DE102011016739A1 - Coating system, useful to produce a medical product, preferably to seal tissue defects of the skin and in the mouth/nose areas, comprises poly(vinyl butyral-co-vinyl-alcohol-co-vinylacetate) and poly(1-vinylpyrrolidone-co-vinylacetate) - Google Patents
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- C09D131/04—Homopolymers or copolymers of vinyl acetate
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft die Entwicklung von Beschichtungsmaterialien und deren Anwendung zur flexiblen Beschichtung von formveränderlichen Körpern, insbesondere von Osmoseexpandern für die Gewebeexpansion sowie der Beschichtung von medizinischen Hilfsmitteln aus Glas, Keramik, Metall, Kunststoffe und Textilien.The present invention relates to the development of coating materials and their use for the flexible coating of shape-changing bodies, in particular osmosis expanders for tissue expansion and the coating of medical aids made of glass, ceramic, metal, plastics and textiles.
Gewebe-Expander gehören zu den unverzichtbaren Hilfsmitteln in der Plastischen Chirurgie, im Bereich der Narben- und Muttermalchirurgie sowie speziellen Anwendungen z. B. der Behandlung des kongenialen klinischen Anophthalmus. Dabei werden zwei Haupttypen an Gewebe-Expandern unterschieden. Das sind Ballonexpander und hydrogel-basierte Expander. Zurzeit werden noch im Wesentlichen die herkömmlichen Ballonexpander (Silikonballons) eingesetzt. Diese bestehen aus einer Silikonhülle, die nach Implantation und anfänglicher Wundheilung durch Auffüllen mit physiologischer Kochsalzlösung mittels einer Kanüle über ein unter der Hautliegendes expanderfernes Ventil befüllt werden. Damit verbunden sind einerseits Schmerzen für den Patienten beim Auffüllen und der daraus resultierenden starken Dehnung in kurzer Zeit. Andererseits besteht ein erheblicher zeitlicher und personeller Aufwand durch eine notwendige mehrmalige Befüllung in einer medizinischen Einrichtung. Außerdem sind die Formen für diese Expander limitiert und besonders für kleinere Dimensionen nicht einsetzbar. Auch für Indikationen wie z. B. in der Ophthalmologie und der Zahnheilkunde sind diese Ballons nicht zu verwenden.Tissue expanders are among the indispensable aids in plastic surgery, in the field of scar and neoplastic surgery and special applications such. B. the treatment of congenital clinical anophthalmos. There are two main types of tissue expanders. These are balloon expanders and hydrogel-based expander. At present, essentially the conventional balloon expanders (silicone balloons) are still used. These consist of a silicone sheath, which are filled after implantation and initial wound healing by filling with saline solution by means of a cannula via a remote from the skin expanderfernes valve. On the one hand, this involves pain for the patient during filling and the resulting strong stretching in a short time. On the other hand, there is a considerable expenditure of time and personnel due to a necessary repeated filling in a medical facility. In addition, the shapes are limited for these expander and especially for smaller dimensions can not be used. Also for indications such. As in ophthalmology and dentistry, these balloons are not used.
Einziger Anbieter von Gewebe-Expandern auf Basis von Hydrogelen ist die osmed gmbh, Ilmenau (
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, flexible und dehnbare Beschichtungsmaterialien bereitzustellen, welche sich der Form der Gewebe-Expander anpassen und eine verzögerte Quellung der Gewebe-Expander bei hohen Quellwerten ermöglichen, wodurch Expander in kleinen Abmessungen zugänglich sind. Das Beschichtungsmaterial soll bioverträglich sein und bei längerer Implantation keine toxischen Abbauprodukte bilden.It is therefore an object of the present invention to provide flexible and stretchable coating materials which conform to the shape of the tissue expander and allow for delayed swelling of the tissue expanders at high swelling levels, thereby making it possible to access expander in small dimensions. The coating material should be biocompatible and form no toxic degradation products during prolonged implantation.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch Verwendung eines Zwei-Komponenten Polymersystems auf Basis von Polyvinylacetat-Copolymeren gelöst.According to the invention, the object is achieved by using a two-component polymer system based on polyvinyl acetate copolymers.
Das erfindungsgemäße Beschichtungssystem beruht dabei auf einem Zweikomponentensystem aus Poly-(vinylbutyral-co-vinylalkohol-co-vinylacetat) (PVVV) und Poly-(1-vinylpyrrolidon-co-vinylacetat) (PVPVA) in verschiedenen Abmischungen.The coating system of the invention is based on a two-component system of poly (vinyl butyral-co-vinyl alcohol-co-vinyl acetate) (PVVV) and poly (1-vinylpyrrolidone-co-vinyl acetate) (PVPVA) in various blends.
Durch die neuartige Beschichtung besteht die Möglichkeit das Quellverhalten der Gewebe-Expander genau einzustellen und die Quellgeschwindigkeit dadurch zu verzögern. Mit dieser Verzögerung wird erreicht, dass vor dem Einsetzen des Quellvorgangs die Wunde so weit abheilt, dass ein Auftreten von Nahtdehiszenzen vermieden werden kann.Due to the novel coating, it is possible to precisely adjust the swelling behavior of the tissue expander and thereby delay the swelling rate. This delay ensures that before the onset of the swelling process, the wound heals to such an extent that the occurrence of seam dehiscences can be avoided.
Die erfindungsgemäße Beschichtung wird vorzugsweise genutzt, um Osmoseexpander mit Quellfaktoren im Bereich von 2–40 zu beschichten, wobei die bisher für die Quellgeschwindigkeitsreduzierung verwendete voluminöse Silikonhülle mit begrenzter Dehnbarkeit ersetzt wird.The coating of the present invention is preferably used to coat osmotic expanders with swelling factors in the range of 2-40, replacing the bulky silicone sheath of limited extensibility previously used for swelling rate reduction.
Das erfindungsgemäße Beschichtungssystem kann des Weiteren vorteilhaft beim Abdichten von Wunden und Gewebedefekten im Mund-/Nasenbereich und/oder von Hautdefekten angewendet werden.The coating system according to the invention can furthermore advantageously be used for sealing wounds and tissue defects in the oral / Nose area and / or skin defects.
Ferner lassen sich weitere Materialien wie Glas, Metall, Keramik, Kunststoffe sowie Textilien mit einer sehr geringen Schichtdicke umhüllen.Furthermore, other materials such as glass, metal, ceramics, plastics and textiles can be coated with a very small layer thickness.
Folgende Vorteile konnten mit dem erfindungsgemäßen Beschichtungssystem erreicht werden:
- • Durch Verkleinerung der Ausgangsexpander sind kleinere Schnitte möglich und damit auch eine geringere Narbenbildung verbunden
- • Durch die verzögerte Quellung kommt es erst zu Dehnungen, wenn das Gewebe im Nahtbereich schon weitestgehend verheilt ist, somit ist keine Belastung der Naht zu erwarten (die derzeitig verwendeten Expander quellen sofort nach dem Einbringen)
- • Quellung beginnt erst nach 7–12 Tagen und dann relativ langsam, somit schonende Expansion mit hohen Dehnungen möglich
- • effektive Gewebedehnung mit gesteuerter Expansion, hoher Dehnung und ohne weitere Behandlung oder Nachoperation der Patienten
- • Verwendung silikonfreier Materialien
- • Vielzahl an Formvariationen mit Beschichtung statt Hülle, kleine und asymmetrische Implantate möglich
- • Smaller cuts are possible by reducing the size of the output expanders, which also reduces scarring
- • Due to the delayed swelling, expansion only occurs when the tissue in the suture area has healed as far as possible, so no strain on the suture is to be expected (the currently used expanders swell immediately after insertion)
- • Swelling begins only after 7-12 days and then relatively slowly, thus gentle expansion with high strains possible
- • Effective tissue dilation with controlled expansion, high elongation and no further treatment or reoperation of patients
- • Use of silicone-free materials
- • Variety of shape variations with coating instead of shell, small and asymmetrical implants possible
Das Beschichtungssystem besteht aus zwei Komponenten:
Komponente 1: Poly-(vinylbutyral-co-vinylalkohol-co-vinylacetat), Mw = 10.000–120.000 g/mol, Tg = 72–78°C
Komponente 2: Poly-(1-vinylpyrrolidon-co-vinylacetat), Mw = 3500–70.000 g/mol, Tg = 64°CThe coating system consists of two components:
Component 1: poly (vinyl butyral-co-vinyl alcohol-co-vinyl acetate), M w = 10,000-120,000 g / mol, Tg = 72-78 ° C
Component 2: Poly (1-vinylpyrrolidone-co-vinyl acetate), M w = 3500 to 70,000 g / mol, Tg = 64 ° C
Ferner wird die Herstellung des erfindungsgemäßen Beschichtungssystems in organischen Lösungsmitteln durchgeführt. Als Lösungsmittel eignen sich Essigsäureethylester, Chloroform, besonders jedoch Methanol und/oder Aceton, vorzugsweise aber Ethanol.Furthermore, the production of the coating system according to the invention is carried out in organic solvents. Suitable solvents are ethyl acetate, chloroform, but especially methanol and / or acetone, but preferably ethanol.
Die Gewichtsverhältnisse im erfindungsgemäßen Beschichtungssystem liegen im Bereich von 99:1 bis 1:99, insbesondere von 80:20 bis 20:80, besonders bevorzugt 75:25, 70:30 sowie 65:35.The weight ratios in the coating system according to the invention are in the range from 99: 1 to 1:99, in particular from 80:20 to 20:80, particularly preferably 75:25, 70:30 and 65:35.
Ferner kann Komponente 1 für sich allein als Beschichtungsmaterial verwendet werden.Further, component 1 can be used alone as a coating material.
Ferner liegen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Komponenten 1) und 2) getrennt voneinander vor.Furthermore, in the method according to the invention, components 1) and 2) are present separately from one another.
Ferner kann jedoch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine vorherige Vermischung der Komponenten 1 und 2 erfolgen.Furthermore, however, in the method according to the invention, a prior mixing of components 1 and 2 can take place.
Ferner können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Komponenten 1) und 2) in organischen Lösungsmitteln, vorzugsweise in Ethanol gelöst sein. Ferner liegen die Bestandteile des Zweikomponentensystems schon in einem verwendungsfähigen Mengenverhältnis vor.Furthermore, in the method according to the invention, components 1) and 2) can be dissolved in organic solvents, preferably in ethanol. Furthermore, the components of the two-component system are already present in a usable ratio.
Ferner können im erfindungsgemäßen Beschichtungs-Verfahren symmetrische und asymmetrische Gewebe-Expander beschichtet werden.Furthermore, in the coating process according to the invention, symmetrical and asymmetric tissue expanders can be coated.
Ferner werden die Gewebe-Expander durch wechselseitige oder Volltauchung beschichtet,
vorzugsweise durch wechselseitige überlappende Tauchung, wobei die Überlappung 2–80% vorzugsweise 5–30% beträgt.Furthermore, the tissue expanders are coated by mutual or full immersion,
preferably by mutual overlapping dipping, the overlap being 2-80%, preferably 5-30%.
Ferner wird die Tauchung 1–20 mal, insbesondere 5 mal wechselseitig durchgeführt. Ferner werden beim erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren Halterformen aus Silikon für kleine Gewebeexpander (G: 0,1–1 g, ⌀: 3–10 mm) mit einer Probenzahl von 10 verwendet.Furthermore, the dive is carried out 1-20 times, in particular 5 times alternately. Furthermore, in the coating method according to the invention, silicone holder forms for small tissue expanders (G: 0.1-1 g, ⌀: 3-10 mm) with a number of samples of 10 are used.
Ferner werden im erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren Halter aus Metall/Teflon für große Gewebe-Expander (G: 4–40 g, ⌀: 15–40 mm) mit einer Probenanzahl von 5 verwendet.Furthermore, metal / Teflon holders for large tissue expander (G: 4-40 g, ⌀: 15-40 mm) with a number of samples of 5 are used in the coating method according to the invention.
Ferner erfolgt beim erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren eine Trocknungszeitintervall zwischen den einzelnen Tauchungen von 10–90 min, vorzugsweise 20–30 min.Furthermore, in the coating method according to the invention, a drying time interval between the individual dips of 10-90 min, preferably 20-30 min.
Ferner stellt das erfindungsgemäße Beschichtungssystem eine wirksame und flexible Beschichtung dar, welche in Kombination mit einem hydrogel-basiertem Osmoseexpander als Medizinprodukt geeignet ist.Furthermore, the coating system of the invention is an effective and flexible coating, which is suitable in combination with a hydrogel-based osmotic expander as a medical device.
Ferner ist das erfindungsgemäße Beschichtungssystem, dadurch gekennzeichnet, dass das Medizinprodukt ein Produkt zur Beschichtung von veränderlichen (nichtstatischen) Formkörpern (Quellung, Ausdehnung) ist.Furthermore, the coating system according to the invention, characterized in that the medical device is a product for coating of variable (non-static) moldings (swelling, expansion).
Ferner ist das erfindungsgemäße Beschichtungssystem, dadurch gekennzeichnet, dass das Medizinprodukt geeignet ist für die Beschichtung von unterschiedlichen Materialien wie Glas, Metall, Kunststoffe sowie Textilien.Furthermore, the coating system according to the invention, characterized in that the medical device is suitable for the coating of different materials such as glass, metal, plastics and textiles.
Ferner ist das erfindungsgemäße Beschichtungssystem, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmaterial als Medizinprodukt geeignet ist zur Abdichtung von Gewebedefekten im Mund-/Nasenbereich.Furthermore, the coating system according to the invention, characterized in that the Coating material as a medical device is suitable for sealing tissue defects in the mouth / nose area.
Ferner ist das erfindungsgemäße Beschichtungssystem, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmaterial als Medizinprodukt geeignet ist zur Abdichtung von Hautwunden.Furthermore, the coating system according to the invention, characterized in that the coating material is suitable as a medical device for sealing skin wounds.
Die Erfindung wird nachfolgend an Beispielen erläutert, ohne auf diese Beispiele beschränkt zu sein.The invention will be explained below by way of examples, without being limited to these examples.
Beispiel 1: Herstellung der Tauchlösung (80:20) mit vorheriger VermischungExample 1: Preparation of the dipping solution (80:20) with prior mixing
800 mg Poly-(vinylbutyral-co-vinylalkohol-co-vinylacetat) und 200 mg Poly-(1-vinylpyrrolidon-co-vinylacetat) werden mit 18 ml Ethanol unter Rühren über Nacht gelöst.800 mg of poly (vinyl butyral-co-vinyl alcohol-co-vinyl acetate) and 200 mg of poly (1-vinylpyrrolidone-co-vinyl acetate) are dissolved with 18 ml of ethanol with stirring overnight.
Zur Entfernung von festen Partikeln wird diese Lösung durch einen 0,45 μm Spritzenfilter filtriert. Die Tauchlösung wird in das entsprechende Tauchgefäß mit Rührer überführt.To remove solid particles, this solution is filtered through a 0.45 μm syringe filter. The dipping solution is transferred to the appropriate immersion vessel with stirrer.
Beispiel 2: Herstellung der Tauchlösung (70:30) ohne vorheriger VermischungExample 2: Preparation of the dipping solution (70:30) without prior mixing
700 mg Poly-(vinylbutyral-co-vinylalkohol-co-vinylacetat) und 300 mg Poly-(1-vinylpyrrolidon-co-vinylacetat) werden separat in jeweils 9 ml Ethanol unter Rühren über Nacht gelöst. Beide Lösungen werden jeweils durch einen 0,45 μm Spritzenfilter filtriert und erst kurz vor der eigentlichen Tauchbeschichtung miteinander innig vermischt.700 mg of poly (vinyl butyral-co-vinyl alcohol-co-vinyl acetate) and 300 mg of poly (1-vinylpyrrolidone-co-vinyl acetate) are separately dissolved in 9 ml of ethanol with stirring overnight. Both solutions are each filtered through a 0.45 micron syringe filter and intimately mixed with each other just before the actual dip coating.
Beispiel 3: BeschichtungsvorgangExample 3: Coating Process
Die Expanderprobekörper werden in den Probehalter eingespannt:
- • Silikonhalterung: für kleine Gewebeexpander (G: 0,1–1 g, ⌀: 3–10 mm) mit einer Probenzahl von 10
- • Halter aus Metall/Teflon: für große Gewebe-Expander (G: 4–40 g, ⌀: 15–40 mm) mit einer Probenanzahl von 5
- • Silicone holder: for small tissue expanders (G: 0.1-1 g, ⌀: 3-10 mm) with a sample number of 10
- • Metal / Teflon holder: for large tissue expander (G: 4-40 g, ⌀: 15-40 mm) with a sample number of 5
Die Probehalter werden in den Textur Analyzer eingeschraubt und zur Tauchung vorbereitet.The sample holders are screwed into the texture analyzer and prepared for dipping.
Die Proben werden nun langsam mit einer Geschwindigkeit von 10 mm/min in die Lösung eingetaucht (Tauchlösung wird gerührt ca. 200–300 rpm) und verharren dort für 20 s. Danach werden mit gleicher Geschwindigkeit die Probekörper aus der Tauchlösung entfernt und 20 min an der Luft getrocknet.The samples are then slowly immersed in the solution at a rate of 10 mm / min (immersion solution is stirred about 200-300 rpm) and remain there for 20 s. Thereafter, the test pieces are removed from the dipping solution at the same speed and dried in air for 20 minutes.
Die Tauchtiefe sollte 5–30% bevorzugt jedoch ca. 2–5 mm bis über der Hälfte des Probekörpers (abhängig vom Expander-Typ) sein um eine überlappende Tauchung zu gewährleisten. Nach der Trocknung werden die Probekörper gedreht und mit der anderen Seite in den Probehalter gespannt.The depth should be 5-30% but preferably about 2-5 mm to more than half of the specimen (depending on the expander type) to ensure an overlapping dive. After drying, the specimens are rotated and stretched with the other side in the sample holder.
Jetzt beginnt der Tauchvorgang unter gleichen Bedingungen erneut.Now the diving process starts again under the same conditions.
5 Tauchungen im Wechsel (überlappend) haben sich bisher bewährt. Danach erfolgt die Trocknung über 24 h.5 dives alternating (overlapping) have been proven so far. Thereafter, the drying takes place over 24 h.
Beispiel 4: Beschichtung von TitanprüfkörpernExample 4: Coating of titanium test specimens
Die Titanprüfkörper (2 × 5 × 10 mm, H × B × L) wurden durch Tauchung in eine Tauchlösung (80:20) beschichtet. Die Schichtdicke pro Tauchgang entspricht ca. 10 μm, ermittelt durch Stufenmessverfahren (Dektak 3ST, Veeco/Sloan)). Die Tauchlösung wurde nach Beispiel 1 hergestellt.The titanium test specimens (2 × 5 × 10 mm, H × W × L) were coated by immersion in a dipping solution (80:20). The layer thickness per dive corresponds to approx. 10 μm, determined by step measuring method (Dektak 3ST, Veeco / Sloan)). The dipping solution was prepared according to Example 1.
Es entstand eine dünne und starkhaftende Beschichtung auf der Oberfläche. Somit ist es unter anderem möglich, Titanimplantate zu beschichten.The result was a thin and strong adhesive coating on the surface. Thus it is possible, among other things, to coat titanium implants.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- 2011-04-08 DE DE201110016739 patent/DE102011016739A1/en not_active Withdrawn
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