DE202004004571U1 - Device for in vitro preparation of human thrombin enriched in thrombocyte growth factors, useful e.g. in preparation of thrombin glue and thrombocyte gel for control of bleeding - Google Patents
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Abstract
Description
1. Bereich des Gebrauchsmusters1. Area of utility Model
Das vorliegende Gebrauchsmuster betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von menschlichem oder tierischem Thrombin und zur Erzeugung von Wachstumsfaktoren aus menschlichen oder tierischen Thrombozytenkonzentraten, und insbesondere eine Vorrichtung, die in bequemer Weise aktives Thrombin und aktive Thrombozytenwachstumsfaktoren in einer kleinen Menge erzeugt, die sich für menschliche oder veterinärmedizinische klinische Behandlungen eignet.The present utility model concerns a Device for the production of human or animal thrombin and to generate growth factors from human or animal Platelet concentrates, and in particular a device that conveniently active thrombin and active platelet growth factors produced in a small amount suitable for human or veterinary clinical treatments.
2. Beschreibung des Standes der Technik2. Description of the stand of the technique
Fibrinkleber ist ein Blutprodukt, das auf geschädigtes Gewebe eines menschlichen (oder tierischen) Körpers aufgebracht wird, um den letzten Schritt des Koagulierungsmechanismus zu simulieren, und in ein unlösliches Fibrinklümpchen umgewandelt wird, um das geschädigte Gewebe abzudecken. Eine Versiegelung mit Fibrinkleber verhindert größeren Blutverlust und trägt zur Heilung des geschädigten Gewebes bei. Deshalb wird Fibrinkleber meist in der klinischen Chirurgie verwendet, beispielsweise bei der Wiederherstellung von geschädigtem Gewebe, der plastischen Chirurgie, der Hauttransplantatoperation, der Knochenrekonstruktion, der Kardiochirurgie oder der Behandlung von Verbrennungen usw. Des weiteren kann Fibrinkleber auch in Zellenkultur gezüchtet werden, um Substrate für Fibroblaste, Keratinozyten, Chrondrozyten und Stammzellen zu erzeugen und als biomedizinische oder biotechnische Materialien zu dienen.Fibrin glue is a blood product that on damaged Tissue of a human (or animal) body is applied to to simulate the last step of the coagulation mechanism and in an insoluble Fibrin nodules converted will to the damaged Cover tissue. Sealing with fibrin glue prevents greater blood loss and carries to heal the injured Fabric at. That is why fibrin glue is mostly used in clinical surgery used, for example in the repair of damaged tissue, plastic surgery, skin graft surgery, bone reconstruction, the Cardiosurgery or the treatment of burns etc. Furthermore fibrin glue can also be grown in cell culture to make substrates for fibroblasts, To generate keratinocytes, chrondrocytes and stem cells and as to serve biomedical or biotechnical materials.
Da der Fibrinkleber aus Blut gewonnen wird, weist er sehr gute biologische Verträglichkeit und sehr guten biologischen Abbau im Vergleich zu künstlichen Klebemitteln wie Cyanacrylatderivaten oder Gelatine-Resorzinol-Formaldehyd-Verbundstoff auf. Deshalb verursacht der Fibrinkleber keine Entzündungsreaktionen, keine Reaktion auf Fremdkörper, keine Gewebenekrose oder nicht einmal ausgedehnte Fibrose auf und kann innerhalb von mehreren Tagen oder mehreren Wochen vom Gewebe absorbiert werden, während das geschädigte Gewebe gesundet.Because the fibrin glue is made from blood he has very good biological compatibility and very good biological Degradation compared to artificial Adhesives such as cyanoacrylate derivatives or gelatin-resorzinol-formaldehyde composite. Therefore, the fibrin glue does not cause inflammatory reactions, no reaction on foreign bodies, no tissue necrosis or even extensive fibrosis on and can be removed from tissue within several days or several weeks to be absorbed while the damaged Tissue heals.
Seit Jahren ist der Fibrinkleber zu einem beliebten Thema im Bereich der medizinischen Materialien geworden. Es gibt zwei allgemeine Vorgehensweisen zur Herstellung von Fibrinkleber: eine besteht darin, große Mengen an Fibrinkleber zu kommerziellen Zwecken zu erzeugen, und die andere Art, kleine Mengen an Fibrinkleber aus einer Einzelspende (autologen oder allogenen Spende) zur klinischen Verwendung (sogenannten "im Hause hergestellten" oder Krankenhausblutbank-Fibrinkleber) herzustellen. Der Fibrinkleber wird auch Fibrin-Versiegelungsmittel oder Fibrin-Leim genannt und wird durch Mischen von Fibrinogen und Thrombin miteinander gewonnen.The fibrin glue has been around for years on a popular topic in the field of medical materials become. There are two general manufacturing approaches of fibrin glue: one is to add large amounts of fibrin glue commercial use, and the other way, small quantities to fibrin glue from a single donation (autologous or allogeneic Donation) for clinical use (so-called "in-house" or hospital blood bank fibrin glue) manufacture. The fibrin glue also becomes a fibrin sealant or called fibrin glue and is made by mixing fibrinogen and Thrombin won together.
Ein anderes aus Blut hergestelltes biologisches Material, das ebenfalls als chirurgisches Zusatzmittel verwendet wird, ist Thrombozytengel (PG). Es wird durch Mischen eines von einem Einzelspender stammendes, an Thrombozyten reichen Plasmas (PRP) mit kalzifiziertem Thrombin gewonnen. Durch Aktivierung von Thrombozyten mit Thrombin werden zahlreiche Wachstumsfaktoren freigesetzt, insbesondere der von Thrombozyten derivierte Wachstumsfaktor (PDGF) und der transformierende Wachstumsfaktor Beta (TGF-β), die sich absondern und in dem PG konzentrieren. PDGF spielt eine Rolle bei der Geweberegenerierung, und TGF-β und dessen Unterfamilie knochenmorphogenetisches Protein (BMP) haben eine starke Auswirkung auf Knochenzellen. In der Chirurgie ermöglicht das PG die Formanpassung von Transplantationsmaterial, gewährleistet die sichere Positionierung in den Gewebedefekten und fördert die Zellenmigration, das Eindringen in Gefäße, die Heilung von Wunden und die Regenerierung von Knochen. PGs werden zunehmend in der Kiefer-, maxillofazialen, orthopädischen und rekonstruktiven Chirurgie verwendet, wo sie sich als klinische Anwendungsbereiche aufweisend erweisen, die sich von denjenigen von Fibrin-Versiegelungsmitteln von Einzelspendern und von kommerziellen Versiegelungsmitteln unterscheiden.Another made from blood biological material, also used as a surgical additive used is platelet gel (PG). It is made by mixing one from a single donor, rich in platelets Plasma (PRP) obtained with calcified thrombin. By activation platelets with thrombin become numerous growth factors released, especially the platelet-derived growth factor (PDGF) and the transforming growth factor beta (TGF-β), which separate and concentrate in the PG. PDGF plays a role in this tissue regeneration, and TGF-β and whose subfamily have bone morphogenetic protein (BMP) a strong impact on bone cells. This makes it possible in surgery PG ensures the shape adaptation of transplant material the secure positioning in the tissue defects and promotes the Cell migration, vascular penetration, wound healing and bone regeneration. PGs are increasingly used in the maxillary, maxillofacial, orthopedic and reconstructive surgery where it turns out to be clinical Showing areas of application that differ from those of fibrin sealants from individual donors and from commercial ones Differentiate sealants.
Es gibt zwei herkömmliche Herstellungsarten für Thrombin. Zum einen läßt sich Thrombin durch Extraktion von Tausenden von Litern menschlichen Plasmas von vielen Menschen und anschließende Fraktionierung desselben gewinnen. Jedoch weist Thrombin aus dieser Art eines Herstellungsvorgangs eine große Möglichkeit einer Kontaminierung durch Viren oder anderer pathogener Verschmutzung auf und ist potentiell gefährlich, weil das Blut oder Plasma von vielen Leuten gesammelt wird. Zum zweiten läßt sich Thrombin aus Tausenden von Litern von Rinderplasma gewinnen, jedoch sind die Nachteile dabei die Gefahren der Verschmutzung durch Rinderviren und der Prioneninfektion. Des weiteren können die Rinderpräparate, die Rinderproteine enthalten, Antikörper in menschlichen Patienten auslösen und zu schweren, manchmal tödlichen, Blutungsanfällen bei diesen Patienten führen. Beispielsweise ist es üblich, daß von Rindern gewonnenes Thrombin einen Antikörper gegen den Faktor V im Blut auslöst, wodurch Patienten einen ernsten Immunschock oder sehr starken Blutverlust infolge des Blutens erleiden können.There are two conventional ways of producing thrombin. On the one hand, Thrombin by extracting thousands of liters of human Plasmas from many people and subsequent fractionation of the same win. However, thrombin indicates from this type of manufacturing process a big possibility contamination by viruses or other pathogenic pollution on and is potentially dangerous because the blood or plasma is collected by many people. Second let yourself Thrombin can be obtained from thousands of liters of bovine plasma, however the disadvantages are the dangers of cattle virus pollution and prion infection. Furthermore, the beef preparations, which contain bovine proteins, antibodies in human patients trigger and severe, sometimes fatal, bleeding seizures lead in these patients. For example, it is common that of Thrombin cattle obtained an antibody against factor V in the blood triggers, causing patients to experience a severe immune shock or very severe blood loss may suffer from bleeding.
Um die Nachteile des herkömmlichen Fertigungsverfahrens zur Herstellung von Thrombin zu beseitigen, entwickelt der Erfinder der vorliegenden Erfindung ein neuartiges Verfahren zur Herstellung von aktivem Thrombin. Das Verfahren umfaßt die folgenden Schritte: Herstellung von aktivem Thrombin von einem Einzelspender und Mischen des aktiven Thrombins mit kryoreichem oder an Thrombozyten reichem Plasma, das von dem gleichen Einzelspender oder von einem zu behandelnden Patienten gewonnen wurde, um den selbst gewonnenen autologen Fibrinkleber oder das Thrombozytengel zu gewinnen. Wird Thrombin von einem Einzelspender verwendet, wird die Möglichkeit einer Kontamination durch Viren vermindert, und die oben erwähnte immunologische Gefahr wird beseitigt.In order to eliminate the disadvantages of the conventional manufacturing method for producing thrombin, the inventor of the present invention developed a novel method for producing active thrombin. The method comprises the following steps: production of active thrombin from a single donor and mixing of the active thrombin with cryogenic or platelets rich plasma obtained from the same individual donor or from a patient to be treated to obtain the autologous autologous fibrin glue or platelet gel. If thrombin is used from a single donor, the possibility of contamination by viruses is reduced and the immunological danger mentioned above is eliminated.
Schließlich wäre bei Fibrinkleber wie auch bei Thrombozytengel die Tatsache, daß ein Thrombinpräparat verwendet wird, das auch Thrombozytenwachstumsfaktoren enthält, in hohem Maße von Vorteil, denn diese Wachstumsfaktoren fördern bekanntlich die Regenerierung von Hartteilen und von Weichteilen.After all, fibrin glue would be like Platelet gel the fact that a thrombin preparation is used which also contains platelet growth factors Dimensions of advantage because promote these growth factors As is well known, the regeneration of hard parts and soft parts.
Das Verfahren zur Herstellung von aktivem Thrombin mit von Thrombozyten derivierten Wachstumsfaktoren darin umfaßt die folgenden operativen Schritte:The process of making active thrombin with platelet derived growth factors included therein the following operational steps:
- (a). Gewinnung von Thrombozytenkonzentrat oder an Thrombozyten reichem Plasma (PRP) mit gerinnungshemmendem Citrat durch Vollblutseparierung oder Plasmaphorese(A). Obtaining platelet concentrate or platelet-rich plasma (PRP) with anticoagulant citrate by whole blood separation or plasmaphoresis
- (b). Mischen des PRPs mit Glaskügelchen und Calciumchloridlösung, um das Plasma zu aktivem Thrombin zu aktivieren und die Wachstumsfaktoren aus den Thrombozyten freizusetzen.(B). Mix the PRP with glass beads and calcium chloride solution to to activate the plasma to active thrombin and the growth factors to release from the platelets.
Die Methodik zur Herstellung von an Thrombozytenwachstumsfaktoren reichen aktiven Thrombin sind folgende:The methodology for making Active thrombin rich in platelet growth factors are as follows:
- Einbringen von Glasperlen in eine Reaktionskammer; Einbringen des an Thrombozyten reichen Plasmas (PRP) in die Reaktionskammer; Einbringen von Calciumchlorid in die Reaktionskammer; Reaktion etwa 10 Minuten lang; Reaktion innerhalb eines Temperaturbereichs von 20 bis 30 °C, wobei 25 °C optimal sind; und Einstellen des pH-Werts auf einen Bereich von 6,5 bis 8,5.Placing glass beads in a reaction chamber; bring platelet rich plasma (PRP) into the reaction chamber; bring of calcium chloride in the reaction chamber; Response about 10 For minutes; Response within a temperature range of 20 to 30 ° C, where 25 ° C are optimal; and Adjust the pH to a range from 6.5 to 8.5.
Mit diesem Verfahren wird schnell eine kleine, jedoch ausreichende Menge an aktivem Thrombin, das reich an Wachstumsfaktoren ist, zu jedem Zeitpunkt zur Verwendung bei in klinischer Behandlung befindlichen Patienten erzeugt. Jedoch werden verschiedene Schritte dieses Verfahrens in mehreren Reagenzgläsern in einer Weise ausgeführt, die für das medizinische Personal beschwerlich ist. Des weiteren können die Calciumchloridlösung oder das Plasma kontaminiert werden, wenn sie aus einem Reagenzglas in ein anderes übergeführt werden.With this procedure it becomes fast a small but sufficient amount of active thrombin, the is rich in growth factors to use at all times generated in patients undergoing clinical treatment. however Different steps of this procedure are presented in several test tubes executed in a way the for that medical personnel is difficult. Furthermore, the Calcium chloride solution or the plasma can be contaminated if it comes from a test tube to be transferred to another.
Dem vorliegenden Gebrauchsmuster liegt die Hauptaufgabe zugrunde, eine In-vitro-Vorrichtung zur Aktivierung von menschlichem Thrombin in vitro und zur Erzeugung von aus Thrombozyten derivierten Wachstumsfaktoren zu schaffen, die in bequemer Weise bedient wird, um schnell und sicher steriles, aktives Thrombin and Thrombozytenwachstumsfaktoren bereitzustellen.The present utility model is based on the main task, an in vitro device for activation of human thrombin in vitro and for the production of platelets to create derived growth factors in a convenient manner is operated to quickly and safely sterile, active thrombin and To provide platelet growth factors.
IN DEN ZEICHNUNGEN ISTIN THE DRAWINGS IS
In
Der Schlauch
Die Reaktionskammer
Der Schlauchverbinder
In
In
In
In
Da die Reaktionskammer
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