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將聚合物涂層施加到含蛋白質(zhì)的生物材料的工藝的制作方法

文檔序號(hào):40613751發(fā)布日期:2025-01-07 21:00閱讀:10來(lái)源:國(guó)知局
將聚合物涂層施加到含蛋白質(zhì)的生物材料的工藝的制作方法

本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1所述的將聚合物涂層施加到含蛋白質(zhì)的生物材料的工藝、根據(jù)權(quán)利要求13所述的通過(guò)這種工藝生產(chǎn)的材料以及這種材料的用途。


背景技術(shù):

1、異種材料,特別是心包,在植入物技術(shù)中非常重要,例如在心包閉合手術(shù)中,在心臟缺陷中,作為血管替代物,用于覆膜支架系統(tǒng)以及在主動(dòng)脈瓣植入物的制造中。這種異種材料既適用于通過(guò)開(kāi)放手術(shù)植入的心臟瓣膜,也適用于通過(guò)導(dǎo)管植入的心臟瓣膜(經(jīng)動(dòng)脈瓣膜置換術(shù)(tavr))。

2、通過(guò)使用穩(wěn)定劑(例如甘油和/或聚乙二醇(peg)),特別是基于心包的心臟瓣膜植入物是可獲得的,其可以被干燥用于儲(chǔ)存。

3、藥物在聚合物基質(zhì)中的固定化對(duì)異種材料具有挑戰(zhàn)性。

4、心包表現(xiàn)出突出的生物相容性和機(jī)械性能,特別是由于心包中膠原蛋白和彈性蛋白纖維的組合。然而,心包和其他含蛋白質(zhì)或基于蛋白質(zhì)的材料易受破壞這些材料的結(jié)構(gòu)性能的變性工藝的影響。當(dāng)這種材料用作植入物時(shí),這是特別相關(guān)的。這是因?yàn)橹踩胛锏谋砻嬖谏矬w對(duì)該異物的反應(yīng)中起主要作用。這特別包括排斥反應(yīng)、血栓形成、鈣化傾向、纖維化反應(yīng)、細(xì)胞定植(特別是內(nèi)皮化)和對(duì)感染的易感性。


技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種用于改善生物材料如心包的性質(zhì)的方法,特別是關(guān)于這些材料的生物相容性。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供相應(yīng)的材料并指出這種材料的可能用途。

2、該任務(wù)通過(guò)具有權(quán)利要求1的特征的方法解決。這種方法用于將聚合物涂層施加到含蛋白質(zhì)的生物材料。該方法的特征在于下面解釋的步驟。

3、首先,提供已從生物體分離或人工生產(chǎn)的含蛋白質(zhì)的生物材料。分離或生產(chǎn)的步驟不涵蓋在本技術(shù)要求保護(hù)的范圍內(nèi)。相反,目前要求保護(hù)的工藝是在人或動(dòng)物體外進(jìn)行的純體外工藝。含蛋白質(zhì)的生物材料具有固體聚集狀態(tài),即它是固體材料,因此區(qū)別于液體材料如體液。

4、在進(jìn)一步的工藝步驟中,將聚合物涂層沉積在含蛋白質(zhì)的生物材料的表面上。這通過(guò)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(pecvd)或等離子體輔助化學(xué)氣相沉積(pacvd)來(lái)完成。聚合物涂層在沉積工藝中共價(jià)鍵合到含蛋白質(zhì)的生物材料的表面。因此,該工藝產(chǎn)生在其表面上具有共價(jià)鍵合的聚合物涂層的生物復(fù)合材料。

5、通過(guò)這種聚合物涂層,實(shí)現(xiàn)了含蛋白質(zhì)的生物材料的性質(zhì)(即生物材料性質(zhì))的改善。當(dāng)含蛋白質(zhì)的生物材料用作植入物時(shí),這些改善的生物材料性質(zhì)特別有效。特別地,與未涂覆的含蛋白質(zhì)的生物材料相比,生物材料性質(zhì)的改善涉及涂覆的含蛋白質(zhì)的生物材料的鈣化、炎性潛力、植入物-組織相互作用、同質(zhì)性、生物相容性、細(xì)胞定殖和/或流體機(jī)械性質(zhì)。此外,聚合物涂層可以用作另一涂層的磨損保護(hù)和/或粘合促進(jìn)劑層。此外,聚合物涂層可以用作后續(xù)化學(xué)官能化的基礎(chǔ),從而能夠簡(jiǎn)化含蛋白質(zhì)的生物材料的官能化。在所有這些中,通過(guò)真空技術(shù)所需的適當(dāng)預(yù)處理,保留了含蛋白質(zhì)的生物材料的特征結(jié)構(gòu)。此外,不對(duì)固有的材料特性產(chǎn)生影響,特別是關(guān)于含蛋白質(zhì)的生物材料的機(jī)械行為。

6、因此,本技術(shù)中要求保護(hù)的方法提供了一種修飾含蛋白質(zhì)的生物材料(例如心包)的表面的手段,以這種方式避免了在隨后植入材料期間與材料的不期望的反應(yīng),同時(shí)保留了材料的機(jī)械性能和基本特征表面結(jié)構(gòu)。因此,通過(guò)本發(fā)明要求保護(hù)的方法,以有利的方式改變物理和特別是化學(xué)表面性質(zhì),而不是結(jié)構(gòu)表面性質(zhì)。

7、特別地,含蛋白質(zhì)的生物材料是可植入材料,使得其可用于制備植入物(在其涂覆之前或之后),該植入物隨后可植入患者體內(nèi)。

8、在一個(gè)工藝變型中,含蛋白質(zhì)的生物材料不是源自其隨后作為植入物植入的患者,而是來(lái)自另一生物體。換句話說(shuō),它是異種材料。在這方面,豬或牛來(lái)源的含蛋白質(zhì)的生物材料特別適用于本方法。源自除隨后植入材料作為植入物的人類(lèi)患者之外的人類(lèi)的材料也非常適合通過(guò)所要求保護(hù)的工藝進(jìn)行涂覆。

9、在另一個(gè)工藝變型中,含蛋白質(zhì)的生物材料是自體材料,即源自患者的材料,該材料隨后以植入物形式植入到該患者中。通過(guò)使用自體材料避免了稍后植入異種材料時(shí)出現(xiàn)的許多困難。例如,預(yù)期不會(huì)對(duì)自體材料產(chǎn)生免疫反應(yīng)。然而,通過(guò)本文要求保護(hù)的方法對(duì)自體材料進(jìn)行表面精制可以很好地用于使含蛋白質(zhì)的生物材料在其隨后的植入部位更好地向內(nèi)生長(zhǎng)。此外,通過(guò)施加聚合物涂層可以實(shí)現(xiàn)含蛋白質(zhì)的生物材料的機(jī)械性能的改善,這對(duì)于自體材料也是有利的。

10、在一個(gè)工藝變型中,聚合物涂層的聚合物在等離子體輔助化學(xué)氣相沉積期間由至少一種單體產(chǎn)生。該至少一種單體選自由硅氧烷、官能化烯丙基化合物、丙烯酸酯、吡咯、噻吩、呋喃化合物、苯胺和環(huán)氧化物組成的組。所有這些單體化合物特別適合于通過(guò)自由基聚合聚合成聚合物,從而共價(jià)附接到含蛋白質(zhì)的生物材料的表面。

11、根據(jù)一個(gè)工藝變型,聚合物在等離子體輔助化學(xué)氣相沉積期間由至少一種硅氧烷形成。硅氧烷已被證明是用于在含蛋白質(zhì)的生物材料上形成聚合物涂層的特別合適的化合物。在這方面,它們可以以特別有利的方式改變含蛋白質(zhì)的生物材料的表面化學(xué),并因此顯著改善由聚合物涂覆的含蛋白質(zhì)的生物材料制成的植入物的質(zhì)量。例如,根據(jù)迄今為止進(jìn)行的體外測(cè)試,通過(guò)使用硅氧烷的聚合物涂層可以幾乎消除含蛋白質(zhì)的生物材料的不期望鈣化的風(fēng)險(xiǎn)。因此,由這種聚合物涂覆的含蛋白質(zhì)的生物材料制成的植入物的使用壽命顯著延長(zhǎng)。

12、所述至少一種硅氧烷可包括或是六亞甲基二硅氧烷(hmdso)、2,6-二苯基六甲基環(huán)四硅氧烷、八甲基三硅氧烷、十甲基環(huán)戊硅氧烷、四甲基環(huán)四硅氧烷和/或八甲基環(huán)四硅氧烷。在一個(gè)工藝變型中,所述至少一種硅氧烷包括六亞甲基二硅氧烷(hmdso),特別地,所述至少一種硅氧烷是hmdso。

13、根據(jù)一種工藝變型,聚合物涂層具有0.1nm至10μm、特別是1nm至1μm、特別是200nm至900nm、特別是300nm至800nm、特別是400nm至700nm、特別是500nm至600nm的層厚度。這種超薄聚合物涂層比可以通過(guò)例如浸涂、噴刷或電噴涂產(chǎn)生的涂層顯著更薄。此外,根據(jù)本發(fā)明方法產(chǎn)生的聚合物涂層比上述涂覆方法的情況更均勻且更牢固地錨定在基底(即含蛋白質(zhì)的生物材料)上。由于同時(shí)具有極小層厚度的聚合物涂層的共價(jià)鍵合,聚合物涂層遵循含蛋白質(zhì)的生物材料表面的下層材料形貌。

14、根據(jù)一個(gè)工藝變型,聚合物涂層在含蛋白質(zhì)的生物材料的表面上的沉積不是在該表面的整個(gè)區(qū)域中進(jìn)行,而是僅在部分區(qū)域中進(jìn)行。為此,例如,可以使用覆蓋物或模板來(lái)實(shí)現(xiàn)聚合物涂層相對(duì)于含蛋白質(zhì)的生物材料的表面的特定結(jié)構(gòu)化。以這種方式,含蛋白質(zhì)的生物材料的某些區(qū)域可以在其化學(xué)表面性質(zhì)方面改變,而其他區(qū)域保持不變的形式。這可以簡(jiǎn)化聚合物涂覆的含蛋白質(zhì)的生物材料的后續(xù)處理(例如,當(dāng)其固定到某些保持結(jié)構(gòu)時(shí))。同時(shí),在那里的其他區(qū)域上的表面涂層改善了材料特性。

15、根據(jù)一種工藝變型,聚合物涂層不含金屬。特別地,聚合物不包含鈦、鉭、鎳、鈮、鎳鈦諾、鋯、鉿、銥、金、鉛、鉑、銀和/或銅。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中描述的解決方案,這種金屬用于生物材料的表面涂層。然而,這極大地改變了相應(yīng)材料的結(jié)構(gòu)表面性質(zhì)。此外,金屬涂層非常多孔且易碎,這意味著盡管有相應(yīng)的金屬涂層,但含蛋白質(zhì)的生物材料的表面與其環(huán)境之間的直接接觸仍然是可能的。因此,這種金屬涂層不能防止在含蛋白質(zhì)生物材料上的不利的環(huán)境影響。情況與根據(jù)本技術(shù)要求保護(hù)的方法施加到含蛋白質(zhì)的生物材料的聚合物涂層完全不同。這可以完全防止含蛋白質(zhì)的生物材料的原始表面與其環(huán)境之間的直接接觸。硅,特別是硅氧烷或聚硅氧烷形式的硅,不是本公開(kāi)含義內(nèi)的金屬。

16、根據(jù)一種工藝變型,聚合物涂層不具有無(wú)定形碳。

17、根據(jù)一種工藝變型,含蛋白質(zhì)的生物材料包括膠原。因此,在該變體中,它是含膠原材料。含膠原材料是包含膠原的材料。膠原是人體中最豐富的蛋白質(zhì)。含膠原材料,特別是含膠原組織,可以是例如結(jié)締組織,例如軟骨、骨、肌腱、韌帶或皮膚。也可以使用內(nèi)臟、角膜、血管、心臟瓣膜、腸或椎間盤(pán)的含膠原材料。優(yōu)選地,含膠原組織可以是心包、心肌、結(jié)締組織、肌腱、腹膜組織、胸膜、硬腦膜、粘膜(粘膜)或特勒粘膜下層,特別是胃腸道的粘膜下層(例如,小腸粘膜下層)。

18、含蛋白質(zhì)的生物材料,特別是膠原材料,可以來(lái)源于人、豬、綿羊、山羊、馬、鱷魚(yú)、袋鼠、鴕鳥(niǎo)、猴子,優(yōu)選靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物、章魚(yú)、兔或牛。

19、在一個(gè)工藝變型中,含蛋白質(zhì)的生物材料是生物組織。心包是用于實(shí)施在此要求保護(hù)的方法的特別合適的生物組織。

20、根據(jù)一個(gè)工藝變型,在沉積聚合物涂層之前,將含蛋白質(zhì)的生物材料干燥/進(jìn)行干燥步驟(即,將提供的含蛋白質(zhì)的生物材料的水含量降低至少50wt%,優(yōu)選至少90wt%)。因此,含蛋白質(zhì)的生物材料,特別是含膠原的組織,例如具有小于50wt%、特別是小于10wt%、更特別是小于7wt%的水含量的心包。沉積之前的干燥有效地防止了在等離子體輔助化學(xué)氣相沉積(pacvd)期間含蛋白質(zhì)的生物材料的損壞或破壞。由于這種氣相沉積在減壓(與大氣壓相比)下發(fā)生,當(dāng)使用具有高水含量的材料時(shí),當(dāng)壓力降低到工藝的操作壓力時(shí)發(fā)生水的自發(fā)蒸發(fā)。這可能伴隨有(不可逆的)材料損壞。通過(guò)預(yù)先干燥材料,可以有效地避免這種損壞。

21、根據(jù)一個(gè)工藝變型,在沉積聚合物涂層之前,用穩(wěn)定劑穩(wěn)定含蛋白質(zhì)的生物材料。這種穩(wěn)定化允許材料以特別溫和的方式干燥。這也被稱(chēng)為穩(wěn)定的干燥材料或穩(wěn)定的干燥組織。下面使用含膠原的組織作為含蛋白質(zhì)的生物材料的非限制性示例,更詳細(xì)地解釋含蛋白質(zhì)的生物材料的這種穩(wěn)定化干燥。

22、在含有膠原的組織中,在結(jié)構(gòu)水、結(jié)合水和游離水之間進(jìn)行區(qū)分。結(jié)構(gòu)水,也稱(chēng)為緊密結(jié)合水,與膠原的三螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定化有關(guān)。三螺旋和微纖絲之間的分子間水分子被稱(chēng)為結(jié)合水或接觸水。在微纖絲和纖絲之間是游離的、未結(jié)合的水。當(dāng)除去水時(shí),膠原纖維失去其柔韌性。如果水的去除限于游離的、未結(jié)合的水,則該工藝是可逆的。然而,如果干燥工藝導(dǎo)致結(jié)合水分子的去除,則纖維網(wǎng)絡(luò)被不可逆地?fù)p壞。水的缺乏引起組織構(gòu)象的變化,其伴隨著分子內(nèi)和可能還有分子間氫鍵的增加。因此排除了纖維復(fù)合材料的完全再水合。膠原纖維的彈性特性喪失,并且組織變得易碎和脆弱。

23、為了實(shí)現(xiàn)組織的結(jié)構(gòu)保持干燥,即穩(wěn)定干燥,使用至少一種穩(wěn)定劑,特別是吸濕性交換物質(zhì),其在除去水時(shí)穩(wěn)定膠原結(jié)構(gòu)。以這種方式,再水合使得可以恢復(fù)組織的初始狀態(tài)。

24、合適的穩(wěn)定劑是所有生物相容的和非揮發(fā)性的吸濕性交換物質(zhì),特別是具有大量羥基的親水性烴,例如水溶性糖醇,如甘油、乙二醇或聚乙二醇。

25、吸濕性交換物質(zhì)可以是例如甘油,或兩種或更多種吸濕性交換物質(zhì)的混合物,例如甘油和聚乙二醇(peg)(可能是具有不同分子量的peg)。吸濕性交換物質(zhì)可以單獨(dú)添加,例如一個(gè)接一個(gè)地添加,或者作為兩種物質(zhì)的混合物使用,例如溶解在聚乙二醇中的甘油。特別合適的是在第一穩(wěn)定化步驟中的甘油、隨后是第一peg穩(wěn)定化(例如用peg200,即分子量為約200g/mol的peg),隨后是第二peg穩(wěn)定化(例如用peg400,即分子量為約400g/mol的peg)的順序。

26、兩種或更多種吸濕性交換材料的第二種提及的變型還包括其中使用相同交換材料的實(shí)施例,例如聚乙二醇,但是以不同的形式,例如具有不同的分子量。

27、所有上述物質(zhì)的特征在于它們的吸濕性、低毒性值和優(yōu)異的水溶性。從環(huán)境中吸收和結(jié)合水分的能力為甘油和聚乙二醇以各種合適的混合比例實(shí)現(xiàn)含有膠原的組織的穩(wěn)定化開(kāi)辟了廣泛的應(yīng)用。

28、在特別合適的穩(wěn)定步驟中,將至少一種包含甘油和/或聚乙二醇的溶液,例如水溶液加入織物中。在該步驟中,將這些溶液中的任一種或兩種溶液以任何順序和成分相繼添加到組織中,作為第一和第二溶液,或兩種溶液作為溶液混合物同時(shí)添加。當(dāng)干燥組織時(shí),例如用于組織的儲(chǔ)存或運(yùn)輸,穩(wěn)定工藝優(yōu)選在干燥之前進(jìn)行。

29、任選地,可以進(jìn)行含有膠原的組織的去細(xì)胞化,例如,使用表面活性素和脫氧膽酸、dna酶、α-半乳糖苷酶處理等,以產(chǎn)生具有降低的免疫應(yīng)答的含有膠原的組織。

30、作為非限制性示例,穩(wěn)定工藝可以例如在去細(xì)胞化之后通過(guò)將含有膠原的組織浸入一系列的一種或多種甘油和/或聚乙二醇的穩(wěn)定溶液中來(lái)進(jìn)行,以用穩(wěn)定劑充分飽和組織,并最終將穩(wěn)定的組織引入隨后的干燥工藝中。

31、在本文要求保護(hù)的方法中,在聚合物涂層和含蛋白質(zhì)的生物材料的表面之間形成共價(jià)鍵。另一方面,如果材料表面完全由穩(wěn)定劑如甘油或聚乙二醇形成,則聚合物涂層可以不與材料的表面共價(jià)鍵合,而是與這些穩(wěn)定劑共價(jià)鍵合。當(dāng)材料再水合時(shí),聚合物涂層隨后將與通過(guò)再水合沖出的穩(wěn)定劑一起損失。另一方面,如果整個(gè)材料表面不完全由穩(wěn)定劑形成,則僅再水合的動(dòng)力學(xué)受到聚合物涂層的影響。因此,隨后的聚合物涂層的數(shù)量和質(zhì)量可以通過(guò)穩(wěn)定干燥期間的適配的工藝控制來(lái)影響。

32、為了使含蛋白質(zhì)的生物材料的表面盡可能接近用于聚合物涂覆,有用的是待涂覆的材料表面具有盡可能少的聚集穩(wěn)定劑(如上所述,在干燥材料的工藝中使用這樣的穩(wěn)定劑)。在一種工藝變型中,僅用一種或兩種低分子量穩(wěn)定劑穩(wěn)定材料。分子量小于200g/mol的甘油和/或peg是特別合適的。在該工藝變型中,穩(wěn)定劑僅以比us10,390,946b2或wo2022/090419a1中描述的濃度顯著更低的濃度使用。在下文中,作為含蛋白質(zhì)的生物材料的示例,解釋了用于從固定或天然組織開(kāi)始穩(wěn)定干燥含蛋白質(zhì)的生物材料的示例性工藝控制。

33、首先,將組織在鹽水溶液(例如,0.9%鹽水溶液)中沖洗,同時(shí)溫和攪拌。本實(shí)施例中提及的所有百分比濃度均指質(zhì)量百分比(w/v)。

34、然后將組織在1%至5%,特別是3%的甘油溶液(優(yōu)選在超純水中)中沖洗5至60分鐘,特別是10至50分鐘,特別是20至40分鐘,特別是15至30分鐘,特別是15分鐘,同時(shí)溫和攪動(dòng)。如果組織具有例如6cm×8cm的樣品大小,則100ml體積的甘油溶液非常適合于該工藝步驟。

35、隨后,將組織在2%至6%,特別是4%peg200溶液(再次在超純水中)中沖洗5至60分鐘,特別是10至50分鐘,特別是20至40分鐘,特別是15至30分鐘,特別是15分鐘,同時(shí)溫和攪動(dòng)。如果組織具有例如6cm×8cm的樣品大小,則100ml體積的peg200溶液非常適合于該工藝步驟。

36、然后在氣候室中通過(guò)在30℃至50℃、特別是35℃至40℃下將相對(duì)濕度從80%至100%、特別是90%至95%降低至5%至20%、特別是10%來(lái)干燥穩(wěn)定的織物。

37、以這種方式穩(wěn)定和干燥的組織可以被取出和儲(chǔ)存。

38、如上所述,僅用一種穩(wěn)定劑穩(wěn)定是可能的。因此,如果需要,可以省略在甘油中沖洗組織或在peg200中沖洗組織。根據(jù)上述實(shí)施例使用的穩(wěn)定劑的濃度比著作us10,390,946b2或wo?2022/090419?a1中描述的低一個(gè)數(shù)量級(jí)。結(jié)果,含蛋白質(zhì)的生物材料的基質(zhì)未被穩(wěn)定劑填充,但仍然可用于隨后的聚合物涂覆。

39、為了進(jìn)一步增加穩(wěn)定的干燥織物用于隨后的聚合物涂覆的可及性,任選地可以通過(guò)用無(wú)水乙醇或無(wú)水甲醇短暫沖洗來(lái)除去存在于穩(wěn)定的干燥織物表面上的穩(wěn)定劑。代替這種沖洗,也可以用浸泡在無(wú)水乙醇或無(wú)水甲醇中的布擦拭材料樣品。任何殘留的乙醇或甲醇將非??焖俚?fù)]發(fā)。然后留下的是不含穩(wěn)定劑的含蛋白質(zhì)的生物材料的表面。然后可以以特別有利的方式進(jìn)行通過(guò)pecvd在含蛋白質(zhì)的生物材料的表面上沉積聚合物涂層。

40、在一個(gè)工藝變型中,僅局部地選擇性地去除暴露在表面上的穩(wěn)定劑。這使得可以?xún)H在部分區(qū)域中為含蛋白質(zhì)的生物材料提供聚合物涂層。因此,以這種方式可以實(shí)現(xiàn)聚合物涂層的結(jié)構(gòu)化。

41、根據(jù)一個(gè)工藝變型,進(jìn)行聚合物涂覆的含蛋白質(zhì)的生物材料的表面的完全包封,一方面是為了保護(hù)由聚合物涂層施加的官能團(tuán)并保持其限定的化學(xué)和形態(tài)學(xué)性質(zhì),另一方面是為了保護(hù)含蛋白質(zhì)的生物材料用于隨后的儲(chǔ)存和穩(wěn)定化。這樣的包封通過(guò)用穩(wěn)定劑如分子量為約400g/mol的聚乙二醇(peg400)潤(rùn)濕聚合物涂覆的材料來(lái)實(shí)現(xiàn)。然后將如此潤(rùn)濕的材料在空氣中或在氣候室中干燥。這導(dǎo)致借助于聚合物涂層官能化的材料的完全包封。

42、根據(jù)一種工藝變型,旨在使聚合物涂覆的含蛋白質(zhì)的生物材料完全再水合,然后通過(guò)合適的干燥工藝干燥,例如us10,390,946b2或wo?2022/090419a1中所述的干燥工藝。下面更詳細(xì)地解釋這些工藝步驟。

43、首先,將聚合物涂覆的含蛋白質(zhì)的生物材料在鹽水溶液(例如0.9%鹽水溶液)中沖洗數(shù)次,同時(shí)溫和攪拌。

44、然后將材料在20至40%、特別是30%的甘油溶液(特別是超純水)中沖洗5至60分鐘、特別是10至50分鐘、特別是20至40分鐘、特別是15至30分鐘、特別是15分鐘,同時(shí)溫和攪拌。對(duì)于尺寸為約6cm×8cm的材料樣品,100ml甘油溶液非常適合于此目的。

45、隨后,將材料在30至50%,特別是40%peg200溶液(特別是超純水)中沖洗5至60分鐘,特別是10至50分鐘,特別是20至40分鐘,特別是15至30分鐘,特別是15分鐘,同時(shí)溫和攪拌。對(duì)于給定的示例性樣品大小,100ml?peg200溶液也非常適合于此目的。

46、隨后,將材料在30至50%,特別是40%的peg400溶液(特別是超純水)中沖洗5至60分鐘,特別是10至50分鐘,特別是20至40分鐘,特別是15至30分鐘,特別是15分鐘,同時(shí)溫和攪拌。為此目的,如果示例性樣品大小保持恒定,則100ml?peg400溶液也是非常適合的。

47、然后在氣候室中通過(guò)在30℃至50℃、特別是35℃至40℃下將相對(duì)濕度從80%至100%、特別是90%至95%降低至5%至20%、特別是10%來(lái)干燥以這種方式穩(wěn)定的材料6至24小時(shí)、特別是10至18小時(shí)、特別是12小時(shí)的時(shí)間段。

48、最后,將聚合物涂覆和穩(wěn)定的干燥材料取出并儲(chǔ)存。

49、原則上,對(duì)于本文要求保護(hù)的方法來(lái)說(shuō),在待涂覆的含蛋白質(zhì)的生物材料的哪個(gè)階段施加并不重要。例如,聚合物涂層可以在除去生物的含蛋白的材料后立即施加(并且,如果需要,在適當(dāng)純化后)。然而,根據(jù)一種工藝變型,設(shè)想首先將含蛋白質(zhì)的生物材料制成稍后使用的形式。例如,可以通過(guò)壓制工藝使材料成為心臟瓣膜的形狀。根據(jù)該工藝變型,直到待涂覆的材料已經(jīng)呈現(xiàn)出期望的形狀才進(jìn)行聚合物涂覆。例如,還可以由含蛋白質(zhì)的生物材料形成心臟瓣膜并將其附接到支架結(jié)構(gòu)。然后將聚合物涂層施加到已經(jīng)附接到支架結(jié)構(gòu)的成形的含蛋白質(zhì)的生物材料上。

50、根據(jù)一種工藝變型,在沉積聚合物涂層之后的工藝步驟中用活性成分使聚合物涂層官能化。聚合物涂層的官能化可以例如通過(guò)濕化學(xué)手段進(jìn)行。換句話說(shuō),在該工藝變型中,聚合物涂層用作用于隨后用活性成分官能化的基底涂層。合適的活性成分是例如用于改善隨后的植入物-組織相互作用的活性成分,例如用于控制或改善細(xì)胞增殖。特別合適的活性成分是例如來(lái)自mtor抑制劑類(lèi)別的活性成分,特別是雷帕霉素衍生物,例如西羅莫司(sirolimus)、依維莫司(everolimus)、佐他莫司(zotarolimus)或優(yōu)美莫司(biolimus)。

51、在一個(gè)工藝變型中,將活性成分施加到在帶有活性成分的聚合物基質(zhì)中的聚合物涂層上。聚合物基質(zhì)可以例如由選自聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚碳酸酯、多糖、聚醚、聚乙烯和鹵化聚乙烯組成的組的一種或多種聚合物組成。然而,在另一個(gè)變型中,也可以使用沒(méi)有這種聚合物基質(zhì)的活性成分,即作為不含聚合物基質(zhì)的活性成分。特別地,活性成分用于活性成分在含蛋白質(zhì)的生物材料的表面上的局部釋放。當(dāng)該材料隨后用作植入物時(shí),該植入物調(diào)整局部活性成分釋放。

52、根據(jù)一個(gè)工藝變型,涂覆的材料的干燥在聚合物涂層沉積之后進(jìn)行,特別是通過(guò)穩(wěn)定劑穩(wěn)定的干燥,以便以特別溫和和可持續(xù)的方式保護(hù)聚合物涂覆的含蛋白質(zhì)的生物材料和涂層施加的官能團(tuán)(即包含在聚合物涂層中)。

53、根據(jù)一種工藝變型,在沉積聚合物涂層之前,通過(guò)合適的固定劑固定含蛋白質(zhì)的生物材料。戊二醛是特別合適的固定劑。這種固定實(shí)現(xiàn)了特別高的組織相容性,但通常也實(shí)現(xiàn)了生物材料的生物降解性。由于施加到含蛋白質(zhì)的生物材料上的聚合物涂層也已經(jīng)賦予了高的組織相容性,因此通常不需要這種固定。因此,根據(jù)另一工藝變型,明確地省去了相應(yīng)的固定,特別是戊二醛的使用。換句話說(shuō),在該工藝變型中,使用含蛋白質(zhì)的生物材料,其先前未用固定劑處理,特別是未用戊二醛處理,并且在本文要求保護(hù)的方法期間也未用這種固定劑處理,特別是未用戊二醛處理。

54、無(wú)論是否使用固定劑,可對(duì)含蛋白質(zhì)的生物材料進(jìn)行替代或另外的預(yù)處理。例如,可以進(jìn)行去細(xì)胞化??蛇x地或另外地,可以進(jìn)行游離醛基的去除(所謂的加帽)以降低鈣化潛力。這種預(yù)處理的材料對(duì)于長(zhǎng)期穩(wěn)定的植入物是特別合適的或甚至是必需的,其中不可能發(fā)生含蛋白質(zhì)的生物材料的酶促降解。

55、通過(guò)選擇氣相12沉積的工藝參數(shù),可以改變所施加的聚合物涂層的化學(xué)計(jì)量以及其結(jié)構(gòu)組成,例如其層厚度。

56、根據(jù)一個(gè)工藝變型,氣相沉積在15℃至40℃,特別是20℃至37℃,尤其是25℃至30℃范圍內(nèi)的溫度下進(jìn)行。

57、根據(jù)一種工藝變型,氣相沉積在0.1mbar至1.5mbar范圍內(nèi),特別是在0.2mbar至1.4mbar范圍內(nèi),特別是0.3mbar至1.3mbar范圍內(nèi),特別是0.4mbar至1.2mbar范圍內(nèi),特別是0.5mbar至1.1mbar范圍內(nèi),特別是0.6mbar至1.0mbar范圍內(nèi),特別是0.7mbar至0.9mbar范圍內(nèi),特別是0.75mbar至0.8mbar范圍內(nèi)的壓力下進(jìn)行。

58、根據(jù)一種工藝變型,氣相沉積在1分鐘至60分鐘范圍內(nèi),特別是2分鐘至50分鐘范圍內(nèi),特別是3分鐘至40分鐘范圍內(nèi),特別是4分鐘至30分鐘范圍內(nèi),特別是5分鐘至20分鐘范圍內(nèi),特別是6分鐘至15分鐘范圍內(nèi),特別是7分鐘至14分鐘范圍內(nèi),特別是8分鐘至13分鐘范圍內(nèi),特別是9分鐘至12分鐘范圍內(nèi),特別是10分鐘至11分鐘范圍內(nèi)的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。

59、根據(jù)一種工藝變型,氣相沉積在用單體飽和的氣氛中進(jìn)行,單體在氣相沉積期間反應(yīng)以形成形成聚合物涂層的聚合物。

60、根據(jù)一種工藝變型,氣相沉積在包含氧氣作為氧化劑的氣氛中進(jìn)行。根據(jù)工藝變型,由此以1標(biāo)準(zhǔn)立方厘米/分鐘(sccm)至20sccm,特別是2sccm至15sccm,特別是3sccm至10sccm,特別是4sccm至9sccm,特別是5sccm至8sccm,特別是6sccm至7sccm的氣流將氧氣引入反應(yīng)室中。

61、根據(jù)一種工藝變型,氣相沉積在含有氨作為還原劑的氣氛中進(jìn)行。根據(jù)工藝變型,由此以1sccm至20sccm,特別是2sccm至15sccm,特別是3sccm至10sccm,特別是4sccm至9sccm,特別是5sccm至8sccm,特別是6sccm至7sccm的氣流將氨引入反應(yīng)室中。

62、根據(jù)一種工藝變型,使用脈沖等離子體進(jìn)行氣相沉積。

63、根據(jù)一個(gè)工藝變型,氣相沉積以用于待產(chǎn)生的等離子體的激發(fā)頻率進(jìn)行,該激發(fā)頻率在13.56mhz、2.45ghz或1khz至100khz的范圍內(nèi),特別是在10khz至400khz、特別是50khz至300khz、特別是100khz至200khz、特別是200khz至300mhz、特別是300khz至400khz、特別是400khz至500mhz、特別是500khz至600khz、特別是600khz至700khz、特別是700khz至800khz、特別是800khz至900khz、特別是900khz至1mhz的范圍內(nèi)。

64、這樣的激發(fā)頻率可以例如用千赫茲發(fā)生器、射頻發(fā)生器或微波發(fā)生器產(chǎn)生。

65、本發(fā)明的一個(gè)方面涉及聚合物涂覆的含蛋白質(zhì)的生物材料,其可以通過(guò)根據(jù)前述解釋的方法制備,并且更具體地通過(guò)根據(jù)前述解釋的方法制備。這種聚合物涂覆的含蛋白質(zhì)的生物材料也可以稱(chēng)為復(fù)合生物材料。它包含含蛋白質(zhì)的生物材料和沉積在含蛋白質(zhì)的生物材料表面上的聚合物涂層,聚合物涂層共價(jià)鍵合到材料表面。

66、根據(jù)一個(gè)變型,聚合物涂層防止聚合物涂覆的含蛋白質(zhì)的生物材料在再水合期間的體積變化。這導(dǎo)致材料和由其制成的對(duì)象例如植入物的特別好的穩(wěn)定性。

67、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例,聚合物涂層降低含蛋白質(zhì)的生物材料鈣化的風(fēng)險(xiǎn)或完全防止這種鈣化,因?yàn)榫酆衔锿繉油ㄟ^(guò)其與含蛋白質(zhì)的生物材料表面的共價(jià)鍵起到類(lèi)似牢固錨定的疏水頂層的作用,防止鈣離子滲透生物材料。

68、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例,聚合物涂層在復(fù)合材料的表面上提供官能團(tuán),其改善復(fù)合材料的細(xì)胞定殖能力。這是因?yàn)閺?fù)合材料表面上的這種官能團(tuán)改善了細(xì)胞與表面的粘附。

69、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例,聚合物涂覆的含蛋白質(zhì)的生物材料表現(xiàn)出抗血栓形成性質(zhì)。這可以通過(guò)聚合物涂層減少或防止血栓形成蛋白的表面結(jié)合和/或血小板粘附來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此,通過(guò)聚合物涂層的這種實(shí)施例,實(shí)現(xiàn)了血栓形成級(jí)聯(lián)的中斷,導(dǎo)致復(fù)合材料的抗血栓形成性質(zhì)。

70、根據(jù)一個(gè)變型,復(fù)合材料具有抗感染特性。這可以例如通過(guò)聚合物涂層減少和防止生物膜蛋白的表面結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)??商娲鼗蛄硗獾?,也可以減少或防止細(xì)菌粘附。結(jié)果,防止了生物膜形成或顯著降低了這種生物膜形成的風(fēng)險(xiǎn)。

71、根據(jù)一個(gè)變型,聚合物涂覆的含蛋白質(zhì)的生物材料的表面形態(tài)對(duì)應(yīng)于仍然未涂覆的含蛋白質(zhì)的生物材料(即沉積聚合物涂層的步驟之前的材料)的表面形態(tài)??蛇x地或另外地,聚合物涂覆的含蛋白質(zhì)的生物材料表現(xiàn)出結(jié)構(gòu)性力學(xué)性質(zhì),特別是彈性模量、斷裂伸長(zhǎng)率和/或斷裂力,其對(duì)應(yīng)于仍未涂覆的含蛋白質(zhì)的生物材料的結(jié)構(gòu)性力學(xué)性質(zhì)。如果用于描述結(jié)構(gòu)性-力學(xué)性質(zhì)的定量值對(duì)應(yīng)于未涂覆的含蛋白質(zhì)的生物材料的相應(yīng)值至少80%,特別是至少85%,特別是至少90%,特別是至少95%,特別是約100%,則可以假定結(jié)構(gòu)性-力學(xué)性質(zhì)的這種對(duì)應(yīng)性。

72、本發(fā)明的另一方面涉及這種聚合物涂覆的含蛋白質(zhì)材料以植入物形式在人體或動(dòng)物體內(nèi)的用途。植入物可以設(shè)計(jì)為例如所謂的植入移植物。植入物的特別合適的示例是心臟瓣膜置換假體(諸如基于心包的心臟瓣膜置換假體)和(覆膜的)支架系統(tǒng),其分別用于治療急性血管穿孔或(腹部)主動(dòng)脈瘤(血管內(nèi)主動(dòng)脈修復(fù)(evar)和胸部血管內(nèi)主動(dòng)脈修復(fù)(tevar))。

73、根據(jù)另一方面,本發(fā)明涉及一種用于將植入物植入人體或動(dòng)物體的醫(yī)療方法,其中所述植入物包含根據(jù)上述解釋的聚合物涂覆的含蛋白質(zhì)的生物材料或由根據(jù)上述解釋的聚合物涂覆的含蛋白質(zhì)的生物材料組成。這種醫(yī)療方法針對(duì)需要相應(yīng)植入的患者。在該植入方法中,例如,在將用或由本文所述的聚合物涂覆的含蛋白質(zhì)的生物材料形成的植入物植入患者體內(nèi)之前,可以首先除去現(xiàn)有的內(nèi)源性結(jié)構(gòu)或元件。這種植入物的植入與常規(guī)植入物的植入沒(méi)有不同。然而,由于植入物的改善的表面性質(zhì),與用現(xiàn)有技術(shù)中已知的材料制成或由現(xiàn)有技術(shù)中已知的材料制成的植入物相比,生物相容性顯著改善。因此,該植入手術(shù)提供了優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)手術(shù)的醫(yī)療優(yōu)點(diǎn)。

74、本發(fā)明的另一方面涉及植入物,其包含根據(jù)先前解釋的聚合物涂覆的含蛋白質(zhì)的生物材料或由根據(jù)先前解釋的聚合物涂覆的含蛋白質(zhì)的生物材料組成。這種植入物的特別合適的示例是心臟瓣膜置換假體(例如基于心包的心臟瓣膜置換假體)和(覆膜的)支架系統(tǒng),用于治療急性血管穿孔或(腹部)主動(dòng)脈瘤的。

75、所述工藝的所有變型和實(shí)施例可以以任何方式彼此組合,并且可以單獨(dú)地或以任何組合轉(zhuǎn)移到聚合物涂覆的含蛋白質(zhì)的生物材料、其用途、植入物或相應(yīng)的其他工藝。類(lèi)似地,聚合物涂覆的含蛋白質(zhì)的生物材料的所有變型和實(shí)施例可以以任何方式彼此組合,并且可以單獨(dú)地或以任何組合轉(zhuǎn)移到方法、材料的用途和植入物。此外,聚合物涂覆的含蛋白質(zhì)的生物材料的用途的所有變型和實(shí)施例可以以任何方式彼此組合,并且可以單獨(dú)或以任何組合應(yīng)用于方法、聚合物涂覆的含蛋白質(zhì)的生物材料和植入物。此外,植入物的所有變型和實(shí)施方式可以以任何方式彼此組合,并且可以單獨(dú)地或以任何組合轉(zhuǎn)移到所描述的方法、聚合物涂覆的含蛋白質(zhì)的生物材料及其用途。

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