專利名稱：：用于外科植入的生物組織的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及用于外科植入的生物組織的準備或貯存。本發(fā)明也涉及生物組織和包含這種組織的生物假體裝置(bioprostheticdevices)。
背景技術：
：通常用于可植入生物假體裝置中或用于修復患者中的受損組織的動物組織一般使用化學試劑如甲醛和/或戊二醛貯存或用所述化學試劑預先處理而提供給醫(yī)療人員。這種化學處理有助于防止植入的生物假體裝置被受者排斥，提供進行滅菌和有助于穩(wěn)定組織中的蛋白質，從而使組織或包含這種組織的裝置更抵抗機械疲勞和蛋白水解酶引起的降解。例如，甲醛和戊二醛通過與組織中的膠原和其它蛋白形成交聯(lián)而穩(wěn)定組織。另外，組織通常保存在包含戊二醛(和/或甲醛)的稀釋水溶液中，以便將組織成分保持在水合態(tài)和保持無微生物環(huán)境。然而，包含這些試劑的組織必須在外科植入前進行充分洗滌。而且，在選擇用于植入的生物組織時，一個重要的考慮事項是，醫(yī)療人員應當能夠容易以盡可能接近即用的形式得到組織，即，在手術前進行最少的準備。這降低了誤差機率，也減少了植入時間。已經嘗試開發(fā)預處理生物組織和包含生物組織的生物假體裝置的方法，以便這種組織和裝置可以基本不含甲醛或戊二醛而提供給醫(yī)療人員，并且以即用于植入或再水合的基本干燥形式提供生物組織。解決這一問題的一個嘗試包括將生物組織浸沒在CrC3醇水溶液中，例如，乙醇水溶液，參見Duran等的美國專利號6,277,555和6,630,001。被溶液處理的組織然后被浸沒在甘油水溶液或低分子量(<1000D)聚乙二醇中。此后，組織被簡短浸沒在肝素水溶液中、冷凍和凍干。美國專利號4,300,243描述了用于外科植入的生物膠原組織的準備。該組織的準備包含使組織與新鮮量的水混溶性有機溶劑接觸，所述溶劑選自甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丙酮、甲基.乙基酮、和它們的混合物。然后，將過量的醇在O.l巴至1.0巴之間的壓力下去除。然而，已知這種脫水過程顯著減少組織的總尺寸，即，組織收縮。另外，經歷這種脫水過程的生物組織不能成功地再水合并基本上回到其原始尺寸。結果是，包含經歷這種脫水過程的組織成分的生物假體裝置不是進行植入的良好候選物。參見，美國專利號6,534,004，第1欄，第53-65行。美國專利號6,534,004描述提供包含生物組織的生物假體裝置的方法，用于干燥貯存。該方法包括用具有多個羥基的有機化合物(例如，多元醇、聚乙二醇或水溶性碳水化合物)水溶液處理生物組織。更優(yōu)選的處理溶液之一是甘油或甘油衍生物水溶液。生物組織被浸沒在這種溶液中，移出并使其風干。然后對組織進行滅菌和包裝貯存。準備用于干燥忙存的組織的所有前述現(xiàn)有技術方法都需要使用水溶液。然而，水溶液的使用使得組織易于受微生物污染。因此，期望從方法中完全消除水，并且期望因而使干燥組織不易受微生物影響。本發(fā)明提供這種方法。其提供準備生物組織或包含這種組織的生物假體裝置的新方法，適于滅菌干燥貯存，并且醫(yī)療人員可以以盡可能接近即用的形式得到。
發(fā)明內容公開了處理生物組織的方法，其能夠干燥貯存所述組織。在一個實施方式中，所述方法包括用包含多元醇和CrC3醇的非水性處理溶液接觸所述生物組織和從被溶液處理的生物組織去除部分處理溶液。多元醇濃度可以是按體積計40-95%并且CrC3醇濃度可以是按體積計5-60%。組織和處理溶液間的接觸時間可以變化，以便控制處理過程。例如，在一些實施方式中，用處理溶液接觸生物組織的步驟進行30分鐘以上的時間。在一些實施方式中，多元醇是甘油并且d-C3醇選自乙醇、正丙醇、2-丙醇或它們的混合物。待處理生物組織可以是哺乳動物組織，例如，選自心包、主動脈根和主動脈瓣以及肺動脈根和肺動脈瓣、腱、韌帶、皮膚、硬膜、腹膜、血管、胸膜、隔膜(diameter)、二尖瓣和三尖瓣的組織。在一個實施方式中，處理方法進一步包括將即用于滅菌盛放的生物組織置于包裝形式，其中所述包裝形式是預先滅菌的，或在將組織置于該包裝形式和密封該包裝形式后進行滅菌。本文也公開了包含用于外科植入到人中的滅菌溶液處理的生物組織的密封包裝，其中所述溶液處理的生物組織通過上述處理方法的實施方式中的一種進行準備。進一步地，公開了用于外科植入到人中的滅菌溶液處理的生物組織，其中所述滅菌溶液處理的生物組織由上述處理方法的實施方式中的一種進行準備。也公開了心臟瓣膜假體，其包括可收縮的彈性瓣膜構件，其中所述瓣膜構件包含利用上述處理方法的實施方式中的一種進行溶液處理的生物組織，所述瓣膜構件安裝于其上的彈性支架構件，所述支架構件具有內表面和外表面，以及連于瓣膜構件并位于瓣膜構件和支架構件之間的支撐物，其中支架構件形成連續(xù)表面并包括提供足夠硬以防止翻轉的結構的支柱件，并且支撐物從支架構件內表面延伸到支架構件外表面，并且其中支架構件具有足夠的徑向和縱向剛度，以經得住植入所需的徑向力，抵抗主動脈反沖力，和為瓣膜假體提供長期支撐。在一個實施方式中，心臟瓣膜假體被提供為滅菌形式并且即用于外科植入。沒有提供附圖。具體實施例方式本發(fā)明涉及處理哺乳動物生物組織進行準備或貯存的方法。理想地，所述方法提供生物組織或包含這種組織的生物假體裝置，即用于外科植入或再水合，例如，用生理鹽水再水合。本發(fā)明的一個實施方式利用多元醇和d-C3醇的非水性組合。方法包括用按體積計為35%以上的多元醇和余量為CrC3醇的處理溶液接觸生物組織。處理溶液不含水，即，其為非水性的。對于貯存在滅菌貯存液例如固定液中的組織，生物組織與處理溶液的接觸——例如通過將組織浸沒在溶液中，其保持時間足以用處理溶液交換組織間隙容量中的大部分預貯存液，所述預貯存液可以是水性的。所述方法也包括從溶液處理過的組織去除部分處理溶液，以提供即用于滅菌盛放的生物組織。如本文所用，"多元醇"是包含多個碳原子和兩個或更多個羥基的有機分子，其中羥基連于碳原子。示范性多元醇包括甘油、乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、丁二醇和甘油衍生物。所述方法中使用的更優(yōu)選多元醇中的兩種是甘油和丙二醇，和甘油或丙二醇的衍生物。當然，混合物形式的一種或更多種多元醇可以用在本方法中。因此，應理解，術語"多元醇"包含兩種或更多種多元醇的混合物。例如，甘油和丙二醇的混合物可以用在本方法中。本發(fā)明多種實施方式中使用的生物組織可以是哺乳動物組織，包括人組織，如得自人供體或尸體的組織。也可以使用牛、羊、馬和豬組織。這些實施方式中使用的組織類型與用于普通外科手術中的組織相同，并且包含心包、主動脈根和主動脈瓣以及肺動脈根和肺動脈瓣、腱、韌帶、皮膚、腹膜、筋膜、胸膜、二尖瓣和三尖瓣。本領域普通技術人員會理解，根據(jù)本發(fā)明某些實施方式的處理方法可以用固定組織或天然組織實施。在某些情況下，用于本方法的生物組織在先前已通過用固定液處理組織進行固定。如本文所用，"固定"組織是其中其蛋白質與天然組織中的蛋白質相比具有降低的溶解度、抗原性和生物降解性質的組織。一般地，組織通過組織蛋白質的胺基團與醛交聯(lián)而固定。組織固定方法可以包含化學和/或酶脫細胞步驟。漂洗固定組織，以大大降低組織中未反應固定劑的量。另一情況下，在本申請中公開的本發(fā)明處理之前，生物組織臨時貯存在緩沖鹽水溶液中。生物組織與處理溶液接觸，例如，通過將組織浸沒在溶液中。在一些實施方式中，處理溶液的體積是與該溶液接觸的生物組織的體積的至少2倍、至少50倍或至少100倍。如果生物組織要連于生物假體裝置進行植入，則可以在其連接于生物假體裝置之前或之后，用處理溶液處理該組織。例如，牛心包可以在形成于心瓣膜、血管移植物、支架遮蓋物或心包片(patch)中之前或牛心包形成于心瓣膜、血管移植物、支架遮蓋物或心包片中之后時間用處理溶液處理。d-Q醇選自甲醇、乙醇、異丙醇和正丙醇。乙醇是本方法中使用的優(yōu)選醇。另外，應該理解，術語"CVC3醇"包含兩種或更多種d-C3醇的混合物。例如，乙醇和異丙醇的混合物可以用在本方法中。發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，多元醇相對于CrC3醇的濃度影響貯存期間生物組織的尺寸穩(wěn)定性。有關組織的尺寸穩(wěn)定性的一個另外的因素是組織本身的類型。對于某些生物組織，處理溶液包括按體積計70%至95%的多元醇和按體積計5M至30n/。的d-C3醇。例如，申請人已確定，對于牛心包瓣膜，處理溶液優(yōu)選包含按體積計70%至95%的多元醇和按體積計5%至30%的d-C3醇。對于貯存在貯存液或固定劑中的組織，通過使生物組織與非水性處理溶液接觸，水從組織的間隙容量去除，使得組織基本干燥。本領域技術人員會容易知道，生物組織可以在一個或更多個獨立的接觸步驟中與處理溶液接觸。替代在一個處理步驟中用處理溶液接觸組織，接觸步驟可以用相同或類似濃度的多元醇和d-Q醇的處理溶液重復一次或更多次。例如，可以安排包含同一處理溶液的兩次浸沒浴。包含預貯存液的生物組織浸沒在第一浴中第一時間段。然后從第一浴移去組織并浸沒在第二浴中第二時間段。當然，普通技術人員可以確定，兩個浴中的每一個中的多元醇和Q-C3醇的各自濃度是不同的，但在陳述并要求保護的量之內。生物組織和處理溶液間的接觸時間在一定程度上依賴于組織厚度和類型。如可以預料的，對于相對厚的組織，通常需要更多的接觸時間。此外，如本領域普通技術人員公知，方法變量如攪動、溫度、壓力、流速等會影響需要的接觸時間。多元醇和d-C3醇混合物(例如，75%-25%混合物)的制備可以在攪拌下進行數(shù)小時。用該溶液處理組織需要的時間取決于上述許多因素，并且可以進行數(shù)小時。在許多情況下，方法包含用處理溶液保持生物組織8小時或更長。在某些情況下，暴露時間可以超過12、16或24小時?！┥锝M織充分暴露于處理溶液，將組織從溶液移去并在標準室溫和濕度下暴露于環(huán)境氣體或惰性環(huán)境例如氮氣，以便沒有不利地影響組織性質(一般地，在約15。C至約25t:的溫度下和優(yōu)選約50%以下的相對濕度下)。優(yōu)選地，在清潔室或層流凈化臺中、在環(huán)境房間條件下進行干燥約1-4小時。然后，將處理和干燥的組織或包含處理和干燥的組織的生物假體裝置包裝在基本不含液體的容器或包裝中，用于隨后的再水合或植入。"基本不含液體"的容器或包裝指非流體環(huán)境，其中水或其它物質的存在被限制為環(huán)境氣體中這種物質的大致含量(更精確地受到相對濕度的限定)。組織或包含該組織的生物假體裝置被放在微生物抗性容器或包裝中。一個優(yōu)選方法是應用真空于包裝以便最小化02水平，并可以另外利用惰性氣體如氮氣回填。這種滅菌包裝方法是本領域技術人員己知的。然后，包裝的處理組織可以通過氣體滅菌方法或通過暴露于離子輻射——包括Y和電子束方法——而滅菌。為了確保在滅菌后腔室(chamber)保持滅菌狀態(tài)，包裝件由不透微生物如細菌和真菌的材料制成。組織或包含該組織的生物假體裝置放在室中和/或滅菌后，室被密封。通過暴露于離子輻射或滅菌氣體進行滅菌，特別是通過暴露于環(huán)氧乙烷滅菌，是本領域中的技術。在優(yōu)選實施方式中，組織通過暴露組織于Y輻射而滅菌。通過暴露于環(huán)氧乙烷滅菌的常規(guī)方法的實例包括，在38。C的溫度下，在8至10psig的室壓下，暴露于10%環(huán)氧乙烷和90。/。氯氟烴(hydrochlorofluorocarbon)24小時或在54-57。C的溫度下暴露130分鐘。得到的產品是基本滅菌和密封的以基本干燥形式存在的可植入組織或包含這種組織的生物假體裝置。它特別非常適于外科植入人類患者中，用于治療諸多疾病或病癥。外科植入前，該生物組織或包含該組織的生物假體裝置從包裝中移去，并且任選地組織成分通過暴露于水溶液、優(yōu)選滅菌水溶液被再水合。組織可以通過多次浸泡在滅菌溶液如生理鹽水中而再水合。組織中的甘油可以由鹽水容易地洗去。大多數(shù)甘油通過在鹽水中洗滌組織約3-5分鐘而洗脫出來。所述處理生物組織和隨后包裝該組織或包含這種組織的裝置的方法消除了由醫(yī)療人員在外科植入前對組織或生物假體裝置滅菌的需要。所述方法在準備用于外科植入的組織和生物假體裝置中提供較大的制造控制。換言之，準備用于植入的組織或假體裝置的方法不需要在醫(yī)院或手術室中進行。另外，醫(yī)療人員可能需要的唯一步驟是用生理鹽水或其它適當?shù)脑偎蟿┰偎辖M織或生物假體裝置上的組織。所述方法提供生物組織或包含這種組織的生物假體裝置，其具有基本即用于外科植入到患者中的尺寸穩(wěn)定性。在干燥貯存約24小時和在生理鹽水中再水合約5分鐘后，根據(jù)本申請所述和所要求保護的方法處理的生物組織一般會恢復其原始水合尺寸的至少大約97%，更優(yōu)選至少大約99%。因此，根據(jù)所述和所要求保護的方法準備的生物組織非常適用于可植入生物假體裝置中，并且特別適用于植入患者心血管系統(tǒng)的接觸血液的生物假體裝置中。本發(fā)明實施方式涉及生物假體裝置，其包含本申請所述方法處理的心包組織心瓣膜。如所述，心包組織在連于裝置之前或之后可以根據(jù)所述方法處理。心瓣膜具有在瓣膜接合處(固定器的一部分)在瓣膜邊緣連在一起的多個瓣葉，它們一般軸向排列并均勻布置在瓣膜軸周圍。瓣膜接合處各自布置在相鄰的彎曲瓣膜尖之間，沿著瓣膜邊緣。生物假體心瓣膜可以進一步包括固定器，其包括在軸周圍排列以通常沿瓣膜尖端接觸心瓣膜的多個尖端支撐物。連于固定器的心包瓣膜用本申請所述方法準備和處理。生物假體心瓣膜的更完整描述描述于美國專利號5，928，281中，其轉讓給EdwardsLifesciences(愛德華茲生命科學公司)，其全部內容并入本申請作為參考。實施例l在戊二醛存在下固定的牛心包被切割，以去除松弛組織和脂肪，并且被切片為具有表1和2所述厚度和直徑的片(discs)。處理前測定每一片的尺寸，并且每一片被浸沒在表1和2所述的各種處理溶液組合物中。處理溶液在使用溶液前約16小時制備。組織浸沒在各種溶液組合物的每一個中，溶液組織體積比是100:1。組織保持與各種處理溶液接觸約16小時，隨后從溶液小心移去組織，使過量液體從組織排出并且風干組織。再次測量每一片的尺寸。處于干燥形式16小時后，每一片在常規(guī)鹽水中再水合。再次測定再水合尺寸。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>處理和干燥的組織是柔韌的并且不會由于物理操作而破裂或破壞。其通過在環(huán)境溫度下浸沒在例如生理緩沖鹽水中約5分鐘而再水合。再水合后，組織在外觀上與原始(未處理)固定組織不可區(qū)分。如表1和2的數(shù)據(jù)所示，對所評價的所有組分范圍，組織保持尺寸穩(wěn)定性。然而，對于更嚴格的尺寸考慮，例如生物假體心瓣膜，范圍約50至95%甘油和余量為醇的處理溶液組成范圍是優(yōu)選的。12從再水合后組織厚度的測定值得到類似結果。在此情況下，對于用甘油:乙醇體積比為80:20至50:50的溶液處理的那些片而言，沒有觀察到組織厚度差異。雖然本發(fā)明的多種優(yōu)選實施方式為示范目的己經公開，但本領域技術人員會理解，各種修改、添加和/或替換是可能的，這不背離本發(fā)明的范圍和精神，如權利要求書中所公開的。權利要求1.處理生物組織的方法，所述方法包括使所述生物組織與包含多元醇和C1-C3醇的非水性處理溶液接觸；和從溶液處理過的生物組織去除部分所述處理溶液。2.權利要求l的方法，其中所述多元醇是按體積計40-95%，并且所述CrC3醇是按體積計5-60%。3.權利要求2的方法，其中所述處理溶液包括按體積計70%至95%的多元醇和按體積計5%至30%的CrC3醇。4.權利要求1的方法，其中使所述生物組織與所述處理溶液接觸的步驟進行30分鐘以上的時間。5.權利要求1的方法，其中所述多元醇是甘油。6.權利要求1的方法，其中所述Q-C3醇選自乙醇、正丙醇、2-丙醇或它們的混合物。7.權利要求1的方法，其中所述生物組織是哺乳動物組織。8.權利要求1的方法，進一步包括將即用于滅菌盛放的所述生物組織置于包裝形式，其中所述包裝形式是預先滅菌的，或在將所述組織置于所述包裝形式和密封所述包裝形式后進行滅菌。9.權利要求7的方法，其中所述哺乳動物組織選自心包、主動脈根和主動脈瓣以及肺動脈根和肺動脈瓣、腱、韌帶、皮膚、硬膜、腹膜、血管、胸膜、隔膜、二尖瓣和三尖瓣。10.包含用于外科植入到人中的滅菌的溶液處理的生物組織的密封包裝，所述溶液處理的生物組織通過包括下列步驟的方法進行準備使所述生物組織與包含多元醇和CrC3醇的非水性處理溶液接觸；和從溶液處理過的生物組織去除部分所述處理溶液，以提供溶液處理過的生物組織。11.權利要求ll的密封包裝，其中所述處理溶液包括按體積計40%至95%的多元醇和按體積計5%至60%的CrC3醇。12.權利要求ll的密封包裝，其中所述生物組織選自心包、主動脈根和肺動脈根、腱、韌帶、皮膚、筋膜、腹膜、胸膜、二尖瓣和三尖瓣。13.用于外科植入到人中的滅菌的溶液處理的生物組織，所述滅菌的溶液處理的生物組織通過包括下列步驟的方法進行準備使所述生物組織與包含按體積計40%至95%的多元醇和按體積計5。/o至60。/o的d-C3醇的處理溶液接觸；禾口從溶液處理過的生物組織去除部分所述處理溶液，以提供即用于滅菌盛放的生物組織。14.權利要求14的生物組織，其中所述處理溶液包括按體積計70%至95%的多元醇；和按體積計5%至30%的CrC3醇。15.權利要求14的生物組織，其中所述生物組織是哺乳動物組織，選自心包、主動脈根和肺動脈根、腱、韌帶、皮膚、筋膜、腹膜、胸膜、二尖瓣和三尖瓣。16.心瓣膜假體，其包括可收縮的彈性瓣膜構件，其中所述瓣膜構件包括溶液處理的生物組織，所述溶液處理包括使所述生物組織與包含按體積計40%至95%的多元醇和按體積計5%至60%的CrC3醇的處理溶液接觸；和從溶液處理過的生物組織去除部分所述處理溶液，以提供即用于滅菌盛放的生物組織；彈性支架構件，其中安裝所述瓣膜構件，所述支架構件具有內表面和外表面；和支撐物，其連接于所述瓣膜構件并位于所述瓣膜構件和所述支架構件之間，其中所述支架構件形成連續(xù)表面并包括提供足夠硬以防止翻轉的結構的支柱件，并且所述支撐物從所述支架構件內表面延伸到所述支架構件外表面，并且其中所述支架構件具有足夠的徑向和縱向剛度，以經得住植入所需的徑向力、抵抗主動脈反沖力和為所述瓣膜假體提供長期支撐。17.權利要求16的心瓣膜假體，其以滅菌形式提供并且即用于外科植入。全文摘要公開了處理生物組織的方法，其能夠干燥保存所述組織。在一個實施方式中，所述方法包括用包含多元醇和C₁-C₃醇的非水性處理溶液接觸所述生物組織和從溶液處理過的生物組織去除部分處理溶液。也公開了應用上述方法準備的生物組織和用這種組織制備的假體裝置。文檔編號A01N1/02GK101626682SQ200780039836公開日2010年1月13日申請日期2007年10月23日優(yōu)先權日2006年10月27日發(fā)明者J·戴維森,斌田申請人:愛德華茲生命科學公司