DE69529075T2

DE69529075T2 - Klebende dichtungsmittel-zusammensetzung

Info

Publication number: DE69529075T2
Application number: DE69529075T
Authority: DE
Inventors: H. Barrows; W. Lewis; T. Truong
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: NeoMend Inc
Priority date: 1994-07-27
Filing date: 1995-06-23
Publication date: 2003-11-13
Anticipated expiration: 2015-06-24
Also published as: CA2194681C; EP0772464A1; USRE38158E1; ES2186723T3; JPH10503102A; EP0772464B1; JP3592718B2; WO1996003159A1; AU2870895A; CA2194681A1; US5583114A; DE69529075D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine klebende Dichtungsmittel-Zusammensetzung und betrifft insbesondere eine flüssige Zweikomponentenklebstoffzusammensetzung, welche zusammengemischt wird, und dann auf Gewebeoberflächen härtet, wobei eine flexible, substantielle Matrix erhalten wird, welche an das Gewebe bindet, und ihre Verwendung beim Abdichten von Gewebe, um Lungensystemluftlecks zu verhindern oder zu regulieren, oder um Gewebeadhäsionen, die durch Operation bewirkt werden, zu verhindern.
Verschiedene Techniken sind verwendet worden, um Gewebe zu verbinden oder abzudichten. Zum Beispiel sind verschiedene Gewebearten mit mehreren Verfahrensweisen, Materialien und Verfahren, einschließlich Fäden, Klammern, Bändern und Binden mechanisch verbunden oder abgedichtet worden. In einigen Anwendungen werden diese Materialien aus absorbierbaren Materialien hergestellt, welche Gewebe verbinden und/oder abdichten sollen, während es heilt, und dann über einen Zeitraum absorbiert werden.
Die übliche Verwendung eines medizinischen Klebstoffs oder "Gewebeleims" hat keine weitverbreitete Anwendung gefunden. Bis jetzt sind einige Klebstoffmaterialien bekannt, welche verwendet werden können, um Gewebe, wie Haut, zu kleben oder anzuhaften. Zum Beispiel können Cyanacrylatklebstoffe, wie HISTOACRYL®-Klebstoff, erhältlich von B. Braun, Melsungen, Deutschland oder VETBOND®-Gewebeklebstoff, erhältlich von 3M, St. Paul, MN zum Verbinden von Gewebe verwendet werden. Zusätzlich zu Cyäriacrylatklebstoffen sind von anderen Arten von Materialien berichtet worden, die an Haut kleben oder haften. Zum Beispiel US-Patent Nr. 4,839,345 von Doi et al. berichtet von einem hydratisierten vernetzten Proteinklebstoffgel, das als Kataplasma oder kosmetische Maske verwendet wird, die äußerlich an Haut klebt, aber leicht entfernt oder abgezogen und dann wieder an die Haut geklebt werden kann. Von anderen vernetzten Proteinhydrogelen ist berichtet worden, die als proteinartiges Substrat dienen, um therapeutische Mittel, wie Enzyme oder Arzneimittel, durch Haut oder Schleimhäute zu verabreichen (siehe zum Beispiel Internationale Patentanmeldung Nr. PCT/US93/07314, eingereicht 4. August 1993). Noch andere Materialien sind als blutstillende Mittel verwendet worden, um Blutung zu stoppen oder zu verhindern. Insbesondere sind Gemische von Fibrinogen und Thrombin, wie TISSEEL®-Dichtungsmittel, erhältlich von Immuno AG, Wien, Österreich, oder blutstillendes Mittel oder Dichtungsmittel BERIPLAST-P®, erhältlich von Behringwerke, Marburg, Deutschland, in der Gefäßchirurgie verwendet worden, um Gewebe, wie Blutgefäße abzudichten und folglich Blutaustreten zu verhindern.
In der Summe gibt es wenige erhältliche Klebstoffzusammensetzungen, die ausreichende Stärke, Bioverträglichkeit und Bioabsorbierbarkeit sowie andere gewünschte Eigenschaften aufweisen, die erlauben würden, dass solche Zusammensetzungen leicht in den gegenwärtigen medizinischen Verfahren oder Praxis verwendet werden. Die Nichtverfügbarkeit eines geeigneten Gewebeklebstoffs oder -dichtungsmittels kann mit den strengen Erfordernissen in Zusammenhang stehen, die ein geeigneter, nützlicher Gewebeklebstoff erfüllen muss. Wichtigerweise muss ein Gewebeklebstoff erhebliche Haftfestigkeit entweder für inneres oder äußeres Gewebe bereitstellen. Der Klebstoff sollte aus einem bioverträglichen Material hergestellt sein, welches die normalen Heil- oder Regenerationsprozesse nicht stört. Ein geeigneter Gewebeklebstoff muss auch in flüssiger Form leicht verabreicht werden und dann schnell härten, idealerweise in weniger als einer Minute, sobald angewendet. Außerdem muss ein Gewebeklebstoff flexibel und, geschmeidig bleiben und gute mechanische Festigkeit auf weisen, nachdem er gehärtet worden ist. Schließlich muss ein Gewebeklebstoff in vivo vollständig absorbiert oder abgebaut werden, ohne eine allergische Reaktion, negative Reaktion des Gewebes oder systemische, toxische Wirkungen in einem annehmbaren Zeitraum hervorzurufen. Vorzugsweise würde ein geeigneter Klebstoff auch leicht absorbiert werden, nachdem er angewendet wurde.
Die vorliegende Erfindung ist eine nichttoxische, absorbierbare klebende Dichtungsmittel- Zusammensetzung und ihre Verwendung beim Verbinden und/oder Abdichten. Die Klebstoffzusammensetzung wird leicht aus einem Zweikomponentengemisch erzeugt, welches eine erste Komponente eines Proteins, vorzugsweise ein Serumprotein, wie Albumin, in einem wässrigen Puffer mit einem pH-Wert im Bereich von etwa 8,0-11,0 und eine zweite Komponente eines wasserverträglichen oder wasserlöslichen bifunktionellen Vernetzungsmittels einschließt. Wenn die beiden Komponenten des Gemischs kombiniert werden, ist das Gemisch anfänglich flüssig. Das kombinierte Gemisch härtet dann in vivo auf der Gewebeoberfläche in weniger als etwa einer Minute, wobei eine starke, flexible, geschmeidige substantielle Zusammensetzung erhalten wird, welche sicher an das Gewebe bindet und innerhalb etwa vier bis sechzig Tagen, vorzugsweise innerhalb etwa vier bis achtundzwanzig Tagen, leicht absorbiert wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine klebende Dichtungsmittel- Zusammensetzung aus einem Zweikomponentengemisch erzeugt, das ein Verhältnis eines Volumens einer gepufferten, basischen Serumalbumin Proteinlösung zum Volumen eines Polyethylenglycoldisuccinimidylsuccinat-Vernetzungsmittels in einem Bereich von etwa 1 : 10 Volumenteilen Albuminlösung bis et etwa 10 : 1 Volumenteilen Vernetzungsmittel einschließt. Um das Mischen der beiden Komponenten der vorliegenden Klebstoffzusammensetzung zu erleichtern, ist das Volumen-zu-Volumen-Verhältnis der Albuminlösung zum Vernetzungsmittel vorzugsweise ein Verhältnis von 1 : 1.
Bevorzugte Serumalbuminproteine werden ausgewählt, um negative Gewebe- oder unerwünschte immunologische Reaktionen zu verhindern. Wenn das vorliegende Klebstoffgemisch verwendet wird, um menschliches Gewebe zu verbinden oder abzudichten, ist ein bevorzugtes Serumalbumin gereinigtes menschliches Serumalbumin, welches sterilisiert, gegen einen basischen Puffer mit einem pH-Wert von etwa 8,0-11,0 dialysiert, durch Ultrafiltration durch eine Membran mit einem Molekulargewichtsausschluss von etwa 50.000 konzentriert worden ist, um ein konzentriertes, gepuffertes wässriges Gemisch mit etwa 20-60 Gew./Vol.-%, vorzugsweise etwa 35-45 Gew./Vol.-%, menschlichem Serumalbumin zu ergeben.
Bevorzugte bifunktionelle Vernetzungsmittel schließen von Polyethylenglycol abgeleitete Vernetzungsmittel mit einem Molekulargewicht (Gewichtsmittel) im Bereich von etwa 1.000- 15.000 und vorzugsweise im Bereich von etwa 2.000-4.000 ein. Wenn das Molekulargewicht des Vernetzungsmittels im Bereich von etwa 1.000-5.000 liegt, wird das Vernetzungsmittel allgemein bei einer Konzentration von etwa 50-300 mg/ml in Wasser gelöst. Wenn entsprechend das Molekulargewicht des Vernetzungsmittels im Bereich von etwa 5.000-15.000 liegt, wird das Vernetzungsmittel allgemein bei einer Konzentration im Bereich von etwa 300-800 mg/ml in Wasser gelöst.
Die Klebstoffzusammensetzung dieser Erfindung kann in verschiedenen Anwendungen verwendet werden. Einige Anwendungen schließen die Verwendung der klebenden Dichtungsmittel-Zusammensetzung ein, um Gewebe entweder zusätzlich zu oder als Ersatz von Fäden, Klammern, Bändern und/oder Binden zu verbinden. In einer anderen Anwendung kann der vorliegende Klebstoff verwendet werden, um postoperative Adhäsionen zu verhindern. Bei dieser Anwendung ist die Klebstoffzusammensetzung auftragbar und härtet als Schicht auf Oberflächen von inneren Organen oder Geweben, um die Erzeugung von Adhäsionen an einer Operationsstelle zu verhindern, während die Stelle verheilt. Zusätzliche Anwendungen schließen das Abdichten von Geweben ein, um Blut- oder andere Flüssigkeitslecks an der Faden- oder der Klammerlinie zu verhindern oder zu regulieren, sowie Luftlecks im Lungensystem zu verhindern oder zu regulieren.
Fig. 1 ist eine graphische Darstellung einer gemessenen Schälkraft einer Klebstoffzusammensetzung dieser Erfindung.
Fig. 2 ist eine graphische Darstellung von Schälkraftmessungen von verschiedenen Proben der Klebstoffzusammensetzung, welche verwendet werden, um herausgeschnittene Meerschweinchenhautstreifen zusammen zu kleben.
Fig. 3 ist ein schematisches Diagramm eines Geräts, das verwendet wird, um die Berstfestigkeit einer klebenden Dichtungsmittel-Zusammensetzung zu messen.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klebstoff Zusammensetzung, welche hohe mechanische Festigkeit, Flexibilität, hohe Härtungsgeschwindigkeit und ausreichende Adhäsion aufweist, die benötigt werden, um Gewebe in vivo zu verbinden und/oder abzudichten. Die Klebstoffzusammensetzung wird aus zwei Komponenten, einer gepufferten, basischen Protein-Lösung und einem bifunktionellen Vernetzungsmittel, hergestellt. Die gepufferte Proteinlösung und das bifunktionelle Vernetzungsmittel werden typischerweise unter Verwendung von im Handel erhältlichen Materialien und etablierten Syntheseverfahren hergestellt. Die Verwendung von bekannten, im Handel erhältlichen Materialien bei der Herstellung der Klebsfoffzusammensetzung stellt einen Vorteil bei der Ausübung dieser Erfindung bereit, weil die meisten dieser Materialien allgemein eine Geschichte von klinischer Sicherheit und/oder Verwendung haben.
Geeignete Proteine zur Verwendung in der vorliegenden Klebstoffzusammensetzung schließen nichtimmunogene, wasserlösliche Proteine ein. Serumlipoproteine sind besonders gut geeignet zu diesem Zweck, weil diese Proteine an Lipide binden und auch eine verhältnismäßig hohe Elastizität im naturierten oder halbnaturierten Zustand zeigen. Es wird angenommen, dass diese Eigenschaften eine gehärtete Matrix bereitstellen, welche stark sowie geschmeidig und elastisch ist. Andere lösliche Proteine, zusätzlich zu Serumlipoproteinen, sind auch für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet. Wässrige Gemische von Proteinen, wie Derivate von Elastin, Fibrinogen und Kollagen können in der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Andere Proteine, die mit Gentechnikverfahren hergestellt werden, können in der vorliegenden Erfindung auch nützlich sein. Zum Beispiel offenbart US-Patent Nr. 5,243,038 ein Verfahren zum Entwerfen und Bauen von synthetischem DNA und die Verwendung dieses neuen genetischen Materials bei der Synthese von großen Polypeptiden, wie Blockcopolymeren, die Aminosäuresequenzen enthalten, die Segmenten identisch sind, die in den natürlich vorkommenden Proteinen Seide und Elastin gefunden wurden. Diese Technologie kann verwendet werden, um Proteine zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung zu optimieren, in dem die Anzahl und der Abstand von Vernetzungsstellen (z. B. Lysinresten) in der Polypeptidkette variiert wird, und Polypeptidblöcke zwischen diese Stellen verteilt werden, wobei die Polypeptidblöcke gewünschte Eigenschaften, wie Elastizität, Wasserlöslichkeit oder Affinität an Gewebeoberflächen, verleihen. Die genaue Zusammensetzung solcher mehrfunktionellen, rekombinanten Proteine würde von den gewünschten physikalischen Eigenschaften und der beabsichtigten Endverwendung abhängen.
Bevorzugte gepufferte Proteinlösungen, welche in der vorliegenden Klebstoffzusammensetzung verwendet werden können, schließen konzentrierte wässrige Serumalbuminproteingemische ein, die auf einem pH-Wert zwischen etwa 8,0-11,0 gepuffert sind, wobei die Pufferkonzentration im Bereich von etwa 0,01-0,25 molar liegt. Geeignete Puffersysteme schließen Puffer ein, welche physiologisch und/oder klinisch verträglich sind, wie bekannte Carbonat- oder Phosphatpuffersysteme, vorausgesetzt, der Puffer reagiert nicht ungünstig mit dem oder ändert anderweitig das Vernetzungsmittel. Ein bevorzugtes Puffersystem ist ein Carbonat/Bicarbonatpuffersystem bei einem pH-Wert Wert von etwa 9,0-10,5 bei einer Konzentration im Bereich von 0,05-0,15 molar.
Serumalbuminprotein wird unter Verwendung bekannter Isolierungsverfahren leicht aus Serum isoliert. Außerdem ist es möglich, menschliches Serumalbumin aus genetisch transformierten Zellen zu produzieren (siehe zum Beispiel die Berichte von Quirk et al., Biotechnology and Applied Biochemistry, 11: 273-287 (1989), Kalman et al., Nucleic Acids Research, 18: 6075-6081 (1990), Sleep et al., Biotechnology, 8: 42-46 (1990) und Sijmons et, al., Biotechnology, 8: 217-221 (1990). Die Fähigkeit, menschliches Serumalbumin rekombinant zu produzieren, stellt den Vorteil bereit, dass das mit diesem Verfahren produzierte Protein frei von Pathogenen, Viren oder anderen Verunreinigungen ist, die Albumin kontaminieren könnten, das direkt aus Serum isoliert wird.
Wenn es in den vorliegenden gepufferten Gemischen verwendet wird, ist festgestellt worden, dass das Serumalbumin nicht denaturiert ist. Weil das Albumin nicht denaturiert wird, bevor es verwendet wird, wird angenommen, dass die Albuminproteine ihre naturierte, gefaltete. Konformation behalten und folglich, nachdem sie während des Härtungsverfahrens vernetzt worden sind, einen gelähnlichen Feststoff bereitstellen, und der gehärtete Klebstoff behält ausreichende Flexibilität, um eine geeignete Klebstoffmatrix bereitzustellen.
Verschiedene geeignete Vernetzungsmittel können in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Bevorzugte Vernetzungsmittel schließen einen Polyethylenglycol- oder Polyoxyethylenkettenteil (-PEG-), einen aktivierten Abgangsgruppenteil (-G) und eine verbindende Einheit (-LM-) ein, welche den -PEG-Teil und den Abgangsgruppenteil -G verbindet. Vernetzungsmittel schließen Verbindungen der Formel
G-LM-PEG-LM-G
ein, wobei -PEG- ein zweiwertiger Rest ist, dargestellt durch die Formel
-O-(CH&sub2;-CH&sub2;-O-)a-
wobei a eine ganze Zahl von 20-300 ist; -LM- auch ein zweiwertiger Rest, wie ein Carbonatrest, dargestellt durch die Formel -C(O)-, ein zweiwertiger Monoesterrest, dargestellt durch die Formel -(CH&sub2;)b-C(O)-, wobei b eine ganze Zahl von 1-5 ist, ein zweiwertiger Diesterrest, dargestellt durch die Formel -C(O)-(CH&sub2;)c-C(O)-, wobei c eine ganze Zahl von 2-10 ist und wobei der aliphatische Teil des Restes gesättigt oder ungesättigt sein kann, ein Dicarbonatrest, dargestellt durch die Formel -C(O)-O-(CH&sub2;)d-O-C(O)-, wobei d eine ganze Zahl von 2-10 ist, oder ein zweiwertiger oligomerer Rest ist, dargestellt durch die Formeln -R-C(O)-, -R-C(O)-(CH&sub2;)c-C(O)- oder -R-C(O)-O-(CH&sub2;)d-O-C(O)-, wobei c eine ganze Zahl von 2-10 ist, d eine ganze Zahl von 2-10 ist und R ein Polymer oder ein Copolymer mit 1-10 monomeren Lactid-, Glycolid-, Trimethylencarbonat-, Caprolacton- und p-Dioxanon-Resten ist; und -G eine Abgangsgruppe, wie eine Succinimidyl-, Maleimidyl-, Phthalimidyl- oder in einer anderen Ausführungsform eine Nitrophenyl-, Imidazolyl- oder Tresyl-Abgangsgruppe, ist.
Der -PEG-Teil des Vernetzungsmittels leitet sich vorzugsweise von den im Handel erhältlichen Verbindungen mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts im Bereich von etwa 1.000-15.000, vorzugsweise mit einem Gewichtsniittel des Molekulargewichts im Bereich von etwa 2.000-4.000, ab. Diese Verbindungen sind in verschiedeijen Arten von biomedizinischen Materialien verwendet worden, weil gezeigt worden ist, dass sie nichttoxisch sind sowie vom Körper schnell ausgeschieden werden, wenn das Molekulargewicht unterhalb von etwa 30.000 liegt.
Die Abgangsgruppe, -G, Teil des Vernetzungsmittels, ist eine aktivierte Abgangsgruppe, welche ermöglicht, dass das Vernetzungsmittel reagiert mit oder sich chemisch an freie primäre oder sekundäre Aminreste eines Proteins bindet. Geeignete Abgangsgruppen schließen Succinimidyl, andere Imide, wie Maleimidyl und Phthalimidyl, heterocyclische Abgangsgruppen, wie Imidazolyl, aromatische Abgangsgruppen, wie ein Nitrophenyl, oder fluorierte Alkylsulfon-Abgangsgruppen, wie Tresyl (CF&sub3;-CH&sub2;-SO&sub2;-O-), ein. Eine bevorzugte Abgangsgruppe ist der Succinimidylrest, weil Untersuchungen der Mutagenität, Onkogenität und Teratogenität dieses Rests nahelegen, dass die kleine Menge dieses aktivierenden Rests, welcher freigesetzt wird, wenn die Vernetzungsreaktion und/oder die Klebstoffzusammensetzung härtet, kein lokales oder systemisches Toxikologierisiko darstellt.
Wenn in der vorliegenden Zusammensetzung verwendet, kann die verbindende Einheit, -LM-, mehrere verschiedene Arten von zweiwertigen Verbindungen sein. Zum Beispiel haben die im Handel erhältlichen Verbindungen den -PEG-Teil und den -G-Teil, der mit einer gesättigten Dicarbonsäure, wie Bernsteinsäure, verbunden ist, wobei eine gesättigte verbindende Diestereinheit erhalten wird. In einer anderen Ausführungsform kann eine ungesättigte Dicarbonsäure wie, Fumar-, Malein-, Phthal- oder Terephthalsäure, verwendet werden, wobei eine ungesättigte verbindende Diestereinheit erhalten wird. In einer anderen Ausführungsform kann die verbindende Einheit eine leicht hydrolysierbare Verbindung, wie oligomere Derivate von Polymilchsäure, Polyglycolsäure, Polydioxanon, Polytrimethylencarbonat oder Polycaprolacton, sowie Copolymere sein, die unter Verwendung geeigneter Monomere dieser aufgeführten Polymere hergestellt werden.
In einer anderen Ausführungsform dieser Erfindung kann eine aktivierte Abgangsgruppe direkt mit einem Carbonatester von Polyethylenglycol verbunden sein. In dieser Ausführungsform würde die verbindende Einheit, -LM-, ein Carbonatrest, -C(O)- zwischen dem -PEG-Teil und dem -G-Teil des Vernetzungsmittels sein. In noch anderen Ausführungsformen dieser Erfindung kann die verbindende Einheit ein Dicarbonatrest, wie ein Ethylencarbonatrest, sein, welcher durch Verbinden des -PEG-Teils und des -G-Teils mit Ethylenbischlorformiat hergestellt wird.
Die Vernetzungsmittel können unter Verwendung bekannter Verfahren, Verfahrensweisen oder Syntheseverfahren, wie die Verfahrensweisen hergestellt werden, von denen in den US- Patenten Nr. 4,101,380 oder 4,839,345 berichtet wird, die Verfahrensweise, von der in der Internationalen Anmeldung Nr. PCT/US90/02133, eingereicht am 19. April 1990, berichtet wird, oder die Verfahrensweise, von der durch Abuchowslci et al., Cancer Biochem. Biophys., 7: 175-186 (1984) berichtet wird. Polyethylenglycol und ein geeignetes Säureanhydrid werden in einem geeigneten polaren organischen Lösungsmittel in Gegenwart einer Base gelöst und eine Zeit lang unter Rückfluss erhitzt, die ausreicht, eine Polyethylenglycoldiesterdisäure zu erzeugen. Die Diesterdisäure wird dann mit einer Abgangsgruppe, wie einer N-Hydroxyimidverbindung, in einem geeigneten polaren organischen Lösungsmittel in Gegenwart von Dicyclohexylcarbodümid oder anderer Kondensationsmittel umgesetzt und bei Raumtemperatur gerührt, um das gewünschte bifunktionelle Vernetzungsmittel zu erzeugen.
In einer anderen Ausführungsform können Polyethylenglycol und ein geeignetes Dicarbonsäurechlorid oder Bischlorformiat in einem geeigneten polaren organischen Lösungsmittel eine Zeit lang gelöst werden, die ausreicht, den gemischten Säurechlorid-Polyethylenglycolester oder den gemischten Chlorformiat-Polyethylenglycolester zu erzeugen. Die gemischten Ester können dann mit einer Verbindung, wie einer N-Hydroxyimidverbindung in einem geeigneten polaren organischen Lösungsmittel umgesetzt werden und bei erhöhter Temperatur eine Zeit lang gerührt werden, die ausreicht, um das gewünschte bifunktionelle Vernetzungsmittel zu erzeugen.
Es ist auch festgestellt worden, dass die Härtungszeit der vorliegenden Klebstoffzusammensetzungen durch die Verwendung von Puffern mit verschiedenen pH-Werten eingestellt werden kann. Zum Beispiel ist es durch Variieren des pH-Werts des Puffers möglich, die Härtungsgeschwindigkeitszeit von etwa 10 Sekunden auf weniger als etwa 10 Minuten zu verändern. Kurz gesagt stellt das Mischen konzentrierter wässriger Serumalbumin- und Vernetzungsmittelgemische mit höheren Pufferkonzentrationen die schnellste Härtungszeiten bereit. Es ist auch festgestellt worden, dass höhere Konzentrationen an Protein und Vernetzungsmittel eine verhältnismäßig stärkere, gehärtete Matrix bereitstellen. Wenn die Gemische jedoch zu konzentriert sind und die Viskosität zu groß wird, sind diese Klebstoffzusammensetzungen nicht so leicht auftragbar oder können Klebstoffe mit unerwünschten Eigenschaften bereitstellen. Zum Beispiel können Gemische, welche zu viskos sind, unter Verwendung erhältlicher Auftragvorrichtungen, wie Spritzen oder Sprühgeräte, nicht leicht auftragbar sein. Außerdem wenn die Vernetzungsmittelkonzentration zu hoch ist, kann die so erhaltene gehärtete Klebstoffmatrix bis zu einem Ausmaß quellen, dass die Stärke der Matrix in Gegenwart von Wasser oder anderen Flüssigkeiten erniedrigt wird. Ferner kann die Fähigkeit, die beiden Komponenten unter Verwendung von Injektions- oder Sprühgeräten ausreichend zu mischen, verringert sein.
Die Zweikomponentenklebstoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist auf Gewebe auf mehrere verschieden Art und Weisen auftragbar. Zum Beispiel kann der Klebstoff schnell zusammen gemischt werden und dann unter Verwendung üblicher Auftragvorrichtungen auftragbar sein. In einer anderen Ausführungsform können die beiden Komponenten zusammen gemischt werden und dann als Spray auftragbar sein. In einem anderen Auftragverfahren werden die beiden Komponenten des Klebstoffs zu einer Doppelspritze zugefügt. Die beiden Zylinder der Spritze werden mit einem "Y"-Verbindungsstück verbunden, welches an eine Spiralmischerdüse angebracht wird. Wenn die beiden Komponenten aus der Spritze herausgepresst werden, werden sie in der Düse gemischt und sind wie benötigt in einer verhältnismäßig einheitlichen, kontrollierten Art und Weise direkt auf das Gewebe auftragbar. In einer anderen Ausführungsform kann eine Sprühdüsenspitze, wie eine TISSEEL®-Sprühspitze, verkauft von Immuno AG, Wien, Österreich zur Verwendung mit einem Zweikomponentenfibrin-Dichtungsmittelkit, an Stelle der Spiralmischerdüse verwendet werden. In dieser Anwendung wird ein feines Spray der Klebstoffzusammensetzung auf ein Gewebe aufgetragen, wenn die Kolben der Spritze niedergedrückt werden.
Die Klebstoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann in verschiedenen gegenwärtigen medizinischen Verfahren und Praxis verwendet werden. In einer Anwendung kann die vorliegende Klebstoffzusammensetzung verwendet werden, um die Anzahl der Fäden, die unter Verwendung gegenwärtiger Praxis normalerweise erforderlich sind, zu vermeiden oder wesentlich zu verringern sowie die Notwendigkeit zum nachfolgenden Entfernen bestimmter Fäden zu beseitigen. In einer anderen Anwendung kann diese Klebstoffzusammensetzung verwendet werden, um Hauttransplantate anzubringen und Gewebelappen oder freie Lappen während rekonstruktiver Chirurgie in die richtige Lage zu bringen. In noch einer anderen Anwendung kann diese Klebstoffzusammensetzung verwendet werden, um Zahnfleischlappen in der Periodontalchirurgie zu schließen. In allen diese Anwendungen ist die vorliegende Klebstoffzusammensetzung eine dünne Schicht von gehärtetem Material, welches zwischen zwei angrenzenden Schichten von lebenden Geweben wirksam schichtweise angeordnet ist. Wegen der Bioabsorbierbarkeit und dem Fehlen von Toxizität der Klebstoffzusammensetzung, ist das Heilen und nachfolgende Wiederanbringen der beiden Gewebeschichten aneinander nicht gestört.
Zusätzlich zur Verwendung der vorliegenden Klebstoffzusammensetzung als Klebstoff an sich, kann die vorliegende Zusammensetzung auch als Dichtungsmittel verwendet werden. Wenn in dieser Anwendung verwendet, kann diese Zusammensetzung verwendet werden, um Luftlecks zu verhindern, die gegenwärtig mit Lungenchirurgie verbunden sind, oder das Bluten bei anderen Operationsverfahren zu hemmen oder zu verhindern. Wenn auf diese Art und Weise verwendet, kann das darunterliegende Gewebe mit einer verhältnismäßig dicken Schicht Klebstoff beschichtet werden, weil das Gewebe selbst nur auf einer Seite heilen muss.
Die andere Seite des Klebstoffs, wenn sie gehärtet ist, stellt einfach ein schmiermittelähnliches Gel dar, welches in vivo in einem verhältnismäßig kurzen Zeitraum von etwa vier bis sechzig Tagen absorbiert wird. Im Hinblick auf diese Eigenschaft der vorliegenden Klebstoffzusammensetzung kann sie auch verwendet werden, um unerwünschte Gewebeadhäsionen zu verhindern, welche mit gegenwärtigen Operationsverfahren verbunden sind.

Beispiele

Die folgenden Beispiele sollen die Ausübung der beanspruchten Erfindung beschreiben und veranschaulichen. Die Beispiele sollten jedoch nicht ausgelegt werden, um den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu beschränken, welche durch die angehängten Patentansprüche definiert wird.
Die folgenden Verfahren wurden verwendet, um mehrere verschiedene Arten von bifunktionellen Vernetzungsmitteln herzustellen. Die folgenden Verfahren sind Änderungen von Verfahren, von denen in US-Patent Nr. 4,101,380 und in Abuchowski et al., vorstehend angeführt, berichtet werden.

Beispiel 1

Synthese von Polyethylenglycoldisuccinimidylsuccinat PEG-SS2

Polyethylenglycol, PEG, (50 g, Aldrich Chemical Company, Milwaukee, WI, verkauft als 3.400 mittleres Molekulargewicht, GPC-Analyse Mn betrag 2.980, Mw betrug 3.480), wurde in 1,2-Dichlorethan (250 ml), das Bernsteinsäureanhydrid (14,7 g) und wasserfreies Pyridin (12 ml) enthielt, gelöst. Das Gemisch wurde unter Stickstoff drei Tage lang unter Rückfluss erhitzt. Nach Filtrieren und Verdampfen des Lösungsmittels wurde der Rückstand in 100 ml Wasser gelöst und 30 Minuten lang mit dem Kationenaustauscherharz DOWEX 50 (H+) (50 g) behandelt. Das Gemisch wurde dann filtriert und das DOWEX 50 wurde mit Wasser gewaschen (50 ml 1x). Das vereinte Filtrat wurde mit wasserfreiem Diethylether gewaschen (50 ml 2x). Das PEG-Disuccinat wurde dann aus der Wasserphase mit zwei 100 ml- Chloroform-Waschportionen extrahiert. Das Verdampfen von Chloroform erbrachte etwa 49 g PEG-Disuccinat.
Das PEG-Disuccinat wurde in 200 ml N,N-Dimethylformamid (DMF) bei 37ºC gelöst und 4,23 g N-Hydroxysuccinimid (NHS) wurden zur Lösung zugegeben. Das Gemisch wurde auf 0ºC abgekühlt 7,58 g Dicyclohexylcarbodümid (DCC) wurden in 50 ml DMF gelöst und unter ununterbrochenem Rühren tropfenweise zur vorstehenden Lösung zugegeben. Das Gemisch wurde bei Raumtemperatur 24 Stunden lang stehen gelassen und filtriert. 100 ml Toluol wurden zum Filtrat zugegeben, und die Lösung wurde in ein Eisbad gestellt. Das gewünschte Polyethylenglycoldisuccinimidylsuccinatprodukt, PEG-SS2, wurde durch langsame Zugabe von Petrolether gefällt. Der Niederschlag wurde auf einem gesinterten 10- 20 Mikrometer Glasfilter gesammelt. Das Lösen in Toluol und das Fällen mit Petrolether wurde dreimal wiederholt. Das PEG-SS2 wurde weiter gereinigt, indem es in 100 ml 0,1 M Citrat/Phosphatpuffer, pH 2,2 gelöst und durch einen gesinterten 4-8 Mikrometer Glasfilter filtriert wurde. Das PEG-SS2 wurde mit Chloroform extrahiert (100 ml 2x) und das Lösungsmittel wurde bei vermindertem Druck in einem Rotationsverdampfer verdampft. Das PEG-SS2 wurde dann in Toluol gelöst und mit Petrolether gefällt, über Nacht unter Vakuum bei Raumtemperatur getrocknet und in einem Kühlschrank gelagert.

Beispiel 2

Synthese von N-Hydroxysuccinimidester von Dicarboxymethylpolvethylenglycol

Dicarboxymethylpoly(ethylenglycol) (Molekulargewicht 3.400), gekauft von Shearwater Polymers, Inc., Huntsville, AL, (5 g) und N-Hydroxvsuccinimid, gekauft vom Sigma Chemical Co., St. Louis, MO, (1 g) wurden unter mechanischem Rühren unter Stickstoff in 30 ml wasserfreiem DMF gelöst. Die Lösung wurde auf 0ºC abgekühlt, und eine Lösung von Dicyclohexylcarbodümid (1,79 g) in 5 ml DMF wurde tropfenweise zugegeben. Das Rühren wurde in der Kälte 3 Stunden lang dann bei Raumtemperatur über Nacht (16 Stunden) fortgesetzt. Dicyclohexylharnstoff, welcher ausfiel, wurde durch Filtrieren entfernt. Toluol (100 ml) wurde zum Filtrat zugegeben und auf 0ºC abgekühlt. Das Produkt wurde dann durch Zugabe von Petrolether gefällt. Der Niederschlag wurde auf einem gesinterten Glasfilter gesammelt. Das Lösen in Toluol und das erneute Fällen mit Petrolether wurde dreimal wiederholt. Das Produkt wurde unter Vakuum in einem Exsikkator getrocknet.

Beispiel 3

Synthese von Polyethlenlycol-di-oligoglycoliddisuccinimidylsuccinat

Ein 500 ml Dreihals-Rundkolben wurde unter Stickstoff über der Flamme getrocknet. Der Kolben wurde unter kontinuierlicher Stickstoffspülung mit 50 g PEG (Molekulargewicht 3.400), 300 ml Xylol und 1 Tropfen 0,33 M Zinnoctoatlösung in Xylol beschickt. Der Kolben würde erhitzt, um die Lösung zu kochen, und 50 ml Xylol wurden durch Destillation entfernt. Die Lösung wurde dann auf Raumtemperatur abgekühlt. 17 g Glycolid (Boehringer Ingelheim KG, Ingelheim, Deutschland) wurden zum Kolben zugegeben und das Reaktionsgemisch wurde 16 Stunden lang unter Stickstoff unter Rückfluss erhitzt. Das Copolymerreaktionsgemisch wurde heiß filtriert, um das Polyglycolidhomopolymer zu entfernen. Das Copolymer fiel dann bei Abkühlen aus dem Filtrat aus, und wurde durch Filtrieren gesammelt. Das Copolymer wurde in einen Kolben mit 500 ml Dichlormethan und 7 g Succinylchlorid eingebracht. Die Lösung wurde über Nacht (16 Stunden) unter Stickstoff unter Rückfluss erhitzt. 8,5 g N-Hydroxysuccinimid wurden zum Kolben zugegeben, und das Erhitzen unter Rückfluss wurde einen weiteren Zeitraum über Nacht fortgesetzt. Ein weißer Feststoff wurde durch Fällen bei Abkühlen der Lösung erhalten. Das Produkt wurde dann gereinigt, indem mehrere Male erneut in Toluol gelöst und erneut mit Petrolether gefällt wurde. Der endgültige Niederschlag wurde unter Vakuum getrocknet und in einem Exsikkatör gelagert. Die Struktur des Produkts wurde durch NMR-Analyse bestätigt.

Beispiel 4

Synthese von Polyethylenzlycoldimaleimidvlsuccinat

Etwa 12 g PEG-Disuccinat und 1 g N-Hydroxymaleimid (Aldrich Chemical Co.) wurden in einen 250 ml-Dreihals-Rundkolben mit 50 ml wasserfreiem DMF unter Stickstoff eingebracht. Das Gemisch wurde bei 60ºC unter mechanischem Rühren gelöst und auf 0ºC abgekühlt. Eine Lösung von 1,82 g Dicyclohexylcarbodiimid in DMF (5 ml) wurde tropfenweise zum Kolben zugegeben. Die Umsetzung wurde über Nacht bei Raumtemperatur unter Stickstoff mischen gelassen. Dicyclohexylharnstoff wurde durch Filtrieren entfernt, und das Produkt wurde erhalten, indem Toluol zugegeben und mit Petrolether gefällt wurde. Das Lösen in Toluol und das erneute Ausfällen mit Petrolether wurden dreimal wiederholt. Das gereinigte Produkt wurde unter Vakuum getrocknet und in einem Exsikkator gelagert.

Beispiel 5

Synthese von Polyethylenglycoldiphthalimidylsuccinat

Etwa 15 g PEG-Disuccinat und 1,65 g N-Hydroxyphthalimid (Aldrich Chemical Co.) wurden in ein 250 ml-Dreihals-Rundkolben mit 30 ml wasserfreiem DMF unter Stickstoff eingebracht. Das Gemisch wurde bei 60ºC unter mechanischem Rühren gelöst und auf 0ºC abgekühlt. Eine Lösung von 1,82 g Dicyclohexylcarbodimid in DMF (5 ml) wurde tropfenweise zum Kolben zugegeben. Die Umsetzung wurde über Nacht bei Raumtemperatur unter Stickstoff mischen gelassen. Dicyclohexylharnstoff wurde durch Filtrieren entfernt und das Produkt wurde erhalten, indem Toluol zugegeben und mit Petrolether gefällt wurde. Das Lösen in Toluol und das erneute Ausfällen mit Petrolether wurden dreimal wiederholt. Das gereinigte Produkt wurde unter Vakuum getrocknet und in einem Exsikkator gelagert.

Beispiel 6

Herstellung eines Zweikomponentenklebstoffs

Das folgende Verfahren wurde verwendet, um einen Zweikomponentenklebstoff unter Verwendung mehrerer Proteinquellen und bifunktioneller Vernetzungsmittel herzustellen. Wässrige Lösungen eines Proteins und eines Vernetzungsmittels, wie in Tabelle 1 aufgeführt, wurden in eine Porzellantestvertiefung pipettiert (0,2 ml von jeder Lösung) und mit einem rostfreien Stahlstab kontinuierlich gemischt. Die Härtungszeit und die physikalische Konsistenz jeder der Zweikomponentenklebstoffe sind auch in Tabelle 1 aufgeführt.
Die Daten zeigten an, dass Fisch- und Rindergelatine, Ei- und Serumalbumin sowie Caseinprotein, die mit PEG-SS2 vernetzt waren, einen Klebstoff bereitstellten, welcher sehr elastisch war, gute Klebekraft und eine verhältnismäßig schnelle Härtungsgeschwindigkeit aufwies. Tabelle 1
MW = Gewichtsmittel des Molekulargewichts

Beispiel 7

Wirkung von Puffer und pH-Wert

Zwei Komponenteklebstoffe wurden gemäß dem Verfahren hergestellt, das in Beispiel 6 beschrieben ist, außer dass der pH-Wert des Puffers in der Proteinlösung geändert wurde, wie in Tabelle 2 aufgeführt. Die Daten zeigen an, dass ein bevorzugter pH-Wertbereich etwa 8,44-10,0 beträgt. Tabelle 2
MW = Gewichtsmittel des Molekulargewichts

Beispiel 8

Wirkung des Vernetzungsmittels auf Klebekraft

Eine 30% HSA (Serumalbumin des Menschen) Lösung von Sigma Chemical Co. und eine 25% HSA-Lösung von Baxter Healthcare, Inc. wurden gegen einen 0,1 M Carbonat/Bicarbonat-Puffer, pH 10 über Nacht bei 4ºC dialysiert und durch Ultrafiltration durch eine Celluloseesterscheibenmembran mit einem Molekulargewichtsausschluss von 50.000 (Spectrum Medical Industries, Inc.) in einer Druckfiltrationszelle unter Stickstoff bei 0,41 MPa (Überdruck) (60 psig) auf etwa 40% konzentriert. Die Endkonzentration wurde, bezogen auf das Volumen des gesammelten Filtrats berechnet. Die maximale Konzentration, die unter diesen Bedingungen während der Ultrafiltration über Nacht erhalten wurde, betrug typischerweise 42-45%. Das RSA (Kaninchenserumalbumin) von Sigma und RSA kristallisierte Protein von ICN Biomedical, Inc. wurden in 0,1 M Carbonat/Bicarbonat-Puffer, pH 10 gelöst und durch dasselbe für HSA verwendete Verfahren auf 40% konzentriert.
Verschiedene Konzentrationen von PEG-SS2 (3.400 MW und 10.000 MW) wurden in desionisiertem Wasser hergestellt. Die Albumin- und die Vernetzungsmittellösungen wurden unter Verwendung einer 1 ml-Doppelspritze im gleichen Volumen gefördert. Die Spritzenspitzen wurden mit einem "Y"-Verbindungsstück verbunden, welches mit einem speziell maschinell bearbeiteten TEFLON-Adapter verbunden wurde, der in eine Spiralmischerdüse mit einem Durchmesser von 1,8 Zoll · 0,187 Zoll (4,57 cm · 0,475 cm) (TAH Industries, Inc., Robbinsville, NJ, Teilenr. 150-312) eingesetzt wird. Das Klebstoffgemisch wurde für den Adhäsionstest durch den Mischer direkt auf das Testsubstrat injiziert.
Frisch herausgeschnittene Meerschweinchenhaut wurde in Streifen geschnitten, und ein Polystyrolfenster mit einer Öffnung von 0,5 · 1,0 Zoll (1,27 cm · 2,54 cm) wurde auf ein Ende des Streifens aufgebracht, um den Leim in einem bestimmten Bereich zu enthalten. Beim Füllen des Fensters mit Leim wurde es mit einem anderen Streifen Meerschweinchenhaut bedeckt. Ein 500 g-Stahlgewicht wurde etwa eine Minute lang auf diesen Aufbau aufgebracht. Die Probe wurde in den HIeinmbacken einer Computer gesteuerten mechanischen Testmaschine (880 Material Test System, MTS System, Inc., Minneapolis, MN), die auf eine Umformgeschwindigkeit von 0,8 Zoll/min (2 cm/min) mit einer Messlänge von 1 Zoll. (2,54 cm) und einer Messdose von 5 Pfund. (2,27 kg) eingestellt wurde, auseinander geschält. Die Schälkraft wurde aufgezeichnet nach dem Beginn des Klebstoffversagens, wenn die konstante Kraft zum Fortfahren des Schälens erforderlich ist, wie in Fig. 1 gezeigt. Vier Wiederholungen wurden für jede Testbedingung durchgeführt. Die Ergebnisse dieses Tests sind in Fig. 2 aufgeführt.

Beispiel 9

Messung der Berstfestigkeit des klebenden Dichtungsmittels

Ein in Fig. 3 veranschaulichter Druckaufbau wurde verwendet, um die Berststärke von Materialien zu testen, die verwendet werden, um standardisierte Löcher oder Schlitze in Testmembranen abzudichten. Dieser Aufbau schloß einen Aluminiumdruckbehälter (1) mit einem Innendurchmesser von 35 mm ein, der mit einem Millivoltausgangsdruckmesswandler (2) mit einem Bereich von 0 bis 0,1 MPa (Überdruck) (0 bis 15 psig) (MODEL PX236, Omega Engineering, Inc., Stamford, CT) und einer Druckeinlassöffnung (3) verbunden wurde. Um einen Test durchzuführen, wurde unter Verwendung eines Abstanzers ein Loch mit einem Durchmesser von etwa 5 mm (4) (oder einem anderen standardisierter Defekt) in das Zentrum einer Testmembran-(5) geschnitten. Die Membran wurde dann auf ein Stück 0,4 mm dicke TEFLON-Folie aufgebracht, wobei das Loch in der Membran in einem größeren Loch (14 mm Durchmesser) in der TEFLON-Folie zentriert wurde. Die TEFLON-Folie wurde dann auf eine flache Oberfläche mit der Membranseite nach unten aufgebracht, und das klebende Dichtungsmittel-Testmaterial wurde aufgetragen, um das Loch in der Folie zu füllen. Ein fester TEFLON-Block wurde dann vor dem Härten schnell auf das Dichtungsmittel aufgebracht, so dass die TEFLON-Folie als Abstandshalter diente, um eine Schicht Dichtungsmittel mit einer Dicke von genau 0,4 mm zu erzeugen. Nachdem die gewünschte Härtungszeit verstrichen war, wurde der TEFLON-Block umgedreht, und die Membran wurde vorsichtig abgeschält, um eine kreisförmige Stelle von Dichtungsmittel (6) zu erhalten, welches das Loch in der Membran bedeckte. Die Testmembran mit abgedichtetem Defekt wurde dann auf das offene Ende des Druckbehälters (7) montiert, indem sie zwischen zwei Gummiunterlegscheiben (8) und dann zwischen zwei Metallunterlegscheiben (9) gebracht wurde. Ein luftdichter Verschluss wurde erhalten, indem der Gewindedeckel (10) auf die zusammenpassenden Gewinde (11) des Druckbehälters geschraubt wurde. Die Öffnung im Deckel (12) wies auch einen Durchmesser von 35 mm auf, welche in Verbindung mit dem Innendurchmesser von 35 mm der Unterlegscheiben, eine feste Membranoberfläche zum Drucktesten bereitstellte.
Zwei Arten von Membranen wurden verwendet, entweder eine Collagenmembran oder eine frisch herausgeschnittene Schweineperikardprobe. Die Schweineperikardprobe wurde entweder sofort nach der Ernte oder nach Lagerung in einem feuchtigkeitsdichten Behälter bei 4ºC für nicht länger als 24 Stunden verwendet. Unter diesen Bedingungen gab es keinen wahrnehmbaren Unterschied bei der Dichtungsmittelleistung, bezogen auf die Lagerzeit dieses Gewebes.
Die Drucksequenz wurde durch Injektion von Luft in den Druckeinlaß mit einer festen Geschwindigkeit von einem Kubikzentimeter pro Sekunde unter Verwendung einer Spritzpumpe begonnen (Sage Instruments Model 351, Orion Research, Inc.). Der Druckmesswandler wurde mit einem digitalen Umformdruckmessgerät verbunden (Omega Model DP205-S. Omega Engineering, Inc.) zum Lesen von Druck (mm Quecksilber) und zum Anzeigen des Höchstdruckwerts zum Zeitpunkt des Klebstoffdichtungsmittelbruchs programmiert. Mit Widerholtests wurden reproduzierbare Höchstdruckwerte erhalten, und die Standardabweichung wurde in jedem Fall aufgeführt.
Drucktests wurden mit einer Klebstoffzusammensetzung von 40% HSA (oder RSA) in 0,08 M Carbonat/Bicarbonat-Puffer bei verschiedenen pH-Werten mit PEG-SS2 (130 mg/ml) 3,400 MW auf Collagen- und Perikardmembranen durchgeführt. Die in Tabelle 3 aufgeführten Ergebnisse legen hervorragende Dichtungsmittelleistung mit typischen Höchstdruckwerten von etwa 130 mm Hg dar.
Außerdem wurde der Höchstdruck für die vorstehenden Dichtungsmittel nach Einweichen in Kochsalzlösung gemessen. Der Test wurde durchgeführt, wie vorstehend beschrieben, außer dass die Oberfläche der Dichtungsmittel beschichten Membran vor dem Unterdrucksetzen für einem Zeitraum von bis zu 90 Minuten mit Kochsalzlösung überflutet wurde. Obwohl das Dichtungsmittelhydrogel auf etwa dass Doppelte der Dicke aufquoll, wurde erhebliche Retention der Dichtungsmittelleistung beibehalten.
Tabelle 4 zeigt die Daten, die durch Testen verschiedener Proteine, einschließlich Fischhautgelatine, Hühnereialbumin und Fibrinogen, erhalten wurden. Mit Thrombin ("Fibrinleim", BERIPLAST-P®-Dichtungsmittel, Behringwerke, Marburg, Deutschland) gemischtes Fibrinogen wurde auch als Kontrolldichtungsmittelmaterial verwendet. Keines dieser Materialien brachte eine so gute Leistung wie die Serumalbuminbeispiele. Der Hauptnachteil war die Härtungs- und Alterungszeit, die erforderlich war, um bedeutende Stärke zu erreichen. Insbesondere erforderte Hühnereialbumin fünfundzwanzig Minuten Altern nach dem Härten, um dieselbe Berstfestigkeit zu erreichen, die vom Serumalbumin erhalten wurde, das weniger als fünf Minuten lang gealtert wurde.
Dasselbe Verfahren wurde für zusätzliche 25% HSA-Lösungen durch Dialysieren gegen 0,08 M Carbonat/Bicarbonat-Puffern bei pH 9 und pH 8 wiederholt. Eine HSA-Lösung von pH 7 wurde durch Konzentration der ursprünglichen 25% HSA-Lösung auf 40% durch Ultrafiltration erhalten. Die Vernetzungsmittellösung PEG-SS2 (3.400 MW) war 130 mg, gelöst in einem ml desionisiertem Wasser. Die Albumin- und Vernetzungsmittellösungen wurden unter Verwendung einer 1 ml-Doppelspritze im gleichen Volumen gefördert, wie in Beispiel 8. Die Drucktests wurden wie vorstehend unter Verwendung einer Collagenmembran durchgeführt, außer dass das Dichtungsmittelhydrogel vor dem Testen gealtert wurde. Die Ergebnisse sind auch in Tabelle 4 aufgeführt. Diese Daten zeigen, dass optimale Drucktestwerte bei Zunahme des pH-Werts der Albuminlösung schneller erreicht werden. Außerdem ist das sich ergebende gehärtete erhaltene Dichtungsmittel nachdem vollständiges Härten stattgefunden hat, bei höherem pH-Wert der Albuminlösung unerwartet höher. Tabelle 3 Tabelle 4

Beispiel 10

Verwendung eines klebenden Zweikomponenten-Dichtungsmittels in der Allgemein- und Thorax-Chirurgie

Ein betäubtes Schwein wurde verwendet als experimentelles Modell für Thorax-Chirurgie- Komplikationen, wie Klammerlinienleckstellen während Lungen- und Bronchusresektionen, bronchopleurale Fisteln und andere Zustände, die einen Pneumothorax zur Folge haben.
Der Zweikomponenten-Klebstoff schloß Komponente A, ein 40% HSA, hergestellt durch Dialyse von im Handel erhältlichen HSA (25%-Lösung, BUMINATE 25%, Baxter Healthcare Corp., Hyland Division, Glendale, CA) gegen 0,08 M Carbonat/Bicarbonat-Puffer pH 10, gefolgt von Konzentration auf 40% durch Ultrafiltration bei 0,34 MPa (50 psi) unter Verwendung einer Celluloseester-Scheibenmembran mit einem Molekulargewichtsausschluss von 50.000, und Komponente B ein, eine Lösung von 130 mg/ml von 3.400 MW PEG-SS2, gelöst in sterilem destilliertem Wasser nicht mehr als 30 Minuten vor Gebrauch. Das PEG- SS2 wurde synthetisiert und gereinigt, wie in Beispiel 1 beschrieben.
Eine Stichwunde wurde der Lunge eines betäubten Schweins mit einem Skalpell beigebracht, welches ein bedeutendes Luftleckt während der Einatmung zur Folge hatte, wie durch Perlen von Luft durch Spülflüssigkeit, die an die Stelle verabreicht wurde, bewiesen. Die Wunde wurde mit Gaze abgetupft, um Blut und Flüssigkeit zu entfernen. Das Atemgerät wurde ausgeschaltet, und der Klebstoff wurde als Dichtungsmittel unter Verwendung einer Doppelspritze (Behring PANTAJECT Spritze, Behringwerke, Marburg, Deutschland), die mit einer Spiralmischerspitze ausgerüstet war, aufgetragen. Nach einer 20 Sekunden langen Härtungszeit wurde die Beatmung wiederhergestellt, und die Lunge wurde erneut mit Spülflüssigkeit bedeckt. Keine Luftlecks wurden beobachtet.
Eine funktionelle End-zu End-Anastomose im Schweinedarm wurde unter Verwendung eines Standardklammerverfahrens durchgeführt. Das vorstehend beschriebene Klebstoffmaterial wurde auf die Klammerlinien aufgetragen. Dieses hatte eine klare, klebende Hydrogelbeschichtung zur Folge, welche die Anastomoselinie abzudichten schien.
Unter diesen Bedingungen wurde beobachtet, dass Anastomoselinien, die mit dem Dichtungsmittel beschichtet wurden, luftdicht waren, wohingegen Anastomoselinien, die nicht abgedichtet wurden, nicht luftdicht waren.

Beispiel 11

Verwendung eines Zweikomponentenklebstoffs zum Verhindern von postoperativen Adhäsionen

Das getestete Gewebedichtungsmittelhydrogel war ein Zweikomponentenflüssigkeitsystem. Komponente A war eine sterile 40% (w/v) Lösung von menschlichem Serumalbumin in isotonischem Carbonatpuffer (0,1 M) pH 10. Komponente B war eine Lösung von 400 mg/ml von 10.000 MW PEG-SS2 (Polyethylenglycoldisuccinimidylsuccinat) in sterilem destilliertem Wasser, das gleich vor Gebrauch hergestellt wurde. Die Lösungen A und B wurden in gleichen Volumina mit einem Doppelspritzesystem gemischt, das mit einem statischen Mischkopf (Tah Industries, Inc.) verbunden wurde.
Die Bewertung der Verhinderung postoperativer Adhäsion dieser Dichtungsmittel- Formulierung wurde in einer Reihe von 10 weiblichen Kaninchen begonnen. Ein Bereich der Bauchwand von 2 · 2 cm wurde hinunter bis zur Faszie auf jeder Seite der Bauchhöhle herausgeschnitten, die durch eine Medianlaparotomieinzision freigelegt wurde. Die Gebärmutterhörner wurden durch 20maliges Kratzen mit einer Nr. 10-Skalpellklinge verletzt. Jedes Tier diente als seine eigene Kontrolle, indem zufällig auf nur eine der Bauchwandverletzungen Testmaterial aufgetragen wurde. Die Gebärmutterhörner wurden dann mit zwei Stichen an der Bauchwand innerhalb einiger Millimeter zum Rand der Wunde angebracht, die zur Laparotomienzision am dichtesten ist.
Zwei Wochen nach der Operation wurden die Kaninchen untersucht, um den Umfang, die Art und die Festigkeit der Adhäsionen zu bewerten und zu werten, die an den Bauchwandverletzungsstellen vorliegen. Diese Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt. Das verwendete Wertungssystem zum Erhalten dieser Wertungen ist in Tabelle 6 gezeigt. Obwohl auf technische Schwierigkeiten gestoßen wurde, wie in Tabelle 5 festgestellt, stellte das Testmaterial sowohl bei der Verhinderung von Adhäsionen als auch bei einer Verringerung ihrer Stärke ohne Vorhandensein eines bekannten Wirkstoffs deutlich einen unerwarteten Vorteil bereit. Tabelle 5 Zählen von erzeugten Adhäsionen bei der Materialbewertung
* Gebärmutterhorn mit nur einem Faden an die Bauchwand geheftet
** Gebärmutterhorn nicht mehr mit der Bauchwand vernäht
+ Faszia mit Peritoneum und Muskelschichten entfernt Tabelle 6

Claims

1. Klebstoffzusammensetzung, im wesentlichen bestehend aus i) einem ersten wässrigen Gemisch eines Proteins in einem etwa 0,01-0,25 molaren Puffer bei einem pH im Bereich von etwa 8,0-11,0 und ii) einem zweiten wässrigen Gemisch eines Vernetzungsmittels der Formel

G-LM-PEG-LM-G

wobei -PEG- ein zweiwertiger Rest ist, dargestellt durch die Formel

-O-(CH&sub2;-CH&sub2;-O-)a-

wobei a eine ganze Zahl von 20-300 ist;

wobei -LM- ein zweiwertiger Rest ist, der ausgewählt ist aus einem zweiwertigen Carbonatrest der Formel -C(O)-, einem zweiwertigen Monoesterrest der Formel -(CH&sub2;)b-C(O)-, wobei b eine ganze Zahl von 1-5 ist, einem zweiwertigen Diesterrest der Formel -C(O)-(CH&sub2;)c-C(O)-, wobei c eine ganze Zahl von 2-10 ist und wobei der aliphatische Teil des zweiwertigen Restes gesättigt oder ungesättigt sein kann, einem zweiwertigen Dicarbonatrest der Formel -C(O)-O-(CH&sub2;)d-O-C(O)-, wobei d eine ganze Zahl von 2-10 ist, oder einem zweiwertigen oligomeren Rest der Formeln -R-C(O)-, -R-C(O)-(CH&sub2;)c-C(O))- oder -R-C(O)-O-(CH&sub2;)d-O-C(O)-, wobei c eine ganze Zahl von 2-10 ist, d eine ganze Zahl von 2-10 ist und R ein Polymer oder ein Copolymer mit 1-10 monomeren Resten ist, die ausgewählt sind aus Lactid, Glycolid, Trimethylencarbonat, Caprolacton und p-Dioxanon; und

wobei -G eine Abgangsgruppe ist, die ausgewählt ist aus Succinimidyl, Maleimidyl, Phthalimidyl, Imidazolyl, Nitrophenyl oder Tresyl und wobei eine Kombination des ersten und des zweiten Gemisches anfänglich flüssig ist und dann auf Gewebeoberflächen härtet, wobei eine flexible, feste Matrix erhalten wird, welche an das Gewebe bindet.

2. Klebstoffgemisch nach Anspruch 1, wobei das Protein im ersten Gemisch etwa 20-60 Gew./Vol.-% Serumalbumin ist.

3. Klebstoffzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Konzentration des Vernetzungsmittels im zweiten Gemisch etwa 50-300 mg/ml beträgt, wenn das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des Vernetzungsmittels im Bereich von etwa 1.000-5.000 liegt, und wobei die Konzentration des Vernetzungsmittels im zweiten Gemisch etwa 300-800 mg/ml beträgt, wenn das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des Vernetzungsmittels im Bereich von etwa 5.000-15.000 liegt.

4. Klebstoffzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die anfängliche flüssige Kombination des ersten und des zweiten Gemisches in weniger als etwa einer Minute auf der Gewebeoberfläche härtet, wobei eine flexible, feste Matrix erhalten wird, welche innerhalb von vier bis sechzig Tagen absorbiert wird.

5. Verfahren zur Herstellung eines Gewebeklebstoffs, bestehend aus Erzeugen eines Gemisches i) eines ersten wässrigen Gemisches eines Proteins in einem Puffer bei einer Pufferkonzentration von etwa 0,01-0,25 molar und bei einem pH im Bereich von etwa 8,0-11,0 und ii) eines zweiten wässrigen Gemisches eines Vernetzungsmittels der Formel

G-LM-PEG-LM-G

wobei -PEG- ein zweiwertiger Rest ist, dargestellt durch die Formel

-O-(CH&sub2;-CH&sub2;-O-)a-

wobei a eine ganze Zahl von 20-300 ist;

wobei -LM- ein zweiwertiger Rest ist, der ausgewählt ist aus einem zweiwertigen Carbonatrest der Formel -C(O)-, einem zweiwertigen Monoesterrest der Formel -(CH&sub2;)b-C(O)-, wobei b eine ganze Zahl von 1-5 ist, einem zweiwertigen Diesterrest der Formel -C(O)-(CH&sub2;)c-C(O)-, wobei c eine ganze Zahl von 2-10 ist und wobei der aliphatische Teil des zweiwertigen Restes gesättigt oder ungesättigt sein kann, einem zweiwertigen Dicarbonatrest der Formel -C(O)-O-(CH&sub2;)a-O-C(O)-, wobei d eine ganze Zahl von 2-10 ist, oder einem zweiwertigen oligomeren Rest der Formeln -R-C(O)-, -R-C(O)-(CH&sub2;)c-C(O)- oder -R-C(O)-O-(CH&sub2;)d-O-C(O)-, wobei c eine ganze Zahl von 2-10 ist, d eine ganze Zahl von 2-10 ist und R ein Polymer oder ein Copolymer mit 1-10 monomeren Resten ist, die ausgewählt sind aus Lactid, Glycolid, Trimethylencarbonat, Caprolacton und p-Dioxanon; und

6. Verwendung einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Herstellung eines Medikaments zum Kleben von Gewebe.

7. Verwendung einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Herstellung eines Medikaments zum Abdichten von Luftlecks in Lungengeweben.

8. Verwendung einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Herstellung eines Medikaments zum Verhindern von postoperativen Adhäsionen, wobei die Zusammensetzung auf das Gewebe um die Operationsstelle herum auftragbar ist.

9. Verwendung einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Herstellung eines Medikaments zum Verhindern oder Regulieren von Blut- oder anderen Flüssigkeitslecks.