JP5980905B2 - 生体適合性接着剤材料及び方法 - Google Patents

Description

本開示は、生物組織及び／又は医療用インプラントと共に使用される生体適合性接着剤材料、並びに、生体適合性接着剤材料を作製及び使用するための方法及びキットに関する。

局所創傷の閉鎖、外科用縫合糸又はステープルの補足又は代替、生物組織に対する合成材料の接着、及び薬物送達を含む様々な医療手技及び用途に、多数の組織接着剤が使用されている。しかしながら、多数の既知の組織接着剤は、例えば有毒な分解生成物、遅い硬化、乏しい機械的強度、及び他の欠点に起因して、多数の用途において好適ではない。

無毒であり、かつ改善された特性を有する多様なヒドロゲル接着剤が開発されている。これらのヒドロゲルは概して、求核基を有する成分を、反応して架橋ネットワークを形成する、求電子基を有する成分と反応させることにより形成される。しかしながら、これらのヒドロゲルは、一般に、溶解が急速過ぎ、十分な接着力を有さず、又は、十分な機械的強度を有さない。

従って、上述した不都合の１つ以上を克服する、改善された接着剤製剤を提供することが望ましいであろう。

一態様において、１つ以上の生物組織の接着、密封、又は処置のための組成物及び方法を提供する。本方法は、ポリマー成分とデンドリマー成分とを任意の方法で組み合わせて接着剤製剤を形成することと、１つ以上の生物組織をこの接着剤製剤と接触させることと、を含んでもよい。実施形態では、ポリマー成分は、１つ以上のアルデヒド基を有するポリマーを含む。実施形態では、デンドリマー成分は、１つ以上の表面基を有する少なくとも２つの腕又は枝を有するデンドリマーを含む。所定の実施形態において、表面基の７５％未満は、少なくとも１つの第一級又は第二級アミンを含む。いくつかの実施形態において、接着剤製剤は、生物組織を処置、接着、又は密封するための方法に使用され、該方法は、（１）ポリマー成分を含む第一の溶液であって、前記ポリマー成分が、１つ以上のアルデヒド基を有するポリマーを含む、第一の溶液を提供することと、（２）デンドリマー成分を含む第二の溶液であって、前記デンドリマー成分が、１つ以上の表面基を有する少なくとも２つの枝を有するデンドリマーを含み、表面基の７５％未満が、少なくとも１つの第一級又は第二級アミンを含む、第二の溶液を提供することと、（３）第一の溶液と第二の溶液とを一緒に組み合わせて接着剤製剤を生成することと、１つ以上の生物組織を該接着剤製剤と接触させることと、（４）接着剤製剤を硬化させることと、を含む。

別の態様では、接着剤組成物を作製及び送達するためのキットを提供する。キットは、ポリマー成分を含む第一の部と、デンドリマー成分含む第二の部とを備えてもよい。ポリマー成分は、１つ以上のアルデヒド基を有するポリマーを含んでもよい。デンドリマー成分は、１つ以上の表面基を有する少なくとも２つの腕又は枝を有するデンドリマーを含んでもよい。所定の実施形態において、表面基の７５％未満は、少なくとも１つの第一級又は第二級アミンを含む。キットは、第一の部と第二の部とを一緒に混合するための手段を備えてもよい。

小腸の３つの領域からの組織の表面上のアルデヒド被覆蛍光マイクロスフェア（ｆ−ＭＳ）の正規化蛍光発光及び画像を示す。 小腸の３つの領域からの組織の表面に適用された標識デンドリマー：デキストラン製剤の界面蛍光発光及び画像を示す。 小腸の３つの領域からの組織の表面に適用された際のｆ−ＭＳ及び標識デンドリマー：デキストラン製剤の正規化蛍光発光の間の相関を示す。 異なる濃度のデキストラン溶液を含む３つの接着剤製剤の最大荷重を示す。 異なる濃度のデキストラン溶液を含む異なる接着剤製剤に関する、破壊における最大荷重を示す。 様々な接着剤製剤及び空腸組織の間の界面における蛍光発光を示す。 蛍光発光（組織アミン含有量の代替物）と、空腸に適用された接着剤製剤の最大荷重との間の相関を示す。 ３Ｔ３線維芽細胞を使用した数個の接着剤製剤の生体適合性を示す。 様々な接着剤製剤に関する、関連する病理組織学的知見を示す。 様々な接着剤製剤に関する、関連する病理組織学的知見を示す。 本明細書に記載した接着剤製剤と、アミノ化ポリ（エチレングリコール）を含む数個の接着剤とに関するゲル化時間の比較を示す。 デンドリマー又はＰＥＧアミンを含む様々な接着剤製剤の最大荷重を示す。 様々な分子量ＰＥＧアミン接着剤と、デンドリマーを含む接着剤製剤とのゲル化時間の比較を示す。 異なる分子量のＰＥＧアミンを用いて作製されたＰＥＧアミン接着剤に関する引張試験結果を示す。 健康なモデル及び疾病モデルにおけるマイクロスフェアの強度の分布を示す。 健康な組織及び疾病組織に適用されたマイクロスフェアの平均強度を示す。 健康な結腸組織及び疾病結腸組織内の蛍光マイクロスフェアの組織表面被覆率を示す。 健康な結腸組織及び疾病結腸組織内の蛍光マイクロスフェアの組織表面被覆率を示す。 健康なウサギの結腸、疾病ウサギの結腸、健康なラットの結腸、及び疾病ラットの結腸内の蛍光マイクロスフェアの強度を示す。 切開を有し及び有さない、並びに接着剤製剤の適用を有し又は有さない、健康な組織及び疾病組織に関する組織学スコアリングを示す。 切開を有し及び有さない、並びに接着剤製剤の適用を有し又は有さない、健康な組織及び疾病組織に関する組織学スコアリングを示す。 接着剤製剤の成分を備えたキットの一実施形態を示す。

１つ以上の生物組織を接着、密封、又は処置するための改善された組成物及び方法を開発した。一般に、これらの接着剤製剤は、デンドリマー成分及びポリマー成分を含む。いくつかの実施形態において、接着剤製剤は、組織接着剤、組織密封剤、組織処置、マトリックス材料、充填剤、コーティング、又はこれらの組み合わせとして使用される。

本明細書に記載される接着剤製剤は、デンドリマー成分がその７５％未満の表面基にアミンを有するため、以前から既知の接着剤よりも良好な接着、密封及び／又は処置をもたらす。

本明細書で使用される用語「接着」は、概して２つ以上の生物組織、又は、生物組織の２つ以上の領域を永久に又は一時的に付着させることを指す。本明細書で使用される用語「密封」は、概して、創傷などの、１つ以上の生物組織上の１つ以上の部位を、少なくとも部分的に覆い、又は少なくとも部分的に満たすことを指す。本明細書で使用される用語「処置」は、概して、１つ以上の接着剤製剤が適用された少なくとも１つの生物組織の応答を改善することを指す。いくつかの実施形態において、改善又は向上された「応答」は、炎症、治癒、又は両方を含む。

一般に、接着剤製剤は、任意の内部又は外部生物組織上に使用されてもよい。生物組織は、ヒト又は他の哺乳動物の組織であってもよい。生物組織は、天然、又は人工的に生成されてもよい。生物組織は、皮膚、骨、眼球、筋肉、血管、又は、肺、腸、心臓、肝臓などの内臓であってもよい。

接着剤製剤は、例えば手術又は他の医療手技中に、ヒト又は他の動物患者内の組織部位に適用されてもよい。一実施形態において、接着剤製剤は、吻合の形成に使用される。いくつかの実施形態では、接着剤製剤を使用して、創傷、損傷、又はこれらの組み合わせを接着、密封及び／又は処置する。例えば、接着剤製剤は、糖尿病に苦しむものなどの遅い治癒又は厄介な創傷に適用されてもよい。

一実施形態において、接着剤製剤は、ヒト又は他の動物患者内に、整形外科用インプラントなどの医療用インプラントを固定し又は固定することを助けてもよい。

デンドリマー成分
一実施形態において、デンドリマー成分は、その７５％未満の表面基上にアミンを有するデンドリマーを含み、表面基は、通常、「終端基」又は「末端基」と称される。本明細書で使用される用語「デンドリマー」は、２つ以上の樹状枝に共有結合した多価コアを有する任意の化合物を指す。一実施形態において、アミンは第一級アミンである。別の実施形態では、アミンは第二級アミンである。更なる別の実施形態では、１つ以上の表面基は、少なくとも１つの第一級アミン及び少なくとも１つの第二級アミンを有する。

一実施形態において、デンドリマーは、少なくとも２世代を通して延びる。別の実施形態では、デンドリマーは、少なくとも３世代を通して延びる。更なる別の実施形態では、デンドリマーは、少なくとも４世代を通して延びる。尚別の実施形態において、デンドリマーは、少なくとも５世代を通して延びる。更なる実施形態において、デンドリマーは、少なくとも６世代を通して延びる。尚更なる実施形態において、デンドリマーは、少なくとも７世代を通して延びる。

一実施形態において、デンドリマーは、約１，０００〜約１，０００，０００ダルトンの分子量を有してもよい。更なる実施形態において、デンドリマーは、約３，０００〜約１２０，０００ダルトンの分子量を有してもよい。別の実施形態では、デンドリマーは、約１０，０００〜約１００，０００ダルトンの分子量を有してもよい。更なる別の実施形態では、デンドリマーは、約２０，０００〜約４０，０００ダルトンの分子量を有してもよい。

一般に、デンドリマーは、任意の既知の方法を用いて作製され得る。一実施形態において、デンドリマーは、表面基の少なくとも一部が少なくとも１つのアミンを含むように、少なくとも１つのヒドロキシル基を含む表面基を有する開始デンドリマーを酸化することによって作製される。別の実施形態では、デンドリマーは、表面基の少なくとも一部が少なくとも１つのアミンを含むように、少なくとも１つのヒドロキシル基を含む表面基を有する開始世代５（Ｇ５）デンドリマーを酸化することによって作製される。更なる別の実施形態では、デンドリマーは、約２５％の表面基が少なくとも１つのアミンを含むように、少なくとも１つのヒドロキシル基を含む表面基を有する開始Ｇ５デンドリマーを酸化することによって作製される。特定の実施形態では、デンドリマーは、該デンドリマーの約２５％の表面基上に第一級アミンを有するＧ５デンドリマーである。

一実施形態において、デンドリマーは、ポリ（アミドアミン）−誘導（ＰＡＭＡＭ）デンドリマーである。別の実施形態では、デンドリマーは、Ｇ５ＰＡＭＡＭ−誘導デンドリマーである。更なる別の実施形態では、デンドリマーは、該デンドリマーの約２５％の表面基上に第一級アミンを有するＧ５ＰＡＭＡＭ−誘導デンドリマーである。

一実施形態において、デンドリマーは、ポリ（プロピレンイミン）−誘導デンドリマーである。

所定の実施形態において、デンドリマー成分は、液体と組み合わされてデンドリマー成分溶液が形成される。一実施形態において、デンドリマー成分溶液は、水性溶液である。一実施形態において、溶液は、水、リン酸緩衝液生理食塩水（ＰＢＳ）、ダルベッコ変性イーグル培地（ＤＭＥＭ）、又はこれらの任意の組み合わせを含む。一実施形態において、デンドリマー成分溶液中のデンドリマー成分の濃度は、約５％〜約２５重量％である。別の実施形態では、デンドリマー成分溶液中のデンドリマー成分の濃度は、約１０％〜約２０重量％である。更なる実施形態において、デンドリマー成分溶液中のデンドリマー成分の濃度は、約１１％〜約１５重量％である。

場合によっては、デンドリマー成分又はデンドリマー成分溶液は、更に添加剤を含んでもよい。一般に、添加剤の量は、用途、組織タイプ、デンドリマー成分溶液の濃度、デンドリマー成分のタイプ、ポリマー成分溶液の濃度、及び／又はポリマー成分のタイプに応じて変動し得る。好適な添加剤の例としては、ｐＨ調整剤、増粘剤、抗菌剤、着色剤、界面活性剤、及び放射線不透過性化合物が挙げられるが、これらに限定されない。これらのタイプの添加剤の特定の例は、本明細書に記載されている。一実施形態において、デンドリマー成分溶液は、発泡添加剤を含む。

特定の実施形態において、デンドリマー成分又はデンドリマー成分溶液は、少なくとも１種の薬物を含む。そのような実施形態では、接着剤製剤は、薬物の制御放出のためのマトリックス材料としての役割を果たし得る。薬物は、基本的に、患者内の１つ以上の組織部位に適用された一定量の接着剤製剤からの局所、局部、又は全身投与に好適な任意の薬物であってもよい。一実施形態において、薬物は、血栓形成剤を含む。血栓形成剤の非限定的な例としては、トロンビン、フィブリノーゲン、ホモシステイン、エストラムスチン、及びこれらの組み合わせが挙げられる。別の実施形態では、薬物は、抗炎症剤を含む。抗炎症剤の非限定的な例としては、インドメタシン、アセチルサリチル酸、イブプロフェン（ｉｂｕｐｒｏｐｈｅｎ）、スリンダク、ピロキシカム、ナプロキセン、及びこれらの組み合わせが挙げられる。尚別の実施形態では、薬物は、抗腫瘍剤を含む。尚別の実施形態では、薬物は、遺伝子治療のための薬物を含む。例えば、薬物は、ｓｉＲＮＡ分子を含んで癌と戦うことができる。他の薬物も想定される。

別の特定の実施形態では、デンドリマー成分又はデンドリマー成分溶液は、１種以上の細胞を含む。例えば、接着剤製剤は、接着剤製剤が適用された組織部位に細胞を送達するためのマトリックス材料としての役割を果たし得る。実施形態では、細胞は、内皮細胞（ＥＣ）、内皮前駆細胞（ＥＰＣ）、造血幹細胞、又は他の幹細胞を含んでもよい。一実施形態において、細胞は、心血管系疾病を処置し、及び／又は再狭窄を減少させる因子を放出することが可能である。他のタイプの細胞も想定される。

ポリマー成分
一般に、ポリマー成分は、生物組織上の１つ以上の官能基、及び／又はデンドリマー成分上の１つ以上の官能基と反応することが可能な１つ以上の官能基を有するポリマーを含む。

所定の実施形態において、ポリマーは、少なくとも１種の多糖である。これらの実施形態では、少なくとも１種の多糖は、線状、分枝状であってもよく、又はその構造内に線状及び分枝状区分の両方を有してもよい。一般に、少なくとも１つの多糖は、天然、合成、又は、例えば架橋、多糖の置換基の変更、又は両方により修飾されてもよい。一実施形態において、少なくとも１つの多糖は、植物ベースである。別の実施形態では、少なくとも１つの多糖は、動物ベースである。更なる別の実施形態では、少なくとも１つの多糖は、植物ベースの多糖と動物ベースの多糖との組み合わせである。多糖の非限定的な例には、デキストラン、キチン、澱粉、寒天、セルロース、ヒアルロン酸、又はこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。

所定の実施形態において、少なくとも１種のポリマーは、約１，０００〜約１，０００，０００ダルトンの分子量を有する。一実施形態において、少なくとも１種のポリマーは、約５，０００〜約１５，０００ダルトンの分子量を有する。別に示さない限り、ポリマーの「分子量」とは、数平均分子量を指す。

いくつかの実施形態において、ポリマーは、その構造が、生物組織上の１つ以上の官能基、及び／又は１デンドリマー成分上の１つ以上の官能基と反応するであろう１つ以上の官能基を含むように、官能化される。一実施形態において、ポリマーの構造内に組み込まれる１つ以上の官能基は、アルデヒドである。

所定の実施形態において、ポリマーの官能化度は、調整することが可能である。「官能化度」は、概して所望の１つ以上の官能基に置き換えられ又は変換された、ポリマー上の反応性基の数又は百分率を指す。一実施形態において、官能化度は、接着剤が適用される組織のタイプ、成分の濃度、及び／又は接着剤中に使用されるポリマー若しくはデンドリマーのタイプに基づいて調整される。一実施形態において、官能化度は、約１０％〜約７５％である。別の実施形態では、官能化度は、約１５％〜約５０％である。更なる別の実施形態では、官能化度は、約２０％〜約３０％である。

一実施形態において、ポリマーは、約１０ｋＤａの分子量を有するデキストランである。別の実施形態では、ポリマーは、その約５０％のヒドロキシル基がアルデヒドに変換されたデキストランである。更なる実施形態において、ポリマーは、約１０ｋＤａの分子量を有し、かつその約５０％のヒドロキシル基がアルデヒドに変換されたデキストランである。

いくつかの実施形態において、多糖は酸化されて、所望の百分率の１つ以上のアルデヒド官能基を含む。一般に、この酸化は、任意の既知の手段を使用して行われ得る。例えば、好適な酸化剤としては、過ヨウ素酸塩、次亜塩素酸塩、オゾン、過酸化物、ヒドロ過酸化物、過硫酸塩及び過炭酸塩が挙げられるが、これらに限定されない。一実施形態において、酸化は、ナトリウム過ヨウ素酸を使用して行われる。一般に、異なる量の酸化剤を使用して、官能化度を変更し得る。

所定の実施形態において、ポリマー成分は液体と組み合わされて、ポリマー成分溶液が形成される。一実施形態において、ポリマー成分溶液は、水性溶液である。一実施形態において、溶液は、水、ＰＢＳ、ＤＭＥＭ、又は任意のこれらの組み合わせを含む。

一般に、ポリマー成分溶液は、任意の好適な濃度のポリマー成分を有してもよい。一実施形態において、ポリマー成分溶液中のポリマー成分の濃度は、約５％〜約４０重量％である。別の実施形態では、ポリマー成分溶液中のポリマー成分の濃度は、約５％〜約３０重量％である。更なる別の実施形態では、ポリマー成分溶液中のポリマー成分の濃度は、約５％〜約２５重量％である。一般に、濃度は、特定の用途、組織タイプ、並びに／又は使用されるデンドリマー成分のタイプ及び濃度に基づいて合わされ及び／又は調整され得る。

ポリマー成分又はポリマー成分溶液は、１種以上の添加剤も含み得る。一実施形態において、添加剤は、ポリマー成分と適合可能である。別の実施形態では、添加剤は、第一級又は第二級アミンを含まない。一般に、添加剤の量は、用途、組織タイプ、ポリマー成分溶液の濃度、ポリマー成分及び／又はデンドリマー成分のタイプに応じて変動する。好適な添加剤の例としては、ｐＨ調整剤、増粘剤、抗菌剤、着色剤、界面活性剤、及び放射線不透過性化合物が挙げられるが、これらに限定されない。別の実施形態では、ポリマー成分溶液は、発泡剤を含む。

所定の実施形態において、ｐＨ調整剤は、酸性化合物である。酸性ｐＨ調整剤の例としては、カルボン酸、無機酸及びスルホン酸が挙げられるが、これらに限定されない。別の実施形態では、ｐＨ調整剤は、塩基性化合物である。塩基性ｐＨ調整剤の例としては、水酸化物、アルコキシド、第一級及び第二級アミン以外の窒素含有化合物、塩基性炭酸塩、並びに塩基性リン酸塩が挙げられるが、これらに限定されない。

一般に、贈粘剤は、澱粉又はヒドロキシエチルセルロースなどの多糖類及びその誘導体を含むが、これらに限定されない任意の既知の粘度調整化合物から選択されてもよい。

一般に、界面活性剤は、水の表面張力を低下させる任意の化合物であってもよい。一実施形態において、界面活性剤は、イオン性界面活性剤、例えばラウリル硫酸ナトリウムである。別の実施形態では、界面活性剤は、中性界面活性剤である。中性界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレンエーテル、ポリオキシエチレンエステル及びポリオキシエチレンソルビタンが挙げられるが、これらに限定されない。

一実施形態において、放射線不透過性化合物は、硫酸バリウム、金粒子、又はこれらの組み合わせである。

特定の実施形態において、ポリマー成分又はポリマー成分溶液は、少なくとも１種の薬物を含む。そのような実施形態では、接着剤製剤は、薬物の制御放出のためのマトリックス材料としての役割を果たし得る。薬物は、基本的に、患者内の１つ以上の組織部位に適用された一定量の接着剤製剤からの局所、局部、又は全身投与に好適な任意の薬物であってもよい。一実施形態において、薬物は、血栓形成剤を含む。血栓形成剤の非限定的な例としては、トロンビン、フィブリノーゲン、ホモシステイン、エストラムスチン、及びこれらの組み合わせが挙げられる。別の実施形態では、薬物は、抗炎症剤を含む。抗炎症剤の非限定的な例としては、インドメタシン、アセチルサリチル酸、イブプロフェン（ｉｂｕｐｒｏｐｈｅｎ）、スリンダク、ピロキシカム、ナプロキセン、及びこれらの組み合わせが挙げられる。尚別の実施形態では、薬物は、抗腫瘍剤を含む。尚別の実施形態では、薬物は、遺伝子治療のための薬物を含む。例えば、薬物は、ｓｉＲＮＡ分子を含んで癌と戦うことができる。他の薬物も想定される。

別の特定の実施形態では、ポリマー成分又はポリマー成分溶液は、１種以上の細胞を含む。例えば、接着剤製剤は、接着剤製剤が適用された組織部位に細胞を送達するためのマトリックス材料としての役割を果たし得る。実施形態では、細胞は、内皮細胞（ＥＣ）、内皮前駆細胞（ＥＰＣ）、造血幹細胞、又は他の幹細胞を含んでもよい。一実施形態において、細胞は、心血管系疾病を処置し、及び／又は再狭窄を減少させる因子を放出することが可能である。他のタイプの細胞も想定される。

接着剤製剤
一般に、本明細書に記載される接着剤製剤は、ポリマー成分又はポリマー成分溶液と、デンドリマー成分又はデンドリマー成分溶液とを任意の方法で組み合わせることにより形成することができる。いくつかの実施形態において、ポリマー成分又はポリマー成分溶液とデンドリマー成分又はデンドリマー成分溶液とは、生物組織を接着剤製剤と接触させる前に組み合わされる。別の実施形態では、ポリマー成分又はポリマー成分溶液とデンドリマー成分又はデンドリマー成分溶液とは、任意の順序にて生物組織上で組み合わされる。更なる実施形態では、ポリマー成分又はポリマー成分溶液は、第一の生物組織に適用され、デンドリマー成分又はデンドリマー成分溶液は、第二の生物組織に適用され、第一の生物組織と第二の生物組織とが接触される。尚更なる実施形態では、ポリマー成分又はポリマー成分溶液は、生物組織の第一の領域に適用され、デンドリマー成分又はデンドリマー成分溶液は、生物組織の第二の領域に適用され、第一の領域と第二の領域とが接触される。

一般に、接着剤製剤は、１つ以上の生物組織に、接着剤、密封剤及び／又は処置物として適用されてもよい。１つ以上の生物組織は、疾病又は健康であってもよい。一実施形態において、接着剤製剤は、１つ以上の生物組織に、接着剤として適用される。別の実施形態では、接着剤製剤は、１つ以上の生物組織に、密封剤として適用される。更なる実施形態において、接着剤製剤は、１つ以上の生物組織に、処置物として適用される。追加の実施形態では、接着剤製剤は、１つ以上の生物組織に、接着剤及び密封剤として適用される。尚別の実施形態では、接着剤製剤は、１つ以上の生物組織に、接着剤及び処置物として適用される。更なる別の実施形態では、接着剤製剤は、１つ以上の生物組織に、密封剤及び処置物として適用される。尚更なる実施形態では、接着剤製剤は、１つ以上の生物組織に、接着剤、密封剤及び処置物として適用される。

本明細書で使用される接着剤製剤は、接着剤製剤が適用される少なくとも１つの生物組織の応答を改善する場合、「処置物」である。いくつかの実施形態において、改善された応答とは、全般的な炎症の減少、創傷部位／組織と接着剤製剤との界面における特定の応答の改善、治癒の向上、又はこれらの組み合わせである。本明細書で使用される表現「全般的な炎症の減少」とは、炎症の重症度を反映する組織学スコアの改善を指す。本明細書で使用される表現「創傷部位／組織と接着剤製剤との界面における特定の応答の改善」とは、漿膜好中球の重度を反映する組織学スコアの改善を指す。本明細書で使用される表現「治癒を向上させる」とは、漿膜線維症の重症度を反映する組織学スコアの改善を指す。

１つ以上の生物組織との接触後、接着剤製剤を十分な時間硬化させ又はゲル化させてもよい。接着剤製剤が「硬化」又は「ゲル化」する場合、これらの用語が本明細書で使用されるとき、これらの用語は、ポリマー成分、デンドリマー成分、及び１つ以上の生物組織上の反応性基が、１つ以上の反応を経ていることを意味する。任意の特定の理論に束縛されるものではないが、本明細書に記載される接着剤製剤は、ポリマー成分が、デンドリマー成分と生物組織の表面との両方と反応するため有効であると思われる。所定の実施形態において、ポリマー成分のアルデヒド官能基は、デンドリマー成分及び生物組織上のアミンと反応して、イミン結合を形成する。この実施形態では、デンドリマー成分上のアミンがポリマー成分上のアルデヒドと高い割合で反応することにより、毒性が低減され、また接着剤製剤の生体適合性が増大すると思われる。一般に、接着剤製剤が硬化又はゲル化するのに必要な時間は、ポリマー成分及び／又はデンドリマー成分の特性、ポリマー成分溶液及び／又はデンドリマー成分溶液の濃度、並びに１つ以上の生物組織の特性を含むが、これらに限定されない多数の因子に基づいて変動するであろう。実施形態では、接着剤製剤は、成分が組み合わされた直後に十分に硬化して、所望の結合又は密封を提供するであろう。ゲル化時間又は硬化時間は、成分の混合物を、該混合物が粘性となり又は固化する前に標的面積に流体形態で送達でき、またその後、標的面積に適用された後に急速に硬化する時間である必要がある。一実施形態において、ゲル化又は硬化時間は、１２０秒未満である。別の実施形態では、ゲル化又は硬化時間は、３〜６０秒である。特定の実施形態では、ゲル化又は硬化時間は５〜３０秒である。

所定の実施形態において、ポリマー成分溶液及び／又はデンドリマー成分溶液を組み合わせる前に、溶液に１種以上の発泡剤を加える。一実施形態において、発泡剤は、一液及び二液を含む２つの液からなる液体系を含み、一液は重炭酸塩を含み、二液はジ−又はポリアルデヒド及び滴定剤からなる水性溶液を含む。非常に様々なジ−又はポリアルデヒドが存在し、それらの有用性は、大きく、入手可能性及びそれらの水溶性により制限される。例えば、水性グリオキサール（エタンジアール）は、水性グルタルアルデヒド（ペンタジアール）と同様に、有用である。適切な炭水化物を過ヨウ素酸塩、オゾンなどにより酸化的切断して調製されたジ−又はポリアルデヒドの水溶性混合物も有用であり得る。

滴定剤は、二液の液体溶液中に使用されることが最も好ましい。より詳細には、滴定剤は、一液の重炭酸塩成分と反応して、反応副産物として二酸化炭素及び水を生成することが可能な有機酸若しくは無機酸、緩衝液、塩、又は塩溶液である。生成された二酸化炭素ガスは、接着剤製剤の発泡体状構造を形成し、また接着剤製剤の体積を拡大させる。

滴定剤は、得られた一液成分と二液成分との混合物に酸性ｐＨを付与する量で存在する無機酸又は有機酸が最も好ましい。本発明の実施において使用し得る好ましい酸としては、リン酸、硫酸、塩酸、酢酸及びクエン酸が挙げられる。

組織特異的製剤
一般に、組み合わされて接着剤製剤を形成するポリマー成分及びデンドリマー成分は、特定の生物組織に合わされてもよい。例えば、成分のタイプ、又は、成分の一方若しくは両方の量は、調整されてもよい。任意の特定の理論に束縛されるものではないが、生物組織の表面上のアミン基の密度を決定するための分析を行うことは、接着剤製剤をどのように変更するかを決定する案内となり得ると思われる。一実施形態において、アルデヒド被覆蛍光マイクロスフェア（ｆ−ＭＳ）が様々な組織に適用されて、この分析を補助する。

一般に、接着剤製剤は、組織間の相違を補償するために、任意の方法で調整することができる。一実施形態において、デンドリマー成分の量が不変である一方、ポリマー成分の量が増加又は減少される。別の実施形態では、ポリマー成分の量が不変である一方、デンドリマー成分の量が増加又は減少される。別の実施形態では、デンドリマー成分又はデンドリマー成分溶液が不変である一方、ポリマー成分溶液の濃度が増大又は低下される。更なる別の実施形態では、ポリマー成分又はポリマー成分溶液が不変である一方、デンドリマー成分溶液の濃度が増大又は低下される。更なる実施形態において、ポリマー成分溶液及びデンドリマー成分溶液の両方の濃度が変更される。

疾病、傷害、又はその他に起因して、特定の生物組織の表面上のアミン密度が未知である場合、いくつかの実施形態では、接着剤製剤を最初に適用する際に、過剰のポリマー成分又はポリマー成分溶液を加えた後、所望の効果が達成されるまで、ポリマー成分又はポリマー成分溶液の量を、例えば追加的に又は急激に減少させてもよい。この実施形態において「所望の効果」とは、適切な又は十分な硬化時間、接着、密封、又はこれらの組み合わせであってもよい。任意の特定の理論に束縛されるものではないが、場合によっては、生物組織上のアミン密度が低い場合、所望の効果を得るためには、過剰のポリマー成分又はポリマー成分溶液が必要であり得ると思われる。従って、この実施形態では、過剰に加えることは、使用者がより短時間で十分な密封又は接着を達成することを助けるであろう。このことは、緊急の状況にて特に望ましい。

しかしながら、別の実施形態では、接着剤製剤を最初に適用する際に、より少量のポリマー成分又はポリマー成分溶液を加えた後、所望の効果が達成されるまで、ポリマー成分又はポリマー成分溶液の量を、例えば追加的に又は急激に増加させてもよく、ここで所望の効果とは、十分な硬化時間、接着、密封、又はこれらの組み合わせであってもよい。

接着剤製剤キット
別の態様では、キットを提供し、該キットは、ポリマー成分又はポリマー成分溶液を含む第一の部と、デンドリマー成分又はデンドリマー成分溶液を含む第二の部とを備える。キットは更に、２つの部及び／又は得られた接着剤製剤を保管し、組み合わせ、及び組織部位に送達するためのアプリケーター又は多区画（ｍｕｌｔｉ−ｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔ）注射器などの他の装置手段を備えてもよい。

一実施形態において、キットは、ポリマー成分溶液及びデンドリマー成分溶液のための別個のリザーバを備える。所定の実施形態において、キットは、異なる濃度のポリマー成分溶液のためのリザーバを備える。別の実施形態では、キットは、異なる濃度のデンドリマー成分溶液のためのリザーバを備える。

一実施形態において、キットは、ポリマー成分、ポリマー成分溶液、デンドリマー成分、又はデンドリマー成分溶液のうちの少なくとも１つの適切な濃度又は量を選択して、１つ以上の生物組織の少なくとも１つの特性を補償し又は計上するための指示書を備える。一実施形態において、接着剤製剤は、１つ以上の所定の組織特性に基づいて選択される。例えば、本明細書に記載するもの等の試験を予め行って、健康な状態及び疾病状態の両方において生物組織上の結合基の密度数を決定してもよい。代替的に、迅速組織試験を行って、結合基の数又は密度を評価してもよい。組織結合基の定量化は、組織を（１）結合基と特異的に相互作用する少なくとも１つの官能基を有する１つ以上の材料と接触させることにより行うことができ、また（２）蛍光発光、又は、結合基と材料とを分離するのに必要な脱離力（ｄｅｔａｃｈｍｅｎｔ ｆｏｒｃｅ）によって評価することができる。別の実施形態では、生物組織上の結合基の密度が未知である場合、最初に、本明細書に記載したように、過剰の、アルデヒドを含むもの等のポリマー成分を加えて、生物組織の表面上の結合基の密度を計測してもよい。

所定の実施形態において、キットは、少なくとも１つの注射器を備える。一実施形態において、注射器は、ポリマー成分溶液及びデンドリマー成分溶液のための別個のリザーバを含む。注射器は、プランジャーを押し下げた際に２つの溶液を組み合わせる混合先端部も含み得る。混合先端部は、注射器に対して解放可能に固定することができてもよく（混合先端部の交換を可能にするために）、また混合先端部は、静的ミキサーを含んでもよい。いくつかの実施形態において、注射器内のリザーバは、異なるサイズを有し又は異なる容積の溶液を収容してもよい。別の実施形態では、注射器内のリザーバは、同一のサイズを有し又は同一の容積の溶液を収容してもよい。更なる実施形態において、１つのリザーバは、本明細書にて上述した発泡組成物の一液を収容してもよく、第二のリザーバは、発泡組成物の二液を収容してもよい。

図２２は、注射器２２０の一実施形態を示す。注射器２２０は、２つのリザーバ（２２３、２２４）を有する本体２２１を含む。デンドリマー成分溶液は、第一のリザーバ２２３内に配置され、ポリマー成分溶液は、第二のリザーバ２２４内に配置されている。２つのリザーバ（２２３、２２４）は、プランジャー２２２を押し下げることによって空にされ、プランジャー２２２は、２つのリザーバ（２２３、２２４）の内容物を混合先端部２２５内へ、そして注射器２２０の外部へと押す。

更なる実施形態において、注射器のリザーバの１つ以上は、取り外し可能であってもよい。この実施形態では、取り外し可能なリザーバは、所望の濃度のポリマー成分溶液又はデンドリマー成分溶液を収容するリザーバで置き換えられてもよい。

好ましい実施形態において、キットは無菌である。例えば、キットの成分は、例えばトレー、パウチ、及び／又は箱内に一緒に包装されてもよい。包装されたキットは、電子ビーム照射、γ照射、酸化エチレン滅菌、又は他の好適な技術などの既知の技術を用いて滅菌されてもよい。

本発明を如何様にも実施例の範囲に限定を課すものと解釈されるべきではない以下の実施例により、本発明を更に説明する。むしろ、本明細書の記載を読んだ後に、本発明の趣旨又は添付の請求項の範囲から逸脱することなく、当業者にそれ自体を示唆し得る本発明の様々な他の態様、実施形態、修正及び等価物を頼りとし得ることを明確に理解するべきである。それ故、本発明の別の態様は、本明細書に開示される本発明の明細書及び実践を考慮することにより当業者に明かとなるであろう。

実施例１−様々な組織の予備試験
アルデヒド被覆蛍光マイクロスフェア（ｆ−ＭＳ）の結合を用いて組織−表面化学を調べ、これは接着剤構造（ｍｅｃｈａｎｉｃｓ）の変動に関する機構的基礎を提供する。この技術は、Ａｒｔｚｉ，Ｎ．，ｅｔ ａｌ．ＡＤＶ．ＭＡＴＥＲ ２１，２００９ １−５に記載されている。

組織−組織の界面応力が表面化学の変動によって自然に調節されるため、この技術を使用した。これらの変化を研究することによって組織−接着剤製剤の相互作用が説明され、組織特異的な接着剤製剤の開発が援助された。

この実施例では、小腸の３つの領域からの組織を試験した：空腸、十二指腸及び回腸。これらの組織は、その化学的相違が胃腸（ＧＩ）管の生理機能を駆動するため選択された。収縮性及び蠕動の範囲、ｐＨ、及びＧＩ床全域の表面化学によって、栄養摂取、炎症、感染などの広範囲の調節が可能である。各組織の生検を等しい表面積（２０ｍｍ^２）で調製し、ロッカー上の０．５ｍＬの０．５％ｆ−ＭＳ溶液中に３７℃で２０分間浸した。次いで、組織サンプルを１０ｍＬのＰＢＳで３回、徹底的に濯いだ。濯ぎ後、組織サンプルの表面における蛍光強度を測定した。蛍光発光顕微鏡を用いて画像を獲得して、ｆ−ＭＳの存在を確認した。フルオレセインの場合、フルオレセインイソチオシアネート（ＦＩＴＣ）フィルターを使用し、ヨウ化プロピジウム（組織染色）の場合、テトラメチルローダミンイソチオシアネート（ＴＲＩＴＣ）を使用した。

図１に、各組織サンプルの表面上のｆ−ＭＳの正規化蛍光発光を示す。小腸の３つの領域からの組織は、結合したｆ−ＭＳの様々な蛍光強度が示すように、異なる数のアミン基を有する表面を有した。この図では、ｐ−値＜０．０５が統計的有意性を示すと見なされた。

実施例２−生体適合性接着剤の界面蛍光発光
実施例１の天然ＧＩ表面化学に関する情報を使用して、特定の組織と差別的に相互作用して、より有効なＧＩ壁密封剤を形成する接着剤製剤を作製した。腸内容物の漏洩は、局所感染及び全身敗血症、腹膜炎をもたらし得る、頻繁に起こる外科的合併症であり、多くの場合に手術を必要とする。接着剤製剤と組織特性とを一致させることによって接着剤製剤を作製した。この実施例は、組織表面における相違、この場合では、十二指腸、空腸及び回腸におけるアミン密度が、様々なアルデヒド含有量及び密度の接着剤製剤との相互作用に影響を与えることを決定した。

組織−接着剤界面における接着剤製剤の形態を特徴付けるために、デンドリマー成分をフルオレセインで標識した。この技術は、Ａｒｔｚｉ，Ｎ．，ｅｔ ａｌ．ＡＤＶ．ＭＡＴＥＲ ２１，２００９ １−５に記載されている。この実施例で使用したデンドリマーは、２５％のその表面基が、ヒドロキシル基の代わりに第一級アミンを有するＧ５デンドリマーであった。デンドリマーは、約３０ｋダルトンの分子量を有した。

デンドリマーを６ｍＬのジメチルスルホキシドに溶解した後、０．０３０ｇの６−（フルオレセイン−５−カルボキシアミド）ヘキサン酸（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ、Ｃａｒｌｓｂａｄ、ＣＡ９２００８）及び１２μＬのトリエチルアミンを加えた。混合物を室温で４８時間撹拌した。溶媒の蒸発後に得られた固体を１００ｍＬの水に溶解し、透析し、凍結乾燥した。次いで、フルオレセイン−標識デンドリマーを水に加えて、フルオレセイン−標識デンドリマーの重量で１％の総固形分（１２．５％）を有する溶液を作製した（Ｇ５−２５−１２．５）。

別個のデキストランの水性溶液を作製した。デキストランは、この実施例では、約１０ｋダルトンの分子量を有し、５０％のそのヒドロキシル基がアルデヒドに変換されていた。水性溶液は、１１．２５重量％のデキストランを含んでいた（Ｄ１０−５０−１１．２５）。

次いで、２つの溶液Ｇ５−２５−１２．５及びＤ１０−５０−１１．２５を組み合わせ、異なる小腸の領域：空腸、十二指腸及び回腸からの３つの組織の別個のサンプルに適用した。溶液の組み合わせを５分間硬化させた。

次いで、組織サンプルを低温切開し（２０μｍの切片）、ヨウ化プロピジウムで染色した。組織：接着剤界面における接着剤の形態を、画像分析技術（Ｌｅｉｃａ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍ、ＭｅｔａＭｏｒｐｈ（登録商標））を使用して定量化して、組織表面と材料塊との間の一過性材料を特徴付けた。図２は、標識デンドリマーの界面蛍光発光を示す。正規化蛍光発光の相違により、これらの組織が有した異なるアミン密度に起因して、標識デンドリマー：デキストラン（製剤Ｇ５−２５−１２．５：Ｄ１０−５０−１１．２５）が３つの組織表面と異なる反応性を有することが証明された。この図では、ｐ−値＜０．０５が統計的有意性を示すと見なされた。

ｆ−ＭＳ分析が特定の組織と標識デンドリマー：デキストラン（製剤Ｇ５−２５−１２．５：Ｄ１０−５０−１１．２５）との相互作用を正確に予想することを証明するために、ｆ−ＭＳの正規化蛍光発光及び標識デンドリマーの正規化蛍光発光をプロットし、図３に示すように比較した。この図では、標識デンドリマー（Ｘ軸）及びｆ−ＭＳの正規化蛍光発光の間に線形の相関が存在した。その結果、ｆ−ＭＳは、異なる組織のタイプに適用された際の様々な接着剤組成物の挙動を正確に計測するツールとして使用された。ｆ−ＭＳから得られた情報は、デンドリマー成分、ポリマー成分及び／又は溶液濃度をどのように調整して、異なる組織タイプの様々な特性を補償するかを決定するのに使用することができる。これらのデータは、組織上の官能基及び接着剤製剤中の官能基がアルデヒド仲介の接着剤相互作用に影響を与え、組織−特異的接着剤の設計に関する機能的基礎を提供するという観念を支持した。この実施例では、マイクロスフェアアッセイは、本明細書に記載した引張強度試験で測定した、接着強度の機械的定量化と相関した。

実施例３−接着強度に対するポリマー成分溶液濃度の効果
生体適合性接着剤を様々な組織に適用した後の接着強度を、単調一軸引張試験（Ｂｏｓｅ（登録商標） Ｂｉｏｄｙｎａｍｉｃ Ｔｅｓｔ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ、Ｍｉｎｎｅｔｏｎｋａ、ＭＮ、ＵＳＡ）を用いて測定した。この実施例では、３つの接着剤製剤を小腸からの３つの組織に適用した。３つの接着剤製剤は、同一のデンドリマー成分溶液：実施例２に記載したＧ５−２５−１２．５溶液を含んでいた。各ポリマー成分溶液は、１０ｋダルトンの分子量を有し、かつ５０％のそのヒドロキシル基がアルデヒドに変換されている様々な濃度のデキストラン（Ｄ１０−５０）を含んでいた。第一のポリマー成分溶液は２５重量％のデキストラン濃度を有し（Ｄ１０−５０−２５）、第二のポリマー成分溶液は１５重量％のデキストラン濃度を有し（Ｄ１０−５０−１５）、第三のポリマー成分溶液は１１．２５重量％のデキストラン濃度を有していた（Ｄ１０−５０−１１．２５）。

個々のデキストラン溶液の各々を、等容積のデンドリマー溶液と組み合わせて、３つの製剤：（１）Ｄ１０−５０−２５：Ｇ５−２５−１２．５、（２）Ｄ１０−５０−１５：Ｇ５−２５−１２．５及び（３）Ｄ１０−５０−１１．２５：Ｇ５−２５−１２．５を作製した。これらの接着剤製剤の２００μＬを均一なサイズの２つの組織生検（直径８ｍｍの円板、試験要素の全厚は１ｍｍ）の間に均等に分配することにより接着剤試験要素を作製した。３つの全製剤は、小腸の様々な領域：回腸、空腸及び十二指腸からの３つの組織上で試験された。接着剤製剤を適用する前に、組織表面を徐々に乾燥した。

各製剤を組織表面間に適用し、５分間硬化させた後、接着剤試験要素を定速０．０５ｍｍ／ｓで移動し、荷重応答を連続的に記録した（２００測定値／ｓ）。記録された荷重を正規化して、接着剤試験要素の断面積を計上した。図４に、各組織型に対する各製剤の最大荷重（Ｎ）を示す。３つの全組織上で、増大する濃度のデキストラン溶液は最大荷重を増大させた。従って、ポリマー成分溶液の濃度の変更、この実施例ではデキストラン含有溶液の濃度の変更は、様々な組織タイプの異なる構造及び化学的性質を補償し得る。この図では、ｐ−値＜０．０５が統計的有意性を示すと見なされた。

３つの追加の製剤の最大荷重（Ｎ）、及び空腸に対するそれらの接着も試験した。上述した製剤と同様に、各々同じ濃度のデンドリマー成分溶液、この場合ではＧ５−２５、１２．５を含んでいた。しかしながら、異なる濃度のポリマー成分溶液を使用して各製剤を作製した：７．５重量％、９．３７５重量％及び２０重量％。従って、３つの追加の製剤は、（４）Ｄ１０−５０−７．５：Ｇ５−２５−１２．５、（５）Ｄ１０−５０−９．３７５：Ｇ５−２５−１２．５及び（６）Ｄ１０−５０−２０：Ｇ５−２５−１２．５であった。

図５に、これら３つの追加の製剤及び前述した製剤の最大荷重（Ｎ）を示す。ポリマー成分溶液の濃度が増大するにつれて、最大荷重（Ｎ）が増大した。この結果は更に、ポリマー成分溶液の濃度の調整を用いて、組織間の相違を補償し得る方法を示した。この図では、ｐ−値＜０．０５が統計的有意性を示すと見なされた。空腸組織に適用された後、図５で試験した接着剤製剤の画像を獲得した。画像は、製剤を空腸に適用する前に、１％のデンドリマーに６−（フルオレセイン−５−カルボキシアミド）ヘキサン酸でタグ付けすることにより獲得した。次いで、空腸を液体窒素により凍結し、一晩−８０℃に維持した。次いで、組織を低温切開し（２０μｍ切片）し、ヨウ化プロピジウムで染色した。ＦＩＴＣ（材料、フルオレセイン）及びＴＲＩＴＣ（組織、ヨウ化プロピジウム）フィルターを使用して、蛍光発光顕微鏡法画像を撮影した。画像は、組織と接着剤製剤との間の界面を現した。

図５の空腸と接着剤製剤との間の界面における蛍光発光も測定した。図６に示すように、正規化蛍光発光は、ポリマー成分溶液の濃度、この場合はデキストラン溶液の濃度が増大するにつれて増大した。ポリマー成分溶液の濃度との相関付けに加えて、正規化蛍光発光は、空腸に適用された接着剤製剤の最大荷重とも相関付けられた。この関係を図７に示す。これらの関係は、本明細書に記載した分析技術が、異なる組織タイプの特性を含む、多数の変数を補償するために接着剤製剤に為される変更をどのように予想及び見積もるために使用できるかを示した。これらの試験はまた、疾病の状態及びその重症度が、組織表面上の化学基の数及び機能をどのように変更し得るかを決定することも可能にする。

実施例４−様々な接着剤製剤の生体適合性
実施例３に記載した３つの接着剤製剤の生体適合性を、３Ｔ３線維芽細胞を使用して試験した。３つの接着剤製剤は、（ａ）Ｄ１０−５０−７．５：Ｇ５−２５−１２．５、（ｂ）Ｄ１０−５０−１５：Ｇ５−２５−１２．５及び（ｃ）Ｄ１０−５０−２５：Ｇ５−２５−１２．５であった。１日、１週間及び１ヶ月後、細胞生存を測定した。

直径５ｍｍの接着剤円板を５ｍＬの培地中にて３７℃で１日間、１週間及び１ヶ月間保った。各区間において、１００Ｋ３Ｔ３線維芽細胞を、円板の分解生成物を含む１ｍＬの培地中で２４時間インキュベートした。２４時間後、ＣｙｔｏｔｏｘＯＮＥ Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ Ａｓｓａｙ（Ｐｒｏｍｅｇａ Ｃｏｒｐ．、Ｍａｄｉｓｏｎ、ＷＩ、ＵＳＡ）を用いて細胞死を測定し、死細胞の数を生細胞及び死細胞の両方の総数に関して正規化した。生細胞の数は、細胞のトリプシン処理及び計数により決定した。図８に示すように、生体適合性試験は、非常に高い細胞生存を示した。マウスの組織中に移植した接着剤製剤の画像も良好な生体適合性を示した。

同様に、図９及び１０は、様々な接着剤製剤の関連する病理組織学的知見を示す。この試験では、１５μｍの組織切片を、各用量グループに関する、時間点による関連するパラメータ（例えば、炎症、線維症、巨細胞など）の半定量的スコアリング（即ち、１＝最小、２＝軽度、３＝重度）のためにヘマトキシリン及びエオシンで染色した。

実施例５−様々な接着剤製剤のゲル化時間の比較
本明細書に記載した数個の接着剤製剤のゲル化時間を互いに比較し、またポリエチレングリコール（ＰＥＧ）アミン及びデキストランを使用して作製した接着剤と比較した。この実施例でのゲル化時間は、２つの成分が接着剤ヒドロゲルを形成するのに要した時間であり、これは架橋密度及び剛性を示す。

この試験のために、本明細書に記載した６つの異なる接着剤製剤を生成した。各接着剤製剤は、Ｇ５−２５−２０（これは、２５％のその表面基がヒドロキシル基ではなく第一級アミンを有するＧ５デンドリマーの２０重量％水性溶液である）と、様々な濃度のＤ１０−５０の水性溶液との組み合わせからなり、このＤ１０−５０は、５０％のそのヒドロキシル基がアルデヒドで置き換えられた１０ｋダルトンのデキストランである。Ｄ１０−５０溶液の重量パーセントによる濃度は、４、５、７．５、１０、１５及び２５であった。図１１に示すように、１０、１５及び２５重量％のポリマー成分溶液濃度を有する接着剤組成物のゲル化時間は、非常に類似し、４、５及び７．５重量％のポリマー成分溶液濃度を有する接着剤組成物のゲル化時間よりも遙かに短かった。

図１１は、ＰＥＧアミン及びデキストラン（Ｄ１０−５０）を含む様々な接着剤のゲル化時間も含む。この実施例のＰＥＧアミンは、各腕の末端に第一級アミンを有する８つの腕を有し、かつ分子量が１０ｋダルトンのポリエーテルであった。この実施例では、Ｐ８−１０−６．６７と称されるＰＥＧ−アミンの６．６７重量％の水性溶液を、以下の濃度のデキストラン溶液と組み合わせた：４、５、１０、１５及び２５重量％。図１１に、これら６つのＰＥＧ接着剤のゲル化時間をプロットする。比較のために、図１１で比較される全接着剤製剤は、各々が同じ数のＰＥＧアミン分子又はデンドリマー分子のいずれかを有するように配合された。

図１１に示すように、デンドリマー含有接着剤製剤のゲル化時間は、全濃度のデキストランにおいてＰＥＧアミン接着剤のゲル化時間よりも速かった。任意の特定の理論に束縛されるものではないが、この矛盾は、本明細書に記載した接着剤製剤のデンドリマー成分の立体障害がより小さく；従って、デンドリマー成分とデキストランとの間の反応が、ＰＥＧアミンとデキストランとの間の反応と比較して、起こる可能性が高いことに起因し得る。

図１１の接着剤の最大荷重を図１２にプロットする。５重量％デキストラン溶液を含む接着剤製剤を除いて、デンドリマー含有接着剤製剤は、より高い最大荷重を有した。

実施例６−デンドリマーを含む接着剤製剤と、異なる分子量のＰＥＧアミンを含む接着剤製剤との比較
実施例５では、デンドリマー成分は、２５％のその表面基上に、ヒドロキシル基の代わりに第一級アミンを有し、かつ分子量が３０ｋダルトンであるデンドリマーであった。対照的に、実施例５の他の接着剤製剤中に使用したＰＥＧ−アミンは、１０ｋダルトンの分子量を有した。ＰＥＧアミンの分子量の効果を試験するために、異なる分子量を有するＰＥＧ−アミンを含む一連の接着剤を生成した。分子量は異なっていたが、各接着剤は、同一の数のＰＥＧアミン分子を含んでいた。

詳細には、３つの異なるＰＥＧアミン成分を使用して、この３つのＰＥＧアミン成分を、５、７．５、１０、１５及び２５重量％の濃度を有するデキストラン溶液と組み合わせることによって、１５個の接着剤を配合した。３つの異なるＰＥＧアミン成分は、各々、８つの腕を有し（Ｐ８）、１０ｋダルトンのＰＥＧ−アミンの６．６７重量％溶液、２０ｋダルトンのＰＥＧアミンの１３．３４重量％溶液、及び４０ｋダルトンのＰＥＧアミンの２６．６８重量％溶液からなっていた。

図１３は、これら１５個の接着剤のゲル化時間と、各デキストラン溶液を、２５％のその表面基上にヒドロキシル基の代わりに第一級アミンを有する３０ｋダルトンのＧ５デンドリマーの２０％溶液と組み合わせることによって作製された接着剤製剤に関するゲル時間とを示す。ＰＥＧアミン接着剤中のＰＥＧの分子量が増大するにつれて、ＰＥＧアミン接着剤のゲル化時間が、本明細書に記載したデンドリマー含有接着剤製剤とより同様になった。２０ｋダルトン及び４０ｋダルトンのＰＥＧアミン接着剤はほぼ同じゲル化時間を有し、このゲル化時間は、１０ｋダルトンのＰＥＧアミンのゲル化時間よりも短かった。任意の特定の理論に束縛されるものではないが、この相違は、立体障害における相違：より大きい分子量を有するＰＥＧアミンは立体障害がより小さく、その結果、他の成分と反応する可能性がより高いことに起因すると思われる。

２０ｋダルトン及び４０ｋダルトンのＰＥＧアミン接着剤は、１０ｋダルトンのＰＥＧアミン接着剤と比較して速いゲル化時間を有したが、１０ｋダルトンのＰＥＧアミン接着剤により対処された最大荷重は、２０ｋダルトン及び４０ｋダルトンのＰＥＧアミン接着剤の最大荷重よりも大きかった。任意の特定の理論に束縛されるものではないが、このことは、デキストラン中のアルデヒドと、組織中のアミン及びＰＥＧアミン中のアミンとの間の反応における競合に関連し得る。図１４は、これらの結果を示す。

実施例７−疾病モデル−結腸炎誘導
結腸炎に基づいて疾病モデルを設計した。モデルを開発するために、健康な結腸及び疾病結腸のアミン密度の相違を試験した。この実験は、炎症の誘導により組織表面が変更されたか、そのことがデンドリマー含有接着剤製剤の接着及び粘着強度にどの程度影響するかを示した。

疾病モデルのために、ジニトロベンゼンスルホン酸（ＤＮＢＳ）を濃度８０ｍｇ／ｍＬで注入した。２４時間後、ウサギを安楽死させ、結腸を回収し、洗浄し、０．５％アルデヒド被覆マイクロスフェア溶液中で２０分間インキュベートした。組織を凍結させ、低温切開し、ヨウ化プロピジウムで染色した。マイクロスフェアの強度を蛍光発光顕微鏡法により定量した。

蛍光発光顕微鏡画像は、健康なモデルが、より大きいアミン密度と、表面に沿ってより高い分布とを有することを示した。低温切開した健康な組織及び疾病組織のヘマトキシリン及びエオシン染色（Ｈ＆Ｅ）は、細胞浸潤による結腸の肥大及び肥厚により示されるように、管腔表面の形態の変化を示した。漿膜層化学も影響され、このことは、疾病状態の結腸全体にわたるｆ−ＭＳ強度及び連続性の変化、即ち表面に存在したアミン基がより少ないことにより証明された。図１５は、健康なモデル及び疾病モデルにおけるマイクロスフェア強度の分布を示す。図１６は、健康な組織及び疾病組織（結腸炎）に適用されたマイクロスフェアの平均強度を示す。このグラフは、組織が炎症した際、マイクロスフェア平均蛍光発光強度が、従ってデンドリマー含有接着剤製剤の組織に対する接着が、劇的に低下（６０％を超えて）することを示す。

このモデルでは、アミン密度の低下は、組織と接着剤製剤との間の相互作用と、接着強度とに影響を与えた。より詳細には、この特定の実施例では、結腸炎は、組織表面のより低い蛍光発光強度と、図１７に示すように、より低い表面被覆率とにより示されるように、組織に対するｆ−ＭＳ結合の低下をもたらした。この実施例では、より低い表面被覆率は、孤立した範囲内に生じ、健康な状態に観察される連続的な表面被覆を乱した。従って、投与された成分溶液の濃度又は成分の量は、疾病組織のこの特性を補償するよう調整されてもよい。特定の材料製剤は、疾病誘導による組織表面化学の変化に対処するよう設計されてもよい。詳細には、所定の実施形態では、より大量の又は高い濃度のポリマー成分を含む製剤を投与して、疾病組織の表面上のアミンの数の低下を補償することによって、反応収率、接着、又は両方を改善することができる。

実施例８−疾病モデル−癌
実施例７の分析を、ラットの結腸からの癌性組織上でも行った。癌モデルでは、図１８に示すように、疾病組織は健康な組織と比較して高いｆ−ＭＳ組織表面被覆率を有した。結腸炎モデル（実施例７）及び癌モデルが生んだ反対の結果は、本明細書に記載した接着剤製剤を、疾病誘導による組織変化を補償するように調整する重要性を示す。結腸炎モデル（実施例７）と癌モデルとのｆ−ＭＳ強度の差異のより徹底的な比較を図１９に示す。図１９は、結腸炎モデル（実施例７）からの炎症結腸組織は、癌モデルの癌性組織と比較して低いｆ−ＭＳの組織表面被覆率を有したことを示す。

実施例９−接着剤製剤に対する組織応答−結腸炎モデル
炎症の重症度、漿膜ヘテロフィル（材料に対する応答を示す、材料を有する界面における）、及び漿膜線維症（治癒を示す）を示す一連の組織学スコアを収集することによって、接着剤製剤に対する全般的な組織応答を決定した。この実施例で使用した接着剤製剤は、Ｄ１０−５０−１５及びＧ５−２５−２０を含んでいた。表１に列挙した６つの結腸組織グループに関して組織学スコアを収集した。切開を含むグループの各々において、切開を縫合した。Ｈ＆Ｅ染色切片の顕微鏡写真も収集し、これを表１にて説明する。組織サンプルは、実施例７のプロセスに類似した方法で収集した。

図２０は、グループＩ〜ＶＩの組織から収集した組織学スコアを示す。健康な組織（グループＩ、ＩＩＩ及びＶ）において、グループＶの炎症は、グループＩＩＩの炎症と比較して低かった。従って、この試験では、切開を有する健康な組織の炎症は、接着剤の適用後に低下された。健康な組織では、接着剤製剤が適用されたか否かに係わらず治癒応答は類似し、接着剤製剤に対する任意の有害な応答の証拠は存在しなかった。

疾病組織（グループＩＩ、ＩＶ及びＶ）では、全般的な炎症は、健康な組織と比較してより高かった。しかしながら、接着剤製剤の適用により組織と接着剤製剤との間の界面における炎症性応答が増大することが観察された。更に、この特定の試験では、疾病組織に対する接着剤製剤の適用が、漿膜線維症を増大させ、即ち組織の治癒を高めた。

漿膜ヘテロフィル及び漿膜線維症の両方は、組織の状態（疾病又は健康）の影響を受け、このことは、所定の場合に、特定の微小環境状態の見地から接着剤製剤を調整する重要性を更に示している。

実施例１０−接着剤製剤に対する組織応答−癌モデル
実施例９の分析は、癌性組織上でも行われた。実施例９と同様に、この実施例で使用した接着剤製剤は、Ｄ１０−５０−１５及びＧ５−２５−２０を含んでいた。炎症の重症度、漿膜ヘテロフィル（材料に対する応答を示す、材料を有する界面における）、及び漿膜線維症（治癒を示す）を示す一連の組織学スコアを収集することによって、接着剤製剤に対する全般的な組織応答を測定した。表２に列挙した６つの組織グループに関する組織学スコアを収集した。切開を含む各グループでは、切開を縫合した。Ｈ＆Ｅ染色切片の顕微鏡写真も収集し、これを表２にて説明する。組織サンプルは、実施例８のプロセスに類似した方法で収集した。

図２１は、グループＶＩＩ〜ＸＩＩの組織から収集した組織学スコアを示す。全般的な炎症及び表面炎症は、健康な状態（基ＶＩＩ、ＩＸ及びＸＩ）と疾病（基ＶＩＩＩ、Ｘ及びＸＩＩ）状態とで類似していた。結腸炎モデル（実施例８）と同様、接着剤製剤を加えることにより、表面ヘテロフィルの上昇によって示されるように癌性組織に治癒が付与された。

Claims (23)

1. 接着剤を作製するためのキットであって、
   ポリマー成分を含む第一の溶液を含む第一の部であって、前記ポリマー成分が、１つ以上のアルデヒド基を有するポリマーを含む、第一の部と、
   デンドリマー成分を含む第二の溶液を含む第二の部であって、前記デンドリマー成分が、１つ以上の表面基を有する少なくとも２つの枝を有するデンドリマーを含み、７５％未満の前記表面基が少なくとも１つの第一級又は第二級アミンを含む、第二の部と、を備える、キット。
2. 更に注射器を備え、前記第一の溶液及び第二の溶液が、前記注射器内に保管される、請求項１に記載のキット。
3. 前記注射器が、前記第一の溶液及び第二の溶液のための別個のリザーバを含む、請求項２に記載のキット。
4. 前記注射器が、混合先端部を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のキット。
5. 更に、異なる濃度の前記第一の溶液を有する少なくとも２つのリザーバを備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載のキット。
6. 更に、異なる濃度の前記第二の溶液を有する少なくとも２つのリザーバを備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載のキット。
7. 更に、前記第一の溶液又は第二の溶液の少なくとも一方の適切な濃度を選択して、１つ以上の生物組織の特性を補償するための指示書を備える、請求項１に記載のキット。
8. 前記デンドリマー成分、ポリマー成分、又は両方の成分が、薬物を含む、請求項１に記載のキット。
9. 前記デンドリマー成分、ポリマー成分、又は両方の成分が、幹細胞又は他の細胞を含む、請求項１に記載のキット。
10. 接着剤を作製するための方法であって、
    ポリマー成分を含む第一の溶液であって、前記ポリマー成分が、１つ以上のアルデヒド基を有するポリマーを含む、第一の溶液を提供することと、
    デンドリマー成分を含む第二の溶液であって、前記デンドリマー成分が、１つ以上の表面基を有する少なくとも２つの枝を有するデンドリマーを含み、前記表面基の７５％未満が、少なくとも１つの第一級又は第二級アミンを含む、第二の溶液を提供することと、
    前記第一の溶液と第二の溶液とを混合先端部中で一緒に組み合わせて、接着剤を生成することと、を含む、方法。
11. 前記ポリマーが、約１，０００〜約１，０００，０００Ｄａの分子量を有する、請求項１に記載のキット。
12. 前記ポリマーの官能化度が、約１０％〜約７５％である、請求項１に記載のキット。
13. 前記ポリマーが多糖である、請求項１に記載のキット。
14. 前記ポリマーがデキストランである、請求項１に記載のキット。
15. 前記デキストランが、約１０ｋＤａの分子量を有する、請求項１４に記載のキット。
16. 前記デキストランの約５０％のヒドロキシル基がアルデヒドである、請求項１４に記載のキット。
17. 前記デンドリマーが、少なくとも２世代を通して延びる、請求項１に記載のキット。
18. 前記デンドリマーが、約１，０００〜約１，０００，０００Ｄａの分子量を有する、請求項１に記載のキット。
19. 前記デンドリマーが、世代５ＰＡＭＡＭ−誘導デンドリマー、又は、少なくとも１つのヒドロキシルを有する表面基を含む開始デンドリマーを酸化することにより誘導されたデンドリマーである、請求項１に記載のキット。
20. 前記デンドリマーが、前記デンドリマーの約２５％の表面基上に第一級アミンを有する世代５デンドリマーである、請求項１に記載のキット。
21. 前記デンドリマー成分、ポリマー成分、又は両方が更に、発泡剤、ｐＨ調整剤、増粘剤、抗菌剤、着色剤、界面活性剤、及び放射線不透過性剤からなる群から選択される添加剤を含む、請求項１に記載のキット。
22. 薬物送達組成物であって、
    １つ以上のアルデヒド基を有するポリマーを含むポリマー成分と、
    １つ以上の表面基を有する少なくとも２つの枝を有するデンドリマーを含み、７５％未満の前記表面基が少なくとも１つの第一級又は第二級アミンを含む、デンドリマー成分と、
    前記ポリマー成分及びデンドリマー成分の少なくとも一方と組み合わされた少なくとも１種の薬物と、を含む、組成物。
23. 前記ポリマー及びデンドリマー成分が、組み合わせにおいて、前記組成物を生物組織に接着させるのに有効である、請求項２２に記載の組成物。