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用于将治疗气体保存和递送到伤口的系统和方法

阅读:531发布:2024-02-21

专利汇可以提供用于将治疗气体保存和递送到伤口的系统和方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种系统(100),其包括 生物 相容性 聚合物 基质(120)和单独储存的 流体 (130),用于改善 治疗 气体向完整 皮肤 的表面下方的区域或伤口部位的递送。提供了该系统可以将治疗气体保存在基质中,使得其浓度保持大致恒定,直到系统准备好用于使用,此时可以将单独储存的流体添加到或暴露于基质以活化基质并因此增加了生物相容性聚合物基质对治疗气体的渗透性,从而有助于治疗气体的递送以治疗伤口和完整皮肤。还提供了使用基质以及使该基质失活的方法及其用于递送治疗气体的方法。,下面是用于将治疗气体保存和递送到伤口的系统和方法专利的具体信息内容。

1.一种治疗气体保存和递送系统,包括:(1)包含聚合物和闭孔的生物相容性聚合物基质,其中大致恒定浓度的治疗气体储存在生物相容性聚合物基质内,进一步地,其中所述生物相容性聚合物基质包括表面,所述表面配置成直接接触完整皮肤的表面或伤口部位;和(2)单独储存的流体,其中所述生物相容性聚合物基质和所述单独储存的流体之间保持分离以保持储存在生物相容性聚合物基质中的治疗气体的浓度,进一步地,其中将所述单独储存的流体添加到或暴露于所述生物相容性聚合物基质有助于将所述治疗气体递送到完整皮肤的表面下方的区域或伤口部位,其中所述治疗气体溶解在已经添加到或暴露于所述生物相容性聚合物基质的所述单独储存的流体中。
2.权利要求1所述的治疗气体保存和递送系统,其中所述生物相容性聚合物基质暴露于所述单独储存的流体约5秒至约30分钟的时间段。
3.权利要求1或2所述的治疗气体保存和递送系统,其中将所述单独储存的流体添加到或暴露于所述生物相容性聚合物基质导致按需治疗气体递送速率为约1毫升/(平方米·小时)至约10,000毫升/(平方米·小时)。
4.前述权利要求中任一项所述的治疗气体保存和递送系统,其中所述单独储存的流体包括、盐水、润湿剂、化学模拟的伤口流体、伤口渗出物或其组合。
5.前述权利要求中任一项所述的治疗气体保存和递送系统,其中在将所述单独储存的流体添加到或暴露于所述生物相容性聚合物基质之后,将所述治疗气体溶解在所述单独储存的流体中,使得所述治疗气体沿着扩散梯度移动以递送到所述完整皮肤的表面下方或伤口部位。
6.前述权利要求中任一项所述的治疗气体保存和递送系统,其中所述治疗气体包括、氮、一氧化氮、二氧化、空气、一氧化二氮、硫化氢、气态前列腺素、氟烷衍生物或其组合。
7.前述权利要求中任一项所述的治疗气体保存和递送系统,其中所述治疗气体被输送通过所述完整皮肤的表面或被输送到所述伤口部位最长达约10天。
8.前述权利要求中任一项所述的治疗气体保存和递送系统,其中所述生物相容性聚合物基质在流体中能够吸收其重量的至少五倍。
9.前述权利要求中任一项所述的治疗气体保存和递送系统,其中所述生物相容性聚合物基质在添加所述单独储存的流体之前通常不含水分。
10.前述权利要求中任一项所述的治疗气体保存和递送系统,其中所述生物相容性聚合物基质在添加所述单独储存的流体之前显示对所述治疗气体的低渗透性或不渗透性,并且在添加所述单独储存的流体之后显示对所述治疗气体的增加的渗透性。
11.前述权利要求中任一项所述的治疗气体保存和递送系统,其中所述生物相容性聚合物基质是亲水的。
12.前述权利要求中任一项所述的治疗气体保存和递送系统,其中所述聚合物是至少部分交联的。
13.前述权利要求中任一项所述的治疗气体保存和递送系统,其中所述聚合物是吸收性的、弹性体的和生物相容性的聚合物或共聚物。
14.权利要求13所述的治疗气体保存和递送系统,其中所述吸收性的,弹性体的和生物相容性的聚合物或共聚物包括聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚甲基丙烯酰胺、聚酯、聚乙二醇、聚醚、聚酯、聚环氧乙烷、聚乙烯吡咯烷酮弹性体或其组合。
15.权利要求13所述的治疗气体保存和递送系统,其中所述生物相容性聚合物基质还包含多糖。
16.前述权利要求中任一项所述的治疗气体保存和递送系统,其中所述生物相容性聚合物基质还包含活性剂。
17.根据权利要求16所述的治疗气体保存和递送系统,其中将所述单独储存的流体添加到或暴露于所述生物相容性聚合物基质有助于将所述活性剂递送到所述完整皮肤的表面下方的区域或伤口部位,其中所述活性剂溶解在已经添加到或暴露于所述生物相容性聚合物基质的所述单独储存的流体中。
18.前述权利要求中任一项所述的治疗气体保存和递送系统,其中所述生物相容性聚合物基质还包含超吸收性材料。
19.前述权利要求中任一项所述的治疗气体保存和递送系统,其包含一层或多层所述生物相容性聚合物基质。
20.前述权利要求中任一项所述的治疗气体保存和递送系统,其中所述系统包括设置在所述生物相容性聚合物基质的表面上的闭塞性背衬层,其中所述闭塞性背衬层暴露于周围环境。
21.前述权利要求中任一项所述的治疗气体保存和递送系统,其中所述生物相容性聚合物基质还包含开孔。
22.一种用于将治疗气体保存和递送到完整皮肤的区域或伤口部位的方法,所述方法包括:
提供系统,其包括:(1)包含聚合物和闭孔的生物相容性聚合物基质,其中大致恒定浓度的治疗气体储存在所述生物相容性聚合物基质内,和(2)单独储存的流体,其中所述生物相容性聚合物基质和所述单独储存的流体之间保持分离以保持储存在生物相容性聚合物基质中的治疗气体的浓度;
将单独储存的流体添加到或暴露于所述生物相容性聚合物基质,其中在将所述单独储存的流体添加到或暴露于所述生物相容性聚合物基质之后,将所述治疗气体溶解在所述单独储存的流体中;和
将所述生物相容性聚合物基质施加到完整皮肤的表面或伤口部位,其中所述治疗气体被递送到所述完整皮肤的表面下方的区域或伤口部位。
23.权利要求22所述的方法,其中在将所述生物相容性聚合物基质施加到所述完整皮肤的表面或伤口部位之前,将所述生物相容性聚合物基质暴露于所述单独储存的流体约5秒至约30分钟的时间段。
24.权利要求22或23所述的方法,其中将所述单独储存的流体添加到或暴露于所述生物相容性聚合物基质导致按需治疗气体的递送速率为约1毫升/(平方米·小时)至约10,
000毫升/(平方米·小时)。
25.权利要求22至24中任一项所述的方法,其中将所述单独储存的流体施加到所述生物相容性聚合物基质,同时将所述生物相容性聚合物基质施加到所述完整皮肤的表面或所述伤口部位。
26.权利要求22至25中任一项所述的方法,其中将所述单独储存的流体施加到所述生物相容性聚合物基质的皮肤接触表面。
27.权利要求22至26中任一项所述的方法,其中通过浸泡、浸渍、涂覆或喷涂将所述单独储存的流体施加到所述生物相容性聚合物基质。
28.权利要求22至27中任一项所述的方法,其中所述单独储存的流体包括水、盐水、润湿剂、化学模拟的伤口流体、伤口渗出液或其组合。
29.权利要求22至28中任一项所述的方法,其中在将所述单独储存的流体添加到或暴露于所述生物相容性聚合物基质之后,将所述治疗气体溶解在所述单独储存的流体中,使得所述治疗气体沿着扩散梯度移动以递送到所述完整皮肤的表面下方或伤口部位。
30.权利要求22至29中任一项所述的方法,其中所述治疗气体包括氧、氮、一氧化氮、二氧化碳、空气、一氧化二氮、硫化氢、气态前列腺素、氟烷衍生物或其组合。
31.权利要求22至30中任一项所述的方法,其中所述治疗气体被输送通过所述完整皮肤的表面或被输送到所述伤口部位最长达约10天。
32.权利要求22至31中任一项所述的方法,其中所述生物相容性聚合物基质在流体中吸收其重量的至少五倍。
33.权利要求22至32中任一项所述的方法,其中所述生物相容性聚合物基质在添加所述单独储存的流体之前通常不含水分。
34.权利要求33所述的方法,其中在添加所述单独储存的流体之前,将所述生物相容性聚合物基质干燥或脱水。
35.权利要求22至34中任一项所述的方法,其中所述生物相容性聚合物基质在添加所述单独储存的流体之前显示对所述治疗气体的低渗透性或不渗透性,并且在添加所述单独储存的流体之后显示对所述治疗气体的增加的渗透性。
36.权利要求22至35中任一项所述的方法,其中所述聚合物是亲水的并且是至少部分交联的。
37.权利要求22至36中任一项所述的方法,其中所述聚合物是吸收性的、弹性体的和生物相容性的聚合物或共聚物。
38.权利要求37所述的方法,其中所述吸收性的、弹性体的和生物相容性的聚合物或共聚物包括聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚甲基丙烯酰胺、聚酯、聚乙二醇、聚醚、聚氨酯、聚环氧乙烷、聚乙烯吡咯烷酮、硅酮弹性体或其组合。
39.权利要求37所述的方法,其中所述生物相容性聚合物基质还包含多糖。
40.权利要求22至39中任一项所述的方法,其中所述生物相容性聚合物基质还包含活性剂。
41.权利要求40所述的方法,其中将所述单独储存的流体添加到或暴露于所述生物相容性聚合物基质有助于将所述活性剂递送到所述完整皮肤的表面下方的区域或伤口部位,其中所述活性剂溶解在已经添加到或暴露于所述生物相容性聚合物基质的所述单独储存的流体中。
42.权利要求22至41中任一项所述的方法,其中所述生物相容性聚合物基质还包含超吸收性材料。
43.权利要求22至42中任一项所述的方法,其中所述生物相容性聚合物基质包括一层或多层所述生物相容性聚合物基质。
44.权利要求22至43中任一项所述的方法,其中所述生物相容性聚合物基质还包含开孔。
45.一种生物相容性聚合物基质,用于将治疗气体递送到完整皮肤的表面下方的区域或伤口部位,其中所述生物相容性聚合物基质包含聚合物和闭孔,其中大致恒定浓度的治疗气体包含在所述闭孔内,其中所述生物相容性聚合物基质以失活状态存在,使得所述生物相容性聚合物基质显示对所述治疗气体的低渗透性或不渗透性,由此所述生物相容性聚合物基质保持在所述闭孔内包含的治疗气体的浓度。
46.权利要求45所述的生物相容性聚合物基质,其中所述生物相容性聚合物基质通过干燥或脱水而失活。
47.权利要求45或46所述的生物相容性聚合物基质,其中所述生物相容性聚合物基质被配置成当与流体或环境水分接触时活化,其中所述生物相容性聚合物基质在活化时显示出对所述治疗气体的增加的渗透性。
48.权利要求45至47中任一项所述的生物相容性聚合物基质,其中在活化时,所述生物相容性聚合物基质以约1毫升/(平方米·小时)至约10,000毫升/(平方米·小时)的速率将溶解形式的所述治疗气体递送到所述完整皮肤的表面下方的区域或伤口部位。
49.权利要求45至48中任一项所述的生物相容性聚合物基质,其中所述治疗气体包括氧、氮、一氧化氮、二氧化碳、空气、一氧化二氮、硫化氢、气态前列腺素、氟烷衍生物或其组合。
50.权利要求45至49中任一项所述的生物相容性聚合物基质,其中所述生物相容性聚合物基质一旦被活化,所述治疗气体就被输送通过所述完整皮肤的表面或被输送到所述伤口部位最长达约10天。
51.权利要求45至50中任一项所述的生物相容性聚合物基质,其中所述生物相容性聚合物基质在流体中能够吸收其重量的至少五倍。
52.权利要求45至51中任一项所述的生物相容性聚合物基质,其中所述聚合物是亲水的并且是至少部分交联的。
53.权利要求45至52中任一项所述的生物相容性聚合物基质,其中所述聚合物是吸收性的、弹性体的和生物相容性的聚合物或共聚物。
54.权利要求53所述的生物相容性聚合物基质,其中所述吸收性的、弹性体的和生物相容性的聚合物或共聚物包括聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚甲基丙烯酰胺、聚酯、聚乙二醇、聚醚、聚氨酯、聚环氧乙烷、聚乙烯吡咯烷酮、硅酮弹性体或其组合。
55.权利要求53所述的生物相容性聚合物基质,其中所述生物相容性聚合物基质还包含多糖。
56.权利要求45至55中任一项所述的生物相容性聚合物基质,其中所述生物相容性聚合物基质还包含活性剂。
57.权利要求56所述的生物相容性聚合物基质,其中所述生物相容性聚合物基质被配置成当与流体或环境水分接触时活化,其中所述生物相容性聚合物基质在活化时显示对所述活性剂的增加的渗透性。
58.权利要求45至57中任一项所述的生物相容性聚合物基质,其中所述生物相容性聚合物基质还包含超吸收性材料。
59.权利要求45至58中任一项所述的生物相容性聚合物基质,其包含一层或多层所述生物相容性聚合物基质。
60.权利要求45至59中任一项所述的生物相容性聚合物基质,其中在所述生物相容性聚合物基质的表面上设置闭塞性背衬层,其中所述闭塞性背衬层暴露于周围环境。
61.权利要求45至60中任一项所述的生物相容性聚合物基质,其中所述生物相容性聚合物基质还包含开孔。
62.一种增强治疗气体从权利要求45所述的生物相容性聚合物基质向所述完整皮肤的表面下方的区域或伤口部位递送的方法,所述方法包括将所述生物相容性聚合物基质暴露于流体或环境水分。
63.权利要求62所述的方法,其中暴露于所述流体或环境水分增加所述生物相容性聚合物基质对所述治疗气体的渗透性。
64.权利要求62或63所述的方法,其中在将所述生物相容性聚合物基质施加到所述完整皮肤的表面或伤口部位之前,将所述生物相容性聚合物基质暴露于流体或环境水分约5秒至约30分钟的时间段。
65.权利要求62或63所述的方法,其中在所述生物相容性聚合物基质与所述完整皮肤的表面或伤口部位接触的同时,所述生物相容性聚合物基质暴露于流体或环境水分。
66.权利要求62至65中任一项所述的方法,其中所述生物相容性聚合物基质还包含活性剂。
67.权利要求66所述的方法,其中暴露于流体或环境水分增加所述生物相容性聚合物基质对所述活性剂的渗透性。

说明书全文

用于将治疗气体保存和递送到伤口的系统和方法

[0001] 相关申请
[0002] 本申请要求2016年2月16日提交的序列号为62/295,638的美国临时申请的优先权,其通过引用整体并入本文。发明领域
[0003] 本发明一般涉及伤口护理,更具体地涉及治疗气体(例如)从生物相容性聚合物基质向伤口或完整皮肤的表面的受控的保存和递送或释放。
[0004] 发明背景
[0005] 伤口愈合涉及发炎、增生和化脓阶段。氧在发炎和增生阶段起重要作用,并且在这些阶段期间氧消耗增加。因此,被称为缺氧的病症(其中身体的区域缺少足够的氧供应)可以阻止在急性和慢性伤口中的伤口愈合过程。因此,临床医生和医疗器械公司已尝试各种方式将局部氧递送到伤口。使用氧作为局部活性剂的一个挑战是由于其气态形式,其倾向于消散。
[0006] 为了避免这个问题,可以在伤口部位上固定塑料覆盖物,并且可以使用例如便携式氧发生器用氧填充覆盖物和伤口部位之间的空间。然而,这样的系统通常管理起来很麻烦并且对病人而言很尴尬。另一种选择是在加压的高压氧舱中使患者暴露于纯氧。这增加了血液中携带氧的平,进而从毛细血管床使伤口部位增氧。虽然使用高压氧治疗慢性伤口是有效的,但它有其缺点。例如,使用高压氧治疗是昂贵的,需要训练有素的工作人员,并且需要患者前往具有高压舱的医疗机构。此外,全身暴露于纯氧会增加患者的氧中毒险。供选择地,可以将含有氧气的初级伤口敷料放置在伤口部位上以将氧递送到伤口部位。然而,在伤口愈合的各个阶段期间,氧必须被溶解以供细胞利用,并且因此氧气必须穿过多个边界以变得对细胞而言是生物学上可用的。结果,在伤口愈合过程期间,只有一小部分溶解氧到达细胞以供利用。
[0007] 鉴于上述情况,对改进的治疗气体递送系统和使用该递送系统治疗伤口部位或完整皮肤区域的方法存在需求,其中在易于使用、方便的系统中可以控制和优化治疗气体(如氧)的释放。
[0008] 发明概述
[0009] 根据本发明的一个实施方案,提供了治疗气体保存和递送系统。所述系统包括包含聚合物和闭孔的生物相容性聚合物基质,其中大致恒定浓度的治疗气体储存在生物相容性聚合物基质内,进一步地,其中所述生物相容性聚合物基质包括表面,所述表面配置成直接接触完整皮肤的表面或伤口部位;和单独储存的流体。生物相容性聚合物基质和单独储存的流体之间保持分离以保持储存在生物相容性聚合物基质中的治疗气体的浓度,并且将单独储存的流体添加到或暴露于生物相容性聚合物基质,有助于将治疗气体递送到完整皮肤的表面下方的区域或伤口部位,其中所述治疗气体溶解在所述单独储存的流体中,所述流体已经添加到或暴露于所述生物相容性聚合物基质。
[0010] 在一个具体的实施方案中,所述生物相容性聚合物基质可以暴露于所述单独储存的流体中约5秒至约30分钟的时间段。
[0011] 在另一个实施方案中,将所述单独储存的流体添加到或暴露于所述生物相容性聚合物基质可以导致按需治疗气体递送速率为约1毫升/(平方米·小时)至约10,000毫升/(平方米·小时)。
[0012] 在再另一个实施方案中,所述单独储存的流体可以包括水、盐水、润湿剂、化学模拟的伤口流体、伤口渗出物或其组合。
[0013] 在还另一个实施方案中,在将所述单独储存的流体添加到或暴露于所述生物相容性聚合物基质之后,可以将所述治疗气体溶解在所述单独储存的流体中,使得所述治疗气体沿着扩散梯度移动以递送到所述完整皮肤的表面下方或伤口部位。
[0014] 在另外的实施方案中,所述治疗气体可以包括氧、氮、一氧化氮、二氧化、空气、一氧化二氮、硫化氢、气态前列腺素、氟烷衍生物或其组合。
[0015] 在再一个实施方案中,所述治疗气体可以输送通过所述完整皮肤的表面或输送到伤口部位最长达约10天。
[0016] 在进一步的实施方案中,所述生物相容性聚合物基质在流体中能够吸收其重量的至少五倍。
[0017] 在具体的实施方案中,所述生物相容性聚合物基质在添加所述单独储存的流体之前可以通常不含水分。
[0018] 在另一个实施方案中,所述生物相容性聚合物基质在添加所述单独储存的流体之前可以显示对所述治疗气体的低渗透性或不渗透性,并且在添加所述单独储存的流体之后可以显示对所述治疗气体的增加的渗透性。
[0019] 在再另一个实施方案中,所述生物相容性聚合物基质可以是亲水的。
[0020] 在又另一个实施方案中,所述聚合物可以是至少部分交联的。
[0021] 在另外的实施方案中,所述聚合物可以是吸收性的、弹性体的和生物相容性的聚合物或共聚物。例如,所述吸收性的、弹性体的和生物相容性的聚合物或共聚物可以包括聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚甲基丙烯酰胺、聚酯、聚乙二醇、聚醚、聚酯、聚环氧乙烷、聚乙烯吡咯烷酮弹性体或其组合。此外,所述生物相容性聚合物基质还可以包含多糖。
[0022] 在再一个实施方案中,所述生物相容性聚合物基质还可以包含活性剂。此外,将所述单独储存的流体添加到或暴露于所述生物相容性聚合物基质有助于将所述活性剂递送到所述完整皮肤的表面下方的区域或伤口部位,其中所述活性剂溶解在已经添加到或暴露于所述生物相容性聚合物基质的所述单独储存的流体中。
[0023] 在进一步的实施方案中,所述生物相容性聚合物基质可以包含超吸收性材料。
[0024] 在一个具体的实施方案中,所述系统可以包含一层或多层生物相容性聚合物基质。
[0025] 在另一个实施方案中,所述系统可以包括设置在所述生物相容性聚合物基质的表面上的闭塞性背衬层,其中所述闭塞性背衬层暴露于周围环境。
[0026] 在再另一个实施方案中,所述生物相容性聚合物基质还可以包含开孔。
[0027] 根据本发明的另外的实施方案,还提供了一种用于将治疗气体保存和递送到完整皮肤区域或伤口部位的方法。所述方法包括提供系统,其包括包含聚合物和闭孔的生物相容性聚合物基质,其中大致恒定浓度的治疗气体储存在生物相容性聚合物基质内,和单独储存的流体,其中生物相容性聚合物基质和单独储存的流体之间保持分离以保持储存在生物相容性聚合物基质中的治疗气体的浓度;将单独储存的流体添加到或暴露于所述生物相容性聚合物基质中,其中在将所述单独储存的流体添加到或暴露于所述生物相容性聚合物基质之后,将治疗气体溶解在所述单独储存的流体中;和将所述生物相容性聚合物基质施加到完整皮肤的表面或伤口部位,其中所述治疗气体被递送到所述完整皮肤的表面下方的区域或伤口部位。
[0028] 在一个具体的实施方案中,在将所述生物相容性聚合物基质施加到所述完整皮肤的表面或伤口部位之前,可以将所述生物相容性聚合物基质暴露于所述单独储存的流体中约5秒至约30分钟的时间段。
[0029] 在另一个实施方案中,将所述单独储存的流体添加到或暴露于所述生物相容性聚合物基质可以导致按需治疗气体的递送速率为约1毫升/(平方米·小时)至约10,000毫升/(平方米·小时)。
[0030] 在再另一个实施方案中,可以将所述单独储存的流体施加到所述生物相容性聚合物基质,同时将所述生物相容性聚合物基质施加到所述完整皮肤的表面或所述伤口部位。
[0031] 在又另一个实施方案中,可以将所述单独储存的流体施加到所述生物相容性聚合物基质的皮肤接触表面。
[0032] 在另外的实施方案中,可以通过浸泡、浸渍、涂覆或喷涂将所述单独储存的流体施加到所述生物相容性聚合物基质。
[0033] 在再一个实施方案中,所述单独储存的流体可以包括水、盐水、润湿剂、化学模拟的伤口流体、伤口渗出液或其组合。
[0034] 在进一步的实施方案中,在将所述单独储存的流体添加到或暴露于所述生物相容性聚合物基质之后,可以将所述治疗气体溶解在所述单独储存的流体中,使得所述治疗气体沿着扩散梯度移动以递送到所述完整皮肤的表面下方或伤口部位。
[0035] 在一个具体的实施方案中,所述治疗气体可以包括氧、氮、一氧化氮、二氧化碳、空气、一氧化二氮、硫化氢、气态前列腺素、氟烷衍生物或其组合。
[0036] 在另一个实施方案中,所述治疗气体可以输送通过完整皮肤的表面或输送到伤口部位最长达约10天。
[0037] 在再另一个实施方案中,所述生物相容性聚合物基质在流体中可以吸收其重量的至少五倍。
[0038] 在又另一个实施方案中,所述生物相容性聚合物基质在添加所述单独储存的流体之前可以通常不含水分。
[0039] 在另外的实施方案中,在添加所述单独储存的流体之前可以将所述生物相容性聚合物基质干燥或脱水。
[0040] 在再一个实施方案中,所述生物相容性聚合物基质可以在添加所述单独储存的流体之前显示对所述治疗气体的低渗透性或不渗透性,并且可以在添加所述单独储存的流体之后显示对所述治疗气体的增加的渗透性。
[0041] 在进一步的实施方案中,所述聚合物是亲水的并且是至少部分交联的。此外,所述聚合物可以是吸收性的、弹性体的和生物相容性的聚合物或共聚物,例如聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚甲基丙烯酰胺、聚酯、聚乙二醇、聚醚、聚氨酯、聚环氧乙烷、聚乙烯吡咯烷酮、硅氧烷弹性体或其组合。此外,所述生物相容性聚合物基质还包含多糖或超吸收性材料。
[0042] 在再一个实施方案中,所述生物相容性聚合物基质还可以包含活性剂。此外,将所述单独储存的流体添加到或暴露于所述生物相容性聚合物基质可有助于将所述活性剂递送到所述完整皮肤的表面下方的区域或伤口部位,其中将所述活性剂溶解在已经添加到或暴露于所述生物相容性聚合物基质的所述单独储存的流体中。
[0043] 在具体的实施方案中,所述生物相容性聚合物基质可以包括一层或多层所述生物相容性聚合物基质。
[0044] 在另一个实施方案中,所述生物相容性聚合物基质还包含开孔。
[0045] 根据本发明的另外的实施方案,还提供了用于将治疗气体递送到完整皮肤的表面下方的区域或伤口部位的生物相容性聚合物基质。所述生物相容性聚合物基质包含聚合物和闭孔,其中大致恒定浓度的治疗气体包含在所述闭孔中,其中生物相容性聚合物基质以失活状态存在,使得所述生物相容性聚合物基质显示对所述治疗气体的低渗透性或不渗透性,并且由此所述生物相容性聚合物基质保持在所述闭孔内包含的治疗气体的浓度。
[0046] 在一个具体的实施方案中,所述生物相容性聚合物基质可以通过干燥或脱水而失活。
[0047] 在另一个实施方案中,所述生物相容性聚合物基质可以被配置成当与流体或环境水分接触时活化,其中所述生物相容性聚合物基质在活化时显示出对所述治疗气体的增加的渗透性。
[0048] 在再另一个实施方案中,在活化时,所述生物相容性聚合物基质可以以约1毫升/(平方米·小时)至约10,000毫升/(平方米·小时)的速率将溶解形式的治疗气体递送到所述完整皮肤的表面下方的区域或伤口部位。
[0049] 在又另一个实施方案中,所述治疗气体可以包括氧、氮、一氧化氮、二氧化碳、空气、一氧化二氮、硫化氢、气态前列腺素、氟烷衍生物或其组合。
[0050] 在另外的实施方案中,其中所述生物相容性聚合物基质一旦被活化,所述治疗气体就可以被输送通过所述完整皮肤的表面或输送到所述伤口部位最长达约10天。
[0051] 在另外的实施方案中,所述生物相容性聚合物基质在流体中能够吸收其重量的至少五倍。
[0052] 在进一步的实施方案中,所述聚合物可以是亲水的并且可以是至少部分交联的。
[0053] 在一个具体的实施方案中,所述聚合物是吸收性的、弹性体的和生物相容性的聚合物或共聚物。例如,所述吸收性的、弹性体的和生物相容性的聚合物或共聚物可以包括聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚甲基丙烯酰胺、聚酯、聚乙二醇、聚醚、聚氨酯、聚环氧乙烷、聚乙烯吡咯烷酮、硅酮弹性体或其组合。此外,所述生物相容性聚合物基质还可以包含多糖。
[0054] 在另一个实施方案中,所述生物相容性聚合物基质还可以包含活性剂。此外,所述生物相容性聚合物基质可以被配置成当与流体或周围水分接触时活化,其中所述生物相容性聚合物基质在活化时显示对所述活性剂的增加的渗透性。
[0055] 在再另一个实施方案中,所述生物相容性聚合物基质还可以包含超吸收性材料。
[0056] 在又另一个实施方案中,所述基质可以包含一个或多个层。
[0057] 在另外的实施方案中,在所述生物相容性聚合物基质的表面上设置闭塞性背衬层,其中所述闭塞性背衬层暴露于周围环境。
[0058] 在另外的实施方案中,所述生物相容性聚合物基质还可以包含开孔。
[0059] 本发明还考虑一种增强治疗气体从生物相容性聚合物基质向所述完整皮肤的表面下方的区域或伤口部位递送的方法。所述方法包括将所述生物相容性聚合物基质暴露于流体或环境水分。
[0060] 在一个具体的实施方案中,暴露于所述流体或环境水分可以增加所述生物相容性聚合物基质对所述治疗气体的渗透性。
[0061] 在另一个实施方案中,在将所述生物相容性聚合物基质施加到完整皮肤的表面或伤口部位之前,可以将所述生物相容性聚合物基质暴露于流体或环境水分约5秒至约30分钟的时间段。
[0062] 在再另一个实施方案中,在所述生物相容性聚合物基质与所述完整皮肤的表面或伤口部位接触的同时,所述生物相容性聚合物基质可以暴露于流体或环境水分。
[0063] 在另外的实施方案中,所述生物相容性聚合物基质还可以包含活性剂。此外,暴露于流体或环境水分增加所述生物相容性聚合物基质对所述活性剂的渗透性。
[0064] 参考以下描述和所附权利要求,将更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优点。包含在本说明书中并构成说明书部分的附图示出了本发明的实施方案,并与说明书一起用于解释本发明的原理。
[0065] 附图简述
[0066] 本说明书的其余部分,包括对附图的参考,更具体地阐述了本发明的完整且可行的公开内容,包括对本领域技术人员而言的最佳模式,其中:
[0067] 图1示出了本发明考虑的治疗气体保存和递送系统的吸收性的生物相容性聚合物基质组分的横截面视图;
[0068] 图2示出了包含图1的基质的治疗气体保存和递送系统的一个实施方案的透视图;
[0069] 图3示出了本发明考虑的包含图1的基质以及闭塞性背衬的治疗气体保存和递送系统的另一个实施方案的透视图;
[0070] 图4是示出本发明的生物相容性聚合物基质在水中浸泡1分钟至30分钟的时间段后,对伤口部位或完整皮肤的表面提供水分供给的能的图表。
[0071] 图5是示出当将本发明的生物相容性聚合物基质浸泡在水中5秒、1分钟和5分钟,然后将基质置于完整皮肤的表面上时,将本发明的生物相容性聚合物基质置于完整皮肤的表面上之后1分钟内可以渗透完整皮肤的表面并扩散到真皮毛细血管床的总溶解氧(TDO)水平的图表,其中所述水平针对对照归一化,在所述对照中,所述基质在将基质放在完整皮肤的表面之前没有浸泡在水中;
[0072] 图6是示出当将基质浸泡在水中3分钟,然后将基质置于完整皮肤的表面上时,将本发明的生物相容性聚合物基质置于完整皮肤的表面上之后1小时、3小时和6小时内可以渗透完整皮肤的表面并扩散到真皮毛细血管床的总溶解氧(TDO)水平的图表,其中所述水平针对对照归一化,在所述对照中,所述基质在将基质放在完整皮肤的表面之前没有浸泡在水中;
[0073] 图7是示出当将基质浸泡在水中5分钟,然后将基质置于完整皮肤的表面上时,将本发明的生物相容性聚合物基质置于完整皮肤的表面上之后1小时、3小时、6小时、12小时、18小时和24小时内可以渗透完整皮肤的表面并扩散到真皮毛细血管床的总溶解氧(TDO)水平的图表,其中所述水平针对对照归一化,在所述对照中,所述基质在将基质放在完整皮肤的表面之前没有浸泡在水中;
[0074] 图8是示出当将基质浸泡在水中15分钟,然后将基质置于完整皮肤的表面上时,将本发明的生物相容性聚合物基质置于完整皮肤的表面上之后1小时、3小时和6小时内可以渗透完整皮肤的表面并扩散到真皮毛细血管床的总溶解氧(TDO)水平的图表,其中所述水平针对对照归一化,在所述对照中,所述基质在将基质放在完整皮肤的表面之前没有浸泡在水中;
[0075] 图9是示出本发明的生物相容性聚合物基质吸收盐水的能力的图表;
[0076] 图10是将在本发明的生物相容性聚合物基质中的氮气量与在干燥环境(小袋)中的氮气量进行比较的图表,表明在基质材料中的气体组成与在干燥环境中的气体组成无关;和
[0077] 图11是示出保持在本发明的生物相容性聚合物基质中的氧含量随着基质的水分含量增加变化的图表。
[0078] 在本说明书和附图中重复使用附图标记旨在表示本发明的相同或类似的特征或元件。
[0079] 发明详述
[0080] 现在将详细参考本发明的各种实施方案,其一个或多个实例如下所述。提供每个实例是为了解释本发明,而不是限制本发明。事实上,对于本领域技术人员来说显而易见的是,在不脱离本发明的范围或精神的情况下,可以在本发明中进行各种修改和变化。例如,作为一个实施方案的部分示出或描述的特征可以用在另一个实施方案上以产生又一个实施方案。因此,本发明旨在覆盖落入所附权利要求及其等价方案的范围内的这些修改和变化。
[0081] 一般而言,本发明涉及治疗气体保存和递送系统和用于将这种系统施加到完整皮肤的表面或施加到伤口部位的方法,以及可以在该系统中使用的生物相容性聚合物基质。应当理解的是,术语“伤口部位”可以指与切割、磨损、空腔、溃疡、隧道、穿刺伤口、由莫氏手术或放射治疗产生的伤口、或者任何其他伤口(枪伤伤口、刺伤伤口等)相关的区域,并且生物相容性聚合物基质能够贴合以填充伤口部位的空隙空间。这种伤口部位的尺寸(长度、宽度和/或深度)可以跨越最多达1.5英寸。
[0082] 在一个具体的实施方案中,该系统包括生物相容性聚合物基质和单独储存的流体。所述生物相容性基质包含表面,所述表面配置成直接接触完整皮肤的表面或伤口部位,还包含聚合物和闭孔,其中通常恒定浓度的治疗气体储存在生物相容性聚合物基质内。此外,基质和流体分开储存,因为本发明人已经发现在生物相容性聚合物基质和单独储存的流体之间保持分离保持了储存在生物相容性聚合物基质中的治疗气体的浓度。同时,本发明人发现,将单独储存的流体添加到或暴露于生物相容性聚合物基质可以活化生物相容性聚合物基质,并且有助于将治疗气体递送到完整皮肤的表面下方的区域或伤口部位,其中治疗气体溶解在已经添加到或暴露于生物相容性聚合物基质的单独储存的流体中。
[0083] 本发明还考虑用于将治疗气体保存和递送到完整皮肤的区域或伤口部位的方法。该方法包括将单独储存的流体添加到包含聚合物和闭孔的生物相容性聚合物基质中,其中大致恒定浓度的治疗气体储存在生物相容性聚合物基质内。通过在生物相容性聚合物基质和单独储存的流体之间保持分离,保持了储存在生物相容性聚合物基质中的治疗气体的浓度。然后,一旦将单独储存的流体引入到(例如,添加到或暴露于)生物相容性聚合物基质中,储存在基质中的治疗气体就溶解在单独储存的流体中,之后将生物相容性聚合物基质施加到完整皮肤的表面或伤口部位,并且所述治疗气体被递送到完整皮肤的表面下方的区域或伤口部位。
[0084] 本发明还预期了用于将治疗气体递送到完整皮肤的表面下方的区域或伤口部位的生物相容性聚合物基质。生物相容性聚合物基质包含聚合物和闭孔,并且大致恒定浓度的治疗气体包含在闭孔内。此外,使生物相容性聚合物基质失活,使得生物相容性聚合物基质显示出对治疗气体的降低的渗透性,由此本发明人发现生物相容性聚合物基质由于其失活状态而保持了包含在闭孔内的治疗气体的浓度。一旦通过添加流体或环境水分(例如来自周围环境、空气或皮肤的水分)增加其渗透性将基质活化,将实现最大量的治疗气体的递送。
[0085] 本发明人已经发现,上述系统和生物相容性聚合物基质有助于以有效的方式将治疗气体递送到伤口部位或完整皮肤的表面,其中在产品储存期间损失较少的治疗气体,这是由于例如,当基质处于失活状态时,基质的渗透性降低。然后,通过向基质供应流体以再活化基质并增加其渗透性,可以以按需方式将治疗气体递送到所需位置,其中增加基质与流体接触的时间量可以增加递送的治疗气体的量和/或递送治疗气体的速率。以下将更详细地讨论基质和系统的各种组分及其使用方法。
[0086] 治疗气体保存和递送系统包括亲水的生物相容性聚合物基质,其可以具有平面或非平面形状并且包含聚合物,其中所述基质包含闭孔和壁,但是还应理解的是,孔可以是闭孔和开孔的组合。在一些实施方案中,基质由大量的闭孔组成。在其他实施方案中,基质含有约85%至约100%的闭孔,例如约90%至约99.9%的闭孔,例如约99%至约99.5%的闭孔。
[0087] 治疗气体保存和递送系统还包括治疗气体(例如,如氧的气体),其中所述治疗气体可以包含在生物相容性聚合物基质的闭孔中。应当理解的是,治疗气体是在生物相容性聚合物基质的制备过程中产生的(即,治疗气体不是当将基质放置在伤口部位上时产生的)。治疗气体可以当例如反应物(例如过氧化物)与作为基质组分的催化剂(例如碳酸盐)反应以导致氧形成时产生。此外,生物相容性聚合物基质可以显示出降低的渗透性,并且在一些实施方案中,对于治疗气体可以通常是不可渗透的,以便保持治疗气体在生物相容性基质中的浓度(即,在生物相容性聚合物基质的闭孔中的治疗气体的浓度通常是恒定的)。治疗气体的浓度可以保持或维持在恒定水平直到使用基质时为止(例如,放置在完整皮肤的表面或伤口部位上用于递送治疗气体),其中降低的渗透性防止系统中治疗气体浓度的消耗。然后,一旦需要使用基质以递送治疗气体,就可以例如通过添加流体(例如水、盐水、化学模拟的伤口流体、伤口渗出液、润湿剂或其组合等)活化该系统,使得生物相容性聚合物基质显示出对治疗气体的增加的渗透性,此时治疗气体溶解在基质的闭孔和壁中所含的流体中,并且可以通过扩散梯度按需递送到在完整皮肤的表面下方的区域或伤口部位。尽管不是必需的,但可以包含润湿剂以有助于治疗气体和/或活性剂渗透通过皮肤,特别是当基质放置在完整的皮肤上而不是伤口上时。可以使用的润湿剂的一个具体实例是二甲基亚砜(DMSO)。
[0088] 在任何情况下,生物相容性聚合物基质可以与流体接触约5秒至约30分钟,例如约30秒至约25分钟,例如约1分钟至约20分钟,例如约3分钟至约15分钟的时间段,由此增加在生物相容性聚合物基质和流体之间的接触时间可以增加由流体递送到完整皮肤的表面下方的区域或伤口部位或由流体运输通过完整皮肤的表面或运输到伤口部位的溶解的治疗气体的量最长达约10天。根据基质的具体配置和流体浸泡时间,可以选择性地控制治疗气体的递送,使得治疗气体可以在最长达约10天的时间段,如最长达约7天的时间段,如最长达约5天的时间段内连续地递送或输送。换句话说,如上所述使生物相容性聚合物基质与流体接触“活化”基质,使得它对治疗气体是可渗透的,并且可以“按需”将治疗气体以约1毫升/(平方米·小时)至约10,000毫升/(平方米·小时),例如约1.5毫升/(平方米·小时)至约9500毫升/(平方米·小时),例如约2毫升/(平方米·小时)至约9250毫升/(平方米·小时)的速率范围递送到完整皮肤的表面下方的区域或伤口部位。相反地,当处于其“失活”状态时,生物相容性聚合物基质通常是不可渗透的并且递送零至非常低水平的治疗气体,并且递送速率范围为0毫升/(平方米·小时)至约0.075毫升/(平方米·小时),例如约0.001毫升/(平方米·小时)至约0.05毫升/(平方米·小时),例如约0.005毫升/(平方米·小时)至约0.025毫升/(平方米·小时)。
[0089] 尽管任何治疗气体(例如氧、一氧化氮、二氧化碳、一氧化碳、空气、一氧化二氮、硫化氢、气态前列腺素、氟烷衍生物等)都被考虑成本发明的生物相容性聚合物基质的组分,但是在一个具体的实施方案中,氧可以是所用的治疗气体。如本领域所知,当为了伤口愈合的目的供应氧时,已知的是在伤口愈合期间有助于一些依赖氧的代谢过程。
[0090] 现在参考图1,示出了示例性治疗气体保存和递送系统100的生物相容性聚合物基质120组分的横截面(不一定按比例)。所述基质可以包含水可溶胀的、交联的生物相容性聚合物网络。示例性生物相容性基质和形成它们的技术公开于2014年3月25日授权的第8,679,523号美国专利和2007年1月9日授予Gibbins等人的第7,160,553号美国专利,其通过引用并入本文。
[0091] 如上所述,基质120可以包括闭孔140和壁160。也就是说,多个透气的、弹性的闭孔140可以由交联的生物相容性聚合物网络限定,其中当基质被活化时以及在基质形成期间,弹性的闭孔是透气的,使得治疗气体可以被引入闭孔中,而基质也可以被配置成使得它在(例如,通过干燥,脱水等)失活时显示出降低的渗透性或者通常是不可渗透的,以保持其中所包含的治疗气体的浓度,直到需要将治疗气体递送到完整皮肤的区域或伤口部位。
[0092] 此外,还应理解,在一些实施方案中,基质120还可以包含开孔135和闭孔140的组合。在一个具体的实施方案中,基质120可以是包含聚合物和氧催化剂的生物相容性聚合物基质,并且闭孔140可以由催化剂和第二反应物(例如过氧化物)之间的反应产生。弹性闭孔内包含可递送的氧,使得当基质120用于治疗伤口时,氧从闭孔140递送。一般而言,气态氧“一般而可以包含在闭孔140中并且溶解氧“并且溶可以存在于闭孔140和壁160中的水分中(例如,如上所述,一旦流体添加到或暴露于基质120将活化基质)。然而,应该理解的是,治疗气体不限于氧,并且任何治疗气体都可以用于本发明。还考虑的是,治疗气体如气态和溶解形式的一氧化氮、二氧化碳和一氧化碳也可以用于本发明的治疗气体保存和递送系统。此外,还考虑将一氧化二氮、硫化氢、气态前列腺素(前列环素、伊洛前列素、曲前列素、贝前列素等)和氟烷衍生物用于本发明。具体地,一氧化二氮和氟烷衍生物可以提供镇痛作用,而一氧化氮、前列腺素和硫化氢可以用于血管舒张。此外,如下面更详细讨论的,尽管治疗气体可以通过使任何合适的催化剂与任何合适的反应物反应形成,但是还应该理解的是,治疗气体可以通过将其混合到生物相容性聚合物基质中来引入。通常,在制备过程中将治疗气体引入到基质中后,生物相容性聚合物基质总体积的约50%至约95%都是治疗气体。
[0093] 无论使用的具体气体或将气体引入亲水的生物相容性聚合物基质中的方法如何,亲水的生物相容性聚合物基质120可由可以交联成水可溶胀的聚合物网络的聚合物或共聚物形成。通过使交联的生物相容性聚合物网络是充分水可溶胀的,可以将第二反应物(例如过氧化物)吸收到交联的生物相容性聚合物网络中。
[0094] 生物相容性聚合物基质应该是柔性的,使得它可以限定弹性的闭孔,所述闭孔当基质被活化时以及在基质的形成期间是透气的,从而可以将治疗气体引入到闭孔中,尽管应当理解的是,基质可以被配置使其在(例如通过干燥、脱水等)失活时表现出降低的渗透性或者通常是不可渗透的,以保持其中包含的治疗气体的浓度,直到需要将治疗气体递送到完整皮肤的区域或伤口部位。可以使用天然来源的或合成的各种聚合物来制备聚合物网络。亲水的、可交联的和生物相容性的聚合物是优选的。示例性聚合物包括但不限于吸收性生物相容性聚合物,例如聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚乙烯乙酸乙酯、聚氨酯、聚环氧乙烷、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮或其组合。可以使用的其他聚合物包括聚赖氨酸、聚乙烯、聚丁酸酯、聚醚、硅橡胶、硅酮弹性体、橡胶、尼龙、乙烯树脂、交联葡聚糖或其组合。用于形成交联的聚合物网络的聚合物可以以基于本发明的生物相容性聚合物基质干燥前的总重量约0.25wt.%至20wt.%,例如约0.5wt.%至约15wt.%,例如约1wt.%至约10wt.%的量存在。另一方面,在脱水后,用于形成交联的聚合物网络的聚合物可以以基于本发明的生物相容性聚合物基质的总重量(基于干重)约1wt.%至约80wt.%,例如约5wt.%至约70wt.%,例如约10wt.%至约60wt.%的量存在。
[0095] 如上所述,聚合物网络可以适当地轻微交联以使材料基本上不溶于水。交联可以例如通过辐射或通过共价键、离子键、范德华力或氢键进行。合适的交联剂可包括N,N'-亚甲基-双丙烯酰胺,双丙烯酰基胱胺和酒石酸双丙烯酰胺,并且可以以基于本发明的生物相容性聚合物基质干燥前的总重量约0.005wt.%至约0.5wt.%,例如约0.01wt.%至约0.25wt.%,例如约0.025wt.%至约0.15wt.%的量存在于本发明的生物相容性聚合物基质中。在脱水后,交联剂可以以基于本发明的生物相容性聚合物基质的总重量(基于干重)约
0.01wt.%至约4wt.%,例如约0.05wt.%至约3wt.%,例如约0.1wt.%至约2wt.%的量存在。
[0096] 生物相容性聚合物基质还可以包含多糖,在一些实施方案中,所述多糖可以是不可胶凝的多糖。合适的多糖的一个实例是糊精。糊精是淀粉和糖之间的非交联碳水化合物中间体,具有通式结构(C6H10O5)x,其中x可以是6或7。在一个具体的实施方案中,可以使用III型糊精。在另一个实施方案中,多糖可以是纤维素或纤维素衍生物。例如,甲基纤维素(MC)、羧甲基纤维素(CMC)、羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、羟丙基纤维素(HPC)、乙基羟乙基纤维素(EHEC)或其组合可以用于本发明。在再另一个实施方案中,半乳甘露聚糖大分子可以用于生物相容性聚合物基质中。这种大分子的一个实例是瓜尔豆胶。合适多糖的其他合适的实例包括苜蓿、胡芦巴、皂荚豆胶、白三叶草豆胶、豆豆胶、黄原胶、角叉菜胶、海藻酸钠、甲壳素、壳聚糖等。多糖可以以基于本发明的生物相容性聚合物基质干燥前的总重量约0.005wt.%至约25wt.%,例如约0.05wt.%至约10wt.%,例如约
0.1wt.%至约5wt.%的量存在。另一方面,在脱水后,多糖可以以基于本发明的生物相容性聚合物基质的总重量(基于干重)约0.5wt.%至约60wt.%,例如约1wt.%至约55wt.%,例如约10wt.%至约50wt.%的量存在。
[0097] 如上所述,本发明的生物相容性聚合物基质可以包含治疗气体,例如氧,其在制备期间通过氧催化剂(例如,第一反应物)和第二反应物的结合引入到基质中。催化剂可以是碳酸钠,或可以使用其他的和碱土化合物,只要它们与生物相容的产品一致即可。另外,可以使用一种以上的催化剂。例如,一种催化剂可以衍生自碱金属和碱土金属的盐,第二催化剂可以包括但不限于有机和无机化学品,例如氯化、氯化、氧化锰、碘化钠及其等价物。其他催化剂包括但不限于酶,例如乳过氧化物酶和过氧化氢酶。催化剂可以以基于本发明的生物相容性聚合物基质干燥前的总重量约0.005wt.%至约5wt.%,例如约0.01wt.%至约2.5wt.%,例如约0.05wt.%至约1wt.%的量存在。另一方面,在脱水后,催化剂可以以基于本发明的生物相容性聚合物基质的总重量(基于干重)约0.01wt.%至约10wt.%,例如约0.05wt.%至约7.5wt.%,例如约0.1wt.%至约6wt.%的量存在。
[0098] 同时,在本发明的生物相容性聚合物基质中使用的第二反应物可以是过氧化氢、过氧化铵、过氧化脲、过氧化钠或任何其他的过氧化合物,只要这些化合物不会留下与生物相容性和/或生物吸收不一致的残留物。本发明考虑使用能够在基质内产生治疗气体并且使用安全且有效的组分。例如,可以将酸催化剂掺入基质中,然后用碳酸盐灌注基质,以在基质内产生二氧化碳气体。可以以足以使生物相容性聚合物基质发泡的量将第二反应物添加到本发明的生物相容性聚合物基质以形成溶解和气态氧。在脱水之后,第二反应物可以以基于本发明的生物相容性聚合物基质的总重量(基于干重)0wt.%至约6wt.%,例如约0.001wt.%至约3wt.%,例如约0.01wt.%至约1wt.%的量存在。
[0099] 生物相容性聚合物基质还可以包含塑化剂。塑化剂可以是甘油/丙三醇、水、丙二醇和/或丁醇,也可以使用它们的组合。如果使用甘油,甘油可以以基于本发明的生物相容性聚合物基质干燥前的总重量约0.25wt.%至约25wt.%,例如约0.5wt.%至约12wt.%,例如约1wt.%至约10wt.%的量存在。另一方面,在脱水后,甘油可以以基于本发明的生物相容性聚合物基质的总重量(基于干重)约1wt.%至约80wt.%,例如约5wt.%至约70wt.%,例如约10wt.%至约60wt%的量存在。同时,水可以以基于本发明的生物相容性聚合物基质干燥前的总重量约50wt.%至约98wt.%,例如约60wt.%至约95wt.%,例如约70wt.%至约80wt.%的量存在。
[0100] 在脱水或干燥后,水或水分可以以基于本发明的生物相容性聚合物基质的总重量(基于干重)约0wt.%至约9.2wt.%,例如约0.01wt.%至约5wt.%,例如约0.1wt.%至约2.5wt.%的量存在。在其他实施方案中,生物相容性聚合物基质通常可以是不可渗透的,使得水或水分以基于生物相容性聚合物基质的总重量约0wt.%的量存在,其中降低的渗透性使生物相容性聚合物基质“失活”,使得引入到基质的任何治疗气体的大致恒定的浓度可以维持直至使用。换句话说,将生物相容性聚合物基质干燥至如此低的水分水平降低了生物相容性聚合物基质的渗透性,使得引入到基质的任何治疗气体可以保持在大致恒定的浓度水平,直到生物相容性聚合物基质准备用于使用,在此时可以将单独储存的流体或环境水分引入基质中以使其“再活化”并增加其对治疗气体的渗透性,从而有助于将治疗气体递送到完整皮肤的表面下方的区域或伤口部位用于治疗。
[0101] 尽管不是必需的,但生物相容性聚合物基质还可以包含水合控制剂。水合控制剂可以是异丙基醇,如异丙醇;然而,也可以使用乙醇、丙三醇、丁醇和/或丙二醇及其组合。如果存在,水合控制剂可以以基于本发明的生物相容性聚合物基质干燥前的总重量约0.05wt.%至约5%wt.%,例如约0.1wt.%至约2.5wt.%,例如约0.25wt.%至约1wt.%的量存在。另一方面,在脱水后,水合控制剂通常不存在于本发明的生物相容性聚合物基质中。
[0102] 在本发明的生物相容性聚合物基质中也可包含过硫酸铵和四甲基乙二胺(TEMED)。过硫酸铵可以是本发明的生物相容性聚合物基质的组分,其量为基于本发明的生物相容性聚合物基质干燥前的总重量约0.005wt.%至约0.5wt.%,例如约0.01wt.%至约0.25%wt.%,例如约0.025wt.%至约0.1wt.%。脱水后,过硫酸铵可以以基于本发明的生物相容性聚合物基质的总重量(基于干重)约0.025wt.%至约5wt.%,例如约0.05wt.%至约3%wt.%,例如约0.1wt.%至约1wt.%的量存在。另外,TEMED可以是本发明的生物相容性聚合物基质的组分,其量为基于本发明的生物相容性聚合物基质干燥前的总重量约
0.001wt.%至约0.5wt.%,例如约0.01wt.%至约0.25%w/w,例如约0.025wt.%至约
0.15wt.%。另一方面,在脱水后,TEMED可以以基于本发明的生物相容性聚合物基质的总重量(基于干重)约0.01wt.%至约3wt.%,例如约0.025wt.%至约2wt.%,例如约0.05wt.%至约1wt.%的量存在。
[0103] 此外,可以将一种或多种活性剂掺入到本发明的生物相容性聚合物基质120中。如图1所示,一种或多种活性剂110至少可以存在于基质120的至少皮肤接触部分180上。例如,活性剂110可以由于在配混过程中包含在基质120中而掺入整个基质120中。供选择地和/或另外地,可以利用浸渍、涂覆、沉积或喷涂工艺或其他类似的已知技术将活性剂110施加到基质120上。在任何情况下,活性剂可以通过单独储存的流体或来自皮肤或空气的环境水分运输或递送到完整皮肤的表面下方的区域或伤口部位,其中活性剂沿着扩散梯度移动以递送到完整皮肤的表面下方或伤口部位。
[0104] 掺入到本发明的活性剂是根据系统和基质的用途选择的。活性剂及其作用是本领域技术人员已知的,并且本文教导了将这些药剂包含在本发明的基质中的方法。本发明考虑根据预期用途包含一种或多种活性剂。
[0105] 如果本发明的系统用于局部治疗,例如治疗受损组织,则该系统可以包含有助于治疗受损组织的活性剂。例如,该系统可以用于治疗伤口、皮肤愈合或化妆品应用。在这样的系统中,活性剂可以帮助并改善伤口愈合过程。
[0106] 活性剂包括但不限于药物、生物制剂、化学治疗剂、除草剂、生长抑制剂、抗真菌剂、抗细菌剂、抗病毒剂、防污剂、抗寄生虫剂、支原体治疗剂、除臭剂、生长因子、蛋白质、核酸、血管生成因子、麻醉剂、镇痛剂、粘多糖、金属、伤口愈合剂、生长促进剂、环境变化指示剂、酶、营养素、维生素、矿物质、碳水化合物、脂肪、脂肪酸、核苷、核苷酸、氨基酸、血清、抗体及其片段、凝集素、免疫刺激剂、免疫抑制剂、凝血因子、神经化学物质、细胞受体、抗原、佐剂、放射性物质、营养素、纳米粒子或催化剂产生的治疗剂、影响细胞或细胞过程的任何其他药剂或其组合。
[0107] 可以用于本发明的抗微生物剂的实例包括但不限于异烟肼、乙胺丁醇、吡嗪酰胺、链霉素、氯法齐明、利福布汀、氟喹诺酮、氧氟沙星、司帕沙星、利福平、阿奇霉素、克拉霉素、氨苯砜、四环素、红霉素、环丙沙星、强力霉素、氨苄西林、两性霉素B、酮康唑、氟康唑、乙胺嘧啶、磺胺嘧啶、克林霉素、林可霉素、喷他脒、阿托伐醌、巴龙霉素、地克珠利(diclazaril)、阿昔洛韦、三氟尿苷、膦甲酸、青霉素、庆大霉素、更昔洛韦、依他康唑、咪康唑、锌-吡啶硫酮、盐如氯化银、溴化银、碘化银和高碘酸银。
[0108] 可以掺入到本发明的生物相容性聚合物基质中的生长因子剂包括但不限于碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)、酸性成纤维细胞生长因子(aFGF)、神经生长因子(NGF)、表皮生长因子(EGF)、胰岛素样生长因子1和2(IGF-1和IGF-2)、血小板源性生长因子(PDGF)、肿瘤血管生成因子(TAF)、血管内皮生长因子(VEGF)、促肾上腺皮质激素释放因子(CRF)、转化生长因子α和β(TGF-α和TGF-α)、白细胞介素-8(IL-8);粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF);白细胞介素和干扰素。
[0109] 可以掺入到本发明的生物相容性聚合物基质中的其他药剂是酸性粘多糖,包括但不限于肝素、硫酸肝素、类肝素、硫酸皮克汀(dermatitin sulfate)、多硫酸戊聚糖、硫酸软骨素、透明质酸、纤维素、琼脂糖、甲壳素、壳聚糖、葡聚糖、角叉菜胶、亚油酸和尿囊素。
[0110] 可以特别用于治疗受损组织(例如伤口)的蛋白质包括但不限于胶原蛋白、交联胶原、纤连蛋白、层粘连蛋白、弹性蛋白和交联弹性蛋白或其组合和片段。佐剂或增强免疫应答的组分也可以与本发明的生物相容性聚合物基质结合使用。
[0111] 本发明中考虑的其他伤口愈合剂包括但不限于金属氧化物和纳米颗粒,例如氧化锌和银离子,长期以来已知它们可以对伤口提供优异的治疗。通过本发明的方法和组合物递送这些药剂为伤口提供了新的护理维度。
[0112] 应当理解的是,在本发明的优选实施方案中,活性剂以这样的方式掺入到基质或系统中,使得药剂释放到环境中和/或保留在基质或系统内。在局部治疗中,随后通过透皮或透粘膜途径递送药剂。掺入的试剂可以在一段时间内释放,并且释放速率可以通过基质聚合物的交联量来控制。以这种方式,本发明保留其能力以影响局部环境,杀死或抑制微生物,增强免疫应答,引起生理功能的其他改变并在延长的时间段内提供活性剂。
[0113] 在本发明的另一个实施方案中,活性剂可以直接掺入基质的微腔或大腔中。可以通过基质吸收药剂来掺入药剂,并优选在基质聚合期间掺入。无论将活性剂掺入到本发明的生物相容性聚合物基质中的方式如何,活性剂可以以基于本发明的生物相容性聚合物基质的总重量(基于干重)约0.1wt.%至约25wt.%,例如约0.25wt.%至约20wt.%,例如约0.5wt.%至约10wt.%的量存在。
[0114] 本发明还考虑使用一种或多种超吸收性材料以促进生物相容性聚合物基质吸收流体的能力,这又有助于将治疗气体如氧以有效的方式递送到区域或完整皮肤或伤口部位。合适的超吸收性材料包括交联形式的亲水聚合物,其能够吸收大量流体。特别地,可以用于本发明的亲水的聚合物是通常用于制备超吸收性聚合物(SAP)的那些,例如含有羧基部分的吸水聚合物。优选的含羧基的吸水聚合物是衍生自一种或多种烯属不饱和羧酸、烯属不饱和羧酸酐或其盐的那些。另外,聚合物可以包含用于吸水树脂颗粒或用于接枝到吸水树脂上的本领域已知的共聚单体,包括共聚单体如丙烯酰胺,乙烯基吡咯烷酮,乙烯基磺酸或其盐,丙烯酰胺丙烷磺酸酸(AMPS)、其盐或含膦酸的单体,纤维素单体,改性纤维素单体,聚乙烯醇,淀粉水解物,丙烯酰胺共聚物的水解物,或丙烯酰胺共聚物的水解物的交联产物。烯属不饱和羧酸和羧酸酐单体的实例包括但不限于丙烯酸类,如丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、α体氯丙烯酸、α丙氰基丙烯酸、β基甲基丙烯酸(巴豆酸)、α基苯基丙烯酸、β基芳酰基氧基丙酸、山梨酸、α-氯山梨酸、当归酸、肉桂酸、对氯肉桂酸、β、styd丙烯酸(1-羧基-4-苯基-1,3-丁二烯)、衣康酸、柠康酸、中康酸、戊二酸来酸、富马酸和马来酸酐。在一些实施方案中,含羧基的吸水聚合物衍生自丙烯酸、甲基丙烯酸或其盐,特别优选的聚合物是聚丙烯酸的部分中和的产物和部分中和的聚丙烯酸的交联产物。也可以使用单体的混合物。
[0115] 根据基质的各种用途,本发明考虑的生物相容性聚合物基质可以呈许多物理形式。可以将基质留在适当位置约30分钟至约10天的时间段,或其间的任何时间段,然后移除。此外,基质可以在流体(例如水、盐水、化学模拟的伤口流体、伤口流体、润湿剂或其组合等)中吸收其重量的至少5倍。例如,在一些实施方案中,基质可以在流体(例如水、盐水、化学模拟的伤口流体、伤口流体、润湿剂或其组合等)中吸收其重量的约5倍至约20倍,例如在流体中吸收其重量的约5倍至约10倍。此外,图1的生物相容性聚合物基质120可以被模制成任何合适的平面二维或非平面三维形状(未示出),使得本发明的生物相容性聚合物基质可以贴合患者身体的任何部分。
[0116] 无论其具体的物理形状如何,生物相容性聚合物基质的总厚度可以被选择性地控制在约0.1英寸(2.54毫米)至约1英寸(25.4毫米),例如约0.15英寸(3.81毫米)至约0.99英寸(25.15毫米),例如约0.25英寸(6.35毫米)至约0.95英寸(24.13毫米),例如约0.3英寸(7.62毫米)至约0.9英寸(22.86毫米),例如约0.4英寸(10.16毫米)至约0.8英寸(20.32毫米)的范围内。
[0117] 此外,图2显示了本发明考虑的治疗气体保存和递送系统100的一个实施方案。系统100包括生物相容性的聚合物基质120,其可以是大致平面的并且可以由一层材料制成,其中皮肤接触表面180可以放置在大致平坦或略微弯曲的皮肤区域上。此外,尽管未示出,但还应理解的是,系统100可以包含两层或更多层含有生物相容性聚合物基质120的材料。系统100还包括单独储存的流体130(例如水、盐水、润湿剂或其组合等),当生物相容性聚合物基质120处于失活状态(例如,在使用系统100用于治疗气体递送之前,对治疗气体显示出降低的渗透性或通常对治疗气体是不可渗透的以维持治疗气体的恒定浓度,例如通过将基质120干燥或脱水)时,可以用其活化该生物相容性聚合物基质120。然而,还应理解的是,本发明考虑以下生物相容性聚合物基质120,其可以通过添加或暴露环境水分而不是通过添加单独储存的流体被活化。因此,术语“单独储存的流体”是指诸如液体、蒸汽饱和蒸汽等的流体,其与聚合物基质分开或隔离,并且当暴露或施加到聚合物基质时,被配置成活化来自失活或脱水状态的聚合物基质,以实现或增强来自聚合物基质的闭孔的治疗气体的递送。这种“单独储存的流体”可以通过从分离的流体中隔离聚合物基质本身(例如,通过将聚合物基质包含或包封在包装中)而单独储存,用于随后通过将失活或脱水的聚合物基质暴露于分离的流体(可以是蒸汽或饱和蒸汽的形式)中而活化,以实现或增强来自聚合物基质的闭孔的治疗气体的递送,或“单独储存的流体”可以通过包装或隔离流体本身而单独储存,用于随后通过将流体施加到失活或脱水的聚合物基质来活化,以实现或增强来自聚合物基质的闭孔的治疗气体的递送。
[0118] 图3显示了本发明考虑的治疗气体保存和递送系统200的另一个实施方案。系统200包括生物相容性聚合物基质120,其可以是大致平面的并且可以由一层材料制成,其中皮肤接触表面180可以放置在大致平坦或略微弯曲的皮肤区域上。此外,尽管未示出,但还应理解的是,系统100可包括两层或更多层含有生物相容性聚合物基质120的材料。系统200还包括单独储存的流体130(例如水、盐水、润湿剂或其组合等),当生物相容性聚合物基质
120处于失活状态(例如,在使用系统200用于治疗气体的递送之前,对治疗气体显示出降低的渗透性或通常对治疗气体是不可渗透的以维持治疗气体的恒定浓度,例如通过将基质
120干燥或脱水)时,可以用其活化该生物相容性聚合物基质120。然而,还应理解的是,本发明考虑以下生物相容性聚合物基质120,其可以通过添加环境水分而不是通过添加单独储存的流体被活化。系统200还可以包含闭塞性背衬170,其阻止治疗气体释放到周围环境,从而有助于治疗气体(在基质活化时已溶解在流体中)扩散到完整的皮肤的表面下方的区域或伤口部位。
[0119] 用于制备本发明考虑的生物相容性聚合物基质的方法通常包括至少以下步骤:提供至少一种可交联的生物相容性聚合物和氧催化剂(例如第一反应物)的胶凝混合物;将胶凝混合物倒入合适的模具中以产生所需的平面二维或非平面三维形状,使胶凝混合物的生物相容性聚合物交联,以形成水可溶胀的、交联的生物相容性聚合物网络;干燥胶凝混合物以形成模塑的凝胶;向模塑的凝胶中添加第二反应物;通过使催化剂和第二反应物反应,在模塑的凝胶中产生多个含氧的闭孔(即闭孔和壁)或闭孔和开孔的组合。
[0120] 一般而言,本发明考虑用于保存和递送治疗气体(例如氧)的生物相容性聚合物基质。生物相容性聚合物基质的特征是形成捕获气体的泡沫或气泡阵列。泡沫或气泡通过添加到包含反应物的形成的基质中的第二反应物的渗透形成。当两种反应物相互作用时,发生反应释放出氧气,该氧气被捕获在基质内。例如,基质中含有掺入其中的碳酸盐催化剂(反应物)。然后在第二反应物(例如过氧化物化合物,例如过氧化氢)的存在下放置形成的基质。发生过氧化氢的催化分解,导致氧气的释放,其作为在原位形成的气泡被捕获。过氧化氢反应物不是基质配混的一部分,但是它处于基质原料形成后的处理中。
[0121] 根据该方法,制备至少一种可交联的生物相容性聚合物的胶凝混合物。这可以通过产生可交联的生物相容性聚合物的溶液或由可交联的生物相容性聚合物的混合物组成的溶液来实现。该溶液理想地是水溶液或其中水组分是主要组分的溶液。根据该方法,可以将上述任何活性剂添加到胶凝混合物中。
[0122] 可以将用于产生气态氧的催化剂(例如,第一反应物)引入到胶凝混合物中。例如,催化剂可以是碳酸钠,但是可以使用上面讨论的任何催化剂。例如,可以使用其他的催化剂,例如其他碱金属和碱土金属化合物,只要它们与生物相容的产品一致即可。另外,可以使用多于一种的催化剂。例如,一种催化剂可以衍生自碱金属和碱土金属盐,第二催化剂可以包括但不限于有机和无机化学品,例如氯化铜、氯化铁、氧化锰、碘化钠及其等价物。其他催化剂包括但不限于酶,例如乳过氧化物酶和过氧化氢酶。理想地,催化剂是与第二反应物相互作用的材料。
[0123] 然后,可以将多糖、增塑剂和/或水合控制剂添加到胶凝混合物中。
[0124] 然后将胶凝混合物的可交联的生物相容性聚合物交联以形成水可溶胀的、交联的生物相容性聚合物网络。这可以通过以下实现:活化已经存在于胶凝混合物中的交联剂,向胶凝混合物中添加或施加交联剂,使胶凝混合物脱水或从胶凝混合物中除去溶剂,和/或以其他方式在胶凝混合物中产生引起交联的条件(例如pH、热、各种形式的辐射,包括电磁辐射和x射线、超声能量微波能量等)。
[0125] 例如,胶凝混合物可以通过以下交联:在模具中活化交联剂并使胶凝混合物脱水,得到可以容易地处理的模塑凝胶。作为另一个实例,胶凝混合物可以通过以下交联:将模具放置在高温(例如,45至65,)的常规烘箱中并且脱水2至20小时,直到胶凝混合物达到类似于皮革胶的稠度。理想地,得到的模塑凝胶是柔性和弹性的,并且可以是半固体支架,其对物质如水性流体、银盐和溶解的气态剂(包括氧)是可渗透的。尽管不希望受任何特定理论的束缚,但认为物质通过交联的聚合物之间的分子间空间移动而渗透基质。
[0126] 然后将第二反应物添加到模塑凝胶中。这可以通过将第二反应物的溶液倒在模塑凝胶上,或通过喷涂、刷涂、涂覆或施加第二反应物来实现。在一个具体的实施方案中,第二反应物是过氧化氢。使用的过氧化氢的浓度范围为约1wt.%至约30wt.%或更高,例如约3wt.%至约20wt.%。可以替换为其他的过氧化物,包括但不限于过氧化脲,过氧化钠或碱金属或碱土金属的其他过氧化合物。第二反应物优选存在于水溶液或其中水是主要组分的溶液中。
[0127] 第二反应物被吸收到模塑凝胶中并渗透所述可溶胀的(例如水可溶胀的)交联的生物相容性聚合物基质。通过添加多糖如糊精、瓜尔豆胶、黄原胶、刺槐豆胶、角叉菜胶、海藻酸钠、甲基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素等以及通过添加水合控制剂(如甘油)可以增加溶胀度。通过使交联的生物相容性聚合物网络充分水可溶胀,可以将第二反应物(例如过氧化氢)充分地吸收到交联的生物相容性聚合物网络中。
[0128] 根据该方法,当第二反应物被吸收并渗透到交联的生物相容性聚合物基质中时,当催化剂(即第一反应物)与第二反应物反应时产生气体。产生的气体可以是氧气或任何其他合适的治疗气体。本发明的基质形成捕获气体的泡沫或气泡阵列。即,通过催化剂(即第一反应物)和第二反应物之间的反应,在模塑凝胶中产生多个包含氧的闭孔。
[0129] 例如,可以在交联的生物相容性聚合物基质中包含掺入其中的碳酸盐催化剂(即第一反应物)。然后在第二反应物过氧化氢的存在下放置交联的生物相容性聚合物基质。发生过氧化氢的催化分解,导致氧的释放,其作为在原位形成的气泡被捕获。过氧化氢反应物不是基质配混的一部分,但是在基质原料形成后添加。
[0130] 在成品形式中,形成平面二维或非平面三维基质,其可具有任何形状,由放置溶液的模具确定。
[0131] 预期的是,本发明的方法可以进一步包括对模塑凝胶和第二反应物加热或向其添加能量以加速反应的步骤。
[0132] 一旦生物相容性聚合物基质形成并改性(例如,通过干燥,脱水等),使得其对治疗气体(如氧)具有期望的降低的渗透性,基质可以与单独的流体一起储存,直到需要它治疗开放性伤口或缺氧的完整皮肤区域为止。在使用中,将基质浸泡在单独的流体中约5秒至约30分钟,例如约30秒至约25分钟,例如约1分钟至约20分钟,例如约3分钟至约15分钟的时间段,并施加到伤口部位或完整皮肤的表面,使得生物相容性聚合物基质的表面与伤口部位或完整皮肤接触。尽管整个基质可以浸没在流体中,但是在一些实施方案中,可以避免将流体引入到基质的朝外的表面,例如可以在其上放置任选的闭塞性背衬的表面,以便在将基质定位到其期望的位置时减少滑动。例如,可能希望的是仅浸没流体中基质厚度(包括皮肤接触部分)的约60%至约80%,例如约70%至约75%。一旦定位到完整皮肤的表面或伤口部位上,基质可以保留就位最长达约10天,在此期间,可以将治疗气体递送到皮肤的表面下方的区域或伤口部位或输送通过完整皮肤的表面或输送到伤口部位。
[0133] 参考以下实施例可以更好地理解本发明。
[0134] 实施例1:基质形成
[0135] 制备含有氧气的生物相容性聚合物基质,以测试其在经受如以下实施例中所述的各种条件后递送氧的能力。基质是平面的方形的伤口敷料,如图1和2所示,基质的孔中含有氧气。用于形成生物相容性聚合物基质的闭孔泡沫组合物/溶液通常根据描述于上述详述中以及2007年1月9日授权的第7,160,553号美国专利和2014年3月25日授予Gibbins等人的第8,679,523号美国专利的方法制备。
[0136] 用于形成生物相容性聚合物基质(包含氧)的各种组分及其各自的重量百分比如下表1和2所示:
[0137]
[0138] 表1:中间凝胶基质
[0139]
[0140] 表2:过氧化物溶液
[0141] 为了形成以下实施例中使用的基质,将表1中的组分添加到分批罐中并混合成凝胶溶液。然后将凝胶溶液从分批罐倒入模具中并使其聚合。然后将聚合的凝胶片从模具中取出并干燥以除去水/水分。然后将干燥的凝胶片浸入表2的过氧化物溶液中并放入烘箱中以开始发泡过程并将氧引入基质中。在发泡过程完成后,将填充氧的泡沫切成一定尺寸并再次干燥以除去水分。一旦除去水分,泡沫对气体转移是不可渗透的(即,泡沫处于失活状态),然后包装在气体/水分不可渗透的小袋中。然后,将泡沫灭菌。
[0142] 实施例2
[0143] 将实施例1中形成的生物相容性聚合物基质的一侧浸泡在水中,持续1分钟、3分钟、5分钟、10分钟、15分钟和30分钟的时间段,并且基于每克干基质的水克数测定水分(水)吸收、保留和供给水平。如图4所示,生物相容性聚合物基质在水中浸泡1分钟至30分钟的时间后能够供给或供应水分。通常,大约一半的水分(水)被供给,并且大约一半的水分(水)保留在敷料中,直到基质在约15分钟的浸泡时间标记附近吸收、保留和供给水分的能力平稳。此外,图4显示,增加浸泡时间增加了可以供给的水分的量,其中3分钟至10分钟的浸泡时间提供了显著的水分供给。
[0144] 实施例3
[0145] 将实施例1中形成的生物相容性聚合物基质浸泡在水中5秒、1分钟和5分钟,然后将其与干燥的对照基质一起施加到完整皮肤的表面。通过高光谱成像(来自HyperMed,Inc的OxyVu-2)测定在完整皮肤的表面以下2毫米的毛细血管床中氧合血红蛋白(具有1-4个结合氧分子的血红蛋白)和脱氧血红蛋白(具有0个结合的氧分子的血红蛋白)的水平,测量在接触约1分钟后通过作为载液的水从基质扩散通过完整皮肤表面的溶解氧的量。如图5所示,与干燥的对照基质相比,将基质浸泡在水中5秒至5分钟的时间段增加了能够渗透完整皮肤的氧量。具体地说,将基质浸泡在水中会使递送的氧量增加,浸泡1分钟增加约1.25倍,浸泡1分钟增加约1.5倍,以及浸泡5分钟增加约1.75倍。此外,如图所示,与干燥的对照基质相比,将基质浸泡在水中5分钟提供了氧渗透的最大增加。
[0146] 实施例4
[0147] 将实施例1中形成的生物相容性聚合物基质浸泡在水中3分钟、5分钟和15分钟,然后将其与干燥的对照基质一起施加到完整皮肤的表面。通过高光谱成像(来自HyperMed,Inc的OxyVu-2)测定在完整皮肤的表面以下2毫米的毛细血管床中氧合血红蛋白(具有1-4个结合氧分子的血红蛋白)和脱氧血红蛋白(具有0个结合的氧分子的血红蛋白)的水平,测量在处理/接触约1小时、3小时、6小时、12小时(仅浸泡5分钟)、18小时(仅浸泡5分钟)和24小时(仅浸泡5分钟)后通过作为载液的水从基质扩散通过完整皮肤表面的溶解氧的量。
[0148] 如图6所示,与干燥的对照基质相比,将基质浸泡在水中3分钟在至少6小时的处理中增加了能够渗透完整皮肤的氧量。具体而言,将基质浸泡在水中3分钟使递送的氧量增加,对于1小时的处理增加约1.25倍,对于3小时的处理增加约1.35倍,对于6小时的处理增加约1.75倍。
[0149] 如图7所示,与干燥的对照基质相比,将基质浸泡在水中3分钟在直到约18小时的处理中增加了能够渗透完整皮肤的氧量。具体而言,将基质浸泡在水中5分钟使递送的氧量增加,对于1小时的处理增加约1.75倍,对于3小时的处理增加约2倍,对于6小时的处理增加约1.5倍,对于12小时的处理增加约1.2倍,并且对于18小时的处理增加约1.2倍。
[0150] 如图8所示,与干燥的对照基质相比,将基质浸泡在水中15分钟在至少6小时的处理中增加了能够渗透完整皮肤的氧量。具体而言,将基质浸泡在水中15分钟使递送的氧量增加,对于1小时的处理增加约2倍,对于3小时的处理增加约2.25倍,对于6小时的处理增加约1.75倍。因此,与干燥对照基质相比,与3分钟浸泡和5分钟浸泡相比,15分钟浸泡提供了氧递送的最大增加。
[0151] 实施例5
[0152] 证明了实施例1中形成的生物相容性聚合物基质吸收盐水的能力。如图9所示,基质能够在0小时至26小时的时间段内增加吸收的盐水量,其中在26小时处,基质已经吸收了每克基质略多于7克的盐水。尽管未以图形的方式示出,但每克基质通常能够吸收与盐水相比的两倍的水。
[0153] 实施例6
[0154] 将实施例1中形成的生物相容性聚合物基质密封在含有不同浓度的氧和氮的小袋中,并将样品老化2个月至20个月的时间段,以测试在干燥环境中基质的气体浓度的稳定性。如图10所示,对于两批样品,基质中氮气组成并没有随着小袋中氮气量的增加而变化,表明基质处于通常不可渗透或失活的状态,因为尽管环境气体浓度增加,但它能够保持基质内气体的大致恒定的浓度。
[0155] 实施例7
[0156] 提供实施例1中形成的生物相容性聚合物基质的样品,其中样品的水分含量为约5%至约18%。每个样品中的氧含量以百万分率(ppm)测定。如图11所示,增加基质的水分含量,从而增加其对氧的渗透性,降低了在基质中存在的氧量,其中水分含量为约5%至约
9.2%的基质样品显示出增加的氧水平,并且因此显示氧向基质外的扩散较少,表明水分含量低于约9.2%的基质对氧的渗透性低于水分含量大于约9.2%的基质。
[0157] 该书面描述使用实例来公开本发明,包括最佳模式,并且还使本领域技术人员能够实践本发明,包括制备和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本发明的可专利的范围由权利要求限定,并且可包括本领域技术人员想到的其他实例。如果这些其他实例包括与权利要求的字面语言没有差异的结构要素,或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差别的等效结构要素,则这些其他实例意图在权利要求的范围内。
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