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ANWENDUNGSGEBIET
DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft Stoffe, die
in der Lage sind, eine relativ große Menge einer Flüssigkeit
zu absorbieren. Gewisse Ausführungsformen
solcher Stoffe sind insbesondere nützlich, um Blutungen entsprechend
zu steuern.
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STAND DER
TECHNIK
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Es ist bekannt, bei verschiedenen
medizinischen und anderen Anwendungen fadenförmige Materialien, einschließlich Garne,
einzusetzen, die bei Anwesenheit von Feuchtigkeit gelieren und die
Körperflüssigkeiten
aufnehmen. Solche Materialien werden in der Chirurgie als Tupfer
eingesetzt, als blutstillende Mittel und als Rundverbände. Das
Problem solcher Materialien besteht darin, dass sie die Tendenz haben,
in ihrer Festigkeit nachzulassen, wenn sie feucht werden. Aus diesen
Materialien gebildete Strukturen brechen leichter oder verlieren
ihre Intaktheit infolge der Absorption von Blut und Körperflüssigkeiten.
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Materialien, die für diesen
Zweck eingesetzt werden, sind Kollagen, oxidierte Cellulose, Kalziumalginate
und haemostatische Gelatine. Solche Materialien werden hier generell
als gelbildende Materialien bezeichnet und Fäden aus solchen Materialien werden
als gelbildende Fäden
bezeichnet.
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Ein besonderes Material dieser Art
ist Natriumcarboxilmethylcellulose (CMC), von dem Stapelfasern bei
nicht gewebten Stoffen üblicherweise
nach Verletzungen oder nach chirurgischen Eingriffen als Wundverbände eingesetzt
werden. CMC bildet ein Gel bei Kontakt mit Wasser, Blut oder Körperflüssigkeiten
und erbringt eine Quellreaktion bei der Absorption solcher Materialien.
CMC erleichtert die Blutgerinnung und absorbiert jegliche Absonderung,
so dass es daher blutstillende Wirkung hat. Zusätzlich ist es bekannt, dass
CMC hydroskopische Eigenschaften besitzt, so dass es mit gerinnendem
Blut nicht leicht trocknet, so dass es in einfacher Weise wieder
abgenommen werden kann, ohne dass Nachblutungen verursacht werden.
Wenn es dagegen eintrocknet, kann es leicht durch Befeuchtung mit
Wasser oder einer Salzlösung
in einen Zustand überführt werden,
in welchem es wiederum gelbildend wirkt.
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Aus der PCT-Anmeldung mit der Veröffentlichungsnummer
WO 98/46818 ist eine zusammengesetzte Struktur bekannt, die gelbildende
Fasern und übliche
textile Fasern aufweist. Die in dieser Druckschrift beschriebenen
gelbildenden Fasern sind im Wesentlichen dieselben, wie sie hier
in Garnform bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden.
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Bei der in der WO 98/46818 beschriebenen Struktur
werden die gelbildenden Fasern in einen gewebten Stoff gleichsam
eingelegt. Die Anmelderin ist jedoch der Ansicht, dass eine dort
beschriebene gewebte Struktur ihre physikalische Unversehrtheit
in hohem Maße
bei dem Gelieren der gelbildenden Fasern verlieren würde, so
dass sie für
Anwendungen nicht geeignet wären,
bei denen der Stoff gedehnt wird, während die Gelbildung der Fasern
stattfindet.
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BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Durch die vorliegende Erfindung wird
ein zusammengefügter
gewirkter oder gestrickter, gewebter oder geflochtener Stoff bereitgestellt,
der aus einer Kombination eines gelbildenden Garns und eines verstärkenden
Garns besteht. Dabei ist das verstärkende Garn gewirkt oder gestrickt,
gewebt oder geflochten, so dass der Stoff die Eigenschaft erhält, seine
strukturelle Unversehrtheit beizubehalten, und zwar unabhängig von
dem gelbildenden Garn.
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Bei einer Ausführungsform nach der vorliegenden
Erfindung weist das gelbildende Material ein blutstillendes Material,
wie beispielsweise Natriumcarboxilmethylcellulose (CMC) auf.
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Typischerweise ist das verstärkende Garn ein
dünnes
festes synthetisches Material, wie beispielsweise Nylon.
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Bei dem gewirkten oder gestrickten,
gewebten oder geflochtenen Stoff nach der vorliegenden Erfindung
kann das gelbildende Material im gleichen Garnweg wie ein Teil oder
das gesamte verstärkende Garn
verschlungen sein. Das gelbildende Material kann aber auch mit anderer
Schlingenbildung angeordnet sein, indem es in das verstärkende Garn
eingelegt oder mit diesem verwebt ist.
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Nach einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung kann der Stoff durch Weben, Wirken, Stricken, Flechten
zu einem zusammengesetzten Stoff aus einem verstärkenden Garn und einem gelbildenden
Garn zusammengefügt
sein, beispielsweise unter Mitverwendung von Oxicellulose oder CMC.
Alternativ kann ein solcher Stoff durch Weben, Wirken, Stricken
oder Flechten mit einem verstärkenden
Garn, einem Cellulosegarn erstellt sein, wobei das Gewebe, das Gestrick
oder die geflochtene Struktur so ausgebildet sind, dass die strukturelle
Unversehrtheit des Stoffes nur von dem verstärkenden Garn abhängig ist,
wenn das Cellulosegarn in dem Stoff zu Oxicellulose oder zu Natriumcarboxilmethylcellulose
umgewandelt wurde.
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Der Umwandlungsprozess verläuft in bekannter
Weise und erfordert nur, dass das verstärkende Garn widerstandsfähig gegen
Chemikalienangriff während
des Umwandlungsprozesses ist. Das Cellulosegarn, welches so umgewandelt
wird, ist in der Tat gelbildend, hochabsorbierend und kann darüber hinaus
blutstillend sein. In der gestrickten Gestalt ist der erzeugte flüssigkeitsabsorbierende
Stoff dehnbar, und zwar in dem Maße, in dem auch das verstärkende Garn
und/oder die Struktur des Stoffes dehnbar ist. Ein solcher Stoff
behält
seine strukturelle Unversehrtheit sogar unter Dehnung als auch dann, wenn
das gelbildende Garn Wasser oder Blut oder Körperflüssigkeit absorbiert und ein
Gel gebildet hat, bei.
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Dieser Umwandlungsprozess kann sich auch
als nützlich
in Verbindung mit nicht-verstärktem gewirktem,
gestricktem, gewebtem oder geflochtenem Cellulosestoff erweisen,
also mit Cellulose enthaltenden Stoffen ohne verstärkendes
Garn, sowie auch bei nicht-gewebten Strukturen, die Vorgängerstoffe
solcher gelbildenden Fasern oder Garne aufweisen.
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Eine noch weitere Ausführungsform
eines verstärkten
gelbildenden absorbierenden Stoffes entsprechend der vorliegenden
Erfindung kann dadurch hergestellt werden, indem der Stoff oder
eine andere Struktur mit einem zusammengesetzten Garn zusammengefügt wird.
Das Garn kann selbst ein Kompositwerkstoff oder eine Kombination
von einem gelbildenden Faden (oder einem Vorgänger hiervon, der wie oben
beschrieben umwandelbar ist) mit einem verstärkenden Faden zusammengefügt werden. Ein
solches zusammengesetztes Garn kann ein Garn aufweisen, welches
aus einer Kombination solcher Fasern und einem Kernfaden zusammengefügt ist, wobei
der Kernfaden ein kontinuierliches Bündel aus einem verstärkenden
Filament oder aus Filamenten zusammengesetzt ist, wie beispielsweise
Nylon.
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KURZBESCHREIBUNG
DER FIGUREN
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eines Gestrickes nach der vorliegenden
Erfindung.
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2 zeigt
eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform
eines Gestrickes nach der vorliegenden Erfindung.
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BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG IM EINZELNEN
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich in einer Ausführungsform
auf einen zusammengefügten Stoff,
der seine strukturelle Unversehrtheit auch dann beibehält, wenn
er eine große
Menge Flüssigkeit
aufnimmt. Ein solcher Stoff ist in der Anwendung insbesondere dann
nützlich,
wenn es um die Steuerung eines Blutungsvorgangs geht. Ein Anwendungsgebiet für einen
solchen Stoff stellt eine dehnbare blutstillende Einrichtung dar,
wie sie bei Blutungen in Körperhöhlen einsetzbar
ist, wie dies in einer separaten Patentanmeldung gemäß US-Anmeldung
Serial Nr. 09/406,166 mit Anmeldetag vom 27.09.1999 beschrieben
ist.
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In der vorliegenden Anmeldung wird
der Begriff "blutstillend" auf ein Material
angewendet, welches das Bluten verzögert oder verhindert. Solche gelbildenden
Materialien, wie beispielsweise CMC, werden als blutstillende Materialien
bezeichnet. Der Ausdruck "verstärkendes" Garn bezieht sich
auf ein Garn, welches eine größere Zugfestigkeit
in befeuchtetem Zustand aufweist, als es ein gelbildendes Garn besitzt,
mit dem es kombiniert ist.
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Das Wort "Garn",
wie es vorliegend benutzt wird, bezieht sich auf ein Material undefinierter
Länge,
welches durch Weben, Stricken, Wirken oder Flechten verarbeitet
werden kann und typischerweise ein oder mehrere endlose Materialbündel oder eine
Vielzahl relativ kurzer Fasern umfasst, die zu einem Faserbündel in
Endlosform versponnen sind. Es kann sich auch um eine Kombination
kontinuierlicher Fäden
und gesponnener Fasern handeln.
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Gelbildende Materialien oder Garne,
wie sie hier generell angesprochen sind, erweichen typischerweise
bei der Gelbildung oder sie lösen
sich teilweise auf, wenn sie mit einer entsprechenden Flüssigkeit,
wie beispielsweise Blut, in Kontakt kommen. Ein solches Material
absorbiert Flüssigkeit
in einem Maße,
welches dem Mehrfachen seines eigenen Gewichts entspricht. Gewisse
gelbildende Materialien werden als blutstillend bezeichnet, weil
sie die Tendenz haben, auf das Blut eine gerinnende Wirkung auszuüben, während sie
gleichzeitig durch ihre Absorptionseigenschaften ein Austreten verhindern. Haemostatische,
gelbildende Materialien, wie beispielsweise CMC, sind insbesondere
für medizinische
Anwendungen nützlich
und sinnvoll, bei denen die Absorption von Körperflüssigkeiten wichtig ist. Solche
Materialien werden auch bei chirurgischen Eingriffen oder anderen
medizinischen Verfahren als blutstillende Mittel und Wundverbände eingesetzt.
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Der zusammengesetzte Stoff nach der
vorliegenden Erfindung besitzt ein verstärkendes Garn, welches mit einem
gelbildenden Garn verwoben, verstrickt, zusammengewirkt oder geflochten
ist. Typischerweise ist das verstärkende Garn ein relativ festes
synthetisches Material, mit dem das gelbildende Garn Seite an Seite
durch den Web-, Strick-, Wirk- oder Flechtprozess zusammengefügt ist,
so dass letztendlich ein gewirkter, gestrickter, gewebter oder geflochtener
Stoff entsteht. Alternativ dazu können alle oder weniger als
alle der Garnschlingen des verstärkenden
Garns von dem gelbildenden Garn begleitet werden. Weiterhin können andere
Garnschlingen oder ausgewählte
Schlingen des gewebten oder gestrickten Stoffes nur aus gelbildendem
Material bestehen, und zwar in dem Maße, wie das Netzwerk des gewebten
oder gestrickten verstärkenden
Garns seine strukturelle Unversehrtheit unabhängig von dem gelbildenden Garn
beibehält.
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Generell wird vorzugsweise versucht,
das Verhältnis
des gelbildenden Garns in dem Stoff zu maximieren und das verstärkende Garn
in möglichst geringem
Umfang einzuarbeiten, wobei es darauf ankommt, sicherzustellen,
dass eine entsprechende Festigkeit in dem Stoff vorliegt, wenn das
gelbildende Material die Gelbildung vollzogen hat. Aus praktischen
Gründen
genügt
es oft, mindestens 5% (Gewichtsprozent) des verstärkenden
Garns einzusetzen. Größere Anteile
können
natürlich
eingesetzt werden, wenn es darum geht, einen Stoff mit größerer Festigkeit
bereitzustellen.
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CMC als bevorzugtes gelbildendes
Material nach der vorliegenden Erfindung kann durch chemische Umwandlung
einer Vielzahl von Cellulosematerialien, wie beispielsweise Chemiefasern,
Baumwollfasern und dergleichen, erreicht werden. Ein Cellulosegarn,
welches für
die vorliegende Erfindung geeignet ist, ist Lyocell-Garn. Dieses
Garn ist von der Spinneroff Streif AG, Zürichstraße 170, Uathal, Schweiz erhältlich.
Lyocell ist gelöste
gesponnene Cellulose aus natürlicher
Cellulose aus aufgeschlossenem Holz durch Lösung in einem Lösungsmittel
und durch Auspressen der Lösung
durch eine Düse
mit vielen Löchern,
die auch als Spinnkopf bezeichnet wird, in dem ein Garn gebildet
wird, welches sich aus einer Vielzahl kontinuierlicher Einzelfasern
zusammensetzt. Das Lösungsmittel
wird während
der Herstellung verdampft, so dass ein kontinuierliches Multifilamentgarn
aus reiner Cellulose übrig
bleibt.
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Die Filamente eines solchen Garns
können in
Stapelform geschnitten und wiederum zu einem Faden versponnen werden,
wie er ähnlich
bei der Herstellung von Baumwollfasern bekannt ist.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung kann ein solches nicht-umgewandeltes Cellulosegarn leicht
gewebt, gestrickt oder geflochten in einen Zwischenstoff überführt werden,
aus dem der Stoff nach der vorliegenden Erfindung durch Umwandlung
der Cellulose in Natriumcarboximethylcellulose oder in Oxicellulose
nach bekannten Technik überführt wird.
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Bei der Umwandlung von Cellulose
in Natriumcarboximethylcellulose können auch weniger als alle
cellulosebildenden Blöcke
in Natriumcarboximethylcelluloseform gebracht werden und das Ausmaß dieser
Umwandlung bestimmt das Ausmaß,
in welchem das erzeugte CMC-Garn Wasser absorbiert und damit ein
Gel bildet. Dieses Verhältnis
wird manchmal als Umwandlungsfaktor bezeichnet. Die vorliegende
Erfindung ist nicht auf einen bestimmten Umwandlungsfaktor beschränkt. Jedoch
werden bei der vorliegenden Erfindung Materialien mit einem Umwandlungsfaktor
von 50–70%
bevorzugt eingesetzt.
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Oxicellulose, die üblicherweise
in gestrickter Form als blutstillendes Mittel in der Chirurgie eingesetzt
wird, kann auch als verstärkender
Stoff nach der vorliegenden Erfindung genutzt werden. Die Umwandlung
(Oxidierung) des Cellulosegarns kann auch erst nach dem Verweben,
Stricken oder Flechten eines Vormaterials erfolgen.
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Ein weiteres blutstillendes Material,
welches für
die Zwecke der vorliegenden Erfindung geeignet ist, besteht aus
Kalziumalginat, ein Material, welches aus Algen gewonnen wird und
als Fasermatten für Wundverbände eingesetzt
wird. Andere faserförmige Polysacharide ähnlichen
chemischen Aufbaus und ähnlicher
Eigenschaften wie CMC können
auch eingesetzt werden.
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Bei der vorliegenden Erfindung können auch Kombinationen
verschiedener gelbildender Mittel eingesetzt werden. Solche Kombinationen
entstehen durch Formgebung eines Garns aus verschiedenen gelbildenden
oder blutstillenden Fasern und/oder durch Weben, Stricken, Wirken
oder Flechten von Kombinationen verschiedener gelbildender Garne.
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Für
den Fall, dass ein Vorgängerstoff
aus Cellulosefasern gebildet wird, der dann gewirkt, gestrickt,
gewebt oder geflochten wird, wird das Cellulosegarn anschließend zu
gelbildender Oxicellulose oder zu Natriumcarboximethylcellulose
umgeformt, wobei das verstärkende
Garn keine Reaktion mit den Reaktanden und den Produkten des Umwandlungsprozesses
des Cellulosematerials in die gelbildende, chemisch modifizierte
Form eingeht.
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Wie durch 1 verdeutlicht, bestehen die Schritte
des Webens, Strickens, Wirkens oder Flechtens aus bekannten Maßnahmen.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung sollte jedes Multifilamentgarn,
welches einem Webstuhl, einer Strickmaschine oder einer Flechtmaschine
zugeführt
wird, zwei Garnenden, die parallel geführt werden, aufweisen, wobei
ein gelbildendes Garn (oder ein Vorgängergarn, welches für die nachfolgende
Umwandlung in ein gelbildendes Garn geeignet ist) mit einem verstärkenden
Garn zusammengefügt
wird. Ein gewebter, gestrickter Stoff, der auf diese Weise aufgebaut
ist, kann z. B. ein Produkt darstellen, welches, wie in 1 dargestellt, ein dünnes verstärkendes
Garn 2 aufweist, welches in allen Garnschlingen mit einem dickeren
(aber schwächeren)
Garn 1 verbunden ist, welches entweder eine gelbildende
Faser darstellt oder zu einem gelbildenden Garn umwandelbar ist
(z. B. ein gelbildender Vorgängerstoff).
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Bei einer solchen Struktur können zumindest einige
der gelbildenden Garnschlingen weggelassen werden, und zwar abhängig von
dem gewünschten Ausmaß der Festigkeit
und den Absorptionseigenschaften. In 2 ist
ein weiterer gestrickter Stoff nach der vorliegenden Erfindung gezeigt.
Das verstärkende
Garn 3 ist hier so angeordnet, dass es die strukturelle
Intaktheit des Stoffes garantiert, während das gelbildende Garn 4 (oder
das entsprechende Vorgängergarn)
dazwischen eingelegt ist. Die Einfügung des gelbildenden Garns 4 ist
derart vorgenommen, dass das Netzwerk der verstärkenden Garne die strukturelle
Intaktheit des Stoffes selbst dann sicherstellt, wenn das gelbildende
Garn 4 völlig
aufgelöst
ist.
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Gestrickte Ausführungsformen des zusammengesetzten
Stoffes nach der vorliegenden Erfindung besitzen inhärent eine
gewisse Dehnbarkeit. Bei verschiedenen Ausführungsformen der Stoffe, wie
sie in den 1 und 2 dargestellt sind, kann
die Dehnbarkeit noch gesteigert werden. So kann z. B. das verstärkende Garn
selbst eine gewisse Dehnbarkeit aufweisen, so dass dann der Stoff
insgesamt dehnfähiger
wird. Diese Eigenschaft ist dann besonders sinnvoll, wenn es darum
geht, den Stoff in Verbindung mit einer ballonartigen expandierfähigen Einrichtung
einzusetzen, wie sie in der oben angegebenen US-Anmeldung angesprochen
ist. Für
diesen Zweck wird bevorzugt ein schlauchartig geformter Stoff eingesetzt.
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Ein besonders effektiver Anwendungsfall
für den
Stoff nach der vorliegenden Erfindung wird in einer blutstillenden
Abdeckung einer dehnbaren Einrichtung gesehen, wie sie in einer
Körperhöhlung oder
einem Durchgang eingesetzt werden kann, beispielsweise im Bereich
der Nase, um Nasenbluten gezielt zu steuern, wie dies in der US-Patentanmeldung
Serial Nr. 09/406,166 mit Anmeldetag vom 27.09.1999 beschrieben
ist.
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Der Bereich von Stoffen für die verschiedenen
Anwendungen ist sehr weit. Ein beispielsweise geeigneter Stoff,
der in Verbindung mit einer blutstillenden Einrichtung im Bereich
der Nase eingesetzt werden kann, weist einen Aufbau auf, wie er
in 1 dargestellt ist.
Dabei findet ein gestrickter Stoff in Schlauchform Anwendung, wie
er in bekannter Weise erzeugt wird. Bei diesem beispielhaft genannten Stoff
findet ein gelbildendes Vorgängergarn (12
tex Lyocell gesponnenes Garn) verstrickt mit einem verstärkenden
Garn aus 17 decitex 3 Filament-Nylon Anwendung. Die Stoffstruktur
ist ein ebener Webstoff, gestrickt in Schlauchform mit 36 Nadeln.
Die Schlaufenlänge
beträgt
5 mm und das Gewicht des fertigen Stoffes beträgt 1,6 g/m (feucht entspannt
und mit normaler Feuchtigkeit getrocknet). Das verstärkende Garn
wird mit etwa 12 Gewichtsprozent vor der Umwandlung des Stoffes
des Lyocells zu CMC eingesetzt und macht nach der Umwandlung ungefähr 11% aus.
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Die Umwandlung des Lyocells bei dem
beispielhaft genannten Stoff wird in bekannter Weise erreicht.
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Während
verstärkendes
Garn aus Nylon selbst nicht als dehnfähig angesehen wird, ist die Stoffstruktur
selbst doch dehnfähig
und verformbar, indem sie eine Vergrößerung im Durchmesser auf Kosten
der Länge
zulässt.
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Unabhängig von dem oben beschriebenen zusammengesetzten
Stoff schließt
die vorliegende Erfindung auch die Herstellung einer gelbildenden oder
blutstillenden Struktur ein, einschließlich Strukturen in Mattenform
oder in eingelegter gestrickter Form, wie sie in der WO 98/46818
angesprochen sind, indem zunächst
eine Struktur aus einem gelbildenden Vormaterial, wie beispielsweise
aus Cellulosefasern oder einem Garn gebildet werden, die dann in
den gelbildenden Zustand umgeformt werden, nämlich in Oxicellulose oder
CMC.
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Andere Kompositionen und Stoffe nach
der vorliegenden Erfindung umfassen ein zusammengesetztes Garn,
wobei die Struktur sowohl verstärkende
Fasern, wie Nylon, wie auch gelbildende Fasern (oder Vorgänger davon)
aufweisen.
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Die einfachste Herstellmethode, zwei
verschiedene Fasern miteinander zu kombinieren und dabei ein Garn
zu bilden, besteht darin, ein Garn aus einer Mischung von zwei Fasern
in Stapelform zusammenzubringen. Dabei kann es sich jedoch herausstellen,
dass ein geschwächtes
Garn in dem Moment entsteht, wenn die Gelbildung erfolgt.
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Eine bevorzugte Ausführungsform
eines solchen zusammengesetzten Garns weist ein gesponnenes Kerngarn
auf, also ein Garn, bei dem Stapelfasern um einen vorgeformten Kernfaden
angeordnet werden. Dieses vorgeformte Garn kann ein anderes gesponnenes
Garn sein oder, wie dies mehr gebräuchlich ist, ein kontinuierliches
Filamentgarn. Dieses vorgebildete Garn kann auch verstärkendes
Material aufweisen, wie beispielsweise Nylon. Gelbildende Fasern
oder gelbildende Zwischenstoffe können eine zweite Komponente
des endgültigen
Garnproduktes aufweisen. Die gelbildenden Fasern darin (umgewandelt
aus Vorgängermaterial
entweder vor oder nach dem Verspinnen) können die absorbierenden und
blutstillenden Eigenschaften des Garns bereitstellen, während die
verstärkenden
Fasern oder das Kernfilament des vorgeformten Garns die Festigkeitseigenschaften
erbringt. Ein solches Garn kann gewebt, gestrickt oder in anderer
Weise in einen Stoff oder eine andere Struktur eingearbeitet werden,
bei denen es auf die Absorption von Flüssigkeit oder Blut ankommt.
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Obwohl das Produkt und das Verfahren
zur Herstellung des Produktes nach der vorliegenden Erfindung in
Verbindung mit speziellen Ausführungsformen
beschrieben wurde, versteht es sich, dass zahlreiche Modifikationen
von Fachleuten durchgeführt werden
können,
ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Demzufolge zielt
die obige Beschreibung mehr darauf ab, zu erläutern denn zu begrenzen.