CZ2007424A3 - Zpusob výroby strukturované vícevrstevné membránystrukturovaná vícevrstevná membrána a její použití - Google Patents

Abstract

Pri zpusobu výroby strukturované vícevrstevné membrány, vhodné pro použití v chirurgii pri rekonstrukci vazivové, kostní nebo chrupavcité tkáne, vytvorené z kolagenu typu I, zbaveného alespon cástecne telopeptidu a obsahující aspon jednu bariérovou,pro bunky neprostupnou strukturu vrstvy a alesponjednu houbovitou, bunkám otevrenou strukturní vrstvu se suspenze kolagenu zmrazí v ploché forme do tvaru tabulek, které se následne vakuove usuší za teplot ležících pod jejich teplotou tání. Vzniklé houbovité membrány se kontrolovaným zpusobem zvlaží tak, že se na ne nanese omezené množství vody, které je menší než dostacující k hydrataci celé tlouštky membrány a s výhodou se zvlažená membrána ponechá po dobu nekolika hodin za snížené teploty 0 až 10 .degree.C, aby se ve strukture vyrovnala její vlhkost. Mechanickým tlakem se prípadne upraví na požadovanou tlouštku a s výhodou se jedna stranaodliší dezénem, nebo barvivem, opetovne se zmrazía potom suší za sníženého tlaku. Kontrolovaným ohrevem v pozdejší fázi sušení se ponechá vlhkost v materiálu vystoupit nad teplotu tání. Vynález se týká rovnež takto získané membrány a jejího použití.

Description

(57) Anotace:

Při způsobil vvrobv strukturované víccvrstevné membrány vhodné pni použili v chirurgii při rekonstrukci vazivové, kostní nebo chrupavčité tkané, vytvořené z kolagenu typu 1. zbaveného alespoň částečně telopeplidu a obsahující aspoň jednu bariérovou, pro buňky neprostupnou strukturu vrstvy a alespoň jednu houbovitou. buňkám otevřenou strukturní vrstvu se suspenze kolagenu /mrazí v ploché formě dv> baru tabulek, které se následně vakuově usuší za teplot ležících pod jejich teplotou láni. Vzniklé houbovité membrány sc kontrolovaným způsobem zvlaží tak. že se na ně nanese omezené množství vody, které je menší než dostačuj ící k hydrataci celé tloušťky membrány a s výhodou se zv lažená membrána ponechá po dobu několika hodin za snížené teploty 0 až II) °C. aby se v e struktuře v yrovnala její vlhkost. Mechanickým tlakem se případně uprav i na požadovanou tloušťku a s výhodou se jednu strana odliší de/.énent. nebo barvivém. opětovně se zmrazí a polom suší za sníženého tlaku, kontrolovaným ohřevem v pozdější lázi sušení se ponechá vlhkost v materiálu vystoupit nad teplotu láni. Vynález se týká rovněž takto získané membrány a jejího použití,

Způsob výroby strukturované vícevrstevně membrány, strukturovaná vícevrstevná membrána a její použiti.

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby strukturované vícevrstevně membrány určené pro řízenou chrupavkovou, tkáňovou a kostní regeneraci nebo rekonstrukci in vivo,

Dosavadní stav techniky

V současnosti je při rekonstrukci živých tkáni všeobecně považováno za potřebné použít matrici, která v procesu hojení bude sloužit jako vodítko orientující a na druhé straně zase omezující směr růstu buněk. V mezinárodní patentové přihlášce WO-A-96/25961 je navrženo použití jednovrstevné, strukturně homogenní matrice z přírodních membrán tvořených kolagenem typu II. Takové membrány však nedostatečně regenerují chrupavčité tkáně. Proto byla navržena v přihlášce WO-A-96/24310 vícevrstevná membrána, tvořená membránou z kolagenu typu II, která je sešitím spojena s druhou vrstvou z porézní matrice kolagenu typu I, umožňující pronikáni buněk. Další zdokonalení přinesla přihláška WO 1999/019005 která namísto sešíváni využívá adhese kolagenového gelu případně doplněné chemickým, nebo fyzikálně chemickým síťováním, k vytvoření přijatelně pevného spojení mezi vrstvami. Pro snížení pyrogenity kolagenových implantátů bylo podle patentu ČS 297 205 navrženo použití atelokolagenu, modifikace kolagenu spočívající v aspoň částečném odštěpení koncových telopeptidů, které obsahuji antigenni determinanty a přihláška vynálezu PV 2006-409 řeší prodlouženi doby vstřebání membrán, doprovázené regulovaným uvolňováním případných farmaceuticky účiných složek za pomocí kovokomplexního zesíťování a roubování kolagenu hyaluronanem.

Podle našeho zjštění je možno rekonstruovat chrupavku a nebo kostní tkáň i při použiti jednosložkových membrán, které však mají ve své struktuře vytvořeny odlišné horizontálně uložené vrstvy lišící se hustotou materiálu. Hustota vrstev je určována množstvím a velikosti obsažených pórů, nebo kapilárních kanálků. Zatímco vrstva která má hustou strukturu působí jako bariéra nedovolující pronikání chondrocytú a jiných buněk, jiná vrstva membrány má strukturu otevřenou a porézní umožňující prorůstáni buněk. Obč struktury mohou ve vrstvách plynule přecházet jedna na druhou bez ostrého ohraničení.

Podstata vynálezu

Podstata vynálezu je způsob výroby strukturované vícevrstevně membrány, vhodné pro použiti při tkáňové, chrupavčité nebo kostní rekonstrukci, vytvořené i) v celé tloušťce ze stejného kolagenu, s výhodou typu I, alespoň částečně zbaveného telopeptidů, případně síťovaného a s obsahem • · · • · · · • · · · «· ♦ ♦·· farmakologicky účinných látek, zejména glykosaminoglykánů ii) která obsahuje alespoň jednu strukturní vrstvou uzavřenou k pronikáni buněk a (iii) alespoň jednu strukturní vrstvu porézní a k prorůstání bunčk otevřenou Vlastní způsob výroby spočívá vtom, že se nejprve vytvoří homogenní porézní membrána mrazovým sušením tabulek zamraženého kolagenového gelu, která se pak navlhčí kontrolovaným nanesením směsi vody a případných aditiv na jeden nebo oba povrchy a materiál se ponechá po určitou dobu hydratovat, s výhodou za snížené teploty. Působením tlaku se pak upraví požadovaná tloušťka navlhčených membrán a dosažená struktura se stabilizuje rychlým zmražením. Nepórezní struktura vrstvy membrány vzniká v procesu, když se dosouší za sníženého tlaku, přičemž teplota tabulek se v předem vyzkoušené fázi ponechá vystoupit nad bod mrazu. Tloušťka a hustota nepórezní struktury v membránách se může regulovat délkou sušení při teplotách nad bodem mrazu a celkovým obsahem vody v membráně.

Výhodou takto vytvořené membrány je její odolnost k rozpadu na vrstvy během hojícího procesu a její dokonalejší apyrogenita, protože použiti jednoho typu kolagenu, s výhodou tzv, atelokolagenu modifikovaného snížením obsahu telopeptidů, má za následek významné snížení celkového množství antigenních determinatů v implantovaných membránách.

Takto zhotovená membrána je vhodným prostředím k prorůstáni přirozených chondrocytů a tím i k regeneraci chrupavek. Pro další podporu regeneračního procesu je možno membránu impregnovat chondrocyty nebo jinými farmakologicky účinnými látkami, buď před implantací, nebo injekční až po implantací.

Kolagenová hmota membrány je s výhodou tvořena čistým nedenaturovaným a nerozpustným kolagenem a může být připravena např. postupy popsanými v patentovém spisu CS 276 891 nebo v patentové přihlášce PV 2006-409.

Příklady provedeni vynálezu

Příklad 1

Vazivo hovězích šlach mladého dobytka se mechanicky zbaví tuku a vazivového pouzdra, rozmělní a promyje tekoucí vodou a extrahuje postupně 3x po dobu 24 hodin roztoky 10% ní ho chloridu sodného a nejméně 3x po dobu 24 hodin roztoky zpola nasyceného hydroxidu vápenatého až jeho obsah nekolagenových proteinů poklesne pod 1%. Pak se neutralizuje kyselinou octovou, promyje vodou, dehydratuje etanolem a zbaví zbytkového tuku extrakcí benzinem. Vzniklá vláknitá hmota se disperguje v demineralizované vodě, enzymaticky zbaví telopeptidů a po promytí demineralizovanou vodou se rozpustí okyselením na pH 3,5 kdy vznikne gelovitá suspenze obsahující 10 g atelokolagenu v 1 litru. Pak se

· a • · • · • · • a » * * ♦ »» vytvoří homogenní póresní membrána mrazovým sušením tabulek z kolagenového gelu vzniklých zamražením ve formách při -15°C, která se pak navlhčí kontrolovaným nanesením vody na jeden nebo oba povrchy, kde množství vody nepřevyšuje 20% z hmotnosti membrán a materiál se ponechá po dobu 5 hodin hydratovat při teplotě 0 až 5^CC. Působením tlaku pomocí přítlačné desky se upraví tloušťka navlhčených membrán na požadovanou hodnotu, obvykle v rozmezí 3 až 0,1 mm a dosažená struktura se stabilizuje rychlým zmražením. Zmražené membrány se dosuší za sníženého tlaku, přičemž teplota tabulek se v předem vyzkoušené fázi ponechá vystoupit na 3 až 5 °C.

Příklad 2

Membrána se připraví podle příkladu 1 ale namísto vody se při vlaženi použije vodný roztok obsahující 0,15% hyaluronanu, 0,001% chloridu hořečnatého a 5mg/l chondrocytů kloubních chrupavek. Dále se postupuje shodně jako v příkladu 1.

Claims (9)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob výroby strukturované vícevrstevné membrány vhodné pro chirurgické použití při rekonstrukci dentálni, kostní, chrupavčité nebo vazivové tkáně, která obsahuje alespoň jednu bariérově uzavřenou strukturní vrstvu a nebo jednu porézní otevřenou vrstvu, vyznačující se tím, že se suspenze kolagenu zmrazí v ploché formě do tvaru tabulek, které se následně vakuově usuší za teplot ležících pod jejich teplotou tání, vzniklé houbovité membrány se kontrolovaným způsobem zvlaží tak, že se na né nanese omezené množství vody, které je menší než dostačující k hydrataci celé tloušťky membrány, s výhodou se zvlažená membrána ponechá po dobu několika hodin za snížené teploty 0 až 10° C aby se ve struktuře vyrovnala její vlhkost, mechanickým tlakem se případně upraví na požadovanou tloušťku, s výhodou se jedna strana vizuálně odliší dezénem nebo barvivém, opětovně se zmrazí a potom suší za sníženého tlaku, přičemž se kontrolovaným ohřevem v pozdější fázi sušení se ponechá materiál vystoupit nad teplotu tání, kdy sušením vzniká v dosud vlhké části membrány uzavřená struktura,
2. 2, Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že použitý kolagenu je typu I a je získán čistěním z živočišné tkáně.
3. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že použitý kolagen je alespoň částečně zbaven telopeptidů.
4. 4. Způsob podle nároku 1 až 3, vyznačující se tím, že použitý kolagen je zesíťovaný a obsahuje glykosaminoglykán navázaný prostřednictvím kovokomplexní vazby.
5. 5. Způsob podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že houbovitá membrána se pří vlažení impregnuje chondrocyty.
6. 6. Způsob podle některého z nároků 1 až, 4, vyznačující se tím, že houbovitá membrána se při vlažení impregnuje glykosaminoglykánem.
7. 7. Způsob podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tim, že obsahuje chondronectin, laminin, fibronectin, alginát vápenatý, anchorin, růstové faktory, bakteriostatika, farmakologicky účinné látky, růstové faktory nebo morfogenetické kostní faktory.
8. 8. Vícestrukturní vrstevnatá membrána, vyrobená způsobem podle některého z nároků 1 až 7.
9. 9. Použití vícestrukturní vrstevnaté membrány podle nároku 8 pro výrobu implantátu pro řízenou tkáňovou a/nebo kostní regeneraci.