DE2919923C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines gattungsgemäßen Polymerfilms nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, diesen Polymerfilm selbst sowie dessen Verwendung.

Die Erfindung betrifft insbesondere biosynthetische Polymerfilme und Zusammensetzungen zu deren Bildung, die sich für die Behandlung von Brand-, Riß-, Operations- und anderen Wunden und ganz besonders, aber nicht ausschließlich, von Verbrennungen ersten und zweiten Grades eignen.

Bisher wurden Verbrennungen durch Bedecken der betroffenen Fläche mit Tulle-Gras-Verbänden und neuerdings mit Verbänden aus Schweinehaut, deren Dicke herabgesetzt wurde, behandelt.

Tulle-Gras-Verbände haben den Nachteil, daß sie auf der behandelten Fläche durch Durchnässen von Blut und anderen Körperflüssigkeiten durch den Verband ankleben.

Die neuesten Verbände aus in ihrer Dicke reduzierter Schweinehaut haben den Nachteil, daß sie aufgrund des Arbeitsaufwandes, der für die Herstellung eines derartigen Verbandes notwendig ist, sehr teuer sind; außerdem müssen sie bei niedrigen Temperaturen (z. B. -150°C) gelagert werden, halten sich nicht längere Zeit, und vor allen Dingen ist es schwierig, derartige Verbände zur Bedeckung einer großen Fläche mit einem einzigen Verband herzustellen.

Aus der GB-PS 12 92 953 sind gattungsgemäße Zusammensetzungen zum Herstellen eines Polymerfilms bekannt, die aber in allen Fällen organische Lösungsmittel enthalten und hauptsächlich für kosmetische Zwecke eingesetzt werden. Eine Verwendung derartiger Zusammensetzungen bei der Behandlung von Brandwunden verbietet sich durch deren Gehalt an organischem Lösungsmittel. Aus Römpps Chemie-Lexikon, 7. Aufl. (1973), S. 1242 bis 1243 "Gelatine" ist bekannt, daß Gelatine unter anderem in der Medizin als reizminderndes Mittel bei Brandwunden dient. Ein Zusatz von proteinhaltigem Material, wie z. B. Gelatine, zu den bekannten Polymerzusammensetzungen ist aber nicht möglich, da sie aus den dort verwendeten Lösungsmitteln ausfallen würden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einer wäßrigen Polymerzusammensetzung ohne organische Lösungsmittel, einen Polymerfilm zu schaffen, der insbesondere bei Verwendung als Wundverband bei Verbrennungen überlegene Eigenschaften aufweist, wie z. B. Verbesserung der Heilwirkung durch Gegenwart von proteinhaltigen Materialien und besonders hohe Wasserdurchlässigkeit.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Verfahren durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Ansprüche 7 bis 9 betreffen einen erfindungsgemäßen Polymerfilm sowie dessen Verwendung.

Erfindungsgemäß bilden bestimmte Acryl-Copolymere gemeinsam mit bestimmten Anfeuchtern und proteinhaltigen Zusätzen biosynthetische Polymerfilme, die billig in der Herstellung sind, nicht auf der zu behandelnden Fläche kleben und den Zutritt von Bakterien verhindern, während sie luft- und feuchtigkeitsdurchlässig sind und in jeder beliebigen Größe hergestellt werden können. Die biosynthetischen Polymerfilme können einzeln abgepackt werden und z. B. durch Ethylenoxidbehandlung oder Gamma-Bestrahlung sterilisiert werden.

Die Erfindung liefert eine biosynthetische Polymer-Zusammensetzung, die folgendes einschließt:

Ein Acryl-Polymere zu mindestens 10 Gew.-%, bezogen auf die Trockenmasse; einen Anfeuchter zu 2 bis 30 Gew.-%; ein proteinhaltiges Material von 0,5 bis 15 Gew.-% und eine Gesamtmenge Wasser von 30 bis 70 Gew.-%, wobei das Gesamtgewicht des Anfeuchters und des proteinhaltigen Materials bevorzugt nicht weniger als 8, besonders bevorzugt nicht weniger als 10 Gew.-% beträgt.

Der Anfeuchter wird aus der Gruppe Glycerin, Polyethylenglykol oder 1,2-Propandiol ausgewählt und ist bevorzugt Glycerin. Das proteinhaltige Material wird aus der Gruppe Gelatine oder menschlichem, Schweine- oder Ei-Albumin ausgesucht. Das Acryl-Polymere enthält zwischen 50 bis 500 Monomere pro Polymer und liegt idealerweise in einer Menge von zwischen 12 bis 33 Gew.-%, bezogen auf das Trockengewicht, vor. Der Anfeuchter Glycerin ist bevorzugt in einer Menge von 3,7 bis 28,4 und besonders bevorzugt zwischen 5 bis 15 Gew.-% anwesend. Das proteinhaltige Material, bspw. Gelatine, ist bevorzugt zwischen 2,8 bis 15 und besonders bevorzugt zwischen 5 bis 10 Gew.-% vertreten. Die biosynthetische Polymer-Zusammensetzung nach der Erfindung kann in Form einer flüssigen Emulsion oder eines polymerisierten Films der Dicke 0,05 bis 0,4 mm vorliegen. Der erfindungsgemäße polymerisierte Film schließt bevorzugt ein Matrix-Material, wie ein Nylon-Matrix, ein, um Reißfestigkeit zu erreichen. Die Polymerfilme können in jeder geeigneten Größe hergestellt werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungssbeispiele erläutert werden.

Tabelle 1

Ein zu hoher Proteingehalt bewirkt eine Neigung der Mischungs-Emulsion, unter der Bildung von Klumpen zu aggregieren. Eine verträgliche und leicht aufzutragende Emulsionszumischung wird erhalten, wenn der Protein-Gehalt und die Anfeuchter-Konzentrationen etwa 12 und 15% erreichen, wobei der Gehalt an Acryl-Copolymeren ungefähr 25 Gew.-% beträgt.

Die Zusammensetzungen der Tabelle 1 werden hergestellt, indem das proteinhaltige Material in einer Mindestmenge von heißem (80 bis 95°C) Wasser (zugegebenem Wasser) gelöst wird, zu dem der Rest der Materialien zugeführt wird.

Filme werden aus geeigneten Zusammensetzungen der Tabelle 1 durch Zugabe von, z. B., einer Nylon-Matrix hergestellt. Die Matrix wird auf ein mit Polytetrafluorethylen überzogenes Tablett gelegt, und eine geeignete Zusammensetzung wird aufgetragen. Der Film wird daraufhin in einem Ofen bei 85 bis 95°C für ungefähr 20 bis 30 Minuten hergestellt. Die entstehenden Filme sind faltbar und elastisch und besitzen gute Reißfestigkeit. Die Filmdicke kann zwischen 0,05 bis 0,4 mm variieren.

Die Filme eignen sich für den Schutz von Brandwunden ersten und zweiten Grades und fördern schnelles Abheilen.

Zusammensetzungen, die sich als Formulierungen zum Auftragen eignen, bleiben flüssig, wenn sie in Abwesenheit von Luft gelagert werden, z. B. in luftdichten Flaschen. Die Auftragung derartiger Zusammensetzungen auf leichtere Brandwunden, wie z. B. Sonnenbrand, bewirkt sofortige Erleichterung, wenn sie direkt auf die betroffene Fläche aufgebracht werden.

Die Zusammensetzungen können einfach aufgepinselt werden und trocknen in etwa 3 bis 4 Minuten zu einem schützenden, polymerisierten Film.

Dieser Film bewirkt eine sofortige Besserung der Sonnenbrand-Symptome und verhindert Irritation durch Kleidung.

Dieser Film wird einfach durch Einweichen in Wasser entfernt (oder durch In-Kontakt-Bringen mit Wasser unter einer Dusche).

Der Film absorbiert Wasser und gleitet dann ohne Schwierigkeiten ab.

Auftragsstellen für einen Vergleich zwischen Tulle-Gras und den erfindungsgemäßen biosynthetischen Filmen wurden auf dem Rücken eines Schweines hergestellt, indem stellenweise Hautflächen (6 cm × 6 cm) der Dicke 600 bis 700 µm mit Hilfe eines elektrischen Dermatoms entfernt wurden. Eigentransplantate wurden zur Kontrolle benutzt. Es wurden ebenfalls Zenographen von menschlicher Haut verwendet. Stanz-Biopsien aller Flächen wurden histologisch drei, sechs und neun Tage nach Auftragen der Zusammensetzungen untersucht. Diese Filme können mit Ethylenoxid sterilisiert werden oder mit Gammastrahlen bestrahlt werden, woraufhin sie unbeschränkt haltbar sind. Die Minimaldosis-Rate beträgt 2,5 Megarad.

Thermische Verletzung von Schweinehaut

Zur Herstellung von Brandwunden partieller und vollständiger Dicke auf dem Rücken von Schweinen wurde eine mit heißem Wasser temperatur-gesteuerte Vorrichtung unterschiedliche Zeiten und mit unterschiedlichen Temperatur-Schwellen eingesetzt. Die Brandfläche war 6 cm im Durchmesser, um eine runde Brandwunde hervorzurufen. Biosynthetische Filme wurden verwendet, um die verbrannten Flächen zu bedecken.

Tabelle 2

Brandwunden vollständiger Dicke

Tabelle 3

Rezeptor-Stellen partieller Dicke

In allen Fällen fanden keine Nebenreaktionen auf den Donor-Stellen der biosynthetischen Film-Abdeckungen statt.

Vor den Experimenten wurden alle Schweine betäubt.

Brandwunden ersten und zweiten Grades heilten zum Normalzustand nach einem Zeitabschnitt von 12 bis 14 Tagen unter einem biosynthetischen Film-Überzug ab, die Regeneration des Epithels war vollständig.

Die Protein/Anfeuchter-Verhältnisse, die im Acryl-Copolymeren enthalten sind, befähigen die gebildeten Filme, durchlässiger zu sein und etwa 20% ihres eigenen Gewichts an Wasser zu absorbieren. Derartige Filme wurden hergestellt, um den Verdampfungsprozeß zu messen. Diese Filme wurden auf den Oberarm und Brust von Leuten mit normaler Haut aufgetragen.

Gewichts- und Temperatur-Veränderungen wurden während des Experiments gemessen. Die Filmdicke betrug etwa 300 µm, wobei der Film 300 g Gesamtfeststoff pro m² enthielt.

Tabelle 4

Temperatur-Reduktion der Hautoberfläche durch feuchtigkeitshaltigen, biosynthetischen Film

In allen Fällen wurden Temperaturmessungen unter dem biosynthetischen Film in engem Kontakt mit der normalen Haut durchgeführt. Die Messungen zeigen, daß ein Temperaturgefälle von 3,5°C aufgrund des Verdampfungsprozesses von Wasser aus dem biosynthetischen Film resultierte.

Tabelle 5

Verdampfungsverlust von Wasser aus biosynthetischem Film auf Oberarm und Brust

Tabelle 6

Dicke der biosynthetischen Filme, die sich für die Anwendung auf Brandwunden eignen

Die nützlichsten biosynthetischen Filme für die Anwendung auf Brandwunden bewegen sich zwischen 150 bis 350 µm Dicke. Dünnere Filme besitzen den Nachteil, daß sie empfindlich und weniger reißfest sind, während dickere Filme keinen Wert besitzen. Experimentelle Ergebnisse lassen annehmen, daß keine Mängel auftreten, wenn diese Filme auf Arme und Beine für einen Zeitraum von 21 Tagen aufgetragen werden. Dermatologische oder Haut-Unregelmäßigkeiten traten nicht auf.

Wenn die Formulierung mit einer weichen Bürste auf Patienten aufgetragen wird, die an einem akuten Sonnenbrand auf großen Flächen des Körpers leiden (ungefähr Verbrennungen erster Ordnung), wird der Schmerz beträchtlich verringert.

Im Falle anderer Verbrennungsarten (industrielle, häusliche usw.) können Emulsionen zum Auftragen zwischen den Fingern, Zehen und anderen unzugänglichen Flächen benutzt werden, wo biosynthetische Filme anwendbar wären. Während des Filmbildungsprozesses werden die bepinselten Flächen aufgrund der Wasserverdampfung gekühlt.

Die Emulsionen bilden nach 5 Minuten einen flexiblen und haltbaren Film zwischen 10 bis 30 µm Dicke. Derartige Filme sind durchlässig und bilden eine Luft- und Feuchtigkeitsbarriere. Die Filmdicke kann, falls notwendig, durch ein weiteres Auftragen erhöht werden. Derartige Filme können nicht leicht abgezogen werden, wenn sie erst einmal gebildet sind, sind jedoch sehr empfindlich gegenüber Wasser. Falls z. B. eine überzogene Hand oder Fuß in Wasser getaucht wird, oder ein Wasserstrahl direkt auf die Flächen gelenkt wird, wird der Film opak und rollt sich von selbst ab.

Formulierungen zum Aufpinseln können durch Gammastrahlen oder Einbau von Bakteriostaten sterilisiert werden und sind nützlich, um Verbrennungsbehandlungen zu unterstützen.

Präparationen mit hohem Gelatinegehalt werden fest, wenn sie Raumtemperatur erreichen. Durch Hochheizen derartiger Präparationen auf 45 bis 40°C kann ihre Verflüssigung erreicht werden, sie sind dann bereit für die Auftragung. Präparationen mit niedrigem Gelatinegehalt bleiben gelartig und können ohne den Erhitzungs-Prozeß verwendet werden.

Die für Verbrennungsbehandlungen entwickelten biosynthetischen Filme können auf einer oder beiden Seiten mit einem Siloxan-Spray besprüht werden, dessen Silikon-Moleküle an der Luft polymerisieren und derart einen feuchtigkeitsabstoßenden Film bilden. Die Silikonschicht ist weniger als 1 µm dick. Ein derartig hergestellter Film hat wasser- und blutabstoßende Eigenschaften und kann für spezielle Zwecke eingesetzt werden, um Ankleben auf Wunden oder Stoffe zu verhindern. Dieser doppelschichtige Film ist für Gase durchlässig und besitzt alle Eigenschaften, wie sie für die Erfindung beschrieben sind.

FREKOTE® 33 und 34, selbstpolymerisierte Silikone, das Aerosol enthält eine selbstpolymerisierende Flüssigkeit zum Aufsprühen, kann für die oben beschriebene Doppelschicht-Filmherstellung verwendet werden, da es gute wasserabstoßende Eigenschaften aufweist und nicht toxisch ist. Derartig hergestellte doppelschichtige Filme werden durch Gammastrahlen oder das Ethylenoxid-Verfahren sterilisiert.

Ein doppelschichtiger, biosynthetischer Film, auf den ein Polyurethanschwamm von 3 mm Dicke mit Hilfe eines biomedizinischen Druck-Klebers angebracht wurde, kann ebenfalls wertvoll bei manchen Verbrennungs-Fällen sein. Blut und Feuchtigkeit wird in der offenen Struktur des Polyurethans absorbiert und überflüssige Feuchtigkeit entweicht durch den biosynthetischen Film. Derartige doppelschichtige Filme können auch für die chirurgische Wundversorgung verwendet werden.

Biosynthetische versiegelnde Doppelschichten

DURAMUL® 617*) Biomedizinische Klebstoff-Emulsion 40% Feststoff
Davis-Fuller-Klebstoff-3409-Emulsion 40% Feststoff

Tabelle 7

Biosynthetische, durch Druck klebende Überzüge für biosynthetische Filme

Emulsionen mit starken Klebeeigenschaften sind Block- oder Copolymere, die Polyvinylacetate, Hydroxyethylenacrylate, Emulgatoren, Weichmacher und schnellhaftende Agentien enthalten. Derartige Materialien werden in der Herstellung von durch Druck klebenden Bändern und ähnlichem verwendet. Derartige Emulsionen enthalten normalerweise etwa 40 Gew.-% Feststoffe und haben starke Klebeeigenschaften, nachdem sie nach Aufsprühen oder Aufstreichen auf biosynthetische Filme aufgebracht worden sind. Sie können vorteilhaft benutzt werden, wenn biosynthetische Filme mit starken Klebeeigenschaften benötigt werden. Derartige Emulsionen müssen modifiziert werden, um sie weniger wasserwiderstandsfähig zu machen. Durch Einfügen von Gelatine und Glycerin in das Emulsionssystem werden die Klebeeigenschaften herabgesetzt, wenn sie in Kontakt mit Wasser kommen. Dieses ist eine wichtige Eigenschaft, da schmerzloses Entfernen sichergestellt sein muß, wenn das Opfer von Verbrennungen in ein Wasserbad gesetzt wird.

Zwei derartige Emulsionen mit ähnlichen Eigenschaften wurden für diesen Zweck untersucht (siehe Tabelle 7).

Für Testzwecke wurden die besten Ablöse-Eigenschaften mit dem Davis-Fuller-Kleber 3409 (s. S. 18) gefunden, der gemeinsam mit einem biosynthetischen Film verwendet wurde, auf einem Arm angebracht und anschließend in lauwarmem Wasser fünf Minuten eingetaucht wurde. Der Test 2 in der Tabelle 7 zeigt die beste Formulierung für die Herstellung von biosynthetischen Überzügen.

Die Überzüge werden aus mit Druck-Kleber behandelten biosynthetischen Filmen hergestellt, die in 3 cm breite Streifen geschnitten sind. Diese können dann auf die äußere Peripherie biosynthetischer Filme angebracht werden, wobei sie 1,5 cm auf dem Film und 1,5 cm auf der Haut des Patienten einen vollständigen Überzug ermöglichen.

Drei Patienten wurden mit biosynthetischen polymeren Filmen in der Verbrennungsabteilung des Alfred Hospitals, Monash University, in Melbourne, behandelt.

In diesen Behandlungen wurden die Filme auf Brüsten und Beinen angewendet. Auf Anbringung hin festigten sich die Filme selbst auf den verbrannten Flächen oder Donor-Stellen. Die Schmerzschwelle wurde beträchtlich herabgesetzt, wie aus der Patienten-Reaktion geschlossen werden konnte. Vorsichtshalber wurden die Filme an ihrem Platz durch offenmaschige Bandagen gehalten. Die verwendeten Filme waren ungefähr 30 cm × 25 cm groß, wodurch eine kontinuierliche und größere Fläche bedeckt werden konnte, als es bei unterbrochenen Schweine-Hautschichten normal ist. Es resultierte eine Epithelium-Regeneration ohne Narbengewebe. Kein unerwünschter Nebeneffekt oder ungünstige Hautreaktionen konnten auf den behandelten Flächen beobachtet werden. Nach Entfernen waren die Filme noch faltbar und weich, außerdem war der Angriff durch Bakterien zu einem Stillstand gekommen. Daher scheint es, daß biosynthetische Polymer-Filme ähnlich wie Schweinehautpräparate wirken und sogar bestimmte Vorteile gegenüber diesem besitzen.

Es scheint, daß zusätzlich zum Verbinden von Brandwunden diese Filme in der kosmetischen Chirurgie und bei allen anderen, externen Wunden eingesetzt werden können.

Bei Schweinen sind biosynthetische Polymer-Filme genauso wirksam wie Tulle-Gras zur Unterstützung der Epithelbildung. Im Gegensatz zu Tulle-Gras setzten diese Filme das Bluten herab und bleiben elastisch, gas- und dampfdurchlässig. Zusätzlich sind sie transparent, so daß die Wundheilung beobachtet werden kann, ohne daß der Patient dem Trauma des schmerzhaften Entfernens ausgesetzt wird. Falls diese Filme nichtsdestoweniger an Blut kleben sollten, können sie leicht durch Anwendung von warmem Wasser oder Eintauchen in ein Bad entfernt werden. Es ist experimentell demonstriert worden, daß biosynthetische Polymer-Filme den Zutritt von Bakterien verhindern.

Biosynthetische Polymer-Filme sind schnell und leicht zu reproduzieren und machen den zeitaufwendigen und unangenehmen Prozeß des Tötens von Schweinen und anschließendem Säubern und Abziehen ihrer Häute, gefolgt von dem teuren Lagerungsverfahren unter flüssigem Stickstoff unnötig.

Daher kann eindeutig gesehen werden, daß in jeder Hinsicht die Verwendung von biosynthetischen Filmen einen beträchtlichen wirtschaftlichen Fortschritt für die Behandlung von Verbrennungspatienten bringen wird.

Es ist weiterhin gefunden worden, daß, wenn eine erfindungsgemäße Komposition in flüssiger Form auf eine Brandwunde gepinselt oder aufgebracht wird, die durch Sonnenverbrennungen zustande kam, ein Film auf der Haut gebildet wird, der eine beträchtliche Erleichterung der Sonnenbrand-Symptome und schnelle Erholung der verbrannten Haut unter dem so gebildeten biosynthetischen Polymerfilm ermöglicht.

Claims (9)

1. Verfahren zum Herstellen eines biosynthetischen Polymerfilms, wobei eine filmbildende Zusammensetzung mit einem Gehalt an Acrylpolymeren, Anfeuchter und Wasser verwendet wird, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• (a) Herstellen einer wäßrigen Emulsion folgender Zusammensetzung:
  • (i) mindestens 10 Gew.-%, bezogen auf das Trockengewicht, in Wasser dispergierbare Acrylpolymere mit zwischen 50 bis 500 Monomereinheiten;
  • (ii) 2 bis 30 Gew.-% Anfeuchter, ausgewählt aus Glycerin, Polyethylenglycol und 1,2-Propandiol;
  • (iii) 0,5 bis 15 Gew.-% eines wasserlöslichen, proteinhaltigen Materials; und
  • (iv) 30 bis 70 Gew.-% Wasser; und
• (b) Aufbringen der Emulsion zur Herstellung eines Flüssigkeitsfilms und Aushärtenlassen dieses Films.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserlösliche, proteinhaltige Material ausgewählt ist aus der Gruppe Gelatine oder menschlichem, Schweine- oder Ei-Albumin.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aushärtenlassen des Flüssigkeitsfilms eine verstärkende Nylonmatrix darin dispergiert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen 12 und 33 Gew.-% Acrylpolymeres verwendet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen 3,7 bis 28,4 Gew.-% Glycerin als Anfeuchter verwendet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als proteinhaltiges Material zwischen 2,8 und 15 Gew.-% Gelatine verwendet werden.

7. Polymerfilm, herstellbar mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6.

8. Polymerfilm nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Filmdicke zwischen 0,05 und 0,4 mm.

9. Verwendung des Polymerfilms nach Anspruch 7 oder 8 als Wundverband, insbesondere für Brandwunden.