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用于持续释放硬化剂的方法和系统
    相关申请
     本申请要求 2007 年 10 月 30 日申请的美国临时专利申请 No.60/983,739 的优先 权的利益， 将其全部内容引入本文作为参考。
     发明领域
     本发明公开的内容一般地涉及用于治疗胸膜疾病的方法和系统。更特别地， 本发 明公开的内容涉及一种用于治疗胸膜疾病的方法和系统， 其包括在一段时间内提供低剂量 的硬化剂， 以获得胸膜层的弥漫性胸膜固定术。 更具体地， 本发明公开的内容涉及用硬化剂 涂层的导管， 其提供引流和经由持续释放所述硬化剂来获得胸膜层的胸膜固定术。 背景技术 胸膜疾病是通常需要昂贵的住院治疗 ( 通常是侵入性或外科手术性质 ) 的常见医 学问题。胸膜疾病的非限定性实例包括胸膜积液和气胸。胸膜积液是肺周围的累积液体， 气胸 (PTX) 是由于气体进入胸膜间隙引起的肺萎陷。
     胸膜积液可以由多种常见医学病症引起， 所述医学病症比如癌症、 结核病、 充血性 心力衰竭、 肺炎、 肺栓塞、 具有腹水的硬化、 胰腺炎或胶原血管病。如果液体量显著， 则压迫 肺， 患者感受到呼吸急促并咳嗽。 这些渗出液通常难于处理， 引起反复性呼吸急促以及频繁 的入院就诊进行多种治疗。 对于治疗和控制胸膜积液， 特别是恶性肿瘤性胸膜积液， 应当考 虑许多不同的因素。 参见 American Thoracic Society， Management of Malignant Pleural Effusions， 162 Am.J.of Respiratoryand Critical Care 1987-2001(2000， 将其通过引入 并入本文 )。
     鉴于可由胸膜积液导致的负担和痛苦以及患有胸膜积液之患者群的性质， 优选的 治疗方法应当提供症状的立即和长期的缓解、 避免住院治疗、 适合大多数患者、 具有最小的 副作用， 且避免重复令人不适的过程。
     对于患有症状性恶性胸膜积液 (MPE) 的通常方法是进行反复胸膜抽液 ( 胸腔穿刺 术 )， 或者通过放置肋间导管来尝试具有硬化剂 ( 如滑石或四环素 ) 的胸膜固定术， 或者通 过外科手术胸腔镜来尝试具有硬化剂 ( 如滑石或四环素 ) 的胸膜固定术。第一种方法是资 源密集性的 ( 需要多次就诊医师或超声科室 )， 疼痛且在缓解症状方面仅部分和暂时有效。 第二种方法需要住院治疗， 并且可能需要全身麻醉药。其也仅可在进行胸管放置 (chest tube placement) 的一部分患者中进行， 可具有明显的疼痛， 并且涉及严重的肺部并发症。
     Denver Biomed， Inc.( 现在是 Cardinal Health 的一部分 ) 研究出一种新的门诊 病人手术方法 Pleurx， 其使用插入到胸膜间隙内的长期隧道导管 (tunneled catheter)。 遗 憾的是， 大部分患者需要一直用导管引流来维持他们的生命， 尽管某些患者在引流平均约 8-12 周后实现了胸膜固定术。这种延长的引流对于生活质量、 并发症发生率 ( 由于感染引 起 )、 供应成本和营养状况均有潜在影响。
     原发性自发性气胸 (PSP) 是一种之前未患有肺病的患者的气胸。继发性自发性气
     胸 (SSP) 是患有多种肺病的患者中出现的气胸， 所述肺病例如慢性阻塞性肺病 (COPD)、 肺 气肿或肺纤维化。大部分气胸病例可以用简单的胸管引流来治疗。尽管经历气胸的患者具 有未来复发事件的高风险， 但是通常没有给患者提供致力于降低该风险的治疗， 直到他们 经历两次或更多次肺萎陷的发作， 该肺萎陷的发作是由目前可获得的预防性治疗的侵入性 性质所引起的。
     患有严重心力衰竭的患者可发展为复发性胸膜积液， 使得对他们的护理更麻烦并 引起呼吸困难增加。如果缺乏安全有效的针对这些渗出液局部治疗， 那么只有使心脏功能 最佳化才可实现问题的解决。遗憾的是， 流体累积的复发很频繁。
     实现对气胸或非恶性胸膜积液的长期控制的安全有效、 侵入性最小的方法将对这 些患者特别有利。
     发明简述
     提供对于胸膜疾病的治疗， 同时使现有治疗选择的相关问题最小化的方法和系统 是所期望的。本发明公开内容的实施方案包括用于治疗胸膜疾病的方法和系统， 其通过在 一段时间内提供低剂量的硬化剂以实现胸膜层的胸膜固定术。 具体的示例性实施方案包括 涂覆有硬化剂的导管， 其通过持续释放所述硬化剂而实现胸膜层的胸膜固定术。通过在一 定的时间段内提供硬化剂而不是作为大的单剂量提供， 应该减少了不利副作用 ( 比如患者 不适 )。 使用具有持续释放硬化剂的导管也可以提供症状的立即和长期的缓解， 避免住院治 疗， 适用于大多数患者， 具有最小的副作用， 且避免了重复的令人不适的过程。
     本发明公开内容的示例性实施方案包括用于治疗胸膜疾病 ( 包括胸膜积液 ) 的方 法和系统。示例性的实施方案包括在一段时间内提供低剂量水平的硬化剂， 以实现胸膜层 的胸膜固定术， 其可以减小重新形成气胸或胸膜积液的可能性。所述剂量水平可选自低至 足以最小化或减少通常与以单剂量施用硬化剂以实现胸膜固定术相关的不利副作用的水 平。 所述剂量水平可选自低于被认为单剂量治疗有效的最低量的水平。 然而， 由于反复 ( 或 持续释放 ) 施用仍可实现胸膜固定术。某些实例包括被插入到胸膜间隙内的含有硬化剂的 导管。所述硬化剂可以在一段时间内以持续释放方式释放， 以实现胸膜层的一般性或弥漫 性胸膜固定术。在某些实施方案中， 所述硬化剂的大部分 ( 例如大于包含在导管上或导管 中的硬化剂总量的百分之五十 ) 可以以稳态速率释放十二、 二十四、 三十六、 四十八、 六十 或七十二小时。在某些实施方案中， 所述硬化剂的大部分可以在三至十五天的时间段内释 放。在具体的实施方案中， 所述硬化剂可以释放从而每两、 四、 六、 八、 十、 十二、 十四、 十六、 十八、 二十、 二十二、 二十四、 二十六、 二十八、 三十、 三十二、 三十四或三十六小时释放约百 分之十的硬化剂。另外， 可使用所述导管从胸膜间隙引流流体或空气。在某些实例中， 可以 将抽吸和 / 或贮存装置连接至所述导管， 以帮助除去和贮存流体或空气。在具体的实例中， 所述硬化剂是硝酸银。
     通过用单一过程以持续释放方式施用硬化剂， 患者可避免使用多种治疗过程和避 免长期住院。
     某些实施方案包括促进胸膜固定术的方法。所述方法可包括提供导管， 其包括近 端、 远端和靠近所述远端的硬化剂。 可所述硬化剂配置成促进胸膜层的发炎或纤维化。 所述 方法可包括 ： 将所述导管的所述远端插入到第一胸膜层和第二胸膜层之间的胸膜间隙内， 提供所述硬化剂在一段时间内向所述胸膜间隙内的持续释放 ； 以及建立所述第一和第二胸膜层的弥漫性胸膜固定术 (diffuse pleurodesis)。 在某些实施方案中， 所述时间段可以大 于或等于二十四小时。 在另一些实施方案中， 所述时间段可以大于十二、 四十八或七十二小 时。在又一些实施方案中， 所述时间段可以是三天至十五天之间。在具体的一些实施方案 中， 所述硬化剂包含硝酸银。
     在某些实施方案中， 所述第一胸膜层为脏器胸膜层 (visceral pleurallayer)， 所 述第二胸膜层为体壁胸膜层 (parietal pleural layer)。在具体的实施方案中， 所述弥漫 性胸膜固定术包括至少百分之二十五的半侧胸的胸膜固定术， 所述脏器胸膜层在多个位置 与所述体壁胸膜层相融合。在另一些实施方案中， 所述弥漫性胸膜固定术包括至少百分之 五十的半侧胸的胸膜固定术， 所述脏器胸膜层在多个位置与所述体壁胸膜层相融合。
     在某些实施方案中， 所述弥漫性胸膜固定术包括所述第一胸膜层和所述第二胸膜 层之间的多重粘连， 当将所述远端插入到所述胸膜间隙内时， 所述多重粘连的部分位于距 离导管远端至少三厘米处。 具体的实施方案还可以包括通过所述导管从胸膜间隙引流胸膜 积液或胸膜气体。
     在具体实施方案中， 所述胸膜积液可能与癌症、 充血性心力衰竭、 硬化、 结核病、 肺 炎、 肺栓塞、 胰腺炎或胶原血管病有关。在某些实施方案中， 所述胸膜积液可包括恶性胸膜 积液。 某些实施方案还可以包括提供产生负压的装置， 将该装置与所述导管相连， 操作 该装置以向所述胸膜间隙提供负压。 具体实施方案还可以包括将胸膜积液引流到与所述装 置相连的容器中。
     具体实施方案包括一种治疗胸膜疾病的方法。所述方法可包括提供导管， 其包括 近端、 远端和靠近所述远端的硬化剂。可以将所述硬化剂配置成促进胸膜层的发炎或纤维 化。 所述方法还可包括将所述导管的所述远端插入到第一胸膜层和第二胸膜层之间的胸膜 间隙内， 通过所述导管从胸膜间隙抽出胸膜积液或胸膜空气， 以及提供硬化剂在一段时间 内向胸膜间隙内的持续释放。 所述方法还可包括建立所述第一胸膜层向所述第二胸膜层的 弥漫性胸膜固定术。在具体实施方案中， 所述时间段大于或等于二十四小时。在具体实施 方案中， 所述时间段可以为三至十五天。在某些实施方案中， 所述胸膜疾病为气胸。在具体 实施方案中， 所述硬化剂包含硝酸银。 某些实施方案还可以包括提供产生负压的装置， 将该 装置与所述导管相连， 操作该装置以向所述胸膜间隙提供负压。
     具体实施方案还可以包括一种融合两胸膜层的方法。在某些实施方案中， 所述方 法可包括提供涂覆有硝酸银的导管， 其中所述导管包括近端和远端。所述方法还可包括将 所述导管的远端插入到第一胸膜层和第二胸膜层之间的胸膜间隙内， 其中所述导管的远端 插入到插入点中。所述方法还可以包括提供硝酸银向所述胸膜层内的持续释放， 以及建立 所述第一胸膜层和所述第二胸膜层的胸膜固定术， 其中所述胸膜固定术包括在所述第一胸 膜层和所述第二胸膜层之间的多重粘连。在某些实施方案中， 所述多重粘连覆盖至少百分 之二十五的所述第一胸膜层的表面积， 并且至少一个粘连距离所述插入点超过五厘米。在 某些实施方案中， 硝酸银向所述胸膜层内的持续释放在至少十二个小时的时间段内发生。
     某些实施方案包括一种涂覆导管的方法， 其包括 ： (a) 将待涂覆的导管或其部分 引入壳聚糖溶液中， 并任选地将该导管或其部分在所述溶液中保持第一时间段， 其中所述 壳聚糖溶液包含乙酸 ； 接着 (b) 将所述导管或其部分引入第一硝酸银溶液中， 并任选地将
     该导管或其部分在该溶液中保持第二时间段 ； 接着 (c) 将该导管或其部分引入第二硝酸银 溶液中， 并任选地将该导管或其部分在该溶液中保持第三时间段。 在某些实施方案中， 所述 方法还包括 ： (d) 干燥所述导管或其部分 ； (e) 重复步骤 (a)-(c) 以形成水凝胶， 或： (i) 将 所述导管或其部分引入戊二醛溶液中， 并任选地将该导管或其部分在该溶液中保持第四时 间段 ； 或 (ii) 将所述导管或其部分引入透明质酸钠溶液中， 并任选地将该导管或其部分在 该溶液中保持第五时间段， 接着将所述导管或其部分引入第三硝酸银溶液中， 并任选地将 该导管或其部分在该溶液中保持第六时间段。 在具体实施方案中， 在步骤 (i) 或 (ii) 之后， 将所述导管或其部分干燥。
     在某些实施方案中， 所述第一时间段可以为约 5-10 秒， 所述第二时间段可以为约 1-2 分钟， 所述第三时间段可以为约 24 小时， 所述第四时间段可以为约 8 分钟， 和 / 或所述 第六时间段可以为约 4 小时。在某些实施方案中， 壳聚糖的浓度为约 1.4-1.8％ (w/w)。在 具体实施方案中， 壳聚糖的浓度可以是约 1.0-2.0％ (w/w)。在具体实施方案中， 壳聚糖的 分子量可以为约 400,000 至 600,000g/mol。在某些实施方案中， 壳聚糖的分子量可以为 150,000-700,000g/mol。在某些实施方案中， 壳聚糖的乙酰化度为约 18-20％。在具体实 施方案中， 壳聚糖的乙酰化度为约 15-24％ (w/w)。在具体实施方案中， 壳聚糖溶液的温度 为约 5℃。在某些实施方案中， 壳聚糖溶液的温度为约 2-8℃。在某些实施方案中， 乙酸的 浓度为约 1％ (w/w)。在具体实施方案中， 乙酸的浓度为约 0.6-1.5％。乙酸溶液可以使用 去离子水、 双蒸水或不含 Cl 离子的其它形式的水来制备。在某些实施方案中， 所述第一和 / 或第二硝酸银溶液的浓度为约 14-18％ (w/w)。在另一些实施方案中， 所述第一和 / 或第 二硝酸银溶液的浓度为约 10-15％ (w/w)。
     在具体实施方案中， 所述第一硝酸银溶液包含在沉淀管中。 在某些实施方案中， 可 使用去离子水、 双蒸水或不含 Cl 离子的其它形式的水制备一种或多种硝酸银溶液。在具体 实施方案中， 所述第一和 / 或第二硝酸银溶液的浓度相同， 而在另一些实施方案中， 所述第 一和 / 或第二硝酸银溶液的浓度不同。在某些实施方案中， 所述第一时间段可以为约 1 分 钟。在具体实施方案中， 所述第一时间段可以为约 1-5 分钟。在具体实施方案中， 所述第二 时间段可以为约 5 分钟。在某些实施方案中， 所述第二时间段可以为约 2-9 分钟。在某些 实施方案中， 所述第三时间段可以为约 24 小时。在某些实施方案中， 所述第三时间段可以 为约 20-40 小时。
     在具体实施方案中， 在步骤 (b) 和步骤 (c) 之间的时间段少于约 5 分钟。在某些 实施方案中， 在步骤 (b) 和步骤 (c) 之间的时间段少于约 2-10 秒。在某些实施方案中， 所 述导管或其部分在步骤 (a) 之前被清洗。在具体实施方案中， 所述清洗包括用约 98％ (w/ w) 的乙醇接触所述导管或其部分。在具体实施方案中， 所述清洗包括用约 70-98％ (w/w) 的乙醇接触所述导管或其部分。在某些实施方案中， 在步骤 (b) 和 (c) 之间未干燥所述导 管或其部分。在具体实施方案中， 在步骤 (e) 之后， 在蒸馏水中冲洗所述导管或其部分。在 某些实施方案中， 在步骤 (e) 之后， 在蒸馏水中冲洗所述导管或其部分约 10-20 秒。
     在具体实施方案中， 戊二醛的浓度为约 0.98％。 在具体实施方案中， 戊二醛的浓度 为约 0.7-1.5％ (w/w)。在具体实施方案中， 所述戊二醛溶液是使用去离子水、 双蒸水或不 含 Cl 离子的其它形式的水制备的。在某些实施方案中， 所述第四时间段为约 8 分钟。在某 些实施方案中， 所述第四时间段为约 6-12 分钟。 在具体实施方案中， 恰好在步骤 (i) 之前和/ 或恰好在干燥之前， 在蒸馏水中洗涤所述导管或其部分。在某些实施方案中， 所述第三硝 酸银溶液的浓度为约 16％。在某些实施方案中， 所述第三硝酸银溶液的浓度为约 14-20％， 和 / 或透明质酸钠的浓度为约 1-3％ (w/w)。在具体实施方案中， 所述第五时间段为约 3-6 小时， 和 / 或所述第六时间段为约 48-62 小时。
     在某些实施方案中， 在 12-37℃的温度下进行步骤 (f) 的干燥步骤。 在具体实施方 案中， 所述水凝胶的溶胀度 α 为约 125。在具体实施方案中， 所述水凝胶的溶胀度 α 为约 125-220％。在某些实施方案中， 所述导管或其部分包括硅酮、 聚氨酯或 PVC。
     实施方案还可以包括涂覆待涂覆的导管或其部分的方法， 其包括 ： (a) 在导管或 其部分上形成第一包衣， 其包括按以下顺序依次涂覆所述具有多层的导管或其部分 ： 第一 壳聚糖层、 第一硝酸银层和第二硝酸银层 ； (b) 在位于所述第一涂层上面的导管或其部分 上形成第二包衣， 其包括按以下顺序依次涂覆所述具有多层的导管或其部分 ： 第二壳聚糖 层、 第三硝酸银层和第四硝酸银层 ； 和 (c) 在步骤 (b) 之后， 将所述导管或其部分引入戊二 醛溶液中 ； 和 (d) 干燥所述导管或其部分。
     实施方案还可以包括涂覆待涂覆的导管或其部分的方法， 其包括 ： (a) 在导管或 其部分上形成第一包衣， 其包括按以下顺序依次涂覆所述具有多层的导管或其部分 ： 第一 壳聚糖层、 第一硝酸银层和第二硝酸银层 ； (b) 在位于所述第一涂层上面的导管或其部分 上形成第二包衣， 其包括在步骤 (a) 之后， 按以下顺序依次涂覆所述具有多层的导管或其 部分 ： 第二壳聚糖层、 第三硝酸银层和第四硝酸银层 ； 和 (c) 在步骤 (b) 之后， 将所述导管 或其部分引入透明质酸钠溶液中， 接着将该导管或其部分插入第五硝酸银溶液中 ； 和 (d) 干燥所述导管或其部分。 在本发明任意方面的某些实施方案中， 可以使用除硝酸银以外的试剂。这些试剂 的非限定性实例包括银金属、 氧化银或银盐， 包括硫酸银、 碳酸银、 磷酸银、 硫化银、 碘酸银、 卤化银 ( 例如氯化银 ) 和磺胺嘧啶银。
     预计在本说明书中讨论的任何实施方案可以根据本发明的任何方法或系统实施， 反之亦然。而且， 本发明的系统可用于完成本发明的方法。
     术语 “一般性胸膜固定术” 或 “弥漫性胸膜固定术” 定义为分布在整个胸膜层而不 是局限于特定位点的胸膜固定术。 一般性或弥散性胸膜固定术包括在不限于硬化剂插入到 胸膜间隙内的所述位置处将胸膜层进行粘附和融合。在某些非限定性实例中， 一般性或弥 漫性胸膜固定术包括在距离插入硬化剂位置为 3cm、 4cm、 5cm 或更远测量的位点将胸膜层 粘附或融合。 在某些非限定性实例中， 一般性或弥漫性的胸膜固定术也可以包括超过 20％、 30％、 40％或 50％的胸膜层的粘附或融合。 在某些非限定性实例， 一般性或弥漫性胸膜固定 术还可包括多个位置处将胸膜层粘附或融合。
     术语 “约” 或 “近似” 定义为接近于本领域普通技术人员所理解的， 在一个非限定性 实施方案中， 该术语定义为在 10％内， 优选在 5％内， 更优选在 1％内， 最优选在 0.5％内。
     当在权利要求书和 / 或说明书中使用时， 术语 “抑制” 或 “减少” 或这些术语的任 何变化形式包括获得期望结果的任何可测量的减少或完全抑制。
     当在说明书和 / 或权利要求书中使用时， 术语 “有效” 指足以达到所期望的、 预期 的或意欲的结果。
     当在权利要求书和 / 或说明书中与术语 “包含 ( 括 )” 联合使用时， 使用不定冠词
     可以指 “一个 ( 种 )” ， 但也可以指 “一个或多个” 、 “至少一个” 和 “一个或超过一个” 。
     对权利要求书中使用的术语 “或” 来说， 除非明确指明其含义仅指可选择物或者所 述可选择物是彼此排他性的， 否则其意指 “和 / 或” ， 尽管本文公开内容支持其仅指可选择 物和″和 / 或″的定义。
     在本说明书和权利要求书中使用的术语 “包含” 、 “具有” 、 “包括” 或 “含有” 是指包 括在内的或开放式的并且不排除另外的、 未列举的元素或方法步骤。
     本文中使用的 “引入” 及其变化形式指将本文所述的导管或涂覆有至少一个涂层 的导管放置与溶液物理接触。这样的引入的非限定性方法包括浸没和浸渍。
     本文使用的术语 “约” 用于指这样的值， 其包括用来确定所述值的装置和 / 或方法 的误差的标准偏差。
     根据下述详细说明， 本发明的其它目的、 特征和优点将明显可见。 然而， 应当理解， 虽然所述详细说明和实施例表明了本发明的具体实施方案， 但其是仅以举例说明的方式给 出的。 另外， 根据该详细说明， 预计在本发明的精神和范围内的变化和修饰对本领域技术人 员而言将变得显而易见。 附图说明
     图 1 举例说明了安装在胸膜间隙内导管的一个示例性实施方案的示意图和剖面图。 图 2 举例说明了导管的一个示例性实施方案。
     图 3A-3C 举例说明了使用直接注射日剂量硝酸银的室验结果。
     图 4A-4C 举例说明了使用直接注射日剂量多西环素的室验结果。图 5 举例说明了 用于评价实验结果的标准分级系统的表。
     图 6 举例说明了来自使用小动物模型的涂覆导管给药研究的实验性测试结果的 图。
     表 7 举例说明了来自使用小动物模型的涂覆导管给药研究的实验性测试结果的 表。
     图 8 为表明具有胸膜间隙的用作对侧对照的动物样本的宏观病理学的照片。
     图 9A 为表明用持续释放导管处理过的具有胸膜间隙的动物样品的宏观病理学的 照片。图 9B 为在用持续释放导管处理过的胸膜间隙内的动物样品胸膜固定术的显微图片。
     图 9C 为显示每个处理组的处理过和未处理的对照胸膜间隙的组织病理学纤维化 得分的图。
     图 10 为用硝酸银持续释放导管处理过的大动物的胸膜固定术得分的表。
     图 11 为用硝酸银持续释放导管处理过的个体大动物的胸膜固定术得分的图。
     图 12 为举例说明用壳聚糖 - 硝酸银凝胶涂覆的聚氨酯导管的释放动力学的图。
     图 13 为举例说明用壳聚糖 - 硝酸银凝胶涂覆的聚氨酯导管的释放动力学的图。
     图 14 为举例说明用壳聚糖 - 硝酸银凝胶涂覆的硅酮导管的释放动力学的图。
     图 15 为举例说明用壳聚糖 - 硝酸银凝胶涂覆的硅酮导管的释放动力学的图。
     示例性实施方案的详细说明
     现在参照在图 1 中显示的示例性实施方案， 胸腔 450 包括右半侧胸 200、 左半侧胸
     300 和气管 400。右半侧胸 200 包括在体壁层 210 和脏器层 220 之间的胸膜间隙 250， 其包 围右肺 270。类似地， 左半侧胸 300 包括在体壁层 310 和脏器层 320 之间的胸膜间隙 350， 其包围左肺 370。图 1 不是按比例的， 为了清晰和详细地提供， 某些部分可能被放大。
     在本发明公开内容的其他部分所描述的某些条件下， 胸膜积液 230 或气体可积聚 在体壁层 210 和脏器层 220 之间的胸膜间隙 250 内。为了从胸膜间隙 250 中引流胸膜积液 230 或胸膜气体， 可以将导管 100 插入到胸膜间隙 250 内。在所显示的示例性实施方案中， 导管 100 包括近端 120、 远端 110 和靠近远端 110 的硬化剂 130。在某些实施方案中， 导管 100 可以连接负压装置 140 和 / 或容器 150。负压装置 140 可以是任何小的、 便携的、 重量 轻的装置， 其能在导管 100 和胸膜间隙 250 内产生负压。在某些实施方案中， 负压装置可以 是真空泵或真空压缩机。可以配置容器 150， 使得当其穿过导管 100 从胸膜间隙 250 引流 时， 其能接受和容纳来自胸膜积液 230 的流体 / 空气。
     在图 1 中所示的示例性实施方案中， 导管 100 的远端 110 被引入到胸膜间隙 250 内， 使得包含硬化剂 130 的导管 100 部分也被置于胸膜间隙 250 内。在某些实施方案中， 硬 化剂 130 包含物质比如硝酸银， 其促进体壁层 210 和 / 或脏器层 220 的发炎和 / 或纤维化。 通过促进体壁层 210 和 / 或脏器层的发炎和 / 或纤维化， 胸膜层可以融合， 以实现一般性或 弥漫性胸膜固定术。这可有助于防止流体或空气重新积聚在胸膜间隙 250 中， 从而降低了 胸膜积液 /PTX 再形成的可能性。在另一些实施方案中， 硬化剂 130 可以包括不同于硝酸银 的物质或物质的组合。 硬化剂 130 可以包含的示例性物质的非限定性清单包括 ： 多西环素、 米诺环素、 四环素、 滑石、 博来霉素、 多柔比星、 聚维酮碘、 TGF-β、 米帕林、 其它抗生素、 其它 抗肿瘤剂、 及其它细胞因子和生物试剂。
     在示例性实施方案中， 将导管 100 配置成用于在延长的时间段内将硬化剂 130 持 续释放到胸膜间隙 250 内。 在某些实施例中， 硬化剂 130 可以在二十四小时至几天的时间段 内释放。通过使硬化剂 130 能够在长时间内释放， 相信可以使与胸膜固定术有关的潜在副 作用最小化。与单剂量注射硬化剂不同， 所述试剂以持续释放方式在一段时间内施用。相 信所述硬化剂可以以足够获得所期望的胸膜固定术水平但低至足以减少单剂量施用的常 见副作用的水平施用。这样的副作用包括患者不适和肺部并发症。在某些实施方案中， 可 以将导管 100 插入到门诊患者的胸膜间隙 250 内。对于治疗胸膜积液 230 而言， 这样的方 法可以降低成本和减少带给患者的不便。
     导管 100 的一个示例性实施方案显示在图 2 中。在该实施方案中， 导管 100 包括 侧引流孔 115， 其促进胸膜间隙 250 的引流。其它实施方案可以包括另外的侧引流孔。在应 将所述远端 110 阻断的情况下， 侧引流孔 115 提供了流体或空气流入到导管 100 内的另一 个途径。
     可以通过多种方法之一将硬化剂 130 应用于导管 100， 所述方法包括但不限于旋 涂 (spin coating)、 喷雾、 浸渍、 表面浸渍等。涂覆的具体实施方案描述在下述名称为 “制 备涂覆导管” 部分中。
     在某些实施方案中， 使用负压装置 140 也可以有助于实现体壁层 210 和脏器层 220 的胸膜固定术。还可以以例如公开于美国专利 No.6,287,285( 其在此通过引用并入本文 ) 中的那些方法使用硬化剂。负压装置 140 可以有助于提供体壁层 210 和脏器层 220 的并置 (apposition)， 其可以降低所述层之间流体 / 气体积聚的可能性， 并使得硬化剂 130 可将所述层有效融合。在某些实施方案中， 负压装置 140 提供约 5-40 厘米水的负压。负压装置 140 还可以包括防止流体或空气通过导管 100 返回胸膜间隙 250 的回流装置 ( 比如单向阀， 未显示 )。
     可以将容器 150 连接至负压装置 140， 以捕获从胸膜间隙 250 移出的积聚的流体 / 空气。在某些实施方案中， 容器 150 具有约 500 毫升的容积， 并可拆卸地固定到负压装置 140 上。在某些实施方案中， 容器 150 可以容易地从导管 100 和 / 或负压装置上移走， 从而 可以从容器 150 中倒出从胸膜间隙 250 内引流的液体。在某些实施方案中， 容器可以连接 没有负压装置的导管。
     虽然本文描述了示例性实施方案， 但是应当理解， 可以在对所述方法和系统做出 各种改变， 而不背离本发明的范围。 例如， 在其它实施方案中， 所述硬化剂的组成可以不同。 而且， 在任一项权利要求中连续描述的步骤并不要求所述步骤按照任何特定的顺序进行， 除非做出过如此说明。
     制备涂覆导管
     金属离子 ( 例如金、 银、 铜 ) 具有广谱抗微生物活性 (Spadaro 等， 1974 ； Schaeffer 等， 1988)。银离子用于防止细菌定殖在导管上 (Maki 等， 1988 ； Groeger 等， 1993 ； Raad 等， 1996)。通过利用低温蒸气和高真空的方法， 将银离子作为金属银的微细涂层沉积在导管 上， 通 常 具 有 ≤ 1μm 的 厚 度 (Sioshansi， 1991 ； Sioshansi， 1994 ； Sioshansi 和 Tobin， 1995 ； Bambauer 等， 1998)。该技术已经应用于由硅酮、 聚氨酯及其它聚合物制成的导管。 目前， 具有银涂层的导管与抗微生物剂比如苯扎氯铵 (BKC) 联合使用 (Li 等， 1999)， 所述 抗微生物剂沉积在由聚氨酯 (Maki 等， 1997 ； Hentschel 和 Munstedt， 1999) 和硅酮 (Raad 等， 1996) 制成的导管上。用于将银离子沉积在导管表面上的方法可以分为下述几类 ： (i) 包入银纳米颗粒 (Samuuel 和 Guggenbichler， 2004)， 和 (ii) 以汽相涂覆的银 (Tobin 和 Bambauer， 2003)。Vargas 等 /16/ 表明将硝酸银施用到胸膜间隙内是一种实现胸膜固定术 的有效方法， 硝酸银是一种已知的硬化剂 (Bouros 等， 2000 ； Gallivan， 2001)。
     本发明涉及涂覆在聚氨酯和硅酮导管的表面上的硝酸银水凝胶。为了产生涂层， 使用了两种不同的方法 ： 壳聚糖和银离子之间进行螯合反应， 接着 (i) 壳聚糖和银离子之 间进行螯合反应， 最后与戊二醛交联， 或 (ii) 壳聚糖和银离子之间进行螯合反应， 以及最 后， 壳聚糖螯合物与银离子和透明质酸进行反应。
     关于所述螯合反应， 壳聚糖与银离子形成复合物， 其具有修饰的理化性质和超分 子结构。所述超分子修饰包括壳聚糖分子在溶液中从螺旋结构到任意无规形式的转变。该 结构具有通过范德华力 (van der Waals) 和离子键力保留银离子的能力。所述理化修饰使 壳聚糖转变成水凝胶。该水凝胶的溶胀度取决于硝酸银溶液的浓度和反应时间。通过以下 两种方法实现水凝胶的体积稳定性和水凝胶溶胀度的控制 ： (i) 与戊二醛交联 ； 和 (2) 用含 + + 有壳聚糖 -Ag 基质和透明质酸的聚离子复合物涂覆最后一层的壳聚糖 -Ag 。本文所述的 水凝胶是不可逆地形成的， 可以随时间 ( 比如 2 周 ) 以恒定的速率流出银离子。
     一般而言， 影响壳聚糖 - 银涂覆导管的制备和性质的非限定性因素包括 ：
     · 壳聚糖的理化性质 ： 壳聚糖的分子量通常为 400,000 至 600,000g/mol， 乙酰化度 (DA) 为 18-20％。
     ·壳聚糖溶液的浓度 ： 壳聚糖在 1％乙酸溶液中的浓度通常为 1.4-1.8％。浓度越高， 涂层越厚。
     ·壳聚糖溶液的温度 ： 为了确保合适的涂层厚度， 温度通常为 5℃。
     ·硝酸银溶液的浓度 ： 硝酸银溶液的浓度通常为 14-16％。
     ·导管上壳聚糖涂层和硝酸银的反应温度和时间通常为在室温下 24 小时。
     ·1％戊二醛溶液的凝固时间通常为 8 分钟。
     ·涂覆壳聚糖 - 银复合物后的干燥时间通常为 24 小时。
     根据这些因素和本发明制备涂覆导管的方法的实施例描述如下。
     实施例 1
     壳聚糖 -Ag+ 涂覆的导管的制备和与戊二醛的交联
     溶液的制备
     1％ (w/w) 乙酸溶液 ： 在 1000ml 量筒中， 混合 10g 浓醋酸 (98％ ) 和 990ml 双蒸水 ( 不含 Cl 离子 )。
     1.8％ (w/w) 壳聚糖溶液 ： 向 3L 混合器中加入 982mL 1％醋酸溶液和 18g 壳聚糖 (VANSON 型， 乙酰化度 (DA) ＝ 20％， 摩尔质量为 585,000g/mol)。搅拌该溶液， 直到所有壳 聚糖都溶解。将溶液离心 (3500rpm)， 以除去可能的微粒凝胶和有色颗粒。将溶液保持在 5℃。 14％ (w/w) 硝酸银溶液 ： 加入硝酸银 (35g) 和重蒸馏水至 250ml 量筒的充满标记。 将溶液保持在室温下， 避光。
     0.98％ (w/w) 戊二醛溶液 ： 向 200ml 量筒中加入 2ml 98％戊二醛水溶液。加入双 蒸水至充满标记。
     步骤 A ： 涂覆包含壳聚糖 -Ag+ 的第一层
     首先用 98％的乙醇溶液清洗导管表面， 最后干燥。涂层厚度和所含银的量取决于 壳聚糖和硝酸银溶液的浓度。随着壳聚糖溶液的浓度降低， 水凝胶涂层的厚度降低。该实 施例使用了 1.8％ (w/w) 的壳聚糖溶液和 14％ (w/w) 的硝酸银溶液。
     给 100ml 量筒装满 1.8％ (w/w) 的壳聚糖溶液， 并保持在 5℃。将待涂覆的导管部 分浸没于溶液中并保持 1 分钟。然后， 将该导管的涂层部分立即引入到包含 18％ (w/w) 硝 酸银溶液的沉淀管中。将导管保持在该溶液中 5 分钟。然后， 将该导管引入到 18％硝酸银 溶液的第二溶液中 24 小时。
     步骤 B ： 涂覆壳聚糖 -Ag+ 复合物的第二层涂层以形成水凝胶
     在涂覆所述第一层后， 不用干燥， 将所述导管在蒸馏水 ( 不含 Cl-) 中清洗， 并浸入 到 5℃的 1.8％ (w/w) 壳聚糖溶液中， 保持 1 分钟。第二层沉积在第一层的上部。在该浸渍 步骤之后， 立即将所述导管浸入 18％ (w/w) 硝酸银溶液中， 并保持 1 分钟用于第一次沉淀， 然后将其浸入 18％ (w/w) 硝酸银的最终溶液中 24 小时。在每使用 3 至 4 次后， 评估硝酸银 溶液的浓度并校正。
     水凝胶的溶胀度从反应时间为 3 小时的 α ＝ 3000 到反应时间为 24 小时的 α ＝ 125 而变化， 其中 α 代表溶胀度。α ＝ (( 水合水凝胶的平衡质量 - 水凝胶的干重 )/ 水凝 胶的干重 ×100)。
     步骤 C ： 导管沉积的壳聚糖 -Ag+ 水凝胶与戊二醛的变联
     在步骤 A 和 B 之后， 在蒸馏水中冲洗制备的导管， 并将其浸入包含 0.98％ (w/w) 戊
     二醛溶液的 100ml 量筒中， 静置 8 分钟。然后， 在蒸馏水中最后一次冲洗所述导管， 然后在 室温下干燥 48 小时。
     实施例 2
     用壳聚糖 -Ag+ 复合物和透明质酸 -Ag+ 盐复合物涂覆的导管的制备溶液的制备
     1％ (w/w) 醋酸溶液 ： 见实施例 1。
     1.8％ (w/w) 壳聚糖溶液 ： 见实施例 1。
     16％ (w/w) 硝酸银溶液 ： 在 250ml 刻度烧瓶中， 加入 40g 硝酸银， 加入双馏水至充 满标记。将该溶液保持在室温下， 避光。
     1％ (w/w) 透明质酸钠溶液 ： 在玻璃瓶中， 加入 1g 透明质酸钠和 99g 水。搅拌该溶 液直到透明质酸钠溶解 ( 约 3-4 小时 )。将溶液在冰箱中保持， 使用前使其恢复至室温。 +
     步骤 A ： 涂覆含有壳聚糖 -Ag 溶液的第一涂层
     方法评述 ：
     在涂覆和干燥之前， 用 98％乙醇清洗导管。涂层厚度和所含银的量取决于壳聚糖 和硝酸银溶液的浓度。随着壳聚糖溶液浓度的降低， 水凝胶涂层的厚度降低。本实施例使 用了 1.8％ (w/w) 壳聚糖溶液。硝酸银溶液的浓度可以决定银在该层中的浓度及其溶胀性 质。 浓度低于 16％ (w/w) 的硝酸银是不推荐的， 因为所述涂层没有包含足够的银， 该层会在 水溶液中溶胀， 稳定性很弱。为了在这些条件下稳定所述层， 可以使用交联， 比如与 1％ (w/ w) 戊二醛溶液交联 ( 参见实施例 1)。使用浓度 16％ (w/w) 的硝酸银， 例如避免了在这种方 式中使用交联剂的需要。
     温度是与涂层厚度有关的另一个因素。 随着温度升高， 所述层的厚度通常降低。 例 如， 温度从 5℃升高至 20℃， 导致层厚度减少 50％。对于基于硅酮、 聚氨酯和 PVC 的导管来 说， 5℃是可以使用的典型温度。不推荐使用低于 0℃或在 0-3℃范围内的温度， 因为所述层 的厚度显著增加， 难于控制层厚度的均匀性。
     方法 ：
     给 100ml 量筒装满壳聚糖溶液， 并保持在 5℃。 将待涂覆的导管部分浸没在该溶液 中， 保持 1 分钟。 然后， 将该导管的经涂覆部分立即插入到包含 18％ (w/w) 硝酸银溶液的沉 淀管中。将该导管保持在该溶液中 5 分钟。然后， 将该导管插入到 18％ (w/w) 硝酸银溶液 的第二溶液中 24 小时。
     步骤 B ： 涂覆壳聚糖 -Ag+ 溶液的第二涂层以形成水凝胶
     参见上述实施例 1 的步骤 B。
     步骤 C ： 涂覆壳聚糖 -Ag+ 透明质酸钠 -Ag+ 离子复合物的第三涂层方法评述 ：
     涂覆透明质酸 - 壳聚糖 -Ag+ 的表面层具有增强所述导管在湿润环境中的弹性和 降低在步骤 A 和 B 中沉积的壳聚糖 -Ag+ 层的溶胀度的优点。该层也增加了银离子的生物 相容性和表面浓度。
     方法 ：
     在步骤 B 之后， 将导管浸入 1％透明质酸钠 (w/w) 溶液中并保持 4 小时。在这一 期间， 形成壳聚糖 - 透明质酸盐复合物。然后， 用 16％ (w/w) 硝酸银溶液处理该导管 10 分 钟。然后， 干燥所述导管 48 小时。
     证实有效性的试验方法下述实施例作为测试本说明书中所公开的方法和装置的方法的非限定性实例而提出。 实施例 3
     低水平每日直接施用
     进行这些试验以确定当以重复方式施用时， 低剂量的硬化剂是否可以实现成功的 胸膜固定术。 以之前报道过的有效剂量的下限开始以递减剂量使用每日剂量的硝酸银或多 西环素， 进一步减少了利用一天、 5 天或 14 天方案给药的剂量。理论上， 重复利用更低剂量 可以降低副作用的频率和 / 或严重性。
     所有实验都在胸膜固定术兔模型中进行， 该模型已广泛用于全世界许多中心的胸 膜固定术领域。如下面进一步详细说明的， 标准胸膜固定术的评分等级为 1 至 8， 用于评价 胸膜固定术的功效， 数字 1 代表正常胸膜间隙， 而 8 代表胸膜完全联合。得分为 5 或更高通 常被认为是成功的胸膜固定术。
     多西环素方法
     用 1mg/kg、 5mg/kg 或 10mg/kg 剂量的多西环素处理总共 18 只动物。10mg/kg 组 中的动物 (n ＝ 2) 只接受一天的注射， 5mg/kg 范围中的动物 (n ＝ 2/ 组 ) 接受 1 天、 5 天或 14 天的注射， 最低剂量范围 1mg/kg 的动物 (n ＝ 2/ 组 ) 接受 5 天或 14 天的重复注射。将 结果与给予盐水注射 1、 5 或 14 天的安慰剂组 (n ＝ 2/ 组 ) 进行比较。所有剂量均在每日 引流后施用。在治疗期结束时， 将动物处以安乐死， 根据显示在图 5 中的标准评分系统对胸 膜固定术进行评分。
     使用多西环素的结果
     图 4A 提供了使用多西环素的个体样品的实验结果的表， 而图 4B 提供了归纳样品 平均胸膜固定术得分的表， 所述得分是基于不同的施用浓度和天数。图 4C 提供了图 4B 中 所提供结果的图示。
     在该模型中， 多西环素的最低报道有效剂量为作为单剂量的 10mg/kg。 在我们的最 初试验中， 该剂量得到了平均得分 4.5。尽管使用一半的该剂量即 5mg/kg 重复 5 天不会实 现胸膜固定术， 但是当使用该剂量 14 天时， 获得了得分 5。甚至更低的剂量 1mg/kg 在实现 胸膜固定术方面无效， 无论给予 5 天还是 14 天。因而， 对于多西环素而言， 当重复施用两周 时， 个体剂量减少 50％仍然可以实现胸膜固定术。该中等日剂量减少是否会引起副作用明 显减少是未知的。
     硝酸银方法
     用 0.05％、 0.085％、 0.425％和 0.85％的剂量浓度给药的硝酸银处理总共 20 只动 物。注意到在该模型中， 报道的有效单剂量硝酸银注射浓度为 0.3％至 0.5％。在一个出版 物中， 报道 0.25％的浓度是无效的， 但是全部数据有限。将各组的处理期确定为重复注射 1 天、 5 天或 14 天。对于 10 个组来说， 每组最少使用 2 只动物， 对最低剂量范围 (0.05％ ) 再进一步测试 2 只动物。参见表 2。将结果与给予盐水注射 1、 5 或 14 天的安慰剂组 (n ＝ 2/ 组 ) 进行比较。所有剂量均在每日引流后施用。在治疗期结束时， 将动物处以安乐死， 根 据标准评分表 ( 显示在图 5 中 ) 对胸膜固定术进行评分。还评价了胸膜发炎和纤维化的程 度。
     使用硝酸银的结果
     图 3A 提供了使用硝酸银的个体样品的实验结果的表， 而图 3B 提供了归纳样品平 均胸膜固定术得分的表， 所述得分是基于不同的施用浓度和天数。图 3C 提供了图 3B 中所 提供结果的图示。如图 3A-3C 中所阐明的， 当施用剂量 14 天时， 0.050％的浓度获得了成功 的胸膜固定术得分 ( 大于或等于 5)。另外， 当施用剂量 5 天时， 0.085％的浓度获得了成功 的胸膜固定术得分。
     使用 0.85 ％和 0.425 ％剂量的一天注射获得了优良的胸膜固定术 ( 平均得分 8/8)， 这与之前公开的结果一致。相反， 0.085％的较低剂量作为单剂量在实现胸膜固定术 中是无效的， 但是当重复日剂量 5 天 ( 平均得分 7.5/8) 时则是有效的， 并且 0.05％的最低 剂量仅在接受 14 天重复注射的组中是有效的 ( 平均得分 6.5/8)。 该趋势清楚地表明， 在低 剂量下， 治疗多天是用硝酸银获得有效的胸膜固定术所必需的。
     这种剂量方案的一个优点可能与副作用减少有关。 与目前的胸膜固定术方法有关 的副作用可能是既痛苦又危险的。 已经报道了在胸膜内施用四环素之后的剧烈疼痛 (Light 等， 1990)， 还 报 道 了 在 服 用 多 西 环 素 (Heffner 等， 1994 ； Mansson， 1988 ； Herrington 等， 1996 ； Pulsiripunya 等， 1996)、 滑 石 (Thompson 等， 1998 ； Marom 等， 1999 ； Brant 和 Eaton， 2001 ； Stefani 等， 2006) 和硝酸银 (Wied 等， 1981) 后剧痛很明显。胸膜内局部施用麻醉剂 可减少疼痛 (Sherman 等， 1988)， 但是几乎总是需要麻醉性镇痛剂 (Elpern 等， 1994)。 现有数据表明硬化剂的副作用可能是剂量依赖性的。在动物模型中， TGF-β 的 剂量增加至超过胸膜固定术所需要的剂量会导致所形成的胸膜流体量增加 (Light 等， 2000)。此外， 用较高剂量处理的动物发生了对侧胸膜纤维化以及腹膜发炎， 这表明出现了 全身性毒性。在另一项研究中， 胸膜内接受较高剂量米诺环素的动物具有过高的死亡率 (Light 等， 1994)。在类似的模型中， 显示出胸膜内接受高剂量滑石的动物肺、 纵隔、 心包和 肝中的更高速率的滑石沉积。另外， 用更高剂量滑石时全身性炎性应答显著更高 (Montes 等， 2003)。施用滑石后的 ARDS 的临床病例在某种程度上与使用的更高剂量相关 (Rinaldo 等， 1983 ； Kennedy 等， 1994)。
     特别地， 在硝酸银的情况下， 在白细胞计数升高和中性白细胞增多方面， 已经表明 0.1％的浓度引起较少的全身性反应， 而且血清白细胞介素 -8 和 VEGF 水平低于 0.5％剂量 下的 (Marchi 等， 2005)。另外， 人试验已证实 0.5％浓度是患者良好耐受的 (Paschoalini 等， 2005)， 但是临床医师在几十年前因为与高达 10％浓度相关的严重疼痛和副作用而放弃 了该试剂 (Wied 等， 1981 ； Wied 等， 1983)。
     结论
     这些实验表明， 当作为单剂量施用时， 以亚治疗 (subtherapeutic) 剂量重复施用 硬化剂仍然可有效地实现胸膜固定术。特别地， 如果施用 14 天， 硝酸银似乎提供了减少大 剂量的可能性， 并同时保持了其作用。
     实施例 4
     涂覆导管的给药， 兔模型
     对胸膜积液的处理通常包括尝试用硬化剂建立胸膜膜连， 所述硬化剂通常作为单 次推注剂量施用。 如上述所证实的， 低剂量重复施用硝酸银 (SN)( 与单次高剂量施用相比 ) 可以实现有效的胸膜固定术。本研究的目的是用持续释放导管来证实胸膜固定术有效， 所 述持续释放导管连续 14 天流出低剂量的硝酸银。
     本研究包括在良好描述的胸膜疾病动物模型中用 3 组 6 只兔进行体内试验。本研 究包括将 SN 涂覆导管放置于胸膜间隙内， 在对照组中放置安慰剂 / 未涂覆导管。每只动物 的对侧胸膜间隙充当另外的对照。
     所述动物在全身麻醉下， 进行小孔径胸膜内导管的放置。 所述导管是未涂覆的、 用 24mg SN 涂覆的或者用 50mg SN 涂覆的， 并被放置在右胸膜间隙内。50mg 组中有一个动物 没有完成该研究。每日抽吸所述导管 14 天， 以除去任何胸膜流体， 在第 15 天移除该导管， 并在第 29 天进行尸检。通过得分 1-8(1- 正常， 8- 胸膜膜连大于 50％半侧胸 ) 评价胸膜固 定术的功效， 得分大于或等于 5 被认为是显著的 ( 图 5)。
     试验方法 ： 胸膜导管的放置 - 兔
     使用重 1.5 至 2.0kg 的 SPF 新西兰白兔。圈养所有的动物以使对病原体的暴露减 至最少。根据标准操作程序照管动物。
     在手术前， 动物接受皮下 (sc) 丁丙诺非 (duprenorphine)0.02-0.05mg/kg， 并用 吸入剂诱导麻醉。
     给动物剪毛并做手术前准备。 右侧和后侧胸壁和背部需要剪毛， 在诱导麻醉之后， 将动物以左侧卧位放置， 之后擦洗干净， 并做手术前准备。通过面罩给予补充供氧。如下将 聚乙烯管 ( 如下所述 ) 插入右胸膜间隙内。用解剖刀沿横向距脊椎线 5cm 和靠近肋缘 2cm 的右侧胸切开 1cm 的皮肤切口。用钳子夹住皮下筋膜， 并用剪刀切开 0.5cm 的开口。用小 的弯钳使用钝剥离进入胸膜间隙， 从而避免损伤下面的肺。 然后， 使胸管通过张开的钳子向 前轻轻推进 5-6cm 的距离。用注射器抽吸所述管， 以便证实开放和再吸收在导管插入期间 可以进入到胸膜腔内的任何空气。 而且， 所述导管的近端穿过动物背部的皮下， 将其缝合以 防止移动。 这可通过如下方法来进行 ： 在中线的颈基底部切开 0.5cm 的皮肤切口， 接着沿尾 部方向皮下通过直血管钳 (strait forceps)， 之后横向至导管插入的部位。然后， 用所述 钳向后拉所述管的近端， 以使其从小的颈部切口退出。将无针 IV 接头连接至所述管路的近 端， 并再次抽吸所述管， 以确保开放且不存在气胸。缝合所述颈部切口， 并包扎所述无针 IV 口周围， 以使其固定。各自用两至三根 2.0 缝合丝线闭合插入部位的胸壁、 筋膜和皮肤。
     一旦出现动物恢复， 就将其放回隔离区。在研究期间， 如果观察到疼痛的迹象， 比如食欲缺乏、 磨牙、 保护外科手术部位或激动， 则根据需要提供皮下 (sc) 丁丙诺非 (duprenorphine)0.02-0.05mg/kg 进行镇痛 q8-12 小时。
     导管配置
     导管是由医学级聚乙烯管料 ( 内径 1.58mm， 外径 3.18mm) 构建的。将导管涂层涂 覆至远端 3cm， 以递送一定剂量的 SN， 之后， 测定 14 天期间引起的有效胸膜固定术 (24mg， 14 天 )。用更高剂量的导管 (50mg， 14 天 ) 重复该研究。在接近涂层的近端引入另外的引 流侧孔以促进引流。将所述导管用环氧乙烷气体灭菌， 并包装在密封无菌包装中。在放置 时， 给所述管的近端装上无菌进入 / 阀门系统。
     临床护理和监测
     根据标准操作程序照管所有的动物。每日评价动物的一般健康状况。在研究的第 1、 8、 15、 22 和 29 天测量它们的体重。在处理前和第 1、 8、 15、 22 和 29 天， 由兽医人员进行每 日临床观察和临床检查。每日从胸膜导管抽吸流体， 并记录抽出的流体体积。该胸膜导管 保持 14 天。安乐死和尸检
     在研究的第 29 天， 通过静脉内注射 3mL EuthanylTM( 戊巴比妥 240mg/ml) 到耳缘 静脉内对动物处以安乐死。对濒死或需要在第 29 天前处以安乐死的动物进行尸检。
     将胸部整体移除。将连接注射器的针刺入气管， 所述注射器装满 50ml 在磷酸盐缓 冲盐水中的 10％福尔马林， 将该福尔马林注射到气管中以使肺膨胀。 在膨胀后， 用尼龙缝合 线结扎气管， 将整个胸部浸没在 10％福尔马林溶液中至少 48 小时。然后， 通过穿过横隔和 穿过锁骨中线的所有肋骨切开双侧切口， 暴露每个胸膜腔。 用这样的方式， 移除胸骨和前面 肋骨的中段， 使得可以评价肺和胸膜腔。 记录每只动物有或没有血胸 ( 胸膜腔中凝血 ) 和纵 隔的位置。进行胸膜的肉眼检查， 并根据 8 点等级评级 ( 参见图 5 ； 还参见 Lee， Teixeira， Devin， 等， TransformingGrowth Factorbeta 2 Induces Pleurodesis Significantly Faster than Talc， 163 Am.J.of Respiratory and Critical Care 640(2001)， 将其通过 引入并入本文 )。从双侧胸膜、 肺和横隔获取用于组织病理学评价的样品。
     病理学
     按照标准中性缓冲的福尔马林固定方案固定从尸检获得的样品。 将苏木精和伊红 (H&E) 及 Musto 染色剂应用于组织切片。
     胸膜纤维化的评级为无 (0)、 不确定 (1)、 轻度 (2)、 中度 (3) 或重度 (4)。
     统计分析
     a 数据分析 ： 计算胸膜固定术得分和实验室值的平均值。对于病理分析使用描述 性术语。
     b 统计 ： 用 t 检验比较处理组和对照组之间的平均胸膜固定术得分。使用 6 只动 物的组进行 2 至 6( 即 4 分的差异， SD 为 2) 的胸膜固定术得分的差异检测， α 为 0.05， β 为 0.9。
     伦理学
     该研究得到了卡尔加里大学 (University of Calgary) 的动物保护委员会的批 准。采取所有的预防措施以保证研究者严格遵守实验研究动物伦理学处理的规定。
     结果
     将根据上述实施例 4 中阐述的方法进行试验的结果提供在下图 6 中。这些结果证 实胸膜固定术在涂覆有硝酸银的导管处理的每只动物中都获得了成功， 所述导管在 14 天 期间体内持续释放 50mg 硝酸银 ( 得分大于或等于 5)。在所述导管在 14 天期间持续释放 24mg 硝酸银的组中， 6 只动物中有 4 只实现了成功的胸膜固定术。图 7 举例说明了不同剂 量水平所实现的平均胸膜固定术得分的表。
     图 8 是表现具有未融合胸膜间隙的用作对侧对照的动物样品的宏观病理学的照 片。在图 8 中， 可看见肺 500 紧挨胸壁 510 和横隔 530。如图 8 所示， 胸膜间隙 520( 在肺 500 和横隔 530 之间 ) 没有融合， 并且没有显示出粘附。 在该实施例中， 没有插入导管， 并且 没有引入硬化剂。因此， 可看见其 “正常” 情况下的胸膜间隙。
     图 9A 是表现具有融合的胸膜间隙的动物样品的宏观病理学的照片。 如图 9A 所示， 根据如上对于实施例 4 描述的方法， 已经将持续释放导管 540 插入到肺 600 周围的胸膜间 隙内， 肺 600 挨着胸壁 610 和横隔 630。在该特定样品中， 导管 540 涂覆有硝酸银， 经 14 天 期间递送约 50mg 的剂量。如图 9A 所示， 胸膜间隙 620 已经融合， 来自导管 540 的持续释放的硝酸银实现了有效的胸膜固定术。胸膜间隙 620 显示出弥漫性胸膜固定术， 在远离导管 540 的区域中具有大多数胸膜层融合和胸膜层粘附。
     图 9C 证实， 与未涂层的导管相比 (p ＜ 0.05) 以及与对侧 ( 左侧 ) 对照胸膜间隙 相比 (p ≤ 0.05)， 对于接受涂覆导管 (24mg 或 50mg) 的动物中的右胸膜间隙而言组织纤维 化得分 (0-4 等级 ) 显著较高。图 9B 代表用 50mg 涂覆导管处理的动物的肺和胸膜间隙的 组织切片 (Musto 染色 )， 其表现出广泛的纤维化 ( 等级 4)， 并引起胸膜膜连。
     实施例 5
     涂覆导管的给药， 绵羊模型
     本研究的目的是证实在大动物模型中用持续释放导管可有效实现胸膜固定术， 所 述持续释放导管连续 14 天流出低剂量的硝酸银。
     试验方法 ： 胸膜导管放置 - 绵羊
     本研究包括在右胸膜间隙内放置 SN 涂覆的导管的每组四只绵羊的体内实验。对 四只对照动物放置没有药物流出涂层的胸管。每只动物的对侧胸膜间隙充当另外的对照。
     进行包括重量在内的生命体征的每日监测。在第 29 天， 将动物处以安乐死， 并进 行尸检， 包括胸膜、 肺的显微镜检查。当在试验的最初剂量下胸膜固定术得分大于 5 时， 将 第三组四只动物放置具有剂量降低 25％的涂覆导管。
     使用胸膜疾病和胸膜固定术的良好描述的动物模型， 其使用重 25-30kg 的幼羊 (Suffolk)。(Lee 等， 2002 ； Lee 等， 2000)。需要总共 12 只动物完成该研究。圈养所有的动 物以使对病原体的暴露减至最少。根据标准操作程序照管动物。
     给动物洗澡并剪毛。通过吸入诱导全身麻醉。将胸壁周围和背部剪毛， 在诱导麻 醉之后， 将动物以左侧卧位放置， 之后擦洗干净， 并做手术前准备。 通过面罩施加补充供氧。 如下将由医学级硅酮管料设计的具有另一个侧孔的无菌胸膜导管插入到右胸膜间隙内。 用 解剖刀沿横向距第 7 肋间隙脊椎线 15-20cm 的右侧胸切开 3cm 的皮肤切口。用钳子抓夹皮 下筋膜， 并用剪刀切开 0.5cm 的开口。
     用弯曲钝钳 (curved blunt forceps) 进行钝剥离进入胸膜间隙内， 从而避免损伤 下面的肺。然后， 使管料通过张开的钳子向前轻轻推进 10-15cm 的距离。用注射器抽吸所 述管， 以便证实开放和再吸收可在导管插入期间进入胸膜腔内的任何空气。
     另外， 所述导管的近端穿过动物背部的皮下， 将其缝合以防止移动。 这可通过如下 方法来进行 ： 在中线椎体水平上切开 1cm 的皮肤切口， 接着沿尾部方向皮下通过直血管钳， 之后横向至导管插入的部位。然后， 用所述钳向后拉所述管的近端， 以使其从背部切口退 出。将无针 IV 接头连接至所述管料的近端， 并再次抽吸所述管， 以确保开放且不存在气胸。 缝合背部切口， 并包扎所述无针 IV 口周围， 以使其固定。各自用 2 至 3 根 2.0 缝合丝线闭 合插入部位的胸壁、 筋膜和皮肤。一旦出现动物恢复， 就将其放回他们的圈养区。在研究期 间， 如果注意到疼痛的迹象， 比如食欲缺乏、 磨牙、 保护外科手术部位或激动， 则根据需要提 供皮下 (sc) 丁丙诺啡 0.01-0.02mg/kg 进行镇痛 q6-8 小时。
     导管配置
     导管是由外径 4.88mm 的医学级硅酮管料 ( 每厘米管料的表面积为 1.533cm2) 构 建的。涂覆导管涂层至远端 13cm， 使得在 14 天期间递送所述剂量的 SN。根据上述兔模型 中的实验外推硝酸银的剂量。虽然没有报道在绵羊用单剂量硝酸银的研究， 但是其它胸膜固定术试剂似乎在类似于临床使用的剂量下有效。对于前 4 只处理的动物， 使用了 14 天总 剂量为 1,000mg 的硝酸银。假设其有效， 用 750mg 的减少剂量处理另一组。
     在接近涂层的近端引入另外的引流侧孔， 以促进引流。将所述导管用环氧乙烷气 体灭菌， 并包装在密封无菌包装中。在放置时， 给各个管的近端装上无菌进入 / 阀门系统。
     临床护理和监测
     根据绵羊畜牧业标准操作程序照管所有的动物。每日评价动物的一般健康状况。 在研究的第 1、 8、 15、 22 和 29 天测量它们的体重。在处理前和第 1、 8、 15、 22 和 29 天由兽医 人员进行每日临床观察和临床检查。 定期由胸膜导管抽吸流体， 并记录抽出流体的体积。 该 胸膜导管保持最少 14 天， 直到连续两天抽出的流体变成少于 20ml/ 绵羊 / 天。
     安乐死和尸检
     在研究的第 29 天， 静脉内注射 Euthanyl-Forte( 戊巴比妥 240mg/ml， 10ml/50kg) 到颈静脉并同时用手进行限制， 对动物处以安乐死。在尸检时， 从腹侧打开胸廓， 暴露胸膜 腔。根据图 5 中显示的 8 点评分系统评价肉眼观察的胸膜固定术的程度。获得双侧脏器层 胸膜、 横隔和肺的样品， 并将其放入在磷酸盐缓冲盐水中的 10％福尔马林中。
     统计分析
     a. 数据分析 ： 计算胸膜固定术得分和实验室值的平均值。
     b. 统计 ： 利用 t 检验将特定剂量的给定试剂的平均胸膜固定术得分与合适的对照 组进行比较。使用 4 只动物的组进行 1.5 至 6( 即 4.5 分的差距， 标准偏差为 3) 的胸膜固 定术得分差异检测， α 为 0.05， β 为 0.8。
     结果
     对于未涂覆组、 750mg 组和 1g 组， 经处理 ( 右 ) 侧的平均胸膜固定术得分分别为 1.0、 6.67 和 7.33( 对于每个 SN 组而言， 相对于未涂覆组， p ＝ 0.001)。在 1g 组中， 所有 3 只动物都显示出远离导管部位的内脏胸膜和壁胸膜之间有许多弥散性粘连， 具有远离导管 部位的半侧胸的膜连。根据图 5 中说明的评分系统， 1g 组中各样品显示出得分了表列数据 和图示数据， 说明了本研究中每只动物的胸膜固定术得分。
     持续释放性质的证实
     进行实验， 以证实硝酸银从用根据本文公开内容所提供方法的涂覆有硝酸银导管 的有效持续释放。可以在体内或体外测量药物从持续释放涂层中洗脱的动力学。(Spador 等， 1974 ； Schaeffer 等， 1988 ； Maki 等， 1988 ； Groeger 等， 1993 ； Raad 等， 1996)。在如下所 述体外证明方法中使用的导管相当于在如上所述体内实验中使用的导管。
     测量引入到系统 ( 通常通过口服施用 ) 的药物动力学的标准体内方法是测量循环 系统中的药物量。该方法通常被认为是最精确的， 其提供了关于药物如何扩散到系统中的 准确描绘。然而， 在胸膜疾病的治疗中， 全身或血管内吸收并不是所期望的结果， 所以该方 法不合适。
     所述体外方法是一种测量释放动力学的更基础性的、 但可接受的方法。将样品引 入到溶液 ( 通常保持在 pH 5 或 7) 中， 按固定时间间隔 (1-10) 测量洗脱的药物量。然后， 根据下述式计算洗脱的药物量 ：
     ( 式 1)其中 ：
     mSN ＝在某个时间从样品中释放的硝酸银 (SN) 的量 (mg) ；
     CSN ＝在提取的样品中硝酸银 (SN) 的浓度 (mg/ml) ；
     Ve ＝回流到系统中的洗脱液的量 (ml) ；
     Vi ＝提取的样品量， i， (ml) ；
     Ci ＝在提取的样品中硝酸银 (SN) 的浓度， i， (mg/ml)。
     测量过程
     将 50ml 蒸馏水和已知质量的干燥水凝胶 / 银涂覆的导管置于容器中并避光。将 系统保持在 37℃的温度下， 将搅拌设定为 55rpm。
     在第一个小时后， 用移液器取出 2ml 溶液， 立即用 2ml 水 ( 或溶剂 ) 替换。对于体 外试验， 使用蒸馏水来测试水凝胶 / 银涂覆的导管的洗脱速率， 因为生理流体产生了游离 银的沉淀， 并沉积在导管表面上的蛋白质层上， 其可改变动力学。在体内环境中， 蛋白质 / 银络合物降解， 硝酸银以其分子形式存在， 其动力学稳定。在每个时间点， 通过两种不同的 方法测量溶液中 AgNO3 的浓度 ： (1) 电化学法 ： ASV 方法 ( 阳极溶出伏安法 ) 和 (2) 原子吸 收法 ： AAS 方法 ( 原子吸收光谱法 )。
     来自聚氨酯导管的银离子的释放动力学
     图 12 中显示了来自以水凝胶 / 银涂覆的聚氨酯导管的硝酸银扩散动力学的实例。 如图所示， 在 10 天期间， 从所述导管洗脱的硝酸银的量保持相当恒定。
     如图 13 所示， 用环氧乙烷灭菌不会减少导管上硝酸银的量， 也不会改变其释放动 力学。
     来自硅酮导管的银离子的释放动力学
     除了如上所述的聚氨酯导管之外， 还使用了外径为 4.88mm 的硅酮导管 ( 每 cm 管 2 料的外表面积为 1.533cm )。 该硅酮导管涂覆了 13cm 的长度。 制备了两种不同剂量的导管 ： Si5A 和 Si5B。对于 13cm 的涂覆导管来说， 在 10 天期间， Si5A 提供约 250mg 硝酸银的恒定 洗脱， 其中图 14 表示在最初 3 天期间的洗脱。对于 13cm 的涂覆导管来说， 在整个 14 天期 间， Si5B 提供约 150mg 的恒定洗脱， 图 15 证实了该恒定洗脱。在实验性检验期间， 观察到 在 14 天的试验阶段之后， 约百分之二十的硝酸银保留在导管上 ( 导致每天约 5.7％的硝酸 银平均释放速率 )。
     参考文献
     将下列每篇参考文献通过引用并入本文。
     美国专利 4,265,848
     美国专利 4,496,464
     美国专利 5,304,121
     美国专利 5,344,401
     美国专利 5,576,072
     美国专利 5,662,960
     美国专利 5,674,192
     美国专利 5,709,672
     美国专利 5,733,496美国专利 5,954,706
     美国专利 6,221,425
     美国专利 6,287,285
     美国专利 6,409,716
     美国专利 6,541,116
     美国专利 6,645,547
     美国专利 6,656,517
     美国专利 6,719,991
     美国专利 6,897,349
     美国专利 6,916,379
     美国专利 7,048,962
     美国专利公布 20060025816
     美国专利公布 20060116721
     American Thoracic Society ，Am.J.Respir.Crit.Care Med. ， 162(5) ： 1987-2001， 2000.
     Bambauer et al.， ASAIO J.， 303-308， 1998.
     Bouros et al.， Chest， 118 ： 577-579， 2000.
     Brant and Eaton， Respirology， 6(3) ： 181-185， 2001.
     Dumitriu et al.， Clin.Materials， 6： 265-276， 1990.
     Dumitriu et al.， J.Bioactive Compat.Polym.， 5： 310-326， 1990.
     Dumitriu and Dumitriu， Biomaterials， 12 ： 821-826， 1991.
     Dumitriu et al.， Colloid.Polym.J.， 269 ： 1140-1147， 1991.
     Dumitriu et al.， J.Biomat.Applications， 6： 80-88， 1991.
     Dumitriu et al.， In ： High Performance Biomaterials.A Comprehensive Guide to Medical andPharmaceutical Applications， Szycher(Ed.)， Technomic Publ.Co.， Inc.， PA， 669-731， 1991.
     Dumitriu et al.， In ： Polymers in Medicine ： Biomedical and Pharmaceutical Applications， Ottenbritte and Chiellini(Eds.)， Technomic Publ.Co.， Inc.， PA， 115-145， 1991.
     Dumitriu et al.， Il Farmaco， 47 ： 509-518， 1992.
     Dumitriu et al.， J.Biomat.Applications， 6： 251-260， 1992.
     Dumitriu et al.， J.Biomat.Applications， 7： 265-276， 1993.
     Elpern et al.， J. Crit.Illn.， 9(12) ： 1105-1110， 1994.
     Gallivan， Chest， 119 ： 1624-1625， 2001.
     Groeger et al.， Ann.Surg.， 218 ： 106-10， 1993.
     Heffner et al.， Chest， 105(6) ： 1743-1747， 1994.
     Hentschel and Munstedt， Infection， 1： S43-45， 1999.
     Herrington et al.， Pharmacotherapy， 16(2) ： 280-285， 1996.
     Kennedy et al.， Chest， 106(2) ： 342-346， 1994.Lee et al.， Respirology， 7(3) ： 209-16， 2002. Lee et al.， Thorax， 55(12) ： 1058-62， 2000. Li et al.， J.Biomater.Appl.， 13 ： 206-223， 1999. Light et al.， Am.J.Respir.Crit.Care Med.， 162(1) ： 98-104， 2000.. Light et al.， Chest， 106(2) ： 577-582， 1994. Light et al.， Chest， 107(6) ： 1702-1706， 1995. Light et al.， JAMA， 264(17) ： 2224-2230， 1990. Maki et al.， Am.J.Med.， 85 ： 307-14， 1988. Maki et al.， Ann.Intern.Med.， 127 ： 257-266， 1997. Mansson， Scand.J.Infect.Dis.Suppl.， 53 ： 29-34， 1988. Marchi et al.， Chest， 128(3) ： 1798-1804， 2005. Marom et al.， Radiology， 210(1) ： 277-281， 1999. Montes et al.， Am.J.Respir.Crit.Care Med.， 168(3) ： 348-355， 2003. Paschoalini et al.， Chest， 128(2) ： 684-689， 2005. Pulsiripunya et al.， Respirology， 1(1) ： 69-72， 1996. Raad et al.， Biomaterials， 17 ： 1055-1059， 1996. Raad et al.， J.Infect.Diseases， 173 ： 495-8， 1996. Rinaldo et al.， J.Thorac.Cardiovas.Surg.， 85(4) ： 523-526， 1983. Samuuel and Guggenbichler， Int.J.Antimicrob.Agents， 23S1 ： S75-S78， 2004. Schaeffer et al.， J.Urol.， 139 ： 69-73， 1988. Sherman et al.， Chest， 93(3) ： 533-536， 1988. Sioshansi and Tobin， Med.Plastics Biomat.， 2： 50-59， 1995. Sioshansi， Artif.Organs， 18 ： 266-271， 1994. Sioshansi， Orthopaedics Today， 11 ： 24-25， 1991. Spadaro et al.， Agents Chemother， 6： 637-642， 1974. Stefani et al.， Eur.J.Cardiothorac.Surg.， 30(6) ： 827-832， 2006. Thompson et al.， Ann.Pharmacother.， 32(7-8) ： 739-742， 1998. Tobin and Bambauer， Therap.Apheresis Dialysis， 7(6) ： 504-509， 2003. Tremblay and Michaud， Chest， 129(2) ： 362-368， 2006. Vargas et al.， Chest， 108(4) ： 1080-1083， 1995. Vargas et al.， Chest， 118 ： 808-813， 2000. Wied et al.， J.Thorac.Cardiovasc.Surg.， 1983 ； 86(4) ： 591-593， 1983. Wied et al.， Scand.J.Thorac.Cardiovasc.Surg.， 15(3) ： 305-307， 1981.