DE1570093A1 - Surgical prosthesis and methods of making them - Google Patents
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Description
Chirurgische Prothese und Verfahren zu ihrer Herstellung.Surgical prosthesis and methods of making them.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schichtgebilde aus Kollagenstff-Kollagenfilm, das in der Chirurgie verwendbar ist, und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Produkts. The present invention relates to a layer structure made of collagen fabric, collagen film, useful in surgery and a method of making such Product.
Während der letzten zwei Jahrzehnte sind erhebliche Fortschritte in der Ausbesserungs-Chirurgie gemacht worden. Dieses Programm führte hauptsächlich zur Entwicklung geeigneter Materialien für die Linderung von Gebrechen und zu chirurgischen Massnahmen für ihre erfolgreiche Anwendung. Significant advances have been made over the past two decades been done in repair surgery. This program mainly led to develop suitable materials for the alleviation of ailments and to become surgical Measures for their successful application.
Prothesen sind viele Jahre bei Bruchoperationen zur Verstärkung der Bauchwände verwendet worden. Häufiger sind Stoffprothesen aus Polyterephthalsäureäthylenglycolester ("Dacron") und Polytetrafluoräthylen ("Teflon") bei der chirurgischen Reparatur von Defekten an der Brust und am Bauchfell verwendet worden. Prostheses are used in fracture operations to strengthen the for many years Abdominal walls have been used. Fabric prostheses made from polyterephthalic acid ethylene glycol ester are more common ("Dacron") and polytetrafluoroethylene ("Teflon") in surgical repair of defects on the chest and peritoneum.
Inerte Stoffprothesen haben jedoch den Nachteil, dass sie nicht absorbiert werden, sondern im Körper für das ganze Leben des Patienten erhalten bleiben. Die ideale Prothese soll ihre Festigkeit in inniger Berührung mit den KörperflUssigkeiten beibehalten, bis der Heilungsprozess abgeschlossen ist, und dann absorbiert und ersetzt werden durch neues Gewebe, das an Ort und Stelle vom Patienten gebildet wird. Inert fabric prostheses, however, have the disadvantage that they do not absorb but remain in the body for the entire life of the patient. the Ideal prosthesis should be firm in intimate contact with body fluids retained until the healing process is complete, and then absorbed and be replaced with new tissue that is formed in place by the patient will.
Hauptgegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Herstellung von geschmeidigen Schichtgebilden und Filmen, die mit dem menschlichen Körper verträglich sind und vollständig aus Kollagen bestehen. The main object of the present invention is the production of smooth layered structures and films that are compatible with the human body and are made entirely of collagen.
Ein anderer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Herstellung einer Kollagenprothese, die vollständig durch den menschlichen Körper absorbiert wird. Another object of the present invention is manufacture a collagen prosthesis that is completely absorbed by the human body will.
Es wurde gefunden, dass eine verbesserte Prothese unter Verwendung eines Netzwerks oder Trägers aus Kollagenstoff -hergestellt werden kann, der aus Kollagensträngen gewebt, gestrickt, gehäkelt oder geflochten ist. Die Kollagenstränge können entweder vor der Herstellung des Stoffs oder daran anschliessend gegerbt werden. Bei der erfindungsgemässen Prothese sind die Zwischenräume zwischen den Kollagensträngen ausgefüllt und durch gegerbte Kollagenfäserchen gegen' Blut undurchlässig gemacht, die eine Schicht oder einen Film bilden, der wenigstens auf eine Oberfläche des Stoffes aufgebracht ist. It has been found that using an improved prosthesis a network or carrier made of collagen material can be produced from Collagen strands are woven, knitted, crocheted or braided. The collagen strands can either be tanned before the manufacture of the fabric or afterwards will. In the prosthesis according to the invention, the spaces between the Collagen strands filled in and impermeable to blood through tanned collagen fibers made that form a layer or film on at least one surface of the substance is applied.
Es ist ein Vorteil des Prothesenmaterials gemäss der vorliegenden Erfindung, dass es eine hohe Reissfestigkeit be. sitzt und in feuchtem Zustand etwas elastisch ist. Die Stoffschicht des Schichtgebildes sorgt für gute NähfadenhalteeigenS schaften und die Kollagenfäserchenschicht des Gebildes bildet eine halbdurchlässige, mikroskopisch kleine Schranke, die keine Anhaftung erzeugt. Die Prothese der vorliegenden Erfindung wird langsam unter gleichzeitigem Ersatz durch selbstgebildetes Fasergewebe absorbiert. It is an advantage of the prosthetic material according to the present invention Invention that it has a high tensile strength. sits and something wet is elastic. The fabric layer of the layer structure ensures good sewing thread retention properties and the collagen fiber layer of the structure forms a semi-permeable, microscopic barrier that does not create adhesion. The prosthesis of the present Invention is slowly being replaced by self-made fiber fabric absorbed.
Die Kollagenstränge, aus denen der Stoffanteil des Stoff-Filmgebildes hergestellt ist, kann nach dem Verfahren gemäss USA-Patentschrift 3 114 593 hergestellt werden. Wahlweise kann der Stoff aus einem Kollagenmehrfachfaden gewebt werden. The collagen strands that make up the fabric portion of the fabric film structure can be prepared by the process according to US Pat. No. 3,114,593 will. Optionally, the fabric can be woven from a multiple collagen thread.
Die Struktur der Prothese der vorliegenden Erfindung ist diejenige eines Schichtstoffes. Wie vorstehend angegeben, kann der Stoff aus Kollagenmehrfachfäden oder Kollagensträngen gewebt werden. Zweckmässig ist der Kollagenstoff eine Dreherbindung, da diese Bindung gute Nähfadeneigenschaften kombiniert mit einer hohen Reissfestigkeit besitzt. The structure of the prosthesis of the present invention is that a laminate. As indicated above, the collagen fabric can be a multiple filament or strands of collagen are woven. The collagen substance is expediently a leno bond, because this binding combines good sewing thread properties with a high tear resistance owns.
Der Stoff wird bis zu einem Grad gegerbt, der abhängig ist von den gewünschten Absorptionseigenschaften der Prothese. Wahlweise können die Kollagenmehrfachfäden oder Stränge vor der Bildung des Stoffes gegerbt werden. Es ist jedoch zweckmässig, dass der Stoff nach dem Weben gegerbt wird, da das Kollagen leicht in der Gerblösung quillt. Nach dem Trocknen des Stoffes, anschliessend an die Gerbstufe, haben die erweichten Kettstränge oder Mehrfachfäden die Neigung, an den erweichten Schusssträngen oder Mehrfachfäden an den Berührungspunkten anzuhaften. Der gegerbte Stoff wird zu einem Schicht- oder Filmgebilde aus Kollagenfäserchen zusammengefügt, das üblicherweise durch überziehen wenigstens einer Seite des Stoffes mit einer gequollenen Masse aus Kollagenfäserchen hergestellt wird. Die Kollagenfäserchen füllen die Zwischenräume des Stoffes und haften daran an, um ein Stoff-Film-Schichtgebilde zu erzeugen. Die Absorptionseigenschaften des Kollagenfilms und des Stoffes können am lebenden Organismus beeinflusst werden durch den Grad der Gerbung und die den Film aufbauenden Kollagenfäserchen können vor oder nach Anwendung auf den Stoff gegerbt werden. The fabric is tanned to a degree that depends on the desired absorption properties of the prosthesis. Optionally, the collagen can be multiple threads or strands are tanned prior to the formation of the fabric. However, it is advisable that the fabric is tanned after weaving, as the collagen is easily absorbed in the tanning solution swells. After the fabric has dried, after the tanning step, the warp strands or multiple threads soften the tendency on the softened weft strands or multiple threads to adhere to the points of contact. The tanned fabric is put together to form a layer or film structure of collagen fibers, which is usually by coating at least one side of the fabric with a swollen mass is made from collagen fibers. The collagen fibrils fill the spaces of the fabric and adhere to it to create a fabric-film laminate. the Absorption properties of the collagen film and the substance can be found in the living organism are influenced by the degree of tanning and the collagen fibers that make up the film can be tanned before or after application to the fabric.
Das Verfahren zur Herstellung des Stoff-Film-Schichtgebil des der vorliegenden Erfindung und die Art des hergestellten Produkts werden aus der nachfolgenden, ins Einzelne gehenden Beschreibung, und den Beispielen offenbar, die zur Erläuterung der Erfindung dienen und diese nicht beschränken. In den folgenden Beispielen sind alle Mengenangaben in Gewichtsteilen angegeben, wenn nicht etwas anderes vermerkt ist. The method of making the fabric-film laminate of the present invention and the type of product manufactured are derived from the following, detailed description, and the examples apparently used for explanation serve and not limit the invention. In the following examples are all quantities are given in parts by weight, unless otherwise stated is.
Beisuiel 1 Mit Chrom, Pyrogallol und Formaldehyd gegrbter Stoff -mit Formaldehyd gegerbter Film Ungegerbte Kollagenstränge werden nach dem allgemeinen Verfahren gemäss Beispiel 1 und 2 der USA-Patentschrift 3 114 593 hergestellt. Die verwendete Spinndüse besitzt 69 Öffnungen und führt zu einem 4/0 Kollagenstrang (8,2 Tausendstel Zoll Durchmesser). Die Aluminium-Formaeldehyd-Gerblösung an der Walze 102 wird durch Wasser ersetzt und es wird ein ungegerbter Kollagenstrang auf der Aufwickeispule gesammelt. Example 1 Substance digested with chromium, pyrogallol and formaldehyde -with Formaldehyde Tanned Film Untanned collagen strands are after the general Process according to Examples 1 and 2 of US Pat. No. 3,114,593. the The spinneret used has 69 openings and leads to a 4/0 collagen strand (8.2 thousandths of an inch in diameter). The aluminum formaldehyde tanning solution on the Roller 102 is replaced with water and an untanned strand of collagen appears collected on the take-up reel.
Der so erhltene, lose anhaftende Mehrfachfadenstrang wird mechanisch unter Spannung in einer Richtung Parallel zur Längsachse des Strangs zur Trennung der anhaftenden Mehrfachfäden und zur Herstellung eines Nehrfachfadens aus 69 einzelnen Kollageneinfachfäden gebogen.The loosely adhering multiple thread strand thus obtained becomes mechanical under tension in a direction parallel to the longitudinal axis of the strand for separation of the adhering multiple threads and for the production of a multiple thread from 69 individual threads Curved collagen filaments.
Dieser ungegerbte Kollagenmehrfachfaden wird zu einer Derherbindung wie folgt gewebt: Eine Kette wird hergestellt aus 160 Enden eines 440 Denier Kollagenmehrfachfadens mit 2,5 Zwirnungen auf 2,54 cm (1 Zoll). This untanned multiple collagen thread becomes a linkage Woven as follows: A warp is made from 160 ends of 440 denier collagen multiple thread with 2.5 twists by 2.54 cm (1 inch).
Das Blatt besitzt zwei Enden pro Rohröffnung bei wahlweisen Rohröffnungen eines 20er Blatts, Dichte 20,32 cm (8 Zoll) breit in der Rohr8ffnung. Der Stoff wird mit 22 Schützenschlägen auf 2,54 cm (1 Zoll) eines ungezwirnten 440 Denier Kollagenmehrfachfadens gewebt. Der Webstuhl, auf dem dieser Stoff gewebt wird, ist mit einer Dcehereinrichtung ausgestattet. Dies führt zu einem Stoff, dessen Kettfäden gezwirnte Kollagenmehrfachfäden (440 Denier, 2,5 Zwirnungen auf 2,4454 cm = 1 Zoll) sind und die Schussfäden bestehen aus ungezwirn den. Die Fadendichte dieses Stoffes beträgt 20 Fäden auf 2, 54 cm (1 Zoll), es ist aber auch ein offener Stoff mit einer Fadenzahl von 16 oder sogar 10 zur Herstellung des Stoff-Film-Schichtgebildes der vorliegenden Erfindung geeignet.The blade has two ends per tube opening with optional tube openings a sheet of 20, density 8 inches wide in the tube opening. The fabric is made with 22 strokes on 1 inch of a 440 denier yarn Woven with multiple collagen threads. The loom on which this fabric is woven is equipped with a dower device. This results in a fabric whose warp threads twisted collagen multiples (440 denier, 2.5 twists on 2.4454 cm = 1 inch) are and the weft threads consist of untwisted the. The thread count of this fabric is 20 threads by 2.54 cm (1 inch), but it's also an open fabric with a Thread count of 16 or even 10 for the production of the fabric-film-layer structure of the suitable for the present invention.
Ein Stück dieses Dreherstoffes von 182,9 cm (72 Zoll) Länge und 17,8 cm (7 Zoll) Breite wird 5 Minuten in einer Lösung aus 1 % Formaldehyd und Chromsulfat mit einer Konzentration, die äquivalent 0,4 % Cr203 ist, bei einem pH von 3,9 gegerbt. Der Stoff wird aus dieser Lösung entfernt und an der Luft weitere 5 Minuten trocknen gelassen, worauf er dreimal einer Waschung von jell Minute in destilliertem Wasser unterworfen wird. Der Stoff wird dann 5 Minuten mit einer Lösung mit 0,5 ffi Pyrogallol und 0,6 % Natriumhydrosulfit behandelt. Er wird aus dieser Lösung entfernt, 5 Minuten an der Luft trocknen gelassen und dreimal je eine Minute mit destilliertem Wasser gewaschen. Man lässt den gegerbten Stoff dann trocknen, während er auf einem Rahmen bis zu 152,in bis 165,1 cm (60 bis 65 Zoll) Länge und 15,2 cm (6 Zoll) Breite gestreckt wird. A piece of this leno fabric 72 inches long and 17.8 cm long cm (7 inches) wide is 5 minutes in a solution of 1% formaldehyde and chromium sulfate tanned at a concentration equivalent to 0.4% Cr203 at a pH of 3.9. The fabric is removed from this solution and allowed to air dry for an additional 5 minutes left, whereupon he washed three times for 1 minute in distilled water is subjected. The fabric is then treated for 5 minutes with a solution containing 0.5 ffi pyrogallol and 0.6% sodium hydrosulfite. It is removed from this solution, 5 minutes allowed to air dry and three times one minute each time with distilled water washed. The tanned fabric is then allowed to dry while sitting on a frame stretched up to 152 in, up to 165.1 cm (60 to 65 inches) in length and 15.2 cm (6 in) wide will.
1200 Teile einer Kollagendispersion, hergestellt nach Beispiel 1 gemäss dem Verfahren der USA-Patentschrift 3 114 593 und nahezu 1 ß Kollagen enthaltend, werden mit Formaldehyd durch Zusatz von 2 Teilen 1 sigem wässrigem Formaldehyd auf 100 Teile der Dispersion und etwa 15 Sekunden Mischen in einem Waring-Mischer vorgegerbt. Eine Glasplatte wird mit einem Auslösungsmittel ("Rulan", einem PolytetrafluorSthylen-Aerosol-PrKparat) beschichtet. Es wird ein Stück des gegerbte Kollagenstoffs von 72,1 cm (28 Zoll) Länge und 17,8 cm (7 Zoll) Breite auf die Platte gelegt und dann wird eine geringe Menge der vorgegerbten, vorher im Vakuum entlüfteten Dispersion in den Stoff auf eine gleiche Tiefe von 3,2 mm (1/8 Zoll) eingearbeitet und trocknen gelassen. Dies führt zu einem Film von nahezu einem Tausendstel Zoll Dicke auf dem Stoff. 1200 parts of a collagen dispersion, prepared according to Example 1 according to the method of the USA patent specification 3,114,593 and containing almost 1 ß of collagen, are with formaldehyde by adding 2 parts of 1 aqueous formaldehyde Pre-tanned 100 parts of the dispersion and mixing in a Waring mixer for about 15 seconds. A glass plate is filled with a release agent ("Rulan", a polytetrafluorethylene aerosol preparation) coated. A 72.1 cm (28 inch) piece of the tanned collagen fabric is Length and 17.8 cm (7 inches) wide are placed on the plate and then a small one Amount of the pre-tanned, previously vacuum deaerated dispersion in the fabric incorporated an equal 3.2 mm (1/8 inch) depth and allowed to dry. this results in a film nearly a thousandth of an inch thick on the fabric.
Der Film wird zur Entfernung überschüssiger Säure in Wasser gewaschen und an der Luft getrocknet. Beispiel 2 Durchscheinendes silikoniertes Stoff-Film-Schichtgetilde Dieses Material wird wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt mit der Ausnahme, dass der Stoff zuerst 5 Minuten in Tetrachlorkohlenstoff gewaschen wird. Der Stoff wird dann aus der Lösung genommen und 5 Minuten an der Luft trocknen gelassen. Eine Glasplatte wird mit einem Silikon-Auslösungsmittel (SF96-1000 von der General Electric Company) überzogen. The film is washed in water to remove excess acid and air dried. Example 2 Translucent siliconized Fabric-film-layered structure This material is produced as described in Example 1 except that the fabric was first washed in carbon tetrachloride for 5 minutes will. The fabric is then removed from the solution and allowed to air dry for 5 minutes calmly. A glass plate is opened with a silicone release agent (SF96-1000 from of the General Electric Company).
Der gewaschene Stoff wird vor der Schichtung 5 Minuten in einer Kollagendispersion angefeuchtet, die mit destilliertem Wasser auf das Zehnfache verdünnt ist. Es werden etwa 600 ml der vorgegerbten und entlüfteten Kollagendispersion auf die silikonierte Glasplatte gebracht. Der feuchte Stoff wird oben auf die Dispersion aufgelegt und man lässt 5 Minuten aufsaugen. Der Rest der Dispersion wird dann auf den Stoff angewendet. Dies führt zu einem Stoff-Film-Schichtgebilde, dessen eine Oberfläche ein Abbild der Glasplatte ist, auf der es erzeugt wurde.The washed fabric is in a collagen dispersion for 5 minutes before layering moistened, which is diluted ten times with distilled water. It will Apply about 600 ml of the pre-tanned and deaerated collagen dispersion to the siliconized Glass plate brought. The moist fabric is placed on top of the dispersion and it is left to soak for 5 minutes. The rest of the dispersion is then applied to the fabric. This leads to a fabric-film layer structure, one surface of which is an image the glass plate on which it was created.
Diese Prothese hat erfolgreiche experimentelle Anwendung als Teilersatz-fUr die harte Hirnhaut in der Neurochirurgie gefunden. This prosthesis has had successful experimental application as a partial replacement for the hard meninges found in neurosurgery.
Beispiel 3 Mit Chrom, Pyrogallol und Formaldehyd gegerbter Stoff -mit Chrom, Pyrogallol und Formaldehyd gegerbter Film Es wird ein Kollagen-Stoff-Schichtgebilde wie vorbeschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Kollagendispersion mit 2 Teilen 1 % dem Formaldehyd auf 100 Teile Dispersion und 2 Teilen 0,5 % dem Pyrogallol auf 100 Teile Dispersion vorgegerbt wird. Nach dem Trocknen der Dispersion wird das Schichtgebilde 30 Minuten mit Chromsulfat mit einer Kon- @ zentration äquivalent 0,4 % Cr203 behandelt, worauf sie mit 19 Liter (5 @ Gallonen) destilliertem Wasser gewaschen wird. Example 3 Fabric tanned with chromium, pyrogallol and formaldehyde -The film is tanned with chromium, pyrogallol and formaldehyde. It becomes a layered structure of collagen prepared as described above, with the exception that the collagen dispersion with 2 parts of 1% formaldehyde to 100 parts of dispersion and 2 parts of 0.5% of pyrogallol is pretanned to 100 parts of dispersion. After drying the dispersion is the layer structure for 30 minutes with chromium sulfate with a @ centration treated equivalent to 0.4% Cr203, whereupon it distilled with 19 liters (5 @ gallons) Water is washed.
Beispiel 4 Mit @ Formaldehyd gegerbter @ Stoff - mit @ Formaldehyd gegerbter Film Dieses Material wird wie in Beispiel 1 beschrieben he@ gestellt, @ mit der @ Ausnahse, @ dass der @ Stoff 5 Minuten in einer Lösung mit 1 @ @ Formaldehyd @ bei pH {4,0 ) gegerbt wird. Der Stoff wird aus der dung entfernt, 5 Minuten an der tuft trocknen gelassen und dreimal @ je ein Minuten in destilliertem Wasser gewaschen. Der nach diesem Verfahren behandelte Stoff wird nicht so leicht gestreckt, wie derjeni£e mit @ Chromsalz, und wird getrocknet, @ während er gut einem @ Rehmen von 139, 7 bis 152,4 cm (55 bis 60 ) Zoll) Länge und 1 12,7 am (5 Zoll) Breite gestreckt wird. Example 4 @Fabric tanned with @formaldehyde - with @formaldehyde tanned film This material is prepared as described in Example 1, @ with the @ exception that @ the @ substance is in a solution with 1 @ @ formaldehyde for 5 minutes @ is tanned at pH {4.0). The fabric is removed from the manure for 5 minutes Let the tuft dry and soak three times @ one minute each time in distilled water washed. The fabric treated by this process will not be stretched as easily, like those with @chromium salt, and is dried @ while being well @hine Stretched from 139.7 to 152.4 cm (55 to 60) inches) in length and 1 12.7 am (5 inches) in width will.
Beispiel 5 Silikoniertes Kollagen-Stoff-Film-Sohi chtgebilde Ein StUck eines @ Kollagen-Stoff-Film-Schi chtgebildes, hergestellt nach irgendeinem der vorstehenden Beispiele, wird dreimal in Aceton gewaschen und trocknen gelassen. Medizinischer Klebstoff aus hitzebeständigem @ Silikonkautschuk("Silastich, Silicon Typ A) wird auf der Oberfläche des Schichtgebildes mit einem Spatel verteilt und bei Raumtemperatur Uber Nacht'härten gelassen. Der @ Härtungsprozess wird in einer geeigneten Kammer durchgeführt, so dass kein Staub die Oberfläche verunreinigen kann. Die verwendete Silikonmenge ist so bemessen, dass @ 0,33 g des Polymers auf 6,45 cm2 (1 Quadratzoll) des Schichtgebildes niedergeschlagen wurde. Die Dicke dieser Schicht kann entsprechend den gewurischten Eigenschaften variiert werden.Example 5 Siliconized collagen cloth film sole structure One piece an @ collagen-cloth-film sheet made according to any of the foregoing Examples, washed three times in acetone and allowed to dry. Medical Adhesive made from heat-resistant @ silicone rubber ("Silastich, Silicon Type A") Spread on the surface of the layer structure with a spatula and at room temperature Left to harden overnight. The @ hardening process takes place in a suitable chamber carried out so that no dust can contaminate the surface. The used The amount of silicone is measured so that @ 0.33 g of the polymer per 6.45 cm2 (1 square inch) of the layer structure was deposited. The thickness of this layer can be adjusted accordingly the desired properties can be varied.
Während die Erfindung im einzelnen an Hand zweckmässiger Ausführungsformen, sowie die Durchführung des Verfahrens und die Gewinnung der Erzeugnisse beschrieben worden ist, ist es filr den Fachmann selbstverständlich, dass Veränderungen und Abänderungen vorgenommen werden können, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen, und dass solche Xnderungen und Abänderungen in den Schutzbereich der Erfindung fallen. While the invention in detail on the basis of useful embodiments, as well as the implementation of the process and the extraction of the products are described has been, it goes without saying for those skilled in the art that changes and Changes can be made without deviating from the inventive concept, and that such changes and alterations fall within the scope of the invention.
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