslöser (in dieser Figur nicht gezeigt), der mit dem oberen Teil der Spritze verbunden ist, herabgedrückt wird, dann wird der Stopfen 8 verschoben, was wiederum die Flüssigkeit 5 unter Druck setzt. Das Versiegelungselement 7 wird deformiert, was es der Flüssigkeit erlaubt, in die Bohrung 2 des ersten röhrenförmigen Elements zu fließen. Die Flüssigkeit vermischt sich mit dem Pulver, falls erforderlich unter Schütteln, um eine frisch zubereitete Suspension bereitzustellen, d.h. eine Gel-Antiadhäsionssperre. Das Gel wird durch eine Abdeckung 9 festgehalten, die am Bodenteil der Spritze gesichert ist. Die Abdeckung wird entfernt, damit das Gel abgegeben und an den gewünschten Ort verabreicht werden kann.
In einem zweiten Beispiel werden der vernetzte Hyaluronsäureschaum und die Hyaluronsäurelösung vermischt, indem sie jeweils in eine getrennte nadellose Spritze gegeben werden, die an ein Luer-Lock, wie oben beschrieben, gekoppelt ist, gefolgt von Vermischen der Inhalte. Unter Bezugnahme auf 2a enthält die Spritze 1 eine wässrige Lösung aus Hyaluronsäure 2, und Spritze 3 enthält einen vernetzten Hyaluronsäureschaum 4. Das Luer-Lock 5 wird zur Kupplung von Spritze 1 mit Spritze 3 verwendet. 2B zeigt die Kupplung von Spritze 1 mit Spritze 3 unter Verwendung des Luer-Locks 5. Die wässrige Lösung von Hyaluronsäure 2 und der vernetzte Hyaluronsäureschaum 4 werden durch Vor- und Zurückdrücken der Kolben 6 und 7 vermischt, um die Gel-Antiadhäsionssperre zu bilden. Vor dem Applizieren des Gels auf eine Wundstelle wird es entweder in Spritze 1 oder in Spritze 3 aufgefangen.
Damit die Fachleute die vorliegende Erfindung besser ausführen können, werden die folgenden Beispiele als Veranschaulichungen der Herstellung einer Antiadhäsionssperre und für Verfahren ihrer Verwendung gemäß der vorliegenden Offenbarung angegeben. Es sollte bemerkt werden, dass die Erfindung nicht auf die spezifischen Einzelheiten beschränkt ist, die in den Beispielen ausgeführt werden.
Beispiel 1
A. Herstellung von Hyaluronsäureschaum
Hyaluronsäure kosmetischer Qualität (5,0 g; Genzyme Corp., Cambridge, MA) wurde in destilliertem Wasser (1000 ml) gelöst. Die Hyaluronsäurelösung (0,5 %) wurde bei Raumtemperatur für ca. 12 Stunden gerührt. Hyaluronsäurelösung (125 ml) wurde in einen 250 ml-Kolben gegeben, gefolgt von schnellem Einfrieren der Lösung bei ca. –94°C, indem der Kolben in ein Aceton/Trockeneisbad getaucht wurde. Die gefrorene Lösung wurde dann in einen Lyophilisator bei einem Vakuum von weniger als 1 Torr für 3 bis 4 Tage gestellt, um einen Hyaluronsäureschaum zu bilden.
B. Herstellung von Diglycolylchloridlösung
Ein Dreihals-Rundkolben (21), ausgerüstet mit einem 300 ml-Tropftrichter und einem Kondensator mit Wasserstoffstrom, wurde mit Diglycolsäure (100 g) und Toluol (1000 ml) gefüllt, gefolgt von Zugabe von N,N-Dimethylformamid (1–2 ml), einem Katalysator. Aus dem Tropftrichter wurde Thionylchlorid (275 ml) unter Rühren in den Rundkolben getropft. Die Mischung wurde auf 50°C erwärmt und dann über Nacht erwärmt gehalten. Man ließ die Reaktion bei Raumtemperatur für 2 Tage fortsetzen. Toluol und Thionylchlorid wurden bei 50°C unter Vakuum abdestilliert, gefolgt von Erwärmen der Mischung auf 80°C unter Vakuum. Das Diglycolylchlorid wurde in einem Aufnahmekolben aufgefangen. Bei Destillation wurde das Diglycolylchlorid (125 g) zu einer rosafarbenen Flüssigkeit umgewandelt. Kernspinresonanz bestätigt, dass das gesamte Toluol abdestilliert war.
C. Herstellung von vernetztem Hyaluronsäureschaum
Hyaluronsäureschaum (0,325 g), hergestellt in Schritt A, wurde in ein Becherglas getaucht, das Diglycolylchlorid (100 g) enthielt, das in Schritt B hergestellt worden war. Triethylamin (1,0 ml) wurde in das Becherglas getropft, um etwaige Salzsäure zu neutralisieren, die während der Vernetzungsreaktion erzeugt wurde, und die Mischung wurde für 24 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Der vernetzte Schaum wurde dann vom Diglycolylchlorid unter Verwendung eines Glasfiltertiegels abgetrennt. Der aufgefangene vernetzte Schaum wurde drei Mal mit 200 ml Isopropanol gewaschen, um nicht-umgesetztes Diglycolylchlorid zu entfernen, gefolgt von einer Spülung mit 200 ml Ethanol. Der gewaschene vernetzte Schaum wurde dann unter Vakuum bei –40°C für 24–48 Stunden getrocknet, um ca. 0,3 g von vernetztem Hyaluronsäureschaum zu liefern.
D. Formulierung und Übertragung des vernetzten Hyaluronsäuregels
Der vernetzte Hyaluronsäureschaum wurde mit Ethylenoxid sterilisiert, und 1%ige Hyaluronsäurelösung wurde mit Dampf für 120 Minuten bei 121°C sterilisiert. Unter aseptischen Bedingungen wurde Hyaluronsäureschaum (0,2 g) in eine sterile 3 ml-Spritze gepackt, und Hyaluronsäurelösung (1 ml) wurde in eine andere Spritze gegeben. Beide Spritzen wurden von der Kappe befreit, mit einem Luer-Lock gekuppelt, und die Inhalte jeder Spritze wurden durch Vor- und Zurückdrücken der Kolben vermischt. Das Gel wurde in einer der Spritzen gesammelt und dann an die Operationsstelle übertragen.
Beispiel 2
Vernetztes Hyaluronsäuregel, das als Antiadhäsionssperre in Ratten eingesetzt wird
Die Fähigkeit des vernetzten Hyaluronsäuregels aus Beispiel 1 zur Prävention oder Inhibierung der Bildung von postoperativen Adhäsionen wurde unter Verwendung eines standardisierten Bauchdeckenadhäsionsmodells der Ratte untersucht.
Die im Modell eingesetzten Testmaterialien waren wie folgt:
Hyaluronsäuregel, acht individuell versiegelte Packungen, die jeweils zwei Spritzen mit den separaten Komponenten für eine einzelne (oder halbe) Applikation von Gel enthalten (vor der Operation vermischt).
Die nassen und trockenen Komponenten des Hyaluronsäuregel-Kits wurden vor der Verwendung unter Verwendung eines Spritzenkupplers vermischt, um die Komponenten zu belüften und zu kombinieren, als sie von einer Spritze in die andere gelangten. Das vermischte Gel wurde in eine der Spritzen zur Applikation übertragen. Bei drei Tieren wurde der gesamte Inhalt der Spritze auf den Bauchdeckendefekt ("abdominal wall defect", AWD) appliziert, wodurch er mit einem Rand von 5 mm über jede Kante des Defekts bedeckt wurde. Bei fünf Tieren wurde nur die Hälfte des Volumens des Gels auf den AWD jedes Tieres appliziert. Bei allen Tieren wurde Kochsalzlösung auf die exponierte Oberfläche des Gels getropft.
Weibliche Sprague-Dawley-Ratten (225–249 g) wurden in diesen Experimenten verwendet. Jedes Tier erhielt einen operativen Defekt von 2 × 1 cm auf der peritonealen Oberfläche ihrer rechten Bauchdecke und einen Defekt ähnlicher Größe auf ihrem Blinddarm. Die Tiere wurde in zwei Behandlungsgruppen unterteilt. In der ersten Gruppe wurde der AWD mit einer Schicht aus Hyaluronsäuregel bedeckt. Die Tiere in der zweiten Gruppe dienten als Kontrolle ohne eine auf einen Defekt applizierte Behandlung. Alle Tiere wurden vernäht und bandagiert.
Die Einzelheiten des Modells werden in Surgery 117:663–9, 1995 beschrieben, dessen Inhalte hier durch Verweis eingeführt werden. Kurz gesagt wurden die Tiere mit Natriumpentobarbital anästhesiert (43 mg/kg intraperitoneal), ihr Unterleib wurde rasiert, und eine Einschnittslinie von 6 cm wurde auf der Haut markiert, die oberhalb der Linea alba auf der ventralen Medianlinie liegt. Die Haut wurde mit Iodophorlösung vorbereitet, mit 70%igem Isopropylalkohol gespült und eingeschnitten. Bei exponierter Muskelwand wurde ein Einschnitt von 5 cm in den Muskel entlang der Linea alba hindurch zur peritonealen Höhle gemacht. Die rechte Bauchdecke wurde zurückgeschlagen, und eine Oberfläche von 2 cm × 1 cm wurde entblößt, indem das Peritoneum und einige assoziierte Muskelfasern entfernt wurden. Die mediale Kante dieses Defekts befand sich parallel zu und 1 cm lateral zum Mittellinieneinschnitt. Der Inhalt des Blinddarms wurde durch Abmelken des Materials aus dem terminalen Ende des Blinddarms entfernt.
Ein Defekt wurde am Blinddarm geschaffen, indem ein angefeuchtetes Gazekissen auf der Oberfläche des Blinddarms gerieben wurde, bis eine Fläche von 2 cm × 1 cm der Tunica serosa, die den Blinddarm bedeckt, abgezogen war. Sowohl die Bauchdecke als auch der Blinddarm wurden leicht mit einer Skalpellklinge #15 geschabt, um ein flohstichartiges Bluten zu fördern, dann freigelegt und für 15 Minuten an der Luft trocknen gelassen. Die nicht-defekten Flächen der Bauchwand und des Blinddarms wurden vor dem Austrocknen geschützt, indem eine feuchte Gaze während des Trocknungszeitraums über sie gelegt wurde.
Das vorbereitete Hyaluronsäuregel wurde schnell durch die (nadellose) Spritze auf den Baumdeckendefekt appliziert. Ein Überrand von Gel wurde wenigstens 5 mm über die Defektfläche erstreckt. Die Bauchdecke wurde mit einem laufenden 4/0-Polypropylennahtfaden verschlossen, und die Haut wurde mit einem laufenden absorbierbaren 4/0-Nahtfaden verschlossen. Die Ratten wurden bandagiert und nach der Erholung aus der Anästhesie in ihre Käfige zurückgebracht.
Das Vorhandensein von Adhäsionsbildung zwischen dem Blinddarm und der peritonealen Wand wurde 7 Tage nach der Operation bewertet. Die Tiere wurden unmittelbar vor der Analyse getötet. Die Haut- und Muskelschichten des Unterleibs wurden lateral und distal zum Ort der ursprünglichen Defekte eingeschnitten. Die resultierende U-förmige Lasche wurde langsam angehoben, um die Adhäsion zu zeigen, falls vorhanden. Nach dem vorsichtigen Feststellen und Trennen etwaiger fremder Adhäsionen (d.h. retroperitoneales Fett, Darm, Omentum etc.) wurden zwei große Schleifen aus Seidennahtfaden in das terminale Ende des Blinddarms platziert. Dies erlaubte es, den Blinddarm mit einem Kraftaufnehmer zu verbinden, der an der Gewindespindel eines Tensiometers montiert war. Die schwanzartige Kante der U-förmigen Lasche wurde in einer Nadelklemme gesichert, so dass die peritoneale Wand ca. 40–45° aus der Horizontalen war. Als die Gewindespindel mit 8,8 cm/min fortbewegt wurde, zog sich der Blinddarm vom peritonealen Defekt ab. Die zur Entfernung des Blinddarms erforderliche Kraft wurde gegen die Zeit auf einem kalibrierten X-Y-Schreiber aufgetragen. Nachdem die zwei Defektoberflächen getrennt waren, wurden die Länge und Breite der an der Adhäsion beteiligten peritonealen Fläche mit einem Greifzirkel gemessen.
Die folgenden Werte wurden für jedes Tier mit einer Adhäsion berechnet: Fläche der Adhäsion, Prozentwert der vollständigen Adhäsionsbildung, maximale Kraft, die während der Trennung angetroffen wird, maximale Breite der Adhäsion, durchschnittliche Kraft der Trennung, Arbeit zur Trennung und normalisierter Arbeitswert. Der normalisierte Arbeitswert wurde berechnet, weil die Arbeit zur Trennung jede Adhäsion mit der Adhäsionsfläche verbunden ist. Deshalb wurde jeder Arbeitswert auf die Arbeit normalisiert, die erforderlich gewesen wäre, falls die gesamte Oberfläche an der Adhäsion beteiligt gewesen wäre, indem die tatsächliche Arbeit durch den tatsächlichen Prozentwert der beteiligten Oberfläche geteilt wurde.
Zur Berechnung von Arbeit und normalisierter Art wurde die Fläche jeder Kraft-Zeit-Kurve auf dem X-Y-Schreiber mit einem Planimeter gemessen, mit einem Faktor multipliziert, der die Kurvenhöhe in die Kraft in Gramm umwandelt, und durch die Kurvenlänge geteilt, um einen Wert der Durchschnittskraft in Gramm für jede Adhäsion zu erhalten. Die Arbeit zum Ziehen der Adhäsion wurde unter Verwendung der Formel W = F · d berechnet, wobei W = Arbeit, F = Durchschnittskraft und d = gemessene Länge der peritonealen Fläche, die an der Adhäsion beteiligt ist. Die normalisierte Arbeit wurde dann als Arbeit W berechnet, geteilt durch den Prozentwert der vollständigen Adhäsionsbildung. Bei der Angabe wurden Kräfte aus Gramm zu Newton (N) unter Verwendung der Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft umgewandelt.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
Tabelle 1: Auftreten von Adhäsionsbildung am Tag 7 zwischen einer Bauchdeckenwunde und einem Blinddarmdefekt in der Ratte im Anschluss an ein Material auf absorbierbarer Hyaluronsäurebasis (Hyaluronsäure).
Mit Hyaluronsäuregel entwickelten zwei von acht behandelten Tieren Adhäsionen; eines in der Gruppe mit voller Dosis und eines in der Gruppe mit halber Dosis. Eine der Adhäsionen beinhaltete nur 4 % der Wundfläche und wurde als eine äußerst geringfügige Adhäsion betracht (Tabelle 1).
Im Gegensatz zu den behandelten Tieren entwickelten alle Tiere, die keine Behandlung erhielten, Adhäsionen (Tabelle 1). Alle Kontrolltiere entwickelten starke 1:1-Adhäsionen mit einem mittleren normalisierten Arbeitswert von 1,61 + 0,74 N-cm, einer mittleren Fläche von 1,29 cm² und einer mittleren maximalen Kraft von 1,07 N. Diese Adhäsionen beinhalteten einen Mittelwert von 42 % der Wundfläche und erforderten einen Mittelwert von 0,83 N·cm zur Trennung.
Man wird einsehen, dass verschiedene Modifikationen an den hier offenbarten Ausführungsformen vorgenommen werden können. Deshalb sollte die obige Beschreibung nicht als beschränkend aufgefasst werden, sondern bloß als exemplarische Darstellungen von bevorzugten Ausführungsformen. Die Fachleute werden sich andere Modifikationen im Umfang der hier anhängenden Ansprüche vergegenwärtigen.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Antiadhäsionssperre, umfassend: Gefriertrocknen einer Lösung, die Hyaluronsäure einschliesst, zur Bildung eines Schaums; Umsetzen des Schaums mit einem Vernetzungsmittel zur Bildung eines vernetzten Schaums; und Vermischen des vernetzten Schaums mit einer wässrigen Lösung, die Hyaluronsäure enthält, zur Bildung einer Antiadhäsionssperre.
Verfahren gemäss Anspruch 1, worin die Konzentration der Lösung, die Hyaluronsäure einschliesst, 0,5 bis 4,0 Gew.% Hyaluronsäure beträgt.
Verfahren gemäss Anspruch 1, worin während des Gefriertrocknungsschrittes die Lösung, die Hyaluronsäure einschliesst, auf eine Temperatur von –94 bis –130°C eingefroren wird.
Verfahren gemäss Anspruch 1, worin die Lösung, die Hyaluronsäure einschliesst, bei weniger als 50 × 10^–3 Torr und –10°C gefriergetrocknet wird.
Verfahren gemäss Anspruch 1, worin das Vernetzungsmittel aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Diepoxiden, polyfunktionellen Epoxiden, Diisocyanaten, Polyisocyanaten, mehrwertigen Alkoholen, wasserlöslichen Carbodiimiden, Diaminoalkanen, Diaminen, Polycarbonsäuren, Disäurehalogeniden und Dimethylolharnstoff besteht.
Verfahren gemäss Anspruch 5, worin das Vernetzungsmittel ein Disäurehalogenid ist.
Verfahren gemäss Anspruch 6, worin das Disäurehalogenid Diglykolylchlorid ist.
Verfahren gemäss Anspruch 1, worin eine Lösung von Vernetzungsmittel 10 bis 80 Gew.% Vernetzungsmittel enthält.
Verfahren gemäss Anspruch 1, worin das Verhältnis von Schaum zu Vernetzungsmittel 3,0 bis 100 g Schaum/g Vernetzungsmittel beträgt.
Verfahren gemäss Anspruch 1, worin die wässrige Lösung, die Hyaluronsäure enthält, 0,5 bis 4,0 Gew.% Hyaluronsäure enthält.
Verfahren gemäss Anspruch 1, worin das Verhältnis des vernetzten Schaums zur wässrigen Lösung, die Hyaluronsäure enthält, 0,2 bis 1,0 g vernetzter Schaum/ml wässrige Lösung, die Hyaluronsäure enthält, beträgt.
Antiadhäsionssperre, die ein Gel ist, das durch Kombinieren eines gefriergetrockneten und anschliessend vernetzten Hyaluronsäureschaums mit einer wässrigen Lösung, die Hyaluronsäure umfasst, erzeugt wird.
Antiadhäsionssperre gemäss Anspruch 12, worin der vernetzte Schaum mit einem Disäurehalogenid vernetzt ist.
Antiadhäsionssperre gemäss Anspruch 13, worin das Disäurehalogenid Diglykolylchlorid ist.
Zusammensetzung, die eine Antiadhäsionssperre gemäss Anspruch 12 und einen pharmazeutisch akzeptablen Träger umfasst.
Zusammensetzung gemäss Anspruch 15, die ferner ein Arzneimittel einschliesst.
Antiadhäsionssperre, die gemäss dem Verfahren nach Anspruch 1 hergestellt ist.
Antiadhäsionssperre gemäss Anspruch 17, worin die Lösung, die Hyaluronsäure einschliesst, 0,5 bis 4,0 Gew.% Hyaluronsäure enthält.
Antiadhäsionssperre gemäss Anspruch 17, worin das Vernetzungsmittel ein Disäurehalogenid ist.
Antiadhäsionssperre gemäss Anspruch 19, worin das Disäurehalogenid Diglykolylchlorid ist.
Zusammensetzung, die eine Antiadhäsionssperre gemäss Anspruch 17 und einen pharmazeutisch akzeptablen Träger umfasst.
Zusammensetzung gemäss Anspruch 21, die ferner ein Arzneimittel einschliesst.
Verwendung eines gefriergetrockneten und anschliessend vernetzten Hyaluronsäureschaums und einer wässrigen Lösung, die Hyaluronsäure umfasst, in der Herstellung einer Antiadhäsionssperre, die nützlich in der Prävention oder Inhibierung der Bildung von Adhäsionen in einer Wundstelle ist.
Verwendung gemäss Anspruch 23, worin der vernetzte Schaum mit Diglykolylchlorid vernetzt ist.
Verwendung eines gefriergetrockneten und anschliessend vernetzten Hyaluronsäureschaums und einer wässrigen Lösung, die Hyaluronsäure umfasst, in der Herstellung einer Antiadhäsionssperre, die nützlich in der Förderung der Heilung einer Wunde ist.
Zweiteiliges Kit, das ein erstes Teil, das einen gefriergetrockneten und anschliessend vernetzen Hyaluronsäureschaum einschliesst; und ein zweites Teil umfasst, das eine Lösung einschliesst, die Hyaluronsäure einschliesst.
Kit gemäss Anspruch 26, worin der vernetzte Hyaluronsäureschaum mit einem Disäurehalogenid vernetzt ist.
Kit gemäss Anspruch 27, worin das Disäurehalogenid Diglykolylchlorid ist.
Kit gemäss Anspruch 26, das ferner Mittel zum Kombinieren des vernetzten Hyaluronsäureschaums und der Lösung, die Hyaluronsäure einschliesst, einschliesst.
Kit gemäss Anspruch 26, das ferner ein Arzneimittel einschliesst.
Antiadhäsionssperre, die einen gefriergetrockneten Hyaluronsäureschaum, ein Vernetzungsmittel und eine wässrige Lösung umfasst, die Hyaluronsäure enthält.
Antiadhäsionssperre gemäss Anspruch 31, worin das Vernetzungsmittel aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Diepoxiden, polyfunktionellen Epoxiden, Diisocyanaten, Polyisocyanaten, mehrwertigen Alkoholen, wasserlöslichen Carbodiimiden, Diaminoalkanen, Diaminen, Polycarbonsäuren, Disäurehalogeniden und Dimethylolharnstoff besteht.
Antiadhäsionssperre gemäss Anspruch 32, worin das Vernetzungsmittel ein Disäurehalogenid ist.
Antiadhäsionssperre gemäss Anspruch 33, worin das Disäurehalogenid Diglykolylchlorid ist.
Antiadhäsionssperre gemäss Anspruch 31, worin die Lösung, die Hyaluronsäure enthält, ca. 0,5 bis ca. 4,0 Gew.% Hyaluronsäure enthält.
Zusammensetzung, die eine Antiadhäsionssperre gemäss Anspruch 31 und einen pharmazeutisch akzeptablen Träger umfasst.
Zusammensetzung gemäss Anspruch 36, die ferner ein Arzneimittel einschliesst.