DE3225102A1

DE3225102A1 - Gewebeklebstoff sowie verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE3225102A1
Application number: DE19823225102
Authority: DE
Inventors: Yendra Dr. 1224 Wien Linnau; Heinz Dr. 1200 Wien Redl; Thomas Dr. 1180 Wien Seelich
Original assignee: Immuno AG; Immuno AG fuer Chemisch Medizinische Produkte
Current assignee: Oesterreichisches Institut fuer Haemoderivate
Priority date: 1981-07-28
Filing date: 1982-07-05
Publication date: 1983-02-17
Also published as: IT8222595A0; NL192665B; SE8204064L; NL8202982A; ES514441A0; CH659187B; GB2102811B; AT369990B; JPS5826821A; JPH0696039B2; SE459848B; DK300682A; DK157977C; ES8306023A1; GB2102811A; SE8204064D0; ATA333781A; FR2510408A1; AR227252A1; CA1168982A

Description

IMMUNO Aktiengesellschaft für chemisch-medizinische Produkte Wien, Österreich

Gewebeklebstoff sowie Verfahren zu dessen Herstellung

Die Erfindung betrifft einen Gewebeklebstoff auf Basis von menschlichen oder tierischen Proteinen mit einem Gehalt an Faktor XIII, Fibrinogen und einem Antibiotikum sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung. 5

Es sind bereits aus den AT-PSen 359 652 und 359 653 Verfahren zur Herstellung eines Gewebeklebestoffes mit einem Gehalt an Fibrinogen und Faktor XIII bekannt, bei welchen bestimmte Konzentrationsverhältnisse an Faktor XIII zu Fibrinogen und gegebenenfalls Albumin eingestellt und die Präparate tiefgefroren oder lyophilisiert werden. Diese Präparate hatten im wesentlichen zufriedenstellende Eigen¹* schäften, nämlich eine hohe Belastbarkeit der Klebungen und eine gute Resorbierbarkeit; jedoch ist es wünschenswert, diese Präparate im Sinne einer antimikrobiellen Wirksamkeit zu verbessern.

Es wurde zwar bereits in der US-PS 2,533,004 sowie von Fellinger u.a. in der feitschrift "Der Tuberkulosearzt" (6/11, 1952) vorgeschlagen, Fibrinogen-Lösungen mit Anti¹-biotika zu versetzen und diese als Wundklebstoff zu verwenden, jedoch ergeben diese erst am Krankenbett zu bereitenden Lösungen keine ausreichende Haltbarkeit und Belastbarkeit der daraus gebildeten Fibringerinnsel.

Es ist weiters aus einer Arbeit von Bosch et al., Archiv für orthopädische und Unfall-Chirurgie, Band 90 (1977), Seiten 63 bis 75, bekannt, in Verbindung mit Knochentransplantaten zur Auffüllung von Knochendefekten ein Fibrinklebesystem anzuwenden, wobei das Fibrin am Ort der Wahl unmittelbar an der Knochenhöhle durch Zusatz von Thrombin zu einer Fibrinogenlösung gebildet wird. Nach Bedarf wurden dabei auch handelsübliche Kombinationspräparate des Neomycins in Pulverform zugesetzt.

Schließlich wurde nach der PCT-Anmeldung 80/00083 vorgeschlagen, ein Fibrinogen-Antibiotikumgel zu bereiten, wobei eine am Krankenbett zu bereitende Mischung von^Kryo-'präzipitat mit Tobramycin und Gentamycin als Antibiotikum zur Anwendung gelangt.

Nach eigenen Versuchen wurde festgestellt, daß die beschriebenen und bekannten Gewebeklebstoffe, die Fibrinogen, Faktor XIII und ein Antibiotikum enthalten, die gewünschte Kombination der Eigenschaften, nämlich eine hohe Belastbarkeit der Klebungen und eine antimikrobielle Wirksamkeit, nicht besitzen, sondern daß zwischen den Antibiotika und dem Faktor XIII eine nachteilige Wechselwirkung eintritt, mit der Folge, daß die Vernetzungsfähigkeit des Fibrinogen stark zurückgeht und die Gerinnungsfähigkeit ungünstig beeinflußt wird. Infolgedessen kommt es zu einer geringeren Festigkeit und Haftfähigkeit des Klebers an den Wund- bzw. Gewebsflachen.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Präparate besteht darin, daß die Abgabe des Antibiotikums an das Gewebe zu schnell erfolgt, sodaß die Retardation des Antibiotikums nicht ausreicht, um über längere Zeit zu wirken und eine hohe Wirkstoffabgabe zu erzielen.

Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile

und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, einen Gewebeklebstoff menschlichen oder tierischen Ursprungs zu schaffen, der die oben angeführten Kombinationseigenschaften erfüllt und eine bessere Wirksamkeit des Antibiotikums garantiert.

Die gestellte Aufgabe wird bei einem Gewebeklebstoff der eingangs definierten Art dadurch gelöst, daß das Verhältnis von Faktor XIII zu Fibrinogen, ausgedrückt in Einheiten des Faktor XIII pro g Fibrinogen, mindestens 500 beträgt und ein Antibiotikum aus der Gruppe umfassend Aminoglycoside, Betalactame, Polypeptide und Tetracycline enthalten ist.

Vorteilhaft ist bei einem tiefgefrorenen Gewebeklebstoff Faktor XIII in einer Menge von mindestens 40 Einheiten/ml enthalten.

Gemäß einer anderen Ausführungsform sind bei einem lyophilisierten Gewebeklebstoff mindestens 33 Gew.% Fibrinogen enthalten, wobei Faktor XIII in einer Menge von mindestens 170 Einheiten/g Lyophilisat vorhanden ist.

Zweckmäßig ist zusätzlich ein Plasmin-Inhibitor bzw. Plasminogen-Aktivator-Inhibitor aus.der Gruppe Aprotinin, «2~^Antiplasmin, C^-Makroglobulin, <3L -An ti trypsin, S -Aminocapronsäure und Tranexamsäure enthalten.

Vorteilhaft liegt der Gewebeklebstoff als zweikomponentiges Präparat vor, wobei in der ersten Komponente Faktor

XIII, Fibrinogen und der Plasmin-Inhibitor bzw. Plasminogen -Aktiva tor-Inhibitor enthalten ist, während in der zweiten Komponente das Antibiotikum, Thrombin und zweiwertiges Calcium enthalten sind.
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Bevorzugt ist das Antibiotikum in Form eines schwer löslichen Derivates enthalten. Eine Variante dieser Aus-

führungsform besteht darin, daß neben dem schwer löslichen Derivat auch ein leicht- lösliches verwendet wird, gegebenenfalls verteilt in den beiden Komponenten des-Gewebeklebstoffes . Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß das leicht lösliche Derivat schnell abgegeben wird und eine hohe Anfangswirksamkeit gewährleistet, wogegen das schwer lösliche eine lang dauernde Wirksamkeit begründet.

Die Erfindung umfaßt des weiteren ein Verfahren zur Herstellung des Gewebeklebstoffes, wobei eine Modifikation darin besteht, daß in einer Fibrinogen-hältigen Blutplasmafraktion ein Konzentrationsverhältnis von Faktor XIII zu Fibrinogen, ausgedrückt in Einheiten des Faktor XIII/g Fibrinogen, von mindestens 500 durch Zugabe von Faktor XIII eingestellt wird, worauf das Antibiotikum zugefügt und das Präparat tiefgefroren oder lyophilisiert wird.

Nach einer anderen Modifikation wird in einer Fibrinogenhältigen Blutplasmafraktion ein Konzentrationsverhältnis von Faktor XIII zu Fibrinogen, ausgedrückt in Einheiten des Faktor XIII/g Fibrinogen, von mindestens 500 durch Zugabe von Faktor XIII eingestellt , worauf das Präparat tiefgefroren oder lyophilisiert und nach Auftauen bzw. Rekonstituieren mit einer Antibiotikum-hältigen Lösung vereinigt wird. Bei dieser Ausführungsform kann das Antibiotikum nach dem Auftauen zugesetzt oder der Rekonstitutionslösung zugegeben werden. Es ist jedoch bei diesen Ausfuhrungsformen darauf zu achten, daß eine Mindestkonzentration des Faktors XIII nicht unterschritten wird; sie soll über.40 Einheiten/ml liegen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform, bei der die Fibrinogen-hältige Blutplasmafraktion mit einer Pufferlösung gewaschen wird, wird der Waschprozeß bis zum Erreichen einer Faktor XIII-Konzentration von 200 Einheiten Faktor XIII/g Fibrinogen durchgeführt, worauf Faktor XIII

in einer Menge von mindestens 300 Einheiten/g Fibrinogen in Form eines Konzentrates oder Lyophilisates zugefügt wird.

Der erfindungsgemäße Gewebeklebstoff bzw. das Verfahren zu seiner Herstellung werden in den nachfolgenden Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1:

Aus humanem eingefrorenem Frischplasma wurde durch Erwärmen auf 2°C Kryopräzipitat (100 g) gewonnen, durch Zentrifugieren abgetrennt und ±i einer Puff er lösung, enthaltend Na₃-Citrat, NaCl, Glycin, Glucose, Aprotinin und Heparin bei einem pH-Wert von 6,5 zweimal gewaschen ■15 und der abgetrennte Niederschlag in einer glycinhältigen Pufferlösung (255 ml) bei einem pH-Wert von 7,9 gelöst. Es wurde festgestellt, daß in dieser Lösung ein Verhältnis von Faktor XIII zu Fibrinogen von 226 Einheiten Faktor Xlll/g Fibrinogen enthalten war. Zur Einstellung des erfindungsgemäß gewünschten Verhältnisses von mehr als E/g Fibrinogen wurde der Lösung ein Faktor xm-aäparat in Pulverform mit 9000 Einheiten zugesetzt, wodurch das Konzentrationsverhältnis der Lösung nunmehr auf 826 Einheiten Faktor XIII/g Fibrinogen aufgestärkt wurde. Diese Lösung wurde sterilfiltriert; sodann wurden 1,7 g Gentamycin unter sterilen Bedingungen zugefügt, die Mischung in Endbehälter (2,5 ml) abgefüllt, tiefgefroren und lyophilisiert

Beispiel 2:

Die Herstellung der Gewebeklebstoffbasis aus Kryopräzipitat wurde in gleicher Weise vorgenommen wie in Beispiel 1, mit dem Unterschied, daß nach einmaligem Waschen der Kryoprazipitatniederschlag durch Erwärmen auf 37°C verflüssigt und 13600 Einheiten Faktor XIII in Pulverform zugesetzt wurden. Dabei erhielt man ein Verhältnis von Faktor XIII zu Fibrinogen von 967 Faktor XIII-Einh./g Fibrinogen. f

Der Lösung wurde als Antibiotikum 5,67 g 7-^Thienyl) (2)-acetamido7-cephalosporansäure zugefügt. Die so erhaltene Suspension wurde in Endbehälter (1 ml) gefüllt und tiefgefroren. Paktor XIII ist in dem abgefüllten Präparat in einer Menge von 87 E/ml enthalten.

Die Applikation der nach den Beispielen 1 und 2 hergestellten Gewebeklebstoffe erfolgt vorteilhaft dadurch, daß die aufgetaute, bzw. rekonstituierte Mischung mit Thrombin und Calciumchlorid gemischt und auf das zu verbindende Gewebe aufgetragen wird. Es ist auch möglich, die beiden Komponenten getrennt auf das zu verbindende oder auszufüllende Gewebe aufzubringen.

Beispiel 3:

Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde bis auf die Zugabe des Antibiotikums wiederholt. Der gewaschene Niederschlag wurde nach Auflösen in Pufferlösung sterilfiltriert, in Endbehälter (2,5 ml) abgefüllt, tiefgefroren und lyophilisiert, womit die erste Komponente des erfindungsgemäßen Gewebeklebstoffes lagerfähig gemacht wurde. Die zweite Komponente wurde vor der Applikation aus einer Lösung von Thrombin und Calciumchlorid durch Zugabe von 7~ZT(Thienyl)-(2)-acetamidg7-cephalosporansäure (30 mg/ml) bereitet.

Beispiel 4:

Die Vorgangsweise nach Beispiel 2 wurde wiederholt, wobei nach Auflösen des Kryopräzipitatniederschlags Gentamycin (1,89 g) zugegeben, die Lösung in Endbehälter (1 ml) abgefüllt und tiefgefroren wurde. Damit liegt die erste Komponente des erfindungsgemäßen Klebers in lagerfähiger Form vor. Die zweite Komponente enthaltend 30 mg 7- ^Thienyl) - (2) -acetamido?-cephalosporansäure pro ml einer Calciumchlorid-Thrombinlösung wurde vor der Applikation bereitet.

Anstelle des nach den Beispielen 1 bis 4 zugefügten Aprotinins können als Plasmin-Inhibitor bzw. Plasminogen-

Aktivator-Inhibitor einer oder mehrere der folgenden; (X₀-Antiplasmin, C^-Makroglobulin, U^ -An ti tr yp s i n, C -Aminocapronsäure und Tranexamsäure verwendet werden.

Die erfindungsgemäß hergestellten Gewebeklebstoffe ' besitzen eine generelle Anwendbarkeit zum nahtlosen Verbinden von menschlichem oder tierischem Gewebe oder Organteilen zur Wundversorgung und Blutstillung bei wesentlich verbesserter antimikrobieller Wirksamkeit.

Die verbesserten Klebeeigenschaften bei in gleicher Weise verbesserter antimikrobieller Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Gewebeklebstoffe ergibt sich aus den folgenden, tabellarisch zusammengefaßten Vergleichsbeispielen; hierbei wurde der Vernetzungsgrad erfindungsgemäßer Gewebeklebstoffe mit erhöhtem Faktor XIII/Fibrinogen-Verhältnis dem Vernetzungsgrad bekannter Gewebeklebstoffe ohne erhöhtes Faktor XIII/Fibrinogen-Verhältnis gegenüber gestellt, jeweils bei Verwendung verschiedener Antibiotika. Der a-Vernetzungsgrad ist nach der Natriumlaurylsulfat-(SDS)-Polyacrylamid-Gelelektrophorese-Methode bestimmt, die derart durchgeführt wird, daß nach dem Vermischen des Gewebeklebstoffes mit dem gleichen Volumen einer Lösung, enthaltend 40 uMol CaCl₂ und 15 NIH-Einheiten (US National Institute of Health-Einheiten) Thrombin pro ml, die Mischung bei 37°C inkubiert wird. Der ot-Vernetzungsgrad wird nach Stoppen der Reaktion und reduktiver Spaltung der in den Proteinen enthaltenen Disulfidbrücken durch Zugabe eines Gemisches von Harnstoff, Natriumdodecylsulfat und p-Mercaptoäthanol mittels Gelelektrophorese bestimmt.

Im weiteren Teil der Tabelle wurde die Clotfestigkeit im Thrombelastographen eines erfindungsgemäßen Gewebeklebstoffes einem bekannten gegenübergestellt, wobei Gentamycin als Antibiotikum zugegeben wurde.

Schließlich enthält die Tabelle Reißfestigkeitsvergleichswerte eines erfindungsgemäßen Gewebeklebstoffes

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mit einem bekannten, bei Verwendung mit Gentamycin als Antibiotikum.

Fibrin α-Vernetzung (bei 37°C nach 60 min)

Antibiotikum	erfindungsgemäßer	Gewebeklebstoff
zusatz	Gewebeklebstoff mit	ohne erhöhtem
	erhöhtem Faktor XIII-	Faktor XIII-Gehalt
	Gehalt >500 E/g Fbg.
Gentamycin	70 %	30 %
Neomycin	41 %	21 %
Fosfomycin	47 %	24%
Azlocillin	66 %	42 %
Doxyeyelin	65 %	26 %
Cefoxitin	54 %	44 %

Clotfestigkeit im Thrombelastographen (37°O60 min) £=Elastizitätsmodul

20 Gentamycin

1150

426

Reißfestigkeit in g/cm* (37°C-3O min)

25 Gentamycin

1283

999

Schließlich wurde noch ein Vergleichsbeispiel bezüglich der Antibiotika-Abgabe aus einem nach Beispiel 4 hergestellten Gewebeklebstoff durchgeführt, wobei in einem in-vitro-Versuch nach 72 Stunden bereits 85 % des Gentamycins aus einem mit diesem Klebstoff hergestellten Clot abgegeben wurden. Nach 96 Stunden wurde eine Abgabe von Gentamycin nicht mehr festgestellt, während die 7-/■(Thienyl)-(2)-acetamidg7-cephalosporansäure noch nach 8 Tagen nachweisbar war.

Claims

225*10*2 Patentansprüche:

1. Tiefgefrorener bzw. lyophilisierter Gewebeklebstoff auf Basis von menschlichen oder tierischen Proteinen, mit einem Gehalt an Faktor XIII, Fibrinogen und einem Antibiotikum, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Faktor XIII zu Fibrinogen, ausgedrückt in Einheiten des Faktors XIII pro g Fibrinogen, mindestens 500 beträgt und ein Antibiotikum aus der Gruppe umfassend Aminoglycoside, Betalactame, Polypeptide und Tetracycline enthalten ist.
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2. Tiefgefrorener Gewebeklebstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Faktor XIII in einer Menge von mindestens 40 Einheiten/ml enthalten ist.

3. Lyophilisierter Gewebeklebstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 33 Gew.% Fibrinogen enthalten sind, wobei Faktor XIII in einer Menge von mindestens 170 Einheiten/g Lyophilisat vorhanden ist.

4. Tiefgefrorener bzw. lyophilisierter Gewebeklebstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Plasmin-Inhibitor bzw. Plasminogen-Aktivator-Inhibitor aus der Gruppe Aprotinin, ou-Antiplasmin, ^oc ₂~^Ma'^cro"" globulin, «'--Antitrypsin, C.-Aminocapronsäure und Tranexamsäure enthalten ist.

5. Gewebeklebstoff nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er als zweikomponentiges Präparat vorliegt, wobei in der ersten Komponente Faktor XIII, Fibrinogen und der Plasmin-Inhibitor bzw. Plasminogen- - Aktivator-Inhibitor enthalten ist, während in der zweiten Komponente das Antibiotikum, Thrombin und zweiwertiges Calcium enthalten sind.

6. Tiefgefrorener bzw. lyophilisierter Gewebeklebstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antibiotikum in Form eines schwer löslichen Derivates enthalten ist.

7. Verfahren zur Herstellung eines Gewebeklebstoffes auf Basis von menschlichen oder tierischen Proteinen nach den Ansprüchen 1 bis 6, mit einem Gehalt an Faktor XIII, Fibrinogen, einem Plasmin-Inhibitor bzw. Plasminogen-Aktivator-Inhibitor und einem Antibiotikum aus der Gruppe umfassend Aminoglycoside, Betalactame, Polypeptide und Tetracycline, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Fibrinogen-hältigen Blutplasmafraktion ein Konzentrationsverhältnis von Faktor XIII zu Fibrinogen, ausgedrückt in Einheiten des Faktor XIII/g Fibrinogen, von mindestens 500 durch Zugabe von Faktor XIII eingestellt wird, worauf das Antibiotikum zugefügt und das Präparat tiefgefroren oder lyophilisiert wird.

8. Abgeänderte Ausführungsform nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ih einer Fibrinogen-hältigen Blutplasmafraktion ein Konzentrationsverhältnis von Faktor XIII zu Fibrinogen, ausgedrückt in Einheiten des Faktor XIII/g Fibrinogen, von mindestens 500 durch Zugabe von Faktor XIII eingestellt wird, worauf das Präparat tiefgefroren oder lyophilisiert und nach Auftauen bzw. Rekonstituieren mit einer Antibiotikum-hältigen Lösung vereinigt wird.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 7 und 8, wobei die Fibrinogen-hältige Blutplasmafraktion mit einer Pufferlösung gewaschen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Waschprozeß bis zum Erreichen einer Faktor XIII-Konzentration von 200 Einheiten Faktor XIII/g Fibrinogen durchgeführt wird, worauf Faktor XIII in einer Menge von mindestens 300 Einheiten/g Fibrinogen in Form eines Konzentrates oder Lyophilisates zugefügt wird.