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Die
Erfindung betrifft ein textiles Implantat mit einem Kern-Mantel-Aufbau,
ein schlauchförmiges medizintechnisches Produkt sowie ein
Herstellungsverfahren für das textile Implantat und das
schlauchförmige, medizintechnische Produkt.
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Eine
der großen Herausforderungen in der modernen Versorgungschirurgie
besteht in der chirurgischen Versorgung von infizierten Wunden sowie
in der Vermeidung von post-operativen Primär- und Sekundärinfektionen.
Hierbei gelten die post-operativ auftretenden Sekundärinfektionen
als besonders problematisch, da sie häufig erst nach mehreren
Wochen oder sogar Monaten auftreten können. Dies stellt
besonders bei nicht resorbierbaren Implantaten ein besonders großes
Problem dar. In vielen Fällen müssen die Implantate
wieder explantiert werden, um die vorhandenen Infektionen erfolgreich
behandeln zu können. Derartige chirurgische Interventionen
verursachen allgemein höhere Kosten im Krankenhauswesen,
führen zu längeren Krankenhausaufenthalten und
stellen eine zusätzliche Belastung für die betroffenen
Patienten dar.
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Deswegen
werden chirurgische Implantate, beispielsweise Nahtmaterialien,
Herniennetze, Gefäßprothesen aber auch Knie- und
Hüftprothesen, in zunehmendem Maße mit geeigneten
antimikrobiellen Substanzen ausgerüstet. Ein Implantat
dieser Art ist beispielsweise in der
DE 10 2004 047 568 A1 beschrieben.
Ein Problem der antimikrobiellen Ausrüstung von Implantaten
besteht allgemein darin, dass es nicht selten zu einer akkumulierten
Freisetzung, d. h. einer kurzfristigen und hochdosierten Abgabe
(„Burst-Effekt”), der antimikrobiellen Substanzen
in das umliegende biologische Gewebe kommt, wodurch entzündliche,
teilweise sogar nekrotische, Gewebeveränderungen verursacht
werden können. Ein weiterer Nachteil betrifft vor allem
textile Implantate, beispielsweise Nahtmaterialien, Gefäßprothesen,
Hernienetze und dergleichen. Dort kann die Anwesenheit von antimikrobiellen
Substanzen, vor allem wenn die Substanzen als Partikel in das Implantat
eingearbeitet sind und eine bestimmte Partikelgröße überschreiten,
eine mechanische Schwächung der Implantate bewirken. Die
Schwächung kann sich dabei vor allem in einer reduzierten
mechanischen Festigkeit, wie zum Beispiel in einer reduzierten linearen
Reißkraft, Knotenreißkraft oder Biegesteifigkeit
und gegebenenfalls in einer gewissen Brüchigkeit der Implantatfäden
manifestieren. Schließlich hat der Zusatz von antimikrobiellen Substanzen
zu Polymermaterialen in vielen Fällen eine schlechtere
Verarbeitbarkeit der Materialien zur Folge, wodurch der Herstellungsprozess
für entsprechende Nahtmaterialien bzw. textile Implantate
aufwendig und teuer wird.
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Mittlerweile
sind auch Faserprodukte bekannt, deren Fasermaterial an sich bereits über
antimikrobielle, insbesondere antibakterielle, Eigen schaften verfügen.
Derartige bioaktive Faserprodukte sind beispielsweise aus der
WO 02/081791 A2 bekannt.
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Die
vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, ein textiles
Implantat mit einer antimikrobiellen Ausrüstung bereitzustellen,
ohne dass die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme auftreten.
Das Implantat soll insbesondere eine für chirurgische Verwendungen
ausreichende mechanische Festigkeit und zugleich eine ausreichende
antimikrobielle Wirksamkeit aufweisen. Zudem soll das Implantat
einfach und insbesondere kostengünstig hergestellt werden
können.
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Des
Weiteren stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, ein
medizintechnisches Produkt bereitzustellen, welches ebenso die aus
dem Stand der Technik bekannten Probleme vermeidet.
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Diese
Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst
durch ein textiles Implantat mit den Merkmalen gemäß unabhängigem
Anspruch 1 sowie durch ein schlauchförmiges, medizintechnisches
Produkt mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 21.
Bevorzugte Ausführungsformen des textilen Implantats sind
dabei Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis
20. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren
zur Herstellung des textilen Implantats gemäß unabhängigem
Anspruch 22. Bevorzugte Ausführungsformen dieses Verfahrens
sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 23 und
24. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren
zur Herstellung des schlauchförmigen, medizintechnischen
Produktes mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs
25. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit
durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Implantat handelt es sich
um ein textiles Implantat, umfassend zumindest einen Faden mit einem
polymeren Fa denkern und eine den polymeren Fadenkern zumindest teilweise umgebende
polymere Ummantelung, wobei der polymere Fadenkern und/oder die
polymere Ummantelung eine Zusammensetzung, umfassend zumindest einen
Siliziumdioxid geträgerten, antimikrobiellen Wirkstoffs, aufweisen.
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Durch
die Erfindung wird ein textiles Implantat mit einem Kern-Mantel-Aufbau
mit einer antimikrobiellen Ausrüstung bzw. antimikrobiellen
Additivierung bereitgestellt. Die antimikrobielle Additivierung
basiert, wie bereits erwähnt, auf einer Zusammensetzung,
umfassend zumindest einen antimikrobiellen Wirkstoff und Siliziumdioxid
als Trägermaterial für den zumindest einen Wirkstoff.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Zusammensetzung
zeichnet sich mit besonderem Vorteil dadurch aus, dass sie bereits
in niedrigen Konzentrationen eine gleichmäßige
und insbesondere lang andauernde Freisetzung des antimikrobiellen
Wirkstoffs ermöglicht. Eine akkumulierte („burst”-artige)
Freisetzung des Wirkstoffs findet nicht statt, wodurch das Risiko
von entzündlichen bis hin zu nekrotischen Gewebeveränderungen
deutlich reduziert werden kann.
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Der
polymere Fadenkern ist in der Regel vollständig, insbesondere
vollflächig, von der polymeren Ummantelung umgeben. Die
Ummantelung selbst kann einen ein-, zwei-, drei- oder mehrschichtigen
Aufbau aufweisen. Vorzugsweise weist die polymere Ummantelung einen
Anteil in dem zumindest einen Faden zwischen 10 und 60 Vol.-%, insbesondere
20 und 50 Vol.-%, auf, bezogen auf das Gesamtvolumen des zumindest
einen Fadens.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform weist entweder nur der polymere
Fadenkern oder nur die polymere Ummantelung die erfindungsgemäß vorgesehene
Zusammensetzung auf. Durch diese räumliche Trennung bzw.
Kompartimentierung in antimikrobiell wirksame und antimikrobiell
nicht wirksame Bereiche lässt sich der Anteil der Zusam mensetzung,
insbesondere des zumindest einen antimkrobiellen Wirkstoffs, in
dem zumindest einen Faden reduzieren, wodurch sich insgesamt Herstellungskosten
für das erfindungsgemäße Implantat einsparen
lassen. Dies ist vor allem mit Hinblick auf hochpreisige Wirkstoffe,
beispielsweise Silber, von besonderem wirtschaftlichen Interesse.
Besonders hervorzuheben ist, dass trotz einer Reduzierung der antimikrobiellen
Additivierung auf den polymeren Fadenkern oder die polymere Ummantelung
ein ausreichender antimikrobieller Schutz gewährleistet
ist.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist nur die
polymere Ummantelung die Zusammensetzung auf, d. h. der polymere
Fadenkern ist frei von der Zusammensetzung. Hierdurch bleibt in
vorteilhafter Weise die mechanische Zugfestigkeit bzw. der mechanische
Widerstand des Fadenkerns erhalten. Dies macht das erfindungsgemäße
Implantat ohne Beeinträchtigungen in der Chirurgie verwendbar.
Bevorzugt befindet sich die Zusammensetzung dabei in der äußersten
Schicht einer ein-, zwei-, drei- oder mehrschichtig aufgebauten
polymeren Ummantelung. Ein weiterer Vorteil der in diesem Abschnitt
beschriebenen Ausführungsform liegt darin, dass der zumindest
eine antimikrobielle Wirkstoff in oberflächennahen Bereichen
des zumindest einen Fadens und damit in Bereichen, die einem besonderen
Risiko für eine bakterielle Besiedelung ausgesetzt sind,
enthalten ist.
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In
einer alternativen Ausführungsform weist nur der polymere
Fadenkern die Zusammensetzung auf, d. h. die polymere Ummantelung
ist frei von der Zusammensetzung. Vorzugsweise ist in diesem Fall
der polymere Fadenkern aus einem nicht resorbierbaren Polymermaterial
und die polymere Ummantelung aus einem resorbierbaren Polymermaterial
gebildet.
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Die
Zusammensetzung weist in dem polymeren Fadenkern oder in der polymeren
Ummantelung vorzugsweise einen Anteil zwischen 50 und 100.000 ppm,
insbesondere 50 und 40.000 ppm, bevorzugt 500 und 40.000 ppm, auf,
bezogen auf das Gesamtgewicht des polymeren Fadenkerns oder der
polymeren Ummantelung. Der Anteil des Siliziumdioxids in dem polymeren
Fadenkern oder in der polymeren Ummantelung kann zwischen 40 und
95.000 ppm, insbesondere 400 und 38.000 ppm, bezogen auf das Gesamtgewicht
des polymeren Fadenkerns oder der polymeren Ummantelung, betragen.
Vorzugsweise weist der antimikrobielle Wirkstoff in dem polymeren
Fadenkern oder in der polymeren Ummantelung einen Anteil zwischen
10 und 5000 ppm, insbesondere 50 und 2000 ppm, bevorzugt 100 und
2000 ppm, insbesondere 100 und 1000 ppm, auf, bezogen auf das Gesamtgewicht
des polymeren Fadenkerns oder der polymeren Ummantelung.
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In
einer weitergehenden Ausführungsform weist die Zusammensetzung
in dem zumindest einen Faden einen Anteil zwischen 5 und 60.000
ppm, insbesondere 50 und 24.000 ppm, vorzugsweise 250 und 10.000 ppm,
insbesondere 500 und 5000 ppm, auf, bezogen auf das Gesamtgewicht
des zumindest einen Fadens. Der Anteil des Siliziumdioxids in dem
zumindest einen Faden beträgt dabei vorzugsweise zwischen
4 und 57.000 ppm, insbesondere 40 und 22.800 ppm, bezogen auf das
Gesamtgewicht des zumindest einen Fadens. Vorzugsweise weist der
antimikrobielle Wirkstoff in dem zumindest einen Faden einen Anteil
zwischen 1 und 3000 ppm, insbesondere 10 und 1200 ppm, vorzugsweise
100 und 1000 ppm, auf, bezogen auf das Gesamtgewicht des zumindest
einen Fadens.
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Erfindungsgemäß ist
es weiterhin bevorzugt, wenn der zumindest eine Faden ausgehend
von seiner Außenoberfläche die Zusammensetzung
bis in eine Tiefe zwischen 5 und 40%, insbesondere 5 und 30%, aufweist,
bezogen auf die Gesamtdicke des zumindest einen Fadens.
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Bei
der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendeten Zusammensetzung
handelt es sich vorzugsweise um ein Pulver, insbesondere um ein
feines und staubiges Pulver. Abhängig von dem antimikrobiellen
Wirkstoff kann die Zusammensetzung eine Färbung oder zumindest
einen Farbstich aufweisen. Beispielsweise kann die Zusammensetzung
durch die Anwesenheit von Silbernanopartikeln leicht gelblich bis
bräunlich gefärbt sein.
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Das
Siliziumdioxid der Zusammensetzung ist vorzugsweise amorph, insbesondere
röntgenamorph. Bevorzugt besitzt das Siliziumdioxid eine
dreidimensionale und insbesondere offene Struktur, insbesondere nach
Art einer Matrix. Die dreidimensionale Struktur ist vorzugsweise
porös, insbesondere offenporös, ausgebildet. Die
dreidimensionale Struktur kann dabei eine interkonnektierende Porosität,
d. h. durch Kanäle miteinander verbundene Poren bzw. Hohlräume,
besitzen. In der Regel liegt der zumindest eine antimikrobielle
Wirkstoff gleichmäßig verteilt im Siliziumdioxid,
insbesondere in Poren, Kanälen und/oder Oberflächen
des Siliziumdioxids, vor. Das Siliziumdioxid kann Partikel mit einem
Durchmesser zwischen 2 und 50 nm, insbesondere 5 und 30 nm, vorzugsweise
10 und 20 nm, aufweisen. Die Siliziumdioxidpartikel können
zudem in Form von Aggregaten bzw. Agglomeraten vorliegen. Die Agglomerate
können dabei zu übergeordneten kettenartigen, insbesondere
perlkettenartigen, Strukturen organisiert sein. Die kettenartigen
Strukturen können wiederum zu einer übergeordneten
Struktur mit Hohlräumen und Verbindungskanälen
zusammengelagert sein. Die Agglomerate selbst können einen
Durchmesser zwischen 50 und 2000 nm, insbesondere 100 und 1000 nm,
aufweisen. Bei den Agglomeraten handelt es sich gewöhnlich
um eher lockere Verbundstrukturen, welche beispielsweise unter mechanischer
Belastung ohne Weiteres wieder auseinander getrieben werden können.
Dadurch lässt sich die Zusammensetzung besonders gut in
ein für den Fadenkern und/oder die Ummantelung vor gesehenes
Polymermaterial einarbeiten. Darüber hinaus kann die Zusammensetzung
auch gemischte Agglomerate auf der Basis von Silizium- und Wirkstoffpartikeln
enthalten.
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Die
Zusammensetzung weist vorzugsweise eine spezifische Oberfläche
zwischen 100 und 400 m2/g auf. Der Anteil
des zumindest einen antimikrobiellen Wirkstoffs in der Zusammensetzung
liegt bevorzugt zwischen 1 und 50 Gew.-%, insbesondere 5 und 50
Gew.-%, besonders bevorzugt 5 und 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht
der Zusammensetzung. Der Anteil des Siliziumdioxids in der Zusammensetzung
liegt vorzugsweise zwischen 80 und 99 Gew.-%, insbesondere 80 und
95 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
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Bei
dem zumindest einen antimikrobiellen Wirkstoff handelt es sich vorzugsweise
um antimikrobiell wirksame Metalle, Metalllegierungen und/oder Metallsalze,
insbesondere Metalloxide. Bevorzugt ist der zumindest eine antimikrobielle
Wirkstoff ein Metall bzw. ein Metallsalz und insbesondere aus der
Gruppe Kupfer, Silber, Gold, Zink, Titan, Kupferoxid, Silberoxid,
Zinkoxid und Titandioxid ausgewählt. Die Verwendung von
Silber und/oder Silberverbindungen, beispielsweise Silbersalzen,
ist besonders bevorzugt.
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Bei
dem zumindest einen antimikrobiellen Wirkstoff kann es sich weiterhin
um ein Gemisch oder eine Kombination von mehreren antimikrobiellen
Wirkstoffen handeln. Neben den bisher beschriebenen Wirkstoffen kommen
beispielsweise auch Polyhexamethylenbiguanid und/oder Chlorhexidin
bzw. deren Derivate in Frage.
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In
einer weiteren Ausführungsform liegt der zumindest eine
antimikrobielle Wirkstoff in Form von Partikeln vor. Dabei kann
der zumindest eine Wirkstoff als Nano- bis Mikropartikel, insbesondere
in Form von Na nopartikeln, vorliegen. Bevorzugt weist der zumindest
eine antimikrobielle Wirkstoff einen Partikeldurchmesser zwischen
5 und 1000 nm, bevorzugt 5 und 600 nm, insbesondere 10 und 300 nm,
vorzugsweise 5 und 20 nm, auf. Handelt es sich bei dem zumindest
einen antimikrobiellen Wirkstoff um Metallpartikel, insbesondere
Metallnanopartikel, so kann die erfindungsgemäß vorgesehene,
antimikrobielle Zusammensetzung nach einem Flammensprüh-Pyrolyseverfahren
herstellbar bzw. hergestellt werden. Hierzu wird in einem ersten
Schritt in der Regel eine Lösung aus einem Metallsalz und
einer vorzugsweise leicht flüchtigen Siliziumverbindung
in einem organischen Lösungsmittel hergestellt. Als geeignete
Siliziumverbindungen kommen vor allem organische Silane, beispielsweise
Tetraethoxyorthosilan und/oder Hexamethyldisiloxan, in Betracht.
Geeignete Lösungsmittel stellen Alkohole, insbesondere
Methanol, Ethanol, n-Propanol, n-Butanol, Iso-Propanol, Ethandiol, Propandiol
sowie Mischungen davon, dar. Die Lösung wird dann in einem
zweiten Schritt in eine Flamme mit einer Temperatur von ca. 1500°C
versprüht. Die Flamme wird gewöhnlich mit Hilfe
eines Gasgemisches, beispielsweise aus Methan und Sauerstoff, gezündet.
Danach erhält sich die Flamme durch Verbrennung der Lösung
in der Regel selbst.
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Bezüglich
weiterer Merkmale und Einzelheiten zu der bisher beschriebenen Zusammensetzung
sowie zu dem im vorherigen Abschnitt beschriebenen Flammensprüh-Pyrolyseverfahren
wird auf die
WO 2006/084411
A1 und die
WO
2006/084390 A1 Bezug genommen, deren jeweiliger Offenbarungsgehalt
durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung
gemacht wird.
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Das
erfindungsgemäße Implantat bietet mit besonderem
Vorteil einen antimikrobiellen Langzeitschutz. Bevorzugt bietet
das Implantat einen antimkrobiellen Schutz über einen Zeitraum
von mehreren Monaten bis hin zu mehreren Jahren. Im Falle eines
Dauerimplantats kann sich der antimikrobielle Schutz über
einen Zeitraum von 10 bis 15 Jahren erstrecken.
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Der
zumindest eine Faden weist in einer weiteren Ausführungsform
einen Titer (längenbezogene Masse) zwischen 1 und 3500
dtex, insbesondere 20 und 1000 dtex, vorzugsweise 150 und 250 dtex,
auf. Als Fadenstärken, insbesondere wenn der zumindest
eine Faden als chirurgisches Nahtmaterial ausgebildet ist, kommen
die üblicherweise verwendeten Fadenstärken in
Betracht, insbesondere USP-8/0, USP-7/0, USP-6/0, USP-5/0, USP-4/0,
USP-3/0, USP-2/0, USP-0, USP-1, USP-2, USP-3, USP-4, USP-5 und/oder
USP-6, bevorzugt USP-8/0, USP-7/0, USP-6/0, USP-5/0, USP-4/0, USP-3/0,
USP-2/0, USP-0, USP-1 und/oder USP-2.
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Der
zumindest eine Faden weist vorzugsweise eine lineare Zugfestigkeit
zwischen 10 und 100 cN/tex, insbesondere 40 und 80 cN/tex, auf.
Handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Implantat
um ein chirurgisches Nahtmaterial, so weist der zumindest eine Faden
bevorzugt eine lineare Zugfestigkeit zwischen 20 und 60 cN/tex auf.
Handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Implantat
dagegen um ein textiles Netz, so können Netzfäden
eine lineare Zugfestigkeit zwischen 30 und 100 cN/tex, insbesondere
40 und 80 cN/tex, aufweisen. Unter dem Begriff lineare Zugfestigkeit
soll erfindungsgemäß die Kraft verstanden werden,
die anhand von Zugversuchen unter Aufzeichnung von Kraft und Strecke
gemessen wird. Der zumindest eine Faden kann weiterhin einen Durchmesser
zwischen 0,005 und 1 mm, insbesondere 0,05 und 0,5 mm, aufweisen.
Der Durchmesser des Fadenkerns kann erfindungsgemäß zwischen
40 und 95% des Gesamtdurchmessers, d. h. des Durchmessers des zumindest
einen Fadens, liegen. Vorzugsweise liegt der Durchmesser des polymeren
Fadenkerns zwischen 8 und 750 μm, insbesondere 12 und 600 μm.
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Bei
dem zumindest einen Faden handelt es sich bevorzugt um ein Monofilament.
Allerdings kann der zumindest eine Faden auch als Multifilament,
insbesondere Multifilamentgarn, vorliegen, wobei in diesem Fall Einzelfäden,
vorzugsweise sämtliche Einzelfäden, des Multifilaments
den erfindungsgemäßen Kern-Mantel-Aufbau aufweisen.
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Der
polymere Fadenkern und/oder die polymere Ummantelung können
grundsätzlich aus einem resorbierbaren oder nicht resorbierbaren
Polymermaterial gebildet sein. Das Polymermaterial kann zudem als
Homo-, Co-, Tri- oder Tetrapolymer usw. vorliegen. Das Material
kann insbesondere als Blockco- oder Blockterpolymer vorliegen.
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Als
nicht resorbierbare Polymermaterialien kommen vor allem Polyolefine,
Polyester, Fluorpolymere, Polyamide, Polyurethane und/oder Copolymere
davon in Betracht. Bevorzugt ist das nicht resorbierbare Polymermaterial
aus zumindest einem Material aus der Gruppe Polyethylen, Polypropylen,
Polytetrafluorethylen, Polyethylenterephthalat, Polytetrafluorethylen,
Polyvinylidendifluorid und Copolymere aus Vinylidendifluorid und
Hexafluorpropylen ausgewählt. Im Falle des Polytetrafluorethylens
handelt es sich vorzugsweise um expandiertes Polytetrafluorethylen.
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Als
geeignete resorbierbare Polymermaterialien kommen vor allem Polymere,
insbesondere Co- oder Terpolymere, auf der Basis von Hydroxycarbonsäureeinheiten
in Betracht. Bevorzugt ist das resorbierbare Polymermaterial zumindest
ein Polymer aus der Gruppe Polylactid, Polyglykolid, Poly-Trimethylencarbonat,
Poly-ε-Caprolacton, Poly-paradioxanon, Poly-Hydroxybuttersäure
und Copolymere davon.
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In
einer weitergehenden Ausführungsform sind der polymere
Fadenkern und die polymere Ummantelung aus dem gleichen Polymermaterial
gebildet.
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In
einer alternativen Ausführungsform sind der polymere Fadenkern
und die polymere Ummantelung aus verschiedenen Polymermaterialien
gebildet. Insbesondere kann der polymere Fadenkern aus einem nicht resorbierbaren
Polymermaterial und die polymere Ummantelung aus einem resorbierbaren
Polymermaterial gebildet sein. Wie bereits zuvor erwähnt,
ist es in diesem Fall besonders bevorzugt, wenn nur der polymere Fadenkern
die Zusammensetzung aufweist. In einer weitergehenden Ausführungsform
ist der polymere Fadenkern aus einem nicht resorbierbaren Polymermaterial
und die polymere Ummantelung aus einem resorbierbaren Polymermaterial
gebildet, wobei der polymere Fadenkern zumindest einen antimikrobiellen
Wirkstoff mit Langzeitwirkung, beispielsweise Silber, und die polymere
Ummantelung zumindest einen antimikrobiellen Wirkstoff mit Kurzzeitwirkung,
beispielsweise Polyhexamethylenbiguanid und/oder Chlorhexidin, insbesondere in
Form einer oberflächlichen Beschichtung, aufweist.
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Der
zumindest eine Faden weist in weiteren Ausführungsformen
neben der erfindungsgemäß vorgesehenen Zusammensetzung
zusätzliche Additive auf. Bei diesen Additiven kann es
sich beispielsweise um Binde- oder Haftmittel, Wachstumsfaktoren,
schmerzstillende Verbindungen, entzündungshemmende Substanzen
und/oder Röntgenkontrastmittel, insbesondere Bariumsulfat,
handeln.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem
zumindest einen Faden um mehrere Fäden, insbesondere um
eine Vielzahl von Fäden, vorzugsweise in Form eines Multifilaments.
Diese Fäden liegen in der Regel in textil verarbeiteter
Form vor. Bevorzugt handelt es sich bei dem Implantat um ein flächiges
Textilgebilde, vorzugsweise um ein Gewebe, Gewirk, Gestrick, Geflecht,
Gelege oder Vlies.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es
sich bei dem Implantat um ein textiles Netz, vorzugsweise gewirktes,
textiles Netz. Das Netz kann dabei Öffnungen mit einer
lichten Öffnungsweite zwischen 0,05 und 8 mm, insbesondere
0,1 und 6 mm, aufweisen. Bevorzugt weist das Netz ein Flächengewicht
zwischen 25 und 100 g/cm2, insbesondere
30 und 80 g/cm2, auf. In einer weitergehenden
Ausführungsform dehnt sich das textile Netz bei einer maximalen
Zugkraft Fmax von 10 bis 100 N/cm quer zur
Wirkrichtung des Netzes um 90 bis 230% und bei einer maximalen Zugbelastung
Fmax von 10 bis 100 N/cm längs
zur Wirkrichtung des Netzes um 50 bis 250%.
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Bei
dem Implantat handelt es sich vorzugsweise um ein Netz aus der Gruppe
Herniennetz, Hernienplug, Prolapsnetz und Harninkontinenznetz. Erfindungsgemäß kann
es sich bei dem textilen Implantat aber auch um eine Endoprothese,
insbesondere Stent oder Gefäßprothese, oder um
ein textiles Band handeln.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei
dem Implantat um ein chirurgisches Nahtmaterial.
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Des
Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung auch einen schlauchförmiges,
medizintechnisches Produkt mit einem zumindest zweischichtigen Aufbau,
umfassend eine ein schlauchförmiges Lumen umgebende innere
Schicht und eine die innere Schicht umgebende äußere
Schicht, wobei die innere und/oder die äußere
Schicht eine Zusammensetzung, umfassend zumindest einen Siliziumdioxid
geträgerten, antimikrobiellen Wirkstoff, aufweisen. Vorzugsweise
weist nur die innere Schicht oder nur die äußere
Schicht die Zusammensetzung auf. Durch diese Kompartimentierung
der Zusammensetzung, insbesondere des zumindest einen Siliziumdioxid
geträgerten, antimikrobiellen Wirkstoffs, lassen sich die
zuvor im Zusammenhang des textilen Implantats erwähnten
Vorteile auch in Bezug auf das in diesem Abschnitt beschriebene
schlauchförmige Produkt verwirklichen.
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In
einer weitergehenden Ausführungsform weist das schlauchförmige,
medizintechnische Produkt einen dreischichtigen Aufbau auf. Bevorzugt
weist das Produkt zwischen der inneren und der äußeren
Schicht eine Zwischenschicht auf. In dieser Ausführungsform
weist das Produkt somit eine ein schlauchförmiges Lumen
umgebende innere Schicht, eine die innere Schicht umgebende Zwischenschicht
und eine die Zwischenschicht umgebende äußere
Schicht auf. Vorzugsweise weist nur die innere und die äußere
Schicht die erfindungsgemäß vorgesehene Zusammensetzung
auf. Dadurch sind nur die zugänglichen Oberflächen
(der inneren und äußeren Schicht) antimikrobiell
ausgerüstet. Die Zwischenschicht ist dagegen bevorzugt
frei von der Zusammensetzung, wodurch vor allem die mechanischen
Eigenschaften der Zwischenschicht erhalten bleiben.
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Bei
dem medizintechnischen Produkt handelt es sich vorzugsweise um ein
schlauchförmiges Extrusionsprodukt. Beispielsweise kann
das Produkt als Katheter, insbesondere Blasen-, Dialyse-, Herz-,
Nephrostomie-, Peridural-, Port-, Tuben-, Ureter- oder Venenkatheter,
ausgebildet sein. Erfindungsgemäß kann es ebenso
möglich sein, dass es sich bei dem medizintechnischen Produkt
um einen Trokar, Drainage- oder Spülschlauch handelt. Bezüglich
weiterer Merkmale und Einzelheiten, insbesondere in Bezug auf die
Zusammensetzung, wird auf die bisherige Beschreibung Bezug genommen.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft weiterhin auch ein Verfahren zur
Herstellung des textilen Implantats, wobei ein geschmolzenes Fadenkernpolymer
und ein geschmolzenes Ummantelungspolymer unter Ausbildung von ummantelten
Fäden, d. h. Fäden mit einem Kern-Mantel-Aufbau,
coextrudiert werden und die ummantelten Fäden anschließend
zu einem textilen Implantat verarbeitet werden, wobei die Zusammensetzung in
das Fadenkern- und/oder das Ummantelungspolymer, bevorzugt nur in
das Fadenkernpolymer oder nur in das Ummantelungspolymer, besonders
bevorzugt nur in das Ummantelungspolymer, eingearbeitet bzw. eingebaut
wird.
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In
der Regel wird das Ummantelungspolymer durch das Coextrudieren an
den Außenumfang des Fadenkernpolymers herangeführt,
solange das Fadenkernpolymer noch weich ist.
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Gemäß einer
geeigneten Ausführungsform wird die Zusammensetzung vor
der Coextrusion in das Fadenkernpolymer und/oder das Ummantelungspolymer
eingearbeitet. Vorzugsweise wird das Fadenkernpolymer und/oder das
Ummantelungspolymer mit der Zusammensetzung compoundiert. Zur Compoundierung wird
bevorzugt ein sogenannter Masterbatch verwendet. Hierbei handelt
es sich um ein Konzentrat der erfindungsgemäß vorgesehenen
Zusammensetzung in dem Fadenkernpolymer und/oder Ummantelungspolymer. Zur
Herstellung des Masterbatches wird die Zusammensetzung gewöhnlich
mit dem Fadenkern- oder Ummantelungspolymer gemischt, aufgeschmolzen
und anschließend extrudiert. Die endgültige Formgebung
des Masterbatches kann durch Granulieren des extrudierten Materials
erfolgen. So kann das extrudierte Material beispielsweise durch
Stranggranulieren oder Unterwassergranulieren zu Granulaten oder
Pellets weiterverarbeitet werden. Der Masterbatch kann anschließend
erneut geschmolzen und zusammen mit einer Schmelze des Fadenkernpolymers
und/oder einer Schmelze des Ummantelungspolymers für die
Coextrusion zum erfindungsgemäßen Faden verwendet
werden.
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Die
für die Coextrusion verwendeten Schmelzen können
einen Anteil an der Zusammensetzung zwischen 50 und 100.000 ppm,
insbesondere 50 und 40.000 ppm, aufweisen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmelzen.
Der Anteil des antimikrobiellen Wirkstoffs in den Schmelzen kann
zwischen 10 und 5000 ppm, insbesondere 100 und 2000 ppm, liegen,
bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmelzen. Bei den in diesem Abschnitt
erwähnten Schmelzen handelt es sich beorzugt um die Schmelze
des Ummantelungspolymers.
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Grundsätzlich
ist es auch möglich, die Zusammensetzung bereits während
der Synthese des Fadenkern- und/oder des Ummantelungspolymers in
das sich bildende Polymer einzuarbeiten.
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Für
die Verarbeitung der nach Coextrusion erhaltenen Fäden
mit einem Kern-Mantel-Aufbau zu einem textilen Implantat kommen
grundsätzlich alle geeigneten Textiltechniken in Betracht.
Diese sind dem Fachmann hinreichend bekannt, so dass auf eine ausführliche
Beschreibung an dieser Stelle verzichtet wird.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft schließlich auch ein Herstellungsverfahren
für das schlauchförmige, medizintechnische Produkt,
wobei zumindest zwei Polymerschmelzen unter Ausbildung eines zumindest
zweischichtigen, schlauchförmigen, medizintechnischen Produktes
mit einer ein schlauchförmiges Lumen umgebenden inneren
Schicht und einer die innere Schicht umgebenden äußeren
Schicht coextrudiert werden und zumindest in eine der Polymerschmelzen,
vorzugsweise nur in eine der Polymerschmelzen, eine Zusammensetzung,
umfassend zumindest einen Siliziumdioxid geträgerten, antimikrobiellen
Wirkstoff, eingearbeitet wird. Zur Herstellung eines dreischichtig
aufgebauten Produktes wird in der Regel mit drei Polymerschmelzen
gearbeitet. In diesem Fall ist es bevorzugt, wenn in zwei der Polymerschmelzen,
vorzugsweise in die Polymerschmelzen für die innere Schicht
und für die äußere Schicht, die erfindungsgemäß vorgesehene
Zusammensetzung eingearbeitet wird. Bezüglich weiterer
Merkmale und Einzelheiten wird so weit wie möglich auf
die bisherige Beschreibung Bezug genommen.
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Weitere
Merkmale der Erfindung ergeben sich durch die nachfolgende Beschreibung
von bevorzugten Ausführungsformen anhand von Beispielen
in Verbindung mit den Merkmalen der Unteransprüche. Hierbei können
die einzelnen Merkmale der Erfindung allein oder in Kombination
miteinander verwirklicht sein. Die beschriebenen Ausführungsformen
dienen zur Erläuterung und zum besseren Verständnis
der Erfindung und sind in keiner Weise einschränkend zu
verstehen.
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Beispiel 1:
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Herstellung eines Masterbatches aus Silber,
Siliziumdioxid und Polypropylen
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In
einen Doppelschneckenextruder wurden ca. 10 kg Medical-Grade-Polypropylen
vorgelegt. Das Polypropylen wurde bei einer Temperatur von ca. 180°C
aufgeschmolzen. Anschließend wurden ca. 300 g einer Zusammensetzung
aus amorphem Siliziumdioxid und Silbernanopartikeln dem aufgeschmolzenen
Polypropylen beigemischt, so dass die Mischung einen Anteil an der
Zusammensetzung von ca. 3 Gew.-% aufwies. Danach wurde die geschmolzene
Mischung extrudiert. Dieses Material wurde nach der Abkühlung
granuliert und als Masterbatch mit einem Silberanteil von ca. 5000
ppm verwendet.
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Beispiel 2:
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Herstellung von antimikrobiell wirksamen
Polyethyleninterephtalatfasern mit einem Kern-Mantel-Aufbau
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Durch
Coextrusion wurden Polyethylenterephthalatfasern mit einem Kern-Mantel-Aufbau
hergestellt, welche im Mantel eine antimikrobielle Zusammensetzung,
umfassend Siliziumdioxid als Trägermaterial und Silber
als antimikrobiellen Wirkstoff, aufwiesen. Anschließend
wurden die Fasern antimikrobiologischen Tests entsprechend den Anforderungen
des japanischen Industriestandards über die antibakterielle
Aktivität und Wirksamkeit auf Textilprodukten unterzogen
(
JIS L 1902). Hierzu wurden 0,4 g einer Faserprobe
zu dichten Bündeln (3-fach) gewickelt. Die Bündel
wurden mit 70 prozentigem Ethanol sterilisiert und danach getrocknet. Anschließend
wurde jedes Filamentbündel mit 50 μl einer Bakterienkultur,
enthaltend ca. 3·10
5 kolonieformende
Einheiten pro cm
3 von Klebsiella Pneumoniae
(DSM 789), geimpft und bei 37°C für 18 Stunden
inkubiert. Danach wurden von jedem Filamentbündel die noch
lebenden Bakterien heruntergespült, bebrütet und
ausgezählt. Die hierbei ermittelten Ergebnisse sind in
untenstehender Tabelle 1 aufgeführt.
# | Typ | Kern | Mantel | Ag
Ag | Durchschnittswert für
die koloniebildenden Einheiten pro cm3 | Reduktion
in [%] |
1 | Monofilament
Kontrolle (0 h) | - | - | 0 | 3.3 × 105 | - |
1 | Monofilament
(Kontrolle) | - | - | 0 | 3.8 × 105 | - |
2 | Monofilament | Ag | Ag | 100 | 1.1 × 105 | 72.35% |
3 | Monofilament | Ag | Ag | 500 | 1.5 × 103 | 99.60% |
4 | Silber
im Mantel | - | Ag | 500 | 9.9 × 101 | 99.97% |
5 | Silber
im Kern | Ag | - | 500 | 2.9 × 105 | 25.57% |
Tabelle
1
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004047568
A1 [0003]
- - WO 02/081791 A2 [0004]
- - WO 2006/084411 A1 [0023]
- - WO 2006/084390 A1 [0023]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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