摻入有干細(xì)胞或其它生物活性物質(zhì)的外科縫合線的制作方法
【專利摘要】本文描述了在外科縫合線和其它組織支架裝置中固定生物活性分子、干細(xì)胞和其它前體細(xì)胞以及其它有治療價值的藥劑的材料和方法。本發(fā)明一般涉及將生物活性物質(zhì)整合并摻入到縫合線構(gòu)件、組織支架和醫(yī)療裝置中，所以在開發(fā)新型系統(tǒng)中特別有用，該新型系統(tǒng)使醫(yī)務(wù)人員能夠進(jìn)行外科手術(shù)和其它醫(yī)療程序來利用從患者(或其同種異體等價物)中提取的生物活性物質(zhì)并隨后將其再引入到傷口或目標(biāo)手術(shù)部位。
【專利說明】摻入有干細(xì)胞或其它生物活性物質(zhì)的外科縫合線
[0001] 本申請是分案申請，原申請的申請日為2009年6月23日、申請?zhí)枮?200980124331. 3 (PCT/US2009/048198)、發(fā)明名稱為"摻入有干細(xì)胞或其它生物活性物質(zhì)的 外科縫合線"。
[0002] 優(yōu)先權(quán)
[0003] 本申請主張于2008年6月24日提交的美國臨時申請序列號61/075, 122 (專利申 請代理號：BST-002P)、2008年8月7日提交的美國臨時申請序列號61/086879(專利申請 代理號：BST-002P2)，以及2009年3月31日提交的美國臨時申請序列號61/165,055(專利 申請代理號：BST-002P3)的權(quán)益，其全部內(nèi)容通過引用被并入本文。 發(fā)明領(lǐng)域
[0004] 本發(fā)明涉及在醫(yī)療裝置，尤其是外科縫合線和組織支架中固定生物活性材料，如 干細(xì)胞、其它生物細(xì)胞、生物活性分子，尤其是生長因子和其它有治療價值的材料，以及這 種縫合線和支架在將這些材料可控地輸送到患者，更具體而言，需要其的目標(biāo)組織部位中 的應(yīng)用。因此，除了醫(yī)療裝置構(gòu)件（construct)、前體（precursor)、試劑盒和包裝系統(tǒng)，本 發(fā)明還提供了制作和使用這些材料的方法，并具體包括這樣的新材料和方法：其使醫(yī)務(wù)人 員能夠在手術(shù)室或其它醫(yī)療程序環(huán)境下以有益的方式利用從患者中提取的生物活性材料 (例如，自體移植材料），這通過隨后將這些移植材料（或它們的同種異體相等物）以治療 構(gòu)件的方式重新引入傷口或目標(biāo)手術(shù)部位來進(jìn)行。
[0005] 發(fā)明背景
[0006] 外科縫合線通常但不是專門地廣泛用于各種醫(yī)療程序中，以使人體的皮膚、內(nèi)部 器官、血管和所有其它組織在被損傷或手術(shù)切斷后保持在一起。除了用作組織緊固件，縫合 線和其它細(xì)長的線狀醫(yī)療裝置還可以用作目標(biāo)組織部位的新組織生長如肌腱修復(fù)的組織 支架或結(jié)構(gòu)支撐物，或者在目標(biāo)組織部位的新組織生長如肌腱修復(fù)期間的組織支架或結(jié)構(gòu) 支撐物。
[0007] 縫合線作為單獨的線狀材料或作為組合有針的整體件（one-piece unit)可以各 種形式獲得，從單絲到復(fù)絲到編織和編制的長絲（filament)構(gòu)造。它們可以由各種生物相 容性材料制成，范圍從不可吸收材料，如纖維素（棉線、亞麻線）、蛋白質(zhì)-纖維素（蠶絲）、 處理過的膠原蛋白（羊腸線）、尼龍、聚酯、聚丙烯、芳香族聚酰胺（"芳綸"）、聚四氟乙烯、 鋼、銅、銀、鋁、各種合金及其類似物，包括許多專利聚合物和復(fù)合材料，到生物可吸收（或 生物可降解或生物易蝕）合成材料，如乙醇酸和乳酸的聚合物和共聚物 1234。后者--生物 可吸收材料--的使用常常是優(yōu)選的，因為它避免了對除去縫合線的額外外科程序（以及 與其相關(guān)的生物干擾）的需要。
[0008] 除了生物相容性，優(yōu)選的縫合線材料還應(yīng)該具有好的拉伸強(qiáng)度、與末端終止手段 (如捆系或打結(jié)）相容、并且能夠在縫合過程中以最小的摩擦和磨損穿過組織。同樣，在 縫合線穿過可能有液體滲出問題的皮膚或其它屏障的情況下，芯吸特性降低的縫合線，例 如具有疏水表面特性的縫合線是優(yōu)選的。但除了這些期望的操作特性之外，也期望縫合 線一必然被免疫系統(tǒng)視為"外源"的材料一不引起炎癥反應(yīng)或促進(jìn)感染。甚至更優(yōu)選的 是積極地防止或抑制炎癥和感染的縫合線，其不僅封閉傷口而且積極地促進(jìn)充分愈合。例 如，除了為受傷的組織提供結(jié)構(gòu)支持，也期望組織支架與粘附細(xì)胞和入侵細(xì)胞相互作用，并 有效地引導(dǎo)細(xì)胞生長和新組織發(fā)育，例如，通過釋放生物活性分子，如生長因子和細(xì)胞因子 [參見 Tessmar, Joerg 等，"Matrices and Scaffolds for Protein Delivery in Tissue Engineering"，Advanced Drug Delivery Reviews, 59(4-5) :274-291 (May, 2007)，其通過參 考被并入本文]。
[0009] 當(dāng)基體材料和具體構(gòu)造的選擇不提供所有期望的特性時，用實現(xiàn)額外益處，例 如但不限于抗微生物特性、摩擦學(xué)特性、生物相容性特性和促進(jìn)組織生長或修復(fù)的特性 的材料涂布縫合線，是本領(lǐng)域已知的。特別感興趣的是將生物活性分子如生長因子包含 于縫合線涂層中。例如，涂覆有各種生長因子分子的生物可降解基體的縫合線的使用已 經(jīng)顯示，導(dǎo)致應(yīng)用部位的組織再生提高[Dines, Joshua等，"Biologies in Shoulder Surgery:Suture Augmentation and Coating to Enhance tendon repair，'，Techniques in Orthopaedics:Biologics in Shoulder Surgery, vol. 22(1):20-25, (March 2007)]。然 而，盡管從合成生產(chǎn)中引入的選定的生長因子已經(jīng)證明是有益的，但它們生產(chǎn)成本高，并且 可能在患者中產(chǎn)生不利反應(yīng)。此外，組分的選定混合可能并不具有與內(nèi)源組織和液體相關(guān) 的需要范圍的治療活性。
[0010] 對于內(nèi)源性物質(zhì)，移植材料，如骨髓和脂肪組織以及從其中分離的具體組分，
【權(quán)利要求】
1. 制作外科縫合線的方法，所述方法包括： 提供處于開放狀態(tài)的縫合線元件，所述縫合線元件包括多個長絲，所述多個長絲被配 置成編制和編織配置中至少一種以限定多個孔或間隙，所述多個孔或間隙具有處于所述開 放狀態(tài)的至少一種第一大小和形狀，其足以允許生物細(xì)胞穿過所述孔或間隙； 使多個所述生物細(xì)胞穿過所述多個孔或間隙以便從所述縫合線元件的外部移動至所 述縫合線元件的內(nèi)芯；和 將所述縫合線元件處理成關(guān)閉狀態(tài)，所述縫合線元件的處理使所述多個孔或間隙變形 成處于所述關(guān)閉狀態(tài)的至少一種第二大小和形狀，所述至少一種第二大小和形狀足以限制 所述多個生物細(xì)胞通過所述多個孔或間隙從所述縫合線元件的所述內(nèi)芯遷移至所述縫合 線元件的所述外部。
2. 權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述縫合線元件從所述開放狀態(tài)處理成關(guān)閉狀態(tài)引 起所述縫合線元件的直徑變化。
3. 權(quán)利要求2所述的方法，其中所述縫合線元件的直徑減小。
4. 權(quán)利要求3所述的方法，其中減小所述縫合線元件的直徑增加了所述縫合線元件的 長度。
5. 權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多個長絲包括可快速吸收長絲和可吸收性降低的 結(jié)構(gòu)長絲。
6. 將生物細(xì)胞裝載在外科縫合線中的方法，包括： 提供多孔、編制或編織結(jié)構(gòu)的外科縫合線，特征在于所述外科縫合線的外表面中的孔 或間隙，其允許生物細(xì)胞流動至處于第一狀態(tài)的所述外科縫合線的內(nèi)部； 促使含生物細(xì)胞的介質(zhì)遷移到所述縫合線的所述內(nèi)部；和 促使所述外科縫合線的所述外表面中的所述孔或間隙變成其中生物細(xì)胞的遷移被抑 制的第二狀態(tài)。
7. 權(quán)利要求6所述的方法，其中促使所述孔或間隙變成第二狀態(tài)的步驟包括將生物可 降解物質(zhì)加入所述外科縫合線的所述外表面的所述孔或間隙。
8. 權(quán)利要求6所述的方法，其中促使所述孔或間隙變成第二狀態(tài)的步驟包括使所述孔 或間隙的大小或形狀變形，以便所述孔或間隙的至少一個尺寸被減小并且所述生物細(xì)胞的 遷移被抑制。
9. 權(quán)利要求6所述的方法，其中促使所述孔或間隙變成第二狀態(tài)的步驟包括增加所述 縫合線的部分的長度。
10. 將生物細(xì)胞裝載在外科縫合線中的方法，包括： 提供多孔、編制或編織結(jié)構(gòu)的外科縫合線，特征在于允許生物細(xì)胞流動至所述縫合線 的內(nèi)芯的孔或間隙； 促使含生物細(xì)胞的介質(zhì)遷移到所述內(nèi)芯的所述孔或間隙中；和 通過沿著所述外科縫合線的縱軸或在其周圍施加力而處理所述外科縫合線，以便所述 外科縫合線的直徑減小。
11. 外科縫合線，包括： 縫合線元件，所述縫合線元件包括多個長絲，所述多個長絲被配置成編制和編織配置 中至少一種，所述多個長絲形成具有內(nèi)部區(qū)域和外部區(qū)域的多孔結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)部區(qū)域包括 位于所述多個長絲之間的第一多個孔，所述外部區(qū)域與所述內(nèi)部區(qū)域同心并且徑向地布置 在所述內(nèi)部區(qū)域周圍，所述外部區(qū)域具有第二多個孔；和 多個干細(xì)胞，包含在所述第一多個孔中。
12. 權(quán)利要求11所述的外科縫合線，其中所述內(nèi)部區(qū)域包含在所述第一多個孔中的第 一多個干細(xì)胞，并且所述外部區(qū)域包含在所述第二多個孔中的第二多個干細(xì)胞。
13. 權(quán)利要求12所述的外科縫合線，其中所述內(nèi)部區(qū)域包含比所述外部區(qū)域更高濃度 的干細(xì)胞。
14. 權(quán)利要求13所述的外科縫合線，其中所述第二多個孔中的至少一些孔包含阻礙物 質(zhì)。
15. 權(quán)利要求11所述的外科縫合線，其中所述多個長絲包括可快速吸收長絲和可吸收 性降低的結(jié)構(gòu)長絲，以便所述可快速吸收長絲的降解使得所述第二多個孔大小增加并且所 述縫合線中干細(xì)胞的遷移增加。
【文檔編號】A61L17/06GK104274221SQ201410400739
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2009年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2008年6月24日
【發(fā)明者】R·斯皮登, L·平戈爾, L·舍恩 申請人:生物活性外科公司