可吸收的植入式装置的利记博彩app

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专利名称::可吸收的植入式装置的利记博彩app
技术领域
:本发明涉及基于多聚(丙氨酸)野生丝的可吸收的植入式装置和生产此类装置的方法以及用于生产该装置的原料。特别是本发明的一个具体实施例提供了可吸收的缝合线。
背景技术
:制备用于植入人或动物身体的可吸收物质和装置的能力具有相当多的优点。首先,植入的物质或装置在体内可慢慢分解并慢慢被正常组织所替代,此正常组织在愈伤组织中的功能和机械性能很可能优于植入物质,这就减少了可能发生机械故障的风险,而机械故障是不可吸收的整形外科植入物所具有的一个严重问题。第二,人造的不可吸收物质的特性以及它们需要长时间与组织保持接触的情况增加了不良反应的风险。第三,可吸收物质避免了发病和疼痛的风险,同样也避免了因为需要取出失败的或不满意的不可吸收物质或装置而必须进行的外科手术所带来的感染的风险。生物相容的和可吸收的纤维材料将因此非常利于广泛使用于植入式材料和装置中,其中可吸收的缝合线是最简单的。已知从古时候(Galen175AD)人们就使用动物的肠作为可吸收的缝合线以使伤口闭合。用动物肠制备无菌的可吸收缝合线的方法在1909年由B.BraunMedicallnc公司提出。在20世纪60年代由于聚合物化学的发展而生产出人造的可吸收缝合线以前,人们使用了多种有可能成为可吸收缝合线的物质,包括动物肠、皮革和马鬃。最佳的天然可吸收缝合线最初是由来源于绵羊小肠或牛小肠的"肠线"、粘膜下层或粘膜胶原所制备。考虑到疾病的传播和不相容炎症反应,以上材料被建议停止使用。第一个人造可吸收缝合线是由聚乙醇酸或聚乳酸9构成。接下来发展出的一系列人造可吸收缝合线包括Dexon(聚乙醇酸);Vicryl(90/10聚(乙交酯-L-丙交酯));Pa雄ryl(5/95聚(乙交酯-L-丙交酯));USSCC(Ts乙交酯-碳酸环丙烷共聚合物;PDSII(聚对二氧杂环己酮);Maxon(聚(乙交酯-共-碳酸环丙烷));Monocryl(聚(乙交酯-己内酯共聚合物));Biosyn(乙交酯-碳酸环丙烷共聚合物);Monosyn(乙交酯-碳酸环丙烷-己内酯三混合共聚合物);以及丙交酯-己内酯共聚合物。一般认为,与不可吸收缝合线相比可吸收缝合线具有以下优点1、不可降解物质的使用通常伴随着封装或免疫排斥反应。虽然可吸收材料的吸收过程常伴随着材料周围的组织中的炎症反应,但是与不可吸收缝合线相比,再吸收被认为可以减少组织暴露在物理的、化学的和免疫原性刺激物中的长度和强度。大家公认一般情况下与不可吸收缝合线相比,可吸收缝合线减少了对组织的有害反应。2、一般来说可吸收材料的缝合感染率通常低于不可吸收材料,尽管并不总是这样。3、使用可吸收缝合线可以减少不舒适感、感染风险以及其他费用,包括因需要取出不可吸收缝合线而导致的附加过程或者其他用于伤口闭合的方法。4、在牙周手术中4吏用可吸收缝合线(肠线和Vicryl)^ci人为比用不可吸收缝合线减少菌斑产生。相比胶原的可吸收缝合线,合成的可吸收缝合线被认为有以下优点1、通常机械性能较好,而且标准化的生产过程使其批次间的一致性更好。2、肠线降解的不可预知性是个问题。3、与肠线相比聚乙醇酸的降解速度更慢。4、通常认为人造缝合线的组织反应低于肠线。5、肠线在感染位点的降解更快,而合成缝合线所受影响要小的多。6、肠缝合线似乎感染的可能性更大。7、胶原缝合线具有潜在的,但是到目前未知还没有确定的引发朊病毒病的风险。8、放射疗法引起的吸收延迟可能使胶原缝合线材料有钙化的时间。这可能会成为乳房摄影检查的一个麻烦。9、普通肠缝合线和铬肠缝合线在人的胃液、胆汁、胰液以及以上的混合物中会很快降解,这使得他们不适用于在胃肠中使用。桑蚕丝缝合线则没有这些缺点。与胶原可吸收缝合线相比合成的可吸收缝合线材料可能存在的不足1、主观上认为打结强度降低而且更易滑脱。2、编织的合成缝合线可能更加易于割裂水肿或易碎的组织或实体器官,而且更容易割破医生的手套。3、他们可能有明显的毒性。4、在对一定范围内的材料研究中发现聚L-丙交酯/乙醇酸酯表现出最高的肉芽组织和感染的发病率,而另一种长吸收时间缝合线材料聚二氧六环酮也会导致某些肉芽组织和显著的感染率。无论是天然蛋白还是合成聚合物制备得到的可吸收缝合线都可以通过酶水解作用降解掉。然后部分水解的片段通过吞噬作用被吸收并且最后在吞噬小体中被降解为单体。因此可吸收缝合线的吸收速度被认为主要依赖于他们被组织中的酶水解作用降解的速度。吸收速度最好定量为吸收时间的一半,例如将缝合线材料的临界拉伸强度减少到一半所需要的时间。此性能通过在适当主体和主体的适当位置使用代表性样品并且用所述装置进行体内实验来测量,所采用主体及位置根据对所述装置的预期使用来确定。半数吸收时间是可吸收缝合线设计中的一个重要的参数;最理想的是让再吸收导致的缝合线拉伸强度衰减率和伤口愈合导致的伤口或吻合部位组织强度的增长率大致匹配。在基本上由可吸收材料组成的假体中也必须考虑到再吸收率和组织愈合的速度之间的相似匹配。被缝合的伤口、切口或吻合部位的拉伸强度的增长率依次是依赖于伤口的位置和尺寸和愈合速度。伤口的愈合速度又依次是依赖于一系列因素,包括生理条件、发炎程度、感染的存在和严重性、营养状态、性别、年龄等等。因此一个给定的缝合线的半数再吸收时间将限定该缝合线的应用。用做缝合线的合成聚合物的半数再吸收时间的范围很大程度上依赖于该聚合物的结晶度。单聚合物的更加致密的晶体结构,例如聚对二氧杂环己酮或者Panacryl(主要由聚丙交酯组成),既排斥水解酶也排斥延迟水解。因此这些缝合线材料具有大约6个月的半数再吸收时间。另一方面共聚合物,例如乙交酯-环丙烷碳酸盐-己内酯三混合共聚合物聚(乙交酯-共-环丙烷碳酸盐)缺少结晶区并因此具有很短的仅有两周的半数再吸收时间。合成聚合物的分子量、疏水性和形状也将影响水解速度具有较大分子量的聚合物被再吸收的时间长于较小分子量的聚合物。具有较高疏水性的聚合物在水中可抗膨胀而这使得水解酶的进入减少,因此减慢再吸收时间。直径较小,具有较大比表面积的纤维被再吸收的过程比直径较大的纤维快得多。来源于家蚕的丝被作为不可吸收缝合线使用了许多年。与此相反,就像V0LLRATHF等在文章"蜘^Mi和蛋白聚合物在体内的局部耐受,,(InVivo,2002,Vo116,229-234页)中所指出的,蜘虫朱的拖丝显示出在3皮植入猪的真皮中15天内被快速再吸收。因为蜘蛛丝比蚕丝的结晶度低得多所以与蚕丝相比蜘蛛拖丝的再吸收也快得多。蜘蛛拉丝蛋白的较低疏水性也可能是其快速再吸收的原因,这一点由我们以已公布序列SpidroinI(蜘蛛拖丝的基本结构成分)进行的实马全来证实。这说明SpidroinI重复中心部分的疏水性显著的低于蚕丝重链丝心蛋白的重复区,即蚕丝的主要结构成分。影响可吸收缝合线再吸收速度的两个一般的方法已在专利和科学文献中被描述应用疏水性包被来延緩水解酶的进入;还有在丝中掺入过渡元素,例如铬、镍或钴。过渡元素可能通过抑制吞噬或降低缝合线材料附近的白血球数量来降低能够水解丝的蛋白水解酶的释放以延緩再吸收。后一条途径的潜在缺点是这些过渡元素有潜在的致癌性。此外,铬肠线中的铬可能产生某些神经病变。专利US6616687(GUNZEKK)2003.09.09公开了应用疏水包被材料延緩可吸收缝合线的再吸收时间的实例,该专利指导了用己内酯和丙交酯和硬脂酸钙进行疏水包被的方法。D.Bichon,W.Borloz和A.L.Cassano-Zoppi发表了类似的文章,这个1984年发表在Biomaterials,5,255页的文章标题为"一种新的聚氨基甲酸酯包被肠缝合线的体内评价"。美国专利4,364,393指出了使单羧基纤维素缝合线的崩解时间与伤口愈合时间相匹配的方法,该方法是将从含有铁、镍、钴、铋、锰或这些的混合物基团中提取过渡元素加入到所述单^A基纤维素缝合线中。因此在改进可吸收缝合线的性能上还有非常大的空间。虽然Panacry一和PDS具有最好的再吸收速率和不4晉的机械强度,但是Panacryl已被其生产商Ethicon召回,而PDS与高感染率相关并且具有不希望的组织反应。需要新的方法和材料用于制备可吸收缝合线材料,该材料需要具有低毒性、可调的再吸收性和低感染率。国际专利申ffrWO01/56620(NexiaBiotechnologies)7>开了佳_用由蜘妹丝组成的外科缝合线或者由含有蜘蛛丝和非蜘蛛丝结构成分的复合材料组成的外科缝合线,其中所述非蜘蛛丝素是透明质酸、弹性蛋白或胶原。国际专利W02004/016651(York大学)提供了利用基因工程制备含有来源于蜘蛛的AGRGQGGYGQAAG基因序列和至少两个富含多聚丙氨酸基序的多肽的方法,其中所述多聚丙氨酸基序由至少6个氨基酸残基组成。专利W02004/016651还提供了基于上述序列基序的其它变体多肽序列。此外还提供了利用基于这些序列的丝多肽制备材料的方法。美国专利200401G2614和2005005483(^是供了纺重组蜘虫朱丝或重组蚕丝蛋白的方法,重组蚕丝蛋白的序列来源于Bombyxmori之类的昆虫。此外还提供了所述细丝的一系列不同用法,包括医用缝合线、皮肤移植代用品、置换韧带、医用橡皮膏条、心脏修补网。美国专利4,818,291提供了使用含有人血纤蛋白原和丝心蛋白的液体胶粘剂的方法,该胶粘剂可用于外科手术。丝心蛋白从家蚕或野蚕中获得,或者是二者的混合物。此专利蛋白只适用于作为缝合表面粘附体的赋形物。Tsukada,M.,Arai,T.,Colorma,G.M.,Boschi,A"Freddi,G.在他们发表在应用聚合物科学杂志2003,89,638-644的文章"含金属蛋白纤维的制备及其抗菌特性"中介绍了将蚕和蜘蛛丝衍生化引入螯合基后结合过渡元素离子Ag+,Cu2+,Co&从而使之具有显著的抗菌特性。Brunet,P.C.J和ColesB.在他们于1974年发表在Proc.Roy.Soc.SerB.187,133-170的题为"精致的丝,,的文章中叙述了蜘蛛丝有种以过氧化物酶为基础的津會制系统。Raven,J.、EarlandC.和LiUle,M.在他们发表于1971年的Biochim.Biophys.Acta251,96-99上的题为"蜘蛛丝心蛋白和角蛋白中二酪氨酸的存在"的文章中注意到蜘蛛丝中存在的二酪氨酸。似乎后来由Raven等人鉴定的二酪氨酸是出自于Brunet等Ai又述的结合过氧化物酶的在蜘^朱丝心蛋白重《连上存在的酪氨酸残基的作用所致。Leksophee,T.、Supansomboon,S.和Sombatsompop,N.在他们发表在JournalofAppliedPolymerScience91(2)1000-1007(2004)上的题为"交联剂、干燥温度和pH值对丝素机械性能和白化的影响"中公开了在含有柠檬酸盐离子作为非毒性物质的溶液中加热处理的方法以硬化桑丝。甲酸已被相当广泛的用于做丝蛋白和丝样肽的溶剂。下述文章显示,当从溶解在甲酸中的丝蛋白或肽溶液中制备蛋白片层或电纤维时使用曱酸可以促进P片层的形成Asakura,T.、Tanaka,C.、Yang,M.Y.、Yao,J.M.和Kurokawa,M."基于Samiacynthiaricini丝心蛋白的多聚丙氨酸区和纤连蛋白来源的细胞粘附区的丝样杂合蛋白的制备和表征"来自Biomaterials25(4)617-624(2004)。Chopra,S.和Gulrajani,M.L.在他们发表在杂志IndianJournalofFibreandTextileResearch1976—83(1994)上的题为"丝脱月交的不同方法的比较评价"的文章中叙述了使用热稀释酒石酸溶液作为丝脱胶的方法。L.Kreplak,J.Doucet,P.Duraas和F.Briki在他们发表在BiophysicalJournalVolume87July2004640-647的题为"被拉伸的硬角蛋白纤维中cc螺旋向(3片层转换的新观点"中说明,慢慢的把马鬃角蛋白纤维在水中或者湿度大于30%的条件下拉伸到静止长度的40-60%可以产生的晶状P片层成分的增加相比慢慢拉伸马鬃至其长度的100°/。然后再用10(TC的蒸汽处理1小时得到的同类效应有所增加。本发明的目的是提供可吸收装置,如缝合线,该装置避免了一些或者所有上述讨论过的现有可吸收缝合线所固有的不足。使用野生丝被认为可以实现本发明的目的。
发明内容本发明的一个方面包括一种植入式装置,所述植入式装置包括一种由一个或多个至少部分地由(多聚)丙氨酸野生丝蛋白制成的丝素所形成的结构。所述植入式装置特别优选的形式是缝合线或者假体。(多聚)丙氨酸野生丝的使用提供了一种材料,所述材料可以被身体再吸收并且能够在保持良好机械性能的同时调节此装置的再吸收速率。名词"植入式装置"指的是一种在外科手术中被植入到人或者动物身体内的装置,而名词"野生丝"指的是天蚕蛾产生的丝。天蚕蛾的物种拃香(Antheraeapernyi),天蚕(Antheraeayamamai),印度拃蚕(Antheraeamilitta),號沃白香(Antheraeaassama),荒麻要(PhilosamiaCynthiaricini)禾口曰樗蚕(PhilosamiaCynthiapryeri)现在都被用于野生丝的商业生产。为此应用目的,名词"生物相容性,,的意思是所述材料不会在哺乳动物细胞中引起有害的细胞反应。这可以用一系列的体外方法来评定,包括在细胞培养中不能杀死哺乳动物细胞;不会诱导活的哺乳动物细胞释放细胞因子;并且不会对培养的细胞的增殖有延纟爰作用。此外本发明还有一个目的是提供一种用于做植入式装置的材料,其强度和韧性很好而且其再吸收速率可被调节以使得半数再吸收时间范围从2周到9个月。丝素既可以来源于野生丝蛾茧也可来源于再生蚕丝溶液。此丝素的半数再吸收时间可以被控制在2周到9个月的范围内变化,这使植入式装置可以适应任何组织的自然愈合速度。在本发明的一个优选的具体实施例中,过氧化物酶被结合到丝蛋白上。所述过氧化物酶具有抗菌特性而这有助于伤口愈合。丝素可以从再生丝溶液中产生。丝素之间可以给出一些丝蛋白基质。优选的所述植入式装置是用一个或多个丝素间的蛋白基质生产的。此蛋白基质可以全部或者部分的由来源于一种或者多种蚕或蛾虫的天然或者再生的丝蛋白组成。本发明还提供了一种用于生产植入式装置的方法。第一步中(多聚)丙氨酸野生丝被提供,第二步中丝素从丝蛋白中被生产。在一个具体实施例中丝素被挤出来。提供多聚(丙氨酸)野生丝的步骤可以包含从蚕野生丝茧中回巻丝。可选择的天然丝蛋白溶液可以直接从多聚(丙氨酸)野生蚕中获得。多聚(丙氨酸)野生丝蛋白也能通过溶解脱胶丝以形成再生丝溶液被提供。优选的,本方法此外含有丝素的不同程度的结晶或交联,例如把丝素暴露在曱酸、曱醇、热的二或三羧基酸(例如柠檬酸),或者二醛(例如戊二醛),或者其中一种或多种的混合物中。本方法还可包含将丝素暴露在水蒸气中并将其拉伸。在一个优选的实施例中,丝素在暴露于二醛中之后再暴露在还原剂中。丝素还可以在放入二醛以后,放入还原剂中以前暴露在含有一种或多种氨基酸的溶液中。还原剂可以是硼氢化钠或硼氢化氰。本方法还可以包含将过氧化物酶结合在丝素上。另一个实施例包含将丝素放入体积百分比30%-60%的曱醇溶液中。植入式装置可以做成缝合线、假体或者其他医用装置。图1显示了按照本发明方法制备的丝素的典型应力/拉伸图。具体实施例方式根据本发明得到的两个典型的植入式装置的例子包括缝合线和踝韧带假体。两种植入式装置都全部地或部分地由以下将要描述的丝素组成。所述丝素含有多聚丙氨酸丝蛋白。根据本发明一个植入式装置,比如缝合线,全部或者部分地由一种或多种丝素组成。所述丝素可以通过多种方法从野生丝茧中获得。第一种方法是直接从蚕茧中解旋丝素以获得所述丝素。蚕茧可以来自于Antheraea,Anaphe,Philosamia,Perisomena,Atacus,Cricula,Archaeatacus,Satumia,Caligula,Loepa,Copiopteryx,Colaradia,Hemileuca,Memareia,Opodiphthera,Coscinocera,Gonometa,Pseudohazis,Rothschildia,Anisota,Actias,lo,Bunaea,Henochia:Pseudobimae,Lepa,Argena,Coscinocera,Cecropi或者Gynanisa.属。另一种方法是从蚕茧的丝蛋白(丝心蛋白)溶液中纺出丝素。从丝蛋白溶液中纺丝素的方法是本领域已知的,例如在国际专利W001/38614中。丝心蛋白即可以直接从蚕中获得又可以从再生的丝溶液中获得。再生的丝溶液通过用一种或者多种离液序列高的试剂(例如11.6摩尔的溴化锂)溶解丝来制备。与那些其他亚科相比,许多种的蚕茧蛹很大,而且经常持续在蛹期很长时间。因此他们是其他生物体的具有潜在价值的食物来源。保护丝茧不受鸟类、真菌、细菌和其他生物体攻击的化学防御机制具有很大的选择性优势。因此,某些丝茧含有结合的过氧化物酶和酪氨酸酶,这些酶既具有抗菌效应又可作为交联剂。丝茧优选的含有结合的过氧化物酶。因此其在植入式装置中的应用可能在植入人或动物体后通过产生自由基而提供长期持续的光谱抗菌反应。在本发明的一个实施例中,人或重组的人过氧化物酶可以人工结合到丝上以提高丝素的抗菌性能从而提高植入式装置的抗菌性能。在本发明的一个实施例中,缝合线通过捻、织或编根据上述方法得到的脱胶丝素而得到。优选的实施例是用由4到10股轻轻缠绕在一起的丝所构成的生丝制成的脱胶丝,每条丝都从茧中巻出的并含有两条丝素(液丝)。在优选的实施例中,液丝有扁平的带状,最小厚度10.2士2.2)jm而最大厚度31.9±4.2iam。此缝合线也可是挤出的单纤丝或者是从蚕丝蛋白或蚕丝蛋白类似物生产的。优质的双股纤维可以通过从单个茧中巻出单丝来得到。单纤丝和优质双股纤维都可以直接使用并且对生产非常优质和强韧的纤维非常有用,此纤维可以用于显^:外科手术或整合进其他植入式装置。在一个实施例中丝素可以缠绕在成形器上以形成纤维片而用于植入式设备中。这些纤维片可直接使用或者可以在缠绕过程中缝合或者在纤维片缠绕完毕后使用。在另一个实施例中,细丝或捻丝或条带或编带的编织都可用于生产用于植入式装置的纤维片。所述丝可以在丝素掺入到缝合线或其他植入式装置之前或之后用化学处理的方法加强和加韧。已知有三种化学处理方法是有效的。第一种方法是用戊二醛或其他二醛溶液在3-50。C处理;第二种是用热的二或三或多聚羧酸,例如柠檬酸,来处理;第三种是用冷的甲酸和或甲醇处理。后一种处理方法是出于增加丝蛋白(3片层成分并由此提高蛋白结晶度的目的而设计的。要注意的是用此方法增加蛋白的结晶度可以增加缝合线或植入式装置中所述丝的再吸收时间。使用戊二醛或其他二醛处理以加强和加韧丝时,结果产生的醛亚胺(希夫碱)在酪基和蛋白的自由氨基之间的交联相对较弱,趋向于随时间或因机械拉伸而水解。这导致交联的断裂和有潜在毒性的自由醛基的释放。此外,因为二醛中的一个醛基没有与蛋白反应而在蛋白中引入了有毒的醛基。醛亚胺的弱交联作用和因为二醛处理而带来的醛基毒性问题可以通过在用二醛稀释液处理之后使用适当的还原剂处理丝来克服。一个优选的还原剂有液态硼氢化钠。此还原剂可以化学的将醛亚胺的弱交联还原为稳定的多的二级氨交联并将自由醛基还原为相应的无毒的醇。可能在还原前让自由氨基和诸如甘氨酸、缬氨酸或赖氨酸之类的氨基酸的一级氨基进行反应会更加有利。可以理解的是氨基酸的选择可以调节所述丝的疏水性。因此,例如自由醛基与赖氨酸的反应可能导致自由氨基和狻基的增加,而自由醛基和甘氨酸的反应将只导致自由羧基的增力口。在戊二醛之后用硼氲化物或氰化硼氪化物处理可由此完全或基本上去除由于醛亚胺交联所致的毒性效应。在对选择性的氨基酸进行或者不进行预处理的情况下用硼氢化物进行处理还可用于改变缝合线或植入式装置中丝的再吸收时间。硼氢化物处理可以用于任何丝材料(比如1^旦不只局限于野生丝)以降低上述化学处理所致的醛亚胺交联带来的毒性效应。根据英国专利0516846.3所述,缝合线和植入式装置可以通过用烷化剂处理丝蛋白而具有更高的疏水性。由此途径增加的疏水性可以延长缝合线或植入式装置中所述丝的再吸收时间。因此,缝合线或植入式装置中所述丝的可吸收时间可以通过改变以下三个因素来控制疏水性;共价交联的程度和性质;以及P片层结晶度的程度。其他细丝或纤维可以加入到蚕丝或蚕丝类似物制成的丝素中生产缝合线。在一个实施例中,通过溶解一种或多种蚕或天蚕或其混合的丝而制备的再生丝蛋白可用于加强和加韧缝合线或者改善手感,这是通过在缝合线的丝素中加入再生丝蛋白基质而达到的。所述再生丝蛋白基质可通过醛、冷甲酸蒸汽或甲醇处理而变为不可溶。此外,一系列的填充、包被或修饰可应用于丝缝合线和其他植入式装置以改善其性能。实施例1:通过用热柠檬酸处理以提高缝合线的强度和韧度丝素和丝素制备的缝合线的拉伸性能可以通过按以下方法用热柠檬酸处理而显著改善A制备5%柠檬酸溶液并用浓或淡的氢氧化钠调到pH5.5。丝素在80。C用柠檬酸溶液处理1小时。从柠檬酸溶液中取出丝素并用蒸馏水彻底沖洗(3*30分钟)然后在空气中干燥。根据以下描述在Instr。n机械测试仪上检测发现本处理使得临界拉伸强度增加大约5%并使延伸率增加10-15%。所以本处理使丝素和丝素制成的缝合线的韧度发生了很大的增力口。实施例2:缝合线吸收时间的延长通过按照如下方式在丝蛋白赋形剂加入之前或之后用甲酸和甲醇处理本发明中丝素使其再吸收时间有所增加丝素(或由丝素制成的缝合线)浸入10-95%曱酸溶液或室温条件下暴露在甲酸溶液的蒸汽中l-5小时。洗涤丝素并使之在空气中干燥。此处理使得丝素晶体程度增加,由X射线晶体学鉴定或用不同的扫描热量测量法测量彻底干燥纤维的玻璃态化温度来确定。通过以下方法可以使晶度进一步增加额外将丝素浸入30-100%的甲醇溶液或将丝素暴露在此溶液的蒸汽中1小时。此丝素洗涤后空气中干燥。在40%的甲醇溶液中可得到较好的结果。这些处理增加了丝素的晶度并且延长了丝素的再吸收时间。这些处理还4吏来源于液体丝溶液的包^皮不可溶。例2a在另一个实施例中,在用甲酸溶液处理以前丝素(或缝合线)被涂布或浸入再生的蚕再生丝溶液中。实施例3:将过氧化物酶结合到丝蛋白上1.16mg-束才艮过氧化物酶(HRP)溶解在4ml无离子水和0.8ml高碘酸纳中。混合物在室温下搅拌20分钟。混合物中加入6滴乙二醇然后再在室温下搅拌5分钟以形成氧化的HRP溶液。2.25mg丝素浸泡在蒸馏水中30分钟并将pHil用1M碳酸钠溶液调到9.0-9.5。加入氧化的HRP溶液,得到的溶液在室温下搅拌2小时。3.0.4ml新鲜制备的0.4%w/v的四硼酸钠溶液加入到得到的溶液中,然后丝素在2-8。C条件下在溶液中孵育2小时。4.最后丝素彻底洗涤并空气千燥。结合反应的效用可以通过用二氨基联苯对过氧化物酶染色的方法评估。必须有未结合的对照,因为蚕丝具有明显的内源性过氧化物酶活性。其他将过氧化物酶结合到丝素上的方法是本
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中技术人员所已知的。在另一个实施例中,在巯基乙醇还原步骤后跟随随一个氧化步骤,此方法可以将过氧化物酶交联到野生丝心蛋白多聚(丙氨酸)中半胱氨酸的N和C端。显示试剂对蚕丝拉伸性能影响的方法。a.甲酸处理生丝(7丝)以微小的压力缠绕到玻璃片上。环氧胶用在片子的两端使之坚硬以将丝固定在位置上。片子放在含有98°/。曱酸饱和气体的500ml密封的瓶子。样品没有直接与曱酸接触在室温中放60分钟然后取出并用去离子水彻底洗涤。b.甲酸和甲醇处理甲酸处理后,室温下将样品浸入无水曱醇再过60分钟。c.柠檬酸处理样品在8(TC浸入液体5%质量体积比并用氢氧化钠调节pH为5.5的柠檬酸中1小时,然后用蒸馏水彻底洗涤。d.才几械测试样品在没有前负荷情况下安装在卡纸板支架上。所有样品在室温下浸入蒸馏水1小时以确保完全水化,并在室温相对湿度100%在Instron综合材料测试一f义上以50%/分钟的拉伸速率用1牛顿测力计进行测量。可靠的横断面区目前无法得到,所有样品来自于相同的群,标准化的横断层面面积全部用7854um2,因此所有报告的值都是正常的。压力应力曲线用Excel.Sigmastat3.1绘图作为统计学分析。其他比较用OneWayANOVA,相对对照组的多重比较使用Holm-Sidak方法。表1.处理和未处理过的柞蚕14股丝素的机械性能,用平均值土标准偏差来表示。显著的大于对照的结果用下述方式标记*p=<0.01;**p=<0.001;***p=<0.0001;****p=<0.00001;*****p=<0.000001表l<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>甲酸/100°/。甲醇处理的14股丝素湿测的典型压力/应力图显示在图1中。这些结果显示用甲酸和甲醇联合处理使拉断的应力平均增加了21%,临界拉伸强度增加18%而且与未处理对照组相比韧度增加了57%。以N印hilaedulis蜘蛛拖丝为基准进行比较,增强的野生丝素具有相似的平均拉断值和不错的临界拉伸强度是蜘蛛拖丝的40%,而且因此拉伸强度是等重的高度拉伸钢的两倍以上。图1中显示的典型的纤维具有干燥Nephilaedulis蜘蛛拖丝韧性的70%。因为甲酸和曱醇都已知可以提高|3片层成分的增加程度,这些结果强烈的提示丝心蛋白中此构象的形成不完全存在于从蚕中纺出的丝中,而且这种伴随这晶度增加的更多分子间(3片层的形成也可以通过适当的处理来产生。此外,三种可能的机理可以解释柠檬酸处理对丝临界拉伸的影响1.通过加热增加(3片层成分;2.柠檬酸增加P片层成分的途径与甲酸增加P片层的途径类似;3.正如Leksophee等于2004年提出的那样(见上),形成分子间赖氨酸-柠檬酸盐-赖氨酸二氨基交联把上述结果放在一起强烈的提示丝的拉伸特性可以通过针对增加e片层成分而设计的适当的物理-化学处理来增强和调节。此外,结晶程度对可吸收缝合线材料的再吸收时间有着重要的决定作用,这些观察强烈的提示野生丝的再吸收时间可以通过能修改结晶程度的适当处理进行调整。实施例4:通过甲酸和曱醇处理的野生丝素制备标准韧带假体和植入式片层材料1.如上述方法IB所述,脱胶的野生丝用甲酸和曱醇处理。洗涤和干燥之后丝素以大约30。交联角缠绕在扁平硬质的尼龙片上。45。矩形纤维片可以用做植入式片层材料。2.12g商品化丝心蛋白^分溶解在60ml的9.5M液态溴化锂中室温连续搅拌。最后溶液转到称过重的透析管中,末端打结并再次称重以确定溶液重量。在4。C下透析2-3天,期间更换若干次蒸馏水。此后把透析管转移到干燥空气中直到丝心蛋白溶液的重量减少到透析开始前透析管中成分的原始湿重的一半。因此最后储存在4。C的丝心蛋白溶液含有质量体积比大约40%的丝心蛋白。此溶液自由的涂在纤维片层上,然后使其在周围环境中干燥。3.步骤2中制备的丝/丝素接下来放在覆盖着2g用0.2ml蒸馏水湿润过的干燥多聚甲醛的滤纸片上然后放进0.5升的瓶子中。将瓶子封闭后通过在IO(TC加热2小时后冷却的方法来将丝/丝素进行交联,并用温水彻底洗涤。图l显示了空气干燥后的复合材料装置。缝合线制备根据本发明的一个实施例,缝合线可以通过在标准的编织机上编织14股柞蚕丝来生产。根据个别的编织机和缝合线尺寸等来设置所使用的个別参数。片层材料制备片层材料可以通过把纤维围着一个塑料成型装置缠绕、包被基质和交联而制成。例如,一个单层植入物可以通过围着一个塑料成型装置以45°角缠绕14股纤维而产生一个矩形的片层。一开始缠绕就把再生的蚕丝心蛋白喷到纤维上并使其千燥。然后用85。C曱醛蒸汽使材料交联。如,用此基本技术制成的韧带植入物可能具有的是10。的交联角而不是^口前所述的45。。以上所述可看作是本发明原理的说明,因为本领域技术人员可以对此做出大量的修改,所以不计划将本发明限制在所述的某个构造或操作上。所有适合的修改和等效物都在本权利要求的范围内。权利要求1、一种植入式装置,包括由一个或多个至少部分由多聚丙氨酸野生丝蛋白制成的丝素所形成的结构。2、如权利要求l所述的装置,其中该结构在放入人或动物身体中时是可吸收的。3、如权利要求1所述的植入式装置,其中该结构具有2周到9个月的半数再吸收时间。4、如权利要求l、2或3所述的装置,其中丝素来源于蚕丝茧。5、如权利要求1、2或3所述的装置,其中丝素由再生丝溶液制成。6、如前述任一权利要求所述的装置,其中该结构还含有过氧化物酶。7、如前述任一权利要求所述的装置,其中该结构在丝素间还含有丝蛋白基质。8、如前述任一权利要求所述的装置,其中包括缝合线。9、如权利要求1-8中任意一项所述的装置,其中包括假体。10、一种生产植入式装置的方法,包括-提供多聚丙氨酸野生丝蛋白-用丝蛋白生产丝素,并且-用丝素制成丝结构以制造装置。11、如权利要求IO所述的方法,其中提供多聚丙氨酸野生丝蛋白的步骤包含提供天然丝蛋白溶液,此溶液直接由多聚丙氨酸野生丝得12、如权利要求10所述的方法,其中提供多聚丙氨酸野生丝蛋白的步骤包含溶解脱胶丝以制备再生丝溶液。13、如权利要求IO所述的方法,其中提供多聚丙氨酸野生丝的步骤包括直接从蚕的丝腺中提供天然丝蛋白。14、如权利要求ll、12或13所述的方法,其中生产丝素的步骤包括从多聚丙氨酸野生丝蛋白溶液中挤出丝素。15、如权利要求10所述的方法,其中提供多聚丙氨酸野生丝蛋白的步骤包括野生蚕丝茧中解巻丝。16、如权利要求10-15所述的方法,还包括丝素结晶程度的变化。17、如权利要求16所述的方法,包括将丝素暴露在一种或多种甲酸、曱醇、热的二或三羧酸以及二醛中。18、如权利要求17所述的方法,其中所述三羧酸是柠檬酸。19、如权利要求17、18所述的方法,其中所述二醛是戊二醛。20、如权利要求16-19中任一项所述的方法,还包括将丝素暴露在蒸汽中并^:伸它们。21、如权利要求17所述的方法,其中所述丝素在暴露在二醛中之后再暴露在还原剂中。22、如权利要求21所述的方法,其中丝素在暴露在二醛中以后和暴露在还原剂之前暴露在含有一种或多种氨基酸的溶液中。23、如权利要求21或22所述的方法,其中所述还原剂是硼氢化钠。24、如权利要求21或22所述的方法,其中所述还原剂是氰化硼氢化物。25、如权利要求17-24中任一项所述的方法,包括将丝素暴露在体积比在30%-60%的曱醇溶液中。26、如权利要求10-25中任一项所述的方法,还包括将过氧化物酶结合到丝素上。27、如权利要求10-26中任一项所述的方法,其中所述结构由丝素编织而成。28、如权利要求10-26中任一项所述的方法,其中所述结构通过将丝素缠绕在成形器上制成,用基质材料包被并交联基质材料。29、采用如权利要求10-28中的任一方法所制备的缝合线。30、采用如权利要求10-28中的任一方法所制备的假体。全文摘要一种可吸收的植入式装置,如缝合线或假体,由一个或多个丝素组成,所述丝素至少部分的由蚕茧或其类似物中的(多聚)丙氨酸野生丝蛋白构成。文档编号A61L17/08GK101208113SQ200680018622公开日2008年6月25日申请日期2006年4月5日优先权日2005年4月8日发明者克里斯蒂娜·奥尔特莱普,尼古拉斯·斯克尔,戴维·菲利普·科奈特申请人:萨图罗斯有限公司
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