DE69819343T2

DE69819343T2 - Zusammensetzungen und ihre verwendung zur verhütung von verklebungen zwischen körpergewebe

Info

Publication number: DE69819343T2
Application number: DE69819343T
Authority: DE
Inventors: A. Jeffrey HUBBELL; D. Natalie WINBLADE; L. Donald ELBERT
Original assignee: California Institute of Technology
Current assignee: California Institute of Technology
Priority date: 1997-08-27
Filing date: 1998-08-27
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2018-08-28
Also published as: ATE252919T1; US7029688B2; EP1009451B1; WO1999010022A2; EP1009451A2; JP4503825B2; ES2210808T3; JP2003527874A; US20030185787A1; AU9036598A; DE69819343D1; WO1999010022A3; US6596267B1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Polymerzusammensetzungen und deren Verwendung zur Verhinderung der Bildung von Gewebeadhäsionen anschließend an chirurgische Verfahren oder eine Verletzung.
Hintergrund der Erfindung
Viele pathologische Zustände resultieren aus dem Anhaften von Proteinen oder Zellen an extrazellulärer Matrix, Membranen oder anderen Oberflächen im Körper. Beispielsweise kann eine Schädigung von Gewebeoberflächen nach einer Peritoneumoperation zur Bildung von fibrinösen Verklebungen zwischen Geweben führen. G. diZerega, Fertility and Sterility 61: 219–235 (1994), G. Holtz, Fertility and Sterility 41: 497–507 (1984). Diese Verklebungen können schwere Folgen haben, die Schmerzen, Darmverstopfung und Unfruchtbarkeit umfassen. Verklebungen können auch in Folge einer Staroperation auftreten. Verbliebene Linsenepithelzellen wandern auf die hintere Linsenkapsel, was zur Bildung eines Sekundärkatarakts, der als Hinterkapseleintrübung bezeichnet wird, und einer anschließenden Sehverringerung führt. D. Apple et al., Survey of Ophthalmology 37: 73–116 (1992).
Diese Störungen sind das Ergebnis einer Zerstörung der natürlich vorkommenden Oberfläche eines biologischen Gewebes durch chirurgische Manipulation oder eine äußere Verletzung und des anschließenden direkten Kontakts von einer derart zerstörten biologischen Oberfläche mit einer anderen biologischen Oberfläche und der anschließenden Bildung einer zellulären Verklebung, die die angrenzenden Gewebe verbindet. Verklebungen sind Narbengewebebrücken, die häufig gegenüberliegende Organe verbinden, die beispielsweise die Bewegung und Funktion von Organen einschränken sowie Schmerzen verursachen.
Ein Ansatz zur Verhinderung von Verklebungen umfasste die Verwendung einer physikalischen Sperre, die die biologischen Oberflächen voneinander isoliert. Versuche, den Oberflächen-Oberflächen-Kontakt von Geweben zu verhindern, wurden mit unterschiedlichen Erfolgsgraden durchgeführt. In einigen Fällen blieben die Materialien nicht in innigem Kontakt mit den behandelten biologischen Oberflächen während eines ausreichenden Zeitraums. In anderen Fällen erforderte die Applikation des Sperrmaterials eine intensive operative Manipulation, um unzugängliche Gewebeoberflächen zu bedecken.
Die meisten früheren Arbeiten zur Verhinderung von Verklebungen erfolgten auf dem Gebiet gynäkologischer Operationen. Feste, flüssige und Gelmaterialien wurden verwendet. Feste Behandlungen wirken vermutlich, indem sie eine Sperre zwischen der geschädigten Oberfläche und anderen Zellen bereitstellen. Die bekanntesten dieser Materialien sind oxidierte regenerierte Cellulose und geschäumtes Polytetrafluorethylen, jedoch führte die Verwendung dieser Sperren zu einer zweifelhaften Wirksamkeit aufgrund der Notwendigkeit intensiver chirurgischer Manipulation, die manchmal eine zusätzliche Operation, eine Nichthaftung der Sperre an der Oberfläche und eine Immunreaktion umfasste.
Flüssige Materialien umfassten Lösungen von Dextran mit hohem Molekulargewicht, Hyaluronsäure in flüssiger oder Gelform und Ringer-Lactat. Diese Materialien können wirken, indem sie eine Gewebeschädigung an erster Stelle verhindern und/oder die Gewebe "aufschwimmen" lassen, jedoch können die Materialien eine chirurgische Manipulation schwierig machen und alle Materialien zeigten eine zweifelhafte Wirksamkeit.
Gelmaterialien umfassten Fibrinkleber, eine Triblock-Copolymer von Polyethylenglykol (PEG) und Polypropylenglykol (PPG), das bei physiologischen Temperaturen geliert und ein PEG-Co-Milchsäure (PEG-PLA)-Hydrogel. Die US-Patente Nr. 5 410 016, 5 626 863 und 5 567 435 von Hubbell et al. offenbaren PEG-PLA-Hydrogele, die zur Verhinderung einer Adhäsion verwendbar sind. Diese Behandlungen wirken vermutlich, indem sie eine Sperre über der verletzten Oberfläche bilden. Der Fibrinkleber wurde an lysierten Verklebungen nicht getestet und er kann eine Entzündungsreaktion induzieren. P. De Iaco et al., Fertility and Sterility 62: 400–404 (1994), L. Adamyan et al., International Journal of Fertility 36: 76–88 (1991). Das Triblock-Copolymer kann von der Wundstelle zu rasch abgebaut werden, da es nicht spezifisch an Oberflächen haftet. V. Montgomerty Rice et al., Fertility and Sterility 59: 901–906 (1993), A. Steinleitner et al., Fertility and Sterility 57: 305–308 (1992). Eine Applikation des PEG-PLA-Hydrogels erfordert Zugang zu jeweils den beteiligten Oberflächen und eine spezifische Behandlung derselben sowie eine UV-Bestrahlung zur Bildung des Gels. J. West et al., Biomaterials 16: 1153– 1156 (1995).
Forschungen zur Verhinderung einer Hinterkapseleintrübung durch Blockierung der Adhäsion von Epithelzellen an der Hinterkapsel konzentrierten sich auf das Bewirken eines festen Kontakts zwischen einer implantierten Intraokularlinse und der Hinterkapsel, vermutlich eine mechanische Blockierung der Wanderung von Zellen in die Blickachse der Hinterkapsel. D. Apple et al., Survey of Ophthalmology 37: 73–116 (1992), C. Ohadi et al., Current Opinion in Ophthalmology 2: 46–52 (1991). Der Mechanismus dieses Verfahrens muss noch festgestellt werden und klinische Ergebnisse variieren.
Elbert et al. untersuchten sich selbst anordnende Behandlungen, die die darunterliegenden Oberflächen sterisch schützen, wobei sie angeblich Verklebungen verhindern. D. L. Elbert et al., Chemistry and Biology 5: 177–183 (1998). Elbert verwendete Copolymere, die PEG und Lysin enthalten, die eine Kammgeometrie aus einem Poly(lysin)-Grundgerüst mit PEG-Seitenketten oder eine Dendrimergeometrie aus an ein Lysin-Dendrimer gebundenem PEG aufweisen. Die kationischen Copolymere können vermutlich aufgrund von elektrostatischen Wechselwirkungen an vielen biologischen Oberflächen adsorbieren, während die PEG-Moleküle vermutlich die Annäherung von Proteinen und Zellen an die Oberflächen sterisch hindern. Andere Forschungen auf dem Gebiet umfassen die Verwendung von PEG zum sterischen Schutz von Oberflächen durch kovalentes Anfügen von PEG an die Oberfläche (S. Dunn et al., Pharmaceutical Research 11: 1016–1022 (1994)), das Einfangen von PEG in der Oberfläche (N. Desai et al., Biomaterials 13: 505–510 (1992)), das Applizieren von PEG auf die Oberfläche in einem Gel (A. Steinleitner et al., Fertility and Sterility 57: 305–308 (1992), J. West et al., Biomaterials 16: 1153–1156 (1995)) und das Adsorbieren von PEG-Copolymeren an Oberflächen durch Anfügen von kationischen Einheiten an das PEG (D. L. Elbert et al., Chemistry and Biology 5: 177–183 (1998)).
Ein biologisch kompatibles Material, das einen Oberflächen-Oberflächen-Kontakt durch direktes spontanes Haften an einer biologischen Oberfläche in zum Schutz der Oberfläche ausreichenden Mengen verhindern könnte, würde einen großen Vorteil gegenüber allen genannten Behandlungen bieten. Das Material könnte auch eine gegen Zellen und Proteine beständige Außenschicht, die Wechselwirkungen mit anderen Oberflächen während der Heilung minimiert, präsentieren.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung von Polymermaterialien, die in einer sehr kurzen Zeitspanne auf Gewebe appliziert werden können, zum Schutz der Gewebe vor Gewebe-Gewebe-Wechselwirkungen, wie Adhäsion.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung polymerer Materialien, die biologisch kompatibel sind und während einer spezifischen Zeitspanne gegenüber Abbau beständig sind.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von Verfahren zur Herstellung und Verwendung von Zusammensetzungen zur Hemmung von Gewebe-Gewebe-Kontakt und Adhäsion im Körper.
Zusammensetzung der Erfindung
Bereitgestellt werden Zusammensetzungen und deren Verwendung, die auf biologischen Oberflächen eine sich selbst anordnende Schicht bilden. Die Materialien verhindern eine Adhäsion durch sterische Behinderung und hemmen den direkten Kontakt zwischen benachbarten Geweben. Die Materialien sind problemlos auf die Gewebeoberfläche zu applizieren und zeigen andauernden innigen Kontakt mit der Gewebeoberfläche. Diese Materialien sind Copolymere eines Polymers, das Boronatgruppen, wie Phenylboronsäure, umfasst, das an biologischen Geweben adsorbiert wird, und eines Polymers, das nicht adsorbiert wird und gegen Adhäsion beständig ist, wie Polyethylenglykol, das einen Oberflächenkontakt zwischen Geweben sterisch stört. Die Copolymere adsorbieren spontan an vielen biologischen Oberflächen, die Säure- oder Hydroxylgruppen enthalten, und verbleiben über einen festgelegten Zeitraum, vorzugsweise eine Sache von Tagen, wobei die Oberfläche sterisch geschützt wird, während sie heilt.
Die Zusammensetzungen können auf isolierte Gewebe oder auf Gewebe während einer Operation oder mittels eines Katheters oder einer anderen minimal invasiven Vorrichtung, beispielsweise während einer Angioplastik- oder Arterioskleroseoperation, appliziert werden. Die Zusammensetzungen sind zur Blockierung einer Adhäsion und Immunerkennung verwendbar und unterstützen dadurch die Verhinderung von postoperativen Verklebungen, den Schutz verletzter Blutgefäße vor einer Thrombose und einer Intimaverdickung in Verbindung mit Restenose und sie verringern das Ausmaß der Metastase von Tumorzellen. Die Materialien können als Sperren zur Verhinderung der Wechselwirkung von einer Zelle oder von Gewebe mit einer anderen Zelle oder anderem Gewebe und als Träger für biologisch aktive Spezies verwendet werden. Eine breite Vielzahl von biologischen und nicht-biologischen Oberflächen mit unterschiedlichen Geometrien kann ebenfalls mit diesen polymeren Materialien beschichtet werden.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, die Verwendungszwecke gemäß den Ansprüchen 15, 16 und 17 und ein Verfahren gemäß Anspruch 21 bereit.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Zusammensetzungen zur Beschichtung von Oberflächen zur Minimierung oder Verhinderung von Gewebe-Gewebe-Kontakt und Gewebe-Adhäsion und Verfahren zur Herstellung und Verwendung derselben werden offenbart. Die Zusammensetzungen können beispielsweise zur Beschichtung von Gewebe oder anderen Oberflächen zur Änderung der Wechselwirkung von Zellen oder Gewebe mit einer die Zellen oder Gewebe kontaktierenden Oberfläche verwendet werden. Die Zusammensetzungen können auch zur Abgabe von therapeutischen, prophylaktischen oder diagnostischen Substanzen oder zur Einkapselung von Zellen verwendet werden. Eine weitere Verwendung für die Zusammensetzung ist die Minimierung oder Verhinderung einer unerwünschten Zellproliferation, die Verringerung eines Thromboserisikos und die Verringerung von Entzündungen.
Der hier verwendete Ausdruck "Gewebe" umfasst Gewebe, die aus dem Körper entfernt wurden, und Gewebe, die im Körper vorhanden sind, und er umfasst auch Zellen und Zellaggregate. Dieser Ausdruck bezeichnet auch behandeltes Gewebe, beispielsweise Herzklappengewebe, Blutgefäße und Membranen, wobei das Gewebe nicht mehr lebend ist und chemisch fixiert wurde oder ein kryokonserviertes Blutgefäß oder sonstiges Gewebe ist.
I. Zusammensetzungen
Die folgenden Definitionen gelten für die hier beschriebenen Copolymere. Block-Copolymere sind als Copolymere definiert, in denen ein Polymerblock mit einem oder mehreren anderen Polymerblöcken verbunden ist. Dies wird unterschieden von statistischen Copolymeren, bei denen zwei oder mehrere monomere Einheiten in statistischer Reihenfolge verbunden sind, wobei ein Copolymer gebildet wird. Bürsten-Copolymere (wie bei einer Flaschenbürste) sind Copolymere, die ein Grundgerüst aus einer Zusammensetzung und Borsten aus einer anderen aufweisen. Diese Copolymere sind auch als Kamm-Copolymere bekannt. Die Ausdrücke Bürste und Kamm werden austauschbar verwendet. Dendritische Polymere, die auch als Dendrimere oder sternförmige Polymere bekannt sind, sind Polymere, die ein Kernmolekül umfassen, das aufeinanderfolgend mit Monomeren mit drei oder mehr reaktiven Gruppen derart umgesetzt wird, dass mit jeder aufeinanderfolgenden Kopplungsstufe die Zahl der reaktiven Gruppen an den Enden des Polymers üblicherweise exponentiell zunimmt. Ein Dendron ist eine Untereinheit eines Dendrimers, dessen Struktur von aufeinanderfolgenden Reaktionen herrührt, wobei mit einem Kern, der nur eine reaktive Gruppe enthält, begonnen wird. Der hier verwendete Ausdruck "Molekulargewicht" bezeichnet das massegemittelte Molekulargewicht, falls nicht anders angegeben. Der hier verwendete Ausdruck PEG ist eine Abkürzung für Polyethylenglykol, das auch als Polyethylenoxid oder Polyoxyethylen bekannt ist. Der Ausdruck "(Meth)acryl" bezeichnet entweder Acryl- oder Methacrylgruppen.
A. Bifunktionelle Copolymere
Diese Materialien sind Copolymere, die zwei Funktionalitäten enthalten. Eine Funktionalität heftet das Copolymer an eine Oberfläche an und eine weitere Funktionalität präsentiert eine gegenüber Adhäsion beständige Außenschicht gegenüber anderen Gewebeoberflächen. Die Dauer des durch das Copolymer be reitgestellten Schutzes hängt von der Desorptions- und Abbaurate des Copolymers ab.
Die Copolymere können eine beliebige Zahl von Geometrien aufweisen, die Block-Copolymere, wobei beide Segmente linear sind, dendritische Copolymere, wobei das adsorbierende Segment dendritisch ist, und Kammpolymere, wobei das adsorbierende Segment das Copolymer-Grundgerüst ist, umfassen. Die Größe, Anzahl und relative Länge der einzelnen Segmente kann nach Bedarf variiert werden.
1. Die Adhäsionsfunktionalität
Die Adhäsionsfunktionalität der Copolymere wird durch eine Boronatgruppe, die an einer Oberfläche, beispielsweise durch eine Wechselwirkung mit Diolen von Oberflächenpolysacchariden, anhaften kann, bereitgestellt. Verwendbare Boronate umfassen Phenylboronsäure (PBA), 2-Carboxyethanboronsäure, 1,2-Dicarboxyethanboronsäure, β,β'-Dicarboxyethanboronat, β,γ-Dicarboxypropanboronat, 2-Nitro- und 4-Nitro-3-succinamidobenzolboronsäuren, 3-Nitro-4-(6-aminohexylamido)phenylboronsäure, {4-[(Hexamethylentetramin)methyl]phenyl}boronsäure, 4-(N-Methyl)carboxamidobenzolboronsäure, 2-{[(4-Boronphenyl)methyl]-ethylammonio}ethyl- und 2-{[(4-Boronphenyl)methyl]-diethylammonio}ethylgruppen, Succinyl-3-aminophenylboronsäure, 6-Aminocaproyl-3-aminophenylboronsäure, 3-(N-Succinimidoxycarbonyl)aminophenylboronat, p-(ω-Aminoethyl)phenylboronat, p-Vinylbenzolboronat, N-(3-Dihydroxyborylphenyl)succinamidsäure, N-(4-Nitro-3-dihydroxyborylphenyl)succinamidsäure, O-Dimethylaminomethylbenzolboronsäure, 4-Carboxybenzolboronsäure, 4-(N-Octyl)carboxamidobenzolboronsäure, 3-Nitro-4-carboxybenzolboronsäure, 2-Nitro-4-carboxybenzolboronsäure, 4-Bromphenylboronat, p-Vinylbenzolboronat, 4-(ω-Aminoethyl)phenylboronat, Brenzcatechin-[2-(diethylamino)carbonyl, 4-brommethyl]phenylboronat und 5-Vinyl-2-dimethylaminomethylbenzolboronsäure. Diese Boronat enthaltenden Gruppen unter scheiden sich im Hinblick auf den pKa-Wert, die Abstandshalterarme oder unterschiedliche Kopplungsoptionen, die mit diesen verbunden sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Boronatgruppe durch Phenylboronsäure (PBA) bereitgestellt, wovon bekannt ist, dass sie reversible Konjugate mit koplanaren Diolen, wie Kohlehydrate mit einem geschlossenen Ring und Polyvinylalkohol, sowie mit sauren Liganden, wie Dicarbonsäuren und α-Hydroxycarbonsäuren, bildet. PBA hat eine starke Affinität zu vielen biologischen Oberflächen, da die Oberflächen von Zellen und extrazellulärer Matrix reich an Proteoglykanen und anderen Kohlehydrateinheiten sowie vielen sauren Einheiten sind. Von PBA wurde auch gezeigt, dass sie reversible Komplexe mit Glykokonjugaten auf Endothelzellmembranen (T. Aoki et al., Journal of Biomaterials Science Polymer Edition 7: 539– 550 (1995)) und Lymphocytenmembranen (H. Miyazaki et al., Biochemical and Biophysical Research Communications 195: 829– 836 (1993)) bildet. Der "Arbeits-pH-Wert" der PBA-Einheiten in jedem Copolymer kann durch Platzieren von Amingruppen in der Nähe zu den PBA-Gruppen oder durch Platzieren von elektronenziehenden Gruppen innerhalb der PBA-Einheit selbst eingestellt werden. Eine PBA-Einheit mit einer Nitrogruppe im Ring und einer Succinamidsäurefunktionalität wurde von Singhal et al., Journal of Chromatography 543: 17–38 (1991) synthetisiert und sie konnte unter Verwendung von Carbonyldiimidazol oder N-Hydroxysuccinimid an Amingruppen gekoppelt werden. Eine PBA-Einheit, die eine innere Koordinationsbindung aufweist, wobei das Bor tetraedrisch wird, und die eine Brommethyl-Gruppe aufweist, die mit dem Thiol von Cystein umgesetzt werden könnte, wurde von X. -C. Liu et al., Journal of Chromatography A 687: 61–69 (1994) synthetisiert. Ein Polymervorläufer mit einem sehr niedrigen pKa-Wert, 5-Vinyl-2-dimethylaminomethylbenzolboronsäure, der bei der Erzeugung statistischer Copolymere, die PBA enthalten, verwendet werden könnte, wurde von G. Wulff, Pure and Applied Chemistry 54: 2093–2102 (1982) synthetisiert.
2. Die Funktionalität der Adhäsionsbeständigkeit
Das nicht-adsorbierende, gegen Adhäsion beständige Segment des hier beschriebenen Copolymers besteht aus einem von vielen wasserlöslichen Polymeren, die kaum an Zellen haftend sind. Neutrale hoch hydrophile Polymere sind tendenziell die besten bezüglich Beständigkeit gegenüber einer Adhäsion an Protein und Zellen. Geeignete nicht an Gewebe bindende Polymere umfassen Polyalkylenoxide, Mischpolyalkylenoxide mit einer Löslichkeit von mindestens 1 g/l in wässrigen Lösungen, wasserlösliche Polysaccharide, wie Dextrane und Agarosearten, Polyvinylalkohol, Poly-N-vinyl-pyrrolidon, nicht-kationische Poly(meth)acrylate, wie Poly(hydroxyethylmethacrylat), und Kombinationen derselben. Anionische hydrophile Polymere, wie Polyacrylsäure, können ebenfalls verwendet werden, vorausgesetzt das Segment enthält nicht-positive Gruppen, wie Lysine, da ansonsten das Polymer durch sich selbst ausgefällt wird.
Die Funktionalität der Adhäsionsbeständigkeit ist vorzugsweise Polyethylenglykol (PEG). PEG ist sehr hydrophil, wobei es mit 5,5 Wassermolekülen pro Ethylenoxideinheit bei 23°C assoziiert. P. Claesson et al., Journal of Colloid and Interface Science 117: 366–374 (1986). PEG ist auch sehr flexibel (W. B. Russel et al., Colloidal Dispersions (Cambridge University Press, New York, 1989)) und eine geringe Oberflächendichte von PEG kann eine große Fläche schützen. C. Pale-Grosdemange et al., Journal of the American Chemical Society 113: 12–20 (1991). PEG streckt und dreht sich frei in Wasser, wobei große Raumbereiche ausgeschlossen werden und einer Adsorption Widerstand entgegengesetzt wird. Es gibt viele Anzeichen, dass PEG enthaltende Oberflächen sterisch geschützt sind. Beispielsweise wurde gezeigt, dass PEG enthaltende Oberflächen Kolloide stark stabilisieren, gegen eine Proteinadhäsion viel besser als mit Glucose oder Hydroxyl bedeckte Oberflächen in vitro wirken, gegen eine Fibroblastenadhäsion in vitro wirken, weniger Entzündungen und fibrotisches Ansprechen als Implantate ohne PEG in vivo induzieren und die Aufnahme von Mikrokügelchen durch Leberzellen in vivo reduzieren.
B. Weitere Polymerkomponenten
Weitere Polymerkomponenten, Domänen, verbindende Gruppen und biologisch aktive, prophylaktische oder diagnostische Materialien können zu dieser 2-Domänen-Grundstruktur gegeben werden. Beispiele für weitere Polymerkomponenten zur Befestigung von verbindenden Gruppen und biologisch aktive, prophylaktische oder diagnostische Materialien umfassen PEG, Polyacrylsäure, Poly-N-vinyl-pyrrolidon, Hyaluronsäure und andere Polysaccharide. Andere Domänen, die eingearbeitet werden können, umfassen Moleküle mit biologischer Anheftung, Domänen, die in vivo aus einer bindenden Domäne in eine nicht-bindende Domäne umgewandelt werden, und Domänen, die in vivo aus einer nicht-bindenden Domäne in eine bindende Domäne umgewandelt werden, die in US-Patent Nr. 5 410 016 von Hubbell et al. beschrieben sind. Beispiele für verbindende Gruppen umfassen biologisch abbaubare Verknüpfungen, wie Anhydrid-, Ester-, Amid- und Carbonat-Verknüpfungen. Beispiele für biologisch aktive Materialien umfassen Proteine, Zucker und Polysaccharide, organische Verbindungen mit Arzneimittelaktivität und Nucleinsäuren. Die Domänen und/ oder bindenden Gruppen können selektiv an speziellen Zell- oder Molekülarten haften oder durch enzymatische oder nicht-enzymatische Mittel selektiv abgebaut werden. Die Domänen können eine dritte Art eines Polymers, beispielsweise ein biologisch abbaubares Polymer, wie ein Polyanhydrid, eine Polyhydroxysäure oder ein Polycarbonat, sein. Ein Peptid, wie RGD, oder auch eine einzelne Aminosäure, die zur Zielausrichtung einer Polyaminosäure zur Spaltung durch ein Enzym verwendet wird, können in die Polymerstruktur zur direkten Befestigung eingebaut werden, was im Folgenden genauer diskutiert wird.
Photopolymerisierbare Substituenten, die Acrylate, Diacrylate, Oligoacrylate, Dimethacrylate oder Oligomethacrylate umfassen, und andere biologisch akzeptable photopolymerisierbare Gruppen können ebenfalls an die Polymermaterialien angefügt werden. Diese können zur weiteren Polymerisation des Polymers, sobald dieses in Kontakt mit Gewebe oder anderen Oberflächen ist, verwendet werden, was zu einer verbesserten Befestigung an der Oberfläche führen kann.
C. Biologisch aktive, prophylaktische oder diagnostische Spezies
Biologisch aktive, prophylaktische oder diagnostische Spezies können an den Copolymeren entweder kovalent oder ionisch oder durch Vermischen der Spezies mit dem polymeren Material, vorzugsweise bevor es auf das Gewebe appliziert wird, befestigt werden.
Eine breite Vielzahl biologisch aktiver Materialien kann verkapselt oder eingearbeitet werden, wobei diese Proteine, wie Antikörper, Rezeptorliganden und Enzyme, Peptide, wie Adhäsionspeptide, Zucker, Oligosaccharide und Polysaccharide, organische oder anorganische Arzneimittel, Nucleotide und Nucleinsäuren und Zellen, Gewebe oder subzelluläre Organellen oder andere subzelluläre Komponenten umfassen.
Biologisch aktive Spezies können zur Zielausrichtung der Adhäsion des polymeren Materials, zum Bewirken einer biologischen Aktivität an der Grenzfläche von polymerem Material und Gewebe oder zum Bewirken einer Aktivität, wenn die biologisch aktive Spezies während des Abbaus des polymeren Materials freigesetzt wird, verwendet werden.
Beispiele für Liganden umfassen das Pentapeptid Tyr-Ile-Gly-Ser-Arg (YIGSR), das die Adhäsion von Endothelzellen, Zellen der glatten Muskulatur und Fibroblasten, jedoch nicht die Plättchenadhäsion unterstützt, und das Tetrapeptid Arg-Glu-Asp-Val (REDV), von dem gezeigt wurde, dass es die Adhäsion von Endothelzellen, jedoch nicht die von Zellen der glatten Muskulatur, Fibroblasten oder Plättchen unterstützt, wie bei Hubbell et al., BioTechnology 9: 568–572 (1991) beschrieben. YIGSR aus Laminin bindet an Rezeptoren auf Endothelzellen, jedoch nicht auf Blutplättchen. Daher wird von einer Applikation eines Copolymers, an das das Peptid YIGSR konjugiert ist, an einer geschädigten Gefäßwand erwartet, dass eine Thrombose an der Gefäßwand blockiert wird, jedoch eine Neuendothelbildung ausgehend von der umgebenden nicht geschädigten Gefäßwand nicht blockiert wird.
Beispiele für diagnostische Mittel umfassen diagnostische Enzyme und radioaktiv markierte und fluoreszierende Verbindungen.
II. Verfahren zur Herstellung von Copolymeren
A. AB-Block-Copolymere
Ein AB-Block-Copolymer, wobei A das adsorbierende Segment bezeichnet und B den nicht-anhaftenden Abschnitt bezeichnet, kann ausgehend von einem Peptid, das unter Verwendung von Standardverfahren, wie Fmoc-Peptid-Synthese, hergestellt wurde, gebildet werden. Beispielsweise kann ein Cysteinrest in das Peptid für eine selektive Reaktion mit Monomethoxy-PEG-Vinylsulfon(monomethoxy-PEG-SO₂-CHCH₂) eingeführt werden. Lysinreste können in das Peptid für eine reduktive Aminierung mit 4-Formylphenylboronsäure eingeführt werden. Alternativ kann 4-Carboxyphenylboronsäure gemäß der Beschreibung bei T. Kimura et al., Journal of the Chemcial Society Perkin Transactions 2, 10: 1884–1894 (1995) und den dort angegebenen Literaturstellen synthetisiert werden. Diese kann mit SOCl₂ in das Säurechlorid umgewandelt werden, oder mit einer Gruppe, wie Carbonyldiimidazol oder N-Hydroxysuccinimid, aktiviert werden und dann mit Lysinresten um gesetzt werden. Diese zwei Verfahren ermöglichen, dass Lysine, die nicht derivatisiert sind, mit Lysinen, die an PBA-Gruppen gebunden sind, gemischt werden. Dies kann durch Verwendung einer mit einer schwachen Säure abspaltbaren Gruppe, wie einer 4-Methyltrityl-Gruppe, zum Schützen von Lysinen, die mit PBA umgesetzt werden, und unter Verwendung einer herkömmlichen Schutzgruppe, wie tert-Butoxycarbonyl, um die verbliebenen Lysine geschützt zu halten, bis die Peptid-PBA-Verbindung in 95%iger Trifluoressigsäure gespalten wird, erreicht werden. Eine andere Alternative ist die Platzierung von Aspartat- oder Glutamatresten im Peptid, das Aktivieren der Carboxyl-Gruppen mit Carbonyldiimidazol oder N-Hydroxysuccinimid und das anschließende Umsetzen der aktivierten Carboxyl-Gruppe mit 3-Aminophenylboronsäure. Eine weitere Option ist das Platzieren von Serin oder Threonin in dem Peptid, das Umsetzen der Hydroxyl-Gruppen mit Bisoxiran und das Umsetzen des Produkts mit 3-Aminophenylboronsäure. In allen Fällen können Reaktionen mit dem N- und C-Terminus durch Platzieren von N-Acetylglycin am N-Terminus des Peptids und die Verwendung eines Peptidsyntheseharzes, das einen Amid-C-Terminus ergibt, verhindert werden. Auch kann ein Glycin-Abstandshalter zwischen dem Cysteinrest und den anderen Resten platziert werden, um das Cystein für eine Reaktion mit PEG stärker zugänglich zu machen. Andere gut definierte Polymergeometrien, wie ABA oder Oligo(AB), können ebenfalls unter Verwendung dieser Verfahren synthetisiert werden.
B. A(Dendrimer)B-Block-Copolymere
Ein A(Dendrimer)B-Block-Copolymer aus PEG und PBA kann aus einer Monomethoxy-PEG-Lysin(dendrimer)-Verbindung gemäß der Beschreibung bei D. L. Elber et al., Chemistry and Biology 5: 177–183 (1998) synthetisiert werden. Nachdem die letzte Generation von Lysinen an die Verbindung gekoppelt ist, können die Lysine mit PBA unter Verwendung von einem beliebigen der im Vorhergehenden beschriebenen Verfahren, das ein Ver fahren umfasst, wobei eine gewünschte Aminosäure mit der ε-Amino-Gruppe von Lysin umgesetzt und dann mit der PBA-Einheit der neu angefügten Aminosäure umgesetzt wird, derivatisiert werden.
C. A-g-B-Kammcopolymere
Ein A-g-B-Kammcopolymer kann ausgehend von Poly(lysin) oder ausgehend von einem statistischen Copolymer, das PBA enthält, synthetisiert werden. Ausgehend von Poly(lysin) können PBA-Gruppen nach einem der in Abschnitt AB-Block-Copolymer beschriebenen Verfahren angefügt werden (das Verhältnis der PBA-Reaktionsteilnehmer zu den vorhandenen Lysinaminen kann zu dem gewünschten Verhältnis von PBA zu Lysinen variiert werden). Monomethoxy-PEG kann dann durch Aktivierung des PEG mit Carbonyldiimidazol oder N-Hydroxysuccinimid und Umsetzen des Produkts mit verbliebenen freien Lysinen in dem Copolymer angefügt werden. Alternativ kann ein statistisches Copolymer synthetisiert werden, das PBA- und Amingruppen enthält, beispielsweise das bei D. Shino et al. synthetisierte (D. Shino et al., Journal of Biomaterials Science Polymer Edition 7: 697–705 (1996) und dort angegebene Literaturstellen), wobei jedoch eine Gruppe, die ein primäres Amin enthält, wie 4-Vinylanilin, eingearbeitet wird. Monomethoxy-PEG kann dann wie eben beschrieben aufgepfropft werden.
D. Optimierung des polymeren Materials für spezielle Anwendungen
Die biologischen Eigenschaften der Copolymere können durch Ändern der Struktur der Copolymere, des Verhältnisses der Zahl der an Gewebe bindenden Polymere zu nicht-bindenden Polymeren und des Verhältnisses der Masse der an Gewebe bindenden Polymere zu nicht-bindenden Polymeren optimiert werden.
In einigen Fällen können polymere Materialien, die durch mehrfache Mechanismen abgebaut werden, verwendet werden. Beispielsweise hängt ein Abbau durch nicht-enzymatische Hydrolyse primär von der Zugänglichkeit des polymeren Materials für Wasser und dem lokalen pH-Wert ab. Unter der Annahme, dass der pH-Wert und die Wasserkonzentration in vielen Teilen des Körpers ähnlich sind, führt dies zu einer Abnahme der Abstoßungswirkung als Funktion der Zeit. Als weiteres Beispiel hängt, wenn der abbaubare Bereich durch ein Enzym, das nicht stark reguliert wird, sondern in Körperflüssigkeiten mit einer mehr oder weniger konstanten Konzentration vorhanden ist, gespalten wird, die Rate der Abnahme des Abstoßungsvermögens primär von der Zeit ab. Als weiteres Beispiel ist, wenn der abbaubare Bereich durch ein Enzym, das stärker stark reguliert wird, gespalten wird, die Rate der Abnahme des Abstoßungsvermögens eine Funktion der Enzymaktivität. Beispielsweise exprimieren viele Zellarten während der Migration die Proteasen Plasmin oder Collagenase. Das Einarbeiten eines durch eine Protease gespaltenen Bereichs in das Polymer ermöglicht den Abbau des Polymers durch Zellen, die auf einer mit dem Polymer bedeckten Oberflächen wandern, so dass sie sich an die Oberfläche heften und diese neu besiedeln können.
Die biologischen Eigenschaften dieser polymeren Materialien hängen von ihrer Struktur ab. Spezifische Merkmale, die die biologischen Eigenschaften betreffen, umfassen den Grad der Bindung an das Gewebe, den Grad der Abstoßung von gegenüberliegenden Geweben, die Dauer der Bindung an das Gewebe, die Dauer der Abstoßung von gegenüberliegenden Geweben und die Art und Weise der Abnahme der Bindung oder Abstoßung. Spezielle Merkmale der Struktur von polymerem Material umfassen die chemische Zusammensetzung der an Gewebe bindenden und nicht-bindenden Domäne, das Verhältnis der Masse von bindenden zu nicht-bindenden Domänen, die Zahl von bindenden zu nicht-bindenden Domänen, den Einbau von Stellen, die für eine nicht-enzymatische Hydrolyse besonders empfänglich sind, den Einbau von Stellen, die für eine enzymatische Hydrolyse besonders empfänglich sind, und den Einbau von Stellen mit einer besonderen biologischen Affinität oder Aktivität.
Der Schutzgrad der behandelten Oberfläche hängt von der Zeitspanne ab, die das Polymer auf der Oberfläche verbleibt. Beispielsweise hängt die Rate der Copolymer-Desorption von der Oberfläche von der Zahl der anhaftenden (PBA) Gruppen und von der Größe und Zahl der nicht-anhaftenden (PEG) Gruppen im Copolymer ab. Von Polymeren mit geringeren relativen Mengen von PBA wird erwartet, dass sie eine geringere Aktivierung von Zellen bewirken, da Polymere mit höheren relativen Mengen von PBA dazu neigen, mehr Rezeptoren zu vernetzen, wodurch ein Signal zur Zellaktivierung erzeugt wird.
Abbaubare verbindende Gruppen können in das Polymer durch das Einführen von Estereinheiten, wie Milchsäure, die durch eine Ringöffnungspolymerisation von D,L-Lactid oder Enzymspaltungsfolgen angefügt werden, im Rückgrat oder in der Rückgratverknüpfung mit PEG eingeführt werden, wobei die insitu-Lebensdauer des Copolymers beeinflusst wird. D-Aminosäuren können anstelle beliebiger L-Aminosäuren verwendet werden, um die Rate der enzymatischen Hydrolyse in vivo zu verringern und vielleicht eine Immunreaktion zu verringern. Die Boronsäuregruppen von PBA können gemäß der Beschreibung bei Malan et al. oder James et al., C. Malan et al., Synlett 2: 167–168 (1996), T. D. James et al., Chemcial Communications 6: 705–706 (1996) geschützt werden.
Alle diese Parameter können bei der Gestaltung der hier beschriebenen Copolymere variiert werden und in verschiedenen Kombinationen nach Bedarf für den speziellen medizinischen Zweck, für den das Copolymer benötigt wird, verwendet werden.
III. Verfahren der Verwendung der Copolymere
A. Vorbeugung von Adhäsionen und anomale Proliferation
Die Copolymere können zur Behandlung einer beliebigen Stelle, an der sich unerwünschte Adhäsionen bzw. Verklebungen bilden könnten, verwendet werden. Diese umfassen; primäre und insbesondere sekundäre Adhäsionen in der Bauchhöhle, die Darm-Darm- und Darm-Peritoneum-Verklebungen umfassen; in der Beckenhöhle, die eine Verklebung des Uterus, der Eierstöcke oder Eileiter mit anderen Strukturen, die Verklebungen miteinander und der Beckenwand umfassen; in Sehnen und deren Stützstrukturen, die Verklebungen von Sehne mit Pulley oder Synovium umfassen; bei der Reparatur von Nervenhüllen; bei der Reparatur der Wirbelsäule oder Bandscheiben; im Perikard; bei der Behandlung von Gelenken wegen einer Entzündung und zur Verhinderung einer Pannusbildung; und in jeder anderen Situation, bei der sich Verklebungen bilden, die eine Funktion beeinträchtigen oder Schmerzen verursachen. Die Zusammensetzungen können auch zur Vorbeugung einer unerwünschten Gewebeproliferation, wie bei Restenose, der Reparatur von Keloid- oder hypertrophierender Narbenbildung, Hypertrophie, die ableitende Wege zerstört, wie gutartige Prostatahypertrophie, und Endometriose, verwendet werden.
Allein oder in Kombination mit einer Prophylaxe von Verklebungen und Zellproliferation sollten die Copolymere bei der Abgabe von biologisch aktiven Verbindungen, Prophylaxe einer Thrombusbildung an Blutgefäßoberflächen, beispielsweise anschließend an eine Angioplastik, Änderung einer zellulären Anheftung, insbesondere Verhinderung einer zellulären Anheftung und daher Verringerung der Metastase von Tumorzellen und Beschichtung von prosthetischen Implantaten, wie Herzklappen und von prozessierten Geweben abgeleiteten Gefäßtransplantaten, verwendbar sein.
Die polymeren Materialien können zur lokalen oder systemischen Arzneimittelabgabe lokal oder topisch appliziert werden. Typischerweise werden Materialien durch Aufsprühen oder Injizieren einer sehr dünnen Schicht (üblicherweise der Größenordnung von Monoschichten des polymeren Materials) auf die zu beschichtende Oberfläche appliziert. Verfahren zur Applikation der polymeren Materialien auf diese Weise sind einem Fachmann geläufig.
Die Copolymere können als Lösung zum Zeitpunkt einer oder kurz nach einer Gewebeverletzung zum Schützen der geschädigten Oberflächen während der Heilung appliziert werden. Dies könnte anschließend an im Grunde genommen jede Operation, von der bekannt ist, dass problematische Wundheilungsreaktionen auf diese folgen, insbesondere wenn Zellen, Gewebe oder Narbengewebe typischerweise in den geschädigten Bereichen abgelegt werden, beispielsweise eine Staroperation, Operation in der Peritonealhöhle, eine Ballonangioplastik, eine Krebsoperation und eine Organtransplantation, günstig sein. Die Copolymere sind auch zur Applikation auf Gewebe, die geätzt, gestapelt, gedehnt, durch Erwärmen oder Kühlen behandelt, durch ionisierende Bestrahlung behandelt, oder durch optische Bestrahlung behandelt wurden, verwendbar.
Die Copolymere können unter Verwendung eines Katheters oder unter Verwendung anderer minimal invasiver Verfahren appliziert werden.
B. Beschichtung nicht-biologischer Oberflächen
Die polymeren Materialien können auch auf eine nicht-biologische Oberfläche, beispielsweise eine, die Hydroxyl- oder Carbonsäuregruppen enthält, die in Kontakt mit einer biologischen Umgebung platziert werden soll, appliziert werden. Derartige Oberflächen umfassen beispielsweise Katheter, Prothesen, Gefäßtransplantate, Kontaktlinsen, Intraokularlinsen, andere Implantate und Ultrafiltrations- und Dialyse membranen und Behälter für biologische Materialien. Diese Oberflächen umfassen ein Element, beispielsweise ein Cellulosederivat, das mit der Adhäsionsfunktionalität wechselwirkt. Ferner können Zellkulturschalen oder Portionen derselben behandelt werden, um die Adhäsion von Zellen an der Schale zu minimieren. Auf diese Weise behandelte Zellkulturschalen ermöglichen ein Ausbreiten von von einer Verankerung abhängigen Zellen (Zellen, die an einem festen Träger verankert sein müssen, um sich auszubreiten) in den Bereichen, die nicht behandelt sind.
Die Ablagerung von biologischem Material auf Metalloberflächen kann durch Beschichten der Oberflächen mit den polymeren Materialien minimiert werden. Die Zusammensetzungen können effektiv an Oberflächen, die Metalloxide, wie Eisenoxid, Titanoxid und Siliciumoxid, enthalten, binden. Die Metalle werden mit dem Copolymer als Teil der Herstellung einer Leitung oder Vorrichtung behandelt oder in situ nach der Montage der Leitung oder Vorrichtung oder als Teil des normalen Betriebs der Vorrichtung behandelt. Die Copolymere können durch Adsorption der polymeren Materialien aus einer flüssigen Lösung oder durch Aufsprühen appliziert werden. Das Entfernen des Polymers von dem Metall über eine Änderung des pH-Werts oder andere Mittel kann ebenfalls als Reinigungsstufe als Teil des normalen Betriebs einer Vorrichtung unter Verwendung dieser Technologie verwendet werden. Die Copolymerschicht kann dann erneut auf das Metall appliziert werden, was zu einer Wiederaufnahme der proteinabstoßenden Eigenschaften an der behandelten Metalloberfläche führt.
Die Verfahren und Materialien werden durch die folgenden, nicht beschränkenden Beispiele weiter beschrieben.
Verfahren und Materialien
N,N-Dimethylformamid, Dichlormethan (DCM), Piperidin, Diisopropylethylamin und Trifluoressigsäure wurden von Persep tive erhalten. Aminosäurereste, HOBT, HBTU und Novasyn-TGR-Harz waren von Novabiochem. Peptide wurden auf einem Millipore 9050 Plus Peptide Synthesizer unter Verwendung von Standard-Fmoc-Chemie synthetisiert. Tris(2-Carboxyethyl)phosphin-HCl (TCEPT) war von Pierce. Monomethoxy-PEG-vinylsulfon, Ausgangsmaterial mit einem Molekulargewicht von 5000, war von Shearwater. Natriumbicarbonat, Mononatriumphosphat und Dinatriumphosphat und Monokaliumphosphat waren von Mallinckrodt. Natriumchlorid war von Fisher. EDTA war von Sigma. Ether und Kaliumchlorid waren von EM Science. Thiopropyl Sepharose^TM 6B-Gel (das bei Reduktion von Disulfidbindungen freie Thiole präsentiert) war von Pharmacia. Alle anderen Chemikalien waren von Aldrich. Das verwendete Wasser war entionisiert. Die Dialysemembran war 3500 molecular weight cut off (MWCO) Spectra/Por von Spectrum. Dialyse- und Filtermembranen waren von VWR. ¹H-NMR wurde auf einem 400-MHz-JEOL JNM-GX400 FTNMR-Spektrometer von Oxford Instruments durchgeführt. Alle NMR-Proben wurden in D₂O mit etwa 10 mg/ml gelöst.
Der Thiolgehalt wurde durch einen modifizierten Ellman-Test überwacht. 5,5'-Dithiobis(2-nitrobenzoesäure) wurde bis zu 10 mM in einem Puffer von 0,1 M Phosphat, 0,5 M NaCl, 5 mM EDTA, pH-Wert 7,27 (modifiziertes Ellman-Reagens) gelöst. 30 μl einer Probe wurden zu 770 μl des Puffers und 200 μl Ellman-Reagens gegeben. 30 μl des Ergebnisses wurden zu 770 μl Puffer gegeben und 5 min reagieren gelassen. Danach wurde die Extinktion bei 412 nm ermittelt und von einer Blindlösung, die 30 μl des gleichen Puffers als Probe verwendete, subtrahiert.
Beispiel 1: Reduktive Aminierung von Lysin mit Phenylboronsäure
N-Acetyl-Gly)-Cys(Trt)-Gly-(Lys(Mtt)₅ wurde auf 2, 7 g PEG-Polystyrolharz mit 0,2 mmol/g Funktionalität (das verwendete Harz ergibt einen Amid-C-Terminus) synthetisiert. Die Lysin- Schutzgruppen wurden durch Tränken des Harzes in 1% Trifluoressigsäure, 5% Triisopropylsilan in DCM während etwa 3 min und anschließendes Filtrieren entschützt. Dies wurde 10-mal wiederholt, und das Material wurde dann mit DCM gewaschen. Das Lysin wurde dann durch einen 10-fachen Überschuss von Triethylamin in DCM entsalzt und anschließend mit DCM gespült. Das Peptidharz, 1,05 Äquivalente 4-Formylphenylboronsäure und 10 Äquivalente Natrium-triacetoxyborhydrid (bezogen auf die Zahl der vorhandenen Lysine) wurden unter Argon gesetzt und mit wasserfreiem DCM derart gelöst, dass das Peptid 2 mM war (nicht alle Reaktanten lösten sich vollständig). Das Reaktionsgemisch wurde unter Argon gehalten und 17,5 h gerührt. Danach wurde die Lösung mit DCM gespült, in großer Menge mit an Natriumbicarbonat gesättigtem Wasser gespült, mit Wasser unter Filtrierung (0,45 μm Gelman Vericel-Filter) gespült und anschließend vakuumgetrocknet. Die Peptid-PBA-Verbindung wurde dann durch Zugeben von etwa 22 ml von 85% Trifluoressigsäure, 5% Phenol, 5% H₂O und 5% Triethylsilan von dem Harz getrennt. Das Harz wurde 1,5 h unter Verrühren gespalten, und anschließend wurde die Lösung in eiskalten Ether filtriert. Der Niederschlag wurde gewonnen, mit Ether gespült und vakuumgetrocknet.
Beispiel 2: Aufpfropfen von PEG auf die Peptid-PBA-Verbindung
2,67 g Thiopropyl-Sepharose^TM-6B-Gel wurde in Wasser gequollen und anschließend in großer Menge mit Wasser gespült. Ein Puffer von 0,1 M Phosphat, 0,5 M NaCl, 5 mM EDTA, 1 mM TCEP, pH-Wert 7,00 wurde ultraschallbehandelt. 10,7 ml Puffer und 0,46 g TCEP wurden zu dem Gel gegeben, unter Argon gesetzt und 1 h verrührt. Das Ergebnis wurde in großer Menge mit dem zuvor genannten Puffer gespült, in eine Chromatographiesäule gegossen, und mehr als 3 Bettvolumina Puffer wurden durch Schwerkraft durchfließen gelassen. Die Säule wurde dann mit einer Kappe verschlossen. Die Peptid-PBA-Verbindung von Beispiel 1 wurde zu 0,09 g TCEP und 6 ml Puffer gegeben. Die Lösung wurde gerührt und 300 μl wurden zurückbehalten (als "freies Peptid"-Kontrolle). 0,70 g Monomethoxy-PEG-vinylsulfon wurden dann zu dem Reaktionsgemisch gegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 45 min gerührt und mit einem modifizierten Ellman-Test überwacht. Das Reaktionsgemisch wurde zweimal über die Chromatographiesäule gegossen. Die Säule wurde mit etwa 8 ml Puffer dreimal gespült. Alle Eluate wurden vereinigt und zweimal gegen Phosphat gepufferte Kochsalzlösung, 7-mal gegen Kochsalzlösung und viermal gegen Wasser während insgesamt 5 Tagen dialysiert. Die dialysierte Lösung wurde durch ein 0,2 μm Acrodisc^TM-PF-Spritzenfilter filtriert und lyophilisiert.
Die Ergebnisse von NMR und Ellman-Tests belegen die Synthese des Moleküls, das schematisch als:
angegeben wird, wobei durchschnittlich 1,7 PBA-Einheiten pro Peptid vorhanden sind.

Claims

Zusammensetzung, die biologische Oberflächen gegen Adhäsion beständig machende Copolymere umfasst, wobei die Copolymere ein Boronat enthaltendes Polymer, das an einem biologischen Gewebe adsorbiert wird, und ein nicht an ein biologisches Gewebe bindendes, neutrales hydrophiles oder anionisches hydrophiles Polymer umfassen.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das an Gewebe adsorbierende Polymer eine Boronatgruppe umfasst, die ausgewählt ist aus der Gruppe von Phenylboronsäure (PBA), 2-Carboxyethanboronsäure, 1,2-Dicarboxyethanboronsäure, β,β'-Dicarboxyethanboronat, β,γ-Dicarboxypropanboronat, 2-Nitro- und 4-Nitro-3-succinamidobenzolboronsäuren, 3-Nitro-4-(6-aminohexylamido)phenylboronsäure, {4-[(Hexamethylentetramin)methyl]phenyl}boronsäure, 4-(N-methyl)carboxamidobenzolboronsäure, 2-{[(4-Boronphenyl)methyl]-ethylammonio}ethyl- und 2-{[(4-Boronphenyl)methyl]-diethylammonio}ethylgruppen, Succinyl-3-aminophenylboronsäure, 6-Aminocaproyl-3-aminophenylboronsäure, 3-(N-Succinimidoxycarbonyl)aminophenylboronat, p-(ω-Aminoethyl)phenylboronat, p-Vinylbenzolboronat, N-(3-Dihydroxyborylphenyl)succinamidsäure, N-(4-Nitro-3-dihydroxyborylphenyl)succinamidsäure, O-Dimethylaminomethylbenzolboronsäure, 4-Carboxybenzolboronsäure, 4-(N-Octyl)carboxamidobenzolboronsäure, 3-Nitro-4- carboxybenzolboronsäure, 2-Nitro-4-carboxybenzolboronsäure, 4-Bromphenylboronat, p-Vinylbenzolboronat, 4-(ω-Aminoethyl)phenylboronat, Brenzcatechin-[2-(diethylamino)carbonyl,4-brommethyl]phenylboronat und 5-Vinyl-2-dimethylaminomethylbenzolboronsäure.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das an Gewebe adsorbierende Polymer Phenylboronsäure umfasst.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das nicht an ein biologisches Gewebe bindende Polymer aus der Gruppe von Polyalkylenoxiden, gemischten Polyalkylenoxiden mit einer Löslichkeit von mindestens 1 g/l in wässrigen Lösungen, wasserlöslichen Polysacchariden, Polyvinylalkohol, Poly-N-vinylpyrrolidon, nicht-kationischen Polyacrylaten, nicht-kationischen Polymethacrylaten und Gemischen und Copolymeren derselben ausgewählt ist.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das nicht an ein biologisches Gewebe bindende Polymer Polyethylenglykol ist.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Copolymer ein Blockcopolymer ist, das aus der AB- und BAB-Blockcopolymere umfassenden Gruppe ausgewählt ist, wobei A das an Gewebe adsorbierende Polymer ist und B das nicht an ein biologisches Gewebe bindende Polymer ist.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Copolymer ein Bürstencopolymer ist, das ein Grundgerüst aus dem Boronat enthaltenden, an Gewebe adsorbierenden Polymer und Borsten aus dem nicht an ein biologisches Gewebe bindenden Polymer aufweist.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Copolymer ein dendritisches Copolymer ist, wobei das adsorbierende Segment Dendrite sind, an die ein oder mehrere nicht an Gewebe bindende Polymersegmente gebunden sind.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die ferner einen pharmazeutisch akzeptablen Träger umfasst.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Copolymer ferner eine biologisch abbaubare verbindende Gruppe umfasst.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Copolymer ferner ein biologisch aktives prophylaktisches oder diagnostisches Mittel umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 11, wobei das Mittel an das Polymer chemisch gekoppelt ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Boronat enthaltende Polymer, das an einem biologischen Gewebe adsorbiert wird, elektronenziehende Gruppen derart umfasst, dass der wirksame pKa-Wert des Copolymers niedriger als der des Copolymers ohne elektronenziehende Gruppen ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Boronat enthaltende Polymer durch Amingruppen derart flankiert ist, dass der wirksame pKa-Wert des Copolymers niedriger als der des Copolymers ohne Amingruppen ist.
Verwendung eines Copolymers, das ein Boronat enthaltendes Polymer, das an einer Zelle oder einem Gewebe adsorbiert wird, und ein nicht an ein biologisches Gewebe bindendes Polymer umfasst, gemäß Definition durch einen der Ansprüche 1–14 zur Herstellung eines Medikaments zur Minimierung oder Verhinderung von Gewebeadhäsion.
Verwendung eines Copolymers, das ein Boronat enthaltendes Polymer, das an einer Zelle oder einem Gewebe adsorbiert wird, und ein nicht an ein biologisches Gewebe bindendes Polymer umfasst, gemäß Definition durch einen der Ansprüche 1–14 zur Herstellung eines Medikaments zur Verringerung des Risikos einer Thrombose, Verringerung einer Entzündung oder Verringerung der anomalen Proliferation von Zellen.
Verwendung eines Copolymers, das ein Boronat enthaltendes Polymer, das an einer Zelle oder einem Gewebe adsorbiert wird, und ein nicht an ein biologisches Gewebe bindendes Polymer umfasst, gemäß Definition durch einen der Ansprüche 1–14 zur Herstellung eines Medikaments zur Verstärkung der Wundheilung.
Verwendung nach Anspruch 16, wobei die Stelle, an der eine Adhäsion minimiert oder verhindert werden soll, ein Bereich ist, in dem Gewebe verletzt wurde.
Verwendung nach Anspruch 16, wobei das Medikament zur Applikation zum Zeitpunkt einer oder kurz nach einer Gewebeverletzung dient.
Verwendung nach Anspruch 15, wobei das Medikament zur Applikation unter Verwendung eines Katheters oder anderer minimal invasiver Techniken dient.
Verfahren zur Änderung einer Zell- oder Gewebewechselwirkung mit einer Oberfläche ex vivo, das die Applikation einer wirksamen Menge eines Copolymers, das ein Boronat enthaltendes Polymer, das an der Oberfläche adsorbiert wird, und ein nicht an ein biologisches Gewebe bindendes, neutrales hydrophiles oder anionisches hydrophiles Polymer umfasst, auf die Oberfläche zur Änderung der Zell- oder Gewebewechselwirkung mit der Oberfläche umfasst.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Copolymer zur Beschichtung einer Prothese oder einer anderen implantierbaren Vorrichtung appliziert wird.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei die Oberfläche eine Zelle oder ein Gewebe ist.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Copolymer zur Abgabe eines biologisch aktiven, prophylaktischen oder diagnostischen Mittels dient.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zur Verwendung in der Medizin.