CN106178085A - 速效干燥密封剂以及使用和制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及速效干燥密封剂以及使用和制备方法。本发明提供用于密封应用的组合物、方法和试剂盒。通过以下方法制备组合物：使第一种交联性组分与第二种交联性组分组合，形成具有空隙的多孔基质；和使多孔基质与水凝胶形成组分组合，填充至少一些空隙。这些组合物显示出最小的溶胀性质。

Description

速效干燥密封剂以及使用和制备方法

本申请是申请号为200780036641.0母案的分案申请。该母案的申请日为2007年8月1日；发明名称为“速效干燥密封剂以及使用和制备方法”。

相关申请交叉参考

本申请要求2006年8月2日提交的美国专利申请第60/821,190号的优先权权益。该申请还与美国专利第5,874,500、6,063,061、6,066,325、6,166,130和6,458,889号相关。这些提交文件的内容各自通过引用结合到本文中。

对有关在联邦政府资助下研究和开发产生的发明权力的声明

不适用

关于紧致磁盘上提交的“序列表”、表格或计算机程序列表附录

不适用

背景技术

在1992年11月10日颁布给Rhee等的美国专利第5,162,430号中，有关于通过使胶原蛋白与合成亲水性聚合物例如聚乙二醇的各种衍生物共价连接制备的胶原蛋白-合成聚合物缀合物的论述。在1994年6月28日颁布给Rhee等的美国专利第5,324,775号中，有关于与合成的非免疫原性亲水性聚乙二醇聚合物共价连接的各种嵌入天然生物相容性聚合物(例如多糖)的论述。在1994年7月12日颁布给Rhee等的美国专利第5,328,955号中，有关于各种活化形式的聚乙二醇和可用于产生具有一定范围物理和化学性质的胶原蛋白-合成聚合物缀合物的各种键的论述。

在1995年3月14日提交的顺序号08/403,358中，有关于用疏水性交联剂或亲水性和疏水性交联剂的混合物制备的交联生物材料组合物的论述。疏水性交联剂可包括任何含有或可通过化学衍生化含有两个或多个琥珀酰亚胺基的疏水性聚合物。

在1996年12月3日颁布给Yeung等的美国专利第5,580,923号中，有关于可用于防止手术粘连的组合物的论述，该组合物含基体材料和防粘粘合剂，其中基体材料优选含胶原蛋白，优选该粘合剂含至少一个组织活性官能团和至少一个基体活性官能团。

在1997年3月25日颁布给Rhee等的美国专利第5,614,587号中，有关于生物粘附性组合物的论述，该组合物含用多官能活化的合成亲水性聚合物交联的胶原蛋白，和用此类组合物完成第一表面和第二表面之间粘合的方法，其中第一和第二表面中的至少一个可为原生(native)组织表面。

在日本专利公布号07090241中有关于用于透镜材料短时粘合以支持和使该材料安装在机械装置的组合物的论述，该组合物含有平均分子量为1000-5000的聚乙二醇和平均分子量为30,000-200,000的聚N-乙烯基吡咯烷酮的混合物。

West和Hubbell在Biomaterials(1995)16：1153-1156中论述了用光聚合的聚乙二醇-乳酸共聚物二丙烯酸酯水凝胶和物理交联聚乙二醇-聚丙二醇共聚物水凝胶泊洛沙姆防止术后粘连。

在美国专利第5,672,336和5,196,185号中有关于创伤敷料的论述，该敷料含有0.5-2.0μm粒度的微粒纤维胶原。该组合物主要包含水相，但不能形成本发明中所述水凝胶。在美国专利第5,698,213号中有关于可用作吸收性外科手术装置和递药溶媒的交联脂族聚酯水凝胶的论述。在美国专利第5,674,275号中有关于丙烯酸酯或异丁烯酸酯基水凝胶粘合剂的论述。在美国专利第5,306,501号中有关于可用作递药溶媒的聚氧化烯基热致可逆的水凝胶的论述。

在美国专利第4,925,677和5,041,292号中有关于含与多糖或粘多糖交联的蛋白组分的可用作递药溶媒的水凝胶的论述。

在美国专利第5,384,333号和Jeong等(1997)″Nature,″388：860-862中有关于可生物降解的注射给药聚合物的论述。在美国专利第4,925,677号中有关于用于控释递药的可生物降解水凝胶的论述。在美国专利第4,347,234和4,291,013号中有关于基于可再吸收胶原蛋白的递药系统的论述。在美国专利第5,300,494和4,946,870号中有关于用于递药的氨基多糖基生物相容性膜的论述。在美国专利第5,648,506号中有关于释放紫杉醇的水溶性载体的论述。

已有聚合物用作治疗药物的载体，实现局部释放和缓释(Langer，et al.，Rev.Macro.Chem.Phys.，C23(1)，61，1983；Controlled Drug Delivery，Vol.I和II，Bruck，S.D.，(ed.)，CRC Press，Boca Raton，Fla.，1983；Leong et al.，Adv.Drug DeliveryReview，1：199，1987)。这些治疗药物释放系统类似于输注，提供增强疗效和减少全身毒性的潜力。

提出的用于控释药物释放的其它类合成聚合物包括聚酯(Pitt，et al.，Controlled Release of Bioactive Materials，R.Baker，Ed.，Academic Press，NewYork，1980)；聚酰胺(Sidman，et al.，Journal of Membrane Science，7：227，1979)；聚氨酯(Maser，et al.，Journal of Polymer Science，Polymer Symposium，66：259，1979)；聚原酸酯(Heller，et al.，Polymer Engineering Scient，21：727，1981)；和聚酸酐(Leong，et al.，Biomaterials，7：364，1986)。

在美国专利第5,428,024；5,352,715；和5,204,382号中有关于通过机械破坏发生物理性质变化的含胶原蛋白的组合物的论述。这些专利主要涉及纤维和不溶性胶原。在美国专利第4,803,075号中有关于注射胶原蛋白组合物的论述。在美国专利第5,516,532号中有关于骨/软骨注射组合物的论述。在WO 96/39159中有关于含5μm-850μm粒度干燥粒子的胶原蛋白基释放基质的论述，其中干燥粒子可悬浮于水并具有特定表面电荷密度。在美国专利第5,196,185号中有关于粒度为1μm-50μm的胶原蛋白制剂的描述，该制剂可用作形成创伤敷料的气溶胶喷雾剂。论述胶原蛋白组合物的其它专利包括美国专利第5,672,336和5,356,614号。在WO 96/06883中有关于可交联并可通过注射器注射的聚合物非易蚀性水凝胶的论述。

转让给本发明受让人的以下待审申请含相关主题内容：1997年7月31日提交的美国专利申请顺序号08/903,674；1997年6月18日提交的美国专利申请顺序号60/050,437；1996年8月27日提交的美国专利申请顺序号08/704,852；1996年6月19日提交的美国专利申请顺序号08/673,710；1996年2月20日提交的美国专利申请顺序号60/011,898；1996年11月7日提交的美国专利申请顺序号60/006,321；1996年11月7日提交的美国专利申请顺序号60/006,322；1996年11月7日提交的美国专利申请顺序号60/006,324；和1995年6月7日提交的美国专利申请顺序号08/481,712。这些申请各自通过引用全文结合到本文中。以上文献和其中引用的刊物各自通过引用结合到本文中。有多种适用于生物粘合剂的材料，用于组织增加、预防外科手术粘连、在合成植入物表面涂层、用作递药基质、眼科应用等。另外，在许多情况下，这些材料的凝结时间可能小于最佳时间，但对于外科手术和其它医疗应用，通常优选快速起效材料。在其它情况下，目前可得到的材料可显示某些外科手术应用不期望的溶胀性质。因此，需要快速起效材料，作为例如止血和/或伤口密封用的组织密封剂使用。还需要提供显示最小溶胀性质的材料。

发明内容

本发明提供在体内环境中实现止血或其它流体抑制的组合物。本发明组合物含第一种和第二种交联性组分和至少一种水凝胶形成组分，此类组合物适合涂覆在脊椎动物上以促使流体抑制。组合物包括快速起效材料，用作例如用于止血和/或伤口密封应用的组织密封剂。此类组合物显示最小熔胀性质。

在第一个方面，本发明实施方案提供包含以下组分的组合物：第一种交联性组分、在能够反应的条件下与第一种交联性组分交联的第二种交联性组分，和水凝胶形成组分。第一种交联性组分与第二种交联性组分交联，形成具有空隙的多孔基质，而水凝胶形成组分能够水合形成水凝胶，以填充至少一些空隙。在某些方面，水凝胶形成组分的pH可影响形成密封剂基质屏障的反应时间。例如，在某些实施方案中，提供含pH 6.75的水凝胶形成组分的组合物，该组合物的反应时间比含pH 9.5的水凝胶形成组分的组合物慢。

第一种交联性组分可包含多个亲核性基团，而第二种交联性组分可包含多个亲电基团。在某些方面，第一种交联性组分包含具有m个亲核基团的多-亲核性聚环氧烷，第二种交联性组分包含具有n个亲电基团的多-亲电性聚环氧烷，其中m和n各自大于或等于2，且其中m+n大于或等于5。在某些方面，n为2，m大于或等于3。可将多-亲核性聚环氧烷四官能活化。在某些方面，m为2，n大于或等于3。可将多-亲电性聚环氧烷四官能活化。在某些情况下，多-亲核性聚环氧烷和多-亲电性聚环氧烷均四官能活化。多-亲核性聚环氧烷可包含2个或多个亲核基团例如NH₂、-SH、-H、-PH₂和/或-CO-NH-NH₂。在某些情况下，多-亲核性聚环氧烷包含2个或多个伯氨基。在某些情况下，多-亲核性聚环氧烷包含2个或多个硫醇基。多-亲核性聚环氧烷可以为聚乙二醇或其衍生物。在某些情况下，聚乙二醇包含2个或多个亲核基团，它们可包括伯氨基和/或硫醇基。多-亲电性聚环氧烷可包含2个或多个亲电基团例如-CO₂N(COCH₂)₂、-CO₂H、-CHO、-CHOCH₂、-N＝C＝O、-SO₂CH＝CH₂、-N(COCH)₂和/或-S-S-(C₅H₄N)。多-亲电性聚环氧烷可包含2个或多个琥珀酰亚胺基。多-亲电性聚环氧烷可包含2个或多个马来酰亚胺基。在某些情况下，多-亲电性聚环氧烷可为聚乙二醇或其衍生物。

在某些方面，组合物包含多糖或蛋白。多糖可为葡糖胺多糖，例如透明质酸、甲壳质、硫酸软骨素A、硫酸软骨素B、硫酸软骨素C、硫酸角蛋白、硫酸角质、肝素或其衍生物。蛋白可以为胶原蛋白或其衍生物。多-亲核性聚环氧烷或多-亲电性聚环氧烷，或多-亲核性聚环氧烷和多-亲电性聚环氧烷均可含连接基团。在某些情况下，可通过下式给出多-亲核性聚环氧烷：聚合物-Q¹-X_m。可通过下式给出多-亲电性聚环氧烷：聚合物-Q²-Y_n。X可为亲电基团，Y可为亲核基团，m和n各自可为2-4，m+n可为≤5，Q¹和Q²各自可为连接基团例如-O-(CH₂)_n′-、-S-、-(CH₂)_n′-、-NH-(CH₂)_n′-、-O₂C-NH-(CH₂)_n′-、-O₂C-(CH₂)_n′-、-O₂C-CR¹H和/或-O-R²-CO-NH。在某些情况下，n′可为1-10，R¹可为-H、-CH₃或-C₂H₅，R²可为-CH₂-或-CO-NH-CH₂CH₂-，Q¹和Q²可相同或不同，或可不存在。在某些方面，Y可为-CO₂N(COCH₂)₂或-CO₂N(COCH₂)₂。在某些情况下，多-亲核性聚环氧烷或多-亲电性聚环氧烷，或多-亲核性聚环氧烷和多-亲电性聚环氧烷都还包含可生物降解基团。可生物降解基团可为丙交酯、乙交酯、ε-己内酯、聚(α-羟基酸)、聚(氨基酸)或聚(酐)。在某些方面，水凝胶形成组分能够水化，形成包括明胶的生物相容性水凝胶片段，且当释放至湿组织靶部位时吸收水。水凝胶可包含完全水化时大小为约0.01mm-约5mm和约400％-约5000％的平衡溶胀的亚单位。在某些情况下，水凝胶体内降解时间小于1年。在某些情况下，水凝胶至少部分被含水介质水化并含活性剂，该活性剂可包括凝血药例如凝血酶。

在另一方面，本发明实施方案提供将活性剂释放至患者的方法。该方法可包括给予患者靶部位一定量的本文中所述组合物。在某些方面，实施方案包括将密封剂释放到患者的方法。该方法可包括给予出血靶部位足以抑制出血的量的本文中所述组合物。在某些方面，实施方案包括将凝血酶释放到患者的方法。该方法可包括给予出血靶部位足以抑制出血的量的本文中所述组合物。

在还另一方面，本发明实施方案包括含多-亲核性聚环氧烷、多-亲电性聚环氧烷和水凝胶形成组分的组合物。多-亲核性聚环氧烷还可包含至少一个伯氨基和至少一个硫醇基。在能够反应的条件下，多-亲核性聚环氧烷和多-亲电性聚环氧烷能够基本上立即交联。实施方案包括组合物，其中多-亲核性聚环氧烷包含两个或多个硫醇基，多-亲电性聚环氧烷包含两个或多个亲电基团例如琥珀酰亚胺基和/或马来酰亚胺基。实施方案还包括组合物，其中多-亲核性聚环氧烷包含两个或多个亲核基团例如伯氨基和/或硫醇基。多-亲电性聚环氧烷可包含两个或多个琥珀酰亚胺基。在某些情况下，实施方案包括含以下组分的组合物：具有两个或多个硫醇基的第一种聚乙二醇、具有两个或多个琥珀酰亚胺基或马来酰亚胺基的第二种聚乙二醇，和水凝胶形成组分。硫醇基和琥珀酰亚胺基或马来酰亚胺基的总数可至少为5，在能够反应的条件下，第一种聚乙二醇和第二种聚乙二醇可能够基本上立即交联。在某些情况下，第一种聚乙二醇含4个硫醇基，第二种聚乙二醇含4个琥珀酰亚胺基。在某些情况下，组合物含蛋白质或多糖。多糖可以是葡糖胺多糖，例如透明质酸、甲壳质、硫酸软骨素A、硫酸软骨素B、硫酸软骨素C、硫酸角蛋白、硫酸角质、肝素或其衍生物。蛋白质可以是胶原蛋白或其衍生物。

在另一个方面，本发明实施方案包括将组织道密封的方法。该方法可包括用组合物至少部分填充组织道，该组合物含第一种交联性组分、在能够反应的条件下与第一种交联性组分交联的第二种交联性组分，和水凝胶形成组分。第一种和第二种交联性组分可交联形成具有空隙的多孔性基质，而水凝胶形成组分可能够水化形成水凝胶，填充至少一些空隙。在某些情况下，水凝胶含完全水化时大小约0.05mm-约5mm和平衡溶胀为约400％-约1300％的亚单位，它们在组织道中约1-约120天后降解。在某些情况下，第一种交联性组分含多个亲核基团，第二种聚合物含多个亲电基团。

在还另一个方面，本发明实施方案包括在患者身体中靶部位抑制出血的方法。该方法可包括将足以抑制出血的量的组合物释放至靶部位，其中该组合物含第一种交联性组分、在能够反应的条件下与第一种交联性组分交联的第二种交联性组分，和水凝胶形成组分。第一种和第二种交联性组分可交联形成具有空隙的多孔基质，而水凝胶形成组分能够水化形成水凝胶，填充至少一些空隙。当完全水化时，水凝胶可含大小约0.05mm-约5mm的亚单位，其平衡溶胀为约400％-约1300％，它们在组织道中约1-约120天后降解。第一种交联性组分可包含多个亲核基团，第二种交联性组分可包含多个亲电基团。在另一方面，本发明实施方案包括将生物活性物质释放至患者身体中靶部位的方法。该方法可包括将组合物和生物活性物质联合释放至靶部位，其中组合物含第一种交联性组分、在能够反应的条件下与第一种交联性组分交联的第二种交联性组分，和水凝胶形成组分。第一种和第二种交联性组分可交联形成具有空隙的多孔性基质，而水凝胶形成组分能够水化形成水凝胶，填充至少一些空隙。当完全水化时，水凝胶可含大小约0.05mm-约5mm的亚单位，平衡溶胀约400％-约1300％，它们可在组织道中约1-约120天后降解。在某些情况下，第一种交联性组分包含多个亲核基团，第二种交联性组分包含多个亲电基团。生物活性物质可以是止血剂，例如凝血酶。

在另一方面，本发明实施方案包括将可溶胀组合物释放至组织中的靶部位的方法。该方法可包括将组合物涂覆在靶部位上，其中该组合物含第一种交联性组分、在能够反应的条件下与第一种交联性组分交联的第二种交联性组分，和水凝胶形成组分。第一种和第二种交联性组分可交联形成具有空隙的多孔基质，而水凝胶形成组分能水化形成水凝胶，填充至少一些空隙。当完全水化时，水凝胶可含大小约0.05mm-约5mm的亚单位，其平衡溶胀约400％-约1300％，它们在组织道中约1-约120天后降解。当涂覆到其中其溶胀至平衡溶胀值的靶部位后，组合物可在小于其平衡溶胀下水化。在某些方面，第一种交联性组分含多个亲核基团，第二种交联性组分含多个亲电基团。在某些方面，靶部位可在以下组织中：肌肉、皮肤、上皮组织、平滑肌、骨骼肌或心肌、结缔或支持组织、神经组织、眼和其它感觉器官组织、血管和心组织、肠胃器官和组织、胸膜和其它肺组织、肾、内分泌腺、雄性和雌性生殖器官、脂肪组织、肝、胰腺、淋巴腺、软骨、骨、口腔组织和粘膜组织，以及脾和其它腹部器官。在某些方面，靶部位包括所选择的组织中空隙区域，例如组织皮层(divot)、组织道、脊柱内空间或体腔。在某些情况下，水凝胶在平衡溶胀时的水化度为水化50％-95％。在某些情况下，水凝胶含增塑剂例如聚乙二醇、山梨醇或甘油。以水凝胶组分的组合物计，增塑剂可以0.1％-30％重量存在。在某些情况下，水凝胶含交联蛋白水凝胶。该蛋白可包括明胶、可溶性胶原蛋白、白蛋白、血红蛋白、纤维蛋白原(fibrogen)、纤维蛋白、酪蛋白、纤连蛋白、弹性蛋白、角蛋白、层粘连蛋白及其衍生物和组合。在某些情况下，水凝胶含交联多糖。多糖可含葡糖胺多糖、淀粉衍生物、纤维素衍生物、半纤维素衍生物、木聚糖、琼脂糖、藻酸酯(盐)，和壳聚糖及其组合。在某些情况下，水凝胶含交联非生物聚合物。该交联非生物聚合物可含聚丙烯酸酯、聚异丁烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯树脂、聚丙交酯-乙交酯、聚己内酯、聚氧乙烯及其组合。在某些情况下，水凝胶含至少两种成分，它们选自交联蛋白、交联多糖和交联非生物聚合物。水凝胶可包括水凝胶聚合物和水凝胶交联剂。水凝胶聚合物和水凝胶交联剂可在产生水凝胶聚合物分子交联的条件下反应。在某些情况下，水凝胶含分子交联水凝胶聚合物，在产生水凝胶聚合物分子交联的条件下通过辐照水凝胶制备该聚合物。在某些情况，水凝胶包含分子交联水凝胶，通过在产生水凝胶聚合物分子交联的条件下使单不饱和与多不饱和水凝胶单体反应制备该分子交联水凝胶。

在再另一方面，本发明实施方案包括形成三维合成聚合物基质的方法。该方法包括提供含m个亲核基团的第一种交联性组分和含n个亲电基团的第二种交联性组分。使亲电基团与亲核基团反应，在基团之间形成共价键，m和n各自大于或等于2，m+n大于或等于5。该方法还包括使第一种交联性组分与第二种交联性组分组合，将水凝胶形成组分加入到第一种交联性组分和第二种交联性组分，让第一种交联性组分和第二种交联性组分互相交联，形成三维基质。该方法也可包括使第一组织表面和第二表面与第一种交联性组分、第二种交联性组分和水凝胶形成组分接触。在某些情况下，第二表面是原生(native)组织表面。在某些情况下，第二表面是非原生组织表面，例如合成植入物。合成植入物可以为供体角膜、人造血管、心脏瓣膜、人造器官、粘合性假体、可移植微透镜(implantable lenticule)、血管移植物、支架或支架/移植物组合。在某些情况下，将粉末形式的第一种交联性组分、第二种交联性组分和水凝胶形成组分各自涂覆在第一组织表面。在某些情况下，将第一种交联性组分、第二种交联性组分和水凝胶形成组分各自以单一合并混合的粉末制剂的粉末涂覆在第一组织表面。混合粉末制剂可含蛋白和/或多糖。第一组织表面可在硬组织或软组织之上或之中。第一组织表面可包括手术部位周围或近邻。该方法还可包括封闭手术部位。在某些情况下，混合粉末制剂含胶原蛋白。在某些情况下，混合粉末制剂含生物活性剂。在某些方面，本发明实施方案包括混合粉末组合物，该组合物含粉末形式的具有多个亲核基团的第一种交联性组分、粉末形式的具有多个亲电基团的第二种交联性组分，和粉末形式的水凝胶形成组分。在能够反应的条件下，第一种和第二种交联性组分能够基本上立即交联。

在相关方面，加入到第二种交联性组分的第一种交联性组分提供组合的交联性组分组合物。以组合的交联性组分组合物计，第一种交联性组分可以约0.5％-约20％重量的浓度存在。在某些情况下，以组合的交联性组分组合物计，第二种交联性组分可以约0.5％-约20％重量的浓度存在。第一种交联性组分与第二种交联性组分的重量比可为约45％-约55％。相关的，第一种交联性组分与第二种交联性组分的重量比可为约50％。在某些情况下，第一种和第二种交联性组分和水凝胶形成组分的重量比可为约28％-约42％w/w。相关的，第一种和第二种交联性组分与水凝胶形成组分之间的重量比可为约20％-约30％w/w。在某些方面，以组合的交联性组分组合物计，第一种交联性组分可以约0.5％-约20％重量的浓度存在。相关的，以组合的交联性组分组合物计，第二种交联性组分可以约0.5％-约20％重量的浓度存在。第一种交联性组分与第二种交联性组分的重量比可为约45％-约55％。类似的，第一种交联性组分与第二种交联性组分的重量比可为约50％。

在另一方面，本发明实施方案提供密封剂基质组合物试剂盒。试剂盒可包含例如容器和置于该容器内的混合粉末组合物。组合物可包含具有多个亲核基团的第一种交联性组分和具有多个亲电基团的第二种交联性组分。第一种交联性组分、第二种交联性组分或二者均可以为粉末形式。试剂盒也可含粉末形式的水凝胶形成组分。在能够反应的条件下，第一种和第二种交联性组分能够基本上立即交联。在某些情况下，容器含注射器管和注射器柱塞。试剂盒也可含关于将混合粉末组合物涂覆在患者出血靶部位的书面说明书。在某些情况下，混合粉末含活性剂。活性剂可包括凝血酶。在另一方面，试剂盒可含胶原海绵或其它合适的支持物，和固定在该海棉或支持物的表面的混合粉末组合物。该组合物可含具有多个亲核基团的第一种交联性组分和具有多个亲电基团的第二种交联性组分。第一种交联性组分、第二种交联性组分或二者均可为粉末形式。试剂盒也可含粉末形式的水凝胶形成组分。在能够反应的条件下，第一种和第二种交联性组分能够基本上立即交联。

为更全面理解本发明性质和优点，应结合附图参考详述部分。

本发明包括但不限于：

31.含以下组分的组合物：

第一种交联性组分；

在能够反应的条件下与第一种交联性组分交联的第二种交联性组分；和

水凝胶形成组分；

其中第一种和第二种交联性组分交联形成具有空隙的多孔基质，和其中水凝胶形成组分能够水化形成水凝胶，填充至少一些空隙。

32.第31段的组合物，其中第一种交联性组分含多个亲核基团，第二种交联性组分含多个亲电基团。

33.第31段的组合物，其中第一种交联性组分含具有m个亲核基团的多-亲核性聚环氧烷，第二种交联性组分含具有n个亲电基团的多-亲电性聚环氧烷，其中m和n各自大于或等于2，和其中m+n大于或等于5。

34.第33段的组合物，其中n为2，和其中m大于或等于3。

35.第34段的组合物，其中多-亲核性聚环氧烷被四官能活化。

36.第33段的组合物，其中m为2，和其中n大于或等于3。

37.第36段的组合物，其中多-亲电性聚环氧烷被四官能活化。

38.第33段的组合物，其中多-亲核性聚环氧烷和多-亲电性聚环氧烷均被四官能活化。

39.第33段的组合物，其中多-亲核性聚环氧烷还含选自以下的2个或多个亲核基团：NH₂、-SH、-H、-PH₂和-CO-NH-NH₂。

40.第33段的组合物，其中多-亲核性聚环氧烷还含2个或多个伯氨基。

41.第33段的组合物，其中多-亲核性聚环氧烷还含2个或多个硫醇基。

42.第33段的组合物，其中多-亲核性聚环氧烷为聚乙二醇或其衍生物。

43.第42段的组合物，其中聚乙二醇还含2个或多个亲核基团，该亲核基团选自伯氨基和硫醇基。

44.第33段的组合物，其中多-亲电性聚环氧烷还含选自以下的2个或多个亲电基团：CO₂N(COCH₂)₂、-CO₂H、-CHO、-CHOCH₂、-N＝C＝O、-SO₂CH＝CH₂、N(COCH)₂和-S-S-(C₅H₄N)。

45.第33段的组合物，其中多-亲电性聚环氧烷还含2个或多个琥珀酰亚胺基。

46.第33段的组合物，其中多-亲电性聚环氧烷还含2个或多个马来酰亚胺基。

47.第33段的组合物，其中多-亲电性聚环氧烷是聚乙二醇或其衍生物。

48.第33段的组合物，该组合物还包含多糖或蛋白。

49.第33段的组合物，该组合物还包含多糖，其中多糖为葡糖胺多糖。

50.第49段的组合物，其中葡糖胺多糖选自透明质酸、甲壳质、硫酸软骨素A、硫酸软骨素B、硫酸软骨素C、硫酸角蛋白、硫酸角质、肝素及其衍生物。

51.第33段的组合物，该组合物还包含蛋白，其中蛋白为胶原蛋白或其衍生物。

52.第33段的组合物，其中多-亲核性聚环氧烷或多-亲电性聚环氧烷，或多-亲核性聚环氧烷和多-亲电性聚环氧烷两者还含连接基团。

53.第33段的组合物，其中通过下式给出多-亲核性聚环氧烷：

聚合物-Q¹-X_m

且其中通过下式给出多-亲电性聚环氧烷：

聚合物-Q²-Y_n

其中X为亲电基团，Y为亲核基团；

其中m和n各自为2-4；

其中m+n≤5；

其中Q¹和Q²各自为连接基团，该连接基团选自-O-(CH₂)_n′-、-S-、-(CH₂)_n′-、-NH-(CH₂)_n′-、-O₂C-NH-(CH₂)_n′-、-O₂C-(CH₂)_n′-、-O₂C-CR¹H和-O-R²-CO-NH；

其中n′＝1-10；

其中R¹＝-H、-CH₃或-C₂H₅；

其中R²＝-CH₂-或-CO-NH-CH₂CH₂-；和

其中Q¹和Q²可相同或不同，或可不存在。

54.第53段的组合物，其中通过下式给出Y：

-CO₂N(COCH₂)₂。

55.第53段的组合物，其中通过下式给出Y：

-N(COCH)₂。

56.第33段的组合物，其中多-亲核性聚环氧烷或多-亲电性聚环氧烷，或多-亲核性聚环氧烷和多-亲电性聚环氧烷两者还含可生物降解基团。

57.第56段的组合物，其中可生物降解基团选自丙交酯、乙交酯、ε-己内酯、聚(α-羟基酸)、聚(氨基酸)和聚(酐)。

58.第31段的组合物，其中水凝胶形成组分能够水化，形成包括明胶的生物相容性水凝胶片段，当释放至湿组织靶部位时将吸收水，其中该水凝胶含当完全水化时大小约0.01mm-约5mm的亚单位，其平衡溶胀为约400％-约5000％。

59.第58段的组合物，其中水凝胶在体内的降解时间小于1年。

60.第58和59段中任一段的组合物，其中至少部分水凝胶被含活性剂的含水介质水化。

61.第60段的组合物，其中活性剂是凝血药。

62.第61段的组合物，其中凝血药是凝血酶。

63.将活性剂释放至患者的方法，该方法包括给予患者靶部位一定量的第60段的组合物。

64.将密封剂释放至患者的方法，该方法包括给予出血靶部位足以抑制出血的量的第31段的组合物。

65.将凝血酶释放至患者的方法，该方法包括给予出血靶部位足以抑制出血的量的第62段的组合物。

66.含多-亲核性聚环氧烷、多-亲电性聚环氧烷和水凝胶形成组分的组合物，其中多-亲核性聚环氧烷还含至少一个伯氨基和至少一个硫醇基，且其中在能够反应的条件下，多-亲核性聚环氧烷和多-亲电性聚环氧烷能够基本上立即交联。

67.含多-亲核性聚环氧烷、多-亲电性聚环氧烷和水凝胶形成组分的组合物，其中多-亲核性聚环氧烷还含2个或多个硫醇基，多-亲电性聚环氧烷还含2个或多个亲电基团，该亲电基团选自琥珀酰亚胺基和马来酰亚胺基，且其中在能够反应的条件下，多-亲核性聚环氧烷和多-亲电性聚环氧烷能够基本上立即交联。

68.一种组合物，该组合物含多-亲核性聚环氧烷、多-亲电性聚环氧烷和水凝胶形成组分，其中多-亲核性聚环氧烷还含2个或多个亲核基团，该亲核基团选自伯氨基和硫醇基，且多-亲电性聚环氧烷还含2个或多个琥珀酰亚胺基，其中在能够反应的条件下，多-亲核性聚环氧烷和多-亲电性聚环氧烷能够基本上立即交联。

69.一种组合物，该组合物含具有2个或多个硫醇基的第一种聚乙二醇、具有2个或多个琥珀酰亚胺基或马来酰亚胺基的第二种聚乙二醇，和水凝胶形成组分，其中硫醇基和琥珀酰亚胺基或马来酰亚胺基的总数为至少5，且其中在能够反应的条件下，第一种聚乙二醇和第二种聚乙二醇能够基本上立即交联。

70.第69段的组合物，其中第一种聚乙二醇还含4个硫醇基，第二种聚乙二醇还含4个琥珀酰亚胺基。

71.第69段的组合物，该组合物还含蛋白或多糖。

72.第69段的组合物，该组合物还含多糖，其中多糖为葡糖胺多糖。

73.第72段的组合物，其中葡糖胺多糖选自透明质酸、甲壳质、硫酸软骨素A、硫酸软骨素B、硫酸软骨素C、硫酸角蛋白、硫酸角质、肝素及其衍生物。

74.第69段的组合物，该组合物还含蛋白，其中蛋白为胶原蛋白或其衍生物。

75.将组织道密封的方法，该方法包括用组合物至少部分填充组织道，该组合物含：

第一种交联性组分；

在能够反应的条件下与第一种交联性组分交联的第二种交联性组分；和

水凝胶形成组分；

其中第一种和第二种交联性组分交联形成具有空隙的多孔基质，水凝胶形成组分能够水化形成水凝胶，填充至少一些空隙，水凝胶含完全水化时具有大小约0.05mm-约5mm的亚单位，和平衡溶胀约400％-约1300％，此类水凝胶在组织道中约1-约120天后降解。

76.第75段的方法，其中第一种交联性组分含多个亲核基团，第二种聚合物含多个亲电基团。

77.抑制患者身体中靶部位出血的方法，该方法包括将足以抑制出血的量的组合物释放至靶部位，该组合物含：

第一种交联性组分；

在能够反应的条件下与第一种交联性组分交联的第二种交联性组分；和

水凝胶形成组分；

其中第一种和第二种交联性组分交联形成具有空隙的多孔性基质，水凝胶形成组分能够水化形成水凝胶，填充至少一些空隙，水凝胶含完全水化时具有大小约0.05mm-约5mm的亚单位，和平衡溶胀约400％-约1300％，此类水凝胶在组织道中约1-约120天后降解。

78.第77段的方法，其中第一种交联性组分含多个亲核基团，第二种交联性组分含多个亲电基团。

79.将生物活性物质释放至患者身体中靶部位的方法，该方法包括将组合物和生物活性物质联合释放至靶部位，该组合物含：

第一种交联性组分；

在能够反应的条件下与第一种交联性组分交联的第二种交联性组分；和

水凝胶形成组分；

其中第一种和第二种交联性组分交联形成具有空隙的多孔性基质，水凝胶形成组分能够水化形成水凝胶，填充至少一些空隙，水凝胶含完全水化时具有大小约0.05mm-约5mm的亚单位，和平衡溶胀约400％-约1300％，此类水凝胶在组织道中约1-约120天后降解。

80.第79段的方法，其中第一种交联性组分含多个亲核基团，第二种交联性组分含多个亲电基团。

81.第79段的方法，其中生物活性物质为止血药。

82.第79段的方法，其中生物活性物质为凝血酶。

83.将可溶胀组合物释放至组织中靶部位的方法，所述方法包括将组合物涂覆到靶部位，该组合物含：

第一种交联性组分；

在能够反应的条件下与第一种交联性组分交联的第二种交联性组分；和

水凝胶形成组分；

其中第一种和第二种交联性组分交联形成具有空隙的多孔性基质，水凝胶形成组分能够水化形成水凝胶，填充至少一些空隙，水凝胶含完全水化时具有大小约0.05mm-约5mm的亚单位，和平衡溶胀约400％-约1300％，此类水凝胶在组织道中约1-约120天后降解，当涂覆在其中其膨胀至平衡溶胀值的靶部位后，组合物在小于其平衡溶胀时水化。

84.第83段的方法，其中第一种交联性组分含多个亲核基团，第二种交联性组分含多个亲电基团。

85.第83段的方法，其中靶部位位于选自以下的组织中：肌肉、皮肤、上皮组织、结缔或支持组织、神经组织、眼和其它感觉器官组织、血管和心组织、肠胃器官和组织、胸膜和其它肺组织、肾、内分泌腺、雄性和雌性生殖器官、脂肪组织、肝、胰腺、淋巴腺、软骨、骨、口腔组织和粘膜组织，以及脾和其它腹部器官。

86.第85段的方法，其中靶部位是所选择的组织中的空隙区域。

87.第86段的方法，其中空隙区域选自组织皮层、组织道、脊柱内空间和体腔。

88.第83段的方法，其中平衡溶胀时水凝胶的水化度为水化50％-95％。

89.第83段的方法，其中水凝胶含增塑剂。

90.第89段的方法，其中增塑剂选自聚乙二醇、山梨醇和甘油。

91.第89段的方法，其中以水凝胶组分的组合物计，增塑剂以0.1％-30％重量存在。

92.第75-91段中任一段的方法，其中水凝胶含交联蛋白水凝胶。

93.第92段的方法，其中蛋白选自明胶、可溶性胶原蛋白、白蛋白、血红蛋白、纤维蛋白原、纤维蛋白、酪蛋白、纤连蛋白、弹性蛋白、角蛋白、层粘连蛋白及其衍生物和组合。

94.第75-91段中任一段的方法，其中水凝胶含交联多糖。

95.第94段的方法，其中多糖选自葡糖胺多糖、淀粉衍生物、纤维素衍生物、半纤维素衍生物、木聚糖、琼脂糖、藻酸酯(盐)，和壳聚糖及其组合。

96.第75-91段中任一段的方法，其中水凝胶含交联非生物聚合物。

97.第96段的方法，其中交联非生物聚合物选自聚丙烯酸酯、聚异丁烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯树脂、聚丙交酯-乙交酯、聚己内酯、聚氧乙烯及其组合。

98.第75-91段中任一段的方法，其中水凝胶含至少两种组分，这些组分选自交联蛋白、交联多糖和交联非生物聚合物。

99.第75-91段中任一段的方法，其中水凝胶含水凝胶聚合物和水凝胶交联剂，其中使水凝胶聚合物和水凝胶交联剂在产生水凝胶聚合物分子交联的条件下反应。

100.第75-91段中任一段的方法，其中水凝胶含分子交联水凝胶聚合物，通过在产生水凝胶聚合物分子交联的条件下辐照水凝胶制备该分子交联水凝胶聚合物。

101.第75-91段中任一段的方法，其中水凝胶含分子交联水凝胶，通过在产生水凝胶聚合物分子交联的条件下使单不饱和与多不饱和水凝胶单体反应制备该分子交联水凝胶。

102.形成三维合成聚合物基质的方法，该方法包括以下步骤：

提供含m个亲核基团的第一种交联性组分和含n个亲电基团的第二种交联性组分，其中亲电基团与亲核基团反应，在它们之间形成共价键，其中m和n各自大于或等于2，且其中m+n大于或等于5；

将第一种交联性组分与第二种交联性组分组合；

将水凝胶形成组分加入到第一种交联性组分和第二种交联性组分中；

让第一种交联性组分和第二种交联性组分相互交联，形成三维基质。

103.第102段的方法，该方法还包括使第一组织表面和第二表面与第一种交联性组分、第二种交联性组分和水凝胶形成组分接触。

104.第103段的方法，其中第二表面是原生组织表面。

105.第103段的方法，其中第二表面是非原生组织表面。

106.第105段的方法，其中非原生组织表面是合成植入物。

107.第106段的方法，其中合成植入物选自供体角膜、人造血管、心脏瓣膜、人造器官、粘合性假体、可移植微透镜、血管移植物、支架和支架/移植物组合。

108.第102段的方法，其中将第一种交联性组分、第二种交联性组分和水凝胶形成组分各自以粉末形式涂覆在第一组织表面。

109.第102段的方法，其中将第一种交联性组分、第二种交联性组分和水凝胶形成组分各自以单一合并混合的粉末制剂的粉末涂覆在第一组织表面。

110.第109段的方法，其中混合粉末制剂还含蛋白或多糖。

111.第102段的方法，其中第一组织表面在硬组织或软组织上或其中。

112.第102段的方法，其中第一组织表面包含、围绕或与手术部位相邻，且其中该方法还包括将手术部位封闭的步骤。

113.第102段的方法，其中混合粉末制剂还含胶原蛋白。

114.第102段的方法，其中混合粉末制剂还含生物活性剂。

115.含以下组分的混合粉末组合物：

含多个亲核基团的第一种交联性组分，第一种交联性组分为粉末形式；

含多个亲电基团的第二种交联性组分，第二种交联性组分为粉末形式；和

粉末形式的水凝胶形成组分；

其中在能够反应的条件下，第一种和第二种交联性组分能够基本上立即交联。

116.第115段的混合粉末组合物，其中加入第二种交联性组分中的第一种交联性组分提供组合的交联性组分组合物，且以组合的交联性组分组合物计，第一种交联性组分以约0.5％-约20％重量的浓度存在。

117.第115段的混合粉末组合物，其中加入第二种交联性组分中的第一种交联性组分提供组合的交联性组分组合物，且以组合的交联性组分组合物计，第二种交联性组分以约0.5％-约20％重量的浓度存在。

118.第115段的混合粉末组合物，其中第一种交联性组分与第二种交联性组分的重量比为约45％-约55％。

119.第115段的混合粉末组合物，其中第一种交联性组分与第二种交联性组分的重量比为约50％。

120.第115段的混合粉末组合物，其中第一种和第二种交联性组分和水凝胶形成组分之间的重量比为约28％-约42％w/w。

121.第115段的混合粉末组合物，其中第一种和第二种交联性组分和水凝胶形成组分之间的重量比为约20％-约30％w/w。

122.第121段的混合粉末组合物，其中加入第二种交联性组分中的第一种交联性组分提供组合的交联性组分组合物，且以组合的交联性组分组合物计，第一种交联性组分以约0.5％-约20％重量的浓度存在。

123.第121段的混合粉末组合物，其中加入第二种交联性组分中的第一种交联性组分提供组合的交联性组分组合物，且以组合的交联性组分组合物计，第二种交联性组分以约0.5％-约20％重量的浓度存在。

124.第121段的混合粉末组合物，其中第一种交联性组分与第二种交联性组分的重量比为约45％-约55％。

125.第121段的混合粉末组合物，其中第一种交联性组分与第二种交联性组分的重量比为约50％。

126.一种试剂盒，该试剂盒含：

容器；和

置于该容器中的混合粉末组合物，该组合物含：

含多个亲核基团的第一种交联性组分，第一种交联性组分为粉末形式；

含多个亲电基团的第二种交联性组分，第二种交联性组分为粉末形式；和

粉末形式的水凝胶形成组分；

其中在能够反应的条件下，第一种和第二种交联性组分能够基本上立即交联。

127.第126段的试剂盒，其中容器中含有注射器管和注射器柱塞。

128.第126段的试剂盒，该试剂盒还含有有关将混合粉末组合物涂覆在患者出血靶部位的书面说明书。

129.第126段的试剂盒，其中混合粉末还含有活性剂。

130.第129段的试剂盒，其中活性剂包括凝血酶。

131.一种试剂盒，该试剂盒含有：

胶原海绵；和

固定在该海绵表面的混合粉末组合物，该混合粉末组合物含：

含多个亲核基团的第一种交联性组分，第一种交联性组分为粉末形式；

含多个亲电基团的第二种交联性组分，第二种交联性组分为粉末形式；和

粉末形式的水凝胶形成组分；

其中在能够反应的条件下，第一种和第二种交联性组分能够基本上立即交联。

132.一种用于制备药物的组合物，该组合物含：

第一种交联性组分；

在能够反应的条件下与第一种交联性组分交联的第二种交联性组分；和

水凝胶形成组分；

其中第一种和第二种交联性组分交联，形成具有空隙的多孔基质，且其中水凝胶形成组分能够水化形成水凝胶，填充至少一些空隙。

133.第132段的组合物，其中第一种交联性组分含有多个亲核基团，第二种交联性组分含有多个亲电基团。

134.第133段的组合物，其中第一种交联性组分含有具有m个亲核基团的多-亲核性聚环氧烷，第二种交联性组分含有具有n个亲电基团的多-亲电性聚环氧烷，其中m和n各自大于或等于2，且其中m+n大于或等于5。

135.第134段的组合物，其中n为2，且其中m大于或等于3。

136.第135段的组合物，其中多-亲核性聚环氧烷被四官能活化。

137.第134段的组合物，其中m为2，且其中n大于或等于3。

138.第137段的组合物，其中多-亲电性聚环氧烷被四官能活化。

139.第134段的组合物，其中多-亲核性聚环氧烷和多-亲电性聚环氧烷均被四官能活化。

140.第134段的组合物，其中多-亲核性聚环氧烷还含有2个或多个亲核基团，这些亲核基团选自NH₂、-SH、-H、-PH₂和-CO-NH-NH₂。

141.第134段的组合物，其中多-亲核性聚环氧烷还含有2个或多个伯氨基。

142.一种组合物，该组合物含：

含原生胶原纤维的胶原海绵；和

固定在海绵表面的混合粉末组合物，该混合粉末组合物含：

含多个亲核基团的第一种交联性组分，第一种交联性组分为粉末形式并占混合粉末约10％；

含多个亲电基团的第二种交联性组分，第二种交联性组分为粉末形式并占混合粉末约10％；和

粉末形式的水凝胶形成组分，其占混合粉末约80％；

其中在能够反应的条件下，第一种和第二种交联性组分能够基本上立即交联，形成具有空隙的多孔基质，水凝胶形成组分能够水化形成水凝胶，填充至少一些空隙。

附图说明

图1阐明本发明某些实施方案的第一种交联性组分。

图2阐明本发明某些实施方案的第二种交联性组分。

图3显示由本发明某些实施方案的亲水性聚合物形成交联的基质组合物。

图4显示由本发明某些实施方案的疏水性聚合物形成交联的基质组合物。

图5阐明本发明某些实施方案的水凝胶形成组分亚单位。

图6阐明交联的聚合物凝胶片段的溶胀百分率与固体百分率之间的相关性，该聚合物凝胶片段在本发明某些实施方案的密封剂组合物中可用作水凝胶形成组分。

图7A-E阐明根据本发明的实施方案，施用密封剂基质组合物来处理脾动脉穿刺。

图8A-E阐明根据本发明的实施方案，施周密封剂基质组合物来处理肝切除。

图9阐明根据本发明实施方案的密封剂基质组合物的处理和包装。

图10阐明根据本发明实施方案的密封剂基质组合物的处理和包装。

图11阐明根据本发明的实施方案，PEG浓度对凝胶强度的影响。

图12阐明根据本发明的实施方案，PEG浓度对溶胀率的影响。

图13阐明根据本发明的实施方案，PEG浓度对溶胀率的影响。

图14阐明根据本发明的实施方案，PEG浓度对溶胀率的影响。

具体实施方式

按照某些实施方案，本发明提供干燥密封剂基质组合物，该组合物通过密封组织裂口或缺损在体内环境中实现止血或其它流体抑制。本发明某些实施方案的组合物包括适合涂覆在脊椎动物组织以促进流体抑制的干燥组合物，该组合物含第一种和第二种交联性组分和至少一种水凝胶形成组分。本发明组合物中的第一种和第二种组分在体内环境下反应形成交联基质，而水凝胶形成组分快速吸收到达组织裂口的生物液，并强化得到的由第一种和第二种组分交联形成的物理性密封剂基质屏障。本申请中所述“密封剂基质组合物”可指涂覆在体内组织部位前的本发明组合物，“密封剂基质屏障”可指本发明组合物与生物液接触后产生的基质屏障，和第一种和第二种组分交联形成含水凝胶的多孔交联基质。可制备多种形式的密封剂基质组合物，包括粉末、饼状物、垫状物等。饼状物实施方案包括通过加热或烘干形成聚集体的密封剂基质组合物粉末样品。垫状物实施方案包括置于海绵例如胶原海绵或其它支持物的密封剂基质组合物粉末样品，然后将该海绵或支持物烘干，形成熔合到海绵或支持物的固化粉末。

尽管本发明可用于含有非血液生物液(例如淋巴或脊髓液)，但由本发明某些实施方案中的组合物形成的密封剂基质也可称为“止血基质”，因为这是本文中所述主要用途。

除提供快速止血和具有与周围组织高粘着力的屏障外，本发明某些实施方案的密封剂基质比已公开的用于止血材料有几个优点。首先，可在组织裂口的相当潮湿环境(例如动脉出血的快速渗出或喷射，例如内器官的摩擦或剧烈创伤)下，使用本发明某些实施方案的密封剂基质。相比之下，目前已上市的许多用于止血的组合物需要相对干燥的部位，方可适当的粘着组合物和维持止血。例如，在某些情况下，可将某些PEG混合物置于快速出血部位，但有可能它们可被洗去。同样，在某些情况下，某些明胶组合物可在快速出血部位水化，但可能难以使它们保留在该部位。有利的是，发现含第一种交联性组分、第二种交联性组分和水凝胶形成组分的制剂可提供甚至在能够反应的条件下保持固定不动的材料，该材料与大量出血形成机械稳定的凝块样物质，使血液停止流出。其次，本发明某些实施方案的密封剂基质通过物理性密封组织裂口起作用，而不依赖脊椎动物的任何内源性凝血能力。因此，密封剂基质可用于它们的血液中具有低纤维蛋白原浓度的脊椎动物，或甚至可用于不含纤维蛋白原的血液替代品。例如，当第一种和第二种交联性组分与水凝胶形成组分组合并涂覆在出血表面时，交联性组分和水凝胶形成组分可发生协同相互作用。按照某些实施方案，在水凝胶形成组分的存在下，第一种和第二种交联性组分可在出血靶部位反应并交联，形成相对刚性结构。相关的，水凝胶形成组分可填充在该相对刚性结构中，介导物理性密封的形成。

按照本发明某些实施方案，可在第一种和第二种交联性组分不交联的条件下(即缺乏水分、适当pH、温度等)，通过使第一种交联性组分与第二种交联性组分和水凝胶形成组分混合，制备密封剂基质组合物。与生物液接触后，或在其它能够反应的条件下，交联性第一种和第二种组分交联形成具有空隙的多孔基质，而水凝胶形成组分水化形成水凝胶，填充至少一些空隙。任选，交联性组分还可与水凝胶-形成组分和/或周围组织交联。

I.密封剂基质交联性组分

通常，第一种交联性组分含两个或多个亲核基团，第二种交联性组分含能够与第一种交联性组分上的亲核基团共价结合的两个或多个亲电基团。第一种和第二种组分可交联形成多孔基质。在美国专利号5,874,500；6,166,130；6,312,725；，6,328,229；和6,458,889中有关于示例性第一种和第二种组分和多孔基质的描述，它们的内容通过引用结合到本文中。

通常选择非免疫原性的第一种和第二种组分，因此，在开始治疗前可不需“皮试”。另外，可选择这些组分和水凝胶形成组分阻止通过基体金属蛋白酶(例如胶原酶)进行酶切割，提供比现有胶原蛋白组合物更长体内持续期。或者，可选择在伤口愈合期间可消除或再吸收的第一种和第二种组分和水凝胶形成组分，以避免在体内的密封剂基质的周围形成纤维组织。

在一个实施方案中，第一种组分可以是含多个亲核基团(以下由″X″代表)的合成聚合物，该聚合物可与含多个亲电基团(以下由″Y″代表)的第二种组分合成聚合物反应，得到如下共价结合聚合物网络：

聚合物-X_m+聚合物-Y_n→聚合物-Z-聚合物

其中m≥2，n≥2，且m+n≥5；

X＝-NH₂、-SH、-OH、-PH₂、-CO-NH-NH₂等，且可相同或不同；

Y＝-CO₂N(COCH₂)₂、-CO₂H、-CHO、-CHOCH₂、-N＝C＝O、SO₂CH＝CH₂、-N(COCH)₂)、-S-S-(C₅H₄N)等，且可相同或不同；和

Z＝由亲核基团(X)和亲电基团(Y)结合形成的官能团

如上所述，X和Y可相同或不同，即第一种组分可具有两个不同亲核基团和/或第二种组分可具有两个不同亲电基团。图1说明示例性第一种组分聚合物或第一种交联性组分。图2说明示例性第二种组分聚合物或第二种交联性组分。

第一种和第二种组分聚合物的骨架可为环氧烷，尤其是环氧乙烷、环氧丙烷及其混合物。可由下式代表双官能环氧烷的实例：

X-聚合物-X Y-聚合物-Y

其中X和Y定义同上，术语“聚合物”代表-(CH₂CH₂O)_n-或-(CH(CH₃)CH₂O)_n-或-(CH₂CH₂O)_n-(CH(CH₃)CH₂O)_n-。

官能团X或Y通常通过连接基团(以下由″Q″代表)与聚合物骨架偶联，已知或可能存在多种此类连接基团。尽管本发明组分具有两个或多个官能团，但为简化缘故，以下实例显示仅一个官能团和得到的交联。有多种方法制备各种官能化聚合物，以下列出它们中的一些：

聚合物-Q¹-X+聚合物-Q²-Y→聚合物-Q¹-Z-Q²-聚合物

其中

在各情况下，n＝1-10；

R¹＝H、CH₃、C₂H₅，...C_pH_2p+1；

R²＝CH₂、CO-NH-CH₂CH₂；

Q¹和Q²可相同或不同。

例如，当Q²＝OCH₂CH₂(在该情况下Q₁不存在)；Y＝-CO₂N(COCH₂)₂；和X＝-NH₂、-SH或-OH，得到的反应物和Z基团如下所示：

聚合物-NH₂+聚合物-OCH₂CH₂CO₂-N(COCH₂)₂→-NH-OCH₂CH₂CO-聚合物(酰胺)

聚合物-SH+聚合物-OCH₂CH₂CO₂-N(COCH₂)₂→-S-OCH₂CH₂CO-聚合物(硫代酸酯)

聚合物-OH+聚合物-OCH₂CH₂CO₂-N(COCH₂)₂→-O-OCH₂CH₂CO-聚合物(酯)

可在聚合物和连接基团之间插入由以下″D″代表的另一个基团，使交联聚合物组合物体内降解增加，例如用于递药应用：

聚合物-D-Q-X+聚合物-D-Q-Y→聚合物-D-Q-Z-Q-D-聚合物-

某些可用的可生物降解基团″D″包括丙交酯、乙交酯、ε-己内酯、聚(α-羟基酸)、聚(氨基酸)、聚(酐)，和各种二或三肽。

A.具有聚合物骨架的第一种和第二种组分

如上所述，为制备本发明组合物，提供含两个或多个亲核基团例如伯氨基或硫醇基的第一种组分聚合物，和含能够与第一种组分聚合物上的亲核基团共价结合的两个或多个亲电基团的第二种组分聚合物是有用的。第一种和第二种组分聚合物可为合成物。

与第一种和第二种组分聚合物使用有关的术语“聚合物”尤其是指聚烷基类；二-、三-、寡-和聚氨基酸；和三-、寡-或多糖。

与第一种和第二种组分聚合物使用有关的术语“合成聚合物”包括非天然和通过化学合成制备的聚合物。因此，可不包括天然蛋白例如胶原蛋白和天然多糖例如透明质酸。包括合成胶原蛋白和合成透明质酸及其衍生物。含亲核或亲电基团的合成聚合物包括“多官能活化的合成聚合物”。术语“多官能活化的”(或简称“活化”)可指具有或通过化学修饰后具有两个或多个亲核或亲电基团的合成聚合物，这些基团能够相互反应(即亲核基团与亲电基团反应)形成共价键。多官能活化的合成聚合物的类型包括双官能活化、四官能活化的和星形支化聚合物。

可用于本发明的多官能活化的合成聚合物通常含至少2个或至少3个官能团，以便与含多个亲核基团的合成聚合物(即“多-亲核性聚合物”)形成3维交联网络。换言之，它们通常是至少二官能、三官能或四官能活化的。如果第一种合成聚合物是双官能活化合成聚合物，则第二种合成聚合物通常含3个或多个官能团，以得到3维交联网络。第一种和第二种组分聚合物均可含至少3个官能团。

B.第一种组分聚合物

含多个亲核基团的第一种组分聚合物又指本文中统称的“多-亲核性聚合物”。为用于本发明，多亲核性聚合物通常含至少2个或至少3个亲核基团。如果使用仅含两个亲核基团的合成聚合物，则通常使用含3个或多个亲电基团的合成聚合物，以得到3维交联网络。

用于本发明组合物和方法的多-亲核性聚合物包括合成聚合物，该聚合物含或通过修饰后含多个亲核基团例如伯氨基和硫醇基。此类多亲核性聚合物可包括：(i)合成含两个或多个伯氨基或硫醇基的合成多肽；和(ii)经修饰含两个或多个伯氨基或硫醇基的聚乙二醇。一般而言，硫醇基与亲电基团反应速度倾向于比伯氨基与亲电基团反应慢。

多-亲核性多肽可以是合成多肽，合成该多肽以加入含伯氨基的氨基酸(例如赖氨酸)和/或含硫醇基的氨基酸(例如半胱氨酸)。例如，第一种组分聚合物可以是二聚赖氨酸、三聚赖氨酸、四聚赖氨酸、五聚赖氨酸，或二聚半胱氨酸、三聚半胱氨酸、四聚半胱氨酸、五聚半胱氨酸，或含两个或多个赖氨酸或半胱氨酸和其它氨基酸(例如甘氨酸、丙氨酸)，优选含非疏水性氨基酸的低聚肽或多肽。通常使用合成制备的赖氨酸赖氨酸的聚合物-聚(赖氨酸)(145MW)。制备了在任何位置具有6-约4,000个伯氨基，相应分子量约870-约580,000的聚(赖氨酸)。可从Peninsula Laboratories，Inc.(Belmont，Calif.)购得各种分子量的聚(赖氨酸)。

可按照例如在Poly(ethylene Glycol)Chemistry：Biotechnical andBiomedical Applications，第22章J.Milton Harris，ed.，Plenum Press，N.Y.(1992)中提出的方法，将聚乙二醇化学修饰以使含多个伯氨基或硫醇基。修饰的含两个或多个伯氨基的聚乙二醇在本文中称为“多氨基PEGs”。修饰的含两个或多个硫醇基的聚乙二醇在本文中称为“多硫醇基PEGs”。本文中使用的术语“聚乙二醇”包括修饰和衍生化的聚乙二醇。

可从Shearwater Polymers(Huntsville，Ala.)和Texaco ChemicalCompany(Houston，Tex.)购得名为″Jeffamine″的各种形式的多氨基PEG。可用于本发明的多氨基PEGs包括Texaco′s Jeffamine二胺(″D″系列)和三胺(″T″系列)，它们的每个分子分别含2和3个伯氨基。

聚胺例如乙二胺(H₂N-CH₂CH₂-NH₂)、1，4-丁二胺(H₂N-(CH₂)₄-NH₂)、1，5-戊二胺(尸胺)(H₂N-(CH₂)₅-NH₂)、1，6-己二胺(H₂N-(CH₂)₆-NH₂)、双(2-羟乙基)胺(HN-(CH₂CH₂OH)₂)、双(2)氨基乙基)胺(HN-(CH₂CH₂NH₂)₂)和三(2-氨基乙基)胺(N-(CH₂CH₂NH₂)₃)也可用作含多个亲核基团的第一种组分合成聚合物。

C.第二种组分聚合物

含多个亲电基团的第二种组分聚合物在本文中又称为“多-亲电性聚合物”。为用于本发明，多-亲电性聚合物通常含至少2个或至少3个亲电基团，以便与多-亲核性聚合物形成3维交联网络。

用于本发明组合物的多-亲电性聚合物可以是含两个或多个琥珀酰亚胺基的聚合物，该琥珀酰亚胺基能够与其它分子上的亲核基团形成共价键。琥珀酰亚胺基与含伯氨基(-NH₂)的物质例如多氨基PEG、聚(赖氨酸)或胶原蛋白极易反应。琥珀酰亚胺基有些不易与含硫醇基(-SH)的物质例如多硫醇PEG或含多个半胱氨酸残基的合成多肽反应。

本文中使用的术语“含两个或多个琥珀酰亚胺基”将包括市售含两个或多个琥珀酰亚胺基的聚合物和通过化学衍生化后含两个或多个琥珀酰亚胺基的那些聚合物。本文中使用的术语“琥珀酰亚胺基”将包括磺基琥珀酰亚胺基和“上位”琥珀酰亚胺基的其它此类变化形式。磺基琥珀酰亚胺基上的亚硫酸钠部分的存在用于增加聚合物的溶解性。

D.用作第一种或第二种组分骨架的亲水性聚合物

按照本发明某些实施方案，亲水性聚合物和尤其是各种聚乙二醇可用于第一种和第二种组分聚合物骨架。本文中使用的术语"PEG″包括具有重复结构(OCH₂CH₂)_n的聚合物。

PEG的四官能活化的形式的结构如图3所示，它是通过使四官能活化的PEG与多氨基PEG反应得到的普通反应产物。如该图所示，琥珀酰亚胺基是由-N(COCH₂)₂代表的5元环结构。在图3中，符号^ΛΛΛ代表开放键。

实施方案包括使本文中称为SG-PEG的四官能活化的PEG琥珀酰亚胺基戊二酸酯与多氨基PEG反应，从而得到反应产物。PEG的另一种活化形式称为PEG琥珀酰亚胺基丙酸酯(SE-PEG)。实施方案包括四官能活化的SE-PEG和通过使其与多氨基PEG反应得到的产物。在某些实施方案中，在PEG的任一一端上有3个重复CH2基团。进一步的实施方案包括含不易水解的“醚”键的缀合物。该缀合物与图3中所示其中提供酯键的缀合物截然不同。酯键在生理环境下水解。本发明实施方案考虑聚乙二醇的其它官能活化形式，如通过使四官能活化的PEGs与多氨基PEG反应形成的缀合物。在某些实施方案中，缀合物含醚和酰胺键两者。这些键在生理环境下稳定。

PEG的另一种官能活化形式称为PEG琥珀酰亚胺基琥珀酰胺(succinimidylsuccinamide)(SSA-PEG)。实施方案包括该化合物的四官能活化的形式和通过使其与多氨基PEG反应得到的反应产物。这些化合物和相关化合物也可用于本发明实施方案中的组合物。实施方案还包括含“酰胺”键的缀合物，如同前述醚键，“酰胺”键不易水解，因此比酯键更稳定。在称为PEG琥珀酰亚胺基碳酸酯(SC-PEG)的化合物实施方案中，提供还另一种活化形式的PEG。实施方案包括四官能活化的SC-PEG和通过使其与多氨基PEG反应形成的缀合物。

如上所述，用于本发明实施方案的活化聚乙二醇衍生物可含作为活性基团的琥珀酰亚胺基。但是，不同活化基团可连接在沿PEG分子长度的部位。例如可将PEG衍生化，形成官能活化的PEG丙醛(propion aldehyde)(A-PEG)。实施方案包括四官能活化形式和由A-PEG与多氨基PEG反应形成的缀合物。键可称为-(CH₂)_m-NH-键，其中m＝1-10。

再另一种形式的活化聚乙二醇是官能活化PEG缩水甘油醚(E-PEG)。实施方案包括四官能活化的化合物和由该化合物与多氨基PEG反应形成的缀合物。聚乙二醇的另一种活化衍生物是官能活化PEG-异氰酸酯(I-PEG)。实施方案包括由这种化合物与多氨基PEG反应形成的缀合物。聚乙二醇的另一种活化衍生物是官能活化PEG-乙烯砜(V-PEG)。实施方案包括由这种化合物与多氨基PEG反应形成的缀合物。

用于本发明组合物和其它实施方案的多官能活化聚乙二醇可包括含琥珀酰亚胺基的聚乙二醇例如SG-PEG和SE-PEG，它们可以是三官能或四官能活化的形式。现可从Shearwater Polymers，Huntsville，Ala.和Union Carbide，South Charleston，W.Va.购得上述多种活化形式的聚乙二醇。

E.将第一种和第二种组分聚合物衍生化以含官能团

可将某些聚合物例如多元酸衍生化，使其含2个或多个官能团例如琥珀酰亚胺基。用于本发明的多元酸包括但不限于三羟甲基丙烷-基三羧酸、二(三羟甲基丙烷)-基四羧酸、庚二酸、辛二酸(辛二酸)和十六碳二酸(它普酸)。可从DuPont Chemical Company购得多种此类多酸。

按照通用方法，可通过在N,N′-二环己基碳二亚胺(DCC)的存在下与适当摩尔量的N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)反应，将多元酸化学衍生化，使其含2个或多个琥珀酰亚胺基。

可用美国专利申请顺序号08/403,358中所述各种方法，将多元醇例如三羟甲基丙烷和二(三羟甲基丙烷)转化为羧酸，然后在DCC的存在下通过与NHS反应进一步衍生化，分别得到三官能和四官能活化的聚合物。通过加入琥珀酰亚胺基将多元酸例如庚二酸(HOOC-(CH₂)₂-COOH)、辛二酸(HOOC-(CH₂)₂-COOH)和十六碳二酸(HOOC-(CH₂)₁₄-COOH)衍生化，得到二官能活化聚合物。

可将多胺例如乙二胺(H₂N-CH₂CH₂-NH₂)、1，4-丁二胺(H₂N-(CH₂)₄-NH₂)、1，5-戊二胺(尸胺)(H₂N-(CH₂)₅-NH₂)、1，6-己二胺(H₂N-(CH₂)₆-NH₂)、二(2-羟乙基)胺(HN-(CH₂CH₂OH)₂)、二(2)胺基乙基)胺(HN-(CH₂CH₂NH₂)₂)和三(2-胺基乙基)胺(N-(CH₂CH₂NH₂)₃)化学衍生化为多元酸，然后可按美国专利申请顺序号08/403,358所述，在DCC的存在下通过与适当摩尔量的N-羟基琥珀酰亚胺反应，将其衍生化，以使含2个或多个琥珀酰亚胺基。可从DuPontChemical Company购得多种此类多胺。

在某些实施方案中，以总交联性组分组合物计，第一种交联性组分(例如多氨基PEG)以约0.5-约20％重量的浓度存在，以总交联性组分组合物计，第二种交联性组分以约0.5-约20％重量的浓度存在。例如，具有总重1克(1000毫克)的最终交联性组分组合物可含约5-约200毫克第一种交联性组分(例如多氨基PEG)和约5-约200毫克第二种交联性组分。

在某些实施方案中，第一种交联性组分与第二种交联性组分的重量比为约20％-约80％。在有关实施方案中，该比例为约45％-约55％。在某些情况下，该比例为约50％。按照凝胶强度试验确定重量比。第一种交联性组分和第二种交联性组分的分子量可相同。

II.用于密封剂基质组合物的水凝胶形成组分

用于本发明的水凝胶形成组分可包括美国专利号4,640,834；5,209,776；5,292,362；5,714,370；6,063,061；和6,066,325中所述可再吸收的生物相容性分子交联凝胶和水凝胶，这些专利通过引用结合到本文中。可从Baxter Healthcare Corporation以商品名FLOSEAL购得通过这些专利所述技术制备的材料，这些材料和凝血酶溶液混合在一起置于试剂盒用作止血药物。或者，任何可水化的交联聚合物可用作本发明中的水凝胶形成组分。例如，可使用藻酸盐(酯)、琼脂糖、明胶(例如SURGIFOAM^TM粉末)或其它合成碳水化合物或蛋白基能水化的交联聚合物。有用的水凝胶形成组分的主要特性是流体的生物相容性、快速吸收和滞留。因此，尽管聚丙烯酰胺可用作本发明中的水凝胶形成组分，但较少优选它，因为它在许多内部应用中生物相容性差。通常，用作水凝胶形成组分的能水化的交联聚合物具有粒度约70-约300微米和pH约6.8-约9.5。水凝胶形成组分可为第一种和第二种交联性组分提供机械稳定性，尤其当对密封剂基质施加力、压力或稀释时。

在某些实施方案中，第一种和第二种交联性组分和水凝胶形成组分之间的重量比例为约28％-约42％w/w。在某些情况下，组合物可含占组合物总质量约5％-约75％浓度的混合的第一种和第二种交联性组分，和占组合物总质量约95％-约25％浓度的水凝胶形成组分。相关的，组合物可含占组合物总质量约5％-约40％浓度的混合的第一种和第二种交联性组分，和占组合物总质量约95％-约60％浓度的水凝胶形成组分。类似的，组合物可含占组合物总质量约10％-约30％浓度的混合的第一种和第二种交联性组分，和占组合物总质量约90％-约70％浓度的水凝胶形成组分。例如，组合物可含约20％混合的第一种和第二种交联性组分和约80％水凝胶形成组分。在某些实施方案中，混合的第一种和第二种交联性组分组合物可具有固定的重量比50∶50％，混合的第一种和第二种交联性组分组合物与水凝胶形成组分的w/w比例可为约20％-约30％。可基于凝胶强度/粘着试验选择混合的第一种和第二种交联性组分组合物与水凝胶形成组分的w/w比例。水凝胶形成组分可用作吸收剂，以为第一种与第二种交联性组分聚合提供半干燥表面。本发明实施方案包括干燥密封剂基质组合物试剂盒，该试剂盒含这些比例量的交联性组分和水凝胶形成组分。

按照某些实施方案，术语“生物相容性”是指符合由国际标准化组织(NAMSA，Northwood，Ohio)公布的标准#ISO 10993-1标准的材料。按照某些实施方案，术语“可再吸收”是指当直接置于患者体内的靶部位(且不受移植装置例如乳腺移植物保护)在小于1年通常1-120天期间降解或溶解的组合物。已知测量再吸收和降解的方法。按照某些实施方案，术语“分子交联”是指含聚合物分子(即单条链)的材料，这些聚合物分子通过由元素、基团或化合物组成的桥连接，其中聚合物分子的骨架原子通过一级化学键连接。如同以下更详细的描述那样，可通过多种方式实现交联。

按照某些实施方案，术语“水凝胶”包括含单相含水胶体的组合物，其中以下更详细定义的生物或非生物性聚合物吸收水或水性缓冲液。水凝胶可含多个子网络，其中各子网络是分子交联水凝胶，该水凝胶的大小取决于水化度，且在上述范围内。通常，这些水凝胶几乎不含或不含游离水，即不能通过简单过滤将水凝胶中的水除去。

“溶胀百分率”可定义为湿重减去干重除以干重并乘以100，其中通过例如过滤将材料表面的湿润剂尽可能完全除去后测量湿重，且其中在暴露于升高的温度下在足以将湿润剂蒸发的时间内例如在120℃下2小时后测量干重。

“平衡溶胀”可定义为当可水化的交联聚合物材料浸泡在湿润剂中保持足以使水含量变恒定的时间通常18-24小时后达到平衡的溶胀百分率。

“靶部位”通常是预定的将密封剂基质组合物释放的位置，通常为组织裂口或缺损。通常，靶部位为目标组织位置，但在某些情况中例如当材料原位溶胀覆盖目标位置时，可给予或将密封剂基质组合物分配至目标位置附近的位置。

可由生物和非生物聚合物形成可用作至少某些本发明实施方案中的水凝胶形成组分的可水化交联聚合物。合适的生物聚合物含蛋白例如明胶、可溶性胶原蛋白、白蛋白、血红蛋白、酪蛋白、纤维蛋白原、纤维蛋白、纤连蛋白、弹性蛋白、角蛋白、层粘连蛋白及其衍生物和组合。可溶性非纤维胶原同样合适。示例性明胶制剂列举如下。其它合适的生物聚合物包括多糖例如葡糖胺多糖(例如透明质酸和硫酸软骨素)、淀粉衍生物、木聚糖、纤维素衍生物、半纤维素衍生物、琼脂糖、藻酸盐(酯)、壳聚糖及其衍生物和组合。可通过以下两种机理中任一选择可降解的合适的非生物聚合物：即(1)聚合物骨架断裂，或(2)导致水溶性的侧链降解。示例性非生物聚合物包括合成物，例如聚丙烯酸酯、聚异丁烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯树脂、聚丙交酯-乙交酯、聚己内酯、聚氧乙烯及其衍生物和组合。

可按适合形成含水水凝胶的任何方式，使作为水凝胶形成组分使用的可水化交联聚合物分子交联。例如，可用双或多官能交联剂将这些聚合物分子交联，交联剂与两个或多个聚合物分子链共价连接。示例性双功能交联剂包括醛、环氧化物、琥珀酰亚胺、碳二亚胺类、马来酰亚胺、叠氮化物、碳酸酯、异氰酸酯、二乙烯砜、醇、胺、亚氨酸酯(imidates)、酸酐、卤化物、硅烷、重氮基乙酸酯、氮丙啶等。或者，可通过使用氧化剂和其它试剂例如高碘酸盐完成交联，氧化剂可将聚合物上的侧链或部分活化，使它们可与其它侧链或部分反应形成交联键。另一种交联方法包括将聚合物暴露于辐射例如γ辐射，使侧链聚合物活化，让交联反应进行。脱氢热交联方法也合适。可通过将明胶在升高的温度通常120℃下保持至少8小时，使明胶脱氢热交联。根据平衡溶胀百分率下降情况，证明可通过升高控制温度、延长控制时间或二者的组合，增加交联程度。减压操作可加速交联反应。以下论述优选的使明胶分子交联的方法。

水凝胶可包含增塑剂，以增加水凝胶的展性、弹性和降解速度。增塑剂可以是醇，例如聚乙二醇、山梨醇或甘油。通常，增塑剂应为分子量约200-1000D或约400D的聚乙二醇。存在于水凝胶的增塑剂可占聚合物组合物重量约0.1％-约30％，优选1％-5％(重量)。在具有高固体含量通常大于组合物重量10％(不含增塑剂)的水凝胶中，使用增塑剂可尤其有利。

制备分子交联明胶的示例性方法如下。取明胶，放入水性缓冲液，形成非交联凝胶，通常，凝胶的固体含量为约1％-约70％(重量)，或约3％-约10％(重量)。通常通过暴露于戊二醛(例如0.01％-0.05％w/w，在0℃-15℃下，在水性缓冲液中过夜)、高碘酸钠(例如0.05M，在0℃-8℃下保持48小时)或1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(″EDC″)(例如0.5％-1.5％w/w，在室温下过夜)，或通过暴露于约0.3-3兆拉德γ或电子束辐射，使明胶交联。或者，可将明胶粒子悬浮于醇例如甲醇或乙醇中，使固体含量约1％-约70％(重量)，或约3％-约10％(重量)，然后通过暴露于交联剂，通常戊二醛(例如0.01％-0.1％w/w，在室温下过夜)交联。在醛的情况下，通常将pH保持在约6-约11，或约7-约10。当与戊二醛交联时，通过席夫碱形成交联，通过随后还原例如通过用硼氢化钠处理，稳定形成的交联物。交联后，可用水洗涤得到的颗粒，任选用醇冲洗，干燥，再悬浮于具有需要的缓冲剂和pH的含水介质至得到需要的水化度。然后可将得到的水凝胶装入下文中更详述的本发明涂药器中。或者，也可按下文中更详述方法，在交联之前或之后，通过机械方式破坏水凝胶。

制备平衡溶胀百分率约400％-约1300％，或约600％-约950％的分子交联明胶组合物的示例性方法如下。取明胶，放入含交联剂溶液(通常戊二醛，通常在0.01％-0.1％w/w浓度下)的水性缓冲液(通常在pH约6-约17下，或在pH约7-约10下)中，形成凝胶，该凝胶固体含量通常为1％-70％(重量)，通常3％-10％(重量)。随着交联发生，将该凝胶充分搅拌，然后在0-15℃下保持过夜。然后用去离子水冲洗3次，用醇(优选甲醇、乙醇或异丙醇)冲洗2次，在室温下干燥。可任选用硼氢化钠处理凝胶，进一步稳定交联。在某些情况下，水凝胶形成组分可含具有例如大量甘氨酸残基(例如每隔第3个残基排列的3个中有1个)、脯氨酸残基和4-羟基脯氨酸残基的明胶。示例性明胶亚单位如图5所示。明胶实施方案包括具有以下氨基酸组成的分子：甘氨酸21％、脯氨酸12％、羟脯氨酸12％、谷氨酸10％、丙氨酸9％、精氨酸8％、天冬氨酸6％、赖氨酸4％、丝氨酸4％、亮氨酸3％、缬氨酸2％、苯丙氨酸2％、苏氨酸2％、异亮氨酸1％、羟赖氨酸1％、蛋氨酸和组氨酸＜1％和酪氨酸＜0.5％。图6说明可用作密封剂组合物的水凝胶形成组分的交联聚合物凝胶片段实施方案的溶胀百分率与固体百分率之间的相关性。

在用作水凝胶形成组分之前，优选按分批法，使分子交联水凝胶机械性断裂。该机械性断裂步骤的主要目的是得到水凝胶的多个亚单位，这些亚单位的尺寸可强化填充和填塞它们被释放的空间的能力。如果不发生机械性断裂，分子交联水凝胶将难以与所处理的不规则形成的靶空间相匹配和填充。通过使水凝胶断裂为较小尺寸的亚单位，可非常有效地填充此类空间，同时保留交联水凝胶的机械完整性和持久性。

可在其机械性断裂之前或之后，进行水凝胶的聚合物链的分子交联。只要水凝胶组合物断裂为大小为上述0.01mm-5.0mm范围之内的亚单位，就可按间歇操作例如搅拌使水凝胶机械性断裂。其它分批机械性断裂法包括通过匀化器或搅拌器泵吸或通过泵，它们将水凝胶压缩、拉伸或剪切至大于水凝胶的断裂屈服应力的水平。在某些情况下，聚合物组合物的挤出造成水凝胶从基本上连续网络即跨越原始水凝胶团的尺寸的网络，转变为具有上述范围的尺寸的子网络或亚单位的集合。

在目前优选的实施方案中，可先制备(例如通过喷雾干燥)可水化的交联聚合物和/或在交联前使其机械性断裂，通常在水化前形成水凝胶。可作为微粉固体或粉末状干燥固体提供可水化的交联聚合物，可通过进一步粉碎使它们碎裂，得到具有需要的通常恰好控制在小范围内粒度的粒子。也可进行其它粒度选择和改进步骤例如筛分、旋风分类方法等。对于下文中所述示例性明胶材料，优选干燥粒子尺寸的范围为约0.01mm-约1.5mm，更优选约0.05mm-约1.0mm。示例性粒度分布应为大于约95％(重量)粒子的粒度为约0.05mm-约0.7mm。粉碎聚合物原料的方法包括匀化、研磨、凝聚、碾磨、喷射研磨等。也可通过喷雾干燥形成聚合物原料粉末。可通过常规技术例如筛分、聚集、再研磨等进一步控制和提纯粒度分布。

然后可将干燥固体粉末悬浮于本文中其它地方所述水性缓冲液，并交联。在其它情况下，可将可水化的交联聚合物悬浮于水性缓冲液，交联，然后干燥。然后可使该交联干燥聚合物断裂，然后将断裂物质再悬浮于水性缓冲液中。在所有情况下，得到的物质含具有离散子网络的交联水凝胶，这些子网络具有上述尺寸。

机械性断裂后，可用作水凝胶形成组分的可水化的交联聚合物通常可被再吸收，即在首次涂覆后小于1年，通常1-120天，优选1-90天，更优选2-30天后，它们将在患者身体上生物降解。已知测量再吸收所需要的时间长度的技术。

III.一组密封剂基质组合物实施方案的制备和用途：多孔基质和可水化交联聚合物的组合

本发明组合物含与第二种交联性组分组合的第一种交联性组分，它们能够交联形成具有空隙的多孔基质，其与可水化的交联聚合物组合，该交联聚合物能够水化形成水凝胶，以填充至少一些空隙。可认识到，本发明组合物可用于各种生物医疗应用，包括有关改变以下的上述各应用：(1)第一种和第二种组分(即多孔基质)；和(2)可水化交联聚合物。例如，此类组合物可通过形成血液的快速物理屏障起机械性密封剂作用，终止或抑制出血。因此，本发明某些实施方案可提供无直接“止血”作用(例如对凝血级联的生物化学作用；涉及凝血起动因子)结果。

水凝胶形成组分可用作吸收剂(例如用于血液和其它流体和组织)。通过吸收血液，水凝胶形成组分可确保在治疗部位上保持较高浓度的第一种和第二种交联性组分，并可确保为第一种和第二种交联性组分相互交联和与周围组织交联提供半干燥表面。在某些实施方案中，第一种和第二种组分可在水凝胶形成组分吸收血液的同时交联。该吸收和交联可在数秒种内发生，得到的密封剂基质屏障可在30分钟-1小时达到完全强度。

通常，尽管例如在水凝胶形成组分中可能存在极少量水分，但密封剂基质组合物是“干燥”的。在某些情况下，可在涂覆前，将可水化交联聚合物部分预水化，尽管这种方法可能必须在比生理pH更高的pH下，或在防止涂覆到靶部位前第一种和第二种组分交联的其它条件下进行。通常，密封剂基质组合物为粉末或熔化饼状形式。

用于制备密封剂基质组合物的第一种和第二种组分的浓度可因多种因素而异，这些因素包括所使用的具体交联性组分的类型和分子量，和需要的最终用途。在某些实施方案中，第一种和第二种组分与水凝胶形成组分的重量比为10-50％w/w、15-45％w/w、20-42％w/w、30-40％w/w和28-约42％w/w。在某些实施方案中，第一种和第二种聚合物的粒度可为约50-约90微米。在某些实施方案中，可水化交联聚合物的粒度可为约250-约400微米。

在某些实施方案中，可按干燥微粒或粉末形式提供第一种和第二种组分。可将该形式的第一种和第二种组分混合在一起，可再与也为干燥微粒或粉末形式的水凝胶形成组分混合。可通过任何机械混合方式例如研磨叶片混合得到这些组分的混合物。然后可将得到的密封剂基质组合物的干燥粉末装入各种容器例如纸盒、信封、广口瓶等。可在无菌条件进行混合和填充，或包装后通过例如γ辐射将密封剂基质组合物灭菌。然后本发明的干燥粉末实施方案准备使用。第一种和第二种交联性聚合物在生理环境(例如血液pH)可反应而交联，所以可将组合物中的3组分密封剂基质组合物直接涂覆在干燥的需要部位，将组织缺损密封，条件是存在足够水化体液。因此，可将密封剂基质组合物粉末只是洒在组织缺损靶部位之上和倒入其中，保持在适当位置(例如用纱布垫或外科手术手套)至密封剂基质屏障形成。这在其中需要可用于各种大小的组织缺损的一次性产品的创伤情况下(例如在急诊科或战场)尤其有效和方便。

在其它实施方案中，可将第一种和第二种组分和水凝胶形成组分固定在支持物或衬垫物上，形成“密封剂基质垫”。在这些实施方案中，提供支持物例如胶原海绵，然后将密封剂基质组合物固定在支持物上使用。因为密封剂基质组合物易与组织、有机材料和合成材料结合，这些实施方案可能是最好的，因为可用易于操作的支持物涂覆密封剂基质组合物。鉴于建立有效密封剂基质屏障需要相对少量的密封剂基质组合物的事实，可将相对薄层的密封剂基质组合物固定在支持物上。例如，在下列实施例中，固定在表面上仅约0.5-1.0g密封剂基质组合物形成具有极佳止血性质的3cm×3cm的垫。如外科技术人员认识到的那样，在其中可预计组织缺损的大小和当与粉末相比需要改善的操作特性的情况下，需要这些实施方案。如同干燥粉末实施方案，在密封剂基质组合物的密封剂基质垫实施方案中，可将密封剂基质垫直接涂覆在组织缺损处，无需通过将垫的密封剂基质组合物侧面压在组织缺损处直至交联性组分发生交联的进一步准备。

本发明密封剂基质垫实施方案中的支持物可以是任何生物相容性材料。尽管在本文中详细阐述了胶原蛋白支持物，但可使用用作支持物的其它材料。例如，可使用生物相容性的其它蛋白或多糖支持材料。这些支持材料在体内按与密封剂基质屏障大致相同的速度降解，或可按与密封剂基质屏障不同的速度降解。在外科领域中熟知胶原海绵及其制备方法、胶原蛋白的制备和操作详述如下。同样，可使用由纤维蛋白制备的海绵。也可使用基于碳水化合物的材料例如纤维素(外用)或壳聚糖。此外，还可使用可生物相容和可生物降解的合成聚合物。外科领域技术人员会认识到，非海绵形式可用于本发明密封剂基质垫实施方案中的支持物。例如，可使用胶原蛋白或其它材料的片或膜。另外，支持物还可采用任何可用形状例如圆锥形、半球形、棒状、楔形等，以便提供与组织缺损形状大约更相近的垫。例如，用圆锥形胶原海绵作为支持物的密封剂基质垫可用于治疗枪伤。

通常，此类支持物起结构或机械组分的作用。支持物可具有某种程度的多孔性，让血液或其它液体渗入支持物，增加与组合物的接触。此类结构可具有约1.3X-约1.5X的溶胀因子，因此可理想的用于外科应用。例如，海绵支持的组合物可用于神经外科，以密封硬膜，其中过度溶胀可对脑产生有害压力。一般而言，支持物应足够柔软以适应典型的组织缺损，还应在外科环境中具有良好操作性质。

可通过多种方法将密封剂基质组合物固定在支持物上。在下述某些实施方案中，适度热量足以将含4-臂PEG第一种和第二种组分和交联明胶水凝胶形成组分的密封剂基质组合物粉末固定。在这些实施方案中，将密封剂基质组合物粉末放在胶原海绵上，然后加热至60-70℃，保持约1-2分钟。干燥粉末基质在该热量下略微熔化，使其固定在胶原海绵的表面。或者，可用粘合剂或药剂领域中已知的其它赋形剂将密封剂基质组合物固定至支持物。一般而言，用于将密封剂基质组合物固定到支持物的技术须取决于密封剂基质组合物中的第一种和第二种组分和水凝胶形成组分。用于使密封剂基质组合物固定在支持物上的方法不应明显降低第一种和第二种组分暴露于生理环境交联的能力，或水凝胶形成组分吸收生物流体的能力。

在其它实施方案中，可使密封剂基质组合物形成无支持物的片或膜。对于密封剂基质垫实施方案来讲，可用将密封剂基质组合物固定到支持物的上述方法，完成密封剂基质组合物的这种形成。

IV.将其它组分加入密封剂基质组合物

在本发明的其它实施方案中，可将除第一种和第二种交联性组分和水凝胶形成组分以外的其它组分加入本发明密封剂基质组合物。一般而言，可将这些其它组分与第一种和第二种和干燥形式的水凝胶形成组分混合。其它组分可增加具有特殊用途的本发明密封剂基质组合物的进一步机械强度或改善的性能。例如，因为它不透明且粘性比非纤维胶原弱，所以有时不优选纤维胶原用于生物粘合组合物。但按美国专利第5,614,587号所述，纤维胶原或非纤维胶原和纤维胶原的混合物可优选用于预定在体内长期持续有效的粘合组合物。可按类似于上述用于胶原蛋白的方式，将各种脱乙酰化和/或脱硫酸酯化的葡糖胺多糖衍生物掺入组合物。

可将天然蛋白例如胶原蛋白和各种天然多糖的衍生物例如葡糖胺多糖掺入本发明第一种和第二种组分在生理环境下反应交联形成的密封剂基质屏障。当这些其它组分还含与合成聚合物上的官能团反应的官能团时，在第一种和第二种组分在靶部位交联期间，它们的存在导致形成交联合成聚合物-天然聚合物基质。尤其是，当天然聚合物(蛋白或多糖)也含亲核基团例如伯氨基时，第二种交联性组分上的亲电基团将与这些组分上的伯氨基和第一种交联性组分上的亲核基团反应，致使这些其它组分变为密封剂基质屏障上一部分。

一般而言，通常通过脱乙酰化、脱硫酸酯化或二者将葡糖胺多糖化学衍生化，以使含可与第二种交联性组分上的亲电基团反应的伯氨基。可按任一前述方法或二者衍生化的葡糖胺多糖包括以下：透明质酸、硫酸软骨素A、硫酸软骨素B(硫酸皮肤素)、硫酸软骨素C、甲壳质(可衍生化为壳聚糖)、硫酸角蛋白、硫酸角质和肝素。通过脱乙酰化和/或脱硫酸酯化使葡糖胺多糖衍生化和使得到的葡糖胺多糖衍生物与合成亲水性聚合物共价结合在普通转让许可的美国专利第5,510,418号中有更详细的论述，其内容通过引用结合到本文中。

同样，第二种交联性组分上的亲电基团可与某些天然蛋白的赖氨酸残基上的伯氨基或半胱氨酸残基上的硫醇基反应。富集赖氨酸的蛋白例如胶原蛋白及其衍生物尤其具有与合成聚合物上的亲电基团反应的活性。本文中使用的术语“胶原蛋白”将包括任何来源的任何类型胶原蛋白，包括但不限于从组织中提取或重组制备的胶原蛋白、胶原蛋白类似物、胶原蛋白衍生物、修饰的胶原蛋白和变性胶原蛋白例如明胶。在1992年11月10日颁布给Rhee等的普通转让的美国专利第5,162,430号中有使胶原蛋白与合成亲水性聚合物共价结合的论述。

一般而言，任何来源的胶原蛋白可用于本发明组合物，例如可从人或其它哺乳动物源例如牛或猪真皮和人胎盘提取和纯化胶原蛋白，或可通过重组或其它方法制备。由牛皮制备纯的基本上非抗原性胶原蛋白溶液的方法在本领域中熟知。在1995年6月27日颁布给Palefsky等的美国专利第5,428,022号中公开了从人胎盘提取和纯化胶原蛋白的方法。美国专利第5,667,839号中公开了用包括转基因母牛在内的转基因动物奶制备重组人胶原蛋白的方法。本文中使用的术语“胶原蛋白”或“胶原蛋白材料”是指所有形式的胶原蛋白，包括经处理或修饰的那些胶原蛋白。

尽管通常优选I型，但任何类型的胶原蛋白均可用于本发明组合物，这些胶原蛋白包括但不限于I、II、III、IV型或其任何组合。可使用含非端肽或端肽的胶原蛋白；但当使用源自异种的胶原蛋白例如牛胶原蛋白时，通常优选非端肽胶原蛋白，因为其免疫原性比含端肽的胶原蛋白少。

尚未通过方法例如加热、辐射或化学交联剂预先交联的胶原蛋白可用于本发明组合物，也可使用预先交联的胶原蛋白。Collagen Corporation(Palo Alto，Calif.)出售胶原蛋白浓度为35mg/ml和65mg/ml的非交联非端肽纤维胶原，它们的商标名分别为I胶原蛋白和Zyderm II胶原蛋白。Collagen Corporation出售胶原蛋白浓度为35mg/ml的戊二醛交联非端肽纤维胶原，其商标名为胶原蛋白。用于本发明的胶原蛋白通常为冻干粉末形式。

由于其粘稠度，非纤维胶原通常用于预定用作生物粘合剂的本发明组合物。术语“非纤维胶原”包括在pH 7下基本上为非纤维形式的任何修饰或未修饰的胶原蛋白材料，其通过胶原蛋白的水性悬浮液的光学澄清度显示。

已为非纤维形式的胶原蛋白可用于本发明组合物。本文中使用的术语“非纤维胶原”将包括原生形式的非纤维的胶原蛋白类型和经化学修饰后在或接近中性pH下为非纤维的胶原蛋白。原生形式的非纤维(或微纤维)的胶原蛋白类型包括IV、VI和VII型。

在中性pH下为非纤维形式的化学修饰的胶原蛋白包括琥珀酰化胶原蛋白和甲基化胶原蛋白，可按照1979年8月14日颁布给Miyata等的美国专利第4,164,559号中所述制备这两种胶原蛋白，该专利通过引用全文结合到本文中。按照美国专利第5,614,587号中公开所述，由于其固有粘性，甲基化胶原蛋白通常用于生物粘合剂组合物。

用于本发明密封剂基质组合物的胶原蛋白初始可为纤维形式，然后可通过加入一种或多种纤维分解剂使其变为非纤维。纤维分解剂通常以足以使胶原蛋白变为上述pH 7下基本上为非纤维的量存在。用于本发明的纤维分解剂包括但不限于各种生物相容性醇、氨基酸、无机盐和碳水化合物，尤其优选生物相容性醇。优选的生物相容性醇包括甘油和丙二醇。在某些情况下，非生物相容性醇例如乙醇、甲醇和异丙醇可能不适合用于本发明第一种和第二种聚合物，因为它们对接受它们的患者身体有潜在有害作用。氨基酸的实例包括精氨酸。无机盐的实例包括氯化钠和氯化钾。尽管碳水化合物例如包括蔗糖在内的各种糖可用于本发明实践，但与其它类型的纤维分解剂一样，它们不优选，因为它们可能在体内具有细胞毒作用。

为用于组织粘着，除密封外，可能还需要将蛋白例如白蛋白、纤维蛋白或纤维蛋白原加入密封剂基质组合物，以促使细胞附着。另外，引入水胶体例如羧甲基纤维素也可促使组织粘着和/或溶胀性。

本发明密封剂基质组合物也可含一种或多种其它生物活性剂或化合物。在一个实施方案中，可将生物活性剂例如紫杉醇衍生物加入密封剂基质组合物，以防止在组织缺损部位粘合。在其它实施方案中，可将生物活性剂例如抗生素或抗微生物剂加入密封剂基质，用于例如其中病原生物体可进入组织缺损部位或伤口的外伤引起的伤口情况(例如刀或子弹伤口)。在其它实施方案中，可将组合物中的生物活性剂例如生长因子释放至局部组织部位，以促使组织愈合和再生。在另外的实施方案中，可加入凝血剂例如凝血酶，以通过激活凝血级联进一步改善密封和组织再生。示例性生物活性组分包括但不限于蛋白、碳水化合物、核酸、无机及有机生物活性分子例如酶、抗生素、抗肿瘤药、抑菌剂、抗粘着形成药(例如紫杉醇衍生物)、杀菌剂、抗病毒药、止血药、局麻药、消炎药、激素、抗血管发生剂、抗体、神经递质、精神作用药物、对生殖器官起作用的药物和寡核苷酸，例如反义寡核苷酸。本文中使用的术语“生物活性剂”或“活性剂”包括在体内起生物作用的有机或无机分子。活性剂的实例包括但不限于酶、受体拮抗剂或激动剂、激素、生长因子、自身骨髓、抗生素、抗粘着形成剂、抗微生物剂、其它药物和抗体。术语“活性剂”也将包括以上定义的两种或多种活性剂的组合或混合物。

以组合物计，此类生物活性组分通常以相对低的浓度，通常低于10％(重量)，通常低于5％(重量)，通常低于1％(重量)的浓度存在。可将两种或多种此类活性剂组合在单一组合物中和/或可用两种或多种组合物释放不同活性组分，其中所述组分可在递药部位相互作用。示例性止血药包括凝血酶、纤维蛋白原和凝血因子。可按浓度例如约50-约10,000单位凝血酶/ml水凝胶，或约100-约1000单位凝血酶/ml水凝胶，加入止血药如凝血酶。

也可制备含各种显影剂例如碘或硫酸钡或氟的交联的第一种和第二种聚合物组合物，以帮助给予后分别通过X-射线或¹⁹F-MRI使组合物显影。

用于本发明组合物的优选的活性剂包括生长因子，例如转化生长因子(TGFs)、成纤维细胞生长因子(FGFs)、血小板衍生的生长因子(PDGFs)、表皮生长因子(EGFs)、结缔组织活化肽(CTAPs)、成骨因子和此类生长因子的生物活性类似物、片段和衍生物。尤其优选转化生长因子(TGF)超基因家族成员，它们是多官能调节蛋白。TGF超基因家族成员包括β转化生长因子(例如TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3)；骨形成蛋白(例如BMP-1、BMP-2、BMP-3、BMP-4、BMP-5、BMP-6、BMP-7、BMP-8、BMP-9)；肝素-结合生长因子(例如成纤维细胞生长因子(FGF)、表皮生长因子(EGF)、血小板衍生的生长因子(PDGF)、胰岛素样生长因子(IGF))；抑制素(例如抑制素A、抑制素B)；生长分化因子(例如GDF-1)；和活化素(例如活化素A、活化素B、活化素AB)。

可从原生或天然来源例如哺乳动物细胞分离生长因子，或可例如通过重组DNA技术或各种化学方法合成制备生长因子。另外，还可使用这些因子的类似物、片段或衍生物，条件是它们显示出原生分子的至少一些生物活性。例如，可通过位点特异性诱变或其它基因工程技术改变基因表达制备类似物。

可通过混合将生物活性剂掺入密封剂基质组合物。在一个实施方案中，可将活性剂与干燥或冻干形式的密封剂基质组合物粉末混合。在另一个实施方案中，可将该混合物固定在固体支持物例如上述用于密封剂基质组合物的胶原蛋白上。在其它实施方案中，可通过使这些活性剂与第一种或第二种组分合成聚合物上的官能团结合，使活性剂掺入上述密封剂基质组合物。在1992年11月10日颁布给Rhee等的普通转让的美国专利第5,162,430号中，有关于用官能活化聚乙二醇使生物活性剂例如生长因子共价结合的方法论述。优选此类组合物含可易生物降解的键，例如因酶降解导致活性剂释放到靶组织，在该部位它可发挥需要的其疗效。

将含亲核基团的生物活性剂加入交联聚合物组合物的简单方法涉及在给药前将活性剂与第一种组分、第二种组分和水凝胶形成组分以干燥状态混合。当将密封剂基质组合物涂覆在组织缺损并与生物体液接触后，生物活性剂将与第二种组分反应，与第一种和第二种组分的多孔交联基质交联，同时水凝胶形成组分吸收生物体液。该方法使活性剂与密封剂基质屏障的交联性组分聚合物基质部分共价结合，得到高效缓释组合物。

除其它因素外，所用的活性剂的种类和量将取决于所治疗的具体部位和病症以及所选择的活性剂的生物活性和药代动力学。

V.密封剂基质组合物作为生物粘合剂的用途

本发明密封剂基质组合物通常具有粘性，因此与组织牢固结合，因为第二种交联性组分的亲电基团与组织的靶部位中的胶原蛋白的亲核基团反应。本发明某些多孔基质组合物可具有非同寻常的高粘性。因此，除用作屏障基质止血外，本发明密封剂基质组合物还可用作在生理环境下与湿或潮湿组织结合的生物粘合剂。本文中使用的术语“生物粘合剂”、“生物粘合剂”和“外科手术粘合剂”可互换使用，它们包括能够使两个原生组织表面短暂或长久连接，或使原生组织表面与非原生组织表面或合成植入物的表面短暂或长久连接的生物相容性组合物。

按照使第一表面与第二表面连接的通用方法，将密封剂基质组合物(例如干燥粉末或片状形式)涂覆在第一表面。然后使第一表面与第二表面接触，优选立即使两个表面粘合。第一和第二表面中的至少一个表面优选为原生组织表面。当机械性稳定水凝胶形成组分用于组合物时，例如用于实施例的交联明胶时，与仅含第一种和第二种交联性组分的组合物相反，得到的多孔基质显示增加的机械强度。因此，两个组织表面之间的粘合强度也增加，因为组织之间的多孔基质层在生理机械压力下不太可能在内部分离。

可通过手工或用其他适当方法将两表面并在一起，同时让交联反应进行至完成。交联通常在涂覆密封剂基质组合物后5-60分钟内完成。但是，完成交联发生需要的时间取决于多种因素，包括第一种和第二种交联性组分的类型和分子量，最尤其是两种组分在靶部位中的有效浓度(即浓度越高，导致越快的交联时间)。

优选第一和第二表面中的至少一个表面是原生组织表面。本文中使用的术语“原生组织”包括为所治疗具体患者的身体本身的生物组织。本文中使用的术语“原生组织”包括从患者身体的一部分抬高的(elevated)或除去的用于移植到同一患者身体的另一部分的生物组织(例如骨自身移植物、皮片自身移植物等)。例如，在烧伤患者的情况中，可用本发明某些实施方案的组合物将患者身体的一部分的皮肤片粘合到身体的另一部分。

其它表面可以是原生组织表面、非原生组织表面或合成植入物的表面。本文中使用的术语“非原生组织”包括从供体患者(该患者可与受体患者为同一种族或不同种族)的身体切除的用于移植到受体患者的身体的生物组织(例如组织和器官移植物)。例如，可用本发明交联聚合物组合物将患者的异种移植心脏瓣膜固定在患者的心脏中并将心脏瓣膜周围密封，防止渗漏。

本文中使用的术语“合成植入物”包括预定移植到患者身体中的任何生物相容性物质，这些生物相容性物质不包括在以上关于原生组织和非原生组织的定义中。合成植入物包括例如人造血管、心脏瓣膜、人工器官、骨假肢、可移植微透镜、血管移植物、支架，和支架/移植物组合等。

VI.密封剂基质组合物阻止粘连的用途

本发明密封剂组合物的另一个用途是将组织涂布，以阻止外科手术或内组织或器官损伤后形成粘连。按照将组织涂布以阻止外科手术后形成粘连的通用方法，将第一种和第二种合成聚合物与可水化交联聚合物混合或预混合，然后在第一种合成聚合物上的亲核基团与第二种合成聚合物上的亲电基团发生显著交联之前，将反应混合物的薄层涂覆在组织上，这些组织包含、围绕和/或与手术部位相邻。可通过挤压、喷撒、涂抹、用于组合物粉末的喷雾(同上述)；通过将密封剂基质组合物的薄膜或片置于组织上或通过任何其它常规方法，将反应混合物涂覆在组织部位。

将反应混合物涂覆在手术部位后，在手术切口闭合前，让交联原位继续进行。一旦交联达到平衡，与被涂布组织接触的组织不会与被涂布组织粘连。此时，可用常规方法(缝合等)将手术部位闭合。

一般而言，优选在相对短时间(即在第一种合成聚合物和第二种合成聚合物混合后5-15分钟)内完成完全交联的组合物可用于防止外科手术粘连，以使手术结束后手术部位较快闭合。另外，优选具有较高机械强度的可水化交联聚合物用于组合物，例如实施例中使用的交联明胶，以增加涂层的机械稳定性。

在以下实施例中，描述了第一种交联性组分与第二种交联性组分和水凝胶形成组分形成密封剂基质组合物的制备和表征，提出它们以便为本领域普通技术人员提供关于如何制备优选的缀合物、组合物和装置实施方案的完全公开和描述，而无意限定发明人认为他们的发明范围。己努力确保所用数量(例如量、温度、分子量等)的准确性，但应说明可能存在某些实验误差和偏差。除另有说明外，份为重量份，分子量为重均分子量，温度为摄氏度，压力为常压或接近常压。

VII.实施例

实施例1：用于密封剂基质的第一种和第二种组分组合物：交联多氨基PEG组合物的制备

制备各种二氨基PEGs的以下储备液：将10克Jeffamine ED-2001(得自TexacoChemical Company，Houston，Tex.)溶于9ml水。将10克Jeffamine ED-4000(也得自TexacoChemical Company)溶于9ml水。将0.1克二氨基PEG(3400MW，得自Shearwater Polymers，Huntsville，Ala.)溶于300μl水。将以上制备的3种二氨基PEG溶液各自与三官能活化的SC-PEG含水溶液(TSC-PEG，5000MW，也得自Shearwater Polymers)混合，见下表1所示。

表1

用注射器-注射器混合方法将二氨基PEG和TSC-PEG的溶液混合。将各材料从注射器中推出，在37℃下放置1小时。各材料形成凝胶。一般而言，凝胶随水含量增加变更软；含最少量含水溶剂(水或PBS)的凝胶最坚硬。

实施例2：用于密封剂基质的第一种和第二种组分组合物：交联聚(赖氨酸)组合物的制备

将溶于0.1ml磷酸盐缓冲液(0.2M，pH＝6.6)的10毫克聚L-赖氨酸氢溴酸盐(8,000MW，得自Peninsula Laboratories，Belmont，Calif.)与10mg四官能活化的SE-PEG(10,000MW，得自Shearwater Polymers，Huntsville，Ala.)的0.1ml PBS溶液混合。该组合物几乎立即形成软凝胶。

实施例3：用于密封剂基质的第一种和第二种组分组合物：pH对四氨基PEG/四SE-PEG制剂的凝胶形成的影响

在培养皿中制备含pH 6、7和8的各浓度的四氨基PEG和四SE-PEG的凝胶。将四氨基PEG和四SE-PEG混合后，将各皿反复倾斜；将制剂停止流动点定为胶凝时间。在室温下，pH对各种四氨基PEG/四SE-PEG制剂胶凝时间的影响见下表2所示。

表2

凝胶形成需要的时间随pH增加并随四氨基PEG和四SE-PEG浓度增加而减少。

实施例4：水凝胶形成组分材料以及交联和溶胀百分率测量方法的评价

让明胶粒子在含交联剂(例如0.005-0.5％(重量)戊二醛)的含水缓冲液(例如0.2M磷酸钠，pH 9.2)中溶胀。将反应混合物冷藏过夜，然后用去离子水洗涤3次、用乙醇洗涤2次，将其在环境温度下干燥。在环境温度下，以低固体浓度(2-3％)将干燥交联明胶再悬浮于含水缓冲液，保持一定时间。缓冲液的浓度基本上大于平衡溶胀需要的浓度，存在两相(水凝胶相和缓冲液)。然后通过在0.8μm标称截流滤膜(Millipore，Bedford，Mass.)上施加真空，将含湿水凝胶的悬浮液过滤。将外来缓冲液除去后，记录截留的湿水凝胶和湿滤膜的总重。然后将水凝胶和膜在约120℃下干燥至少2小时，记录干燥水凝胶残留物和干燥滤膜的总重。也进行不含水凝胶残留物的湿滤膜和不含水凝胶的干燥滤膜样品的几次测量，用这些测量值推导出湿水凝胶和干燥水凝胶的净重。然后按以下公式计算“溶胀百分率”：

溶胀百分率＝100×[(水凝胶的湿重-水凝胶的干重)/水凝胶的干重]

对于给出的明胶样品，至少按一式三份测量溶胀，然后将测量值平均。将在测量湿重前样品再悬浮于缓冲液18-24小时的溶胀百分率值定义为“平衡溶胀”。

得到的交联明胶材料显示平衡溶胀值范围为400％-1300％。平衡溶胀的程度取决于交联的方法和程度。

实施例5：用于密封剂基质的水凝胶形成组分：由用EDC交联的明胶组成的可水化交联聚合产物片段

在70℃下，将明胶(Atlantic Gelatin，General Foods Corp.，Woburn，Mass.)溶于蒸馏水，固体含量为1-10％(w/w)(更优选8％)。然后加入0.2％-3.5％(或0.2％-0.3％)1-乙基-3-(3二甲基氨基丙基)碳二亚胺(EDC)(Sigma，St.Louis，Mo.)。将形成的水凝胶产物在室温下搅拌1小时。用Freezone 12冻干系统(Labconco，Mo.)将水凝胶干燥，再用Waring搅拌机型号31BC91(VWR，Willard，Ohio)研细。然后将干燥聚合物组合物加入注射器，用缓冲液平衡。测得的平衡溶胀至少为1000％。结果见表3所示。

表3

实施例6：用于密封剂基质的水凝胶形成组分：可水化交联聚合产物片段，该聚合产物片段由用EDC交联的明胶和聚(L)谷氨酸组成

在70℃下，将明胶(Atlantic Gelatin，General Foods Corp.，Woburn，Mass.)溶于蒸馏水，固体含量为1-10％(w/w)(更优选6-8％)。然后加入0-10％(w/w)(更优选2-5％)聚(L)谷氨酸(PLGA)(Sigma，St.Louis，Mo.)和0.2-3.5％(或0.2-0.4％)1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(EDC)(Sigma)。将形成的水凝胶产物在室温下搅拌1小时。将水凝胶在过量盐水中溶胀一定时间(例如20小时)。然后通过在滤膜(Millipore，Bedford，Mass.)上施加真空将水凝胶过滤。测得的平衡溶胀至少为1500％。结果见表4所示。

表4

实施例7：用于密封剂基质的水凝胶形成组分：可水化交联聚合水凝胶片段的制备

在2℃-30℃(优选22℃-30℃)下，将牛真皮(Spears Co.PA)在氢氧化钠(SpectrumChemical Co.，CA)水溶液(0.1M-1.5M，或0.4-1.2M)中搅拌1-18小时(或1-4小时)。然后将该真皮浆用无机酸例如盐酸、磷酸或硫酸(Spectrum Chemical Co.，CA.)中和，然后通过滤网过滤将中和的液相与不溶性真皮分离。然后将真皮用无热原水和醇例如异丙醇(Spectrum Chemical Co.，CA.)洗涤。洗涤3-12次后，将真皮悬浮于无热原水，然后可将真皮、水浆加热至50℃-90℃，优选60℃-80℃，以使真皮热胶凝。在胶凝期间，将真皮、水浆的pH调控至pH 3-pH 11，或pH 7-pH 9。也可通过搅拌和/或匀化使浆状物中不溶性真皮破裂。该破裂可发生在热胶凝周期之前或之后。使热胶凝进行1-6小时。胶凝后，通过过滤使浆状物澄清。通过在15℃-40℃，优选20℃-35℃下通风干燥，将明胶浆脱水。然后通过研磨使干燥明胶碎裂，其中干燥表示水分含量小于20％(重量)。

将干燥明胶加入pH 7-10的含0.0025％-0.075％(重量)戊二醛(Amresco Inc，OH.)的冷(5℃-15℃)含水溶液。该溶液中明胶浓度为1％-10％(重量)。让戊二醛与明胶颗粒交联1-18小时，然后通过过滤或沉降使明胶与水相分离。然后将明胶粒子加入含0.00833％-0.0667％(重量)硼氢化纳(Spectrum Chemical Co.，CA.)含水溶液，明胶浓度又为1％-10％(重量)，pH为7-12，或7-9。1-6小时后，通过过滤或沉降使交联明胶与水相分离。然后可将明胶再悬浮于无热原水，明胶浓度为1％-10％(重量)，然后通过过滤或沉降与水相分离，将残余交联剂和还原剂除去。最后在滤网或筛上收集交联明胶，最后将明胶用无热原水洗涤。然后将湿交联明胶置于干燥室，在15℃-40℃下干燥。从干燥室中取出干燥交联明胶(即水分含量小于20％(重量)的交联明胶)，然后用机械研磨机研磨，得到典型粒度分布为0.020mm-2.000mm的粉末。

实施例8：速效干燥止血密封剂粉末

通过使第一种交联性组分、第二种交联性组分和水凝胶形成组分混合，制备速效干燥止血密封剂粉末。第一种交联聚合物(PEG-A)是PEG-琥珀酰亚胺基粉末，第二种交联聚合物(PEG-B)是PEG-硫醇粉末，水凝胶形成组分是交联明胶粉末。

实施例9：速效干燥密封剂垫

通过使第一种交联性组分、第二种交联性组分和水凝胶形成组分混合，制备速效干燥密封剂垫。将得到的组合物、密封剂基质组合物粉末置于冻干胶原海绵上，加热至60-70℃保持约1-2分钟。干燥粉末基质在该加热下略微熔化，将其固定在胶原海绵的表面，从而形成密封剂基质垫。或者，可用粘合剂或药剂领域中已知的其它赋形剂将密封剂基质组合物固定到支持物上。一般而言，用于使密封剂基质组合物固定到支持物的技术可取决于密封剂基质组合物的第一种和第二种组分和水凝胶形成组分。本发明密封剂基质垫实施方案提供便利形式，可通过该形式处理密封剂基质组合物，然后通过海绵或其它合适的支持方式将密封剂基质组合物释放至手术部位。

实施例10：密封剂粉末治疗脾动脉穿刺

图7A-E说明根据本发明实施方案，用密封剂基质组合物治疗脾动脉穿刺。将猪肝素化至约3倍基线。如图7A所示，通过手术用18g针700引起猪脾动脉穿刺。穿刺后，动脉710出现大出血705。如图7B和7C所示，通过注射器730将约700mg密封剂粉末基质组合物720涂覆在穿刺部位，用带手套的手指740轻压或放置在该部位上保持2分钟。发现密封剂粉末形成充分止血的凝固物750。涂覆后5分钟，用如图7D所示冲洗装置760冲洗该部位，将过量粉末组合物洗去。当用镊子夹住凝固物时，它似乎与组织牢固粘合且具有良好完整性。如图7E所示，在涂覆44分钟后，通过用钳子770剥离将凝固物750除去，重新出现出血715。

实施例11：治疗肝切除的密封剂粉末

图8A-E说明根据本发明实施方案，用密封剂基质组合物治疗肝切除。将猪肝素化至约3倍基线。如图8A所示，用剪刀810将该猪的肝中叶805的尖端800或边缘切除。切除后，该部位出现大出血815。如图8B所示，将约6ml(2g)密封剂基质组合物820涂覆在该部位，用注射器825的尖端保持在适当位置2分钟。如图8C所示，可用带手套的手指将粉末压在或维持在缺损上。密封剂粉末形成凝固物835，观察到该凝固物完全止住出血。涂覆8分钟后，按图8D所示用冲洗装置840冲洗该部位。当用镊子夹住凝固物时，它似乎与组织紧密粘合且具有良好完整性。在涂覆28分钟后，通过用钳子845剥离将凝固物835除去，重新出现出血850。

实施例12：治疗脾损害的密封剂粉末

用6mm活体解剖组织穿刺针，通过手术在猪体上形成脾损害，用剪刀除去组织芯。将猪肝素化至约2.5倍基线。组织穿刺后，脾出现大出血。将约700mg(2ml)密封剂基质组合物粉末用12ml注射器的边缘涂覆在穿刺部位。不用压力保持材料在适当的位置。观察到密封剂粉末形成完全止血的凝固物。涂覆4分钟后，冲洗该部位。当用镊子夹住凝固物时，它似乎与组织紧密粘合且具有良好完整性。在涂覆25分钟后，通过剥离将凝固物除去，重新出现出血。

实施例13：机械应激试验

通过使0.60-0.65g密封剂基质组合粉末与1ml猪血浆在塑料模具中反应，制备密封剂基质屏障。将混合物在室温下固化约30分钟。将3×1×0.3cm凝胶块的两端周氰基丙烯酸酯胶带粘住，形成用于断开的咬合空间(1×1cm)。用预安装的夹具将胶带各端夹住。用Chatillon TCD2000试验装置对矩形凝胶进行标准应激试验至凝胶形状破裂，测定拉伸强度。持续加压至凝胶破裂以测量最大力(N)和最大负荷时的挠度(mm)。凝胶的有效表面积为1×0.3cm，凝胶的原始有效长度为1cm。密封剂凝胶的拉伸强度为约15.3N/cm²。对含第一种交联性组分和第二种交联性组分但不含水凝胶形成组分的凝胶组合物进行同样试验，测得的拉伸强度为约5.1N/cm²。

实施例14：剥离强度试验

在某些实施方案中，混合的粉末含第一种和第二种交联性组分和水凝胶形成组分，当该粉末溶于生理液例如血液或其它体液时，粉末自动聚合。该材料可通过共价键牢固地与组织或其它涂覆部位粘合。可用机械夹将密封剂基质从组织例如皮肤分离，检验组织粘合的机械强度。在该实施例中，在密封剂基质屏障形成后，进行多次如下拉伸试验。通过将3种不同浓度(10％、20％和30％交联性组分)的交联性组分和交联明胶混合，制备含第一种交联性组分(季戊四醇聚(乙二醇)醚四琥珀酰亚胺基戊二酸酯)和第二种交联性组分(季戊四醇聚(乙二醇)醚四硫醇)和交联明胶(FloSeal^TM)的3组分粉末系列。在3×1×0.3cm塑料模具中，将约0.40g-约0.45g 3组分粉末加到置于鸡皮样品顶部上的约0.6ml猪血浆，在室温下固化约60分钟。形成密封剂基质屏障，该屏障与皮肤牢固粘合。将形成的密封剂基质屏障粘贴在夹在Chatillon TCD200试验装置上的板上。当将皮肤与密封剂基质屏障分离时，测量最大峰力(N)。观察到，粘合强度增加与PEG混合物(第一种和第二种交联性组分)浓度的增加几乎线性相关。结果见表4A所示。

实施例15：用于熔合垫中海绵衬垫的纤维胶原的制备

如下制备第一种纤维胶原样品。将40g NaOH在25℃下溶于450cc H₂O。将约50g牛真皮切片加入NaOH溶液。将该真皮溶液搅拌80分钟。将NAOH溶液轻轻倒出，将真皮用H₂O洗涤。用2M HCl将真皮溶解，使pH至2.3-2.4。继续搅拌18小时。在18℃下，用1M NaOH滴定1250ml浓胶原蛋白溶液(CIS)至pH 7.25。10小时内形成胶原纤维，过滤。使240ml在pH 7.4下沉淀，然后在8℃下使其与33μl 25％戊二醛(GA)溶液交联23小时。通过规定循环(recipecycle)，用Virtis冷冻干燥机将纤维胶原冻干。

如下制备第二种纤维胶原样品。用240g粘性溶液(例如CIS)使纤维胶原交联。通过加入60cc H₂O将溶液稀释。通过加入约1.8cc 2M NaOH使pH升至9.2。将溶液温度调至8℃，加入33μl 25％GA。将溶液搅拌23小时，得到约54g沉淀纤维。用Virtis冷冻干燥机，通过规定循环将纤维胶原冻干。

实施例16：使水凝胶形成组分去缓冲化

在某些实施方案中，可能需要将水凝胶形成组分例如FloSeal^TM中的磷酸盐除去，以使环境液体能易于影响水凝胶形成组分的pH。涂覆后，水凝胶形成组分原位交联可帮助密封剂基质化合物与组织粘着。在某些情况下，在某些pH值下粘着可更有效。例如，某些明胶基材料可在pH小于6或7下更容易粘着。按1∶50比例，将FloSeal^TM用H₂O洗涤，用0.01M HCl或0.01M NaOH将浆状物的pH调节或酸化至pH 2-7。将湿明胶饼过滤，在通风干燥箱中，将滤饼在32℃下干燥12-20小时，用研钵和槌轻度研磨。将干燥明胶粉末加入混合PEG溶液，以便原位交联。将浆状物搅拌30秒，然后立即涂在用pH 7.4的25mM磷酸盐缓冲液全饱和的称量纸表面上。记录聚合时间，结果见表5所示。

表5

实施例17：PEG饼状物的制备

在一个实施方案中，通过振摇将0.8g PEG-琥珀酰亚胺粉末和0.8g PEG-硫醇粉末充分混合，然后加入充满N₂的100ml圆底烧瓶。将混合粉末在40℃-50℃油浴中熔化，并且用手工缓缓搅拌30分钟，然后冷却。用刮刀将固体膜从烧瓶中取出。在另一个实施方案中，将PEG-琥珀酰亚胺和PEG-硫醇的混合粉末溶于胶原蛋白(例如0.3％)或明胶(例如2％)的酸性溶液，冻干。认为纤维胶原或明胶可帮助基质分散并对PEG饼的处理有改善作用。

在对比组合物中，将1.2g胶原纤维溶于100cc pH 2HCl，在35℃水浴中加热1-2小时，用pH 2HCl稀释，得到0.3％CIS产物。将0.2g PEG-琥珀酰亚胺和0.2g PEG-硫醇溶于2cc0.3％CIS。将得到的混合物倒入盘中，通过22小时循环冻干，得到PEG饼。在还另一个实施方案中，在35℃水浴中，将2g明胶溶于100cc pH 2HCl。将4g双组分PEG粉末混合物溶于2cc明胶溶液，冻干，得到PEG饼。

在相关实施方案中，通过将pH 2.0的PEG-SG、PEG-SH和胶原蛋白的混合溶液冻干制备PEG饼。在肝素化的猪模型中的擦伤肝囊管上进行动物研究。将2滴0.2M磷酸盐缓冲液(pH 9.0)加到正在缓慢出血的肝脏表面。将一块饼置于该部位不施加压力。在第5和10分钟时，测试各PEG饼对该部位的粘合力。发现在制备期间，PEG-SG的活性不降低，PEG饼通过共价键与擦伤肝组织粘合。试验样品的组合物和体内性能归纳在表6中。

实施例18：粉碎的PEG饼材料

将400mg预混CoSeal^TM、1g FloSeal^TM(例如pH 7.1-9.5；粒径70-400μm)和2-3ccH₂O混合为糊状物，通过22小时循环下冷冻，形成饼状物。如图9所示，然后将饼状物900打碎为910，粉碎，粉碎为粉末形式920，然后放入注射器930(例如5cc或10cc注射器)。用刀片除去注射器管尖端940，将混合物粉末920涂覆在损伤部位950，原位观察密封剂活性。在实施例10-12中描述了示例性结果。在另一个实施方案中，由表7中所述3组分浆状物制备饼状物。

某些实施方案的示例性制剂的试验结果显示表8所示以下特性。

实施例19：密封剂基质组合物熔合垫的制备

用熔化的CoSeal^TM预混物制备PEG垫。通过使不同pH值的FloSeal^TM粉末与预混CoSeal^TM(例如粉末形式的两种PEG组分)按各种重量比例混合，制备3组分粉末。用冻干胶原海绵作备用支持垫，将熔化的3组分混合物固定在其上。在一个实施方案中，如图10所示，将0.5-1g密封剂基质组合物1000置于海绵1010的3×3cm²部分上部。将海绵和密封剂基质放入烘箱，在60-70℃下烘1-2分钟，然后放入干燥器中冷却，隔绝或尽量少与空气接触。观察到密封剂基质粉末形成粗膜并与海绵粘连，形成熔合垫1020。在相关实施方案中，制备了几个海绵，各自的尺寸为3×3×0.3cm³。在某些海绵上涂布第一种和第二种交联性组分和水凝胶形成组分的3组分混合物。在某些海绵上仅涂布第一种和第二种交联性组分的双组分混合物。在肝损害部位上原位测试了所有熔合垫。结果见表9所示。

在相关实施方案中，制备了几种组合物粉末。某些组合物含第一种和第二种交联性组分和水凝胶形成组分的3组分混合物。某些组合物仅含第一种和第二种交联性组分的双组分混合物。在肝损害部位上原位测试了所有组合物。结果见表10所示。

实施例20：γ-辐射对体内性能的影响

制备密封剂基质组合物粉末和固定在海绵上的密封剂基质组合物，将其中的一些用γ射线辐照，以测定γ射线对体内性能的影响。如表11所示，未观察到任何影响。

实施例21：pH对体内性能的影响

进行体内研究，以评价水凝胶形成组分的pH值、手工涂覆方法对原位交联的影响。用第一种密封剂组合物中的pH 6.75的Floseal^TM和第二种密封剂组合物中的pH 9.5的FloSeal^TM作对比。在某些情况下，用手工将密封剂基质组合物维系在损害上，在其它情况下，将密封剂基质组合物涂覆或放置在损害上，不用外力维系。含pH 6.75Floseal^TM的组合物的反应时间似乎比含pH 9.5的Floseal^TM组合物慢约10-30秒。示例性研究结果见表12。因此认为水凝胶形成组分的pH可在交联反应的早期起作用。水凝胶形成组分的pH可影响在潮湿环境(例如其中已发生出血)中凝胶形成速度。在某些情况下，如果交联发生不够块，可将密封剂组合物从损害部位除去。

实施例22：SURGIFOAM^TM作为水凝胶形成组分的用途

按1∶1∶2、1∶1∶4和1∶1∶8(重量)比例，将COH 102(季戊四醇四-[1-(1′-氧代-5′-琥珀酰戊酸酯(pentate))-2-聚(氧乙烯)二醇]醚)粉末、COH206(季戊四醇四-[巯基乙基-聚(氧乙烯)二醇]醚)粉末和SURGIFOAM^TM可吸收明胶粉末(Ethicon，Somerville，NJ)的混合物共混，然后填充至改进的5mL注射器。得到的混合物为基本上干燥的自由流动的粉末。将2克各组合物涂覆在在猪肝脏上手术形成的损害(约1cm×1cm×0.3cm深)，并且轻度压紧。对于各组合物，1分钟后撤去压紧。使各组合物中的COH 102和COH206在损害的潮湿环境中互相反应，形成掺入SURGIFOAM^TM粉末并物理性密封损害部位的交联水凝胶。未观察到用该组合物治疗的任何部位出血。涂覆5分钟后，用盐水溶液冲洗处理的损害，未出现再出血。2小时后检查处理部位，也未发现出血。

实施例23：含凝血剂的密封剂基质组合物的体内性能

制备含4∶1重量比的FloSeal^TM和CoSeal^TM(预混)的密封剂基质组合物粉末。在某些实施方案中，该比例提供有效达到需要的化学聚合水平和使组合物与组织粘合的交联度。将凝血酶粉末加入各浓度的密封剂基质组合物粉末中。在动物研究试验中测试得到的混合物，该动物研究试验涉及测量肝脏正方形中的出血计分和将得到的混合物与不含凝血酶的密封剂基质组合物的止血效率作对比。

试验材料包括0.1g季戊四醇四[巯基乙基-聚(氧乙烯)]醚、0.1g季戊四醇四[1-1′-氧代-5′-琥珀酰亚胺基戊酸酯)-2-聚(氧乙烯)二醇]醚、0.8g交联明胶粒子(FloSeal^TM)和各种浓度(5k、2.5k、1.25k和0.625kμ/g)凝血酶。在混合试验中，将得到的混合物的4组分用转筒式混合机混合。在重新组成试验中，将4ml凝血酶溶液(1250μ/ml)与0.8g FloSeal混合，然后冻干22小时。然后周转筒式混合机将干燥混合物与CoSeal^TM粉末混合。不受任何特定理论的限制，认为重新组成凝血酶制剂含渗入FloSeal^TM基质的凝血酶分子，以使凝血酶可保留在密封剂基质屏障以提高止血效率。在垫实验中，通过将得到的4组分混合物(密封剂基质组合物+凝血酶)固定在明胶海绵(Gelfoam)海绵上部，将混合物熔化，冷却，固化，制备垫。将烘箱温度设为约60℃-约65℃，保持约1分钟。

在体内试验中，将动物肝素化使凝血时间激活，达到基线的3-5倍以上。检验制剂对通过手术制备的猪肝方块(1cm×1cm×0.2cm)的出血范围的作用。5分钟计时后，立即冲洗损害，将过量粉末除去。在1、5、10和30分钟时，给处理的损害区域评分。与血液接触后，材料发生聚合，然后与损害牢固粘合。密封剂基质屏障机械性密封出血区域，通过与组织结合起机械性密封剂的作用。在体内试验中，将凝血酶在约60℃下加热5分钟，发现完全有活性。在制备的明胶海绵垫中，发现凝血酶活性丧失。

表13中提供急性体内作用评价结果。损害出血的评分为″0″代表未出血，″4″代表严重出血。根据此处观察到的出血评分，测试的所有样品均未显示出血。将凝血酶加入密封剂基质组合物后，未发现显著优点。凝血酶的使用未在初级止血中显示任何益处，尽管它可能加强次级止血/凝血形成和伤口愈合。

实施例24：PEG浓度对凝胶强度的影响

根据本发明的一个实施方案，PEG浓度对凝胶强度的影响如表14和图11所示。凝胶形成后，进行拉伸试验。通过使3组分粉末(例如含第一种和第二种交联性组分和水凝胶形成组分的密封剂基质组合物)在塑料模具(3×1×0.3cm)中反应，制备凝胶。将猪血浆(1ml，Baxter动物编号S-264)加入密封剂基质组合物粉末(0.60-0.65g)，起动凝胶形成，然后在室温下固化约30分钟。用氰基丙烯酸酯胶使透明胶纸与凝胶两端粘合，制成用于拉扯开的啮合空间(1×1cm)。通过拉伸试验，测量将凝胶拉伸至断裂时的最大力(N)和在最大负荷下的挠度(cm)。1×0.3cm为有效表面积。凝胶的原始有效长度为1.0cm。通过ChatillonTCD200试验装置将标准应力施加在矩形凝胶上至其破裂是拉伸强度的决定因素。试验结果表明较高浓度的聚合物可增加密封剂基质组合物凝胶的强度。

实施例25：PEG浓度对溶胀率的影响

根据本发明的一个实施方案，PEG浓度对溶胀率的影响如图12、13和14所示。进行溶胀研究，以表征密封剂基质组合物凝胶。当与水性环境接触时，亲水性聚合物溶胀，形成水凝胶。一旦凝胶形成，水分子便自由扩散到由溶胀的FloSeal^TM粒子形成的相当疏松的网络。再加入水后，COH102-COH206接点断裂，单独的聚合物分子溶于水。通过将4种不同浓度(5％、10％、20％和30％w/w)聚合物CoSeal^TM和FloSeal^TM混合并使它们与等量猪血浆(1.7ml/g粉末)反应，制备密封剂基质组合物凝胶。在室温下，将凝胶固化30分钟，然后使其在盐水中溶胀。每隔一定时间，吸出缓冲液，测定剩余凝胶的重量。监测凝胶的重量变化。由以下方程计算溶胀率Q：

Q＝W*/W

其中W*是湿重，W是初始重量。溶胀率随聚合物浓度增加而增加。不受任何特定理论的限制，溶胀率的表观下降可解释为当凝胶缓慢侵蚀时凝胶物质的损失。将实验的终点作为在凝胶崩解为几个小块或变得太粘糊和松弱以致无法将游离的缓冲剂从凝胶中轻轻倒出时的时间计分。水继续向芯渗透，最后凝胶转化为PEG和明胶粒子的粘性溶液。所有材料崩解需约2-3周(图14)。似乎CoSeal^TM在密封剂基质组合物粉末中的百分率对密封剂基质组合物凝胶的稳定性有重要影响。密封剂基质组合物凝胶的溶出速度因聚合物的交联度而异。结果显示较高浓度的CoSeal^TM可造成较强凝胶稳定性，也可造成更大溶胀。预计这种凝胶的体外相对持续性与体内情况相似。

以上实施例提供本发明组合物可以是有效密封剂的充分说明。这些组合物可原位与生理液或血液聚合，因此可非常牢固地密封组织或与其粘着。

尽管为了理解清楚的目的，通过阐述和实施例详细的描述了前述发明，但在权利要求的范围内可进行一定变化和改进将是显而易见的。本文中描述的所有专利、刊物、文章、书籍和其它参考资料均通过引用结合到本文中。

实施例26：评价一些制剂在动物模型中的止血性质

制剂编号334-77

将1g PEG-A粉末(季戊四醇四[巯基乙基-聚氧乙烯]醚，MW 10,000)、1g PEG-B粉末(季戊四醇四[1-1′-氧代-5′-琥珀酰亚胺基戊酸酯-2-聚氧乙烯二醇]醚，MW 10,000)和8g FloSeal^TM放入混合瓶(50ml容积)，将瓶安装在Inversina转筒式混合机上，混合。将3组分混合物共混10分钟至完全混合。在6支注射器(5ml容积)中填充约1.5g该混合物。

制剂编号334-77-1

将1.5g制剂编号334-77样品固定在一片明胶海绵(3×4cm²，压缩的明胶海绵，Upjohn制备，NDC 0009-0353-01)上。将上部有样品的明胶海绵放入真空箱中，在60-65℃下烘1分钟至样品开始熔化。然后将材料冷却，固化。将在明胶海绵上得到的两块饼状物放入插入干燥剂的小袋，密封。

制剂编号334-77-4

将制剂编号334-77样品放在一块胶原海绵上并烘烤。通过戊二醛溶液(5k ppm)使胶原纤维轻度交联和通过用VirTis Genesis冷冻干燥机将胶原蛋白溶液(1.0％)冻干，制备海绵。将胶原蛋白垫(3×4cm²)小心分成具有1.5g制剂编号334-77样品的层，然后放入真空干燥箱中，在60-65℃下加热1分钟至样品开始熔化。然后让该材料冷却，固化。将得到的各胶原蛋白垫放入插入干燥剂的小袋，密封。

方法：

外科手术方法：

在肝部分切除前，将动物(NZW兔，雌性，体重约3kg)麻醉，使其静脉内接受4.000IU/kg剂量的肝素化30分钟。

肝脏切除模型：

通过中央剖腹手术，使肝脏左叶暴露并夹紧。将部分左侧肝叶切除。通过涂覆试验药物控制渗出。将涂覆和固定时间标准化，使不超过300秒。当预计完成基本止血时间5分钟后，撤除止血钳。

肝擦伤模型：

通过中央剖腹手术，使肝脏左叶暴露。在肝叶表面上磨出直径2cm，深度2mm的浅环形损害。用带砂轮附件的打孔机(钻孔研磨机PROXXON FBS 230/E；粗砂粒度P40，转速5.000/分钟)完成该磨损。用这些制剂中的一种治疗得到的小血管或毛细管出血或因此产生的渗出。

15分钟观察期后，将左肝叶重新放回腹腔的原始位置。如果达到止血，将腹部闭合，切除网膜(2/0)。按2水平方式，用作为断纹缝合线的2/0将肌肉和皮肤切口分别缝合。

24小时后，通过过量戊巴比妥钠(约320mg i.v./动物)将动物麻醉处死。无痛处死后，进行尸体解剖。目视检查腹部是否存在由重新出血产生的血液和/或血液凝块。如果存在，用预称量的手术抹布吸收血液和/或血液凝块，测定重量。如果未达到止血，通过过量戊巴比妥钠(约320mg i.v./动物)将动物处死，只评价初始终点。

结果：

本研究的目的是评价制剂#334-77、#334-77-1和#334-77-4止血性质)。使用两种极端止血模型：(1)高肝素化的兔肝脏切除和(2)肝表面模型。

将制剂#334-77粉末涂覆在出血伤口上后，发现将制剂压在伤口表面有助于止血。难以用干燥外科乳胶手套施加该压力，因为粉末与手套的粘性比与伤口的更强。但较易用湿手套施加压力。当与血液的水分接触后，制剂形成密封膜。涂覆后，在多种情况下，可达到止血效果，甚至在该实施例中使用的极端模型中。如果首次涂覆后未达到完全止血且在形成层下有血液渗出，通过简单涂覆更多制剂#334-77难以完全止血。将制剂涂覆范围限制在仅需要止血的地方可能比较困难，因为如不引起足够重视，制剂粉末可堕入腹腔并粘着在腹腔上。因此，适当涂覆制剂#334-77是有帮助的。

相反，可容易将制剂#344-77-4涂覆在大面积组织上使其成为恒定厚度层，并允许施加足够压力以达到止血。涂覆后，具有原生胶原蛋白垫背衬的制剂#344-77-4保持与肝叶粘着，起止血剂和胶的作用，使垫粘合在伤口和肝囊管上。这种可生物降解的背衬可提高粉末组合物的止血效率。可生物降解的背衬还可赋予制剂柔韧性，在涂覆期间，让制剂在切除面的边缘上收缩。用该制剂治疗两只动物，一只为表面模型，另一只为切除模型。在两种模型中均达到快速止血。仅治疗的表面模型动物存活，术后24h未出血。24h后，羊毛状胶原蛋白仍在涂覆部位。治疗的切除模型动物整夜出血至死亡且羊毛状物脱落。两种实验的区别是，在第一种动物模型中，将干燥状态的羊毛状胶原蛋白压在伤口上，在第二种动物模型中，用湿纱布抹布施加压力。结果见表15所示。

Claims (15)

1.一种干燥固体密封剂基质组合物，所述组合物包含：

第一种交联性组分；

第二种交联性组分，所述第二种交联性组分在能够反应的条件下与所述第一种交联性组分交联；和

水凝胶形成组分；

其中组合的第一种和第二种交联性组分的浓度为占组合物总质量5%-75%，并且所述水凝胶形成组分的浓度为占组合物总质量25%-95%；和

其中所述第一种和第二种交联性组分在能够反应的条件下交联，形成具有空隙的多孔基质，和其中所述水凝胶形成组分能够水化形成水凝胶，以填充至少一些所述空隙。

2.权利要求1的组合物，其中所述第一种交联性组分含有具有m个亲核基团的多-亲核性聚环氧烷，和所述第二种交联性组分含有具有n个亲电基团的多-亲电性聚环氧烷，其中m和n各自大于或等于2，且其中m+n大于或等于5。

3.权利要求2的组合物，其中所述多-亲核性聚环氧烷或所述多-亲电性聚环氧烷或两者为聚乙二醇或其衍生物。

4. 权利要求1的组合物，其中所述水凝胶形成组分包括明胶并且当被释放至潮湿组织靶部位时所述水凝胶将吸水，且能够水化形成片段的生物相容性水凝胶，其中所述水凝胶包含完全水化时大小范围为0.01 mm -5 mm的亚单位，并具有范围为400% -5000%的平衡溶胀。

5.权利要求1的组合物，其中所述第一种交联性组分含有多个亲核基团且为粉末形式，其中所述第二种交联性组分含有多个亲电基团且为粉末形式，其中所述水凝胶形成组分为粉末形式，和其中在能够反应的条件下，所述第一种和第二种交联性组分能够基本上立即交联。

6.权利要求1的组合物，其中加入到所述第二种交联性组分的所述第一种交联性组分提供组合的交联性组分组合物，且以该组合的交联性组分组合物计，所述第一种交联性组分或所述第二种交联性组分以0.5%-20%重量的浓度存在。

7.权利要求1的组合物，其中所述第一种交联性组分与所述第二种交联性组分的重量比为45%-55%。

8. 权利要求1的组合物，其中所述第一种和第二种交联性组分与所述水凝胶形成组分之间的重量比在10%-30% w/w的范围内。

9.权利要求1的组合物，所述组合物还包含多糖或蛋白。

10.权利要求1的组合物，所述组合物还包含多糖，其中所述多糖选自透明质酸、甲壳质、硫酸软骨素A、硫酸软骨素B、硫酸软骨素C、硫酸角蛋白、硫酸角质、肝素及其衍生物。

11.权利要求1的组合物，所述组合物还包含蛋白，其中所述蛋白是胶原蛋白或其衍生物。

12.权利要求1的组合物，其中所述第一种交联性组分、所述第二种交联性组分和所述水凝胶形成组分为混合的粉末形式，该粉末形式固定在包含原生胶原纤维的胶原海绵的表面。

13.权利要求1的组合物，所述组合物还包含活性剂。

14.权利要求13的组合物，其中所述活性剂包括凝血酶。

15. 一种用于在体内环境中实现止血或其它流体抑制的试剂盒，所述试剂盒包含：

容器；和

置于所述容器中的混合粉末组合物，所述组合物包含：

含有多个亲核基团的第一种交联性组分，所述第一种交联性组分为粉末形式；

含有多个亲电基团的第二种交联性组分，所述第二种交联性组分为粉末形式；和

粉末形式的水凝胶形成组分；

其中组合的第一种和第二种交联性组分的浓度为占组合物总质量5%-75%，并且所述水凝胶形成组分的浓度为占组合物总质量25%-95%；和

其中在能够反应的条件下，所述第一种和第二种交联性组分能够基本上立即交联，形成具有空隙的多孔基质，和其中所述水凝胶形成组分能够水化形成水凝胶，以填充至少一些所述空隙。