增加天然组织的交联制造技术

本发明专利技术涉及用低浓度交联试剂处理生物组织。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的技术范围本专利技术涉及使用交联剂如戊二醛对生物组织如心脏瓣膜进行加工。本专利技术的背景情况移植前生物修复组织的制备，通常包括稳定化处理，使它能抵抗以后的体内酶解。这种处理又常包括使组织上或组织内的分子特别是胶原交联。因此，使用了各种醛，包括乙二醛、甲醛和戊二醛。但戊二醛是惯常选用的，部分原因是它可在水溶液的生理pH条件下使用。除了使组织交联外，戊二醛还是良好的清毒剂，并能降低移植后组织的抗原性。而且，使用戊二醛有助于组织形成较大的热稳定性、较大的柔韧性(与常规交联技术相比)及提高耐久性。但戊二醛也有细胞毒性——即使用低浓度，也需要漂洗组织以清除残留的戊二醛。在通常用于交联生物组织的浓度——约0.6％V/V，甚至低到成功地使用的0.2％——戊二醛的毒性仍是一个较大的问题。本专利技术概要本专利技术为用低浓度交联剂交联或固定胶原类生物组织，如猪心脏瓣膜提供了一种改进方法。在保持或提高受处理组织的耐久性和柔韧性的同时，降低了交联剂的残留量。因本加工法使用水传送系统，避免了应用不仅可能有毒而且会使含胶原的物质(即静脉、动脉、心脏瓣膜等)脱水、变性或损坏的有机溶剂，如丙酮。用低浓度戊二醛固定的其它特性包括(1)分子内交联程度相对地高，提供了比较柔软的组织。对心脏瓣膜说，这意味着改进了它的血液动力学性质；对血管移植物说，这意味着它具有较大的抗扭结性。(2)短链分子内交联(沿胶原链)相对地高，可保护组织以免引起胶原蛋白基质中链的断裂。这是与在高浓度戊二醛交联中占优势的长链分子间交联(胶原链之间)相比而言。(3)抗钙化。生物修复产品如生物修复心脏瓣膜的钙化，是一种有大量作用因素的十分复杂的过程。其中之一是，有残余游离的戊二醛时易于发生钙化。在低浓度戊二醛中固定，通常降低了残留在组织中的戊二醛量。而且，当在组织裂缝附近也趋向出现钙化时，在一定时间中由低浓度交联得到的比较柔软的组织不太可能发生断裂。本专利技术适用于大量的血管修复术，于小直径血管更换场合尤其有价值。它在冠状动脉入口分流术操作中有用，特别当病人以前作过冠状动脉更换手术及充分的隐静脉切除或乳房内动脉切除。因按本专利技术进行的修复术可等于或优于隐静脉移植，所以使用这种修复术会减少对隐静脉切除的需要。它也可应用于系统的微血管更换，如手或足的微血管。图的简短说明附图说明图1.在0.01％和0.05％戊二醛中交联的牛颈动脉抗张强度的比较图2.在0.0％和0.05％戊二醛中交联的牛颈动脉缝合保持强度的比较图3.不同固定条件对牛正中动脉抗张强度和缝合保持强度的影响图4.不同固定条件对牛正中动脉爆裂强度的影响图5.低浓度戊二醛分子内交联和高浓度戊二醛分子间交联的不同图6.在0.5％和0.05％戊二醛中交联的小叶的收缩温度比较图7.电子束辐射对压力下降的影响图8.电子束对有效孔面积的影响图9.主动脉根组织的固定时间对其收缩温度的关系本专利技术的详细说明按本专利技术的方法，包括把生物组织暴露在低于约0.1％体积的交联溶液中处理或加工，最好是大约0.01％至0.099％体积的固定溶液中。在本专利技术的最好增强交联法中，固定溶液是含有戊二醛的缓冲溶液。这里使用的术语“生物组织”是指可能来自不同动物种的含胶原材料，通常是哺乳动物。这种生物组织通常是适于移植的软组织，如生物修复组织或相似物，但本专利技术不受此限。具体例子包括，但不限于，心脏瓣膜，特别是猪心脏瓣膜；主动脉根，壁和/或小叶；心包，最好是牛心包或相似物，与来自心包的产品如心包片；来自结缔组织的材料，如硬脑膜，同种移植组织，如主动脉同种移植物和隐静脉旁路移植物；腱、韧带、皮肤片；血管，特别是牛动脉和静脉，及人脐组织，如静脉；骨；及类似物。任何其它已知或将知会适于按本专利技术加工的生物来源材料，都在本专利技术的考虑之内。按本专利技术，从其来源处移植而来的生物组织可在暴露于交联剂之前以任何合适的方式加工。通常，生物组织被仔细清理，然后用滤过的蛋白水解酶浓溶液消化，因而从生物组织大量去除了抗原组织。在利用天然组织时，清理步骤通常包括从组织剥除外膜及不合需要的脂肪与肌肉组织。把生物组织暴露于交联剂，正如这里所使用的，归入任何使生物组织与交联剂接触的方法。在本专利技术最好的增强交联法中，把组织暴露于交联剂是指把组织浸泡在交联剂中。当组织浸在给定浓度的交联剂如醛类，如戊二醛的溶液中时，组织小间隙中的戊二醛浓度将与周围溶液平衡，使组织经历了确实的低浓度交联。但当戊二醛经由一喷雾器传送时，单体的戊二醛是直接沉积在基质的表面，不管汽化前溶液的始浓度怎样，都将是纯戊二醛与组织接触，所以组织中的浓度，如果不是不可能，也是很难控制的。通常按本专利技术使用的戊二醛，是得自例如电子显微科学(FortWashington，PA)的商品生物学级别50％溶液，这种合用的商品戊二醛也可以是各种其它级别、纯度和/或浓度。生物学级别的戊二醛通常不需要额外提纯，但可能要把最后的交联溶液通过0.2μ孔的亲水膜滤器以除去任何生物学的污染物。按本专利技术，生物组织可暴露于含有戊二醛的合适缓冲液的固定溶液。本专利技术所使用的合适缓冲液，是那些具有足以保持生理上可接受的pH的缓冲能力、对生物组织不会引起实质性损害和/或不干扰处理过程的缓冲液。代表性的缓冲液包括(但不限于)磷酸盐缓冲的生理盐水(PBS)和有机缓冲液如N-(2-羟乙基)哌嗪-N′-(2-乙磺酸)(HEPES)或吗啉丙磺酸(MOPS)以及包括硼酸盐、重碳酸盐、碳酸盐、卡可酸盐或柠檬酸盐等的缓冲液。最好的固定溶液是低于0.1％V/V戊二醛的柠檬酸盐缓冲液。按本专利技术的通常规程，生物组织可在足以引起组织内和组织上的胶原交联的时间和温度条件下暴露于固定溶液。例如，生物组织可从大约4℃到37℃暴露于缓冲的戊二醛溶液，最好约20℃；pH大约6到8，最好约6.3到6.5，时间可大约10天，最好约2到5天。按本专利技术，技术熟练的人会认识到，规程中的某些参数可按要实现的特定意图予以变更。这些参数包括(但不限于)戊二醛浓度、溶液组成、pH和离子强度、生物组织暴露于戊二醛的时间和温度、组织对溶液体积的比率以及起始固定时生物组织的结构。因此本专利技术是不受限制的。通常，交联的生物组织而后用任何合适的漂洗物洗净。在最好的增强交联法中，漂洗剂是消毒的生理盐水。组织可用许多体积的消毒的生理盐水漂洗近24小时以上，或直到组织中残留的加工化学药品的浓度低于被认为有毒的水平(近1ppm)。技术熟练的人也会认识到，本专利技术可包括另外的加工过程。如，交联的生物组织可暴露于一种或多种抗钙化剂、一种或多种生物能垒(bioburden)还原剂、至少一种漂洗溶液以及一种或多种消毒剂或操作规程。而且，像以下更详细地揭示的，按本专利技术交联的生物组织可在最后消毒以前贮存约一年或更长时间。代表性的另外加工过程更详细地叙述于下。生物能垒还原本专利技术的增强交联法(embodiment)可包括把交联的生物组织暴露于一种或多种生物能垒还原剂，通常约10小时，最好约2到4小时。例如，上面提到的用戊二醛处理的猪心脏瓣膜而后可暴露于约含1％-5％戊二醛、1％-6％甲醛和15％-25％乙醇的缓冲液中。常用的缓冲液包括PBS、HEPES、磷酸盐和柠檬酸盐缓冲液。中间体贮存本专利技术的增强交联法可包括在最后消毒前把交联的生物组织贮存一年或更长时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理生物组织的方法，包括把生物组织暴露在低于约０．２％体积的交联溶液中。

【技术特征摘要】
US 1994-6-15 08/259,9841.一种处理生物组织的方法，包括把生物组织暴露在低于约0.2％体积的交联溶液中。2.根据权利要求1所述方法，交联溶液是戊二醛。3.根据权利要求1所述方法，交联溶液是0.01-0.099％体积的戊二醛。4.根据权利要求1所述方法，生物组织是胶原材料。5.根据权利要求4所述方法，生物组织选自牛心包、猪主动脉瓣、硬脑膜、人脐静脉、从各种哺乳动物来源的血管组织和心脏瓣膜同种移植物组成的一类物体。6.根据权利要求1所述方法，还包括把交联的生物组织暴露于生物能垒还原剂。7.根据权利要求1所述方法，还包括把交联的生物组织暴露于抗钙化剂。8.根据权利要求7所述方法，包括把交联的生物组织暴露于选自至少一种铝盐、一种含有至少50％乙醇的溶液组成的抗钙化溶液或二者结合的钙化溶液。9.根据权利要求1所述方法，还包括消毒交联的生物组织。10.根据权利要求6所述方法，还包括消毒交联的生物组织。11.根据权利要求8...

【专利技术属性】
技术研发人员：米歇，M威廉，Ⅱ，奥而安德，L托马斯，施安凯雷利，基马尔，
申请(专利权)人：圣裘德医疗公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]