DE1617441B1

DE1617441B1 - Für die Berührung mit Blut bestimmte Formk¦rper

Info

Publication number: DE1617441B1
Application number: DE1967D0053469
Authority: DE
Inventors: Robert Harold Krahnke
Original assignee: Dow Corning Corp
Current assignee: Dow Silicones Corp
Priority date: 1966-06-23
Filing date: 1967-06-23
Publication date: 1971-02-04
Also published as: GB1159659A; BE700333A

Description

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Die Erfindung betrifft Erzeugnisse aus Stoffen, de- für medizinische Zwecke, die zum Verkapseln von imren Oberflächen nichtkoagulierend wirken. plantierten elektronischen Geräten dienen, Elasto-

Inf olge der raschen Fortschritte in der Medizin mere zum Einkapseln von Aneurismen, Auskleidungshaben in den letzten Jahren Implantate und ähnliche und Stützmassen für zahnmedizinische Zwecke, für medizinische Zwecke bestimmte Vorrichtungen in 5 schwammiges Material für subdermale Implantation, großem Umfang Verwendung gefunden. Bei zahlrei- Mammaprothesen, Testikelprothesen, rhinoplastische chen Anwendungsformen stehen die Oberflächen Implantate, SHeralschilde für die Everett-Technik, versolcher Erzeugnisse notwendigerweise in ständiger stärkte und nichtverstärkte Platten, Siliconkautschuke Berührung mit Blut. In den meisten Fällen müssen die zur Behebung von Schäden infolge Gesichtsverletzun-Oberflächen dieser Erzeugnisse nichtkoagulierend ge- ίο gen, Polsterungen für Gliederprothesen, Kautschuke macht werden, damit sie mit Erfolg angewandt werden zur Rekonstruktion von Frakturen, Koronararterien, können. eustachischen Röhren, Schläuche mit medizinischer

Silicone sind gegenüber menschlichem Gewebe Qualität für Perfusion und andere mit Blut arbeitende praktisch inert. Erzeugnisse, die mit Hilfe dieses Ma- Verfahren, zum Beispiel Blutleitungen für Perfusionsterials hergestellt sind, sind deshalb sehr vorteilhaft. 15 systeme und andere Pumpkreisläufe, Membranoxy-Ihre deutliche Überlegenheit in dieser Beziehung sowie generatoren mit gewendelten Kapillarröhren zur vollandere vorteilhafte Eigenschaften macht die Verwen- ständigen Umgehung des kadiopularen Kreislaufs, dung von Siliconen für solche Anwendungsgebiete ferner Verbindungsstücke für Arterien und Venen, Abaußerordentlich vorteilhaft. dominaldränagen, Saugdränagen für orthopädische

Der Verwendung von Siliconen als Prothesen in 20 Wunden, Katheter für intravenöse Einführung von Blutgefäßen, im Herzen u. dgl. war jedoch bisher in- Flüssigkeiten, Katheter zur wiederholten Entnahme folge ihrer Neigung, Blut, mit dem sie in Berührung von Blutserumproben, Katheter für die perkutane kommen, rasch zu koagulieren, gewisse Grenzen ge- strömungsgesteuerte Herzkatheterisierung, zur laufensetzt, den Überwachung des Glucosespiegels im Blut, Röh-

Es sind viele Methoden vorgeschlagen und an- 25 ren zur Dekompression des Intestinaltrakts und für gewandt worden, um die Klumpenbildung von Blut, Bluttransfusionen sowie für verschiedene Katheter die durch Siliconoberflächen initiiert wird, zu verhin- und Thoraxdränagen.

dem oder zu vermindern, praktisch alle diese Methoden Eine besonders vorteilhafte Anwendung der Erfin-

weisen jedoch in der einen oder anderenHinsichtNach- dung betrifft die Verwendung von künstlichen Herzen teile auf. Beispielsweise können diese Methoden eine 30 und dergleichen. Da die Oberfläche des künstlichen mehrstufige Vorbehandlung der Oberfläche des Gegen- Herzens ständig mit Blut in Berührung kommt, sind stands erfordern, oder sie sind umständlich, unwirk- für diesen Zweck verwendete und erfindungsgemäß sam, sehr unwirtschaftlich oder ergeben nur leichte behandelte Siliconkomponenten offensichtlich außer-Verbesserungen mit geringem Wert. Die Erfindung ordentlich wertvoll.

bezweckt daher hauptsächlich Gegenstände, deren 35 Die Bezeichnung »carboxylierte Oberfläche«, wie sie Oberflächen nicht dazu neigen, bei Berührung mit hierin verwendet wird, bedeutet einfach, daß die Ober-Blut Klumpen zu erzeugen. fläche des Substrats eine ausreichende Anzahl gebun-

Aus der UdSSR-Patentschrift 39 936 (Chemisches dener Carboxylgruppen der Formel —COOH auf-Zentralblatt, 1936, I, S. 1265) ist es bekannt, das Ge- weist, so daß sie bei Berührung mit Blut nicht zur rinnen von Blut in zum Aufbewahren von Blut die- 40 Klumpenbildung neigt.

nenden Gefäßen durch Überziehen der Behälter mit Die wichtigste Methode, die Oberflächen der erfin-

einer Schicht, die aus 2- bis 3%i§^er Agar-Agar-, Ge- dungsgemäßen Gegenstände zu carboxylieren, besteht latine- oder Collodiumlösung und einem Blutsterili- darin, daß man (1) ungesättigte Säuren, z. B, Acrylsationsmittel, z. B. Harnstoff aus 2-Ammonaphthalin<- säure, Methacrylsäure, Itaconsäure u. dgl., die die er-3,6,8-trisulfonsäure, ^besteht, zu verhindern. Derartige 45 forderlichen Carboxylgruppen enthalten, durch Initi-Überzüge haben jedoch den Nachteil, daß sie nur ge- ierung mit freien Radikalen, z. B. unter anderem durch ringe mechanische Festigkeit haben, zum Quellen nei- ionisierende Strahlung mit Cobalt 60 oder anderen gegen und nicht fest auf der Unterlage haften. Selbst bei eigneten Quellen oder einem Peroxydkatalysator aufgeringer mechanischer Beanspruchung, z. B. schon pfropft. Eine Carboxylierung der Oberfläche kann durch strömendes Blut, besteht daher die Gefahr, daß 50 auch zweckmäßig durch (2) eine Oberflächenbehandder Überzug beschädigt oder abgelöst wird, so daß das lung des Gegenstands mit einem polymeren Material Blut mit der koagulierend wirkenden Unterlage in Be- erfolgen, das die erforderlichen Carboxylgruppen entrührung kommt. hält, z. B. mit Polyacrylsäure oder carboxylierten Or-

Gegenstand der Erfindung sind Formkörper zur ganosüiciumverbindungen.

Verwendung in Berührung mit Blut, deren Oberflächen 55 Organosüiciumverbindungen, die die oben definierso viel Carboxylgruppen aufweisen, daß sie die Ober- ten Carboxylgruppen enthalten und für die erfindungsflächen der Formkörper nicht koagulierend machen, gemäßen Zwecke geeignet sind, sind allgemein bewenn diese mit Blut in Berührung kommen. kannt. Es gibt eine umfangreiche Literatur über solche

Für die erfindungsgemäßen Zwecke sind übliche Organosüiciumverbindungen und Verfahren zu ihrer Substrate, z. B. Glas, Metall, Polyäthylen, Polypropy- 60 Herstellung.

len, Epoxyharze, natürlicher Kautschuk, Butadien- Vorzugsweise werden die hierin definierten carboxy-

Styrol-Kautschuk, Polycarbonatkunststoffe, synthe- lierten Materialien in Verbindung mit einem Silicontische Fasern und viele andere, geeignet. Nach An- substrat verwendet. Eine wirksame Carboxylierung ■Wendung der erfindungsgemäßen Maßnahmen auf kann also erzielt werden, indem man ein Siliconsolche Stoffe, neigen sie bei Berührung mit Blut nicht 65 material mit dem polymeren Material, das die erf orderzur Erzeugung von Klumpen. Zu Gegenständen, die liehen Carboxylgruppen enthält, zusammenbringt,
erfindungsgemäß nicht koagulierend gemacht werden Der Begriff »Silicon«, wie er hierin verwendet wird,

können, gehören Herzklappenprothesen, Elastomere bezeichnet beliebige bekannte Organopolysiloxane.

Im Rahmen der Erfindung umfaßt der Begriff »Silicon« also Siliconharze, Siliconkautschuke u. dgl. Was unter dem Begriff »Silicon«, wie er hierin verwendet wird, zu verstehen ist, ist dem Fachmann bekannt, so daß weitere Erläuterungen entbehrlich sind.

Der Begriff »Zusammenbringen«, wie er hierin verwendet wird, bedeutet, daß die carboxylierten Materialien gemischt, gewalzt, umgesetzt oder in beliebiger, zur Zeit als zweckmäßig bekannter Weise auf das Siliconsubstrat aufgebracht werden können, so daß als Ergebnisse dieser Maßnahmen der fertige Gegenstand genügend viele Carboxylgruppen auf seiner Oberfläche enthält. Eine Arbeitsweise besteht darin, daß man die carboxyliert« Verbindung in einer Lösung eines Siliconmaterials dispergiert und dann die Kombination här- ig tet, wodurch die Oberfläche des fertigen Erzeugnisses qei Berührung mit Blut nicht zur Klumpenbildung neigt.

Eine zweite Arbeitsweise besteht darin, daß man die carboxylierte Verbindung in getrockneter oder gepulverier Form auf die Oberfläche eines gehärteten oder teilweise gehärteten Materials aufbringt. Der Auftrag läßt sich leicht durch eine beliebige gewünschte Methode erreichen, z. B. durch Aufbürsten, Aufstreichen oder Tauchen. Wenn das Substrat gehärtet oder teilweise gehärtet ist, liegt eine klebrige Oberfläche vor, auf der die getrocknete oder gepulverte carboxylierte Verbindung leicht haften kann. Nachdem auf diese Weise ein Kontakt hergestellt ist, wird das Material gehärtet, wodurch die Oberfläche nichtkoagulierend gemacht wird.

Eine weitere, ebenfalls geeignete Arbeitsweise besteht darin, daß man Organosiliciumverbindungen, die die erforderlichen Carboxylgruppen enthalten, herstellt und anschließend die zubereitete Masse zu einem fertigen Gegenstand verformt, dessen Oberfläche bei Berührung mit Blut nicht zur Klumpenbildung neigt. Ferner kann man die Organosiliciumverbindung, die die Carboxylgruppen enthält, herstellen und praktisch auf jedes Substrat, z. B. Glas, Metall od. dgl., aufschichten und so die gewünschte Wirkung erzielen. Nötigenfalls kann man das Substrat zunächst mit bekannten Grundierungsmitteln beschichten, so daß die carboxylierte Verbindung auf dem gewählten Substrat gut haften bleibt.

Es ist nicht entscheidend, welche Methode man wählt, um die Oberflächen der erfindungsgemäßen Gegenstände zu carboxylieren, sondern es ist lediglich erforderlich, daß eine ausreichende Anzahl von Carboxylgruppen auf der Oberfläche eines solchen Gegenstands vorhanden ist, damit diesem die nichtkoagulierenden Eigenschaften verliehen werden. Falls der Gegenstand gehärtet werden muß, können beliebige Katalysatortypen oder Temperaturen für die Härtung, wie sie auf diesem Gebiet der Technik allgemein bekannt sind, angewandt werden, sofern die für die erfindungsgemäßen Zwecke erforderlichen Carboxylgruppen dadurch nicht nachteilig beeinflußt werden.

mit einem Neutraläquivalent von 159,5 bis 165,0 (theoretisch 146,2) wurde in CH₃OH gelöst. Dann wurden Reagenzgläser mit der Lösung beschichtet. Das Methanol wurde verdampfen gelassen. Dann wurden die Gläser umgedreht und über Nacht stehengelassen. Weitere Reagenzgläser wurden mit einem im Handel erhältlichen Polysiloxan, das keine Carboxylgruppen enthielt, beschichtet. Alle Reagenzgläser wurden hierauf zehnmal gespült. Dann wurden die Reagenzgläser mit 0,9 ml citrathaltigem Vollblut (0,1ml, 0,1m CaCIg) gefüllt. Dann wurden die Reagenzgläser stehengelassen und beobachtet, um die Gerinnungszeit zu bestimmen. Das Blut in den Reagenzgläsern, die mit dem carboxylierten Polysiloxan überzogen waren, gerann mehr als 24 Stunden lang nicht, während das Blut in den Reagenzgläsern, die mit dem Polysiloxan ohne Carboxylgruppen überzogen waren, innerhalb von 4 Minuten gerann.

Beispiel 2

Äquivalente Ergebnisse wurden erhalten, wenn die folgenden carboxylierten Organosiliciumverbindungen an Stelle des im Beispiel 1 angegebenen Polysiloxans verwendet wurden.

(A) (CH^StfCH^COOH

(B) (CH₃)₃SiCH(CH₂CH₂COOH) (CH₂COOH)

(C) 0[SiCH₂CH(COOH)CH₂CH₂COOH]₂

(CH₃)₂

(D) [(CHa)₃SiCH₂CH(COOH)CH₂CH₂COOH]

(E) Copolymer mit Süoxaneinheiten der Formel

HOOCC₆H₄SiO₃/₂
und Süoxaneinheiten der Formel SiO₂.

(F) (HOOCC₆H₄Si)₂O

(G) (HOOCC₆H₄Si)₂O

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Beispiel 1

Ein festes harzartiges Polysiloxan aus Einheiten der Formel

CH, CH, O

(H) (HOOCC₆H₄Si)₂O

(I) Siloxane mit Einheiten der Formel
O

ι OSiCH₂CH-COHJ

CH₃Si(C₆H₁₀COOH)

(J) Siloxane mit Einheiten der Formel CH₃

OSi ^

CH₃^ θ'

(CH₃)₂Si O

^CH₂COOH "θ

Si(CH₃), O

(CH₃),

(L) Silixone mit Einheiten der Formel HOOCC₂H₄SiO₃Y₂ und

Beispiel 3

ImHandel erhältlicher Polyacrylatkautschuk, Siliconkautschuk und Polytetrafluoräthylen wurden jeweils mit Polyacrylsäure oberflächenbehandelt und dann ionisierender Strahlung aus einer Cobalt-60-Quelle ausgesetzt. Bei der Prüfung auf Klumpenbildung wurden hervorragende nichtkoagulierende Eigenschaften festgestellt.

Beispiel 4

Ein Körper aus korrosionsbeständigem Stahl wurde mit einem im Handel erhältlichen Grundiermittel grundiert. Dann wurde die Oberfläche mit Polyacrylsäure behandelt und ionisierender Strahlung ausgesetzt. Bei Prüfung auf Blutgerinnung wurden ausgezeichnete nichtkoagulierende Eigenschaften beobachtet.

Beispiel 5

Aus einem Carboxylgruppen enthaltenden Siliconkautschuk wurde ein Schlauch hergestellt, wie er zur wiederholten Entnahme von Blutproben verwendet wird. Die Prüfung ergab hervorragende nichtkoagulierende Eigenschaften.

Claims

Patentanspruch:

Für die Berührung mit Blut bestimmte Formkörper, die mit einem nicht koagulierend wirkenden Material beschichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmaterial ein Carboxylgruppen enthaltendes Polymere ist.