固定的生物实体的改进制造技术

本申请描述但不限于一种具有含层状涂层的表面的装置，其中外涂层包含大量阳离子高支化聚合物分子，所述高支化聚合物分子具有以下特征：(i)具有分子量为14-1,000Da的核心部分，(ii)总分子量为1,500-1,000,000Da，(iii)总分子量与核心部分分子量的比例至少为80:1，并且(iv)具有官能端基，从而一个或多个所述官能端基与抗凝血实体共价结合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固定的生物实体的改进本专利技术涉及固定的生物实体，具有含该实体的表面涂层的装置，以及其生产方法和中间体。本专利技术特别涉及固定的抗凝血实体例如肝素，以及装置例如具有含固定肝素的表面涂层的医疗、分析和分离装置。技术背景当医疗装置放置在体内或接触体液时，会引发多种不同的反应，其中有一些会使接触装置表面的血液发生凝结。为消除这种严重的不良反应，长期以来都是在医疗装置植入其体内前或接触其体液时，向患者全身性给予熟知的抗凝血化合物肝素来提供抗血栓作用。 凝血酶是多种凝结因子中的一种，这些凝结因子共同作用使接触血液的表面形成血栓。抗凝血酶(也称为抗凝血酶III) (“AT”或“ATIII”)是最突出的凝结抑制剂。它中和凝血酶和其它凝结因子的反应，并因此局限或限制血液凝结。肝素显著提高抗凝血酶抑制凝结因子的速率。然而，全身性给予高剂量的肝素通常伴有严重的副作用，其中主要的是出血。肝素疗法的另一个罕见而严重的并发症是发生一种免疫应答，称为肝素诱导的血小板减少症(HIT)，这可能导致血栓形成(包括静脉和动脉)。高剂量的全身性肝素处理(例如手术期间)也需要频繁监控活化的凝血时间(用于监控和引导肝素疗法)并根据需要调整相应剂量。因此正寻求一种解决方法，使患者不必或有限地需要全身性肝素化。认为这可以通过用肝素的抗凝血特性表面修饰医疗装置来实现。因此已发展多种不同程度的成功技术，这些技术将一层肝素结合于医疗装置表面以使该表面不形成血栓。对于需要长期生物活性的装置，肝素层理想上应该抗浙滤及降解。肝素是一种在糖单元上带有负电硫酸和羧酸基团的多糖。已尝试将肝素与聚阳离子表面离子结合，但这些表面修饰往往缺乏长期稳定性，最终随着肝素从表面浙滤失去无血栓形成的功能。因此已制备将肝素共价结合于表面基团的不同表面修饰。得到无血栓形成的医疗装置的一种最成功的方法是将肝素片段共价结合到修饰的装置表面。该总体方法和其改进记载于欧洲专利EP-B-0086186、EP-B-0086187、EP-B-0495820 和 US6, 461，665 中。这些专利描述了通过以下步骤来制备表面修饰基材:首先，选择性切割肝素多糖链，例如利用亚硝酸降解形成末端醛基。其次，在医疗装置表面上引入带有伯氨基的一个或多个表面改性层，之后使多糖链上的醛基与表面改性层上的氨基发生反应，随后还原中间的席夫碱以形成稳定的仲胺键。已知改性表面的其它方法。例如，US2005/0059068涉及用于微试验的基材。将一种活化的多胺枝状聚合物通过含有硅烷的部分与基材表面共价结合。该枝状聚合物具有分支点，其为叔胺和順2、OH、COOH或SH基团的末端残基。含有OH或NH2官能团的分子可通过枝状聚合物的末端残基与该枝状聚合物结合。由于该基材是用于微试验，其通常为片材、珠子、孔板、膜等。并且含有OH或NH2基团的部分是核酸、蛋白或肽。W003/057270描述了一种装置，例如含具有高表面亲水性的润滑涂层的隐形眼镜。提出许多涂层材料的示例，包括糖胺聚糖(例如肝素或硫酸软骨素)和PAMAM枝状聚合物。据称PAMAM枝状聚合物是优选的涂层之一。该文献例举了具有多层PAMAM枝状聚合物和聚丙烯酰胺与聚丙烯酸酸的共聚物(PAAm-共-PAA)的隐形眼镜。通过将隐形眼镜连续浸入两种涂层材料溶液中，形成具有PAAm-共-PAA外层的涂层。US2003/0135195揭示了一种医疗装置例如具有高度润滑亲水性涂层的导管，该涂层由胶体脂族聚氨酯聚合物、聚(1-乙烯基吡咯烷酮-共-2-二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯)-PVP的水性稀释物、和枝状聚合物的混合物形成。该文献揭示了所述涂层可通过将装置浸入含脂族聚氨酯聚合物的胶体分散体的聚(1-乙烯基吡咯烷酮-共-2-二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯)-PVP溶液和含活性剂(例如肝素)的枝状聚合物、水、N-甲基-2-吡啶烷酮和三乙基胺的混合物中从而施涂到该装置上。该文献揭示了肝素可包含在枝状聚合物的空隙中。该文献还揭示了加载的肝素会以预定的速率从亲水性聚合物基质中溶出。US2009/0274737揭示了移植物，例如具有润湿角< 80°的亲水表面的支架。可得到永久性结合到表面的一种、两种或更多种抗凝血成分，抗凝血剂的示例包括肝素和特定的枝状聚合物，尤其是硫酸枝状聚合物。可使表面官能化以结合抗凝血剂，官能化的示例是硅烷化和与1，I’ -羰基二咪唑(⑶I)反应。US4，944，767涉及能吸附大量肝素的聚合物材料。该材料是其中聚氨酯链与聚酰胺-胺链互连的嵌段共聚物。我们之前的申请W02010/029189涉及具有涂层的医疗装置，其中抗凝血分子(例如肝素)通过1，2，3-三唑连接共价结合到该涂`层上。该文献描述了多胺的叠氮化物或炔的官能化；炔或叠氮化物官能化的肝素的制备(天然的和亚硝酸降解的肝素)；以及通过1，2，3-三唑连接子将衍生化肝素连接到衍生的聚合物的反应。W02010/029189中所述的产品有很多优点，但我们已致力于发展一种改进的材料，其中肝素或其它结合的抗凝血分子的生物利用度得到提高，这对于老化有更大的稳定性，可通过稳固的方法生产并产生高度一致的产品。肝素能结合大量不同的生物分子，包括酶、丝氨酸蛋白酶抑制剂(例如抗凝血酶)、生长因子和胞外基质蛋白、DNA修饰酶和激素受体。如果用于层析，肝素不仅是亲和配体而且是高电荷密度的离子交换物。因此生物分子可被固定于不溶性支持物上的肝素特异性和可逆性地吸附。因此固定的肝素具有多种有用的非医疗用途，特别是在分析和分离中。
技术实现思路
我们根据本专利技术提供但不限于一种具有含层状涂层的表面的装置，其中外涂层包含大量具有以下特征的阳离子高支化聚合物分子:(i)具有分子量为14-1，OOODa的核心部分，(ii)总分子量为1，500-1，000，OOODa, (iii)总分子量与核心部分分子量的比例至少为80:1(例如，至少100:1)，并且(iv)具有官能端基，从而一个或多个所述官能端基与抗凝血实体共价结合。【附图说明】图1是不同类型高支化聚合物的2-D示意图，其中A代表每个单体单元中都有分支点(理论上)的聚合物；B代表具有线性骨架的支化聚合物，在骨架上结合有称为树突的支化楔 <代表将支化单元引入到线性区段中的聚合物；D代表枝状聚合物。图2显示了 2-D的示例性3代PAMAM枝状聚合物(3-D结构近似球状)。图3是示例性2代枝状聚合物的2-D示意图，其中核心有3个被取代的反应性官能团；第I层有6个被取代的反应性官能团；第二层有12个反应性官能团。该枝状聚合物具有基本上为球形的3-D形状。图4显示了肝素部分(或其它抗凝血实体)上的第一官能团可与枝状聚合物或其它高支化聚合物的端基上的第二官能团反应。图5显示若干枝状聚合物或其它高支化聚合物在肝素或其它抗凝血实体官能化前可能相互交联的方式。图6显示被肝素或其它抗凝血实体官能化的若干枝状聚合物或其它高支化聚合物可能相互交联的方式。图7是本专利技术组分的示意图。图中显示外涂层中含抗凝血实体的高支化聚合物与底层和外涂层中的其它高支化聚合物之间相互作用(包括共价键和/或离子间相互作用)的方式。图8显示，与各种无血栓形成涂层接触后存留在血液中的血小板百分数(参见实施例6)。图9显示用本专利技术所述含肝素涂层涂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有含层状涂层表面的装置，其中外涂层包含大量具有以下特征的阳离子高支化聚合物分子：(i)具有分子量为14?1,000Da的核心部分，(ii)总分子量为1,500?1,000,000Da，(iii)总分子量与核心部分分子量的比例至少为80:1,并且(iv)具有官能端基，从而一个或多个所述官能端基与抗凝血实体共价结合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.03.11 US 61/451,7321.一种具有含层状涂层表面的装置，其中外涂层包含大量具有以下特征的阳离子闻支化聚合物分子:(i)具有分子量为14-1，OOODa的核心部分，(ii)总分子量为I, 500-1, 000, OOODa, (iii)总分子量与核心部分分子量的比例至少为80: 1，并且(iv)具有官能端基，从而一个或多个所述官能端基与抗凝血实体共价结合。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述抗凝血实体是肝素部分。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述肝素部分是全长(天然)肝素部分。4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述肝素部分是经亚硝酸降解的肝素部分。5.如权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于，所述肝素部分与所述高支化聚合物分子单点结合。6.如权利要求1-5中任一项所述的装置，其特征在于，所述肝素部分与高支化聚合物分子通过所述肝素部分的还原端结合。7.如权利要求1-6中任一项所述的装置，其特征在于，所述高支化聚合物选自聚酰氨胺、聚丙烯亚胺、聚乙烯亚胺以及包含一个或多个聚酰氨胺、聚丙烯亚胺、聚乙烯亚胺和多胺高支化聚合物的多胺聚合物和共聚物。8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述高支化聚合物是聚酰氨胺。9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述高支化聚合物是聚乙烯亚胺。10.如权利要求1-9中任一项所述的装置，其特征在于，所述官能端基是伯胺基团。11.如权利要求1-10中任一项所述的装置，其特征在于，所述核心部分的分子量为50_130Da。12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述高支化聚合物具有作为核心部分的乙二胺。13.如权利要求1-12中任一项所述的装置，其特征在于，所述高支化聚合物是枝状聚合物。14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述枝状聚合物是PAMAM枝状聚合物。15.如权利要求1-14中任一项所述的装置，其特征在于，所述高支化聚合物的分子量为 25，000-200，OOODa。16.如权利要求1-15中任一项所述的装置，其特征在于，所述总分子量和核心部分分子量的比例至少为100:1。17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述总分子量和核心部分分子量的比例在 200:1-5000:1 之间，例如 200:1-1600:1 之间。18.如权利要求1-17中任一项所述的装置，其特征在于，所述高支化聚合物分子的直径为 5_30nm。19.如权利要求1-18中任一项所述的装置，其特征在于，所述高支化聚合物分子交联形成两个或更多个高支化聚合物分子的聚集体。20.如权利要求1-19中任一项所述的装置，其特征在于，所述抗凝血实体与所述高支化聚合物分子通过连接子共价连接，所述连接子包含: i.仲胺连接； ii.酰胺连接； ii1.硫醚连接；或V1.1,2, 3-三唑连接。21.如权利要求1-20中任一项所述的装置，其特征在于，所述抗凝血实体与所述高支化聚合物分子的官能端基通过自由基引发反应中形成的连接子共价连接。22.如权利要求1-21中任一项所述的装置，其特征在于，用间隔子间隔所述连接子与所述高支化聚合物分子和/或所述抗凝血实体。23.如权利要求22所述的装置，其特征在于，所述间隔子包含PEG链。24.如权利要求1-23中任一项所述的装置，其特征在于，所述层状涂层包含一个或多个阳离子聚合物和阴离子聚合物的双涂层，最内层优选是阳离子聚合物层。25.如权利要求1-24中任一项所述的装置，其特征在于，除所述外涂层以外的一层或多层所述层状涂层包含具有以下特征的阳离子高支化聚合物分子:(i)具有分子量为14-1，OOODa的核心部分，(ii)总分子量为I, 500-1，000，OOODa, (iii)总分子量与核心部分分子量的比例至少为80:1，以及(iv)具有任选地衍生化的官能端基。26.如权利要求24或25所述的装置，其特征在于，所述阴离子聚合物是阴离子多糖。27.如权利要求24或25所述的装置，其特征在于，所述阴离子聚合物是带净负电荷的官能化高支化阳离子聚合物。28.如权利要求1-27中任一项所述的装置，其特征在于，所述外涂层的高支化聚合物分子与其它外涂层的高支化聚合物分子交联或与底层分子交联。29.如权利要求1-28中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置是医疗装置。30.如权利要求1-28中的任一项所述的装置，其特征在于，所述装置是分析或分离装置。31.如权利要求1-30中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置的层状涂层除抗凝血实体外还包含一种或多种有益试剂。32.如权利要求31所述的装置，其特征在于，所述一种或多种有益试剂选自药物分子和润滑剂。33.如权利要求1-32中任一项所述装置的制造方法，其特征在于，所述方法以任意顺序包括以下步骤: 1.使大量高支化聚合物分子的...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·里昂坦恩，P·安东尼，D·尼斯特伦，P·比格瓦奇，K·皮埃特扎克，
申请(专利权)人：戈尔企业控股股份有限公司，WL戈尔及同仁股份有限公司，
类型：
国别省市：