DD271054B5 - Verfahren zur Herstellung von Gewebetransplantaten und Bioimplantaten - Google Patents

Description

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die derzeitig bekannten technischen Losungen zur Herstellung von Gewebetransplantaten sind dadurch gekennzeichnet, daß das biologische Ausgangsmatenal (wie ζ B Knochen, Dura, Sehnen, Bander, Gefäße usw ) nach Entnahme aus dem Organismus, der Vorkonservierung, speziellen Praparationsverfahren zum Erreichen von erforderlichen Abmessungen, nach einer Zwischenkonservierung und Sterilisation entweder durch Tieftemperaturlagerung oder Gefriertrocknung haltbar gemacht und in speziellen Behaltnissen aufbewahrt werden Die resultierenden Gewebekonserven enthalten avitale Gewebetransplantate

Einige bekannte Verfahren beinhalten die Verbesserung mechano-elastischer Eigenschaften von Gewebetransplantaten (DE 3 014 123, DD 217 143, DD 231 492) und sind entweder durch den Einsatz von sogenannten Weichmachern oder Fixierung mittels Aldehyden gekennzeichnet

Nicht bekannt sind dagegen Verfahren zur Herstellung von Gewebetransplantaten, die die Einheilung der Transplantate im Empfangerorganismus verbessern und beschleunigen, obwohl seit Jahren bekannt ist, daß nach der Verpflanzung von avitalen Gewebetransplantaten lokale Reaktionen im Transplantationsgebiet, Verkalkungen und verzögerte Einheilungen auftreten können

Dies ist besonders nachteilig bei Patienten mit Wundheilungsstorungen, bei alteren Patienten oder bei Patienten mit manifesten Stoffwechselerkrankungen, insbesondere beim Diabetes mellitus In den letzten 10 Jahren hat durch die Entwicklung der Biomatenalforschung die Implantation von derartigen Materialien aus anorganischen und/oder organischen Bestandteilen Eingang in die rekonstruktive Medizin und Stomatologie gefunden Dies betrifft beispielsweise den Ersatz von Blutgefäßen, wofür vor allem Dacron oder Teflonverbmdungen verwendet werden, die Implantation von Biomatenalien bei Knochendefekten, wofür bioaktive Glaskeramiken oder Biokeramiken zur Anwendung kommen, oder zur Deckung von Wundflachen, wofür u a Polyurethanverbindungen eingesetzt werden, wobei diese Biomatenalien zum Teil schlecht vertraglich sind, nur unvollständig im Gewebe organisiert oder abgestoßen werden Bekannt ist weiterhin die wundheilungsfordernde Wirkung des Dipeptide Lys-(Z(NO₂))-Pro allein oder in Verbindung mit dem Hautersatzstoff SYSPURDERM (DD 234 230, Europapatentanmeldung 851 6212 5)

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht dann, biologisch verbesserte Gewebetransplantate und Biomatenalimplantate herzustellen, die bei der Rekonstruktion von angeborenen oder erworbenen Defekten die Einheilung beim Transplantat- bzw Implantatempfanger verbessern, die Vaskularisation der eingebrachten Gewebetransplantate oder Biomateriaiimplantate beschleunigen, die Knochenneubildung verstarken und eine verminderte lokale immunologische Reaktion im Transplantations- bzw Implantationsgebiet zur Folge haben

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung von biologisch verbesserten Gewebetransplantaten oder Biomatenalimplantaten zu entwickeln, das die bekannten Nachteile von herkömmlichen Gewebetransplantaten oder Biomateriahmplantaten ohne großen zusätzlichen Aufwand beseitigt

Erfindungsgemaß wird das Ziel dadurch erreicht, daß den Gewebetransplantaten ein Wirkstoff der Formel X-Pro oder dessen Derivaten, wobei als geeignete Wirkstoffe X-Pro alle naturlichen und synthetischen Peptide (Di-, Oligo- und Polypeptide) gelten und es unerheblich ist, ob es sich bei den verknüpften einzelnen Aminosäuren um L- oder D-Aminosauren handelt, die auch mit und ohne Schutzgruppen wirksam sind und als X in dem Wirkstoff auch alle organischen Verbindungen denkbar sind, die sich mit Prolin verknüpfen lassen, in Konzentrationen won 5 χ 10³ bis 5 χ 10⁵mol/l, vorzugsweise als LyS-(Z(NO₂)) Pro in einer Konzentration von 2x10"* mol/l, durch Zugabe des Wirkstoffes in kristalliner Form, durch Sättigung oder Inkubation der Transplantate oder Implantate mit wäßrigen Losungen dieses Wirkstoffes im Verlaufe einer der Herstellungsabschnitte von Gewebetranplantaten (analog Gutevorschrift 2/82 des Instituts fur Arzneimittelwesen der DDR) zugesetzt wird und danach die Gewebetransplantate in herkömmlicher Weise weiterbearbeitet werden oder der Wirkstoff X-Pro bzw dessen Derivate vorder klinischen Anwendung der Gewebetransplantate mit der Rehydratationsflussigkeit zugesetzt wird

Die Aufgabe wurde erfindungsgemaß durch die Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung von Materialien zur Rekonstruktion von angeborenen oder erworbenen Defekten gelost, das darin besteht, an sich bekannte Gewebetransplantate und/oder Biomatenalimplantate mit dem Wirkstoff X-Pro (X = Aminosäure, organischer Rest) oder dessen Derivaten und mit einem Gewebekieber zu versetzen

Es ist weiterhin von Vorteil, wertn Biomateriahmplantaten der Wrrkstoff X-Pro oder dessen Derivate durch Zugabe in kristalliner Form, durch Sättigung oder Inkubation mit wäßrigen Losungen in den oben genannten Konzentrationen apphziert wird In geeigneten Fallen ist die Zugabe des Wirkstoffes in Kombination mit einem an sich bekannten autogenen oder allogenen Gewebekleber (z B nach DD 248 059) oder mit einem anderen internen Tragerstoff (wie ζ B einem Knochenmatrixtransplantat nach DD 248 284) von Vorteil und ermöglicht dadurch beträchtlich die Erweiterung des Indikationsbereiches dieser Arzneimittel Derartig behandelte Gewebetransplantate zeigten in tierexpenmentellen Untersuchungen überraschenderweise einen beschleunigten Einbau, eine vermehrte Vaskularisation des eingebrachten Gewebetransplantats, eine verstärkte Knochenneubildung sowie verminderte immunologische Zeichen einer lokalen Transplantatreaktion im Verpflanzungsgebiet Die biologische Verträglichkeit der verwendeten Wirkstoffe ist gegeben

Der Einsatz der so hergestellten Gewebetransplantate oder Biomatenalimplantate in allen Gebieten der Wiederherstellungschirurgie der Medizin, Veterinär- und Militarmedizin ist durch die beschriebenen Vorteile von erheblicher medizinischer Bedeutung Hinsichtlich der ökonomischen Auswirkungen kann eingeschätzt werden, daß Patienten dadurch früher mobilisiert werden können sowie eine Verkürzung der stationären Verweildauer und Arbeitsunfähigkeit dieses Patientenkreises zu erwarten ist

Ausführungsbeispiele Beispiel 1

Der Nachweis der verbesserten immunologischen Verträglichkeit und der verstärkten Gefaßneubildung wurde an einem Dura- und Gefaßtransplantationsmodell gefuhrt Hierzu wurden im Durchschnitt 250g schweren männlichen Albinoratten humane lyophilisierte Duratransplantate in Abmessungen von 10 χ 10 mm sowie bovine silikonisierte und formaldehydstabilisierte Gefaßtransplantate in Abmessungen von 5 χ 20 mm paravertebral unter die Ruckenhaut transplantiert Es wurden drei Versuchsgruppen gebildet Neben der unbehandelten Kontrollgruppe wurden die Gewebetransplantate in der Versuchsgruppe 1 mit einem allogenen Gewebekleber nach DD 248 059 und in der Versuchsgruppe 2 zusätzlich mit dem Wirkstoff Lys-(Z(NO₂))-Pro vor der Transplantation getrankt

Die Tiere wurden am 7 , 28 und 87 postoperativen Tag getötet, das Wundgebiet makroskopisch beurteilt und die eingeheilten Gewebetransplantate histomorphometrisch untersucht Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt

Tabelle 1: Darstellung der absoluten Anzahl der Zellkerne (Gesamtzellzahl = N_NVC), der relativen Anzahl (%), differenziert nach Lymphozyten (N_NLY), Makrophagen (N_NM0) und Endothelzellen (N_NEC) sowie der prozentualen Flachenanteile der Kapillaren (A_ACAP) von Gefaß-(a) und Duratransplantaten (b) nach Implantation in der Kontrollgruppe K (ohne Wirkstoff), der Versuchsgruppe 1 (mit allogenem Gewebekleber) sowie in der Versuchsgruppe 2 (mit dem Wirkstoff), η = 5

	NNVC	90,3	b	78,8	N NLY	b	N NMO	6,5	b	Nnec	b	АдСАР	9,4	b	3,5
Tag 7	a	76,3*	103,9	a	27,2	a	5,0*	7,4	a	25,6	а	11,4	7,2*
Kontrollgruppe	114,7*	105,3*	48,2	42,5*	4,4	4,3	15,1	17,7	21,6*	15,6*
Versuchsgruppe 1			42,3*	38,5*		6,7	15,9	19,6
Versuchsgruppe 2	194,3	47,1	47,1*		11,0		14,7*		7,3	3,4
Tag 28	179,6*	136,2*		29,9	8,9	6,2		21,9	3,8*	8,3*
Kontrollgruppe	173,3*	58,7*	73,9	59,4*	5,8*	5,1*	5,5	9,2	10,3	12,2*
Versuchsgruppe 1			73,1	23,5		5,1	6,3	20,3
Versuchsgruppe 2	163,4	22,3	60,9		5,4		15,2*		3,2	2,5
Tag 87	143,2*	22,7		13,5	5,1	4,9		21,1	3,2	2,3
Kontrollgruppe	38,0*	25,3	67,3	13,7	2,1*	3,1	4,7	21,6	8,7*	8,7*
Versuchsgruppe 1		63,9*	11,5		2,7	3,4	24,1
Versuchsgruppe 2	15,8*	34,5*

*) statistisch signifikant im Vergleich zur Kontrollgruppe (p < 0 05)

Aus der Tabelle 1 wird ersichtlich, daß bereits am Tag 7 ρ op , aber anhaltend bis zum 87 Tag ρ op eine verstärkte Gefaßneubildung, insbesondere in der mit dem Wirkstoff Lys-(Z(NO₂))-Pro behandelten Versuchsgruppe 3, vorhanden ist Das ist verbunden mit einer verminderten Gesamtzellzahl, besonders am 28 und 87 Tag ρ op , die auf eine Verminderung der Lymphozyten und Makrophagen zurückzuführen ist

Beispiel 2

Der Nachweis einer verstärkten Knochenneubildung (Osteoneogenese) wurde am Modell der Füllung von Knochenwunden und defekten nach Extraktion des 1 Schmelzzahnes von Ratten gefuhrt Die verwendete Versuchsmethodik entsprach der von R Oemusetal publizierten (Z Versuchstierkunde 27 [1985], 1-3)

Dabei wurden als Fullmaterialien ein allogener Gewebekleber nach DD 248 059 und ein Knochenmatrixtransplantat DD 248 284 in den Kontrollgruppen bzw der Wirkstoff Lys (Z(NO₂))-Pro den gleichen Materialien in den Versuchsgruppen vor der Transplantation zugegeben

Die Tiere wurden am 14. und 28. postoperativen Tag getötet. Die Auswertung erfolgte durch histologische, histomorphometrische Methoden, Fluorochrom-Sequenz-Markierung mittels Oxytetrazyklin, Alizarinkomplexan und Calcein. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 dargestellt.

Tabelle 2: Darstellung der durchschnittlichen prozentualen Verknöcherung von mit allogenem Gewebekleber (FK) und mit allogenem Gewebekleber und Knochenmatrixtransplantaten (FKKMT) abgefüllten Alveolen in den Kontrollgruppen (ohne Wirkstoff) und in den Versuchsgruppen (mit Wirkstoff) nach 14 und 28 Tagen p.op., η = 5.

	FK	FKKMT
Tag 14
Kontrollgruppen	33,3	55,6
Versuchsgruppen	42,7	57,3
Tag 28
Kontrollgruppen	31,0	76,9
Versuchsgruppen	53,5*	90,5*

*) statistisch signifikant im Vergleich zur Kontrollgruppe (p < 0,05)

Aus der Tabelle 2 wird ersichtlich, daß am 28. postoperativen Tag eine deutlich höhere Knochenneubildung in den mit dem Wirkstoff Lys-(Z(NO₂))-Pro behandelten Alveolendefekten zu verzeichnen ist.

Claims (1)

1. Verfahren zur Herstellung von biologisch verbesserten Gewebetransplantaten und Biomaterialimplantaten zur Rekonstruktion von angeborenen oder erworbenen Defekten, dadurch gekennzeichnet, daß an sich bekannte Gewebetransplantate und/oder Biomaterialimplantate mit dem Wirkstoff X-Pro (mit X = Aminosäure, organischer Rest) oder dessen Derivaten in Konzentrationen von 5x10³bis5x10⁵ mol/l und mit einem Gewebekleber versetzt werden.

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Anwendung der Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von neuartigen Gewebetransplantaten und Biomateriahmplantaten mit biologisch verbesserten Eigenschaften zum Einsatz in operativen Disziplinen der Medizin, Veterinärmedizin und Militarmedizin