Способ ввода фибринового сгустка (его варианты) и комплект средств для ввода (его вариант) - RU2104701C1

Описание

Изобретение касается способа приготовления и ввода фибринового уплотнителя, позволяющего использовать устройство ввода одноразового действия. Данный способ может быть использован для аутологического фибринового уплотнителя, приготовленного из крови одного донора, собранной крови доноров или из клеточной культуры, применяемого в различных хирургических операциях людей и животных. Кроме того, данное изобретение касается комплекта медицинских средств для осуществления этого способа.

Система коагуляции крови является комплексной системой белков и факторов, которые последовательно активируются с образованием фибриногеля или кровяного сгустка. В конечной стадии этого процесса фибриноген расщепляется тромбином, образуя фибриновый мономер, который быстро полимеризуется и сшивается поперечными связями под действием активированного Фактора XIII, образуя фибриновую основу.

За последние десять лет в хирургии широко использовались препараты фактора свертывания человеческой крови, включающие фибриноген и тромбин (Scheag и др. (ред.), Fibrin Sealant in operative Medicine том 1-7, Springer - Verlag Heidelberg).

Эти биологические фибриновые уплотнители ускоряют гематостаз и заживление ран путем ввода их в места утечки крови из тканей, швов и протезов, и они находят особенно полезное применение при операции на открытом сердце пациентов, в организм которых введен гепарин. Эти уплотнители используются также как адгезивы для связывания тканей, и они могут снижать потребность в крови для внутривенного вливания за счет контроля кровотечения при хирургической операции. Они эффективны при различных хирургических применениях, включая сердечно-сосудистую хирургию, пластическую хирургию, ортопедию, урологию, акушерство и гинекологию, стоматологию, челюстно-лицевую хирургию и офтальмическую хирургию.

В Европе (Tissucal/Tisseel, Jmmuno AG, Вена, Австрия, и Beriplast p., Hoechst, Зап. Германия) фибриновые уплотнители приготовленные из фибриногена собранной человеческой кровяной плазмы, являются коммерчески доступными, но такие продукты не разрушены административными управлениями пищевых и лекарственных продуктов. Как один из возможных вариантов в некоторых больницах получают фибриновые уплотнители, используя непосредственно кровь самого пациента (аутологические уплотнители) или плазму одного донора (гомологические уплотнители) в качестве источника фибриногена и Фактора XIII.

Компонент плазменный фибриноген/Фактор XIII фибринового уплотнителя обычно получается путем замораживания плазмы при температуре менее -20^oC в течение ночи, медленного оттаивания этого материала при температуре в интервале 0-4^oC, центрифугирования и переноса этого осажденного продукта в шприц или баллончик с распылителем. При практическом использовании подаются одновременно или с заменой одного другим два раствора для образования фибринового уплотнителя на участке раны; как другой возможный вариант, уплотнитель подается в коллагеновой матрице (например, Гельфоум или А. Витен) и затем выжимается на данный участок раны (Lupinetti и др., J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 90:502, 1985, и патент США N 4453939).

Получение фибринового уплотнителя на участке раны может осуществляться применением системы из двух шприцов.

Однако такая система неудовлетворительная ввиду сложности ввода уплотнения и работы с системами ввода уплотнения в месте раны. Кроме того, использование такой системы шприца связано с проблемами неудовлетворительного перемешивания двух растворов, что приводит в результате к образованию небольшого сгустка.

Как еще один возможный вариант, шприцы могут быть установлены в специальных закрепляющих устройствах, сконструированных таким образом, что указанные растворы вводятся в смесь до того, как вводится игла (патенты США N 4735616, 4359049 и 4631055). Хотя достигаемая при осуществлении данного способа плотность сгустка воспроизводима, игла часто засоряется и часто должна заменяться.

Ввиду проблем, связанных с существующими в настоящее время методами ввода фибринового уплотнителя, существует необходимость в простом и воспроизводимом способе. Это должны быть легко применяемые практически способы и должны в результате в определенных участках тела приводить к определенной плотности сгустка. Здесь описывается такой способ ввода уплотнения, отвечающий данному изобретению.

Настоящее изобретение в общем его аспекте охватывает способ получения фибринового уплотнителя из компонентов коагуляции крови, который разрешает проблемы, связанные с известными ранее способами.

Данное изобретение охватывает способ ввода фибринового уплотнителя на участок раны, в котором обогащенный фибриногеном/Фактором XIII преципитат (или смесь фибриногена/Фактора XIII) и тромбин перемешиваются в таких условиях, которые предотвращают образование сгустков до тех пор, пока желательно образование уплотнителя.

Следующим объектом данного изобретения является комплект средств для использования согласно изложенному выше способу. Более полное представление о данном изобретении и его преимуществах можно получить из нижеследующего описания.

Согласно одному из аспектов данное изобретение касается способа приготовления фибринового уплотнителя (I) смешивание в какой-либо емкости водного раствора, включающего фибриноген, Фактор XIII и зрелый тромбин в таких условиях, которые ингибируют свертывающую способность тромбина; и (II) нанесение препарата, полученного на стадии (I), на участок тела в условиях, при которых сохраняется свертывающая способность тромбина и образуется фибриновый уплотнитель.

Согласно следующему аспекту данного изобретения предусматривается способ приготовления фибринового уплотнителя на участке тела, который включает: (1) приготовление суспензии, включающей первую фазу, которая заключает в себе фибриноген и Фактор XIII, и вторую фазу, которая заключает в себе тромбин, и (2) нанесение данной суспензии на участок тела в условиях, при которых смешивание фибриногена, фактора XIII и тромбина происходит таким путем, что образуется фибриновый уплотнитель.

Согласно следующему аспекту изобретения предусматривается комплект средств, используемый для приготовления фибринового уплотнителя. Этот набор средств заключает в себе аппликатор, включающий: (I) емкость, в которой находится раствор, включающий фибриноген, фактор XIII и зрелый тромбин; и (II) выпускное устройство, связанное с указанной емкостью.

Настоящее изобретение касается способа подачи компонентов фибринового уплотнителя (кальция, зрелого тромбина и образованного из плазмы преципитата фибриногена/Фактора XIII) на участок тела таким образом, что происходит образование сгустка; и комплекта инструментов пригодных для использования при осуществлении данного способа. (Под понятием "участок тела" имеется в виде ткань или участок раны или разреза или имплантируемые ткани или компоненты, которые должны вводиться в данный участок, например, сосудистые протезы, костные или коллагеновые мягкие прокладки). Из изложенного ниже описания ясно, что вместо образованного из плазмы преципитата может использоваться комбинация выделенных форм фибриногена и Фактора XIII.

При осуществлении способа данного изобретения обогащенный фибриногеном/Фактором XIII преципитат и зрелый тромбин смешивается друг с другом в условиях, при которых происходит инактивация тромбина и/или Фактора XIII (или в условиях, при которых тромбин присутствует в его активной форме, но он недоступен, как и в случае обеднения кальцием, как описано ниже) и таким образом предотвращается образование сгустка. Затем данная смесь подается на требуемый участок тела в условиях, при которых восстанавливается доступность тромбина).

Согласно одному из аспектов приготавливается смесь тромбина и преципитата фибриноген/Фактор XIII в буферном растворе с низким значением pH (свертывание фибриногена под воздействием тромбина ингибируется за счет низкого значения pH (менее чем 5,5). При осуществлении данного способа активность тромбина восстанавливается, и свертывание быстро инициируется при нейтрализации смеси фармацевтически пригодным буферным раствором или, как другой возможный вариант, при контактировании этой смеси с жидкостью организма самого пациента. При осуществлении способа таким образом может быть получен преципитат фибриноген/Фактор XIII с низким значением pH, или, как возможный вариант, может быть использован буферный раствор с низким значением pH для растворения данного плазменного преципитата и лиофилизированного тромбина. В любом случае данная смесь может быть перенесена в емкость для ввода уплотнителя (такую как баллончик с распылителем или шприц), и нанесена непосредственно на заданный участок тела, если условия таковы, что жидкость организма пациента может повышать значение pH до такой величины, при которой происходит свертывание. Когда условия таковы, что жидкость организма пациента не может привести к увеличению величины pH смеси преципитат/тромбин до значения, при котором восстанавливается активность тромбина, то может быть использовано средство для ввода препарата, устроенное таким образом, что по мере выхода кислотной смеси из этого устройства, данная смесь контактирует с буферными солями, нанесенными на внутреннюю поверхность этого устройства. Эти буферные соли выбираются из числа таких солей, которые при контактировании с кислотной смесью растворяются, и в результате pH повышается до такого значения, при котором происходит свертывание.

Так, например, в устройстве для ввода уплотнения (аппликаторе) может быть использован шприц, снабженный съемным наконечником, внутренняя поверхность которого покрыта подходящими буферными слоями. По мере прохождения кислотной смеси через этот наконечник с нанесенным на него покрытием буферный раствор (в форме, например, кристаллов или геля) нейтрализует кислотную смесь, восстанавливая, таким образом, активность тромбина, и в результате происходит образование уплотнительного сгустка на любом желаемом участке. Если образование этого уплотнительного сгустка происходит в указанном наконечнике шприца, то этот наконечник шприца просто удаляется и подсоединяется новый наконечник с нанесенным на него покрытием.

Согласно следующему аспекту изобретения смесь преципитата фибриногена и Фактора XIII с тромбином может быть получена в буферном растворе, который обедняется кальцием. Для быстрого образования уплотняющего сгустка требуется присутствие ионов кальция; так, если кальций удаляется, то происходит ингибирование полимеризации фибрина (смотри Carr и др., Biochem J., 1986 г., 239: 513; Kaminski и др., J. Biol Chem., 1983 г., 258: 10530; Kanaide и др. (1982), 13 : 229). В раствор, используемый для осаждения фибриногена и /Фактора XIII и/или в растворяющий буферный раствор могут быть введены кальцийсодержащие хелатообразователи (такие соединения как цитрат натрия или этилендиаминтетрауксусная кислота, которые прочно связывают кальций, в результате чего он становится несвободным). Для восстановления активности указанная емкость (например, шприц) подсоединяется к стерильному концу устройства внутренняя поверхность которого покрыта соответствующей кальциевой солью для насыщения хелатообразователя. По мере увеличения концентрации свободного кальция при прохождении смеси через указанный наконечник шприца, происходит образование уплотняющего сгустка на данном участке тела.

Согласно следующему аспекту способность тромбина и образованию сгустка в смесит преципитат/тромбин может быть ингибирована за счет использования фоточувствительного ингибитора. Так, например, для инактивации тромбина могут быть использованы мало чувствительные циннамоиловые производные при комнатной температуре при отсутствии освещения в течение более чем 26 часов (Turuer и др., J. Am. Chem. Soc. 109: 1274-1275, 1987; Turuer и др., J. Am. Chem. Soc. 110: 244-250, 1988). Комплексные соединения того же тромбинового ингибитора могут образовывать активный тромбин при облучении в течение 1-2 секунд (низкой интенсивности облучения). Эти ингибиторы, как известно, образуют комплексы ацилфермент, включая активный серингидроксил (SER 195). При облучении циннамоиловое производное подвергается фотоизомеризации с выделением кумарина и регенерацией активного серингидроксила. Поскольку кумариновые производные не являются хорошими ингибиторами тромбина, то в результате такой реакции фотоциклизации происходит эффективное удаление ингибитора из раствора фермента. Так, раствор обогащенного фибриногена/Фактора XIII может быть смешан с лиофилизированным комплексом ингибитор : тромбин в условиях отсутствия освещенности (например, в матовом или окрашенном шприце или баллончике) и нанесен на участок раны. Активация фермента и, таким образом, образование уплотняющего сгустка происходит при вводе на участок раны в результате воздействия на раствор обычного комнатного света. Как другой возможный вариант, активация может регулироваться источником света, который может быть, например, встроен в аппликатор таким образом, что изменения условий освещенности не приведут в результате к изменениям продолжительности образования уплотняющих сгустков.

Согласно еще одному аспекту данного изобретения предварительное образование уплотняющих сгустков может быть предотвращено до ввода на нужный участок тела смеси фибриногена и Фактора XIII и тромбина в результате отделения тромбина от преципитата фибриноген/Фактор XIII. При осуществлении способа таким образом происходит физическое разделение компонентов с использованием двухфазной системы. Жидкости, которые могут использоваться при осуществлении способа по данному изобретению, являются несмешиваемыми и легко разделимыми на две фазы. Эти две фазы смешиваются с образованием суспензии перед каждым нанесением препарата, и после смешивания подаются на участок раны. В случае создания таких условий, когда жидкости организма пациента экстрагируют растворимый компонент неводной фазы, смешивание компонентов осуществляют на требуемом участке организма, и на этом участке инициируется образование уплотняющего сгустка. Если создаваемые условия не позволяют осуществить правильное смешивание компонентов, то может использоваться устройство для ввода, сконструированное таким образом, что по мере того как указанная суспензия выходит из него, она контактирует с солюбилизирующим веществом, нанесенным на внутреннюю поверхность устройства. Солюбилизирующим веществом должно быть такое соединение, которое при контакте с указанной суспензией растворяют его, и в результате происходит смешивание там, где осуществляется образование уплотняющего сгустка. Так, например, шприц снабжается съемным наконечником, внутренняя поверхность которого покрывается веществом (или веществами), являющимся агентом фазового переноса. По мере того как суспензия проходит через наконечник с нанесенным на его поверхность покрытием, агент фазового переноса (например, в форме кристаллов) способствует процессу перемешивания, в результате чего происходит образование уплотняющего сгустка. Если образование уплотняющего сгустка происходит в наконечнике, то этот наконечник может быть просто удален и может быть подсоединен новый наконечник с нанесенным на него покрытием.

Настоящее изобретение касается также комплекта средств пригодного для использования в описанном способе ввода компонентов фибринового уплотнителя на участок раны. Согласно предпочтительному аспекту данного изобретения, этот комплект средств заключает в себе аппликатор, устроенный таким образом, что позволяет осуществлять перемешивание преципитата фибриноген/Фактор XIII и тромбина в системе одноразового действия. Аппликатор должен быть устроен таким образом, чтобы обеспечивалось нанесение на требуемый участок тела, например, пленки или тонкого слоя компонентов фибринового уплотнителя. Как возможный вариант, может использоваться аппликатор с аэрозольным распылителем или насосик.

Как предлагается согласно изложенному выше варианту, аппликатор может иметь форму, например, стеклянного или пластмассового шприца со съемными наконечниками. Форма наконечника должна определять форму выводимых из него компонентов. Наконечник с плоской широкой концевой частью служит для выдавливания тонкой широкой полоски фибринового уплотнителя, а наконечник с трубчатой концевой частью может использоваться для выдавливания уплотнителя в форме закругленной нитки. Для получения струи, дающей в результате тонкое стекловидное фибриновое уплотнение, может осуществляться выдавливание смеси под воздействием давления через наконечник, снабженный, например, сеткой. Согласно еще одному аспекту данного изобретения особенно подходящим для использования с указанным выше фоточувствительным ингибитором тромбина является аппликатор, имеющий форму насоса или распылителя аэрозоли с вставленным источником света, расположенным таким образом, что компоненты уплотнителя по мере их выхода из данного устройства подвергаются воздействию светового излучения. Длина этой световой волны должна зависеть от фотосенсибилизатора.

Данный комплект средств должен заключать в себе отдельные емкости для отдельных компонентов фибринового уплотнителя. Кроме того, данный комплект должен заключать в себе одну или несколько емкостей для любых необходимых реагентов, включая кислоты, буферные растворы и т.д.

Данное изобретение можно лучше понять из нижеследующего описания примера.

Пример
Приготавливается преципитат, содержащий фибриноген и Фактор XIII согласно нижеследующей процедуре.

Четыреста пятьдесят мкл исходного раствора сульфата цинка (1 Мол) вводится в 5 мл антикоагулированной (декстрозоаденинцитратфосфат, (CPDA-1) человеческой кровяной плазмы. Этот раствор тщательно перемешивается (без турбулентных завихрений) и центрифугируется в течение 5 минут с ускорениями центрифуги от 2000 до 9000 g. Поверхностный слой центрифугирования декантируется и удаляется.

Ингибирование образования сгустков и реактивация осуществляются одним из следующих способов.

A. Кислотное ингибирование
Лиофилизированный бычий тромбин растворяется в цитратном буферном растворе (500 мМол лимонной кислоты, 150 мМол NaCl и 20 мМол EACA, pH = 4,5) до конечной концентрации 100 U/мл. Осажденный фибриноген растворяется в Трис буферном растворе (50 мМол. Трис, 250 мМол цитрата натрия, 150 мМол. хлорида натрия, 50 мМол Аргинина (Arg) и 20 мМол ε -амино-капроновой кислоты (EACA), pH = 7,4) до достижения концентрации примерно 15,0 мг/мл. Этот исходный раствор фибриногена затем подвергается 25-кратному разведению в цитратном буферном растворе. Продолжительность образования уплотняющего сгустка ля 200 мкл этого фибриногенового раствора плюс 100 мкл тромбина превышает 90 секунд при использовании фиброметрического устройства Becton Dickinson BBU Fibrosystem в стандартных условиях, не обнаруживающих свертывания. Ввод 70 мкл 1 нормального раствора гидрата окиси натрия приводит в результате к образованию сгустка в течение 3, 8 секунд (среднее значение для 10 образцов).

Для нанесения на участок раны данного препарата может осуществляться нижеследующая процедура.

В случае, когда жидкости организма в состоянии нейтрализовать кислотную смесь преципитата и тромбин, эта смесь может наноситься непосредственно на участок раны. Как другой возможный вариант, устройство для ввода препарата может быть соединено со съемным наконечником, поверхность которого изнутри покрыта нейтрализующей солью или гелем (например, Трис). Нейтрализация кислотного раствора буферным раствором соли активирует тромбин и восстанавливает способность к образованию уплотняющего сгустка.

B. Ингибирование хелатообразующим средством
Осажденный фибриноген и лиофилизированный бычий тромбин растворяются в буферном растворе Трис (50 мМол. Трис, 250 мМол. цитрата натрия, 150 мМол, хлорида натрия, 50 мМол Arg и 20 мМол EACA, pH = 7,4) до концентрации примерно 15,0 мг/мл и 100 U/мл, соответственно. Этот исходный фибриногеновый раствор затем 25-кратно разбавляется в буферном растворе Трис, содержащем 500 мМол цитрата натрия. Время образования уплотняющего сгустка в случае 200 мкл раствора фибриногена плюс 100 мкл тромбина превышает 90 секунд в фиброметрическом устройстве Becton Dickinson BBL в стандартных условиях. Ввод 50 мкл 1 Мол раствора CaCl₂ приводит в результате к образованию сгустка в течение 1,8 секунд (среднее значение для 10 образцов).

Для нанесения на участок раны может осуществляться нижеследующая процедура.

Устройство для ввода препарата подсоединяется к съемным наконечникам, покрытым изнутри солью кальция или гелем. По мере того как эта смесь проходит через наконечник, полярный избыток кальция насыщает халатообразующее соединение, и таким образом ускоряется образование уплотняющего сгустка.

C. Ингибирование фоточувствительным ингибитором
4-Амидино-фенил-2-окси-4-диэтиламино-альфа-метил- циннаматхлоргидрат в 5-20-кратном избыточном количестве (Porter и др., J. Amer. Chem. Soc., III: 7618, 1989) вводили при отсутствии светового воздействия в буферный раствор тромбина (буферный раствор: примерно 100 U/мл в 50 мМол Трис, 250 мМол хлорида натрия, 250 мМол цитрата натрия, 20 мМол EACA, 50 мМол аргинина (или мочевины), pH = 7,4, конечная концентрация метанола 10%). Такое ингибирование позволяет осуществлять процедуру в течение не менее одного часа при комнатной температуре.

Используется минимальное количество данного раствора для растворения осажденного фибриногена/Фактора XIII. Этот уплотнитель требует примерно 2-3 минутного освещения уплотняющего сгустка, в то время как смесь, находящаяся в условиях отсутствия освещенности не образует уплотняющего сгустка даже по прошествии 90 минут.

Для нанесения препарата на участок раны может осуществляться нижеследующая процедура.

Комплекс фоточувствительный ингибитор-тромбин может смешиваться с осажденным фибриногеном/Фактором XIII в окрашенном устройстве для ввода препарата, которое является светонепроницаемым для вызывающих активацию световых волн. При вводе смеси на освещаемый участок раны происходит образование уплотняющего сгустка.

D. Двухфазная суспензия
Лиофилизированный бычий тромбин растворяется в эмульгирующем реагенте до конечной концентрации примерно 100 U/мл. Осажденный фибриноген/Фактор XIII растворяется в минимальном объеме буферного раствора (50 мМол Трис, 150 мМол, хлорида натрия, 250 мМол цитрата натрия, 20 мМол EACA, 50 мМол Arg, pH = 7,4). Образуется суспензия несмешиваемых жидкостей. Жидкости организма, выступающие на поверхность раны, могут быть вполне достаточными для растворения обоих компонентов и способствовать ускорению перемешивания и образования уплотняющего сгустка.

Каждая из приведенных выше противопоставленных публикаций дается здесь как библиографическая ссылка.

Хотя данное изобретение описывается довольно подробно, специалистам в данной области должно быть ясно из данного описания, что могут быть различные модификации и изменения, но так, чтобы не выходить из сферы действия изобретения.

Реферат

Изобретение относится к области медицины, а именно к способу приготовления фибринового сгустка и комплекту средств для ввода и одноразового действия. Данный способ заключается в смешивании раствора преципитата фибриноген/Фактор XIII с тромбином при таких условиях, что происходит ингибирование способности тромбина к закупорке, и данная смесь наносится на участок тела в условиях, которые воздействуют на тромбин таким образом, что фибриноген превращается в фибриновый уплотнитель. Для ввода препарата фибринового уплотнителя может быть использовано устройство одноразового действия, шприц или упаковка одноразового использования. Изобретение может быть использовано в различных хирургических операциях на людях и животных. 7 с. и 7 з.п. ф-лы.

Формула