Антиадгезионный агент
Изобретение относится к новому антиадгезионному агенту. В качестве вещества, способного предотвратить или снизить нежелательную адгезию поврежденной ткани с прилегающей или окружающей тканями при залечивании ран, применяется хитозан и полисахарид, иммобилизованный с ним. Полисахарид выбран из гепарина, гепаран сульфата и декстран сульфата. Новый антиадгезионный агент обладает способностью улучшения качества заживления ран путем стимулирования регенерации тканей. 2 с. и 12 з.п.ф-лы, 2 ил.
Настоящее изобретение относится к новым антиадгезионным агентам, т.е. продуктам, способным предотвращать нежелательную адгезию тканей в связи с заживлением ран. Такой продукт также обладает способностью улучшения качества заживления путем стимулирования регенерации тканей.
Изобретение также включает способ предотвращения такой нежелательной адгезии тканей. Важным для жизни является способность свободно двигаться в соответствии с нашими желаниями и текущими потребностями. Необходимым условием этого является соответствующая функция скелетно-мышечной системы в тесном сотрудничестве в основном с тканями кожи, слизистых оболочек и нервной тканью, а для этого per-se необходимо, чтобы различные структуры, такие как кость, мышцы и сухожилия, могли свободно двигаться друг относительно друга. Такие действия требуют наличия зон скольжения, минимального трения и максимальной свободы перемещения. Таким образом, для оптимального функционирования между, например, прилежащими друг к другу мышцами и сухожилиями, так же как и между кожей и прилежащими к ней тканями необходимы системы скольжения. То же относится и к строению внутренних органов, как, например, желудочно-кишечного тракта, сердца, легкого, головного и спинного мозга. Системы скольжения образованы из тонких пластин рыхлой соединительной ткани, которые в брюшной полости, грудной клетке, полости сердечной сумки и для головного и спинного мозга разграничены мезотелиальными клетками. Рыхлая соединительная ткань, окружающая сухожилия, имеет подобную структуру. Эти системы скольжения очень чувствительны к воспалению и повреждению. Быстрое образование рубцовых тканей ведет к ослаблению или даже к утрате функций. Адгезии тканей, образующиеся в брюшной полости, как, например, образование волоконных и пленочно-подобных сращений прилегающих или окружающих структур может даже привести к непроходимости - состоянию, угрожающему жизни. После хирургических операций, проводимых для лечения травм удаления опухолей или лечения других расстройств, а также для осуществления реконструкций, всегда образуются рубцы и соответственно происходит более или менее ощутимая утрата "естественных и изначальных" систем скольжения. Заживление ран на коже и слизистых оболочках осложняется, с одной стороны, ограниченной способностью соединительной ткани к регенерации и, с другой стороны, образованием незрелой грануляционной ткани, у которой затем ограничена способность созревания до уровня нормальной ткани. Таким образом, кожа после повреждения не реформируется ни у детей, ни у взрослых, за редким исключением. Небольшие и/или поверхностные повреждения кожи залечиваются путем замены поврежденной ткани образованием структур смежного типа и образованием реагирующей на раздражение грануляционной ткани. В случаях более существенных потерь ткани, как, например, после глубоких ожогов, ожоговых ран третьей степени и после потери части кожной ткани, при залечивании неизбежно происходит образование рубцов, различные, но неизбежные потери ткани и необратимые деформации. Механически прочный компонент рубцовой ткани большей частью состоит из коллагена типа III в виде коротких волокон и низшей организации и поэтому его механические свойства ниже по сравнению с коллагеном нормального оптимального типа 1. Фракция аморфного пластического основного вещества, а также ячеистость ткани уменьшаются. Со временем сокращается количество кровеносных сосудов по отношению к их количеству в нормальной ткани, а также меняется распределение и тип сосудов. Часто встречаются широкие толстостенные сосуды с более низкой функциональностью в сравнении с соответствующими нормальными кровеносными сосудами, а также аномальные лимфо-сосудистые системы. Системы скольжения, таким образом, заменяются жесткой фиброзной коллагенной соединительной тканью. Еще один очень существенный осложняющий фактор возникает в результате появления миофибробластов, т. е. "обычных" клеток соединительной ткани (фибробластов), которые так же, как и часть макрофагов, имеют повышенное количество цитоплазматических узлов мышечных протеинов, что создает возможность медленного и сильного сжатия клеток и удерживания такого сжатия в течение долгого времени. В результате могут возникнуть контрактуры, которые затем деформируют и ограничивают функциональные возможности поврежденной ткани. Повышенное количество миофибробластов наблюдается, например, вокруг грудных имплантатов (силиконовых протезов, имплантированных для увеличения или реконструкции груди; более детально описано C.Lossing & H-A. Hansson в статье в Plastic Peconster. Surgery 1993, Vol 91, p.1277-1286) и вокруг швов и других имплантатов из чужеродных материалов. Миофибробласты с повышенной частотой распространяются вокруг суставов при некоторых ревматоидных заболеваниях и могут привести к искривлению пальцев, а иногда также к смещению суставных поверхностей. Эта клетка является патогенным фактором, вызывающим деформации кистей рук, поражающих пациентов, страдающих контрактурой Дюпюитрена. Миофибробласты, также как и обычные фибробласты, присоединены к коллагеновым нитям с помощью специфических гетеродимерных рецепторов, один элемент которых всегда образован

К нейтрализованной хитозановой пленке, полученной по способу Примера 1, добавляют 20 мл раствора, содержащего 125 мг нитрит разложившегося гепарина, полученного как в Примере 3, растворенного в 0,5 л воды и содержащего 4,4 г HaCl. К раствору добавляют 15 мг цианоборгидрида натрия. pH раствора доводят до 3,9, используя 0,5 М хлористоводородную кислоту или другую кислоту. Раствору, содержащему хитозановую пленку, дают отстояться при комнатной температуре в течение 14 ч, затем обработанную пленку промывают 3-4 раза водой и дают высохнуть. ПРИМЕР 6
Получение хитозановой пленки с ковалентно-связанным гепарином (множественное присоединение)
Нейтрализованную хитозановую пленку, полученную по способу Примера 2, выдерживают в течение 24 часов в 20 мл следующего раствора: 4,4 г хлорида натрия и 125 мг окисленного перйодатом гепарина, полученного, как описано в Примере 4, растворяют в 0,5 л воды, pH доводят до 3,9, используя 0,5 М хлористоводородную кислоту. К раствору добавляют 15 мг цианоборгидрида натрия и выдерживают в течение 10 ч при комнатной температуре. Обработанную пленку затем промывают водой 3-4 раза и дают высохнуть. Относительно деталей, касающихся способа ковалентного связывания гепарина, ссылаются на вышеупомянутый патент США N 4.613.665. ПРИМЕР 7
Получение хитозановой пленки с ионно-связанным гепарином
Нейтрализованную хитозановую пленку получают как в Примере 2. Добавляют раствор гепарина (125 г в 0,5 л воды, содержащей 4,4 г NaCl). После выдерживания в течение 3 ч при комнатной температуре пленку промывают 2 х 0,5 л воды и высушивают. ПРИМЕР 8
Биологическое испытание, контроль
Пленку, полученную в соответствии с Примером 2, используют в качестве анти-адгезионной мембраны в следующей модели животного. Стенку брюшной полости крысы раскрывают и с каждой стороны сагиттальной линии наносят хирургическим путем рану размером около 12х10 мм. Одно повреждение покрывают пленкой, полученной по Примеру 2, кусок размером около 18х15 мм, в то время как другое повреждение оставляют открытым. Мембрану сшивают хирургическим швом, используя Dexon

Биологическое испытание в соответствии с изобретением
Пленку, полученную по способу Примера 3, используют в качестве антиадгезионной мембраны в следующей модели животного. Раскрывают брюшную полость крысы и с обеих сторон сагиттальной линии наносят хирургическим путем рану размером 12 х 10 мм. Одно повреждение покрывают пленкой размером около 18х15 мм, в то время как другое повреждение оставляют открытым. Мембрану сшивают как в Примере 8. Область повреждения, оставленная открытой, показывала несколько адгезионных слипаний, а в области, покрытой пленкой, если они и присутствовали, то очень незначительно. ПРИМЕР 10
Получение хитозановой пленки с ионно-связанным гепарином
5 г хлористоводородной соли хитозана (54%-ной степени ацетилирования, Pronova) растворяют в воде (0,5 л, 1% об./вес.). Раствор стерилизуют в автоклаве в течение часа при 125oC. После охлаждения пленку получают в чашке Петри, при этом используют 20 мл раствора. Затем пленке дают высохнуть при комнатной температуре и добавляют раствор гепарина (125 г в 0,5 л воды). После выдерживания в течение 3 часов при комнатной температуре пленку промывают 2х0,5 л воды и высушивают. ПРИМЕР 11
Получение хитозановой пленки
5 г хлористоводородной соли хитозана (45%-ной степени ацетилирования, Pronova) растворяют в воде (0,5 л, 1% об./вес.). Раствор стерилизуют в автоклаве в течение 1 ч при 125oC. После охлаждения пленку получают в чашке Петри, используя 20 мл раствора. Пленке затем дают высохнуть при комнатной температуре и нейтрализуют добавлением натрий фосфатного буфера, 0,2 М, pH 9,0, который добавляют в чашку. Пленку выдерживают в этом буфере в течение 2-4 ч при комнатной температуре и затем промывают дистиллированной водой 3-4 раза и снова дают высохнуть. ПРИМЕР 12
Биологическое испытание в соответствии с изобретением
Пленками, полученными из хитозана-гепарина, как описано выше в Примере 10, покрывают раны (10х12 мм, глубина 1 мм), нанесенные на стенку брюшной полости, как описано выше. Такую же рану наносят на противоположной стороне брюшной полости и покрывают хитозановой пленкой, как описано в Примере 11. Появление адгезий оценивают через 2 недели. На ране, покрытой гепарин-хитозановой пленкой, отсутствуют адгезии, тогда как на другой, покрытой просто хитозановой пленкой, появляются небольшие адгезий в малом количестве. Световое микроскопическое исследование гепарин-хитозановой пленки обнаруживает улучшенное заживление раны, включая область покрытия мезотелиально-подобными клетками, а также менее экстенсивную инфильтрацию воспаленных клеток на поверхности раздела между гепарин-хитозановой пленкой и пораненной тканью брюшной полости, чем в соответствующей области, покрытой просто хитозановой пленкой. ПРИМЕР 13
Получение хитозан-гепариновых пленок
5 г хлористоводородной соли хитозана (16%-ной степени ацетилирования, Pronova) растворяют в 2%-ном растворе уксусной кислоты (0,5 л, 1% об./вес.). Раствор стерилизуют в автоклаве в течение 1 часа при 125oC. После охлаждения пленку получают в чашке Петри, используя 20 мл раствора. Затем пленке дают выпариться в печи при 70oC в течение 16 часов. Пленку обрабатывают 0,1 М раствором NaOH в течение 3 ч при комнатной температуре и затем промывают дистиллированной водой 3-4 раза и снова дают высохнуть при 70oC в течение 2 ч. Получившуюся пленку затем помещают в чашку Петри и добавляют 30 мл стерильного раствора природного гепарина (1% вес./об., свиная мукоза, Kabivitrum) в 0,2 М фосфатном буфере (pH 6,4). Пленку выдерживают в течение ночи при комнатной температуре, затем промывают стерилизованной водой и высушивают в LAF печи. Еще четыре пленки готовят способом, описанным выше, с той разницей, что их обрабатывают 0,5%, 0,1%, 0,01% и 0,00%-ным растворами гепарина соответственно. Гепаринизированные пленки подвергают элементному анализу, который показывает, что пленки содержат соответственно 1,2%, 0,9%, 1,3%, 0,23 и 0,007% серы. Эти значения соответствуют содержанию гепарина 9,2%, 7,7%, 10,8%, разделенному на шесть групп с десятью биопсиями 1,9% и 0% соответственно. ПРИМЕР 14
Приготовление ран
Стерилизованную человеческую кожу получают из masectomy образцов. В каждом опыте используют кожу только от одного донора. В стерильных условиях вырезают кружки диаметром 6 мм с помощью инструмента для иссечения кожи (Stiefel Laboratories, UK). В центре каждого образца на эпидермальной стороне делается частичная рана с помощью 3 мм дерматома и соответственные образцы помещают в 12-луночные пластины (Costar) эпидермальной стороной вверх. Каждую лунку заполняют модифицированной по Дульбеко средой Егла (DMEM) до эпидермального уровня, поддерживая рану на поверхности раздела газ/жидкость. Ко всем образцам добавляли 2% раствор фетальной сыворотки теленка (FCS) и антибиотики (пенициллин 50 мг/мл и стрептомицин 50 мг/мл). ПРИМЕР 15
Испытание на залечивание
In vitro раны, описанные в Примере 14, делили на пять групп с 10 биопсиями в каждой группе. Каждую рану покрывали гепаринизированной пленкой, как описано в Примере 13. Среду меняли каждый день. Через семь дней образцы закрепляли в 4%-ном нейтральной буферном растворе формальдегида, дегидратировали через этанол-ксилольный ряд и погружали в парафин. Сечения размером 10-20 мм по толщине окрашивают гематоксилином и эозином и степень реэпителиализации определяют с помощью светового микроскопа. Только раны, полностью покрытые кератиноцитами, считаются залеченными. Как видно из фиг. 1, пленки с содержанием гепарина ниже 2% не стимулируют клеточную пролиферацию. ПРИМЕР 16
Получение гелевых композиций
Для приготовления следующих четырех гелевых композиций используют воду, содержащую 0,9% NaCl:
A = 2% метилцеллюлозы
B = 2% метилцеллюлозы + 0,2% натрийгепарина
C = 0,5% метилцеллюлозы + 1% хитозана (16% ацетилирования)
D = 0,5% метилцеллюлозы + 1% хитозана (16% ацетилирования) + 0,2% натрийгепарина
ПРИМЕР 17
Испытание на залечивание in vitro
In vitro раны, описанные в Примере 14, делят на шесть групп с десятью биопсиями в каждой группе. Каждую рану в этих пяти группах покрывают гелевой композицией, как описано в Примере 16. Только последнюю группу обрабатывают средой (2% FCS). Среду меняют каждый день. Через семь дней образцы закрепляют в 4% нейтральном буферном растворе формальдегида, дегидратируют через этанол-ксилоловый ряд и погружают в парафин. Сечения размером 10-20 мм по толщине окрашивают гематоксилином и эозином и степень реэпителиализации оценивают с помощью светового микроскопа. Только раны, целиком покрытые кератиноцитами, считаются залеченными. Как видно из фиг. 2, гель, состоящий из комбинации хитозана с гепарином, залечивает раны лучше, чем гель, содержащий только хитозан или только гепарин. ПРИМЕР 18
Биологическое испытание в соответствии с изобретением
Повторяют процедуру Примера 9 с использованием пленки, полученной по способу Примера 7. Как ясно из биологических экспериментов, описанных выше, использование способов по настоящему изобретению позволяет существенно улучшить качество залечивания путем предотвращения адгезии и стимулирования роста. Изобретение не ограничивается примерами, приведенными выше, и его объем ограничен только прилагаемой формулой изобретения. Что касается применения согласно изобретению, следует отметить, что пленки и/или мембраны, гели или порошки, полученные как указано выше, или растворы можно использовать на ранах и повреждениях в или на органах и структурах: брюшной полости; грудной клетки; легком; сердце-предсердии; центральных сосудах; кишечном тракте; мочевом тракте; мозговой оболочке; спинном мозге; сухожилиях, нервах, мышцах, кости, слизистой оболочке, роговице, коже и т.д. Продукты в форме трубок или рукавов или гели можно использовать в качестве направляющих в стимуляции роста и одновременно можно сохранять скользящие поверхности, так как удается избежать адгезии с окружающей средой. Такие продукты можно использовать при повреждениях нервов, сухожилий и связок, кишечного тракта, мочевого тракта, кровеносных сосудов и т.д. Вероятно, можно достичь еще большего стимулирования качества заживления путем сочетания данного изобретения с факторами роста.
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2