CZ301649B6 - Trubice pro regeneraci nervu a zpusob jejich výroby - Google Patents

Abstract

Poranené nervy jsou spojovány a regenerovány vložením koncu poranených nervu do kolagenové trubice, která má vnejší stenu kompaktní a hladkou, a která vytvárí bariéru pro prevenci prorustání spojovací tkáne dovnitr, zamezuje vytvárení zjizvovací tkáne a podporuje uzdravení poranených nervu. Trubice má vnitrní povrch vláknitý proti vnejšímu hladkému bariérovému povrchu. Jemný vnitrní vláknitý povrch trubky podporuje nervový rust.

Description

Trubice pro regeneraci nervů a způsob jejich výroby

Oblast techniky

Předložený vynález se vztahuje na oblast nervové regenerace.

Dosavadní stav techniky

Je známo, že poraněné nervy mohou být znovu propojeny entubulačním způsobem, při kterém jsou nervová zakončení vložena do silikonové trubky obsahující porézní, resorpce schopnou polymerovou glykosaminoglykanovou kolagenovou transplantačni substanci (kolagen GAG nebo CG). I když je popisovaný způsob použitelný pro nové propojení nervů, použití neresorbující silikonové trubice, vyžaduje pozdější chirurgické odstranění trubice.

Pro zamezení pozdějšího chirurgického zákroku k odstranění silikonové trubice byly použity trubice schopné resorpce připravené ze šlachového kolagenu skotu typu I. Trubice ze Šlachového kolagenu typu I byly zformovány s póry v postranní stěně trubice o velikosti přibližně 22 nm (nazývané zde jako „porézní kolagen“) a s průměrem pórů v postranní stěně menším než 3,8 nm (nazývané někdy nesprávně „neporézní kolagen“). Tyto trubice ze šlachového kolagenu typu I jsou připravovány za použití viskózního gelu z čištěných kolagenních vláken typu I na rotačním tmu a slisováním materiálu do hustě stěsnaných vláken. Trubice byly chemicky provázány a lyofilizovány. Jistou nevýhodou použití shora uvedeného šlachového kolagenu typu I spočívá v tom, že spojovací tkáň a fibroplasty mohou prostupovat póiy ve stěně trubice ze šlachového kolagenu typu I, což vede ke vzniku zjizvené tkáně a omezuje nové propojení nervových zakončení.

Vyvstává proto potřeba vytvoření nového zlepšeného způsobu v přípravě struktury a propojení nervových zakončení.

Podstata vynálezu

Podle předloženého vynálezu je regenerační trubice s resorpce schopnou stěnou vytvořena z kolagenového materiálu s kompaktním, hladkým povrchem vnější stěny trubice, aby se zamezilo ulpívání buněk na trubce a tím se podpořila možnost zábrany pronikání buněk skrze stěnu. Vnitřní povrch mají trubice vytvořený jemnou vláknitou strukturou proti hladkému bariérovému vnějšímu povrchu.

Předložený vynález popisuje způsob a strukturu pro nové propojení a regeneraci poraněných nervů, např. vnějších spinálních nervů. Podle předloženého vynálezu se ktomu používají trubice připravené zresorbujícího kolagenového materiálu s kompaktním hladkým vnějším bariérovým povrchem pro prevenci vrůstu spojovací tkáně, aby se zamezilo zjizvení a umožnilo nerušené zahojení zraněných nervů.

Vnější bariérový povrch trubice v souladu s předloženým vynálezem zamezuje ulpívání buněk na trubici a působí tak jako bariéra pro průnik takových buněk do vnitřku trubice, jako jsou fibropfasty.

Trubice podle předloženého vynálezu má jemný vláknitý vnitřní povrch pod vnějším hladkým bariérovým povrchem.

Vhodně se podle předloženého vynálezu trubice připraví ze směsi kolagenu typu III a kolagenu typu I, tj. její obsah kolagenu typu Π1 je asi 1 az 10 hmotnostních % a množství kolagenu typu I

- 1 CZ 301649 B6 kolem 90 až 99 hmotnostních %. Ve zvláště vhodném případě je obsah kolagenu typu 111 asi 1 až hmotnostních % a obsah kolagenu typu I asi 95 až 99 hmotnostních %.

Charakteristiky kolagenu typu I, II a IV jsou dobře známy odborníkům v oboru a jsou snadno ? dostupné. Následující charakteristiky jsou dostupné na www.bdbiosciences.com.

Kolagen typu I se nachází ve většině tkání a orgánů, ale je nej rozšířenější ve škáře, šlachách a kostech. Může se používat jako tenká vrstva na povrchu tkáňových kultur, aby se zvýšilo navázání a proliferace buněk, nebo jako gel, aby se zvýšila exprese morfologie a funkce specifické pro io buňky. Kolagen typu I se obecně používá pro kultivaci endotheliálních buněk, hepatocytů, svalových buněk a různých jiných typů buněk.

Jestliže se používá jako gel, kolagen usnadňuje dostatečnou adaptaci kultury in vitro a zvyšuje expresi morfologie a funkce specifické pro buňky. Vysoká koncentrace proteinu vede k tužšímu gelu, který poskytuje maximální podporu pří zachování trojrozměrného prostředí.

Mnoho stejných vlastností a funkcí derivátů zvířecích kolagenů může být zopakováno s použitím rekombinantních lidských kolagenů. Rekombinantní lidské kolageny FIBROGEN typu I a III od BD Bioscíences jsou vysoce čištěné, spolehlivé a konzistentní. Poskytují alternativy k derivátům zvířecích kolagenů pro biomedic incké aplikace, ve kterých je kritický zvýšený bezpečnostní profil, větší reprodukovatelnost a kvalita.

Kolagen typu 111 se nachází společně s kolagenem typu 1 ve tkáních, cévách a kůži. Kolagen typu lil je homotrimemí protokolagen, skládající se ze tri identických řetězců pro a (III). Kola25 gen III je důležitý pro vývoj kůže a kardiovaskulárního systému a pro normální psychologické funkce v dospělosti. Kolagen III se používal pro studie fibrilogeneze kolagenu I v normální kardiovaskulárním vývoji.

Kolagen typu IV je všeobecně se vyskytující komponenta základních membrán, plochá matrice, která je podkladem pro epiteliální a endotheliální buňky obklopuje svalový tuk a nervové buňky. Může se použít jako tenký povlak na povrchy tkáňových kultur pro podporu připojení buněk a pro studium jeho působení na buněčné prostředí.

V upřednostňovaných případech je stěna trubice podle předloženého vynálezu tvořena kolageno35 vou membránovou tkání ze skotu, bravu nebo jiného živočišného zdroje.

V přednostním případě je membránová tkáň pertoneální membránovou tkání mladých telat.

Vhodným materiálem pro zhotovení trubic podle předloženého vynálezu je Bio-Gide* od Ed.

Geistlich Schne AG fiir Chemische Industrie; tento podnik je rovněž předkladatelem předloženého vynálezu. Materiál Bio-Gide* ajeho příprava jsou popsány v patentu US 5 837 278, včleněného zde jako reference.

Materiál Bio-Gide* obsahuje asi 1 až 5 % kolagenu typu III a asi 95 až 99 % kolagenu typu I,

Obrázek 1 ukazuje list kolagenového materiálu pro vytvoření trubice podle předloženého vynálezu s kompaktním hladkým vnějším bariérovým povrchem JJ) a jemným vláknitým vnitřním povrchem J2 naproti hladkému bariérovému povrchu JO.

Předpokládá se, že jemný vláknitý vnitrní povrch J2 v trubici pro regenerací nervů podle předloženého vynálezu usnadňuje regeneraci nervů.

Regeneraci nervů je možno podle předloženého vynálezu rovněž podpořit plnicím materiálem vneseným do trubice pro regeneraci nervů, kteiý podporuje růst nervů. Vhodné je, aby plnicí materiál podporující růst nervů obsahoval kolagen typu I, kolagen typu IV nebo jejich směs.

Výhodněji je plnicí materiál složen z kolagenových vláken, která mají v podstatě podélnou orientaci vzhledem k ose trubice. Obr. 2 ukazuje pohled na zakončení trubice M v souladu s předloženým vynálezem, obsahující plnicí materiál 16, složený z kolagenových vláken v podstatě s podélnou orientací vzhledem k ose trubice 14.

Ve zvláště upřednostňovaném případě je plnicí materiál 16 složen ze směsi kolagenu typu I a kolagenu typu IV, nejvýhodněji v hmotnostním poměru 1:1.

Plnicí materiál 16 může dále obsahovat jiné složky podporující růst nervů, jako jsou nervové io stimulátory (tj. laminin), nervový růstový faktor (NGF) nebo podobně, nebo jejich směsi.

V souhlase s vhodným postupem podle předloženého vynálezu je nervová regenerační trubice vyrobena způsobem, při kterém se list kolagenového materiálu, popsaného shora, jako je BioGíde*, přeformuje na trubici. Podle popisovaného způsobu se dvě protilehlé hrany J_8 a 20 listu daného materiálu přiloží k sobě, aby vytvořily trubici 14, jak je ukazováno na obr. 3. Dvě strany protilehlých hran 18 a 20 se spojí jakýmkoliv vhodným způsobem, aby se vytvořila trubice, jaké se používá pro vytvoření resorpěního švu 22, jak ukazuje obr. 3, a vznikl biodegradabilní spoj, tj. spoj obsahující kolagen, polyaktid, polyglykolid nebo podobně. Jinak je medicinálně přijatelným adhezivem pro takový spoj fibrinový klih, škrob nebo kolagenová kaše.

S ohledem na obr. 2, plnicí materiál podporující růst nervů J6 je vpraven do trubice J_4 po vytvoření trubice 14.

Podle jiného způsobu může být plnicí materiál podporující vzrůst nervů vytvořen kolagenovým materiálem, který po usušení za mrazu vytvoří kolagenovou houbu. Ta se rozřeže na okrouhlé válce o průměru odpovídajícím přibližně průměru trubice 14. Válec z kolagenové houby se pak vpraví do předem vytvořené trubice 14 zalisováním.

Podle jiného způsobu se kaše z plnicího materiálu podporujícího vzrůst nervů nanese na vláknitý povrch 12 listu kolagenového materiálu, jak je ukázáno na obr. 1, před tím, než se z něho zhotoví trubice. Trubice je pak zhotovena srolováním membránového listu s kaší, tvořící plnicí materiál, nanesenou na vláknitý povrch, takže se vytvoří trubice naplněná plnicím materiálem během jednoho pracovního pochodu. Dvě hrany listu mohou být pak vzájemně spojeny švem, adhezivem nebo kaší plnicího materiálu, která může posloužit jako lepící materiál.

Podle příkladu uvedeného na obr. 4 dvě protilehlé strany listu 18' a 20' se překrývají při vytvoření trubice 14', Přesah stran 18' a 20' může výt vzájemně spojen švem nebo vhodným adhezivem 24, jak ukazuje obr. 4. Alternativně může plnicí materiál podporující růst nervů posloužit jako lepidlo ke spojení protilehlých stran k vytvoření trubice.

Pokud se použije pro naplnění trubice plnicí materiál podporující růst nervů ve formě kaše, je naplněná trubice před chirurgickým zákrokem usušena za mrazu.

Při alternativním způsobu vytvoření trubice podle vynálezu z membránového materiálu, jako je

Bio-Gide*, je stěna trubice v souladu s předloženým vynálezem vytvořena z kolagenové kaše, aby se zajistil kompaktní a hladký vnější bariérový povrch a vláknitý vnitřní povrch proti hladkému bariérovému vnějšímu povrchu, popsanému shora. Materiál je sušen za mrazu a podle předloženého vynálezu se vytvoří trubice. Během použití jsou nervová zakončení zavedena do otevřených konců trubice 26 a 28 podle předloženého vynálezu, aby se usnadnilo nové propojení nervových zakončení.

Vynález je ilustrován na následujících příkladech, které však nejsou považovány za omezující.

-3CZ 301649 B6

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 představuje schematický nákres postranního pohledu na membránu pro vytvoření trubice podle předloženého vynálezu.

Obr. 2 je schematický nákres pohledu na konec trubice naplněné plnicím materiálem v souladu s jednou částí předloženého vynálezu.

Obr. 3 je postranní pohled, zčásti schematický, na trubici v souladu s jednou částí předloženého io vynálezu.

Obr. 4 je schematický nákres konce trubice s pohledem na přesahující strany trubice v souladu s jinou částí předloženého vynálezu.

Příklady provedeni vynálezu

Příklad 1

Trubice je vytvořena z membrány Bio-Gide* s vnitřním průměrem asi 0,5 až 5 mm a délkou asi 10 az 100 mm. Strany trubice jsou spojeny švem nebo adhezivem.

Příklad 2

Gelu podobná kolagenová hmota typu I se připraví z vepřové kůže následujícím způsobem. Vepřová kůže se nakrájí na kousky o maximální velikosti 1 cm³. Voda se z vepřové kůže odstraní organickým rozpouštědlem rozpustným ve vodě a rozpouštědlo se odpaří. Suché kousky kůže se odmastí kapalným uhlovodíkovým rozpouštědlem. Kapalné uhlovodíkové rozpouštědlo se odstraní a suché kousky kůže se nabobtnají vodou. Hydratované kousky kůže se zpracují v 1 N roztoku hydroxidu sodného a promyjí. Kousky kůže se pak zpracují 0,04 N roztokem kyseliny chlorovodíkové a opět promyjí. Takto zpracovaný materiál se rozemele v koloidním mlýně na homogenizovanou kapalnou kaši obsahující asi 1,5% kolagenu. Kaše se přenese do injekční stříkačky a trubice připravené podle příkladu 1 se touto kaší naplní. Naplněné trubice se zmrazí na 24 hodiny na -20 °C a suší za mrazu po 72 hodiny při tlaku nižším než 0,01 Pa (1 mbar).

Příklad 3

Plnicí materiál obsahující 50 % kolagenu typu I a 50 % kolagenu typu IV se připraví následujícím způsobem. Kaše obsahující 1,5% kolagenu typu I se připraví z vepřové kůže postupem popsaným v příkladu 2. Komerčně dostupný kolagen typu IV se smísí s vodou na 1,5% kašovou směs. Kaše kolagenu typu I a kolagenu typu IV se spolu smísí ve stejném množství. Směs kaší se naplní do injekční stříkačky a směsí kaše se naplní trubice připravené postupem popsaným v příkladu 1. Trubice se zmrazí na 24 hodiny na -20 °C a suší za mrazu po 72 hodiny při tlaku nižším než 0,01 Pa(l mbar).

so Příklad 4

Kaše připravená podle popisu uvedeného v příkladu 2 nebo směs kaší připravené podle popisu v příkladu 3 jsou naneseny na vláknitou stranu kolagenového listu Bio-Gide*, listy jsou pak srolovány tak, aby se strany listů překrývaly a uzavřely uvnitř kaši při spojení překrývajících se

-4CZ 301649 B6 stran za jediného pracovního pochodu. Tímto způsobem naplněné a připravené trubice se zmrazí po 24 hodiny na -20 °C a suší za mrazu při tlaku nižším než 0,01 Pa (1 mbar).

Claims (5)

1. io 1. Trubice pro regeneraci nervů, vyznačující se tím, že je vytvořena se stěnou obsahující resorpce schopný kolagenový materiál, při čemž má vnější stěna trubice kompaktní hladký vnější bariérový povrch, zamezující ulpívání buněk na jejím povrchu a působící jako bariéra pro prevenci prostupu buněk materiálem trubky, a trubka má dále vláknitý vnitřní povrch proti hladkému bariérovému vnějšímu povrchu.
2. 2. Trubice podle nároku 1, vyznačující se tím, že vnější stěna trubice je vytvořena ze směsi kolagenu typu III a kolagenu typu 1.
3. 3. Trubice podle nároku 2, vyznačující se tím, že směs obsahuje asi 1 až 10 %

   20 kolagenu typu III a asi 90 až 99 % kolagenu typu I.
4. 4. Trubice podle nároku 3, vyznačující se tím, že směs obsahuje asi 1 až 5 % kolagenu typu III a asi 95 až 99 % kolagenu typu I.

   25 5. Trubice podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje plnicí materiál složený z kolagenu I, kolagenu IV nebo jejich směsi.

   6. Trubice podle nároku 5, vyznačující se tím, že plnicí materiál je složen z kolagenových vláken, které mají v podstatě podélnou orientaci ve směru osy trubice.

   7. Trubice podle nároku 5, vyznačující se tím, že plnicí materiál je směsí kolagenu typu I a kolagenu typu IV.

   8. Trubice podle nároku 7, vyznačující se tím, že směs plnicího materiálu kola35 genu I a kolagenu IV je v hmotnostním poměru 1:1.

   9. Trubice podle nároku 5, vyznačující se tím, že plnicí materiál dále obsahuje stimulant růstu nervů, nervový růstový faktor nebo jejich směsi.

   40 10. Trubici podle nároku 9, vyznačující se tím, že plnicí materiál obsahuje laminin jako nervový růstový stimulant.

   11. Trubice podle nároku 1, vyznačující se tím, že materiál trubice je odvozen z kolagenové membránové tkáně.

   12. Trubice podle nároku 11, vyznačující se tím, že membránová tkáň je peritoneální tkáň.

   13. Trubice pro regeneraci nervů podle nároku 1, vyznačující se tím, že stěna tru50 biče obsahuje kolagenový materiál odvozený z kolagenové membránové tkáně,

   14. Trubici podle nároku 13, vyznačující se tím, že kolagenová membránová tkáň je peritoneální membránová tkáň.

   -5CZ 301649 B6

   15. Způsoby výroby trubice pro regeneraci nervů podle nároku 1, vyznačující se tím, že:

   a) trubice se vytvoří z listu z kolagenového materiálu, mající kompaktní, hladký vnější bariérový povrch, který zamezuje ulpívání buněk na povrchu a působí jako bariéra k prevenci prostupu
5. 5 buněk stěnou trubice a vláknitý vnitřní povrch trubice proti hladkému bariérovému vnějšímu povrchu; a

   b) trubice se vytvoří zformováním listu do trubice mající stěnu se kompaktním, hladkým vnějším bariérovým povrchem a vnitřní stěna trubice má vláknitý povrch proti hladkému bariérovému vnějšímu povrchu.

   16. Způsob podle nároku 15, vyznačující se tím, že list kolagenového materiálu má dvě přesahující protilehlé strany a tyto dvě protilehlé strany listu jsou spojeny takovým způsobem, aby vytvořily trubici z listu.

   is 17. Způsob podle nároku 16, vyznačující se tím, že zahrnuje postup spojení dvou protilehlých překrývajících se stran pro vytvoření trubice z listu.

   18. Způsob podle nároku 17, vyznačující se tím, že překrývající se protilehlé strany jsou spojeny švem nebo adhezivem.

   19. Způsob podle nároku 15, vyznačující se tím, že list je přetvořen na trubici obsahující plnicí materiál v trubici, který je složen z kolagenu typu I a kolagenu typu IV, nebo jejich směsí.

   25 20. Způsob podle nároku 15, vyznačující se tím, že list vytváří trubici se dvěma přesahujícími protilehlými stranami.

   21. Způsob podle nároku 20, vyznačující se tím, že list je zformován do trubice s plnicím materiálem složeným z kolagenu typu I a kolagenu typu IV nebo jejich směsi.