Selbststerilisierender Thermoplast
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen selbststerilisierenden Thermoplast zur Herstellung von Erzeugnissen für medizinischen und allgemeinhygienischen Gebrauch.
Der Zweck der Erfindung ist die Herstellung von Produkten mit selb & tsterilisierendem Effekt, um beispielsweise bei deren medizinischer Verwendung das Aufkommen von Infektionen, beispielsweise beim Einlegen von Kathetern oder beim Anlegen von Drainagen, zu verhindern.
Innerhalb der Krankenpflege verwendet man zur Zeit steril verpackte Katheter, die nach dem Öffnen der Verpackung meistens vor dem Einführen in natürliche oder künstliche Körperöffnungen bakteriell kontaminiert werden. Ausserdem kommen die Katheter beim Einführen in den Körper in Berührung mit der an der Haut und/oder den Schleimhäuten normalerweise vorkommenden Bakterienflora. Diese Bakterienarten verursachen keine Infektionen an Ort und Stelle, führen aber meistens zu Infektionen, oftmals von ernster Natur, wenn sie beim Einführen des Katheters nach anderen bakterienfreien und/oder infektionsfreien Gebieten transportiert werden. Diese Gefahr ist immer beispielsweise beim Einlegen von Kathetern im Lumen des Urogenitalorgans vorhanden.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass beispielsweise ein erfindungsgemäss hergestellter Katheter nicht nur steril ist, sondern auch diese Sterilität beim Einführen in den Körper beibehält und Bakterien abzutöten vermag, mit welchen er direkt oder durch die Körperflüssigkeit in Berührung kommt und hierdurch eine Verbreitung von Bakterien und das Entstehen einer Infektion in dem Lumen, in welches der Katheter eingeführt wurde, verhindert.
Der erfindungsgemäss hergestellte selbststerilisierende Thermoplast kann zur Herstellung von Gegenständen verwendet werden, die Gefahren für Krankheitsübertragung, besonders durch Kontaktinfektion, verhüten sollen. Innerhalb der Krankenpflege kann die vorliegende Erfindung beispielsweise für chirurgische Instrumente und Zubehör, Vorrichtungen zur Blutübertragung, Klistiervorrichtungen, Handschuhe, gestrichene Gewebe zur Bekleidung von Operationstischen usw. verwendet werden. Innerhalb des allgemeinhygienischen Verwendungsbereiches können beispielsweise folgende Verwendungszwecke genannt werden: Zubehörteile für Kühlschränke sowie Folien zum Anbringen an Toilettstühlen.
Darüberhinaus können gemäss vorliegender Erfindung auch Erzeugnisse für tierärztlichen Gebrauch hergestellt werden.
Das neue Merkmal der Erfindung besteht darin, dass der Thermoplast als antimikropischen Bestandteil wenigstens eine der Verbindungen Thymol, 4-n-Hexylresorcin und 4-n-Octylresorcin in gleichmässiger Verteilung in dem Material in einem Gehalt von nicht mehr als 8 Gewichts-o/o enthält. Der Gehalt des antimikrobischen Mittels soll im Thermoplast wenigstens 0,1 O/o ausmachen und vorzugsweise zwischen 0,1-0,3 O/o liegen.
Das antimikrobische Mittel soll zwecks Erzielung einer vorteilhaften Wirkung gründlich mit dem Thermoplast gemischt werden. Die vorteilhafteste Homogenisierung erhält man, wenn der Thermoplast und das antimikrobische Mittel zusammengeschmolzen und hierbei mechanisch bearbeitet werden. Eine solche Verarbeitung des Kunststoffes in geschmolzenem Zustand liegt innerhalb der gewöhnlichen Verarbeitungstechnik. Die Bearbeitungstemperatur muss bei der vorliegenden Erfindung so gewählt werden, dass das antimikrobische Mittel nicht oder nur im geringen Ausmass verdunstet oder zerlegt wird.
Die erfindungsgemäss vorgeschlagene Einmischung eines antimikrobischen Mittels in einen Thermoplast führt zu einer Herabsetzung des Schmelz- punktes, weshalb die Verarbeitung, beispielsweise beim Extrudieren, bei einer Temperatur durchgeführt werden kann, die um 10 -20 C niedriger ist, als die Verarbeitungstemperatur für den reinen Kunststoff. Dagegen ist es zweckmässig, die Mundstücktemperatur beim Blasen von Folien zwecks Erzielung einer mehr homogenen Folie auf 5"-10" C über den Normalwert zu erhöhen.
Als geeignete Thermoplaste können vorteilhaft Polyäthylen vom Typ LD und HD, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polystyren und Polyvinylidenchlorid für sich oder Mischungen davon verwendet werden.
Beispiel I
50 kg Polyäthylengranulat vom LD-Typ wurden mit 55 g (entsprechend gute 0,1 0/o) pulverisiertem Hexylresorcin innig vermischt, die erhaltene Mischung in eine Strangpresse gegeben und das Material bei ca. 1500 C extrudiert, wonach der erhaltene Strang unmittelbar zu einem somit selbststerilen Granulat zerkleinert wurde. Von diesem Granulat wurden dann Katheter in bekannter Weise durch Strangpressen hergestellt. Auf dieselbe Weise wurden Katheter aus dem gleichen Kunststoff mit einem Zusatz von gut 0,3 O/o Hexylresorcin hergestellt. Kontrollkatheter ohne Hexylresorcinzusatz wurden auch aus dem gleichen Kunststoff hergestellt.
Katheter aus den gemäss oben hergestellten drei verschiedenen Serien, d. h.
A) Katheter mit 0,1 O/o Hexylresorcinzusatz
B) Katheter mit 0,3 o/o Hexylresorcinzusatz
C) Kontrollkatheter wurden für die nachstehenden Untersuchungen verwendet.
1. lnfektionsversuch
Je 10 B- und K-Katheter wurden mit einem kaninchenpathogenen Stamm von Staphylococcus aureus massiv inokuliert. Diese Katheter wurden danach operativ in die Subcutis des Rückens von Kaninchen eingeführt, und zwar ein B-Katheter an einer Seite und ein K-Katheter an der anderen Seite, abwechselnd links und rechts.
Bei der Sezierung der Kaninchen nach verschiedenen Zeitintervallen, 1, 2, 3 und 4 Tagen, erwies sich, dass sämtliche Kontrollkatheter (K) zu massiven Infektionen mit reichlich eitrigem Exudat in der Subcutis geführt hatten wie auch in verschiedenen Fällen zu Adhäsionen.
Bei den B-Kathetern konnte in vier Fällen eine sehr schwache Entzündung festgestellt werden, in den übrigen sechs Fällen lagen keine Zeichen irgendwelcher Entzündungsprozesse vor.
Die bei der Sezierung gemachten Beobachtungen wurden durch eine bakteriologische Züchtung der herausgenommenen Katheter bestätigt, wobei sämtliche K-Katheter ein reichliches Wachstum des betreffenden Staphylococcus aureus-Stammes ergaben, während die B-Katheter in keinem Fall Wachstum ergaben.
2. Gewebereizung
A-, B- und K-Katheter wurden in subcutanem Gewebe im Rücken von Kaninchen operativ einge führt. Nach 2-7 Tagen wurden die Kaninchen seziert und das Operationsgebiet studiert. Hierbei erwies sich, dass sämtliche Kontrollkatheter eine Irritation, deren Intensität von mässig bis stark variierte, herbeigeführt hatten. Die Irritation war weniger ausgeprägt bei den A-Kathetern. Die B-Katheter zeigten eine noch schwächere Irritation und in einigen Fällen überhaupt keine Irritation.
Beispiel II
Von dem gemäss Beispiel I hergestellten selbststerilisierenden Granulat wurde auch ein Folienmaterial durch Blasen hergestellt. Diese Folie wurde hinsichtlich ihrer Wirkung gegen Mikroorganismen untersucht, wobei festgestellt wurde, dass die Folie eine schnell einsetzende bakterizide bzw. fungizide Wirkung hat. Somit wurde festgestellt, dass man nach einer Inokulierung der Folie durch beispielweise ein Aufspritzen von Suspensionen verschiedener Mikroorganismen, wie Staphylococcus albus, Staphylococcus aureus, E. coli, Candida albicans, Aspergillus niger oder Pen. chrysogenum schon nach einer Einwirkungszeit von ungefähr 2 Stunden eine vollständige Abtötung sämtlicher obengenannten Mikroorganismen feststellen konnte. Die Folien zeigten nach der Züchtung volle Sterilität.
In gleicher Weise inokulierte Kontrollfolien ohne Zusatz ergaben volles Wachstum auch bei einer Züchtung nach sehr langer Zeit, in verschiedenen Fällen nach mehreren Wochen.
Wenn man als thermoplastisches Material gemäss vorliegender Erfindung weichgemachtes Polyvinylchlorid oder Polyvinylidenchlorid verwendet, hat es sich als zweckmässig erwiesen, die antimikrobielle Substanz in das Weichmittel einzuarbeiten, wie aus dem folgenden Beispiel hervorgeht.
Beispiel III
7,95 kg Butylphthalylbutylglykolat wurden mit 680 g Hexylresorcin versetzt. Der Zusatz macht 8,55 /o des Weichmachers aus und ist so berechnet, dass man ein Endprodukt mit 2 O/o Hexylresorcin erhält. Der Weichmacher wurde unter Umrühren auf +700 C erwärmt, wobei sich das Hexylresorcin auflöst. Danach wurde die Mischung schnell auf +300 C abgekühlt. Der Weichmacher wurde dann mit dem Polyvinylchlorid in Form eines Suspensionsharzes gemischt, und als weiterer Hilfweichmacher und Hilfsstabilisator wurde epoxydiertes Sojabohnenöl zugegeben. Als Stabilisator wurde eine Kalzium Zinkverbindung verwendet. Das Gesamtgewicht der Mischung betrug 34 kg.
Die obigen Bestandteile wur den in einem Behälter mit rotierenden Messern gemisch, wonach die homogene Mischung auf ein Walzwerk mit erhitzten Zylindern aufgetragen wurde.
Nachdem die Mischung hier noch weiter homogenisiert und geschmolzen wurde, wurde das Material durch Kalandrieren zu einer fertigen Folie verarbeitet. Diese Folie wurde später in vitro untersucht, und man konnte feststellen, dass das erhaltene Material selbststerilisierend war und einen guten antimikrobischen Effekt aufwies.
Self-sterilizing thermoplastic
The present invention relates to a self-sterilizing thermoplastic for the manufacture of articles for medical and general hygiene use.
The purpose of the invention is to manufacture products with a self-sterilizing effect in order, for example, to prevent the occurrence of infections during their medical use, for example when inserting catheters or when creating drains.
In nursing, catheters that are sterile packed are currently used, which after opening the packaging are usually contaminated with bacteria before being inserted into natural or artificial body openings. In addition, when the catheters are introduced into the body, they come into contact with the bacterial flora normally found on the skin and / or the mucous membranes. These types of bacteria do not cause infections on the spot, but most often lead to infections, often of a serious nature, if they are transported to other bacteria-free and / or infection-free areas when the catheter is inserted. This danger is always present, for example, when inserting catheters in the lumen of the urogenital organ.
Surprisingly, it has now been found that, for example, a catheter produced according to the invention is not only sterile, but also maintains this sterility when inserted into the body and is able to kill bacteria with which it comes into contact directly or through the body fluid and thereby spreading bacteria and that Prevents infection from developing in the lumen into which the catheter was inserted.
The self-sterilizing thermoplastic produced according to the invention can be used for the production of objects which are intended to prevent the risk of disease transmission, particularly through contact infection. In the healthcare sector, the present invention can be used for surgical instruments and accessories, blood transfer devices, enema devices, gloves, coated fabrics for clothing operating tables, and so on, for example. Within the general hygienic area of use, the following uses can be mentioned, for example: accessories for refrigerators and foils for attachment to toilet chairs.
In addition, according to the present invention, products for veterinary use can also be manufactured.
The new feature of the invention is that the thermoplastic as an antimicropic component contains at least one of the compounds thymol, 4-n-hexylresorcinol and 4-n-octylresorcinol in a uniform distribution in the material in a content of not more than 8 o / o by weight contains. The content of the antimicrobial agent in the thermoplastic should be at least 0.1% and preferably between 0.1-0.3%.
The antimicrobial agent should be thoroughly mixed with the thermoplastic in order to achieve a beneficial effect. The most advantageous homogenization is obtained when the thermoplastic and the antimicrobial agent are melted together and then mechanically processed. Such processing of the plastic in the molten state is within the usual processing technique. In the case of the present invention, the processing temperature must be selected so that the antimicrobial agent does not evaporate or decompose, or only to a small extent.
Mixing an antimicrobial agent into a thermoplastic as proposed according to the invention leads to a lowering of the melting point, which is why processing, for example during extrusion, can be carried out at a temperature which is 10 -20 C lower than the processing temperature for the pure plastic . On the other hand, it is advisable to increase the mouthpiece temperature when blowing foils to 5 "-10" C above the normal value in order to achieve a more homogeneous foil.
As suitable thermoplastics, polyethylene of the LD and HD type, polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene and polyvinylidene chloride alone or mixtures thereof can advantageously be used.
Example I.
50 kg polyethylene granules of the LD type were intimately mixed with 55 g (correspondingly good 0.1 0 / o) of pulverized hexylresorcinol, the mixture obtained was placed in an extruder and the material was extruded at about 1500 ° C., after which the strand obtained was immediately formed into one thus self-sterile granules were comminuted. Catheters were then produced from this granulate in a known manner by extrusion. Catheters were made in the same way from the same plastic with an addition of a good 0.3 o / o hexylresorcinol. Control catheters with no added hexylresorcinol were also made from the same plastic.
Catheters from the three different series manufactured according to the above, d. H.
A) Catheter with 0.1% hexylresorcinol added
B) Catheter with 0.3 o / o hexylresorcinol added
C) Control catheters were used for the following studies.
1. Attempted infection
10 B and 10 K catheters each were massively inoculated with a strain of Staphylococcus aureus pathogenic to rabbits. These catheters were then surgically inserted into the subcutis of the back of rabbits, with a B-catheter on one side and a K-catheter on the other side, alternating left and right.
When the rabbits were dissected after different time intervals, 1, 2, 3 and 4 days, it was found that all control catheters (K) had led to massive infections with abundant purulent exudate in the subcutis and, in various cases, to adhesions.
With the B-catheters, a very weak inflammation was found in four cases, in the remaining six cases there were no signs of any inflammatory processes.
The observations made during dissection were confirmed by bacteriological cultivation of the removed catheters, with all K catheters showing abundant growth of the Staphylococcus aureus strain in question, while the B catheters did not show any growth.
2. Tissue irritation
A, B and K catheters were surgically introduced into subcutaneous tissue in the back of rabbits. After 2-7 days, the rabbits were dissected and the operating area studied. It was found that all control catheters had caused irritation, the intensity of which varied from moderate to strong. The irritation was less pronounced with the A-catheters. The B catheters showed even weaker irritation and in some cases no irritation at all.
Example II
A film material was also produced from the self-sterilizing granulate produced according to Example I by blowing. This film was examined with regard to its action against microorganisms, and it was found that the film has a bactericidal or fungicidal effect that sets in quickly. It was thus found that after inoculating the film by, for example, spraying on suspensions of various microorganisms such as Staphylococcus albus, Staphylococcus aureus, E. coli, Candida albicans, Aspergillus niger or Pen.chrysogenum, a complete exposure time of about 2 hours Killing of all of the above microorganisms could determine. The films showed full sterility after cultivation.
Control foils inoculated in the same way without additive showed full growth even when cultivated after a very long time, in various cases after several weeks.
If plasticized polyvinyl chloride or polyvinylidene chloride is used as the thermoplastic material according to the present invention, it has proven to be expedient to incorporate the antimicrobial substance into the plasticizer, as can be seen from the following example.
Example III
7.95 kg of butyl phthalyl butyl glycolate were mixed with 680 g of hexyl resorcinol. The addition accounts for 8.55 / o of the plasticizer and is calculated in such a way that an end product with 2 O / o hexylresorcinol is obtained. The plasticizer was heated to +700 ° C. with stirring, the hexylresorcinol dissolving. The mixture was then rapidly cooled to +300 ° C. The plasticizer was then mixed with the polyvinyl chloride in the form of a suspension resin, and epoxidized soybean oil was added as a further auxiliary plasticizer and stabilizer. A calcium zinc compound was used as a stabilizer. The total weight of the mixture was 34 kg.
The above ingredients were mixed in a container with rotating blades, after which the homogeneous mixture was applied to a roller mill with heated cylinders.
After the mixture was further homogenized and melted here, the material was processed into a finished film by calendering. This film was later examined in vitro and it was found that the material obtained was self-sterilizing and had a good antimicrobial effect.