Lagerungsbeständige Packung und Verfahren zu ihrer Herstellung
Die Erfindung bezieht sich auf eine lagerungsbeständige Packung, bestehend aus einem abgeschlossenen Behälter, dessen Wandung aus einem luft- und feuchtigkeitsundurchlässigen Material gebildet ist, sowie auf ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Praktisch alle absorbierbaren Nahtmaterialien, die in der Tier- und Humanchirurgie verwendet werden, werden aus Säugetierdärmen hergestellt. Diese Nahtmaterialien werden allgemein als Catgut- Nahtmaterial bezeichnet. Seit kurzem gibt es synthetische absorbierbare Nahtmaterialien, die, wie in der USA-Patentschrift Nr. 3297033 beschrieben wird, aus Polyglykolsäure hergestellt werden. Diese Nahtmaterialien bestehen aus synthetisch hergestellter Polyglykolsäure mit hohem Molekulargewicht.
Es sind zwar eine Vielzahl von Verfahren zum Herstellen von Polyglykolsäure bekannt, wenn jedoch ein Polymeres mit hohem Molekulargewicht gewünscht wird, besteht das bevorzugte Verfahren zum Herstellen derselben in der Polymerisation von praktisch reinem Glykolid in Anwesenheit eines geeigneten Katalysators, wie das in der USA-Patentschrift Nr. 2 668 162 beschrieben wird. Nahtmaterialien aus Polyglykolsäure haben mehrere Vorteile gegenüber Catgut. Zum Beispiel weisen sie eine gleichmässigere Zusammensetzung auf und es besteht die Aussicht, dass sie in Zukunft leichter hergestellt werden können. Sie können stärker belastet werden, d. h. sie haben eine bessere Zug- und Knotenfestigkeit und behalten in vivo ihre Festigkeit länger bei. Polyglykolsäure-Nahtmittel werden im lebenden Gewebe innerhalb von 90 Tagen nach der Inplantation absorbiert.
Trotz dieser Vorteile der Polyglykolsäure als Nahtmittel wurde gefunden, dass die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich der Zug- und Knotfestigkeit sowie die Eigenschaften im lebenden Gewebe schnell abnehmen, wenn die Nahtmittel der Feuchtigkeit ausgesetzt werden. Noch überraschender ist, dass, wenn trockene Polyglykolsäure-Nahtmittel kleinen Feuchtigkeitsmengen sehr kurze Zeitspannen ausgesetzt werden, dies ausreicht, um ernsthafte Beschädigungen der Zug- und Knotfestigkeit sowie der Festigkeit der Nahtmittel in vivo nach längerem Aufbewahren festzustellen sind, wie weiter unten noch ausführlicher erörtert werden wird.
Der Grund für den oben erwähnten Einfluss der Feuchtigkeit auf die Eigenschaften von Polyglykolsäure-Nahtmitteln ist zwar nicht genau bekannt, es wird jedoch angenommen, dass mehrere Mechanismen hierfür verantwortlich sind. Zunächst kann das Wasser die Struktur des Polymeren hydrolytisch angreifen und dadurch das Polymere zersetzen und schwächen.
Es ist auch möglich, dass das Wasser mit dem nicht umgesetzten Glykolidmonomeren, das in dem Polymeren in einer Menge bis zu etwa 8 % vorliegen kann, reagieren kann und dadurch die Glykolid-Ringstruktur in das lineare Dimere der Glykolsäure aufspaltet, das durch nachstehende Formel wiedergegeben ist:
EMI1.1
Das lineare Dimere wiederum kann mit dem Polymeren reagieren, wodurch das Polymere mit dem hohen Molekular gewicht in Ketten mit niedrigerem Molekulargewicht aufge spalten und dadurch das Polymere unter Verringerung seiner
Festigkeit zersetzt wird. Es ist auch möglich, dass Glykolid oder das lineare Dimere der Glykolsäure in dem Polymeren durch die thermische Zersetzung desselben gebildet werden, die während der Verarbeitung, z. B. während der Hochtem peratur-Strangpressstufe, auftreten kann.
In der Praxis kommt es oft vor, dass ein Nahtmittel mo natelang und manchmal jahrelang nach der Herstellung und
Verpackung nicht verwendet wird. In der Zwischenzeit wird das Nahtmittel unter unterschiedlichen Umweltsbedingungen gelagert. Die meisten dieser Lagerbedingungen schliessen etwas Feuchtigkeit nicht aus. In Anbetracht der oben er wähnten nachteiligen Wirkung von Wasser auf die Eigen schaften von Polyglykolsäure-Nahtmitteln muss gefordert werden, dass diese Nahtmittel in einem Material verpackt werden, das das Eindringen von Wasserdampf aus der Um gebung, die die Verpackung umgibt, durch die Verpackung hindurch zu dem in derselben enthaltenen Nahtmittel verhindert wird. Anderseits verhindert eine Verpackung, die praktisch den Eintritt von Wasserdampf ausschliesst, gewöhn Olich auch den Austritt von Wasserdampf.
Deshalb würde Wasserdampf, der sich in der Verpackung befindet, wenn diese abgedichtet wird, in der Verpackung in Kontakt mit dem Nahtmittel verbleiben. Es wurde nun weiter gefunden, dass, wenn ein trockenes Nahtmittel selbst nur extrem kurze Zeiten, d.h. 20 Minuten oder weniger, vor dem Verpacken des Nahtmittels der Feuchtigkeit ausgesetzt wird, diese Tatsache eine katastrophale Auswirkung auf das Nahtmittel haben kann, wenn dieses in einer wasserundurchlässigen Verpackung verpackt worden ist, insbesondere, wenn die Verpackung dann bei erhöhten Temperaturen gelagert wird.
Die Erfindung bezweckt in Anbetracht dieser Schwierigkeiten bei der stabilen Verpackung von Polyglykolsäure Nahtmitteln eine Verpackung für diese Nahtmittel, die gewährleistet, dass die Zug- und Knotfestigkeit, sowie die in vivo Festigkeit des Nahtmittels längere Zeitspannen selbst unter den nachteiligen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen beibehalten werden. Die Erfindung bezweckt weiter ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Packung.
Diese Aufgabe wird bei einer Verpackung der eingangs definierten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Behälter ein steriles Nahtmaterial aus Polyglykolsäure enthält, welches praktisch keine Eigenfeuchtigkeit besitzt und dass der Innenraum des Behälters keine mit Polyglykolsäure reagierende Gasbestandteile enthält.
Es wurden verschiedene Verpackungsstoffe hinsichtlich ihrer Eignung für lagerungsfähige Verpackungen von Nahtmitteln aus Polyglykolsäure untersucht. Beispielsweise bei Verpackung des Nahtmittels in Saran , einem Vinylchlorid Vinylidenchlorid-Copolymeren, zersetzt sich das Nahtmittel nach einer Lagerung von nur 42 Tagen bei 380 C (100 F) und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 100% vollständig.
Ein ähnliches Ergebnis wurde mit Scotch-Pak-Film erhalten.
Scotch-Pak ist ein Schichtstoff aus Polyäthylen und dem polymeren Ester von Äthylenglykol und Terephthalsäure. Andere Verpackungsstoffe versagen ebenfalls beim Schutz des Nahtmittels vor ähnlich schädlichen Einflüssen.
Vor dem Abdichten des Nahtmittels in dem Behälter ist es wesentlich, dass das Nahtmittel feuchtigkeitsfrei ist. Das Nahtmittel kann feuchtigkeitsfrei gemacht werden, indem es für das Entfernen von Wasser hinreichend lang erhitzt wird.
Es wird jedoch hervorgehoben, dass, wenn das Wasser einmal entfernt worden ist, das Nahtmittel nicht mehr in Berührung mit einer feuchtigkeitshaltigen Umgebung kommen darf, auch wenn dies nur für eine sehr kurze Zeitdauer sein sollte, da gerade ein so kurzzeitiger Kontakt eine schwere Schädigung der Knot- und Zugfestigkeit, sowie der in vivo Festigkeit nach längerer Lagerung der in einem wasserundurchlässigen Behälter verpackten Nahtmittel zur Folge haben würde. Es ist deshalb bei einem zeitlichen Abstand zwischen der Trocknung des Nahtmittels und der Verpackung notwendig, das Nahtmittel während dieser Zeit in einem trockenen Raum zu lagern, in dem keine Möglichkeit einer Berührung mit Feuchtigkeit gegeben ist.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung der genannten lagerungsfähigen Packung. Dieses Verfahren ist gekennzeichnet durch die praktisch feuchtigkeitsfreie Aufbereitung des sterilen, aus Polyglykolsäure bestehenden Nahtmaterials, sowie durch das Einschliessen des Nahtmaterials in dem sterilen, feuchtigkeitsfreien Innenraum des Behälters.
Dabei ist es zweckmässig, dass a) ein Nahtmaterial aus Polyglykolsäure in einen Behälter aus einem Material eingelegt wird, das praktisch feuchtigkeitsundurchlässig ist, b) das Nahtmaterial und der Behälter sterilisiert werden, c) praktisch das gesamte Wasser aus dem Nahtmaterial entfernt wird, d) das nach c) getrocknete Nahtmaterial vor dem Verpacken in eine praktisch trockene Umgebung gebracht wird und e) praktisch der gesamte Gasinhalt des Behälters evakuiert und hierauf der Behälter mit einer luftdichten Dichtung abgeschlossen wird.
Eine vorteilhafte Variante dieses Verfahren kennzeichnet sich durch die Verwendung von Äthylenoxyddampf zur Sterilisierung des Nahtmaterials und des Behälters ohne schädlichen Einfluss auf die Festigkeit des Nahtmaterials, wobei das Nahtmaterial mit einem Gas, dessen aktiver Bestandteil Äthylenoxyd ist, in Kontakt gebracht wird und dieses Gas, das den Feuchtigkeitsgehalt der Umgebung hat, auf einer Temperatur von etwa 20 bis 320 C und unter einem Druck von etwa 0,35 bis 1,05 atü wenigstens 4 Stunden lang gehalten wird.
Bei bekannten Verfahren zum Sterilisieren mit Äthylenoxyd wird ein sterilisiertes Gas auf einen relativ hohen Druck (1,76 atü = 25 psig) und einer relativ hohen Temperatur (50 bis 550 C= 120 bis 1300 F) gehalten. Es wird gewöhnlich eine vorgeschriebene relative Luftfeuchtigkeit (z.B. 50%) eingestellt, indem zu dem Gas die für das Erreichen der erforderlichen relativen Luftfeuchtigkeit bei der Sterilisationstemperatur notwendige Wassermenge zugesetzt wird. Kontaktzeiten von 20 Stunden oder darüber werden gewöhnlich angewandt.
Angesichts des oben erwähnten schädlichen Einflusses von Wasser und insbesondere des Einflusses von Wasser bei hoher Temperatur auf Polyglykolsäure ist eine Sterilisation von Nahtmitteln aus Polyglykolsäure bei solchen extremen Bedingungen von Druck, Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit, wie sie bisher über lange Zeitspannen angewandt wurden, äusserst unerwünscht. Es ist bekannt, dass, wenn Polyglykolsäure mit Wasser in Berührung kommt und dies insbesondere bei hohen Temperaturen erfolgt, die Zersetzung des Polymeren sehr schnell vor sich geht. Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht es, dass Nahtmittel aus Polyglykolsäure bei wesentlich geringeren Temperaturen und Drücken in kürzeren Zeitspannen sterilisiert werden können.
Ausserdem wird keine zu dem Sterilisationsgas zugesetzte Feuchtigkeit freigesetzt, und, da die Komponenten des Sterilisationsgases wasserfrei sind, ist die Menge an Feuchtigkeit, die in der Sterilisationskammer vorliegt, wesentlich geringer als bei Anwendung bekannter Sterilisationstechniken mit Äthylenoxyd. Es wurde gefunden, dass Nahtmittel aus Polyglykolsäure sterilisiert werden können, ohne dass sich nachteilige Einflüsse auf die Zug- und Knotfestigkeit und die in vivo Eigenschaften des Nahtmittels einstellen.
Anhand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht einer bevorzugten Aus führungsform der Nahtmittelpackung nach der Erfindung.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1, wobei der Schichtaufbau der Wandung eines bevorzugten, wasserundurchlässigen Behälters für das Nahtmittel aus Polyglykolsäure dargestellt ist.
Fig. 3 veranschaulicht in einem Fliessschema ein Verfahren zum Herstellen der lagerfähigen Verpackung für Nahtmittel aus Polyglykolsäure nach der Erfindung.
Fig. 4a veranschaulicht den Einfluss der Bedingungen zwischen dem Trocknen des Nahtmittels und dem Verpacken desselben in der erfindungsgemässen Verpackung auf die Zug- und Knotfestigkeit in Abhängigkeit von der Lagerung bei 55,50 C (132 F).
Fig. 4 zeigt den Einfluss der Bedingungen zwischen dem Trocknen des Nahtmittels und dem Verpacken desselben in der Verpackung nach der Erfindung auf die in vivo Festigkeit nach 15 Tagen in Abhängigkeit von der Lagerung bei 55,50 C (132 F).
Fig. 5a vergleicht die Lagerungsfähigkeiten der Packung nach der Erfindung mit der einer Packung mit Catgut-Nahtmittel bei Lagerbedingungen von 37,8 C (100 F) und 100% relativer Luftfeuchtigkeit.
Fig. 5b vergleicht die Lagerfähigkeit der Packung nach dieser Erfindung mit derjenigen einer Packung von Catgut Nahtmittel unter Lagerbedingungen von 55,5 C (132 F) und 10% relativer Luftfeuchtigkeit.
In den Fig. 1 und 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Packung nach der Erfindung dargestellt. Die Verpackung besteht aus einer dichten Hülle 11, die einen sterilen geflochtenen mit einer Nadel verbundenen Nahtmittelfaden 12 aus Polyglykolsäure enthält, der um einen Papierträger 13 gewickelt ist. Die Verpackung ist durch eine Heissversiegelung
14 am Rand abgedichtet. Das Material der Hülle 11 ist aus einem vierschichtigen wasserundurchlässigen Schichtstoff hergestellt, wie am besten aus Fig. 2 ersehen werden kann.
Der Schichtstoff weist eine erste Schicht 15 aus heisssiegelfähigem Polyäthylen, eine zweite Schicht 16 aus Aluminiumfolie, eine dritte Schicht 17 aus Polyäthylen und eine vierte
Schicht 18 aus bedruckbarem Papier auf. Die Hülle 11 wird hergestellt, indem zwei Stücke aus diesem Schichtstoff über einander so gelegt werden, dass die heisssiegelfähigen Poly äthylenschichten 15 einander berühren. Drei der vier Ränder werden hierauf unter Verwendung eines erhitzten Farbstoffes und unter Bildung einer Hülle, in die das Nahtmittel
12 eingelegt wird, versiegelt. Nach dem Evakuieren des Inhaltes der Hülle oder nach dem Ersatz dieses Inhalts mit einem wasserfreien inerten Gas wird der vierte Rand der
Hülle versiegelt und eine vollständig abgedichtete Verpak kung hergestellt.
Die Polyäthylenschicht 15 besteht vorzugsweise aus Poly äthylen mit niederer Dichte, das die Dicke von etwa 0,04 mm (1,5 mil) hat. Die Funktion dieser Schicht ist, einen Träger für die Heisssiegelung der Packung bereitzustellen. Natürlich kann auch ein anderer geeigneter heisssiegelfähiger thermo plastischer Kunststoff verwendet werden. Beispiele solcher
Stoffe sind Saran , Polyolefine mit mittleren und hohen
Dichten oder Tetrafluoräthylene.
Die Aluminiumfolie 16 soll eine Dicke von wenigstens etwa 0,009 mm (0,35 mil) haben, um entsprechende Wasser sperreigenschaften zu gewährleisten, wobei Dicken von etwa
0,009 bis 0,025 mm (0,35 bis 1,0 mil) zweckmässig sind und
Dicken von etwa 0,013 mm (0,5 mil) bevorzugt werden.
Die Schicht 16 aus Aluminiumfolie soll eine Dicke von wenigstens etwa 0,009 mm (0,35 mil) haben, um entspre chende Wassersperreigenschaften zu gewährleisten, wobei eine Dicke von etwa 0,009 bis 0,025 mm (0,35 bis 1,0 mil) zweckmässig und eine Dicke von etwa 0,013mm (0,5 mil) bevorzugt werden.
Die Polyäthylenschicht 17 hat vorzugsweise eine Dicke von etwa 0,013 mm (0,5 mil). Sie dient als Klebstoffträger für die Verbindung der Aluminiumschicht 16 und der Papier schicht 18. Natürlich kann auch ein anderer geeigneter Kleb stoff hierfür verwendet werden.
Die Papierschicht 18 besteht vorzugsweise aus 25 lb supercalendered Bleaches Pouch Paper (Virgin Sulphate
Pulp) und einer Dicke von etwa 0,028 mm (1,1 mil) f 20%. Die Funktion der Papierschicht 18 besteht darin, dass sie ein direktes Bedrucken von Etiketten u. dgl. auf der
Aussenfläche der Verpackung erlaubt. Daher ist jedes be druckbare Papier geeignet.
Ein besonders geeigneter Schichtstoff aus Polyäthylen
Aluminiumfolie, Polyäthylen-Papier ist von der Riegal Paper
Cor., New York, New York unter der Handelsbezeichnung Pouchpako erhältlich.
Ein Verfahren zum Herstellen der Packung nach der Er findung ist schematisch in Fig. 3 dargestellt. Wie in dieser
Figur dargestellt, wird die Nadel 19 mit dem geflochtenen Strang 20 aus Polyglykolsäure fest verbunden, so dass ein mit einer Nadel versehener Faden 12 aus Polyglykolsäure erhalten wird. Der Faden 12 wird dann um den Träger 13 gewickelt. Das auf dem Träger befindlicht Nahtmittel wird in die Hülle 11 hineingesteckt, die nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt wurde.
Die das Nahtmittel 12 enthaltende Hülle wird in einen abgedichteten Behälter eingesetzt, der für das sterilisierte Gas durchlässig, jedoch für Bakterien nicht durchlässig ist.
Dieser Behälter wird dann in einen Äthylendioxyd-Sterilisationsofen eingeführt. Der Ofen wird evakuiert, wonach eine Mischung von 12 Vol. % Äthylenoxyd und 88 Vol. % Di chlordifluormethan ( Freon 12) in den Ofen eingelassen wird. Der Ofendruck wird auf etwa 0,7 atü (10 psig) erhöht, wobei noch mehr dieser Gasmischung eingeführt wird. Die Temperatur der Gasmischung wird auf 21 bis 320 C (70 bis 900 F) gehalten. Die Mischung aus Äthylenoxyd und Freon ist nicht entzündbar, explosionsfest und hinsichtlich aller Eigenschaften, die beim Mischen mit Luft auftreten, sicher. Das Freon ist praktisch ein Verdünnungsmittel und andere geeignete Verdünnungsmittel, wie z. B. Kohlendioxyd oder andere Freon -Gase und deren Mischungen sind gleichfalls gut geeignet.
Der wichtigste Gesichtspunkt beim Sterilisieren ist, dass das Nahtmittel aus der Polyglykolsäure überraschenderweise in einer relativ trockenen Umgebung bei niederen Temperaturen, mittlerem Druck und mit sehr kurzen Sterilisationsdauern sterilisiert werden kann.
Nachdem das Nahtmittel wenigstens 4 Stunden, vorzugsweise 8 Stunden, in Kontakt mit der sterilisierten Mischung war, wird der das Nahtmittel 12 enthaltende abgedichtete Behälter aus dem Äthylenoxydofen herausgenommen und in einen Trockenofen eingeschoben, wonach es bei 82 bis 870 C (180 bis 1880 F) eine Stunde lang unter einem Vakuum von 660mm (26 inches) erhitzt wird. Die Sterilität des Nahtmittels wird während der Trocknungsstufe dadurch aufrecht erhalten, dass die Bakterien nicht in den das Nahtmittel 12 umgebenden Behälter eindringen können. Der das Nahtmittel 12 aufnehmende Behälter wird dann in einem trockenen Raum 21 gelagert, d. h. in einer Umgebung, die praktisch feuchtigkeitsfrei ist, bis die Hülle 11 endgültig geschlossen wird.
Zu diesem Zweck wird der bakteriendichte, die Hülle 11 und das Nahtmittel 12 enthaltende Behälter aus dem trockenen Raum 21 herausgenommen und in einen sterilen Raum 22 gebracht, wonach die das Nahtmittel 12 enthaltende Hülle 11 aus dem bakteriendichten Behälter entfernt wird.
Der Gasgehalt der Hülle 11 wird in dem sterilen Raum 22 evakuiert, und die Hülle 11 wird abgedichtet, um eine luftdichte Vakuumpackung für das Nahtmittel aus der Polyglykolsäure zu erhalten. Alternativ kann in dem sterilen Raum 22 der Gasgehalt der Hülle 11 durch ein wasserfreies Gas ersetzt werden, das gegenüber Polyglykolsäure inert ist, z.B. Stickstoff, Argon, Xenon, Helium, Wasserstoff, Kohlendioxyd u. dgl., wonach die Hülle 11 heissversiegelt wird. Hierdurch wird eine Verpackung des Polyglykolsäure- Nahtmittels ohne Vakuum erhalten. Die abgedichtete Hülle 11 wird hierauf aus dem sterilen Raum 22 entnommen und in die gefaltete Kunststoff-Folie 23 eingeschoben.
Die Folie wird rund um die Hülle 11 mit einer auf einer Seite spitz zulaufenden Siegelnaht 24 versiegelt, so dass eine äussere abtrennbare Hülle 25 gebildet wird, die die innere Hülle 11, welche das Nahtmittel enthält, dicht einschliesst. Eine Vielzahl von Materialien ist für die äussere abtrennbare Hülle 25 geeignet, z.B. viele Kunststoffe, Papiere und Metallfolien können zu diesem Zweck verwendet werden. Ein für die äussere Hülle 25 besonders geeignetes Material ist in der USA-Patentschrift Nr. 2949181 beschrieben. Die zweifach umhüllte Nahtmittelverpackung wird dann in einem Äthylenoxydofen eingelegt, in dem die Aussenflächen der Hülle 11, die Innenfläche der Hülle 25 und der Raum zwischen diesen Hüllen sterilisiert wird. Die Äthylenoxyddämpfe dringen hierbei durch die äussere Hülle 25 hindurch.
Der Mechanis mus dieser Sterilisation ist bekannt und wird in der USA Patentschrift Nr. 2917878 im einzelnen beschrieben. Nach Beendigung der Sterilisation erhält man eine lagerungsfähige Nahtmittelpackung, die mit Ausnahme der Aussenfläche der Hülle 25 völlig steril ist. Diese Packung ist besonders für die Bereitstellung eines sterilen Nahtmittels für chirurgische Zwecke geeignet.
Die Reihenfolge und der Ablauf der einzelnen Verfahrensstufen des oben beschriebenen Verfahrens nach der Erfindung können ohne Einfluss auf die Eigenschaften des fertig verpackten Produktes zu haben, etwas variiert werden.
Zum Beispiel können das Nahtmittel 12 und die Hülle 11 getrennt sterilisiert und erst in dem sterilen Raum 22 zusammengefügt werden. Alternativ kann das Nahtmittel 12 in die Hülle 11 vor dem Sterilisieren vakuumgetrocknet werden, mit
Ausnahme, dass in diesem Falle eine nachfolgende Trocknungsstufe erforderlich ist, wenn Feuchtigkeit von dem Nahtmittel während des Sterilisationsverfahrens aufgenommen wird. Weiter kann das Nahtmittel 12 getrocknet werden, be vor es in die Hülle 11 eingesetzt wird. Natürlich können viele Sterilisationstechniken, wie z.B. Hitzesterilisation, Röntgenstrahlen, ss- oder a-Strahlen u.dgl. angewandt werden. Das bevorzugte Sterilisationsverfahren erfolgt jedoch mit Hilfe von Äthylenoxydgasen.
Das Nahtmittel aus Polyglykolsäure selbst kann jede geeignete Form haben, z.B. ein aus mehreren Fäsen geflochtener Strang oder ein Einzelfaden sein. Es kann weiter mit Nadeln fest verbunden, gefärbt, überzogen oder sonst in bekannter Weise behandelt sein.
In der nachstehenden Tabelle I sind Werte wiederge geben, die den Einfluss von verschiedenen Lagerbedingungen auf die Zug- und Knotfestigkeit, sowie die in vivo Festifkeit von Nahtmitteln aus Polyglykolsäure, die nach der Erfindung verpackt sind, wiedergeben.
Tabelle I
Einfluss unterschiedlicher Lagerungsbedingungen auf die Festigkeitseigenschaften von Nahtmaterialien aus Polyglykolsäure ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Eigenschaften der Packung in vivo Eigenschaften
7 Tage nach Implantation 15 Tage nach Implantation Lagerungsbedingungen Lagerzeit Nahtmaterial- Zugfestigkeit % der beibehaltenen Zugfestigkeit % der beibehaltenen Zugfestigkeit % der beibehaltenen in Monaten grösse kg/cm2 ursprünglichen kg/cm2 ursprünglichen kg/cm2 ursprünglichen
Festigkeit Festigkeit
Festigkeit ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------24,5 C - 50 % relative 0 3-0 6307 - 4232 - 1990
Luftfeuchtigkeit 3 3-0 6229 99 4563 108 1350 68
6 3-0 5941 95 4563 108 1758 88 35,5 C - Umgebungs- 0 3-0 6307 - 4232 - 1990 luftfenchtigkeit 3 3-0 6539 104 3582 85 949 48
6 3-0 6054 96 4387 104 1371 69 Warenhaustemperatur 0 3-0 6307 - 4232 - 1990
3 3-0 6581 104 4563 108 1230 62
6 3-0 5997 95 4795 113 1610 81 55 C - 10 % relative 0 3-0 6307 - 4232 - 1990
Luftfeuchtigkeit 0,23 3-0 6173 98 4619 109 1723 87
0,70 3-0 5913 94 3733 88 555 28
1,4 3-0 5568 88 2869 68 134 7 24,4 C - 50 % relative 0 1-0 5013 - 3459 - 942
Luftfeuchtigkeit 3 1-0 4950 99 3705 107 773 82
6 1-0 5013 100 3600 104 921 98 35,6 C - Umgebungs- 0 1-0 5013 -
3459 - 942 luftfeuchtigkeit 3 1-0 4907 98 3705 107 780 83
6 1-0 4865 97 3663 106 696 74 Warenhaustemperatur 0 1-0 5013 - 3459 - 942
3 1-0 4978 98 3663 106 837 89
6 1-0 4837 97 3747 108 879 93 55 C - 10 % relative 0 1-0 5013 - 3459 - 942
Luftfeuchtigkeit 0,23 1-0 5069 101 3565 103 770 82
0,70 1-0 4584 91 2988 86 359 38
1,4 1-0 4352 87 1723 50 61 6
Die Werte werden in Prozent der ursprünglichen Festigkeit, die erhalten wurde, wiedergegeben. Die sich auf die Zug- und Knotfestigkeit beziehenden Erläuterungen sollen zum Ausdruck bringen, dass am Tag Null der Lagerungszeit die Zug- und Knotfestigkeit eines verpackten Nahtmittels gemessen wurde.
Die Zug- und Knotfestigkeit wird bei fortschreitender Lagerungsdauer in vorgeschriebenen Zeitabständen gemessen und mit dem entsprechenden Wert für diese Festigkeit am Tag Null verglichen, so dass der Prozent satz der beibehaltenen Festigkeit auf diese Weise ermittelt wird. Bei der Ermittlung der in vivo Festigkeit wurde ein gemäss der Erfindung verpacktes Nahtmittel (ohne Lagerungszeit) am Tag Null der Lagerungsdauer in ein Kaninchen inplantiert und 7 bis 15 Tage in demselben belassen, wonach dad Kaninchen getötet und das Nahtmittel entfernt wurde. Die Zugfestigkeit des entfernten Nahtmittels wurde dann gemessen und dieses Mass als Normmass verwendet.
Nach fortschreitender Lagerungsdauer wurden Nahtmittel in vorgeschriebenen Zeitabständen, wie oben beschrieben, in Kaninchen inplantiert und die Festigkeit dieser Nahtmittel nach 7 oder 15 Tagen gemessen. Die jeweils gemessene Festigkeit wurde mit der Festigkeit verglichen, die mit der Normnaht am Tage Null erhalten wurde. Der dadurch ermittelte Wert wird in Prozent der erhaltenen Festigkeit angegeben.
Die Werte der Tabelle I geben den Einfluss von verschiedenen Lagerungsbedingungen auf die Zug- und Knotfestigkeit sowie die in vivo Festigkeit von Nahtmitteln der Grösse 30 und 1-0 wieder. Die erhaltene Festigkeit sowohl im Falle der Zug- und Knotfestigkeit als auch der in vivo Festigkeit ist im allgemeinen zufriedenstellend bei allen Bedingungen mit Ausnahme bei 55,5 C (132 C F) und einer relativen Feuchtigkeit von 10%. Die Werte zeigen klar die äusserst schnelle Zerstörung der Festigkeit des Nahtmittels, die selbst in Verpackungen nach der Erfindung zu erwarten ist, wenn die relative Feuchtigkeit ausserhalb der Packung niedrig, die Temperatur jedoch sowohl innerhalb als auch ausserhalb der Packung hoch ist.
Die Werte zeigen auch, dass bei niederen Temperaturen und hohen äusseren relativen Luftfeuchtigkeiten eine ausreichende Lagerungsfähigkeit erhalten werden kann. Eine Analyse dieser Werte zeigt, dass die Packung nach der Erfindung einen Kontakt des Nahtmittels, das sich in der Packung befindet, mit der Feuchtigkeit ausserhalb der Verpackung entweder in einer Umgebung hoher Feuchtigkeit oder einer Umgebung niederer Feuchtigkeit ausreichend verhindert. Wenn die Lagertemperaturen jedoch erhöht werden, findet ein schneller Zerfall der Nahtmittelfestigkeit und insbesondere der in vivo Festigkeit des Nahtmittels trotz der Tatsache statt, dass die Verpackung den Feuchtigkeitszutritt zu dem Inhalt der Verpackung verhindert.
Die Werte in Tabelle II zeigen an, wo ein solcher schneller Verfall der Eigenschaften des Nahtmittels bei Lagerung bei einer Temperatur von 55,50 C (132 F) stattfindet. Bestimmte dieser Werte sind in Fig. 4a (Festigkeit bei geradem Zug) und in Fig. 4b (Zugfestigkeit nach 15tägigem Einsetzen im lebenden Organismus) wiedergegeben und aus dieser Tabelle ist klar die Wichtigkeit ersichtlich, das Nahtmittel bis zu dem Zeitpunkt des Verpackens in der Verpackung nach der Erfindung trocken zu halten, wenn die Nahtmittelfestigkeit über eine längere Lagerungsdauer bei erhöhten Temperaturen wie 55,5 C (132 F) erhalten werden soll.
Tabelle II
Vor dem Verpacken ausgeübter Einfluss der Umgebung auf die Fesigkeitserhaltung von verpackten
Nahtmaterialien aus Polyglykolsäure nach Lagerung unter verschicdenen Bedingungen ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Packungseigenschaften in vivo Eigenschaften Lagerungs- Lagerzeit Zustand des Nahtmaterials Naht- Zug- % der ursprüng- Knoten- % der ursprüng- Zug- % der ursprüngbedingungen (Wochen) vor dem Verpacken material- festigkeit lichen erhaltenen festigkeit lichen erhaltenen festigkeit lichen erhaltenen grösse kg/cm2 Festigkeit kg/cm2 Festigkeit kg/cm2
Festigkeit ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------37,8 C = 0 auf 86,7 C während 1 Stunde 3-0 5034 - 3389 - 527 100 % r. L. 1 unter Vakuum erhitzt und dann 3-0 4781 95 3347 99 373 71
3 während 24 Stunden einer Um- 3-0 4781 95 2953 87 359 68
6 gebung mit 50 % relativer Luft- 3-0 4457 88 3283 97 204 39 55,5 C = 0 feuchtigkeit ausgesetzt 3-0 5034 - 3389 - 527 100 % r. L. 1 3-0 3825 76 2911 86 0 0
3 3-0 a - a - a
6 3-0 a - a - a 37,8 C = 0 auf 86,7 C während 1 Stunde 3-0 5034 - 3389 - 527 10 % r.
L. 1 unter Vakuum erhitzt und dann 3-0 4872 97 3333 98 548 104
3 in einer Umgebung mit 20 bis 3-0 4851 96 3206 95 562 107
6 30 % relativer Luftfeuchtigkeit 3-0 4689 93 3051 90 288 55 55,5 C = 0 gebracht 3-0 5034 - 3389 - 527 10 % r. L. 1 3-0 4218 84 3108 92 17 3
3 3-0 1251 25 935 28 0 0
6 3-0 b - b - - 37,8 C = 0 auf 86,7 C während 1 Stunde 3-0 5034 - 3389 - 527 100 % r. L. 1 erhitzt und dann unmittelbar in 3-0 4781 95 3417 101 281 54
3 einen Exsikkator bis zum 3-0 4605 91 3150 93 562 107
6 Verpacken gebracht 3-0 4612 91 3206 95 766 145 55,5 C = 0 3-0 5034 - 3389 - 527 10 % r.
L. 1 3-0 4682 95 3206 95 190 36
3 3-0 4605 91 3150 93 408 78
6 3-0 4612 91 3206 95 337 64 a = nicht untersuchtes Nahtmaterial infolge ungenügender Festigkeitswerten nach nur lwöchiger Lagerung b = zersetztes und deshalb nicht untersuchbares Nahtmaterial
Die Werte in Tabelle II ermöglichen ein Studium der Auswirkung der Zwischenbedingungen, denen das Nahtmittel zwischen dem Trocknen und dem Abdichten der Packung nach dieser Erfindung ausgesetzt ist. In einem Fall wurde das getrocknete Nahtmittel einer Umgebung bei Raumtemperatur, jedoch einer 50%igen Luftfeuchtigkeit 24 Stunden lang ausgesetzt. Die das Nahtmittel enthaltende Hülle wurde dann abgedichtet und in einer äusseren abstreifbaren Hülle verpackt, sowie bei 55,5 C (132 F) und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 10% gelagert.
Nach nur einer Woche Lagerung bei diesen Bedingungen hatte das Nahtmittel praktisch keine in vivo Festigkeit, während gleichzeitig seine Zug- und Knotfestigkeit stark vermindert worden ist.
Im anderen Falle wurde ein getrocknetes Nahtmittel in einem Behälter bei Raumtemperatur und in einer Umgebung gelagert, die 20 bis 30% relative Luftfeuchtigkeit hatte. Das Nahtmittel wurde hierauf wie oben verpackt. Dieselbe rasche Zerstörung der Nahtmittelfestigkeit wurde bei einer Zwischenlagerung bei 50% relativer Luftfeuchtigkeit wie in dem obigen Fall auch beobachtet.
Schliesslich wurde ein getrocknetes Nahtmittel aus dem Trockenofen entfernt und unmittelbar in einen Desiccator eingebracht, wo es bis zum Abdichten in der Packung verblieb. Wie aus den Fig. 4a und 4b ersehen werden kann, blieben die Zug- und Knotfestigkeitseigenschaften des Nahtmittels auf ausreichenden Werten nach einer Lagerung von 6 Wochen bei 55,5 C (132 F) erhalten. Eine Lagerung eine Woche lang bei 55,5 C (132 F) und 10% relativer Luftfeuchtigkeit ist äquivalent einer Lagerung während eines Jahres bei 220 C (72 F) und Umgebungs-Luftfeuchtigkeit.
Die obigen Resultate zeigen klar die Richtigkeit, das Nahtmittel in trockenem Zustand aufzubewahren, wenn es einmal getrocknet worden ist, bis es in einer wasserundurchlässigen Verpackung abgedichtet ist. Selbst wenn man die getrockneten Nahtmittel nur sehr kurz den Umwelts-Feuchtigkeitsbedingungen aussetzt, wurde überraschenderweise in einigen Fällen eine äusserst schnelle Zerstörung der Nahtmittelfestigkeit erhalten, wenn diese Nahtmittel hierauf verpackt und gelagert wurden, insbesondere wenn die Lagerung bei hohen Temperaturen stattfindet, die den unerwünschten Einfluss auf das Polyglykolsäure-Nahtmittel beschleunigen.
Tabelle III gibt die Werte wieder, die die Lagerungsfähigkeiten der Verpackung nach dieser Erfindung mit denjenigen einer typischen Verpackung vergleichen, die für Catgut-Nahtmittel weit verbreitet ist, wobei unter verschiedenen Lagerungsbedingungen Messungen vorgenommen wurden. Die Catgut-Verpackung, auf die bezug genommen wird, ist diejenige, die in der USA-Patentschrift Nr.2917878 beschrieben wird.
Tabelle III
Vergleich der Lagerungsfähigkeit der erfindungsgemässen Packung mit derjenigen einer typischen für
Catgut-Nahtmaterial verwendeten Packung
Festigkeitseigenschaften in vivo Eigenschaften nach Verpackungs- Lagerbe- Lager- Naht- Durchmesser Zug- % der ursprüng- 15tägier Implantation material dingungen dauer material des Naht- festigkeit lichen beibehaltenen Zug- % der ursprüng (Tage) materials Festigkeit festigkeit lichen beibehaltenen (mm) Festigkeit 0 11.9 4197 - 581
7 12.6 4007 95 429 74 Scotch-Pak# 37,8 C 14 Catgut 12.6 4029 96 605 104
100% r.L. 21 12.7 3719 89 250 43
42 12.7 3553 84 344 59
0 10.1 5533 - 844 erfindungs- 37,80 C 7 Polyglykol- 10.2 5336 96 682 81 gemässe 100% r.L.
14 säure 10.5 4795 87 984 117 Packung 21 saure 10.2 5252 95 447 53
42 10.2 5336 96 534 63
0 11.9 4197 - 581 Scotch-Pak 55,50C 14 Catgut 12.7 3551 84 404 51
50 % r.L. 14 Catgut 12.7 @@,@ @@
21 12.9 3607 86
42 12.9 3337 79
0 10.1 5533 - 844 erfindungs- 55,50 C 7 10.2 5336 96 752 88 gemässe 50%r.L. 14 Polyglykol- 10.5 5041 90 928 110 Packung 21 saure 10.4 5386 97 562 67
42 10.4 5301 96 488 58
Die Werte der Tabelle III sind in den Fig. 5a und 5b aufgezeichnet.
Wie aus diesen Figuren zu ersehen ist, sind bei beiden untersuchten Lagerungsbedingungen, d. h. 37,80 C (100 F) und 100% relativer Luftfeuchtigkeit und 55,5 C (132 F) bei 10% relativer Luftfeuchtigkeit, die Lagerungs- fähigkeiten von Polyglykolsäure-Nahtmitteln in Abhängigkeit von der Zug- und Knotfestigkeit sowie der in vivo Festigkeit wenigstens gleich denjenigen von Catgut-Nahtmitteln und in der Tat scheinen sie etwas besser zu sein.
Die in den Fig. 5a und 5b dargestellten Werte geben klar die Fähigkeit der Verpackung nach der Erfindung wieder, absorbierbare chirurgische Nahtmittel aus Polyglykolsäure längere Zeit stabil lagerungsfähig zu halten.
Storage stable package and process for its manufacture
The invention relates to a storage-stable pack, consisting of a closed container, the wall of which is formed from an air- and moisture-impermeable material, and to a method for its production.
Virtually all absorbable sutures used in animal and human surgery are made from mammalian intestines. These sutures are commonly referred to as catgut sutures. Recently there have been synthetic absorbable sutures made from polyglycolic acid as described in U.S. Patent No. 3297033. These sutures are made from synthetic, high molecular weight polyglycolic acid.
While a variety of methods are known for making polyglycolic acid, if a high molecular weight polymer is desired, the preferred method of making the same is by polymerizing substantially pure glycolide in the presence of a suitable catalyst, such as that in the United States patent No. 2,668,162. Polyglycolic acid sutures have several advantages over catgut. For example, they are more uniform in composition and there is a prospect that they will be easier to manufacture in the future. You can be more stressed, i. H. they have better tensile and knot strength and retain their strength longer in vivo. Polyglycolic acid sutures are absorbed into living tissue within 90 days of implantation.
Despite these advantages of polyglycolic acid as a suture, it has been found that the desired properties in terms of tensile strength and knot strength, as well as the properties in living tissue, decrease rapidly when the sutures are exposed to moisture. More surprisingly, when dry polyglycolic acid sutures are exposed to small amounts of moisture for very short periods of time, this is sufficient to detect serious damage to the tensile and knot strength as well as to the strength of the sutures in vivo after prolonged storage, as will be discussed in more detail below becomes.
The reason for the above-mentioned influence of moisture on the properties of polyglycolic acid sutures is not exactly known, but it is believed that several mechanisms are responsible. First, the water can hydrolytically attack the structure of the polymer and thereby decompose and weaken the polymer.
It is also possible that the water can react with the unreacted glycolide monomer, which can be present in the polymer in an amount of up to about 8%, and thereby splits the glycolide ring structure into the linear dimer of glycolic acid, which is represented by the following formula is:
EMI1.1
The linear dimer, in turn, can react with the polymer, as a result of which the polymer with the high molecular weight is split up into chains with a lower molecular weight and thereby the polymer while reducing its
Strength is decomposed. It is also possible that glycolide or the linear dimer of glycolic acid are formed in the polymer by the thermal decomposition thereof which occurs during processing, e.g. B. during the high temperature extrusion stage, can occur.
In practice, it often happens that a suture material takes months and sometimes years after its manufacture and
Packaging is not used. In the meantime, the sutures are stored under different environmental conditions. Most of these storage conditions don't preclude some moisture. In view of the above-mentioned adverse effect of water on the properties of polyglycolic acid sutures, it must be required that these sutures are packed in a material that prevents the penetration of water vapor from the environment surrounding the packaging through the packaging to the sutures contained in the same is prevented. On the other hand, packaging which practically excludes the entry of water vapor usually also prevents the escape of water vapor.
Therefore, water vapor that is in the package when it is sealed would remain in the package in contact with the suture. It has now been further found that when a dry suture is used for extremely short times, i. If the suture is exposed to moisture for 20 minutes or less prior to packaging the suture, this fact can have a catastrophic effect on the suture if it has been packaged in a waterproof package, especially if the package is then stored at elevated temperatures.
In view of these difficulties in the stable packaging of polyglycolic acid sutures, the invention aims to provide a packaging for these sutures which ensures that the tensile and knot strength, as well as the in vivo strength of the suture, are maintained for longer periods of time even under the adverse temperature and humidity conditions. The invention further aims at a method for producing such a pack.
This object is achieved according to the invention in a packaging of the type defined at the outset in that the container contains a sterile suture material made of polyglycolic acid, which has practically no inherent moisture, and that the interior of the container does not contain any gas components that react with polyglycolic acid.
Various packaging materials were examined with regard to their suitability for storable packaging of sutures made of polyglycolic acid. For example, if the suture is packaged in saran, a vinyl chloride vinylidene chloride copolymer, the suture will decompose completely after only 42 days of storage at 380 C (100 F) and a relative humidity of 100%.
A similar result was obtained with Scotch-Pak film.
Scotch-Pak is a laminate made from polyethylene and the polymeric ester of ethylene glycol and terephthalic acid. Other packaging materials also fail to protect the seam material from similarly harmful influences.
Before sealing the suture in the container, it is essential that the suture be moisture-free. The suture can be rendered moisture free by heating it for a sufficient time to remove water.
However, it is emphasized that, once the water has been removed, the suture material must no longer come into contact with a moisture-containing environment, even if this should only be for a very short period of time, since such a brief contact will cause severe damage to the Knot and tensile strength, as well as the in vivo strength after prolonged storage of the sutures packed in a waterproof container would result. If there is a time lag between the drying of the suture and the packaging, it is therefore necessary to store the suture during this time in a dry room in which there is no possibility of contact with moisture.
The invention also relates to a method for producing said storable pack. This process is characterized by the practically moisture-free preparation of the sterile suture material consisting of polyglycolic acid, as well as by the inclusion of the suture material in the sterile, moisture-free interior of the container.
It is useful that a) a suture made of polyglycolic acid is placed in a container made of a material that is practically impermeable to moisture, b) the suture and the container are sterilized, c) practically all of the water is removed from the suture, d) the suture material dried according to c) is brought into a practically dry environment before packaging and e) practically the entire gas content of the container is evacuated and the container is then closed with an airtight seal.
An advantageous variant of this process is characterized by the use of ethylene oxide vapor to sterilize the suture material and the container without damaging the strength of the suture material, the suture material being brought into contact with a gas whose active component is ethylene oxide and this gas, which the moisture content of the environment, is maintained at a temperature of about 20 to 320 C and under a pressure of about 0.35 to 1.05 atmospheres for at least 4 hours.
In known methods of sterilizing with ethylene oxide, a sterilized gas is maintained at a relatively high pressure (1.76 atmospheres = 25 psig) and a relatively high temperature (50 to 550 C = 120 to 1300 F). A prescribed relative humidity (e.g. 50%) is usually set by adding to the gas the amount of water necessary to achieve the required relative humidity at the sterilization temperature. Contact times of 20 hours or more are commonly used.
In view of the above-mentioned harmful influence of water and in particular the influence of water at high temperature on polyglycolic acid, sterilization of sutures made of polyglycolic acid is extremely undesirable under such extreme conditions of pressure, temperature and relative humidity as they have been used for long periods of time. It is known that when polyglycolic acid comes into contact with water, especially at high temperatures, the decomposition of the polymer occurs very quickly. The method according to the invention enables sutures made of polyglycolic acid to be sterilized at significantly lower temperatures and pressures in shorter periods of time.
In addition, no moisture added to the sterilization gas is released and, since the components of the sterilization gas are anhydrous, the amount of moisture present in the sterilization chamber is much less than when known sterilization techniques with ethylene oxide are used. It has been found that polyglycolic acid sutures can be sterilized without adversely affecting the tensile strength and knot strength and the in vivo properties of the suture.
The invention is explained using the figures, for example.
Fig. 1 shows a front view of a preferred embodiment from the suture package according to the invention.
FIG. 2 shows a section along the line 2-2 in FIG. 1, the layer structure of the wall of a preferred, water-impermeable container for the polyglycolic acid suture being shown.
Fig. 3 illustrates in a flow diagram a process for producing the storable packaging for sutures made of polyglycolic acid according to the invention.
4a illustrates the influence of the conditions between the drying of the suture and its packaging in the packaging according to the invention on the tensile strength and knot strength as a function of storage at 55.50 ° C. (132 ° F.).
4 shows the influence of the conditions between the drying of the seam material and the packaging of the same in the packaging according to the invention on the in vivo strength after 15 days as a function of storage at 55.50 ° C. (132 ° F.).
5a compares the storage capabilities of the pack according to the invention with that of a pack with catgut sutures under storage conditions of 37.8 C (100 F) and 100% relative humidity.
5b compares the shelf life of the pack according to this invention with that of a pack of catgut sutures under storage conditions of 55.5 C (132 F) and 10% relative humidity.
In Figs. 1 and 2, a preferred embodiment of the pack according to the invention is shown. The packaging consists of a tight sheath 11 which contains a sterile, braided suture thread 12 made of polyglycolic acid, connected to a needle, which is wrapped around a paper carrier 13. The packaging is through a heat seal
14 sealed at the edge. The material of the cover 11 is made of a four-layer water-impermeable laminate, as can best be seen from FIG.
The laminate has a first layer 15 made of heat-sealable polyethylene, a second layer 16 made of aluminum foil, a third layer 17 made of polyethylene and a fourth
Layer 18 of printable paper. The shell 11 is produced by placing two pieces of this laminate on top of one another so that the heat-sealable poly ethylene layers 15 touch one another. Three of the four edges are then applied using a heated dye and forming a sheath into which the suture material
12 is inserted, sealed. After evacuating the contents of the envelope or after replacing this contents with an anhydrous inert gas, the fourth edge becomes the
Cover sealed and a fully sealed package made.
The polyethylene layer 15 is preferably made of low density polyethylene which is about 0.04 mm (1.5 mil) thick. The function of this layer is to provide a support for the heat sealing of the package. Of course, another suitable heat-sealable thermoplastic material can also be used. Examples of such
Fabrics are saran, polyolefins with medium and high
Dense or tetrafluoroethylene.
The aluminum foil 16 should have a thickness of at least about 0.009 mm (0.35 mil) to provide adequate water barrier properties, with thicknesses of about
0.009 to 0.025 mm (0.35 to 1.0 mil) are useful and
Thicknesses of about 0.013 mm (0.5 mil) are preferred.
The layer 16 of aluminum foil should have a thickness of at least about 0.009 mm (0.35 mil) to provide appropriate water barrier properties, with a thickness of about 0.009 to 0.025 mm (0.35 to 1.0 mil) being useful and one Thickness of about 0.013 mm (0.5 mil) are preferred.
The polyethylene layer 17 is preferably about 0.013 mm (0.5 mil) thick. It serves as an adhesive carrier for connecting the aluminum layer 16 and the paper layer 18. Of course, another suitable adhesive can also be used for this purpose.
The paper layer 18 is preferably composed of 25 pounds of supercalendered Bleaches Pouch Paper (Virgin Sulphate
Pulp) and a thickness of about 0.028 mm (1.1 mils) f 20%. The function of the paper layer 18 is that it enables direct printing of labels and the like. like. on the
Outside area of the packaging allowed. Therefore, any printable paper is suitable.
A particularly suitable laminate made of polyethylene
Aluminum foil, polyethylene paper is from Riegal Paper
Cor., New York, New York under the trade name Pouchpako.
A method for producing the pack according to the invention is shown schematically in FIG. Like in this one
As shown in the figure, the needle 19 is firmly connected to the braided strand 20 of polyglycolic acid, so that a thread 12 of polyglycolic acid provided with a needle is obtained. The thread 12 is then wrapped around the carrier 13. The suture located on the carrier is inserted into the sleeve 11, which has been produced according to the method described above.
The sheath containing the suture 12 is inserted into a sealed container which is permeable to the sterilized gas but not permeable to bacteria.
This container is then placed in an ethylene dioxide sterilization oven. The furnace is evacuated, after which a mixture of 12% by volume of ethylene oxide and 88% by volume of dichlorodifluoromethane (Freon 12) is let into the furnace. The furnace pressure is increased to about 0.7 atmospheres (10 psig) with more of this gas mixture being introduced. The temperature of the gas mixture is maintained at 21 to 320 C (70 to 900 F). The mixture of ethylene oxide and freon is non-flammable, explosion-proof and safe with regard to all properties that occur when mixed with air. The freon is practically a diluent and other suitable diluents such as. B. carbon dioxide or other Freon gases and their mixtures are also suitable.
The most important aspect in sterilization is that the polyglycolic acid suture can surprisingly be sterilized in a relatively dry environment at low temperatures, medium pressure and with very short sterilization times.
After the suture has been in contact with the sterilized mixture for at least 4 hours, preferably 8 hours, the sealed container containing the suture 12 is removed from the ethylene oxide oven and placed in a drying oven, after which it is heated to 82 to 870 C (180 to 1880 F). is heated under a vacuum of 660mm (26 inches) for one hour. The sterility of the suture is maintained during the drying stage in that the bacteria cannot penetrate into the container surrounding the suture 12. The container receiving the suture 12 is then stored in a dry room 21; H. in an environment that is practically moisture-free until the envelope 11 is finally closed.
For this purpose, the bacteria-proof, the envelope 11 and the suture 12 containing container is removed from the dry room 21 and brought into a sterile room 22, after which the envelope 11 containing the suture 12 is removed from the bacteria-proof container.
The gas content of the envelope 11 is evacuated in the sterile room 22, and the envelope 11 is sealed to obtain an airtight vacuum pack for the polyglycolic acid suture. Alternatively, in the sterile room 22, the gas content of the envelope 11 can be replaced by an anhydrous gas which is inert to polyglycolic acid, e.g. Nitrogen, argon, xenon, helium, hydrogen, carbon dioxide and the like Like., After which the shell 11 is heat sealed. This results in packaging of the polyglycolic acid suture material without a vacuum. The sealed envelope 11 is then removed from the sterile room 22 and pushed into the folded plastic film 23.
The film is sealed around the cover 11 with a sealing seam 24 tapering to a point on one side, so that an outer, separable cover 25 is formed which tightly encloses the inner cover 11, which contains the seam means. A variety of materials are suitable for the outer separable cover 25, e.g. many plastics, papers, and metal foils can be used for this purpose. A material particularly suitable for the outer cover 25 is described in US Pat. No. 2949181. The double-wrapped suture packaging is then placed in an ethylene oxide oven, in which the outer surfaces of the envelope 11, the inner surface of the envelope 25 and the space between these envelopes are sterilized. The ethylene oxide vapors penetrate through the outer shell 25.
The mechanism of this sterilization is known and is described in detail in US Pat. No. 2917878. After the end of the sterilization, a storable suture package is obtained which, with the exception of the outer surface of the sleeve 25, is completely sterile. This pack is particularly suitable for providing a sterile suture for surgical purposes.
The sequence and the sequence of the individual process steps of the above-described process according to the invention can be varied somewhat without having any influence on the properties of the finished packaged product.
For example, the suture 12 and the sleeve 11 can be sterilized separately and only joined together in the sterile space 22. Alternatively, the suture 12 can be vacuum-dried in the sheath 11 prior to sterilization
Exception that in this case a subsequent drying step is required if moisture is absorbed by the suture during the sterilization process. The suture 12 can also be dried before it is inserted into the sheath 11. Of course, many sterilization techniques, such as e.g. Heat sterilization, X-rays, SS or α rays and the like. can be applied. However, the preferred sterilization method is with the aid of ethylene oxide gases.
The polyglycolic acid suture itself can be in any suitable shape, e.g. be a strand braided from several threads or a single thread. It can also be firmly connected with needles, colored, coated or otherwise treated in a known manner.
In Table I below, values are reproduced which show the influence of various storage conditions on the tensile strength and knot strength, as well as the in vivo strength of sutures made from polyglycolic acid which are packaged according to the invention.
Table I.
Influence of different storage conditions on the strength properties of sutures made from polyglycolic acid ---------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -----------------
Properties of the pack in vivo properties
7 days after implantation 15 days after implantation Storage conditions Storage time Suture material tensile strength% of retained tensile strength% of retained tensile strength% of retained in months size kg / cm2 original kg / cm2 original kg / cm2 original
Strength strength
Strength ------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------- 24.5 C - 50% relative 0 3-0 6307 - 4232 - 1990
Humidity 3 3-0 6229 99 4563 108 1350 68
6 3-0 5941 95 4563 108 1758 88 35.5 C - ambient 0 3-0 6307 - 4232 - 1990 air impermeability 3 3-0 6539 104 3582 85 949 48
6 3-0 6054 96 4387 104 1371 69 Store temperature 0 3-0 6307 - 4232 - 1990
3 3-0 6581 104 4563 108 1230 62
6 3-0 5997 95 4795 113 1610 81 55 C - 10% relative 0 3-0 6307 - 4232 - 1990
Humidity 0.23 3-0 6173 98 4619 109 1723 87
0.70 3-0 5913 94 3733 88 555 28
1.4 3-0 5568 88 2869 68 134 7 24.4 C - 50% relative 0 1-0 5013 - 3459 - 942
Humidity 3 1-0 4950 99 3705 107 773 82
6 1-0 5013 100 3600 104 921 98 35.6 C - ambient 0 1-0 5013 -
3459 - 942 humidity 3 1-0 4907 98 3705 107 780 83
6 1-0 4865 97 3663 106 696 74 Warehouse temperature 0 1-0 5013 - 3459 - 942
3 1-0 4978 98 3663 106 837 89
6 1-0 4837 97 3747 108 879 93 55 C - 10% relative 0 1-0 5013 - 3459 - 942
Humidity 0.23 1-0 5069 101 3565 103 770 82
0.70 1-0 4584 91 2988 86 359 38
1.4 1-0 4352 87 1723 50 61 6
The values are reported as a percentage of the original strength that was obtained. The explanations relating to the tensile strength and knot strength are intended to express that the tensile strength and knot strength of a packaged suture was measured on day zero of the storage time.
The tensile strength and knot strength are measured at prescribed time intervals as the storage period progresses and compared with the corresponding value for this strength on day zero, so that the percentage of strength retained is determined in this way. In determining the in vivo strength, a suture packaged according to the invention (without storage time) was implanted into a rabbit on day zero of the storage period and left for 7 to 15 days, after which the rabbit was killed and the suture was removed. The tensile strength of the removed suture was then measured and this measure used as the standard measure.
After the storage period had progressed, sutures were implanted into rabbits at prescribed time intervals, as described above, and the strength of these sutures was measured after 7 or 15 days. The strength measured in each case was compared with the strength obtained with the standard seam on day zero. The value thus determined is given as a percentage of the strength obtained.
The values in Table I show the influence of various storage conditions on the tensile strength and knot strength as well as the in vivo strength of sutures of size 30 and 1-0. The strength obtained in both tensile and knot strength and in vivo strength is generally satisfactory under all conditions with the exception of 55.5 C (132 C F) and a relative humidity of 10%. The values clearly show the extremely rapid destruction of the strength of the seam material, which is to be expected even in packs according to the invention when the relative humidity outside the pack is low but the temperature both inside and outside the pack is high.
The values also show that a sufficient shelf life can be obtained at low temperatures and high external relative humidity. An analysis of these values shows that the pack according to the invention sufficiently prevents contact of the seam means located in the pack with the moisture outside the pack, either in a high humidity environment or in a low humidity environment. However, when the storage temperatures are increased, there is a rapid deterioration in the suture strength, and in particular the in vivo strength of the suture, despite the fact that the package prevents moisture ingress to the contents of the package.
The values in Table II indicate where such rapid deterioration in the properties of the suture occurs when stored at a temperature of 55.50 C (132 F). Certain of these values are shown in Fig. 4a (strength with straight pull) and in Fig. 4b (tensile strength after 15 days of insertion in the living organism) and this table clearly shows the importance of the seam material up to the time of packing in the packaging to keep dry according to the invention if the seam strength is to be maintained over a longer storage period at elevated temperatures such as 55.5 C (132 F).
Table II
Influence of the environment on the strength of the packaged before packaging
Polyglycolic acid sutures after storage under various conditions ------------------------------------------ -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- ---------------
Packaging properties in vivo properties Storage Storage time State of the suture material Seam tensile% of the original knot% of the original tensile% of the original conditions (weeks) before packaging material strength obtained strength obtained strength obtained size kg / cm2 Strength kg / cm2 Strength kg / cm2
Strength ------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------- 37.8 C = 0 to 86.7 C for 1 hour 3-0 5034 - 3389 - 527 100% r. L. 1 heated under vacuum and then 3-0 4781 95 3347 99 373 71
3 during 24 hours of a 3-0 4781 95 2953 87 359 68
6 environment with 50% relative air 3-0 4457 88 3283 97 204 39 55.5 C = 0 exposed to humidity 3-0 5034 - 3389 - 527 100% r. L. 1 3-0 3825 76 2911 86 0 0
3 3-0 a - a - a
6 3-0 a - a - a 37.8 C = 0 to 86.7 C for 1 hour 3-0 5034 - 3389 - 527 10% r.
L. 1 heated under vacuum and then 3-0 4872 97 3333 98 548 104
3 in an area with 20 to 3-0 4851 96 3206 95 562 107
6 30% relative humidity 3-0 4689 93 3051 90 288 55 55.5 C = 0 brought 3-0 5034 - 3389 - 527 10% r. L. 1 3-0 4218 84 3108 92 17 3
3 3-0 1251 25 935 28 0 0
6 3-0 b - b - - 37.8 C = 0 to 86.7 C for 1 hour 3-0 5034 - 3389 - 527 100% r. L. 1 heated and then immediately in 3-0 4781 95 3417 101 281 54
3 a desiccator up to 3-0 4605 91 3150 93 562 107
6 Packing brought 3-0 4612 91 3206 95 766 145 55.5 C = 0 3-0 5034 - 3389 - 527 10% r.
L. 1 3-0 4682 95 3206 95 190 36
3 3-0 4605 91 3150 93 408 78
6 3-0 4612 91 3206 95 337 64 a = non-examined suture material due to insufficient strength values after only one week's storage b = decomposed and therefore not examined suture material
The values in Table II enable one to study the effect of the intermediate conditions to which the suture is subjected between drying and sealing of the package of this invention. In one case, the dried suture was exposed to room temperature but 50% humidity for 24 hours. The casing containing the suture was then sealed and packaged in an outer peelable casing and stored at 55.5 C (132 F) and a relative humidity of 10%.
After only one week of storage under these conditions, the suture had practically no in vivo strength, while at the same time its tensile strength and knot strength were greatly reduced.
In the other case, a dried suture was stored in a container at room temperature and in an environment that had 20 to 30% relative humidity. The suture was then packed as above. The same rapid destruction of the seam strength was also observed with intermediate storage at 50% relative humidity as in the above case.
Finally, a dried suture was removed from the drying oven and immediately placed in a desiccator, where it remained in the pack until it was sealed. As can be seen from FIGS. 4a and 4b, the tensile and knot strength properties of the suture were retained at sufficient values after storage for 6 weeks at 55.5 ° C. (132 ° F.). Storage for one week at 55.5 C (132 F) and 10% relative humidity is equivalent to storage for one year at 220 C (72 F) and ambient humidity.
The above results clearly show the correctness of storing the suture in a dry state once it has been dried until it is sealed in a waterproof package. Even if the dried sutures were only exposed to the ambient humidity conditions for a very short time, surprisingly in some cases an extremely rapid destruction of the suture strength was obtained if these sutures were packaged and stored on them, especially if the storage takes place at high temperatures, which has the undesirable effect speed up on the polyglycolic acid suture.
Table III shows the values comparing the storage capabilities of the package of this invention with that of a typical package widely used for catgut sutures, with measurements taken under various storage conditions. The catgut packaging referred to is that described in U.S. Patent No. 2917878.
Table III
Comparison of the shelf life of the pack according to the invention with that of a typical for
Catgut sutures used pack
Strength properties in vivo properties after packaging Storage Storage Seam diameter Tensile% of the original 15 days implantation material conditions duration material of the seam strength retained tensile% of the original (days) material strength strength strength retained (mm) strength 0 11.9 4197 - 581
7 12.6 4007 95 429 74 Scotch-Pak # 37.8 C 14 Catgut 12.6 4029 96 605 104
100% r.h. 21 12.7 3719 89 250 43
42 12.7 3553 84 344 59
0 10.1 5533 - 844 invention 37.80 C 7 polyglycol 10.2 5336 96 682 81 according to 100% r.L.
14 acid 10.5 4795 87 984 117 Pack 21 acid 10.2 5252 95 447 53
42 10.2 5336 96 534 63
0 11.9 4197 - 581 Scotch-Pak 55.50C 14 Catgut 12.7 3551 84 404 51
50% r.h. 14 Catgut 12.7 @@, @ @@
21 12.9 3607 86
42 12.9 3337 79
0 10.1 5533 - 844 invention 55.50 C 7 10.2 5336 96 752 88 according to 50% r.L. 14 polyglycol 10.5 5041 90 928 110 pack 21 acid 10.4 5386 97 562 67
42 10.4 5301 96 488 58
The values in Table III are recorded in Figures 5a and 5b.
As can be seen from these figures, in both of the storage conditions examined, i. H. 37.80 C (100 F) and 100% relative humidity and 55.5 C (132 F) at 10% relative humidity, the storage capacity of polyglycolic acid sutures depending on the tensile and knot strength as well as the in vivo strength at least equal to those of catgut sutures, and indeed they appear to be slightly better.
The values shown in FIGS. 5a and 5b clearly show the ability of the packaging according to the invention to keep absorbable surgical sutures made of polyglycolic acid stable for a long time.