DE69915858T2

DE69915858T2 - Mikrosphären aus polyvinylalkohol sowie verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE69915858T2
Application number: DE69915858T
Authority: DE
Inventors: Egisto Boschetti
Original assignee: Biosphere Medical SA
Current assignee: Biosphere Medical SA
Priority date: 1998-10-16
Filing date: 1999-10-15
Publication date: 2005-03-03
Anticipated expiration: 2019-10-16
Also published as: AU1039600A; US7670592B2; JP4467799B2; DE69915858D1; EP1128816A1; US20090117196A1; FR2784580A1; FR2784580B1; US8673266B2; CA2345205A1; ES2219072T3; ATE262319T1; EP1128816B1; US20040091425A1; JP2002527206A; US7591993B2; WO2000023054A1; US20100119572A1; US6680046B1

Description

1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Materialien, die für die Embolisierung nützlich sind, Verfahren zu deren Verwendung zur Embolisierung sowie Verfahren zur Herstellung derartiger Materialien.
2. Hintergrund der Erfindung
Therapeutische Gefäßverschlüsse (Embolisierungen) werden dazu verwendet, bestimmte pathologische Zustände in situ zu verhindern oder zu behandeln. Im allgemeinen werden sie unter Verwendung von Kathetern unter Bildkontrolle verwendet, um teilchenförmige Okklusionsmittel (Emboli) im zirkulatorischen System zu positionieren. Embolisierungen können in einer Vielzahl von Gefäßen und Organen, und zwar gesunden als auch erkrankten, angewandt werden; sie werden jedoch üblicherweise eher bei Zuständen wie z. B. Tumoren, Gefäßfehlbildungen, hämorrhagischen Prozessen usw. verwendet. Insbesondere kann ein Gefäßverschluß im Falle von Tumoren den Schmerz unterdrücken, den Blutverlust während chirurgischer Eingriffe im Anschluß an die Embolisierung vermindern oder sogar eine Tumornekrose herbeiführen und die Notwendigkeit eines chirurgischen Eingriffs vermeiden. Im Falle von Gefäßfehlbildungen macht es die Embolisierung möglich, daß der Blutfluß in die "normalen" Gewebe normalisiert wird, leistet Hilfestellung bei Operationen und begrenzt das Risiko einer Hämorrhagie. Bei hämorrhagischen Vorfällen oder Prozessen führt ein Gefäßverschluß zu einer Verminderung des Blut stroms, was eine Vernarbung der arteriellen Öffnung(en) fördert.
Außerdem kann die Embolisierung, in Abhängigkeit von der behandelten pathologischen Störung, sowohl für vorübergehende als auch permanente Ziele angewandt werden.
Die Embolisierung würde mit einer Vielzahl von festen Materialien durchgeführt, wie beispielsweise kleinen Teilchen von dura mater, irregulären Polyvinylalkohol-Teilchen, irregulären Gelatine-Teilchen und in jüngerer Zeit mit vernetztem sphärischem Hydrogel, das aus einem Polyacrylamid-Derivat und einer vernetzten Gelatine hergestellt wurde.
US-Patent 5 635 215 offenbart Mikrokügelchen, die ein hydrophiles Acryl-Copolymer aufweisen, das mit einem Zelladhäsionspromotor und einem Markierungsmittel beschichtet ist, und die für eine Embolisierung nützlich sind. US-Patent Nr. 5 648 100 offenbart eine injizierbare Lösung für die therapeutische Embolisierung, die Mikrokügelchen aufweist, die ein hydrophiles Acryl-Copolymer aufweisen, das mit einem Zelladhäsionspromotor und einem Markierungsmittel überzogen ist. US-Patent Nr. 5 648 100 beschreibt auch ein Verfahren zur therapeutischen Embolisierung, das die Verabreichung der obigen injizierbaren Lösung an ein Säugetier umfaßt.
Das bis heute für eine Vielzahl von Embolisierungsanwendungen üblichste Material sind irreguläre Polyvinylalkohol-Teilchen. Diese irregulären Polyvinylalkohol-Teilchen weisen jedoch zahlreiche Nachteile auf, und sie können unter bestimmten Umständen sogar zum Tod führen. Beispielsweise beschreibt Repa et al, Radiology, 1987, 170: 395–399, daß zwei Kleinkinder mit einer symptomatischen hepatischen arteriovenösen Fehlbildung (AVM) mittels Katheterembolisierung unter Verwendung von kommerziell erhältlichem Polyvinylalkohol behandelt wurden (IVALON-Teilchensuspensionen von Laboratory Ingenor (Paris)). Beide Kleinkinder starben bald nach der AVM-Embolisierung. Eine weitere Untersuchung zeigte, daß eine ausgeprägte Heterogenität der Teilchengröße sehr wahrscheinlich zum Tod der Kleinkinder beitrug. Tatsächlich sind diese und andere Probleme mit irregulären Polyvinylalkohol-Teilchen vor allem aufgrund deren Teilchenformen verbunden. Dieses Probleme machen es schwierig, oder in bestimmten Fällen sogar gefährlich, irreguläre Polyvinylalkohol-Teilchen zur Embolisierung zu verwenden.
Polyvinylalkohol-Produkte sind kommerziell erhältlich von Target Therapeutics/Boston Scientific (CONTOUR), von Nycomed (IVALON, ULTRA-DRIVALON und ULTRA-IVALON), von Cordis (TRUFILL) und von Cook (PVA). Es ist bekannt, daß diese Polyvinylalkohol-Teilchen irregulär geformte Teilchen sind. Im allgemeinen werden diese Polyvinylalkohol-Teilchen als trockene Pulver oder Suspension in Salzlösungen verkauft. Trotz ihres potentiellen Schadens wurden irreguläre Polyvinylalkol-Teilchen umfangreich verwendet. Beispiele für die Verwendung von irregulären Polyvinylalkohol-Teilchen werden nachfolgend diskutiert.
Kusano et al., Invest. Radiol., 1987, 22: 388–392, beschreibt die Embolisierung mit niedrigen Dosen von teilchenförmigem Polyvinylalkohol in Tierstudien und klinischen Studien. Die von Kusano verwendeten Polyvinylalkohol-Teilchen waren IVALON, erhalten von Unipoint Laboratory, High Point, NC, in der radiopaken Form. Kusano beschreibt, daß niedere Dosen großer Polyvinylalkohol-Teilchen (Durchmesser von 590–1000 μm) als embolisches Material für einer Transkatheterokklusion einer Dünndarmhämorrhagie bei Patienten mit bestimmten Erkrankungen wie Streß-Ulkus, Chirurgie-bedingtem Blutverlust, Anastomose, tuberkulösem Ulkus und unspezifischem Ulkus geeignet sind.
Rump et al., Gen. Pharmac., 1996, 2z(4): 669–671 beschreibt die Pharmakokinetik von intraartiellem Mitomycin C (MMC) bei der Chemoembolisierungsbehandlung von Lebermetastasen. Gemäß Rump wurden hepatische Zweige von Patienten mit primärem Kolorektalkrebs und Lebermetastasen unter Verwendung irregulärer Polyvinyl-Teilchen (150–250 μm) embolisiert, bevor man MMC verabreichte.
Barton et al., JVIR, 1996, 7: 81–88, beschreibt die Embolisierung von Patienten mit Knochenmetastasen, um während der Operation einen schwerwiegenden Blutverlust zu verhindern, Knochenmetastasen zu vermindern, Schmerz zu vermindern und ein starkes Bluten zu kontrollieren. Polyvinylalkoholschaum-Teilchen (VALON; DRIVALON 300–600 μm; Nycomed-Ingenor, Paris) wurden in acht Fällen von Barton verwendet.
Wakhloo et al., AJNR, 1993, 14: 571–582, beschreibt eine ausgedehnte präoperative Mikro-Embolisierung von intrakranialen Meningiomen unter Verwendung von 50–150 μm und 150–300 μm Polyvinylalkohol-Teilchen. Wakhloo schlossen aus ihrer Untersuchung, daß die Embolisierung mit irregulären Polyvinylalkohol-Teilchen von 50 bis 150 μm zu einem höheren Prozentsatz einer wirksamen Tumor-Devaskularisierung und Tumornekrose für intrakraniale Meningiome führte.
Angesichts des Interesses an der Verwendung von Polyvinylalkohol-Teilchen zur Embolisierung besteht ein großer Bedarf nach einem sicheren und wirksamen Verfahren für deren Verabreichung. Die vorliegende Erfindung spricht diese und andere Bedürfnisse der Fachwelt an.
3. Kurzdarstellung der Erfindung
Trotz der Risiken und Schwierigkeiten, die mit der Verwendung von Polyvinylalkohol-Teilchen bei der Embolisierung verbunden sind, hat der Anmelder überraschenderweise gefunden, daß Mikrokügelchen, die aus vernetztem Polyvinylalkohol hergestellt sind, in Embolisierungsprozeduren biokompatibel, nicht-toxisch und sicher sind. Demgemäß erstreckt sich die vorliegende Erfindung auf Mikrokügelchen, die für die Embolisierung nützlich sind, die Mikrokügelchen aus vernetztem Polyvinylalkohol umfassen, auf injizierbare Suspensionen, die für die Embolisierung geeignet sind, die die vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen und einen geeigneten flüssigen Träger umfassen, auf Verfahren zur prophylaktischen oder therapeutischen Embolisierung unter Verwendung derartiger injizierbarer Suspensionen sowie auf Verfahren zur Herstellung der vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen.
Die hierin beschriebene Erfindung umfaßt Mikrokügelchen, die Durchmesser im Bereich von etwa 10 μm bis etwa 2000 μm aufweisen, und für eine Embolisierung nützlich sind, die vernetzten Polyvinylalkohol umfassen. Die erfindungsgemäßen Mikrokügelchen können in Form eines trockenen Pulvers oder als Hydrogel vorliegen. Gemäß einer Ausführungsform umfaßt die vorliegende Erfindung Mikrokügelchen, die, in vernetzter und Hydrogelform, etwa 0,5 bis 20 Gew.-% Polyvinylalkohol umfassen. Gemäß einer anderen Ausführungsform umfaßt die vorliegende Erfindung vernetzte Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen, die außerdem einen Zelladhäsionspromotor, ein Markierungsmittel oder beide aufweisen. Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform umfaßt die vorliegende Erfindung Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen, die außerdem ein anti-angiogenes Mittel umfassen.
Die vorliegende Erfindung umfaßt auch eine injizierbare Suspension, die für eine prophylaktische oder therapeutische Embolisierung geeignet ist, die Mikrokügelchen, die Durchmesser im Bereich von etwa 10 μm bis etwa 2000 μm aufweisen, die einen vernetzten Polyvinylalkohol umfassen, und einen geeigneten flüssigen Träger umfaßt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die vorliegende Erfindung eine injizierbare Suspension, wobei die Mikrokügelchen, in vernetzter und Hydrogelform, etwa 0,5 bis etwa 20 Gew.-% Polyvinylalkohol umfassen. Gemäß einer Ausführungsform weisen die Mikrokügelchen in der genannten injizierbaren Suspension eine gleichmäßige und enge Größenverteilung auf, wobei der Unterschied im Durchmesser zwischen den Mikrokügelchen von 0 μm bis etwa 150 μm, vorzugsweise von etwa 0 μm bis etwa 100 μm beträgt. Gemäß einer anderen Ausführungsform umfaßt die vorliegende Erfindung eine injizierbare Suspension, wobei die vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen außerdem einen Zelladhäsionspromotor, ein Markierungsmittel oder beide umfassen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfaßt die vorliegende Erfindung eine injizierbare Suspension, wobei die Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen außerdem ein anti-angiogenes Mittel umfassen.
Die vorliegende Erfindung umfaßt zusätzlich die Herstellung von Zusammensetzungen zur prophylaktischen und therapeutischen Embolisierung bei einem Säugetier durch Verabreichung einer injizierbaren Suspension an das Säugetier, die eine wirksame Menge an Mikrokügelchen umfaßt, die Durchmesser im Bereich von etwa 10 μm bis etwa 2000 μm aufweisen, die vernetzten Polyvinylalkohol umfassen.
Eine wirksamen Menge der genannten Mikrokügelchen ist im allgemeinen die Menge, die ausreicht, um das fragliche Gefäß zu verschließen. Im allgemeinen liegt diese Menge zwischen einigen Dutzend bis einigen hundert Mikrokügelchen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Erfindung ein Verfahren zur Embolisierung, wobei die vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen, die in der injizierbaren Suspension verabreicht werden, von etwa 0,5 bis etwa 20 Gew.-% vernetzten Polyvinylalkohol in der Hydrogelform umfassen. Gemäß einer anderen Ausführungsform umfaßt die vorliegende Erfindung ein verfahren zur Embolisierung, wobei die vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen, die verabreicht werden, außerdem einen Zelladhäsionspromotor, ein Markierungsmittel oder beide aufweisen. Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform umfaßt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Embolisierung, wobei die Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen, die verabreicht werden, außerdem ein anti-angiogenes Mittel umfassen.
Die vorliegende Erfindung umfaßt außerdem ein Verfahren zur Herstellung von vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen, die einen Durchmesser aufweisen, der im Bereich von etwa 10 μm bis etwa 2000 μm liegt, das umfaßt: a) Auflösen von Polyvinylalkohol in einer sauren Lösung; b) Zugeben eines Aldehyds zu der genannten Polyvinylalkohol-enthaltenden Lösung, oder umgedreht, um eine Mischung zu bilden; c) Zugeben dieser Mischung unter Rühren zu einem Öl, das von etwa 0,1% bis etwa 10% eines Emulgators enthält, der eine hydrophil-hydrophobe Balance ("HLB") von weniger als 5 aufweist, oder umgedreht, um eine Emulsion mit Tröpfchen von Polyvinylalkohol, die in dem Öl suspendiert sind, zur bilden; e) Erhitzen der Emulsion, um den Aldehyd mit den Polyvinylalkohol-Ketten zu kondensieren und auf diese Weise sphärische Teilchen aus vernetztem Polyvinylalkohol zu bilden; e) Entfernen des Öls von den sphärischen Teilchen aus vernetztem Polyvinylalkohol; f) Neutralisieren des aktiven Aldehyds an den sphärischen Teilchen aus vernetztem Polyvinylalkohol; g) Waschen der neutralisierten sphärischen Teilchen aus vernetztem Polyvinylalkohol mit physiologischen wäßrigen Puffern; und vorzugsweise h) Sterilisieren der gewaschenen sphärischen Teilchen aus vernetztem Polyvinylalkohol. Die Polyvinylalkohol-enthaltende Lösung, die in diesem Verfahren verwendet wird, hat vorzugsweise eine Polyvinylalkohol-Konzentration von etwa 0,5 bis 20% (Gewicht/Volumen).
4. Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Für die Embolisierung nützliche Mikrokügelchen, die Polyvinylalkohol umfassen, injizierbare Suspensionen, die für die Embolisierung geeignet sind, die Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen umfassen, Verfahren zur prophylaktischen oder therapeutischen Embolisierung unter Verwendung derartiger injizierbarer Suspensionen und Verfahren zur Herstellung von Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen werden hierin beschrieben.
Bei der Verwendung hierin bedeuten "Mikrokügelchen" feste unlösliche Teilchen, die in biologischen oder biologisch verträglichen Flüssigkeiten suspendiert sein können, und die, bei einer mikroskopischen Prüfung, eine im wesentlichen Kugelform oder sphäroidale Form (ellipsoid) aufweisen. Eine Kugel ist als ein Volumen definiert, das die kleinste Außenoberfläche darstellt. Die Oberfläche von Mikrokügelchen erscheint unter Vergrößerungen von weniger als 1000-fach glatt.
Bei einer Verwendung hierin bedeutet "unregelmäßige Teilchen" feste unlösliche Teilchen, die, bei mikroskopischer Prüfung, eine Form aufweist, die nicht im wesentlichen kugelförmig oder sphäroidal (ellipsoid) ist. Die Form von irregulären Teilchen ist häufig das Ergebnis eines größeren festen Teilchens, das zerbrochen wurde. Jedes unregelmäßige Teilchen scheint, verglichen mit Mikrokügelchen, ungleichmäßig. Ferner weisen in einem weiteren Kontrast zu Mikrokügelchen unregelmäßige Teilchen eine rauhe Oberfläche auf. Die Länge, Dicke und Breite von unregelmäßigen Teilchen sind nicht gleichmäßig; sie weisen auf der Oberfläche Ecken und Vorsprünge auf. Diese Teilchen erscheinen auch im Hinblick auf ihre Fähigkeit, bei mikroskopischer Prüfung Licht hindurchzulassen, ungleichmäßig, und zwar in Abhängigkeit von der Dicke der Teilchen an speziellen Stellen.
Die Verwendung von unregelmäßigen Teilchen zur Embolisierung hat bestimmte Nachteile. Erstens sind Kugeln durch ihren Durchmesser definiert. Irreguläre Teilchen können geometrisch nicht definiert werden, außer durch ihr Gesamtvolumen, und weisen keine realen Dimensionen auf. Demzufolge können unregelmäßige Teilchen nicht sauber gesiebt werden, um eine gleichmäßige oder auch nur enge Größenverteilung zu erhalten. Im Ergebnis erweist es sich als schwierig, Arterienlumina ordnungsgemäß und vollständig unter Verwendung unregelmäßiger Teilchen zu verschließen, da sie keinen vollständigen Kontakt mit der gesamten Oberfläche der Arterie ausbilden können, die zylindrisch ist. Außerdem blockieren unregelmäßige Teilchen gelegentlich das Katheterlumen, und zwar in Abhängigkeit von der räumlichen Orientierung innerhalb des Lumens eines Katheters. Außerdem können als Ergebnis der rauhen Oberfläche von unregelmäßigen Teilchen und der Möglichkeit, daß derartige Teilchen aufgrund von Reibungsphänomenen brechen können, aus den unregelmäßigen Teilchen sehr kleine Teilchen gebildet werden. Wenn während der Handhabung oder Verabreichung in vivo derartige sehr kleine Teilchen gebildet werden, kann es unbeabsichtigt zu einer pulmonären Embolisierung, einer potentiell tödlichen Komplikation, kommen. Außerdem weisen unregelmäßige Teilchen, verglichen mit ihrem Volumen eine große Oberfläche auf. Sie neigen dazu, Klumpen oder Aggregate zu bilden, die für ein Verstopfen des Katheters und eine unerwünschte proximale Embolisierung verantwortlich sind.
Im Gegensatz dazu hat die Verwendung von Mikrokügelchen, wie sie hierin beschrieben werden, bei der Embolisierung bestimmte Vorteile. Beispielsweise können Mikrokügelchen, aufgrund ihrer sphärischen Form oder im wesentlichen sphärischen Form, den Hohlraum von Arterien sauber und vollständig verschließen, da sie einen vollständigen Kontakt mit der gesamten Oberfläche der Arterie ausbilden können, die zylindrisch ist. Zusätzlich können die Mikrokügelchen der vorliegenden Erfindung leicht geeicht werden, und Proben oder Suspensionen, die diese Mikrokügelchen enthalten, blockieren oder verstopfen Katheter nicht, da sie stets die gleiche Abmessung haben, unabhängig von ihrer räumlichen Orientierung im Katheter. Außerdem kommt es aufgrund ihrer glatten Oberfläche nicht zu Reibung, und aus den Mikrokügelchen werden keine Teilchen kleiner Größen erzeugt; damit werden die potentiell tödlichen Komplikationen wie beispielsweise eine pulmonäre Embolisierung vermieden. Außerdem können Mikrokügelchen miteinander nur an einem einzigen Punkt wechselwirken, und ein derartiger Kontakt reicht nicht aus, eine Aggregation durch Oberflächenwechselwirkung auszulösen.
Die hierin beschriebene Erfindung umfaßt Mikrokügelchen, die einen Durchmesser im Bereich von etwa 10 μm bis etwa 2000 μm aufweisen, die für Embolisierung nützlich sind, die vernetzten Polyvinylalkohol umfassen. Bevorzugte Durchmesser für die vorliegende Erfindung hängen vom Typ der Embolisierung ab und können vom erfahrenen Fachmann leicht bestimmt werden. Die erfindungsgemäßen Mikrokügelchen können in Form trockener Pulver oder als Hydrogel vorliegen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die vorliegende Erfindung Mikrokügelchen, die, in vernetzter und Hydrogelform, von etwa 0,5 bis etwa 20 Gew.-% vernetzten Polyvinylalkohol aufweisen. Gemäß anderer Ausführungsformen können die vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen einen oder mehrere von einem Zelladhäsionspromotor, einem Markierungsmittel oder einem anti-angiogenen Mittel umfassen.
Die vorliegende Erfindung umfaßt auch eine injizierbare Suspension, die sich für eine Embolisierung eignet, die vernetzte Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen aufweist, die einen Durchmesser im Bereich von etwa 10 μm bis etwa 2000 μm aufweisen, sowie einen geeigneten flüssigen Träger. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen die vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen in der injizierbaren Suspension einen gleichmäßigen oder engen Größenbereich auf, wobei der Unterschied der Durchmesser zwischen den Mikrokügelchen von etwa 0 μm bis etwa 150 μm, vorzugsweise von etwa 0 μm bis etwa 100 μm beträgt. Gemäß anderen Ausführungsformen umfaßt die vorliegende Erfindung eine injizierbare Suspension, wobei die Mikrokügelchen von von etwa 0,5 bis etwa 20 Gew.-% vernetztem Polyvinylalkohol in der Hydrogelform gebildet werden; und eine injizierbare Suspension, wobei die vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen außerdem einen Zelladhäsionspromotor, ein Markierungsmittel und eine injizierbare Lösung umfassen können, in der sich die Polyvinylalkohol-Mikrosphären und ein anti-angiogenes Mittel befinden.
Die vorliegende Erfindung umfaßt zusätzlich ein Verfahren zur prophylaktischen oder therapeutischen Embolisierung bei einem Säugetier, das die Verabreichung einer injizierbaren Suspension, die eine wirksame Menge an vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen, die Durchmesser im Bereich von etwa 10 μm bis etwa 2000 μm aufweisen, und einen geeigneten flüssigen Träger umfaßt, an das Säugetier, das eine derartige Emobilisierung benötigt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur therapeutisch Embolisierung, wobei die Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen in der injizierbaren Suspension, die verabreicht wird, von etwa 0,5 bis etwa 20 Gew.-% vernetzten Polyvinylalkohol in der Hydrogel-Form umfassen. Gemäß anderen Ausführungsformen können die vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen, die bei dem Verfahren zur prophylaktischen oder therapeutischen Embolisierung verabreicht werden, außerdem eines oder mehrere von einem Zelladhäsionspromotor, einem Markierungsmittel und einem anti-angiogenen Mittel umfassen.
Die vorliegende Erfindung umfaßt ferner ein Verfahren zur Herstellung von vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen, die Durchmesser im Bereich von etwa 10 μm bis etwa 2000 μm aufweisen. Verschiedene saure Lösungen, Aldehyde, Öle, Emulgatoren, Rührgeschwindigkeiten, Heizbedingungen und Verfahren zur Ölentfernung können bei dem nachfolgend beschriebenen Verfahren zur Anwendung kommen. Gemäß anderen Ausführungsformen umfaßt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen, das außerdem die Zugabe eines Zelladhäsionspromotors zu der sauren Polyvinylalkohol-Lösung umfaßt, bevor man den Aldehyd zusetzt; ein Verfahren, das außerdem das Absorbieren eines Markierungsmittels in den vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen umfaßt; und ein Verfahren, das außerdem das Absorbieren eines anti-angiogenen Mittels in die vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen umfaßt.
Aus Gründen der Klarheit der Beschreibung, jedoch nicht als Einschränkung, wird die detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung in die Unterabschnitte, die folgen, unterteilt.
4.1. Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen
Polyvinylalkohol ist ein Polymer, das aus Polyvinylacetaten durch Ersatz der Acetat-Gruppen durch Hydroxyl-Gruppen hergestellt wird. Beispiele für andere Namen für Polyvinylalkohol schließen, ohne darauf beschränkt zu sein, ein Akwa Tears, Elvanol, Gelvatol, Lipuifilm, Mowiol, Polyviol, Sno Tears, Vinarol und Vinal (The Merck Index, 12th Ed., Merck & Co., Inc., 1996, S. 1308). Derartige Synonyme werden von der vorliegenden Erfindung umfaßt. Polyvinylalkohol kann nach Verfahren hergestellt werden, die beschrieben sind in Hermann, Haehnel, Ber. 60: 1658 (1927); Schildknecht, Vinyl and Related Polymers (Wiley, New York, 1952); Staudinger et al., Ber. 60: 1782 (1927); Prakt. Chem., 155: 261 (1940); Marvel, J. Am. Soc., 60: 1045 (1938); McDowell, J. Am. Soc., 62: 415 (1940); Marvel, J. Am. Soc., 65: 1710 (1943); Leeds, Encyclopedia of Chemical Technology (KirkOthmer ed.), 21: 353–368 (Wiley-Interscience, New York, 2n ed., 1970); Polyvinyl Alcohol (Finch Ed.), S. 640 (Wiley, New York, 1973); und Dunn, Chem & Ind. (London), Seiten 801–806 (1980). Polyvinylalkohol kann. auch von kommerziellen Chemikalenlieferanten wie Aldrich, Fluka und Sigma erhalten werden.
Die vorliegende Erfindung stellt Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen bereit, die eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften aufweisen: 1) im wesentlichen sphärisch; 2) im wesentlichen gleichmäßig in Größe und Form; 3) aggregieren nicht durch Oberflächenwechselwirkung; und 4) ihr Durchmesser kann leicht kalibriert werden.
Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen mit einem Durchmesser im Bereich von etwa 10 μm bis etwa 2000 μm werden gemäß der vorwiegenden Erfindung ebenfalls bereitgestellt. Die Mikrokügelchen der vorliegenden Erfindung können in Form eines trockenen Pulvers oder eines Hydrogels vorliegen. Gemäß einer Ausführungsform umfassen vernetzte Hydrogel-Mikrokügelchen gemäß der vorliegenden Erfindung etwa 0,5 bis etwa 20 Gew.-% vernetzten Polyvinylalkohol.
Die vorliegende Erfindung stellt auch vernetzte Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen bereit, die außerdem einen Zelladhäsionspromotor, ein Markierungsmittel oder beide umfassen. Ein derartiger Zelladhäsionspromotor schließt ein, ohne darauf beschränkt zu sein CM-Dextran, Collagen, DEAE-Dextran, Gelatine, Glucosaminoglycane, Fibronectin, Lectine, Polykationen, natürliche biologische Zelladhäsionsagenzien oder synthetische biologische Zelladhäsionsagenzien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Zelladhäsionspromotor aus der Gruppe ausgewählt, die besteht aus CM-Dextran, Collagen und DEAE-Dextran.
Die Markierungsmittel, die innerhalb der vorliegenden Erfindung nützlich sind, schließen ein, ohne darauf beschränkt zu sein, Farbstoffe, Bildgebungsmittel und Kontrastmittel. Beispiele für chemische Farbstoffe, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, die eine direkte Visualisierung der Mikrokügelchen ermöglichen, schließen, ohne darauf beschränkt zu sein, ein Cibacron Blue und Procion Red HE-3B. Beispiele für Bildgebungsmittel, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, schließen, ohne darauf beschränkt zu sein, Magnetresonanz-Bildgebungsmittel wie Erbium, Gadolinium und Magnetit ein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Magnetit-Bildgebungsmittel, wie beispielsweise Ferrofluid verwendet. Beispiele für Kontrastmittel, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, schließen, ohne darauf beschränkt zu sein, ein Barium- oder Iodsalze und Amino-3-triiod-2,4,6-benzoesäure. Die Verwendung und Herstellung der obigen Farbstoffe, Bildgebungsmittel und Kontrastmittel sind beschrieben in den US-Patenten Nr. 5,635,215; 5,648,100; Boschetti, Biochem-Biophys. Meth. 19: 21–36 (1989); und Boschetti et al., Bull. Soc. Chim. France 1986 Nr. 4), wobei deren Inhalt durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
Im Falle von Barium- oder Magnetitsalzen können diese direkt in Pulverform in die ursprüngliche Polyvinylalkohol-Lösung des Verfahrens zur Herstellung von Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Es ist ferner möglich, derartige Markierungsmittel in die Mikrokügelchen nach deren Synthese zu inkorporieren. Das kann beispielsweise erfolgen durch Pfropfen von Fluoreszenzmarkern wie Erythrosin oder Fluorescein oder deren Derivaten (FITC, EITC und dgl.).
Gemäß einer anderen Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung vernetzte Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen bereit, die außerdem ein anti-angiogenes Mittel umfassen.
Die anti-angiogenen Mittel, die innerhalb der vorliegenden Erfindung nützlich sind, schließen, ohne darauf beschränkt zu sein ein AGM-1470 (TNP-470), angiostatische Steroide, Angiostatin, Antikörper gegen avβ3, Antikörper gegen bFGF, Antikörper gegen IL-1, Antikörper gegen TNF-α, Antikörper gegen VEGF, Auranofin, Azathioprin, BB-94 und BB-2516, basischen FGF-löslichen Rezeptor, Carboxamido-trizol (CAI), Knorpel-abgeleiteten Inhibitor (DCI), Chitin, Chloroquine, CM 101, Kortison/Heparin, Kortison/Hyaluroflan, Cortexolon/Heparin, CT-2584, Cyclophosphamid, Cyclosporin A, Dexamethason, Diclofenac/Hyaluronan, eosinophiles basisches Hauptprotein, Fibronectinpeptide, Gliom-abgeleiteten Angiogenese-Inhibitorfaktor (GD-AIF), GM 1474, Goldchlorid, Goldthiomalat, Heparinasen, Hyaluronan (hoch- und niedermolakulargewichtige Spezies), Hydrokortisonelbeta-Cyclodextran, Ibuprofen, Indomethacin, Interferon-alpha, Interferon-gamma-induzierbares Protein 10, Interferon-gamma, IL-1, IL-2, IL-4, IL-12, Laminin, Levamisol, Linomid, LM609, Martmastat (BB-2516), Medroxyprogesteron, Methotrexat, Minocyclin, Stickoxid, Octreotid (Somatostatin-Analog), D-Penicillamin, Pentosanpolysulfat, placentäres Proliferinverwandtes Protein, plancentären RNase-Inhibitor, Plasminogenaktivator-Inhibitor (PAIs), Plättchenfaktor-4 (PF4), Prednisolon, Prolactin (16-kDa-Fragment), Proliferinverwandtes Protein, Prostaglandin-Synthaseinhibitor, Protamin, Retionoide, Somatostatin, Substanz P, Suramin, SU101, Tecogalannatrium (05-4152), Tetrahydrocortisolsthrombospondine (TSPs), Gewebeinhibitor von Metalloproteinasen (TIMP 1, 2, 3), Thalidomid, 3-Aminothalidomid, 3-Hydroxythalidomid, Metaboliten oder Hydrolyseprodukte von Thalidomid, 3-Aminothalidomid, 3-Hydroxythalidomid, Vitamin A und glasige Fluide. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist das anti-angiogene Mittel aus der Gruppe ausgewählt, die besteht aus Thalidomid, 3-Aminothalidomid, 3-Hydroxythalidomid und Metaboliten oder Hydrolyseprodukten von Thalidomid, 3-Aminothalidomid, 3-Hydroxythalidomid. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das anti-angiogene Mittel Thalidomid. Die obigen anti-angiogenen Mittel sind beschrieben in den US-Patenten mit den Nrn. 5,593,990; 5,629,327; und 5,712,291; Norrby, AMPIS, 1997, 105: 417–437; O'Reilly, Investigational New Drugs, 1997, 15: 5–13; und J. Natl. Cander Insti., 1996, 88(12): 786–788, deren Inhalt durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
Die erfindungsgemäßen vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen können in der Form trockener Pulver gelagert und gehalten werden, oder als Hydrogel, das in einem geeigneten flüssigen Träger suspendiert ist.
4.2. Injizierbare Suspensionen, die Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen umfassen
Die vorliegende Erfindung stellt eine injizierbare Suspension bereit, die für eine Embolisierung geeignet ist, die Mikrokügelchen umfaßt, die Durchmesser im Bereich von etwa 10 μm bis etwa 2000 μm aufweisen, die für eine Embolisierung nützlich sind, sowie einen geeigneten Träger. Vorzugsweise ist die injizierbare Suspension steril.
Die verschiedenen spezifischen und bevorzugten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen, die in § 4.1. beschrieben werden, können in der injizierbaren Suspension verwendet werden.
Kits, die eine fertige injizierbare Suspension oder die in § 4.1. beschriebenen Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen in Pulverform sowie eine oder mehrere physiologisch annehmbare Trägerflüssigkeit(en) oder Lösung(en) enthalten, die die Pulver der Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen solubilisieren können, sind in die vorliegende Erfindung eingeschlossen. Geeignete flüssige Träger zur Verwendung in den erfindungsgemäßen injizierbaren Suspension schließen ein biologische Flüssigkeiten oder Lösungen und Flüssigkeiten oder Lösungen, die biologisch kompatibel oder physiologisch annehmbar sind. Beispiele für derartige Flüssigkeiten oder Lösungen schließen ein, ohne darauf beschränkt zu sein, wäßrige Lösungen, Salzlösung, physiologische Lösungen, die Zucker enthalten und dgl. Derartige Kits können auch Zelladhäsionspromotoren, Markierungsmittel und anti-angiogene Mittel oder Mischungen davon enthalten. Derartige Kits können außerdem Injektionsmittel wie beispielsweise eine Nadel, einen Katheter, Führungen, Kontrastmittel und physiologische Farbstoffe wie beispielsweise Methylenblau enthalten.
4.3. Verfahren zur Embolisierung unter Verwendung der injizierbaren Suspension mit Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur prophylaktischen oder therapeutischen, vorübergehenden oder permanenten, Embolisierung bei einem Säugetier bereit, das die Verabreichung an das Säugetier, das eine derartige Embolisierung benötigt, einer injizierbaren Suspension, die eine wirksame Menge von Mikrokügelchen enthält, die Durchmesser im Bereich von etwa 10 μm bis etwa 2000 μm aufweisen, die für eine Embolisierung nützlich sind, wobei die Mikrokügelchen vernetzten Polyvinylalkohol umfassen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das zu embolisierende Säugetier ein Mensch.
Die verschiedenen spezifischen und bevorzugten injizierbaren Suspensionen, die die Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen aufweisen, die in § 4.1 und § 4.2 beschrieben werden, können bei den Embolisierungsverfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Erkrankungen und Krankheitszustände, die nach den vorliegenden Embolisierungsverfahren verhindert oder behandelt werden können, schließen, ohne darauf beschränkt zu sein, ein feste Tumoren, Gefäßfehlbildungen und hämorrhagische Vorfälle oder Prozesse. Was Tumoren angeht, können die vorliegenden Embolisierungsverfahren dazu verwendet werden, Schmerz zu unterdrücken, den Blutverlust während einer operativen Intervention im Anschluß an die Embolisierung zu begrenzen oder eine Tumornekrose zu fördern und die Notwendigkeit einer chirurgischen Intervention entweder zu vermeiden oder minimal zu machen. Was Gefäßfehlbildungen angeht, können die Embolisierungsverfahren dazu verwendet werden, den Blutfluß in "normale" Gewebe zu normalisieren, bei Operationen zu helfen und das Risiko einer Hämorrhagie zu begrenzen. Bei hämorrhagischen Vorfällen oder Prozessen können die vorliegende Embolisierungsverfahren dazu verwendet werden, den Blutfluß zu vermindern und die Vernarbung der artiellen Öffnung(en) zu fördern. Zusätzlich können die vorliegenden Embolisierungsverfahren als voroperative Behandlung angewandt werden, um den Blutfluß in blutreichen Organen (z. B. der Leber) vor chirurgischen Eingriffen zu vermindern. Beispiele für spezifische Erkrankungen, die nach den vorliegenden Embolisierungsverfahren verhindert oder behandelt werden können schließen, ohne darauf beschränkt zu sein, ein Gebärmuttertumoren oder Fibroide; Dünndarm-Hämorrhagien wie diejenigen, die mit Streßulkus assoziiert sind; chirurgischen Abfluß; Anastomose; tuberkulösen Ulkus und unspezifischen Ulkus; symptomatische hepatische arteriovenöse Fehlbildung (AVM); primären kolorektalen Krebs; heptatozelluläre Karzinome; Lebermetastasen; Knochenmetastasen; Melanome; Krebse des Kopfes oder des Halses; und intrakraniale Meningiome.
Die Größe einer prophylaktischen oder therapeutischen Dosis der Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen der vorliegenden Erfindung variiert selbstverständlich mit der Natur oder dem Typ, dem Ort oder der Schwere des zu behandelnden Krankheitszustands sowie dem Verabreichungsweg. Sie variiert auch mit dem Alter, Gewicht und der Reaktion des individuellen Patienten. Wirksame Mengen der bei den Embolisierungsverfahren der vorliegenden Erfindung zu verwendenden Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen beruhen auf empfohlenen Dosen, die dem Fachmann für die verschiedenen Erkrankungen, Krankheiten oder Störungen bekannt sind.
Eine wirksame Menge bezieht sich auf diejenige Menge an Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen, die ausreicht, zu einer Verbesserung von Symptomen oder einer Verlängerung des Überlebens eines Patienten zu führen. Die Toxizität und die therapeutische Wirksamkeit derartiger Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen kann nach Standardembolisierungsprozeduren in Versuchstieren bestimmt werden, oder als eine, die ausreicht, permanent oder temporär den fraglichen Gefäßhohlraum zu verschließen.
Um einen Patienten mit einer wirksamen Dosis von erfindungsgemäßen Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen an einem gewünschten Ziel oder Ort zu versorgen, kann irgendein geeigneter Verabreichungsweg angewandt werden. Beispielsweise können parenterale, subkutane, intramuskuläre und ähnliche angewandt werden. Eine bevorzugte Verabreichungsart ist eine Zufuhr ins Innere von Zielarterien mittels eines Katheters.
4.4. Verfahren zur Herstellung von Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Herstellung von vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen mit einem Durchmesser im Bereich von etwa 10 μm bis etwa 2000 μm, das umfaßt: a) Auflösen von Polyvinylalkohol in einer sauren Lösung; b) Zugeben eines Aldehyds zu der genannten Polyvinylalkohol-haltigen Lösung unter Bildung einer Mischung oder umgekehrt; c) Zugeben dieser Mischung unter Rühren zu einem Öl, das von etwa 0,1% bis etwa 10% eines Emulgators mit einem HLB von weniger als 5 enthält, oder umgekehrt, um eine Emulsion mit Tröpfchen von Polyvinylalkohol, die in dem Öl suspendiert sind, zu bilden; d) Erhitzen der Emulsion, um den Aldehyd auf die Polyvinylalkohol-Ketten zu kondensieren und auf diese, Weise sphärische Teilchen aus vernetztem Polyvinylalkohol zu bilden; e) Entfernen des Öls von den genannten sphärischen Teilchen des vernetzten Polyvinylalkohols; f) Neutralisieren des aktiven Aldehyds an den sphärischen Teilchen aus vernetztem Polyvinylalkohol; g) Waschen der neutralisierten sphärischen Teilchen aus vernetztem Polyvinylalkohol mit physiologischen wäßrigen Puffern; sowie gegebenenfalls h) Sterilisieren der gewaschenen sphärischen Teilchen aus vernetztem Polyvinylalkohol. Verschiedene saure Lösungen, Aldehyde, Amin-haltige Mittel, Öle, Emulgatoren, Rührgeschwindigkeiten, Erhitzungsbedingungen und Verfahren zur Ölentfernung können in dem Verfahren zur Anwendung kommen.
Es können verschiedene bevorzugte Reagenzien und Reaktionsbedingungen bei dem Verfahren zur Herstellung von vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen angewandt werden wie erfahrene Fachleute wissen. Beispielsweise sind in Stufe (a) bevorzugte saure Lösungen 0,5 M H₂SO₄-NaCl und 1 M HCl. In Stufe (b) ist der bevorzugte Aldehyd aus der Gruppe ausgewählt, der besteht aus Formaldehyd, Glyoxal, Glutaraldehyd und Terephthalaldehyd. Stärker bevorzugt ist der Aldehyd Glutaraldehyd. In Stufe (c): 1) ist das bevorzugte Öl aus der Gruppe ausgewählt, die besteht aus pflanzlichen Ölen (z. B. Olivenöl, Maisöl und Sonnenblumenöl), Mineralölen (z. B. Paraffinöl oder Siliconöl) und nicht-polaren Lösemitteln, wobei das Öl vorzugsweise ein Mineralöl wie Paraffinöl ist; und der bevorzugte Emulgator mit einem HLB von weniger als 5 wird vorzugsweise in Konzentrationen von etwa 0,05% bis 5% verwendet, und er kann ausgewählt werden aus der Gruppe, die besteht aus Sorbitansesquioleat, Sorbitantrioleat, Sorbitantristearat, Polyethylensorbitanmonostearat, Celluloseacetatbutyrat und Tetradecanol. Die in dem Verfahren der vorlie genden Erfindung angewandte Rührgeschwindigkeit hängt ab vom Typ der verwendeten Rührausrüstung und der gewünschten Größe der hergestellten Mikrokügelchen. In Stufe (d) wird das Erhitzen vorzugsweise auf etwa 80°C für etwa 6 Stunden durchgeführt. In Stufe (e) wird das Öl von den sphärischen Teilchen aus vernetztem Polyvinylalkohol unter Verwendung von Extraktionsmitteln wie leichten unpolaren Lösemitteln, chlorierten Lösemitteln, Ethylether und überkritischem Kohlendioxid entfernt, und vorzugsweise durch Extraktion mit einem leichten unpolaren Lösemittel oder einem chlorierten Lösemittel und besonders bevorzugt durch Extraktion mit Methylenchlorid. In Stufe (f) wird der aktive Aldehyd an den sphärischen Teilchen aus vernetztem Polyvinylalkohol vorzugsweise mit einem Amin-haltigen Mittel neutralisiert, wie beispielsweise mit Aminalkoholen, z. B. Tris, 2-Aminoethanol, Aminosorbit und Glucosamin, und stärker bevorzugt mit einem 0,5 M Tris-HCl-Puffer (pH 9).
Gemäß einer weiteren Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen bereit, das außerdem die Zugabe eines Zelladhäsionspromotors zu der sauren Polyvinylalkohol-Lösung vor der Zugabe des Aldehyds umfaßt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Zelladhäsionspromotor aus der Gruppe ausgewählt, die besteht aus CM-Dextran, Collagen, DEAE-Dextran, Gelatine, Glucosaminoglycannen, Fibronectin, Lectinen, Polykationen, natürlichen biologischen Zelladhäsionsmitteln und synthetischen biologischen Zelladhäsionsmitteln. Gemäß einer stärker bevorzugten Ausführungsform ist der Zelladhäsionspromotor aus der Gruppe ausgewählt, die besteht aus CM-Dextran, Collagen und DEAE-Dextran.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform stellt, die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von vernetztem Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen bereit, das außerdem das Absorbieren eines Markierungsmittels in die vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen umfaßt. Vorzugsweise wird das Markierungsmittel aus der Gruppe ausgewählt, die aus einem Farbstoff, einem Bildgebungsmittel und einem Kontrastmittel besteht, und stärker bevorzugt ist das Markierungsmittel ein Bildgebungsmittel wie beispielsweise Ferrofluid.
Gemäß einer anderen Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen bereit, das außerdem das Absorbieren eines anti-angiogenen Mittels in die vernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen umfaßt. Stärker bevorzugt können die anti-angiogenen Mittel, die im obigen § 4.1 beschrieben werden, verwendet werden.
Diese Erfindung wird nunmehr mit Hilfe der nachfolgenden Beispiele noch vollständiger beschrieben, die als illustrativ und nicht als beschränkend anzusehen sind.
5. Beispiele
Materialien
Alle chemischen Reagenzien einschließlich Polyvinylalkohol stammen von Aldrich, Europe. Alle biologischen Reagenzien wie Dextran-Derivate, Zelladäsionsfaktor usw. stammen von Sigma, USA. Das Rührsystem und die Siebmaschine sind von Prolabo, Frankreich.
Beispiel 1: Herstellung von vernetzten Mikrokügelchen mit 5% Polyvinylalkohol
5 g Polyvinylalkohol werden in 75 ml einer 0,5 M H₂SO₄-0,1 M NaCl-Lösung unter Rühren gelöst. Die Suspension wird gerührt bis sich eine klare Lösung bildet, und dann werden 25 ml Formaldehyd zu der Lösung zugegeben. Die erhaltene Mischung wird rasch in 500 ml gerührtes Paraffinöl, das 2% Sorbitansesquioleat enthält, gegossen. Unter den Bedingungen wird eine Emulsion mit Tröpfchen aus Polyvinylalkohol in Suspension in Öl gebildet. Die Emulsion wird für wenigstens 6 Stunden auf 80°C erhitzt, um die Kondensation von Formaldehyd und Polyvinylalkohol-Ketten zu erhalten und auf diese Weise sphärische Teilchen aus vernetztem Polyvinylalkohol zu bilden.
Die Teilchengröße wird durch die Geschwindigkeit des Rührens der Emulsion gesteuert. Um beispielsweise Mikrokügelchen mit einem Durchmesser um 300 μm (mittlere Abmessung) zu erhalten, wird die Rührgeschwindigkeit bei etwa 250 U/min gehalten.
Hydrogel-Mikrokügelchen aus Polyvinylalkohol werden dann durch Filtrieren gesammelt. Alternativ dazu können Hydrogel-Mikrokügelchen aus Polyvinylalkohol durch Zentrifugieren oder einfaches Dekantieren gesammelt werden. Restliches Öl wird mit unpolaren Lösemitteln oder chlorierten Lösemitteln wie Methylenchlorid extrahiert. Die erhaltenen ölfreien Mikrokügelchen werden dann mit einem 0,5 M Tris-HCl-Puffer (pH 9) über Nacht bei Raumtemperatur behandelt, um überschüssige Aldehyde zu neutralisieren.
Abschließend werden die Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen mit physiologischen wäßrigen Puffern gewaschen, auf den gewünschten Durchmesser gesiebt, sterilisiert und als flüssige Suspensionen gelagert. Dieses Material kann für die Embolisierungs-Prozedur verwendet werden.
Beispiel 2: Herstellung von vernetzten Mikrokügelchen mit 20% Polyvinylalkohol
20 g Polyvinylalkohol werden in 75 ml einer 0,5 M H₂SO₄-0,1 M NaCl-Lösung unter Rühren gelöst. Die Suspension wird gerührt, bis sich eine klare Lösung bildet, und dann werden 25 ml Formaldehyd zu der Lösung zugegeben. Die erhaltene Mischung wird rasch in 500 ml gerührtes Paraffinöl, das 2% Sorbitansesquioleat enthält, gegossen. Unter diesen Bedingungen wird eine Emulsion mit Tröpfchen von Polyvinylalkohol in Suspensionsöl gebildet. Die Emulsion wird wenigstens 6 h auf etwa 80°C erhitzt, um die Kondensation von Formaldehyd auf die Polyvinylalkohol-Ketten zu erhalten und auf diese Weise sphärische Teilchen aus vernetztem Polyvinylalkohol zu bilden.
Die Teilchengrößenprüfung, das Sammeln der Mikrokügelchen, die Öl-Extraktion, die Neutralisation von Aldehyden, das Waschen der Mikrokügelchen, das Sieben und die Sterilisation werden wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt.
Beispiel 3: Herstellung von vernetzten Mikrokügelchen mit 10% Polyvinylalkohol
10 g Polyvinylalkohol werden in 75 ml einer 0,5 M H₂SO₄-0,1 M NaCl-Lösung unter Rühren gelöst. Die Suspension wird gerührt, bis sich eine klare Lösung bildet, und dann werden 25 ml einer 25%igen wäßrigen Lösung von Glutaraldehyd zu der Lösung zugesetzt. Die erhaltene Mischung wird rasch in 500 ml eines gerührten Paraffinöls, das 2% Sorbitansesquioleat enthält, gegossen. Unter diesen Bedingungen wird eine Emulsion mit Tröpfchen aus Polyvinylalkohol im Suspensionsöl gebildet. Die Emulsion wird wenigstens 6 h auf 80°C erhitzt, um die Kondensation von Glutaraldehyd auf die Polyvinylalkohol-Ketten zu erhalten und auf diese Weise sphärische Teilchen aus vernetztem Polyvinylalkohol zu bilden.
Die Teilchengrößenprüfung, das Sammeln der Mikrokügelchen, die Öl-Extraktion, die Neutralisation von Aldehyden, das Waschen der Mikrokügelchen, das Sieben und die Sterilisation werden wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt.
Beispiel 4: Herstellung von vernetzten Mikrokügelchen mit 10% Polyvinylalkohol
10 g Polyvinylalkohol werden in 85 ml einer 0,5 M H₂SO₄-0,1 M NaCl-Lösung unter Rühren gelöst. Die Suspension wird gerührt, bis sich eine klare Lösung bildet, und dann werden 15 ml einer 25%igen wäßrigen Lösung von Glyoxal zu der Lösung zugesetzt. Die erhaltene Mischung wird rasch in 500 ml eines gerührten Paraffinöls, das 2% Sorbitansesquioleat enthält, gegossen. Unter diesen Bedingungen wird eine Emulsion mit Tröpfchen von Polyvinylalkohol in Suspensionsöl gebildet. Die Emulsion wird wenigstens 6 h auf etwa 80°C erhitzt, um die Kondensation von Glyoxal auf die Polyvinylalkohol-Ketten zu erhalten und auf diese Weise sphärische Teilchen aus vernetztem Polyvinylalkohol zu bilden.
Die Teilchengrößenprüfung, das Sammeln der Mikrokügelchen, die Öl-Extraktion, die Neutralisation von Aldehyden, das Waschen der Mikrokügelchen, das Sieben und die Sterilisation werden wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt.
Beispiel 5: Herstellung von Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen, die Collagen enthalten
10 g Polyvinylalkohol werden in 75 ml einer 0,5 M H₂SO₄-0,1 M NaCl-Lösung unter Rühren gelöst. Die Suspension wird gerührt, bis sich eine klare Lösung bildet. Zu dieser Lösung werden 10 ml 2%iges Collagen in Wasser unter Rühren zugesetzt, und dann 15 ml einer 50%igen wäßrigen Lösung von Glutaraldehyd. Die erhaltene Mischung wird rasch in 500 ml eines gerührten Paraffinöls gegossen, das 2% Sorbitansesquioleat enthält. Unter diesen Bedingungen bildet sich eine Emulsion mit Tröpfchen von Polyvinylalkohol in Suspensionsöl. Die Emulsion wird wenigstens 6 h auf etwa 80°C erhitzt, um die Kondensation von Glutaraldehyd auf die Polyvinylalkohol-Ketten zu erhalten und auf diese Weise sphärische Teilchen aus vernetztem Polyvinylalkohol zu bilden.
Die Teilchengrößenprüfung, das Sammeln der Mikrokügelchen, die Öl-Extraktion, die Neutralisation von Aldehyden, das Waschen der Mikrokügelchen, das Sieben und die Sterilisation werden wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt.
Beispiel 6: Herstellung von Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen, die DEAE-Dextran enthalten
10 g Polyvinylalkohol werden in 75 ml einer 0,5 M H₂SO₄-0,1 M NaCl-Lösung unter Rühren gelöst. Die Suspension wird gerührt, bis sich eine klare Lösung bildet. Zu dieser Lösung werden 10 ml 1%iges DEAE-Dextran in Wasser unter Rühren zugesetzt, und dann werden 15 ml einer 50%igen wäßrigen Lösung von Glutaraldehyd zugesetzt. Die erhaltene Mischung wird rasch in 500 ml gerührtes Paraffinöl, das 2% Sorbitansesquioleat enthält, gegossen. Unter diesen Bedingungen bildet sich eine Emulsion mit Tröpfchen von Polyvinylalkohol in Suspensionsöl. Die Emulsion wird wenigstens 6 h auf etwa 80°C erhitzt, um die Kondensation von Glutaraldehyd auf die Polyvinylalkohol-Ketten zu erhalten und auf diese Weise sphärische Teilchen aus vernetztem Polyvinylalkohol zu bilden.
Die Teilchengrößenprüfung, das Sammeln der Mikrokügelchen, die Öl-Extraktion, die Neutralisation von Aldehyden, das Waschen der Mikrokügelchen, das Sieben und die Sterilisation werden wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt.
Beispiel 7: Herstellung von Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen, die CM-Dextran enthalten
10 g Polyvinylalkohol werden in 75 ml einer 0,5 M H₂SO₄-0,1 M NaCl-Lösung unter Rühren gelöst. Die Suspension wird gerührt, bis sich eine klare Lösung bildet. Zu dieser Lösung werden 10 ml 1%iges CM-Dextran in Wasser unter Rühren zugesetzt, und dann werden 15 ml einer 50%igen wäßrigen Lösung von Glutaraldehyd zugesetzt. Die erhaltene Mischung wird rasch in 500 ml gerührtes Paraffinöl, das 2% Sorbitansesquioleat enthält, gegossen. Unter diesen Bedingungen wird eine Emulsion mit Tröpfchen aus Polyvinylalkohol in Suspensionsöl gebildet. Die Emulsion wird wenigstens 6 h auf etwa 80°C erhitzt, um die Kondensation von Glutaraldehyd auf die Polyvinylalkohol-Ketten zu erhalten und auf diese Weise sphärische Teilchen aus vernetztem Polyvinylalkohol zu bilden.
Die Teilchengrößenprüfung, das Sammeln der Mikrokügelchen, die Öl-Extraktion, die Neutralisation von Aldehyden, das Waschen der Mikrokügelchen, das Sieben und die Sterilisation werden wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt.
Beispiel 8: Herstellung von Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen, die Collagen und DEAE-Dextran enthalten
10 g Polyvinylalkohol werden in 65 ml einer 0,5 M H₂SO₄-0,1 M NaCl-Lösung unter Rühren gelöst. Die Suspension wird gerührt, bis sich eine klare Lösung bildet. Zu dieser Lösung werden 10 ml 1%iges DEAE-Dextran in Wasser und 10 ml 2%iges Collagen in Wasser unter heftigem Rühren zugesetzt, und dann werden 15 ml einer 50%igen wäßrigen Lösung von Glutaraldehyd zugesetzt. Die erhaltene Mischung wird rasch in 500 ml gerührtes Paraffinöl, das 2% Sorbitansesquioleat enthält, gegossen. Unter diesen Bedingungen wird eine Emulsion mit Tröpfchen von Polyvinylalkohol in Suspensionsöl gebildet. Die Emulsion wird wenigstens 6 h auf etwa 80°C erhitzt, um die Kondensation von Glutaraldehyd auf die Polyvinylalkohol-Ketten zu erhalten und auf diese Weise sphärische Teilchen aus vernetztem Polyvinylalkohol zu bilden.
Die Teilchengrößenprüfung, das Sammeln der Mikrokügelchen, die Öl-Extraktion, die Neutralisation von Aldehyden, das Waschen der Mikrokügelchen, das Sieben und die Sterilisation werden wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt.
Beispiel 9: Herstellung von Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen, die Magnetit enthalten
50 ml Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen, die nach den Beispielen 1 bis 8 erhalten wurden, werden jeweils in eine Chromatographiesäule mit 16 mm Durchmesser gepackt und mit einem physiologischen Puffer gewaschen. Die Säule wird dann mit einer kolloidalen Suspension von Ferrofluid (sehr kleine Teilchen von Magnetit) mit einer Durchflußgeschwindigkeit von 10 ml/h beschickt. Magnetitteilchen werden durch das Polyvinylalkohol-Hydrogelnetzwerk adsorbiert und permanent eingefangen. Die erhaltenen Mikrokügelchen werden für die reguläre Embolisierungs-Prozedur verwendet und können mittels MRI überwacht werden.
Beispiel 10: Imprägnierte Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen mit Angiogenese-Inhibitoren
Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen, die nach den Beispielen 1 bis 8 erhalten wurden, wurden durch aufeinanderfolgendes Waschen mit Ethanol zur Eliminierung von Wasser dehydratisiert. Ethanol wird durch Waschen mit Aceton eliminiert und schließlich werden die Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen unter trockenem Stickstoff dehydratisiert. Es wird eine wäßrige Lösung aus 10 mg/ml Thalidomid hergestellt, und 1 g trockene Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen werden mit 12 ml Arzneimittellösung vermischt. Die Suspension wird 2 Stunden leicht gerührt. Die trockenen Mikrokügelchen quellen beim Adsorbieren des Arzneimittels in Lösung.
Die erhaltenen Mikrokügelchen, die mit dem Arzneimittel imprägniert sind, werden für eine normale Embolisierungsprozedur verwendet.
Beispiel 11: Absorption von Arzneimitteln durch Ionenaustausch an Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen
Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen, die nach den Beispielen 6 und 8 erhalten wurden, die etwa 80 μmol kationischen Gruppe enthalten, können anionische Moleküle durch Ionenaustausch adsorbieren. Mikrokügelchen werden mit einem 10 mM Tris-HCl-Puffer (pH 7,5) äquilibriert, in dem das Molekül von Interesse, wie beispielsweise anti-angiogene oder antientzündliche Mittel, vorher aufgelöst wurden. Unter diesen Bedingungen wird das Molekül von Interesse durch einen Ionenaustauscheffekt adsorbiert, und die erhaltenen Mikrokügelchen können für reguläre Embolisierungsprozeduren verwendet werden.

Claims

Mikrokügelchen, die zur Embolisation nützlich sind, wobei die Mikrokügelchen quervernetztes Polyvinylalkohol umfassen und einen Durchmesser im Bereich von etwa 10 μm bis etwa 2.000 μm aufweisen.
Mikrokügelchen von Anspruch 1, wobei die Mikrokügelchen im wesentlichen kugelförmig sind.
Mikrokügelchen von Anspruch 1, wobei die Mikrokügelchen in bezug auf Größe und Form im wesentlichen gleichmäßig sind.
Mikrokügelchen von Anspruch 1, wobei der Durchmesser der Mikrokügelchen im Bereich von etwa 50 μm bis etwa 1.000 μm liegt.
Mikrokügelchen von Anspruch 1, wobei die Mikrokügelchen ferner einen Zelladhäsionsförderer umfassen.
Mikrokügelchen von Anspruch 5, wobei der Zelladhäsionsförderer ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus CM-Dextran, Kollagen, DEAE-Dextran, Gelatine, Glucosoaminoglycane, Fibronectin, Lectine, Polykationen, einem natürlichen biologischen Zelladhäsionsmittel und einem synthetischen biologischen Zelladhäsionsmittel besteht.
Mikrokügelchen von Anspruch 6, wobei der Zelladhäsionsförderer aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus CM-Dextran, Kollagen und DEAE-Dextran besteht.
Mikrokügelchen von Anspruch 1 oder Anspruch 5, wobei die Mikrokügelchen ferner ein Markierungsmittel umfassen.
Mikrokügelchen von Anspruch 8, wobei das Markierungsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus einem Farbstoff, einem bildgebenden Mittel und einem Kontrastmittel besteht.
Mikrokügelchen nach Anspruch 1, Anspruch 5 oder Anspruch 8, ferner ein anti-angiogenes Mittel umfassend.
Zur Embolisation geeignete, injizierbare Suspension, die quervernetzte Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen mit einem Durchmesser im Bereich von etwa 10 μm bis etwa 2.000 μm und einen geeigneten flüssigen Träger umfaßt.
Injizierbare Suspension von Anspruch 11, wobei die quervernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen im wesentlichen kugelförmig sind.
Injizierbare Suspension von Anspruch 11, wobei die quervernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen in bezug auf Größe und Form im wesentlichen gleichförmig sind.
Injizierbare Suspension von Anspruch 11, wobei die injizierbare Suspension steril ist.
Injizierbare Suspension von Anspruch 11, wobei der Durchmesser der Mikrokügelchen aus quervernetztem Polyvinylalkohol im Bereich von etwa 50 μm bis etwa 1.000 μm liegt.
Injizierbare Suspension von Anspruch 11, wobei die quervernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen in der injizierbaren Suspension von etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% quervernetztes Polyvinylalkohol in Hydrogelform umfassen.
Injizierbare Suspension von Anspruch 11, wobei die Mikrokügelchen ferner einen Zelladhäsionsförderer umfassen.
Injizierbare Suspension von Anspruch 11, wobei der Zelladhäsionsförderer ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus CM-Dextran, Kollagen, DEAE-Dextran, Gelatine, Glucosoaminoglycane, Fibronectin, Lectine, Polykationen, einem natürlichen biologischen Zelladhäsionsmittel und einem synthetischen biologischen Zelladhäsionsmittel besteht.
Injizierbare Suspension von Anspruch 11 oder Anspruch 17, wobei die quervernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen ferner ein Markierungsmittel umfassen.
Injizierbare Suspension von Anspruch 19, wobei das Markierungsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus einem Farbstoff, einem bildgebenden Mittel und einem Kontrastmittel besteht.
Injizierbare Suspension von Anspruch 11, ferner ein anti-angiogenes Mittel umfassend.
Verfahren zur Herstellung einer Suspension, das die Kombination einer wirksamen Menge von quervernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen, die einen Durchmesser im Bereich von etwa 10 μm bis etwa 2.000 μm aufweisen, und eines geeigneten flüssigen Trägers umfaßt, zur prophylaktischen oder therapeutischen Embolisation in einem Säuger.
Verfahren von Anspruch 22, wobei der Säuger ein Mensch ist.
Verfahren von Anspruch 22, wobei die quervernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen in der injizierbaren Suspension in bezug auf Größe und Form im wesentlichen gleichförmig sind.
Verfahren von Anspruch 22, wobei die quervernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen in der injizierbaren Suspen sion von etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% quervernetztes Polyvinylalkohol in Hydrogelform umfassen.
Verfahren von Anspruch 22, wobei die quervernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen ferner einen Zelladhäsionsförderer umfassen.
Verfahren von Anspruch 26, wobei der Zelladhäsionsförderer ausgewählt wird aus der Gruppe, die aus CM-Dextran, Kollagen, DEAE-Dextran, Gelatine, Glucosoaminoglycane, Fibronectin, Lectine, Polykationen, einem natürlichen biologischen Zelladhäsionsmittel und einem synthetischen biologischen Zelladhäsionsmittel besteht.
Verfahren von Anspruch 27, wobei der Zelladhäsionsförderer aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus CM-Dextran, Kollagen und DEAE-Dextran besteht.
Verfahren von Anspruch 22 oder Anspruch 26, wobei die quervernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen ferner ein Markierungsmittel umfassen.
Verfahren von Anspruch 29, wobei das Markierungsmittel ausgewählt wird aus der Gruppe, die aus einem Farbstoff, einem bildgebenden Mittel und einem Kontrastmittel besteht.
Verfahren von Anspruch 22, wobei die quervernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen ferner ein anti-angiogenes Mittel umfassen.
Verfahren zum Herstellen von quervernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen mit einem Durchmesser im Bereich von etwa 10 μn bis etwa 2.000 μm, welches umfaßt: (a) Auflösen von Polyvinylalkohol in einer sauren Lösung, (b) Hinzugeben eines Aldehyds zu der Polyvinylalkohol enthaltenden Lösung, oder umgekehrt, um eine Mischung zu bilden; (c) Hinzufügen der Mischung unter Bewegung zu einem Öl, welches etwa 0,1% bis etwa 10% eines Emulgators mit einem HLB von weniger als 5 enthält, oder umgekehrt, um eine Emulsion mit Tröpfchen von in dem besagten Öl suspendiertem Polyvinylalkohol zu bilden; (d) Erwärmen der Emulsion zum Kondensieren des besagten Aldehyds auf den Polyvinylalkoholketten, und dadurch kugelförmige Teilchen von quervernetztem Polyvinylalkohol bildend; (e) Entfernen des Öls aus den besagten kugelförmigen Teilchen aus quervernetztem Polyvinylalkohol; (f) Neutralisieren des wirksamen Aldehyds auf den kugelförmigen Teilchen aus, quervernetztem Polyvinylalkohol; und (g) Waschen der neutralisierten kugelförmigen Teilchen aus quervernetztem Polyvinylalkohol mit einem physiologischen wässrigen Puffer.
Verfahren von Anspruch 32, weiches ferner den Schritt der Sterisilierung der gewaschenen kugelförmigen Teilchen aus quervernetztem Polyvinylalkohol umfaßt.
Verfahren von Anspruch 32, wobei im Schritt (b) der Aldehyd aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Formaldehyd, Glyoxal, Glutaraldehyd und Terephalaldehyd besteht.
Verfahren von Anspruch 34, wobei der Aldehyd Glutaraldehyd ist.
Verfahren von Anspruch 32, wobei im Schritt (c) das Öl aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Pflanzenöl, Mineralöl und nicht-polarem Lösungsmittel besteht.
Verfahren von Anspruch 36, wobei das Öl Paraffinöl ist.
Verfahren von Anspruch 32, wobei im Schritt (c) der Emulgator mit einem HLB von weniger als 5 ausgewählt wird aus der Gruppe, die aus Sorbitan-sesquioleat, Sorbitan-trioleat, Sorbitan-tristearat, Polyethylen-Sorbitan-monostearat, Celluloseactatbutyrat und Tetradecanol besteht.
Verfahren von Anspruch 32 oder Anspruch 38, wobei im Schritt (c) der Emulgator in einer Konzentration von etwa 0,05% bis etwa 5% vorliegt.
Verfahren von Anspruch 32, wobei im Schritt (d) die Erwärmung bei etwa 80°C für etwa 6 Stunden ausgeführt wird.
Verfahren von Anspruch 32, wobei im Schritt (e) das besagte Öl aus den kugelförmigen Teilchen aus quervernetztem Polyvinylalkohol entfernt wird durch Extraktion mit einem leichten nicht-polaren Lösungsmittel oder chlorinierten Lösungsmittel.
Verfahren von Anspruch 41, wobei das leichte nicht-polare Lösungsmittel oder chlorinierte Lösungsmittel Methylenchlorid ist.
Verfahren von Anspruch 32, wobei im Schritt (f) der wirksame Aldehyd auf den kugelförmigen Teilchen aus quervernetztem Polyvinylalkohol durch einen Aminoalkohol neutralisiert wird.
Verfahren von Anspruch 43, wobei der Aminoalkohol ausgewählt wird aus der Gruppe, die aus Tris, 2-Aminoethanol, Aminosorbitol und Glucosamin besteht.
Verfahren von Anspruch 32, ferner umfassend das Hinzufügen eines Zelladhäsionsförderers zu der sauren Polyvinylalkohollösung vor der Zugabe des Aldehyds.
Verfahren von Anspruch 45, wobei der Zelladhäsionsförderer ausgewählt wird aus der Gruppe, die aus CM-Dextran, Kollagen, DEAE-Dextran, Gelatine, Glucosoaminoglycane, Fibronectin, Lectine, Polykationen, einem natürlichen biologischen Zelladhäsionsmittel und einem synthetischen biologischen Zelladhäsionsmittel besteht,
Verfahren von Anspruch 32, ferner umfassend das Absorbieren eines Markierungsmittels in die quervernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen.
Verfahren von Anspruch 47, wobei das Markierungsmittel ausgewählt wird aus der Gruppe, die aus einem Farbstoff, einem bildgebenden Mittel und einem Kontrastmittel besteht.
Verfahren von Anspruch 32, ferner umfassend das Absorbieren eines anti-angiogenes Mittels min die quervernetzten Polyvinylalkohol-Mikrokügelchen.