DE1642012A1

DE1642012A1 - Kollagenschwamm

Info

Publication number: DE1642012A1
Application number: DE19661642012
Authority: DE
Inventors: Kronenthal Richard Leonard
Original assignee: Ethicon Inc
Current assignee: Ethicon Inc
Priority date: 1965-04-07
Filing date: 1966-03-11
Publication date: 1971-04-22
Also published as: GB1102118A; CA920754A

Description

Kollagenschwamm.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen perborierten Kollagenschwamm, der bei'chirurgischen Prozessen verwendet werden kann.
Die Verwendung von Schwämme zur Kontrolle von Blutungen is-t eine von den Chirurgen ausgeübte Praxis. Die poröse Struktur des Schwanms absorbiert das Blut schnell und ist in. idealer Weise geeignet ein therapeutisches Mittel oder ein Koagulationsmittel, wie Thrombin, auf zunehmen. Kollagenschwämme besitzen jedoch keine s-tarken blutstillenden Eigenschaften als solche, bilden a'ber mechanische Gerüste, um die Bildung von anhaftenden Blutklumpen zu vermeiden. Darüber hinaus gestattet die Zusammendrückbarkeit der Schwammstruktur die Anwendung eines gleichmassié, en Drucks, der selbst das Bluten herabsetzt.
Die für chirurgische Zwecke geeigneten Kollagenschwämme sind in ihrer Struktur den in der- USA-Patentschrift 2 610 625 beschriebenen dadurch ähnlich, dass sie aus einer untereinander verbundenen zeilenartigen Anordnung gebildet sind, die zu einer erhöhten Fähigkeit zur Blutabsorption führt. Ein Problem tritt jedoch auf bei der Blutstillung stark triefiender Gewebeoberflächen, bei dem sogar die stark absorbierende Schwammstruktur dazu neigt, weggespült zu werden, wenn nicht ein unmittelbarer Druck aufrechterhalten wird.
Es wurden viele Versuche unternommen, um poröse Kollagenschwämme mit verbesserten Absorptionseigenschaften herzustellen.
Bei den herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von Schwämmen gemäss USA-Patentschrift 2 610 625 wird eine mit-tels Säure gequollene Kollagenmasse gefroren und das enthaltene Wasser unter hohem Vakuum sublimiert. Die freien Stellen waren ursprünglich durch Eiskristalle in der gefrorenen Kollagenmasse besetzt und bilden die untereinander verbundene zellenartige Anordnung im fertigen Schwamm. Änderungen in Bezug auf den Ce frierzyklus zur Herstellung grösserer Eiskristalle und daher einer grösseren Porösität im fertigen Schwamm sind erforseht worden. Die auf diese Weise erhaltenen Schwämme hafteten jedoch nicht leicht an blutendem Gewebe wie der leber. Es wurden auch Schwämme mit geringer Dichte zur Herabsetzung des Kollagenfeststoffgehalts der gefrorenen Kollagenmasse, die für diese Anwendung ausreichend porös ist, hergestellt.
Es wurde nun gefunden, dass die Erscheinung des Wegschwemmens vermieden und die Blutstillung durch Perforieren von flache Schichten von Kollagenschwamm durch kleine im regelmässigen Abstand angeordnete Löcher verbessert werden kann, Diese kleinen Löcher gestatten es dem überschüssigen Blut in und durch den Schwamm während der Klumpenbildung zu fliessen.
Die Löcher haben zweckmässig eine geringe Grösse, so dass sie einen entsprechenden Blutfluss durch den Schwamm gestatten.
Die untere Grenze ist in gewissem Umfang abhängig von der Klumpneigung des Bluts des Patienten und beträgt etwa 0,1 bis 0,25 mm im Durchmesser. Die obere Grenze ist nicht kritisch und ist abhängig vom Abstand der Löcher im Schwamm. Mit Löchern von 2 bis 3 mm im Durchmesser perforierte Kollagen schwämme besitzen eine ausreichende Punktion. Im allgertleinen ist jedoch eine Anordnung von kleinen Löchern mit geringem zustand bei der praktischen Durchführung der Erfindung vorteilhaft.
Der Wasserwiderstand des Schwamms und seine Handhabungseigenschaften können durch Behandlung des Schlamms mit Gerbmitteln, wie Formaldehyd, Chromalaun, Gerbsäure, Phosphorsäure usw. verbessert werden. Das Ausmass der Gerbbehandlung kann genau bestimmt werden, um die gewünschten physikalischen Eigenschaften zu erhalten.
Nachfolgend sind Beispiele angeführt, die eine besondere Massnahme bei der Durchführung der Erfindung erläutern. In diesen Beispielen sind alle Mengen in Gewichtsteilen angegeben, wenn nicht etwas anderes angegeben ist. s B-e i s p i e 1 e 1.) 300 Teile ungegerbtes wiedergewonnenes Kollagenband, hergestellt wie in Beispiel 10 der USA-Patentschrift 3 114 593 beschrieben, werden in 2,54 cm (1 Zoll) lange Stücke geschnitten und dem nachfolgenden Waschverfahren unterworfen: 1. 1-6 Stunden in 40,000 Teilen 0.l'igem wässrigen NaCl 2. 4 Stunden in 40,000 Teilen O. liaigem wässrigen NaCl 3. 4 Stunden in 40,000 Teilen 0.1%igem wässrigen NaCl 4. 16 Stunden in 40,000 Teilen destilliertem Wasser 5. @ 4 Stunden in 40,000 Teilen destilliertem Wasser 6. 4 Stunden in 40,000 Teilen destilliertem Wasser Das feuchte Band (das etwa 10 000 Teile Wasser von der letzten Waschung enthält) wird 30 000 Teilen destilliertem Wasser mit 6 Teilen Essigsäure zugesetzt und 16 Stunden quellen gelassen. Nach einstündigem Rühren werden zusätzliche 10 000 Teile Wasser zugesetzt, so dass das Volumen des destillierten Wassers 50 000 Teile beträgt, das nahezu 0, 5°" Kollagen enthält. Diese Mischung wird durch 10-maliges Pumpen durch eine 3,2 mm (1/8 Zoll) Öffnung homogenisiert. Alle vorgenannten Stufen wrden bei oder untrhalb 25°C zur Verhinderung der Denaturierung durchgeführt.
Es werden nahezu 900 Teile der vorbeschriebenen Kollagendispersion in einen Behälter aus rostfreiem Stahl von 45,7 x 50,8 cm (18 x 20 Zoll) gebracht und bei einer Temperatur von - 20°C gefroren. Das gefrorene Material wird dann der Lyophilisierung bei einem Druck von 50 bis 100 Mikron unterworfen, während die Temperatur langsam auf + 400C erhöht wird.
Dieses Verfahren nimmt nahezu 48 Stunden in Anspruch. Der er -haltene Schwamm ist 3,? mm (1/8 Zoll) dick und wird dann einem Fixierungsprozess in der Wärme unterworfen zur=Erhöhung der Reissfestigkeit und zur Verhinderung eines übermässigen Wiederaufquellens, wenn er in Wasser gebracht wird. Die Schwammschicht wird dann in einer Formstanzvorrichtung, ähnlich derjenigen wie man sie allgemein für die Metallschichtperforierung verwendet, perforiert. In diesem Beispiel werden Löcher von 1 mm Durchmessersymmetrisch in einem Verhältnis von 25-Löchern auf 6,45 cm2 (Quadratzoll) mit versetzten Mittelpunkten gestanzt.
2.) Es werden 300 Teile wiedergewo-nnenes Kollagenband, hergestellt wie in Beispiel 10 gemäss USA-Patentschrift 3 114 593 beschrieben, in einen perforierten Metallkorb gebracht, der in einen Kolben aus rostfreiem Stahl gegeben wird.
Dann werden 151 412 Teile einer wässrigen Lösung mit 0,1 Natriumchlorid zugesetzt und das Band wird unter Rühren dispergiert. Man lässt sich das Band in dieser lösung in einer Zeitspanne von 3 bis 4 Stunden-vollsaugen. Danach wird die Elüssigkeit abgezogen und frische Kochsalzlösung zugesetzt.
Dieses Verfahren wird dreimal wiederholt. Dann wird das Band dreimal mit 40 000 Teilen destilliertem Wasser während einer Zeitspanne von 5 bis 4 Stunden für jede Waschung gewaschen.
Es wird dann eine wässrige gesättigte Lösung von Kohlensäure bei 0 bis 400 dem gewaschenen und entwässerten Band zugesetzt bis das Endvolumen 50 000 Volumteile beträgt. Die vorgenannte Kohlensäurelösung wurde durch Zusatz von trockenem Eis zu destilliertem Wasser und unter Rühren,- bis die Temperatur unter 400.fällt, hergestellt.
Dann wird das Band durch mildes Rühren wenige Minuten gleichmässig verteilt. Der Behälter wird leicht bedeckt gehalten, um die Atmosphäre über der lüssigkeit mit Kohlendioxydgas gesättigt zu halten und einen übermässigen Verlust zu verhindern. Das Kollagen wird über Nacht unter diesen Bedingungen quellen gelassen.
Nach dem Quellen wird die erhaltene Masse sorgfältig eine halbe Stunde gerührt und dann durch wiederholtes Durchpressen durch eine 3,2 mm (1/8 Zoll) Öffnung homogenisiert. Die homogenisierte Masse wird in Pormen von 45,7 x 50,'8 x 6,4 cm (18 x 20 x 2,5 Zoll) aus rostfreiem Stahl gegossen, von denen jede 900 Volumteile enthält. Der Flüssigkeitsspiegel wird in jedem Behälter ausgeglichen. Die Dicke des -fertigen Schwamms entspricht der Dicke der Schicht der Kollagendispersion im Behälter. Die Behälter werden dann in eine Gefriervorrichtung oder in eine gekühlte lyophilisierungsvorrichtung gebracht und die TempGvratur der Kollagendispersion in den Behältern wird auf zwischen - 8 und - 1500 herabgesetzt. Die Behälter und ihre Inhalte werden wenigstens 3 Stunden auf dieser Temperatur gehalten. Danach wird die gefrorene Kollagendispersion durch Herabsetzung des Drucks in der Lyophilisierungsvorrichtung auf nahezu 100 Mikron lyophilisiert, während die Temperatur auf - 1500 gehalten wird. Nachdem die lyophilisierung 4 Stunden fortgeschritten ist, wird die Temperatur des Kollagens auf zwischen - 5 und OOC über eine Zeitspanne von einer Stunde erhöht. Die lyophilisierung wird weitere 9 Stunden bei dieser Temperatur fortgesetzt. Nach 9 Stunden wird die Temperatur über eine Zeitspanne von 3 Stunden auf 400C erhöht und diese Temperatur (40°C) aufrecht erhalten bis der Schwamm vollständig getrocknet ist. Die Endtrocknung bei 400C erfordert 4 bis 10 Stunden. Der erhaltene getrocknete Schwamm ist 3;2 mm (1/8 Zoll) dick.
Die Geschwindigkeit der physiologischen Absorption der Schwämme wird dann durch Gerben modifiziert. Dies wird dadurch bewirkt, dass die Schwämme über Nacht bei einer Umgebungstemperatur in einer geschlossenen Kammer mit einem ;Behälter mit einer l%igen wässrigen Formaldehydlösung aufbewahrt werden.
Das Volumen der Gerblösung soll ausreichend sein, um die luft in der Kammer mit ihren Dämpfen zu sättigen.
Der so erhaltene gegerbte Schwamm wird mit Löchern perforiert, die durch die gesamte Dicke des Schwamms (3,2 mm = 1/8 Zoll) hindurchgehen. Die Löcher besitzen 0,1 mm Durchmesser und haben einen Abstand von 2,0 mmO

Claims

P a t e n t t a n s p r ü c h e 1.) Kollagenschwamm in Schichtform, insbesondere für -chirurgische Zwecke, dadurch gekennzeichnet, dass er zwei Hauptoberflächen mit untereinander verbundenen und sich durch den Schwamm erstreckenden Kanälen besitzt und mit löchern perforiert ist, die im Wesentlichen senkrecht zu den beiden Hauptoberflächen verlaufend 2.) Schwamm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dasg die Löcher einen Durchmesser zwischen 3,0 und 0,1 mm besitzen.

3.) Schwamm nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher einen Abstand von nahezu 2 mm besitzen0 4.) Schwamm nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem' wasserunlöslichen und gegerbten Schwammkörper besteht.