DE10246816A1 - Verwendung von Chitosanmaterialien - Google Patents

Verwendung von Chitosanmaterialien

Info

Publication number
DE10246816A1
DE10246816A1 DE10246816A DE10246816A DE10246816A1 DE 10246816 A1 DE10246816 A1 DE 10246816A1 DE 10246816 A DE10246816 A DE 10246816A DE 10246816 A DE10246816 A DE 10246816A DE 10246816 A1 DE10246816 A1 DE 10246816A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
film
use according
matrix
acid
chitosan
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10246816A
Other languages
English (en)
Inventor
Birger Hahnemann
Andrea Pahmeier
Philipp Sperling
Thomas Loetzbeyer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Polypat Inc
Original Assignee
ALVITO BIOTECHNOLOGIE GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ALVITO BIOTECHNOLOGIE GmbH filed Critical ALVITO BIOTECHNOLOGIE GmbH
Priority to DE10246816A priority Critical patent/DE10246816A1/de
Priority to EP02783035A priority patent/EP1506026A2/de
Priority to PCT/EP2002/012112 priority patent/WO2003037219A2/de
Priority to US10/494,277 priority patent/US20050054610A1/en
Priority to IL16159802A priority patent/IL161598A0/xx
Priority to JP2003539567A priority patent/JP2005512618A/ja
Priority to CA002504625A priority patent/CA2504625A1/en
Publication of DE10246816A1 publication Critical patent/DE10246816A1/de
Priority to US11/653,352 priority patent/US20070110795A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14Macromolecular materials
    • A61L27/20Polysaccharides
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L31/00Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
    • A61L31/04Macromolecular materials
    • A61L31/042Polysaccharides
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2430/00Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/32Materials or treatment for tissue regeneration for nerve reconstruction

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines biokompatiblen Materials auf Basis von Chitosan und einer Säure, z. B. als flexible Folie oder/und poröse Matrix, als Mittel auf dem Gebiet der Neurochirurgie, insbesondere als Nervenschiene, und zur Repratur von Sehnen und Bändern.

Description

  • Die Erfindung betrifft die Verwendung eines biokompatiblen Materials auf Basis von Chitosan und einer Säure, z. B. als flexible Folie oder/und poröse Matrix, als Mittel auf dem Gebiet der Neurochirurgie, insbesondere als Nervenschiene, und zur Reparatur von Sehnen und Bändern.
  • Die Deutsche Patentanmeldung 199 48 120.2 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer biokompatiblen dreidimensionalen Matrix, wobei eine wässrige Lösung eines Chitosans und einer im Überschuss vorliegenden Säure, insbesondere einer Hydroxycarbonsäure, eingefroren wird und das Wasser bei vermindertem Druck absublimiert wird, wobei die überschüssige Säure vor dem Einfrieren oder nach dem Absublimieren des Wassers entfernt, insbesondere neutralisiert wird. Weiterhin wird eine durch das Verfahren erhältliche Matrix offenbart, die zur Herstellung von Implantaten verwendet werden kann.
  • Die Deutsche Patentanmeldung 101 17 234.6 offenbart biokompatible nichtporöse Materialien auf Basis von Chitosan und einer Säure, insbesondere einer Hydroxycarbonsäure. Diese Materialien können beispielsweise in Form einer Folie vorliegen.
  • Ausgehend von dieser Erkenntnis war es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, neue Anwendungen für Materialien auf Basis von Chitosan und einer Säure, insbesondere einer Hydroxycarbonsäure, bereitzustellen.
  • Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft daher die Verwendung eines biokompatiblen Materials auf Basis von Chitosan und einer Säure, insbesondere einer Hydroxycarbonsäure, als Mittel auf dem Gebiet der Neurochirurgie, beispielsweise zur extrakorporalen oder intrakorporalen Nervenrekonstruktion.
  • In einer ersten Ausführungsform liegt das Material in Form einer flexiblen, insbesondere nichtporösen Folie vor. Die Folie bat eine Dicke von vorzugsweise 1 µm-200 µm, besonders bevorzugt von 10 µm-50 µm und ist erhältlich durch:
    • - Bereitstellen einer wässrigen Lösung eines Chitosans und einer im Überschuss vorliegenden Säure, insbesondere einer Hydroxycarbonsäure,
    • - Trocknen der Lösung ohne Einfrieren und
    • - Entfernen von überschüssigen Säuren vor oder/und nach dem Trocknen, vorzugsweise durch Neutralisation.
  • Die Folie kann in vorgefertigten Streifen mit einer Breite von z. B. 1 mm-10 mm hergestellt werden. Alternativ können die benötigten Folienstücke auch nach Bedarf, z. B. während einer Operation, angefertigt werden.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird eine Folie mit "Memory-Effekt", d. h. mit einer bevorzugten Aufrollrichtung eingesetzt. Dies bedeutet, dass die Folie unter Anwendungsbedingungen zum Aufrollen bzw. zur Ausbildung von Wicklungen neigt. Die Folie mit "Memory-Effekt" kann auf einfache Weise dadurch hergestellt werden, dass die Entfernung der Säure, z. B. die Neutralisation, von einer Seite des Folienkörpers her erfolgt.
  • Die Folie, insbesondere die Folie mit "Memory-Effekt", eignet sich als Nervenschiene zum Umwickeln von Nerven. Es wurde gefunden, dass insbesondere Schwann'sche Zellen gut auf der Folie aufwachsen können. Die Nervenschiene kann z. B. auch in der Unfallchirurgie zur Erstversorgung von abgetrennten Nervenenden und in der Wiederherstellungschirurgie eingesetzt werden.
  • Ein weiteres Anwendungsgebiet der Folie ist das Umwickeln von Sehnen und Bändern, wobei günstigerweise eine gerollte Folie verwendet wird. Es wurde gefunden, dass das Zusammenwachsen von durchtrennten Sehnen und Bändern durch spannungsfreies Umwickeln mit einer erfindungsgemäßen Folie gefördert wird. Die Umhüllung kann sich an die Ausmasse der umwickelten Bänder bzw. Sehnen anpassen. Unter diesen Bedingungen zeigen Tenocyten, z. B. auch humane Tenocyten eine deutlich bessere Vermehrung als in anderen Matrices.
  • Die Folie kann als Träger für eine poröse dreidimensionale Matrix verwendet werden. Somit können biokompatible Verbundmaterialien bereitgestellt werden, die mindestens eine biokompatible Folie, wie zuvor beschrieben, und mindestens eine biokompatible poröse Matrix umfassen. Die biokompatible poröse Matrix ist vorzugsweise auf Basis von Chitosan und einer Säure, insbesondere einer Hydroxycarbonsäure aufgebaut. Es können jedoch auch andere poröse biokompatible Matrices verwendet werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das biokompatible Material auf Basis von Chitosan und einer Säure eine poröse Matrix. Besonders bevorzugt wird eine biokompatible poröse Matrix gemäß der deutschen Anmeldung 199 48 120.2 verwendet, die erhältlich ist durch:
    • - Bereitstellen einer wässrigen Lösung eines Chitosans und einer im Überschuss vorliegenden Säure, insbesondere einer Hydroxycarbonsäure,
    • - Einfrieren und Trocknen der Lösung, insbesondere durch Absublimieren bei verringertem Druck und
    • - Entfernen von überschüssiger Säure vor oder/und nach dem Einfrieren, insbesondere durch Neutralisation mit einer geeigneten Base, z. B. NaOH.
  • Die poröse Matrix kann beispielsweise als Tupfer oder/und Tamponade für medizinische oder veterinärmedizinische Anwendungen, z. B. als neurologischer Tupfer, als Matrix zum Zusammenwachsen von Nervenenden und/oder als Tamponade für Abzesshöhlen, eingesetzt werden. Es wurde gefunden, dass die poröse Matrix besonders gut zum Einwachsen von Neuronen geeignet ist. Ein weiterer Vorteil der porösen Matrix ist die hohe Quellfähigkeit auf das 10fache des Ausgangsgewichts oder mehr.
  • Die poröse Matrix kann in vorgefertigten Stücken mit einem Volumen von z. B. 1-10 mm3 hergestellt werden. Alternativ können die benötigten Stücke nach Bedarf, z. B. während einer Operation, angefertigt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann das Material als Kombination einer flexiblen Folie und einer porösen Matrix vorliegen. Die Folie und die Matrix können dabei als separate Komponenten eingesetzt werden, beispielsweise zur Rekonstruktion von durchtrennten Nerven. Ein Beispiel für eine derartige Kombination von Materialien, bei der Folie und Matrix als separate Komponenten eingesetzt werden, ist in Fig. 1A, 1B und 1C gezeigt. Gemäß Fig. 1A wird zwischen den Enden (2, 4) einer durchtrennten Nervenfaser eine poröse Matrix (6) eingefügt. Um den Nervenstrang wird eine Folie (8) in einer oder mehreren Windungen gewickelt. Die Folie (8) kann zur Fixierung am Nerv mit einem geeigneten Klebstoff, z. B. einem Fibrinkleber oder einem Gewebekleber fixiert werden. In Fig. 1 B ist ein Querschnitt durch die Matrix (6) und die Folie (8) gezeigt, wobei die Folie mehrere Wicklungen aufweist. In Fig. 1 C weist die Folie (8) nur eine vollständige Wicklung um die Matrix (6) auf.
  • Auf analoge Weise wie in Fig. 1 gezeigt, kann eine Reparatur von Sehnen und Bändern erfolgen. Darüber hinaus können durchtrennte Sehnen und Bänder auch auf Knochen verankert werden. Hierzu wird der Knochen, in den ggf. eine Vertiefung eingefräst werden kann, mit einer porösen Matrix abgedeckt, in die Tenocyten der porösen Sehne oder des Bandes, ggf. nach Umwicklung mit einer gerollten Folie einwachsen können, wobei eine stabile Verankerung auf dem Knochen bewirkt wird.
  • Noch eine weitere bevorzugte Anwendung der Folie betrifft eine Verwendung als biohybrides Implantat, z. B. als Kapsel- oder Röhrenstruktur ggf. in Kombination mit der porösen Matrix zur Verkapselung von Zellen, insbesondere elektrostimulierbaren Zellen. In einer Ausführungsform ist das Implantat eine Neuronenmikrosonde. Dabei wird eine Hülle bestehend aus der Folie, z. B. in Form eines Sacks oder einer röhrenartigen Struktur; bereitgestellt, in die ggf. genetisch veränderte neuronale Zellen eingefüllt werden. Die Hülle wird in den Körper implantiert und kann ggf. nach Elektrostimulation zur Regeneration von Nerven, z. B. peripheren Nerven als Schmerzpumpe dienen (Erb et al., Exp. Neurol. 124, (19-93), 372-376).
  • Weiterhin kann die Folie ggf. in Kombination mit der Matrix auch als Schmerzpumpe dienen. Diese Schmerzpumpe ist ein Implantat, welches durch externe Stimuli eine steuerbare Freisetzung von Endorphinen/Enkephalinen im Hirn-Liquorraum zum Zweck der Behandlung schwerster chronischer Schmerzzustände hat, wie dies beispielsweise bei Wirbelsäulen- und Tumorerkrankungen der Fall ist.
  • Um gentechnisch veränderte Zellen und die Elektrostimulation zu erreichen, wird mit Hilfe der Folie eine Art Sack genäht, in welchem das biohybride Implantat sich befindet. Neben der Folie als äußerer Scheide kann zudem die Matrix als Träger für die chromaffinen Zellen dienen, die später auf Elektrostimuli hin schmerzstillende Peptide freisetzen.
  • Weiterhin kann das Material auf Chitosanbasis, insbesondere die Folie als Abdeckung von Gewebe und Organen, z. B. dem Gehirn nach Verletzungen und/oder während chirurgischer Eingriffe dienen.
  • In einer alternativen Ausführungsform können Folie und Matrix auch als Verbundkomponenten eingesetzt werden, wobei Folie und Matrix jeweils abwechselnd in Schichten angeordnet sind. Beispiele für derartige Mehrschichtsysteme sind in Fig. 2A, 2B und 2C dargestellt. Alternativ karin eine nichtporöse Folie auch zwischen zwei porösen Matrices angeordnet sein.
  • Die erfindungsgemäße nichtporöse Folie, die poröse Matrix oder das darauf basierende Verbundsystem kann auch zur in vitro Kultivierung von neuronalen Zellen verwendet werden. Dabei können die Materialien zusätzliche Faktoren zum Zellwachstum, z. B. Zytokine, enthalten.
  • Die poröse Matrix kann gegebenenfalls anisotrope Strukturen, beispielsweise parallel ausgerichtete Faser oder/und Kammern aufweisen. Die anisotrope Matrix ist erhältlich durch:
    • - Bereitstellen einer wässrigen Lösung eines Chitosans und einer im Überschuss vorliegenden Säure, insbesondere einer Hydroxycarbonsäure,
    • - anisotropes Einfrieren und Trocknen der Lösung, insbesondere durch Absublimation bei verringertem Druck und
    • - Entfernen von überschüssiger Säure vor oder/und nach dem Einfrieren.
  • Das anisotrope Einfrieren umfasst vorzugsweise ein Einfrieren unter Verwendung von strukturierten Kälteelementen, z. B. Rohren in direktem oder indirektem Kontakt mit der Matrix während des Einfrierprozesses. Die Kälteelemente können langgestreckt sein, um beispielsweise parallel ausgerichtete Fasern oder Kammern in der Matrix zu erhalten. Es können jedoch auch gekrümmte Strukturen, z. B. Nachbildungen des zu formenden Organs, als Kälteelemente verwendet werden.
  • Die anisotrope poröse Matrix kann in einem biokompatiblen Verbundmaterialsystem zusammen mit einem anderen Material, beispielsweise mit einer biokompatiblen nichtporösen Folie eingesetzt werden. Die anisotrope Matrix bzw. das darauf basierende Verbundmaterialsystem kann zur in vitro Kultivierung von Zellen oder als Implantat ohne vorherige Zellbesiedlung, entsprechend den zuvor genannten Anwendungen, eingesetzt werden.
  • Die Herstellung der erfindungsgemäßen Matrices und Folien auf Basis von Chitosan und Säuren erfolgt im Wesentlichen nach dem in den Deutschen Anmeldungen 199 48 120.2 und 101 17 234.6 angegebenen Verfahren, sofern nichts anderes angegeben ist. Vorzugsweise wird zunächst eine wässrige Lösung eines teilweise deacetylierten Chitosans und einer im Überschuss vorliegenden Säure hergestellt. Unter Überschuss wird dabei verstanden, dass der pH der wässrigen Lösung im Sauren liegt, vorzugsweise unterhalb von pH 4. Dadurch sind die freien Aminogruppen des Chitosans zumindest teilweise protoniert, wodurch die Löslichkeit in Wasser gesteigert wird. Die Säuremenge ist nicht kritisch. Sie muss lediglich so gewählt sein, dass das Chitosan in Lösung geht. Eine übermäßige Säurezugabe wird nach Möglichkeit vermieden, da überschüssige Säure wieder entfernt werden muss, und dadurch die Aufarbeitung bei großen Säuremengen erschwert wird. Günstig sind Säuremengen, die eine 0,05 bis 1 N, vorzugsweise 0,1 bis 0,5 N, insbesondere 0,1 bis 0,3 N Lösung ergeben. Die Chitosanmenge wird vorzugsweise so gewählt, dass sich eine 0,01 bis 0,5 M, vorzugsweise 0,1 bis 0,3 M Lösung ergibt. Durch die Konzentration der Chitosanlösung kann Einfluss auf die Struktur der Matrix, insbesondere deren Porengröße genommen werden. Auf diese Weise lässt sich die Porengröße der Matrix auf den jeweiligen Zelltypus abstimmen, mit dem die Matrix besiedelt werden soll.
  • Chitosan hat wegen seiner Herstellung aus natürlichen Quellen kein einheitliches Molekulargewicht. Je nach Quelle und Aufbereitungsverfahren kann das Molekulargewicht zwischen 20 kDa bis über 1000 kDa betragen.
  • Für die Herstellung der dreidimensionalen Matrix ist das Chitosan hinsichtlich seines Molekulargewichts keinen Beschränkungen unterworfen. Für die Herstellung der wässrigen Chitosanlösung wird eine Säure verwendet, bei der es sich um eine anorganische Säure oder vorzugsweise um eine organische Säure, besonders bevorzugt um eine Alkyl- oder Aryl- Hydroxycarbonsäure handelt. Geeignet sind insbesondere Hydroxycarbonsäuren mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, wobei eine oder mehrere Hydroxylgruppen sowie eine oder mehrere Carboxylgruppen im Molekül vorhanden sein können. Spezifische Beispiele sind Glycolsäure, Milchsäure, Äpfelsäure, Weinsäure, Zitronensäure und Mandelsäure. Besonders bevorzugt ist Milchsäure.
  • Bei Herstellung einer porösen Matrix wird die Lösung aus Chitosan und Säure zunächst durch Zugabe von Base zumindest teilweise neutralisiert und dann eingefroren oder ohne vorherige Neutralisation direkt eingefroren. Die Neutralisation vor dem Einfrieren ist bevorzugt. Der pH-Wert nach der Neutralisation beträgt im Allgemeinen 5,0 bis 7,5, vorzugsweise 5, 5 bis 7,0 und insbesondere 6,0 bis 7,0.
  • Nach dem Einfrieren wird das Wasser unter vermindertem Druck absublimiert, beispielsweise im Druckbereich von 0,001 bis 3 hPa.
  • Zur Herstellung einer nichtporösen Folie wird die Lösung nicht gefroren und absublimiert, sondern ohne Einfrieren bei gegebenenfalls erhöhter Temperatur oder/und verringertem Druck getrocknet und vorzugsweise nach Trocknung neutralisiert. Die entstehende nichtporöse Matrix ist in feuchtem Zustand stark belastbar und dehnbar.
  • Durch die große Anzahl von Amino- und Hydroxygruppen ist das Material beliebig modifizierbar. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind Liganden kovalent oder nicht kovalent an das Chitosan gebunden, vorzugsweise an die freien Aminogruppen des Chitosans. Als Liganden können z. B. Wachstumsstoffe, Proteine, Hormone, Heparin, Heparansulfate, Chondroitsulfate, Dextransulfate oder eine Mischung dieser Substanzen verwendet werden. Die Liganden dienen vorzugsweise zur Kontrolle und Verbesserung der Zellproliferation.
  • Das Zellwachstum auf der Matrix bzw. der Folie wird weiter verbessert; wenn die Matrix mit autologem Fibrin beschichtet ist.
  • Die dreidimensionale Matrix kann sowohl mit humanen als auch mit animalischen Zellen (beispielsweise vom Pferd, Hund oder Hai) besiedelt werden. Besonders geeignet sind Haizellen, da diese beim Empfänger keine wesentliche immunologische Antwort auslösen.
  • Die Materialien, wie zuvor beschrieben, können im humanmedizinischen und im tiermedizinischen Bereich eingesetzt werden. Weitere Einsatzgebiete sind die Verwendung als Einmalartikel, z. B. als Tupfer.
  • Die Materialien werden vor Einsatz in der Zellkultur sterilisiert, um Keimfreiheit zu garantieren. Die Sterilisation kann durch Temperaturbehandlung, z. B. durch Autoklavieren, Dampfbehandlung etc. oder/und durch Bestrahlung, z. B. Gammastrahlenbehandlung, erfolgen. Vorzugsweise erfolgt die Sterilisation in einer physiologisch verträglichen gepufferten Lösung, z. B. in PBS, um eine vollständige Benetzung der Matrix bzw. der Folie mit Flüssigkeit und die Abwesenheit größerer Lufteinschlüsse sicherzustellen.
  • Bei Kultivierung der Zellen wird das Material in einem Zeitraum von ca. 5-8 Wochen oder länger abgebaut. Die Abbauzeiten können über den Deacetylierungsgrad des Chitosans und die Konzentration des Materials eingestellt werden.
  • Weiterhin soll die Erfindung durch die nachfolgenden Figuren und Beispiele erläutert werden.
  • Erläuterung der Figuren:
  • Abb. 1 zeigt in den Fig. 1A, 1B und 1C Kombinationen von Materialien, bei denen Folie und Matrix als separate Kombinationen eingesetzt werden.
  • Abb. 2 zeigt in den Fig. 2A, 2B und 2C alternative Ausführungsformen.
  • Abb. 3 Bild A und B: Schwann-Zellen (Ratte adult, 10% FCS), unbeschichtet; Bild C und D: PORN/Laminin, Bild E und F: PLL;
  • Fokusebene Kulturschale (A, C, E); Folie (B, D, E).
  • Abb. 4 Spinalganglionneuron-Kulturen der Ratte (Pl), PORN-Laminin beschichtete Plastik (links); unbeschichtete Folie (rechts), 24 h in Kultur.
  • Abb. 5 Spinalganglionneurone (diss. P1, Ratte) unter serumfreien Bedingungen (+ NGF), 3 Tage Kultur. Neurone lösen sich während der histologischen Aufarbeitung z. T. von der Matrix. Trotzdem werden differenzierte Neurone mit Neuriten in Assoziation mit der Matrix gefunden (siehe Pfeile in C, E, F).
  • Abb. 6 Axonale Regeneration (Ratte, adult, N. isch.) 8 Wochen nach Implantation eines "gewickelten" Folieninterponats. Die gewickelte Folie ist bindegewebig eingebaut. Die Art des Einbaus (keine Zellen in den Höhlungen) lässt darauf schließen, dass die "Auffaserung" an der Innenseite der Folie (A*, D*) nicht auf einen postoperativen enzymatischen Aufbau zurückzuführen ist. Regenierende Axone wachsen z. T. als große Faszikel in die einzelnen Lamellen ein (Proximaler Übergang, s. B).
  • Abb. 7 Axionale Regeneration (Ratte, adult, N. isch.) dreier Versuchstiere (A/B; C/D; E/F) 8 Wochen nach Implantation eines "gewickelten" Folieninterpönats. Übersichtsvergrößerungen (4×, A, C, E) des proximalen Übergangs Nerv-Folie, und Ausschnittvergrößerungen des distalen Nervenstumpfs (10×) mit regenerierten Axonen (s. Pfeil).
  • Beispiel 1 Herstellung einer nichtporösen Folie
  • Nach dem in Beispiel 3 von DE 199 48 120.2 beschriebenen Verfahren wird eine Mischung aus Chitosan und Milchsäure hergestellt. Die Lösung wird in eine Petrischale gegossen, bei 50°C getrocknet und nach Entstehen eines glasklaren Filmes mit 1 M Natronlauge auf einen pH-Wert von 7 neutralisiert. Die entstehende Folie ist im feuchten Zustand stark belastbar und dehnbar.
  • Durch gezielte Zugabe der Natronlauge von einer Seite her kann eine Folie mit "Memory-Effekt" erzeugt werden.
  • Beispiel 2 In vitro Kultivierung von Schwann'schen Zellen und Neuronen
  • Es wurden Schwannzellen und Spinalganglion-Neurone auf die Folie bzw. auf die Matrix aufgebracht und in vitro angezüchtet. Die Folie ist insbesondere geeignet, um auf ihr Schwannzellen anzuzüchten (Abb. 3 und 4).
  • Die Anzüchtung von Neuronen gelingt in der Matrix insbesondere bei Porendurchmessern von etwa 10-20 pm (Abb. 5).
  • Beispiel 3 Atraumatische Nervenadaption mittels einer Folie mit Memory- Effekt Prinzip und Operationsverfahren
  • Zwei Nervenstümpfe werden mittels der sich selbst aufrollenden Chitosan- Folie verbunden, die Enden werden mittels handelsüblichen Fibrinkleber fixiert. Die Folie wird mittels einer Pinzette gespreizt, die Nervenstümpfe werden auf ihr plaziert. Nach Entfernen der Pinzette rollt sich die Folie selbständig auf (Memory Effekt) und umschließt die Nervendenden.
  • Vorteile des Verfahrens
  • Es ist keine mikrochirurgische Naht erforderlich, d. h. der Eingriff kann auch von einem mikrochirurgisch unerfahrenen Arzt, also auch von Unfallchirurgen, einfach durchgeführt werden.
  • Durch die spiralige Aufrollung der Folie wird ein Durck auf die Nervenenden vermieden: Bei der regelmäßig nach einer Nervendurchtrennung auftretenden Schwellung der Nervenstümpfe kann sich die Folie leicht an den erhöhten Durchmesser anpassen, ohne eine Druckwirkung auf die Nervenenden auszuüben. Damit wird ein wesentlicher Nachteil heute üblicher künstlicher Nerveninterponate, nämlich die sekundäre Nervenschädigung durch zirkuläre, im Durchmesser konstante, Strukturen vermieden.
  • Resultate
  • Es wurden insgesamt 10 Nerven nach achtwöchiger Implantation im Rattenmodell untersucht (Abb. 6 und 7).
  • Ergebnisse
    • 1. Bei allen untersuchten Tieren kam es zu einem Einwachsen regenerierender Nervenfasern in die Interponate. Die Fasern wuchsen zwischen den Lamellen der spiralig aufgerollten Folie.
    • 2. Die Breite der Interponate führte zu einer mehrfachen spiralien Einrollung. Ideal wäre eine einmalige Aufrollung, so dass letztlich eine Röhre mit nur einem Schlitz zustande kommt.
    • 3. Bei allen untersuchten Tieren wurde der distale Nervenstumpf erreicht.
    Schlussfolgerungen aus den in vivo Experimenten
  • Eine Nervenschienung mittels einer Chitosan-Folie mit Memory Effekt ist möglich. Die Nervenschienung erlaubt auch die Nervenadaption bei Vorliegen einer Dehiszenz zwischen den Nervenenden. Dies verlangt heute noch die Implantation eines Nerveninterponates, z. B. aus einem Hautnerven des Beines. Durch Beschichtung mit Folie mit Schwannzellen kann eine Beschleunigung der Regeneration erreicht werden.

Claims (20)

1. Verwendung eines biokompatiblen Materials auf Basis von Chitosan und einer Säure als Mittel auf dem Gebiet der Neurochirurgie.
2. Verwendung nach Anspruch 1 zur extrakorporalen oder intrakorporalen Nervenrekonstruktion.
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material in Form einer flexiblen, insbesondere nichtporösen, Folie vorliegt.
4. Verwendung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Folie mit einer bevorzugten Aufrollvorrichtung eingesetzt wird.
5. Verwendung nach Anspruch 3 oder 4 als Nervenschiene zum Umwickeln von Nerven.
6. Verwendung nach einem der Ansprüche 2 bis 5 zum Aufwachsen von Schwann'schen Zellen auf der Folie.
7. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material in Form einer porösen Matrix vorliegt.
8. Verwendung nach Anspruch 7 als neurologischer Tupfer.
9. Verwendung nach Anspruch 7 als Matrix zum Zusammenwachsen von Nervenenden.
10. Verwendung nach Anspruch 9 zum Einwachsen von Neuronen in die poröse Matrix.
11. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material als Kombination einer flexiblen Folie und einer porösen Matrix vorliegt.
12. Verwendung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass Folie und Matrix als separate Komponenten eingesetzt werden.
13. Verwendung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass Folie und Matrix als Verbundkomponente eingesetzt werden.
14. Verwendung nach Anspruch 1 zur Herstellung einer Neuronenmikrosonde.
15. Verwendung eines biokompatiblen Materials auf Basis von Chitosan und einer Säure als Mittel zur Reparatur von Sehnen und Bändern.
16. Verwendung nach Anspruch 15 zur Verankerung von Sehnen oder Bändern an Knochen.
17. Verwendung eines biokompatiblen Materials auf Basis von Chitosan und einer Säure als Tupfer oder Tamponade für Abzesshöhlen.
18. Verwendung eines biokompatiblen Materials auf Basis von Chitosan und einer Säure zur Abdeckung von Gewebe und Organen nach Verletzungen und/oder während chirurgischer Eingriffe.
19. Biokompatibles Material auf Basis von Chitosan und einer Säure, dass Folie und Matrix als Verbundkomponente eingesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass es als Folie mit einer bevorzugten Aufrollrichtung vorliegt.
20. Folie nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Dicke im Bereich von 1 µm bis 100 µm aufweist.
DE10246816A 2001-10-30 2002-10-08 Verwendung von Chitosanmaterialien Withdrawn DE10246816A1 (de)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10246816A DE10246816A1 (de) 2001-10-30 2002-10-08 Verwendung von Chitosanmaterialien
EP02783035A EP1506026A2 (de) 2001-10-30 2002-10-30 Verwendung von chitosanmaterialien
PCT/EP2002/012112 WO2003037219A2 (de) 2001-10-30 2002-10-30 Verwendung von chitosanmaterialien
US10/494,277 US20050054610A1 (en) 2001-10-30 2002-10-30 Use of chitosan materials
IL16159802A IL161598A0 (en) 2001-10-30 2002-10-30 Use of chitosan materials
JP2003539567A JP2005512618A (ja) 2001-10-30 2002-10-30 キトサン材料の使用
CA002504625A CA2504625A1 (en) 2001-10-30 2002-10-30 Use of chitosan materials
US11/653,352 US20070110795A1 (en) 2001-10-30 2007-01-16 Use of chitosan materials

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10153470 2001-10-30
DE10246816A DE10246816A1 (de) 2001-10-30 2002-10-08 Verwendung von Chitosanmaterialien

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10246816A1 true DE10246816A1 (de) 2003-05-15

Family

ID=7704176

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10246816A Withdrawn DE10246816A1 (de) 2001-10-30 2002-10-08 Verwendung von Chitosanmaterialien

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10246816A1 (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69720769T2 (de) Künstlicher neuraler kanal
DE69731553T2 (de) Rohrförmiges transplantat aus gereinigter submukosa
DE19953771C1 (de) Resorbierbares Knochen-Implantatmaterial sowie Verfahren zur Herstellung desselben
EP1948263B1 (de) Nervenleitschiene
RU2404819C2 (ru) Тонкопленочная многоячеистая структура, изготовленная из коллагена, элемент для регенерации ткани, содержащий ее, и способ ее получения
DE10135275A1 (de) Implantat und Verfahren zu seiner Herstellung
EP1948257B1 (de) Formkörper auf basis eines vernetzten, gelatine enthaltenden materials, verfahren zu deren herstellung sowie deren verwendung
WO2007028801A2 (de) Nervenimplantat
DE102012104530A1 (de) Verwendung einer biokompatiblen Zusammensetzung
AT398373B (de) Biologisches resorbierbares implantationsmaterial sowie verfahren zur herstellung desselben
CN111317867A (zh) 一种神经导管及其制备方法
US20070110795A1 (en) Use of chitosan materials
EP1957125B1 (de) Verfahren zur herstellung eines hohlprofils auf basis eines vernetzten, gelatine enthaltenden materials sowie implantate in form von hohlprofilen
DE3913926C2 (de)
EP1385559B9 (de) Poröse und nichtporöse matrices auf basis von chitosan und hydroxycarbonsäuren
DE10246816A1 (de) Verwendung von Chitosanmaterialien
DE10317578A1 (de) Chitosanfolie als Periost-Ersatz
EP3750510B1 (de) Medizinisches implantat zum gasaustausch
EP3554421B1 (de) Implantat
DE102006042631A1 (de) Implantat und Verfahren zu seiner Herstellung
DE1617330C (de) Verfahren zur Herstellung von röhrenförmigen und glatten Prothesen aus bioiogischem Gewebe
EP2155176A2 (de) Angiogenese förderndes substrat
Shen et al. Research Article Low-Level Laser-Accelerated Peripheral Nerve Regeneration within a Reinforced Nerve Conduit across a Large Gap of the Transected Sciatic Nerve in Rats
Sedlarik et al. The wound healing of a full thickness wound in rats by the use of collagen sponge as a wound dressing
DE102015118854A1 (de) Vorrichtung zur Einbringung eines Gewebeersatzes in ein Hohlorgan

Legal Events

Date Code Title Description
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: FTI TECHNOLOGIES GMBH, 01109 DRESDEN, DE

8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: POLYPAT, INC., SAN DIEGO, CALIF., US

8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: WEICKMANN & WEICKMANN, 81679 MUENCHEN

8139 Disposal/non-payment of the annual fee