包含膠原-vi的醫(yī)療裝置的制造方法
【專利說明】包含膠原-VI的醫(yī)療裝置 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及意在用于插入到活體里的生物不可降解醫(yī)療裝置，所述醫(yī)療裝置包括 涂布有膠原VI的組織接觸表面。本發(fā)明還設(shè)及制造運種裝置的方法。
[0002] MM.
[0003] 可植入醫(yī)療裝置可W用于患者身體內(nèi)的許多疾病和病癥的治療、治愈或醫(yī)治。可 植入醫(yī)療裝置可W用于代替身體的一部分（例如牙科和整形外科植入物、眼內(nèi)透鏡），或可 W用于矯正或恢復(fù)內(nèi)部組織或器官的結(jié)構(gòu)（例如血管支架）。可植入醫(yī)療裝置也可W用作 藥物遞送載體。
[0004]例如，牙植入物系統(tǒng)被廣泛用于替換受損或缺失的天然牙齒。在此種植入物系統(tǒng) 中，通常由鐵或鐵合金制成的牙固定件（螺釘）被固定在患者的飄骨中W代替天然的牙根。 然后將橋基結(jié)構(gòu)連接至固定件W便為假牙的從骨組織中突出、通過軟的牙銀組織并進入患 者口中的部分建立核。在所述橋基上，可W最后安置假體或牙冠。 陽〇化]對于任何類型的意在用于與活組織接觸的醫(yī)療裝置，生物相容性是關(guān)鍵問題。尤 其必需解決和最小化異體反應(yīng)、凝塊形成和感染的風(fēng)險W避免局部的W及全身性的不良反 應(yīng)，否則所述不良反應(yīng)可能損害患者的健康和/或?qū)е卵b置故障。對于永久性植入物尤其 是運樣。此外，植入物周圍的組織的愈合或再生通常是至關(guān)重要的W便保證植入物及其長 期功能性。運對于承載負荷的植入物如牙科或整形外科植入物尤其重要。
[0006] 對于牙科固定件，骨組織和植入物之間的強連接是必需的。對于意在用于與軟組 織接觸的植入物，如要被部分地置于軟的牙銀組織中的橋基，與軟組織的相容性對于總體 植入物功能性也是至關(guān)重要的。通常，在植入牙植入物系統(tǒng)后，橋基部分或完全被牙銀組織 包圍。出于醫(yī)療和美觀原因兩者，理想的是，牙銀組織應(yīng)當(dāng)在植入物周圍快速且穩(wěn)固地愈 合。口腔粘膜和牙植入物之間的緊密的密封充當(dāng)針對口腔微生物環(huán)境的屏障并且對于植入 成功是關(guān)鍵的。運對具有不良口腔衛(wèi)生和/或不足的骨或粘膜質(zhì)量的患者尤其重要。軟組 織和植入物之間不良的愈合或不良的連接增加感染和植入物周炎（peri-implantitis)的 風(fēng)險，感染和植入物周炎可能最終導(dǎo)致骨再吸收和植入失敗。
[0007] 存在若干用于增加醫(yī)療裝置成功植入的機會的策略，例如提高新組織形成的速率 和/或，在需要組織-植入物結(jié)合的情況中，提高組織連接到植入物表面的速率，或通過降 低感染的風(fēng)險。增強新組織形成可W例如通過多種表面改性和/或在表面上沉積生物活性 劑實現(xiàn)。目前，與牙植入物有關(guān)的感染的風(fēng)險主要通過預(yù)防性措施如保持良好的口腔衛(wèi)生 來解決。一旦在牙植入物的表面上形成生物膜后，難W通過施用抗菌劑將其移除。在牙植 入物周圍的骨或軟組織中的感染（植入物周炎）的情況中，機械清創(chuàng)是基本要素，有時候結(jié) 合抗生素、防腐劑和/或超聲或激光治療。
[0008] 本領(lǐng)域存在對預(yù)防在植入醫(yī)療裝置的部位的感染的更好方式的需求。
[0009] 發(fā)巧概沐
[0010] 本發(fā)明的一個目的是至少部分地克服該問題，并且提供一種醫(yī)療裝置，如植入物， 其具有降低在醫(yī)療裝置與活組織接觸時感染的風(fēng)險的表面。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，運種和其他目的通過意在用于插入到活體里的醫(yī)療裝置 實現(xiàn)，所述醫(yī)療裝置包括具有組織接觸表面的生物不可降解基板，其中所述組織接觸表面 部分涂布有膠原VI的微纖維。
[0012] 膠原是形成許多組織和器官的細胞外基質(zhì)的主要組分的蛋白質(zhì)。在各種組織中發(fā) 現(xiàn)至少存在28種不同類型的膠原。膠原類型VI(還表示為"膠原VI"、"膠原-VI"或"類型 VI膠原"）是哺乳動物細胞外基質(zhì)的普遍存在的組分。如在本文中所使用的，"膠原VI微 纖維"或"膠原VI的微纖維"是指由末端到末端聚集的膠原VI分子四聚體形成的絲結(jié)構(gòu)。 運種微纖維可W具有1至50nm，例如5至20nm范圍內(nèi)的寬度，和0. 1至10ym，例如0. 5至 Sym范圍內(nèi)的長度。
[0013] 發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)涂布有膠原VI微纖維的生物材料提供了針對需氧和厭氧人類病 原的抗微生物性能。顯著地，通過在表面上存在的膠原VI并且可能不設(shè)及膠原VI從表面 的任何明顯的釋放，來發(fā)揮抗微生物效果。因此，相比釋放抗微生物物質(zhì)的裝置，抗微生物 表面可W更好抵抗衰減。實驗結(jié)果表明表面可W在長時間內(nèi)保持抗微生物效果。因此，根 據(jù)本發(fā)明的實施方案的醫(yī)療裝置提供了在將植入物或醫(yī)療裝置手術(shù)植入到患者之后更好 的感染預(yù)防。
[0014] 此外，觀察到膠原VI和先天免疫系統(tǒng)、尤其是嗜中性粒細胞的的抗微生物性能 之間的協(xié)同效應(yīng)。運是令人驚訝的；最多已預(yù)期多形核嗜中性粒細胞（PMN)的募集W移 除已經(jīng)死亡的細菌，因為的主要生物功能是吞隧（fagoc^e)、破壞和丟棄細菌。代替 地，意外地發(fā)現(xiàn)PMN受到刺激產(chǎn)生嗜中性粒細胞胞外陷阱（NeutrophilExtracellular Trap,肥T)W捕獲表面上的細菌，從而通過膠原VI防止細菌進一步擴散并且還被迅速殺 傷。此外，通過PMN和它們的釋放的蛋白酶的存在意外地增強了借助膠原VI的細菌殺傷。不 希望被任何具體理論約束，據(jù)信，運種刺激效果可W至少部分歸因于包含完整的N-和 C-末端結(jié)構(gòu)域的膠原VI的微原纖維結(jié)構(gòu)，被認為模仿傷口的天然生物環(huán)境，并且還可能受 益于仍然未知的免疫和發(fā)炎的過程。
[0015] 因此，通過使用根據(jù)本發(fā)明的醫(yī)療裝置，在其中嗜中性粒細胞將會與涂布有膠原VI的醫(yī)療裝置接觸的情況下，如外科手術(shù)或在植入物或醫(yī)療裝置的位置處導(dǎo)致流血和/或 炎癥的任何操作期間，將會進一步提高抗菌效果。
[0016] 通常，膠原VI可W作為天然微纖維存在，具有保留的N-和C-末端球狀結(jié)構(gòu)域。
[0017] 在本發(fā)明的實施方案中，生物不可降解基板包含選自金屬、陶瓷或塑料材料的生 物相容性材料。例如，生物不可降解基板包含選自由下列各項組成的組的金屬材料：鐵、錯、 給、饑、妮、粗、鉆和銀及其合金。在其他實施方案中，基板可W包含陶瓷材料，例如氧化錯。
[0018] 在本發(fā)明的實施方案中，醫(yī)療裝置可W是意在用于植入到硬組織如骨和/或柔軟 組織中的外科手術(shù)植入物。
[0019] 在本發(fā)明的實施方案中，醫(yī)療裝置可W是承載負荷的植入物。
[0020] 例如，醫(yī)療裝置可W是牙植入物或其的一部分，如牙固定件、牙橋基或一體式牙植 入物。在其他實例中，醫(yī)療裝置可W是骨錯定聽力裝置。備選地，醫(yī)療裝置可W是整形外科 植入物。
[0021] 在本發(fā)明的實施方案中，醫(yī)療裝置可W是支架或分流器。
[0022] 在本發(fā)明的實施方案中，醫(yī)療裝置的組織接觸表面可W涂布有膠原VI的層。任選 地，膠原VI可W經(jīng)由連接分子連接至表面。膠原VI的層可W具有I皿至50nm，例如5皿至 50nm范圍內(nèi)的層厚度。層可W是不連續(xù)的，即不完全覆蓋下層表面。
[0023] 在另一個方面中，本發(fā)明提供一種涂布醫(yī)療裝置的表面的方法，所述方法包括：
[0024] (i)提供具有組織接觸表面的生物不可降解基板；
[00巧](ii)任選地將連接分子連接至所述組織接觸表面；
[0026]和
[0027] (iii)使所述組織接觸表面的至少一部分與包含膠原VI的微纖維的溶液接觸，W 將所述膠原VI的微纖維連接至所述表面和/或所述連接分子。
[0028] 連接分子可W包括聚A-賴氨酸（P化）。
[0029] 在本發(fā)明的實施方案中，步驟ii)可W通過W下方式進行：
[0030] (ii-a)將包含連接分子和溶劑的溶液施加至制品的表面，和
[0031] (ii-b)移除所述溶劑。
[0032] 備選地或另外地，步驟iii)可W通過W下方式進行：
[0033] (iii-a)將包含膠原VI的微纖維和溶劑的溶液施加至所述表面；
[0034] (iii-b)溫育具有施加至所述表面的所述溶液的基板訊
[0035] (iii-c)移除所述溶劑。
[0036] 步驟iii-b)可W通過將制品在4至40°C范圍內(nèi)的溫度下保持至少10分鐘來進 行。
[0037] 在本發(fā)明的實施方案中，包含膠原VI的微纖維的溶液可W具有W下范圍內(nèi)的膠 原原纖維的濃度：10nM(150ng/ml)至 10yM(150yg/ml)，例如 0. 5 至 5yM，如 1 至 2yM。
[0038] 同樣，在形成本發(fā)明的第二方面的方法中，膠原VI可W優(yōu)選作為天然微纖維存 在。
[0039] 要指出的是，本發(fā)明設(shè)及在權(quán)利要求中敘述的特征的全部可能的組合。
[0040]附圖簡沐
[0041 ] 圖1示出了分別用緩癥鏈球菌（Str巧tococ州Smitis)溫育0小時（左欄）、24 小時（中間欄）和48小時（右欄）的不同表面的掃描電子顯微照片。表面是W下：鐵表 面（Ti;頂排）、涂布有膠原IV的Ti表面（Ti/cVI;從頂部起第二排）、涂布有聚-k賴氨 酸化L的Ti表面燈i/化L;從頂部起第S排）和涂布有聚-k賴氨酸和膠原VI的Ti表面 燈i/化L/cVI;底排）。比例尺表示10ym(在全部圖像中是相同的尺度）。
[0042]圖2示出了分別用內(nèi)氏放線菌（ActinomycesnaeslundU)溫育0小時（左欄）、 24小時（中間欄）和48小時（右欄）的不同表面的掃描電子顯微照片。表面是W下：鐵 表面燈i;頂排）、涂布有膠原IV的Ti表面燈i/cVI;從頂部起第二排）、涂布有聚-k賴氨 酸化L的Ti表面燈i/化L;從頂部起第S排）和涂布有聚-k賴氨酸和膠原VI的Ti表面 (Ti/PLL/cVI;底排）。比例尺表示10ym(在全部圖像中是相同的尺度）。
[00創(chuàng) 圖3示出了分別用具核梭桿菌（化sobacteriumnucleatum)溫育0小時（左欄）、 24小時（中間欄）和48小時（右欄）的不同表面的掃描電子顯微照片。表面是W下：鐵 表面（Ti