專利名稱：鈣改性氧化纖維素止血劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過用鈣或鈣和鈉或鉀的混合物處理氧化纖維素制備可生物吸收的止血劑。
氧化纖維素織物是醫(yī)用中長期使用的可生物吸收和吸收性織物。自然存在和再生的纖維素都可被氧化。為方便和簡短起見，我們將兩者都稱為“氧化的纖維素”。這種織物的三個例子是Interceed*(TC7)可吸收粘連屏障、Surgicel*可吸收止血劑和Surgicel Nu-Knit*可吸收止血劑(都購于Johnson和Johnson Medical，Inc.，Arlington，TX)。而且，所有這些材料都是酸性的。1g Interceed屏障懸浮在100ml純水中的水相的PH值約為4.1。一塊用水完全飽和織物表面PH值為約1.7。象凝血酶、組織血纖維蛋白溶酶原活性劑類似物(t-PAA)之類的材料和其它對酸高敏感材料在這樣的基質(zhì)中立即失去活性，妨礙將這些材料用于手術(shù)部位。作為選擇，如果將這樣一種材料由氧化纖維素織物供應(yīng)，織物必須首先中和。所以，過去為改進其性質(zhì)改變氧化纖維素的努力一般集中在中和材料上。
Doub等人在美國專利No.2517772中敘述了用凝血酶浸漬中和的氧化纖維素產(chǎn)物。他們公開了一種用碳酸氫鈉水溶液(例2)或乙酸鈣水溶液(例1)中和氧化纖維素織物的方法。Doub等人專利的例2公開了用強堿性碳酸氫鈉水溶液中和氧化纖維素織物，然后用凝血酶浸漬中和的產(chǎn)物。然后將凝血酶浸漬的織物凍結(jié)，并由凍結(jié)狀態(tài)干燥，以得到一種高止血手術(shù)敷料。該專利沒有公開任何有關(guān)動物試驗的實際數(shù)據(jù)。
Dol′berg等人，F(xiàn)armZh.(Kiev)1971，26(2)，53-56，研究了氧化纖維素的止血性質(zhì)，并將該材料與各種藥用化合物相結(jié)合。他們報道氧化纖維素的鈉和鉀鹽可用于醫(yī)療，鉀鹽優(yōu)于酸形式之處在于它是中性的并能與許多藥用物質(zhì)相容。
Barinka等人在英國專利說明書1593513(1981，7，15公開)中公開了用硝酸和穩(wěn)定的(“鈍化了的”)硝酸鈉混合物氧化纖維素的方法。然后用尿素或其N，N雙取代烷基或?；苌锏拇?水溶液穩(wěn)定該材料。最終，氧化纖維素通過用鈣、鈉或銨的鹽酸鹽和乙酸鹽的等克分子濃度的混和液重復(fù)吸收及離心甩干相交替方式轉(zhuǎn)變成其鈣、鈉或銨鹽。
Saferstein等人在美國專利5134229中公開了一種通過用弱酸的弱堿性鹽的水醇溶液接觸酸性氧化纖維素以提高纖維素材料的PH值到5和8之間來制備可穩(wěn)定貯藏的氧化纖維素。其弱酸鹽優(yōu)選乙酸鈉、乙酸鉀、檸檬酸鈉、甲酸鈉、檸檬鉀、甲酸鉀、磷酸氫二鈉、磷酸氫二鉀或其混合物。重復(fù)Doub等人的方法，他們發(fā)現(xiàn)用碳酸氫鈉水溶液中和氧化纖維素織物導(dǎo)致部分膠化的織物改變其原始尺寸，很弱并稍微改變其完整性，織物的抗拉強度太低不能實際應(yīng)用，例如止血應(yīng)用。按照Doub等人專利例1的指導(dǎo)用乙酸鈣完全中和氧化纖維素織物，他們發(fā)現(xiàn)，得到的織物有滿意的完整性，但對哺乳動物皮膚和其它體細胞在接觸處有刺激性。此外，在織物使用位置形成大的稍白的認(rèn)為是肉芽腫組織塊。顯然，這種組織試圖封閉氧化纖維素織物的鈣鹽。Saferstien等人沒有公開鈣鹽作為中和氧化纖維素的選擇。
鈣在止血中的作用是熟知的；事實上，血凝因子命名法國際委員會已經(jīng)將鈣稱為13個血凝因子之一(因子IV)。鈣在原凝血酶轉(zhuǎn)變成凝血酶，血凝結(jié)過程的一個步驟中起重要作用。止血方法的詳細說明見標(biāo)準(zhǔn)醫(yī)學(xué)教科書，例如Remington′s Pharmaceutical Sciences，ed.by A.R. Gennaro(Mack，Easton，PA，1990)。鈣實際應(yīng)用的另外的例子是加強止血。Superstatp*可吸收的膠原止血劑含有鈣離子，以提高其止血效果。另一方面，為防止無意中的血凝結(jié)，將檸檬酸加到血收集袋中，以螯合血漿中的鈣。
盡管作為止血材料的中和氧化纖維素的價值和鈣在止血中起的重要作用被公認(rèn)，在本發(fā)明之前，可吸收性鈣改性止血劑的目標(biāo)沒有完成。
按照本發(fā)明，制備可生物吸收的手術(shù)止血劑的方法包括步驟(a)使含預(yù)定濃度羧酸的氧化纖維材料與弱酸鈣鹽的無氯化物溶液接觸，以中和約5.5-45%的羧酸，和(b)沖洗該材料以除去多余的鹽。
在說明書和所附權(quán)利要求書中，除另有規(guī)定，百分?jǐn)?shù)均為重量百分?jǐn)?shù)。
由本發(fā)明方法得到的止血劑是氧化纖維素織物，它含0.5-4%，最好含約2.0-3.5%的鈣。該織物比非改性氧化纖維素或用鉀或鈉鹽中和的氧化纖維素證實有更大的止血作用。鈣濃度低于3.5%的止血劑并不象含高濃度織物那樣對皮膚和其他體細胞有刺激。
在本發(fā)明的另一個實施方案中，制備可生物吸收手術(shù)止血劑的方法包括步驟(a)使含預(yù)定濃度羧酸的氧化纖維素材料與弱酸的鈣鹽和弱酸的鈉或鉀鹽的無氯化物溶液接觸，以中和約50-80%的羧酸，選擇鹽濃度使鈣中和約5.5-45%的酸，而鈉或鉀鹽中和剩余部分，和(b)沖洗該材料以除去多余的鹽。
本發(fā)明提供一種氧化纖維素手術(shù)止血劑，它比現(xiàn)有技術(shù)的酸性或中和的氧化纖維素顯示出更大的止血作用。由于使用比現(xiàn)有技術(shù)所用材料顯著少的鈣，所以本發(fā)明方法得到的材料顯示出比用(大量的)鈣中和的氧化纖維素更快的生物吸收性和更大的生物相容性。
制備本發(fā)明止血劑的方法與美國專利5134229(′229)(這里結(jié)合參考)中敘述的方法有點相似。區(qū)別包括用于止血材料組合物改性的堿性鹽的用量和成分。在一個實施方案中，該材料用鈣鹽，而不用′229中公開的鈉和鉀鹽處理。在另一個實施方案中，通過添加混合的Ca和Na-或K-鹽改性該組合物。在兩種情況下，所說的鹽都是無氯化物的，避免形成鹽酸，鹽酸能引起氧化纖維素分解成低分子量聚合物，使抗拉強度損失并縮短貯藏壽命。弱酸基本上無比損害。
鈣鹽最好是水和醇可溶的乙酸鈣，但其它鹽也是合適的，例如檸檬酸鹽、甲酸鹽、丁酸鹽和丙酸鹽。
該材料改性后，沖洗去除多余的鹽。為沖洗，水，醇和其它現(xiàn)有技術(shù)中熟知的有機溶劑，及其混合物都是合適的。優(yōu)選有機溶劑，因為它便于隨后的材料干燥。水很少選用，因為材料如果不拉長而干燥會趨于收縮。一般，羧酸類含約18-21%(重量)氧化纖維素原材料，而鈣附著并中和羧酸基團。鈣鹽的量決定中和的程度，優(yōu)選中和約5.5-45%(重量)酸基團的量。鈣提高材料的止血性。但是，如果用的鈣太多，織物引起刺激。優(yōu)選的鈣濃度為約2.0-3.5%(重量)。
有時需要更完全中和的材料。例如，如果將酸敏感部分加到材料上，那么需要更高的PH值。對于使用凝血酶的織物，例如，PH值應(yīng)在約5.0-8.0的范圍內(nèi)，優(yōu)選范圍為約6.5-7.0。PH值的測量如下將1g材料試樣置入150ml燒杯中，加入最近煮沸并冷卻的純水，將試樣攪拌隨后靜置5分鐘，之后將液體倒入清潔干燥的燒杯中并測量液體的PH值。優(yōu)選使用鈉或鉀鹽以提供更高的中和作用，而不產(chǎn)生引起刺激的織物。合適的鹽包括乙酸鈉、檸檬酸鈉、甲酸鈉、磷酸氫二鈉、乙酸鉀、檸檬酸鉀、甲酸鉀、磷酸氫二鉀及其混合物。更加完全中和的織物中鈉或鉀的濃度優(yōu)選在約2-6%范圍內(nèi)。
制備本發(fā)明中和的氧化纖維素的優(yōu)選方法是首先使酸性氧化纖維素織物與經(jīng)選擇用量和克分子濃度使5.5-45%羧酸基中和的鈣鹽溶液接觸。要制備更完全中和的材料，所用鈉和/或鉀鹽與鈣鹽一起的用量和克分子濃度優(yōu)選提供約50-80%的中和作用。雖然可使用水或醇溶液，但優(yōu)選水和醇的混合液。
當(dāng)將酸敏感藥物加到織物時，一般通過將織物浸漬到藥物鹽溶液中使織物飽和來完成這種添加。合適的藥物包括凝血酶、血纖維蛋白原和抗纖維蛋白溶酶，如抑肽酶。優(yōu)選添加凝血酶以提供強的止血。1000u/ml凝血酶鹽溶液可購得并是適合的。
實施例下面實施例說明本發(fā)明方法和產(chǎn)品。該實施例不能解釋為限制本發(fā)明的范圍，而是有助于完全說明本發(fā)明。
實施例1 制備含0.5%(重量)鈣的鈣改性的NU-KNIT*
將50克含20%羧酸(0.22摩爾羧酸)的Surgicel Nu-Knit*織物切成30.5cm寬，纏繞在塑料的多孔芯上并放入容器中。將1600ml異丙醇(IPA)(1257.6克)和1600ml蒸餾水(1600克)加到Haake型FS循環(huán)槽中。該循環(huán)槽連接到容器上，以致使溶液流到容器底部和多孔芯上，通過纏繞芯的多層織物滲出。
將1.07克乙酸鈣一水合物(0.006摩爾)溶入25ml蒸餾水25ml的IPA中。立刻都加到循環(huán)槽中作為繞織物的循環(huán)溶液。一水乙酸鈣在水溶液(W/W)中的濃度IPA為1.07/2902.25×100=0.0368%。溶液循環(huán)2小時后停止反應(yīng)。
將芯從容器中移出并放入帶有800mlIPA的筒中。攪拌30分鐘，除去溶劑并用新鮮的異丙醇代替，攪拌30分鐘。取出織物并在試驗室通風(fēng)柜中空氣干燥。通過原子吸收譜分析織物試樣的鈣，得出具有0.45%(重量)的鈣?？椢锏味人岷勘砻髟摽椢雉然繛?8.9%，表明中和度為5.5%。
實施例2 制備含約0.8%(重量)鈣的鈣改性Surgicel*將48.6克帶20%羧酸含量(0.216摩爾羧酸)的Surgicel*切成10cm寬，纏繞在30.5cm長多孔芯上，并放入容器中。該容器連到一個Haake型FS循環(huán)槽上。將1850ml的IPA(1454.1克)和1850ml的(1850克)的蒸餾水加到槽中。使溶劑繞織物循環(huán)幾分鐘。
將1.90克一水乙酸鈣(0.010摩爾)溶入40mlIPA和40ml蒸餾水中。將該溶液加到滴液漏斗中，并在1/2小時期間慢慢加到Haake循環(huán)槽中。然后使溶液繞織物循環(huán)2小時。溶液中一水乙酸鈣的濃度wt/wt(乙酸鈣的重量/溶劑的重量)為1.9/3375.5×100=0.056%。2小時后從容器中移出織物并放入裝有100%IPA的刻度筒中，繞著織物攪拌IPA溶液30分鐘，除去水；然后用新鮮的IPA代替溶劑并繞著織物再攪拌30分鐘。將織物懸掛在通風(fēng)柜中空氣干燥。通過原子吸收測量鈣的濃度為0.79%(重量)。織物滴定羧酸含量顯示18%羧酸含量或10%的中和度。
實施例3 制備含2.3%鈣的鈣改性Surgicel*將49.4克含20%羧酸(0.219摩爾羧酸)的Surgicel切成10cm寬，纏繞在塑料芯子上并放入一個容器中。將1850ml蒸餾水(1850克)和1850mlIPA(1454.1克)添加到循環(huán)槽中并繞容器和織物循環(huán)5分鐘。
將5.80克一水乙酸鈣(0.033摩爾)溶入100ml異丙醇/100ml蒸餾水中。將其加到滴液漏斗并在30分鐘期間慢慢滴入循環(huán)溶劑中。溶液中乙酸鈣的濃度wt/wt是0.166%(5.8/3482.7×100)。使溶液繞織物循環(huán)2小時；然后從容器中取出芯子。
將該芯子放入1升的圓筒中并充入800ml的100%IPA。用一個磁力攪棒繞芯子將溶液攪拌30分鐘，從織物中去除水。除去溶劑并用800ml新鮮IPA取代，攪拌30多分鐘。然后將織物懸掛在通風(fēng)柜中空氣干燥。分析織物鈣為2.3%(重量)鈣。滴定顯示14.6%羧酸含量或27%中和度。
中和度表示該重量百分?jǐn)?shù)的原羧酸基轉(zhuǎn)變成鈣鹽。剩余的羧酸基不變，并以游離酸存在。
實施例4-8 制備具有不同的鈣百分?jǐn)?shù)的鈣改性Surgicel*和Surgicel NU-KNIT*。
按照實施例1-3的方法，不同之處是乙酸鈣濃度變化，以提供0.8%、2.3%和5.5%鈣的鈣改性Nu-Knit*和0.5%和5.5%鈣的Surgicel*。用豬脾切口模型測量所有8個試樣和非改性對比試樣的止血作用。結(jié)果示于表1。
表1Nu-Knit“和鈣改性Nu-Kint”的止血研究出血時間分Nu-KintNu-KnitNu-KnitNu-KnitKu-Knit對比用0.5%鈣用0.8%鈣用2.3%鈣用5.5%鈣9.05.04.53.503.257.04.55.03.253.005.05.04.03.503.256.04.54.54.003.506.55.05.04.503.006.55.55.03.503.00平均6.64.94.63.73.1Surgicel“和鈣改性Surgicel”的止血研究SurgicelSurgicelSurgicelSurgicelSurgicel出血時間分對比用0.5%鈣用0.8%鈣用2.3%鈣用5.5%鈣14.012.011.08.256.011.011.510.59.256.511.012.011.59.755.2512.510.510.08.06.513.011.09.58.56.014.010.510.08.57.0平均12.511.2510.48.76.2
實施例9ORC的“過量的”鈣改性重復(fù)美國專利No.2517772(Doub等人)的實施例6制造鈣中和的氧化纖維素織物。通過原子吸收分析該織物的鈣含量，得出含6.75%的鈣。
將按照本發(fā)明制造的氧化纖維素織物(由原子吸收測得它含2.77%的鈣)和按照Doub等人的實施例6制造的織物(含6.75%鈣)植入鼠的皮下組織，手術(shù)14天后評定吸收性和組織接受性。本發(fā)明的鈣ORC僅引起通常見于用Surgicel*的很輕度的組織反應(yīng)。該材料在大多數(shù)動物上被完全吸收，僅在幾個動物上發(fā)現(xiàn)少量軟的，膠狀的材料。由Doub等人的實施例6制造的鈣ORC一貫地引起嚴(yán)重的反應(yīng)，形式為大的適度硬的、稍白的、非纖維塊，認(rèn)為是內(nèi)芽組織和囊組織。此外，植入在14天后沒有完全吸收。
按Barinka等人(Brit.Pat，Spec.1593513)敘述的實施例研究表明它形成的鈣改性O(shè)RC的性質(zhì)相似于Doub等人的。
實施例10鈣改性O(shè)RC與鈉改性O(shè)RC比較測量鈣改性的Surgicel*和Nu-Knit*的止血作用與相似地鈉改性Surgicel和鈉Nu-Knit的相比較。所有織物都相似中和到相應(yīng)程度。通過用乙酸鈣處理改性Surgicel和Nu-Knit織物，中和氧化纖維織物上約30%的羧酸類。這樣產(chǎn)生的織物含2.6%的鈣。用乙酸鈉中和Surgicel和Nu-Knit，產(chǎn)生含2.9%鈉的織物，它對應(yīng)約30%的中和度。
用豬脾切口模型測量止血作用。表2示出了止血試驗的結(jié)果。結(jié)果是5個出血場合的平均。
表Ⅱ試驗材料止血時間Surgicel8.0分Nu-Knit5.0分鈣Surgicel5.5分鈣Nu-Knit3.3分鈉Surgicel6.5分鈉Nu-Knit4.5分試驗表明鈉和鈣改性的氧化纖維素織物都比相應(yīng)的原始材料更快地止血，但是，鈣改性的氧化纖維素織物比同等鈉中和的織物更快。這可解釋為鈣在止血中起作用。
實施例11鈣/鈉混合的氧化纖維素織物將0.984克乙酸鈣水合物和1.52克三水乙酸鈉加到含170mlIPA和170ml蒸餾水的樹脂釜中。攪拌內(nèi)容物直到兩種鹽都溶解。鹽各存在以摩爾量中和氧化纖維素上30%羧酸類。將羧酸含量為20%的8.4克Surgicel織物加到該溶液中，并將溶液攪拌4小時。然后移出織物，并用兩批1650mlIPA沖洗。將織物在空氣中干燥。按前面所述測量在蒸餾水中的織物的PH值為5.58。用原子吸收分析織物的鈣和鈉為2.03%的鈣和2.2%鈉。織物的PH比如果僅用鈣更高(一個僅用30%化學(xué)計量的乙酸鈣改性的類似的織物在蒸餾水的PH顯示為4.1)。在這個實施例中，該織物的PH足夠高，致使它可與酸敏感藥物相容，并還具有足夠的鈣增強止血，沒有超出上述3.5%濃度的產(chǎn)生組織刺激的鈣。
權(quán)利要求
1.一種可生物吸收的手術(shù)止血劑，它包括含約0.5-4.0%的鈣的中和氧化纖維素織物。
2.權(quán)利要求1的手術(shù)止血劑，其中上述織物含約2.0-3.5%的鈣。
3.權(quán)利要求1的手術(shù)止血劑，進一步含約2-6%的鈉或鉀。
4.權(quán)利要求3的手術(shù)止血劑，它進一步含止血有效量的凝血酶。
5.一種制備可生物吸收的手術(shù)止血劑的方法，包括步驟(a)使含預(yù)定濃度羧酸的氧化纖維素材料與預(yù)定量的具有預(yù)定選擇摩爾濃度的弱酸鈣鹽的無氯化物溶液接觸，中和約5.5-45%羧酸并提供織物中鈣含量為約0.5-4.0%；和(b)沖洗上述材料除去多余的鹽。
6.一種制備可生物吸收的手術(shù)止血劑的方法，包括步驟(a)使含預(yù)定濃度羧酸的氧化纖維素材料與預(yù)定量的弱酸鈣鹽和弱酸鈉或鉀鹽的無氯化物溶液接觸，中和約50-80%羧酸，選擇鹽濃度應(yīng)使鈣中和約5.5-45%的酸和鈉或鉀鹽中和剩余部分，并提供織物中的鈣含量為約0.5-4.0%；和(b)沖洗上述材料除去多余的鹽。
7.權(quán)利要求6的方法，包括另外的步驟用止血有效量的凝血酶浸漬干燥的材料。
8.權(quán)利要求3的手術(shù)止血劑，其中上述織物含約2-3.5%的鈣。
9.權(quán)利要求8的手術(shù)止血劑，其中上述織物PH值為5.0-8.0。
10.權(quán)利要求9的手術(shù)止血劑，其中上述織物PH值為6.5-7.0。
11.權(quán)利要求10的手術(shù)止血劑，它進一步含止血有效量的凝血酶。
全文摘要
一種鈣改性的氧化纖維素止血劑可提供比未改性的或鈉或鉀改性氧化纖維素更快的止血作用。在改性的氧化纖維素中鈣的重量百分?jǐn)?shù)必須在約0.5—4之間范圍，以便增強止血作用，同時不太妨礙生物吸收性。在第二個實施方案中，用鈣和鈉或鉀改性氧化纖維素止血劑。第二個實施方案可用于酸敏感材料。
文檔編號A61K47/38GK1109756SQ9412073
公開日1995年10月11日 申請日期1994年12月23日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月23日
發(fā)明者R·L·施蒂韋爾, E·J·韋特莫爾, L·G·沙弗斯坦 申請人:莊臣及莊臣醫(yī)藥有限公司