-
MEHRSCHICHT-KOLLAGEN-MATRIX
ZUR GEWEBEREKONSTRUKTION
-
Die
Erfindung bezieht sich auf ein neues Mehrschichtmaterial mit verbesserten
mechanischen, physikalischen, funktionellen und Handhabungseigenschaften
zur Verwendung in der Human- und Veterinärmedizin sowohl unter in vivo-
als auch in vitro-Bedingungen
und/oder für
eine ex vivo- und/oder in vivo-Rekonstruktion von Gewebe oder Organen,
genauso wie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen neuen
Materials.
-
Die
Verwendung verschiedener unterschiedlicher xenogener, allogener
oder autologer Materialien auf Kollagenbasis in Human- und Veterinärmedizin
ist bekannt. Derartige Kollagenmaterialien können beispielsweise als hämostatische
Mittel, als Substitut von fehlendem Gewebe, als Haut-Äquivalent, als
Material zur Gewebevergrößerung oder
als Träger
für biologisch
aktive Substanzen verwendet werden.
-
Gereinigtes
Kollagen, selbst von xenogenem Ursprung, ist fast vollständig biokompatibel
mit humanem (und ebenfalls tierischem von verschiedenen Spezies)
Kollagengewebe und kann in Wirts-Bindegewebe ohne Fremdkörperreaktion
und immunologische Abstoßung
einbezogen und/oder nachfolgend umgebildet werden.
-
Wenn
als hämostatisches
Mittel verwendet, muss ein Material auf Kollagenbasis sowohl biologische
als auch mechanische Eigenschaften aufweisen, die die Hämostase,
wie intakte Kollagenfasern, und optimale Porosität fördern.
-
Als
Gewebe-Substitut (Äquivalent)
muss das Material auf Kollagenbasis optimale Matrix-Eigenschaften
aufweisen, die das Zellwachstum, Bildung von Granulationsgewebe,
Angiogenese und Vaskularisation fördern.
-
Als
Träger
von biologisch aktiven Substanzen muss das Material auf Kollagenbasis
Merkmale haben, die eine optimale Freisetzung und Pharmakokinetik
von einbezogenen Substanzen erlauben.
-
In
sämtlichen
Fällen
ist jedoch die Handhabung des Materials auf Kollagenbasis, dessen
mechanische Stabilität,
Flexibilität
und, wenn notwendig, dessen Fähigkeit,
genäht
oder versiegelt zu werden, nach wie vor am wichtigsten.
-
Die
gängigsten,
kommerziell erhältlichen Materialien
auf Kollagenbasis sind Schwämme, Membranen
oder injizierbare Lösungen
verschiedener Viskosität.
-
Für Gewebe-Substitution,
Hämostase, Haut-Substitution
und als Träger
für biologisch
aktive Substanzen wurden sowohl Schwämme als auch Membranen auf
Kollagenbasis in experimentellen und klinischen Studien verwendet.
-
Jedoch
gibt es nur wenige Arzneistoffträger auf
Kollagenbasis, die auf dem internationalen Markt erhältlich sind.
Beispielsweise ist das einzige kommerziell erhältliche Arzneimittel-Freisetzungssystem auf
Kollagenbasis (für
Antibiotika) Collatamp®-G (Hersteller: SYNTACOLL
AG, Herisau, Schweiz) ebenfalls unter 18 verschiedenen Handelsnamen
bekannt und weltweit vertrieben durch Schering-Plough (USA) und
deren Tochtergesellschaften.
-
Sämtliche
gegenwärtig
erhältlichen
Materialien auf Kollagenbasis sind jedoch nicht stabil genug, um
genäht,
gerollt oder befestigt zu werden, insbesondere in Bereichen von
mechanischer Spannung oder an schwierigen anatomischen Stellen.
-
Darüber hinaus
sind Kollagenschwämme oder
Membranen – in
vielen Fällen – nicht
stark genug, um Defekte eines derartigen Gewebes, d.h. die dura
mater, oberflächliche
und tiefe Hautwunden, Knochen, Nerven etc., ausreichend zu bedecken.
-
Um
die mechanischen Eigenschaften von Kollagenmaterialien zu verbessern,
wurden verschiedene zusätzliche
Vernetzungsverfahren beschrieben. Die gängigsten sind: chemische Vernetzung (d.h.
mit Aldehyden) oder physikalische Vernetzung (d.h. dehydro-thermale
Behandlung).
-
Die
Vernetzung auf Aldehyd-Basis kann die Biokompatibilität von Kollagen
negativ beeinflussen und zu einigen Restmengen von Aldehyden (oder
deren Derivaten) im Endprodukt führen.
-
Die
dehydro-thermale Behandlung, die zumeist für Kollagenschwämme verwendet
wird, hat ihre natürliche
Grenze und führt
nicht zu Produkten mit den erwünschten
Eigenschaften.
-
Das
US-Patent 4 655 980 beschreibt die mögliche Herstellung einer Kollagenmembran,
basierend auf einer löslichen
Kollagen-Gel-Suspension. Die Membran kann erhalten werden durch
Ausüben von
Druck auf das Gel oder durch Zerstören des Gels und Abtrennen
des resultierenden Niederschlags zum Gießen. Abhängig von der Dimension und
Form der Gussform kann entweder eine Membran oder ein Feststoff
erhalten werden. Tatsächlich
basiert die Herstellung einer derartigen Membran auf einem kommerziell
erhältlichen,
löslichen,
injizierbaren Atelokollagen-Produkt von Kollagen Aesthetics, Palo
Alto, CA, USA.
-
Das
US-Patent 5 219 576 beschreibt ein Kollagen-Implantatmaterial, verwendbar
als Wundheilungs-Matrizen und Freisetzungssystem für bioaktive Mittel.
Neben der Herstellung traditioneller Kollagenschwämme, basierend
auf Gießen
und Trocknen einer löslichen
Kollagen-Gel-Suspension, beschreibt das Patent die Herstellung eines
Mehrschichtmaterials durch Gießen
und Ausfrieren der individuellen Schichten und dann Lyophilisieren
des gesamten Verbunds auf einmal. Eine Möglichkeit einer zusätzlichen
Vernetzung durch sowohl Aldehyd als auch dehydro-thermale Verarbeitung
des Endprodukts wird ebenfalls diskutiert.
-
Das
US-Patent 4 522 753 beschreibt unter anderem ein Verfahren zur Aufrechterhaltung
der Porosität
und Verbesserung der Stabilität
von Kollagenschwämmen
durch sowohl Aldehyd als auch dehydro-thermale Behandlung. Der verwendete
negative Druck (Vakuum) variiert von etwa 1 mTorr bis zu geringem
Vakuum, gerade unter Atmosphärendruck.
-
Das
US-Patent 4 578 067 beschreibt einen klebenden hämostatischen Kollagenverband
in Form von trocken gelegten, nicht-gewobenen, selbsttragenden Geweben
aus Kollagenfasern. Die Herstellung eines derartigen Materials basiert
auf Rando-Zuführ- und Rando-Webe-Techniken.
Die Kollagenfasern vom Rando-Zuführer
werden in den Luftstrom des Rando-Webbers eingeführt und bilden eine Fasermasse
von gleichmäßiger Dichte.
Eine derartige Masse kann dann durch Pressen oder Prägen oder
Kalandrieren bei einer Temperatur, die von Raumtemperatur bis 95°C reicht,
verarbeitet werden.
-
Das
US-Patent 5 206 028 beschreibt eine Kollagenmembran mit verbesserten
physikalischen und biologischen Eigenschaften. Eine derartige Membran
quillt beim Benetzen nicht nennenswert und behält ihre Dichte bei. Die Herstellung
eines derartigen durchscheinenden Materials, basierend auf dem Kollagen-Typ-I,
beruht auf der Kompression von Kollagenschwämmen in einer Walzenpresse
mit einer kalibrierten Öffnung,
gefolgt von Aldehyd-Vernetzung. Zur zusätzlichen mechanischen Stabilisierung kann
die vernetzte Membran erneut benetzt, erneut lyophilisiert und wieder
unter Standardbedingungen gepresst werden.
-
Das
US-Patent 4 948 540 beschreibt ein mechanisch stabiles bequemes
Kollagen-Wundverband-Lagenmaterial,
hergestellt durch Lyophilisierung einer Kollagenzusammensetzung
(lösliche
und unlösliche
Kollagenteile im Bereich von 1:20 bis 10:1) und Komprimieren des
porösen
Ballens bei einem Druck zwischen etwa 15.000 und 30.000 psi. Das Material
kann ebenfalls durch dehydro-thermale Behandlung vernetzt werden,
um die mechanische Stabilität
zu verbessern.
-
Gegenwärtig sind
sämtliche
Verfahren zur Herstellung eines Materials auf Kollagenbasis mit verbesserten
mechanischen, physikalischen und biologischen Eigenschaften (wie
oben beschrieben) zur industriellen Herstellung derartigen Materials
auf Kollagenbasis nicht in Verwendung.
-
Es
gibt einen Bedarf, sowohl in der Human- als auch Veterinärmedizin,
Materialien auf Kollagenbasis zu schaffen (oder auf anderen natürlichen
Polymeren basierende Materialien) mit verbesserten mechanischen
und physikalischen Eigenschaften, ohne gesteigerte immunologische
Nachteile, ebenso ohne potentielle Gefahr für Fremdkörperreaktionen oder Granulom-Bildung.
-
Darüber hinaus
gibt es einen Bedarf, Konstrukte auf Kollagenbasis zu schaffen,
in denen Kollagen-Komponenten auf physikalischer und/oder mechanischer
Basis ohne zusätzliche
Vernetzungssubstanzen von potentiell negativem Wert für lebende Zellen
oder Gewebe verbunden werden können.
-
Zusätzlich gibt
es einen Bedarf, derartige Konstrukte auf Kollagenbasis zu schaffen,
die für Langzeit-Gewebe-Substitution
(langsamer Abbau oder/und Inkorporationsgeschwindigkeit) und mit
hoher mechanischer Festigkeit dienen können.
-
Es
gibt ebenfalls einen Bedarf, derartige Materialien auf Kollagenbasis
zu schaffen, die mehrschichtig sind und in denen jede Schicht verschiedene
mechanische oder physikalische und physiologische Eigenschaften,
einschließlich
Benetzungszeit, Absorptionszeit und/oder Umbildungs-/Abbau-Zeit aufweisen
kann.
-
Dies
ist von besonderem Interesse, wenn das Konstrukt als Matrix zur
Organ-Substitution
oder als Freisetzungssystem für
biologisch aktive Substanzen oder Arzneistoffe verwendet werden
soll.
-
Es
war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Materialien auf Kollagenbasis
bereitzustellen, die die obigen Bedürfnisse erfüllen und die Nachteile der
Materialien des Standes der Technik vermeiden.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
ein Mehrschicht-Material mit verbesserten mechanischen, physikalischen,
funktionellen und Handhabungseigenschaften zur Verwendung in der
Human- und Veterinärmedizin,
sowohl unter in vivo- als auch
in vitro-Bedingungen und/oder für
ex vivo- und/oder in vivo-Rekonstruktion von Gewebeorganen, worin
das Material Schichten umfasst aus
- a) mindestens
einem Material, umfassend ein natürliches Kollagenpolymer tierischen
oder/und menschlichen oder/und rekombinanten oder/und transgenen
(einschließlich ähnlicher
oder entsprechender Techniken) Ursprungs und/oder
- b) mindestens ein Material, umfassend ein optionales biokompatibles
Kollagen, und worin das Material erhältlich ist durch Verbinden
der Schichten durch gleichzeitige
-
Behandlung
mit definierter Wärme
und definiertem Druck.
-
Im
Rahmen dieser Erfindung bedeutet natürliches Polymer, dass natürliche Substanzen
umfasst sind, die ähnliche
Eigenschaften zeigen, wie Kollagen, und für dieselben Anwendungen verwendbar sind.
Beispiele derartiger Substanzen sind Kollagen, Gelatine und Hyaluronsäure. Erfindungsgemäß ist Kollagen
das bevorzugte natürliche
Polymer.
-
Die
Erfindung ermöglicht
permanent oder temporär
verschiedene natürliche
polymer- und bevorzugt
kollagenhaltige Produkte oder Schichten unter Bildung eines Mehrschicht-Produkts
zu verbinden, durch gleichzeitiges Anwenden definierten mechanischen
Drucks und definierter Wärme – auf mindestens
zwei, bevorzugt verschiedene Produktschichten – in einer Art und Weise, die
die fibriläre – natürliche und/oder
renaturierte – Struktur
des Kollagens vor Abbau oder/und Denaturierung oder/und Schmelzen
schützt,
und die die natürlichen
biologischen Eigenschaften von Kollagen (d.h. hämostatische Eigenschaften oder
Matrix-Eigenschaften) bewahrt.
-
Darüber hinaus
erlaubt das verwendete Verfahren natürliches Polymer und bevorzugt
Kollagen-basiertes Material mit verbesserter und variabler, aber
definierter mechanischer Stabilität, Trocken- und Nass-Zugspannung,
Flüssigkeitsabsorption
und Flexibilität
bereitzustellen.
-
Die
vorliegende Erfindung erlaubt das Verbinden von mindestens zwei
Schichten desselben Materials. Derartige Schichten sind alle natürliche Polymere
auf Kollagenbasis. Das Endprodukt – insbesondere im Fall von
zwei Schichten auf Kollagenbasis im Material – weist ausgezeichnete mechanische
Eigenschaften, insbesondere Trocken- und Nass-Zugspannung auf. Darüber hinaus
weist ein derartiges Material natürliche hämostatische Eigenschaften,
verbesserte Benetzungsfähigkeiten
auf und kann in trockenem oder nassem Zustand gewalzt oder genäht werden,
ohne die Form zu verlieren, auseinander zu brechen etc.
-
Die
vorliegende Erfindung ermöglicht
beispielsweise die Kombination (Verbinden) verschiedener Kollagenarten,
wie gefriergetrockneter Schwämme,
luftgetrockneter Membranen, gefriergetrockneter vorgepresster Schwämme etc.
-
Die
vorliegende Erfindung erlaubt neue Materialien auf Kollagenbasis
bereitzustellen, wie lederähnliche
Kollagenlagen verschiedener Festigkeit, Kollagen-"Taschen" oder "tortellini"-ähnliche Konstrukte, "Sandwich"-ähnliche Kollagen-Strukturen von
verschiedener Permeabilität
und Porosität,
ebenso wie Kollagenröhren
und -kanäle
mit oder ohne Lumen. Im letzteren Fall kann das "Lumen" der Röhre (Kanal) mit anderen Materialien
auf Kollagenbasis (Kern) verschiedener Dichte und/oder Porosität gefüllt werden.
-
Das
zur Herstellung des verbesserten Mehrschichtmaterials auf Kollagenbasis
der Erfindung eingesetzte Kollagen kann entweder tierischen Ursprungs
(xenogen zum Menschen) oder humanen Ursprungs (autolog oder allogen)
sein oder kann durch genetisch manipulierte Organismen (rekombinante
Techniken und/oder transgene Organismen) oder durch jedes andere ähnliche
oder/und äquivalente
Verfahren erhalten werden.
-
Darüber hinaus,
aufgrund von Variationen im Herstellungsverfahren, kann die Permeabilität für Luft (oder
andere Gase) und Wasser (oder andere Flüssigkeiten, einschließlich Blut,
Gewebeflüssigkeiten
oder ähnliches),
ebenso die mechanische Festigkeit des Endprodukts einfach gesteuert
werden. Die jeweiligen Verfahren sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt.
-
Das
zur Herstellung des verbesserten Materials auf Kollagenbasis verwendete
Kollagen kann ausschließlich
vom Typ-I, Typ-II, Typ-III, Typ-IV, Typ-VII, Typ-IX allein, oder
kann eine Mischung von zwei oder mehreren derartiger Kollagene sein.
-
Da
das wichtigste Kollagen im menschlichen und tierischen Körper Typ-I-Kollagen
ist, ist das Rohmaterial, das bevorzugt zur Herstellung eines derartigen
verbesserten Mehrschicht-Produkts auf Kollagenbasis eingesetzt wird,
Typ-I-Kollagen. Dieses Material kann einfach, d.h. aus tierischem
Gewebe (Haut, Sehnen etc.), durch industrielle Verfahren nach dem
Stand der Technik, GMP-konforme Techniken, erhalten werden.
-
Sowohl
enzymatisch behandeltes als auch nicht-enzymatisch behandeltes Kollagen kann
zur Herstellung verwendet werden. Wenn mit proteolytischen Enzymen
behandelt, werden nicht-helikale Teile des Kollagenmoleküls von der
Kollagenkette mit Dreifach-Helix abgetrennt (Atelokollagen).
-
Um
das neue Membran-ähnliche
Mehrschicht-Material von geeigneten mechanischen und physiologischen
Eigenschaften zu erhalten, können verschiedene
Schichten eines natürlichen
Polymers, bevorzugt vorgepresste Kollagenmembranen, nicht-vorgepresste Kollagenschwämme oder
luftgetrocknete Kollagenmembranen allein oder in verschiedenen Kombinationen
verwendet werden.
-
Der
Einfluss von mäßiger Wärme, insbesondere
wenn zusammen mit einem negativen Druck (Vakuum) verwendet, zur
Induktion einer zusätzlichen
Vernetzung von Stellen in Kollagenschwämmen, wurde zuvor als dehydro-thermale
Behandlung beschrieben (siehe oben).
-
Die
vorliegende Erfindung kombiniert nun Wärme und positiven Druck (mechanischen
Druck), die beide dem ausgebildeten Bearbeiter zur Behandlung der
grundlegenden erfindungsgemäßen Materialien
an sich bekannt sind. Eine derartige Kombination wurde niemals zuvor
vorgeschlagen, führt
aber zu Produkten mit hochgradig unerwarteten überragenden Eigenschaften,
wie oben beschrieben.
-
Die
verwendete Temperatur liegt bevorzugt in einem Bereich von 50 bis
200°C.
-
Der
verwendete Druck liegt bevorzugt in einem Bereich von 0,1 bis 1.000
kg/cm2.
-
Die
Zeitdauer des thermischen Druckverfahrens liegt bevorzugt zwischen
0,1 Sekunde bis 1 Stunde.
-
Die
Behandlung kann in einer herkömmlichen
thermischen Druckmaschine durchgeführt werden, in der die Teile,
die den Druck ausüben,
auf eine vordefinierte und konstante Temperatur eingestellt werden
können.
Die zur Herstellung des neuen Mehrschichtmaterials verwendeten Herstellungsschritte können ohne
weiteres in ein Routine-Herstellungsverfahren einbezogen werden
und erlauben es, Zeit und Kosten zu sparen, wenn mit anderen zur
Herstellung von Kollagenmembranen etc. verwendeten gängigerweise
eingesetzten Verfahren verglichen wird.
-
Als
Ergebnis einer derartigen Wärme-
und Druckbehandlung kann eine kollagenhaltige Membran-ähnliche
Struktur gewünschter
Dicke, mechanischer Festigkeit, Permeabilität, Abbau und Resorptionszeit
etc. hergestellt werden.
-
Darüber hinaus
ist das hergestellte Produkt viel besser in der Handhabung als andere
bekannte Produkte auf Kollagenbasis, wie gefriergetrocknete Schwämme oder
luftgetrocknete Membranen.
-
Das
Basismaterial zur Herstellung des neuen Mehrschichtmaterials ist
bevorzugt eine vorgepresste, nicht-transparente Kollagenmembran,
ein nicht-vorgepresster Kollagenschwamm, eine transparente Kollagenmembran
oder eine Kombination dieser Produkte.
-
Der
Kollagenschwamm kann unter Verwendung verschiedener Techniken aus
dem Stand der Technik hergestellt werden. Die Basis für ein derartiges
Material kann eine Kollagen-Dispersion/Suspension (d.h. in Wasser
oder anderem nicht-organischen Lösungsmittel)
von 0,5 bis 5,0 Gew.-% an Trockenkollagen sein.
-
Der
Schwamm kann bevorzugt gefriergetrocknet erhalten werden.
-
Um
die grundlegenden mechanischen Eigenschaften zu verbessern, kann
der Kollagenschwamm an sich bevorzugt gleichzeitig mit definierter
Wärme und
definiertem Druck behandelt werden, um eine nicht-transparente Membran-ähnliche
Struktur zu erhalten.
-
Die
für eine
derartige Behandlung verwendete Temperatur liegt wieder bevorzugt
in einem Bereich von 50 bis 200°C.
-
Der
für eine
derartige Behandlung verwendete Druck liegt wieder in einem Bereich
von 0,1 bis 1.000 kg/cm2.
-
Die
Zeitdauer für
das thermischen Druckverfahren wird bevorzugt zwischen 0,1 Sekunden
und 1 Stunde eingestellt.
-
Eine
transparente Kollagenmembran kann unter Verwendung verschiedener
Techniken aus dem Stand der Technik hergestellt werden. Die Basis
für ein
derartiges Material kann ebenfalls eine Kollagen-Dispersion/Suspension
(d.h. in Wasser oder anderem nicht-organischem Lösungsmittel) von 0,5 bis 5,0
Gew.-% Trockenkollagen sein.
-
Die
Membran wird bevorzugt durch kontrolliertes Lufttrocknen erhalten.
-
Derartige
vorgeformte Membranen können bevorzugt
als eine oder mehrere der Schichten auf Kollagenbasis verwendet
werden.
-
Das
zur Herstellung eines derartigen erfindungsgemäßen Mehrschichtmaterials verwendete Material
kann ein natürliches
Polymer oder/und künstliches
(synthetisches) Polymer in verschiedenen unterschiedlichen Strukturen
sein. Dies ermöglicht
die Kombination von entweder nur natürlichen Polymeren von derselben
oder verschiedenen Arten, ebenso wie die Kombination von (optional
mehreren) natürlichen
Polymeren und synthetischen Polymeren, um eine Mehrschichtstruktur
der Erfindung zu bilden, die für
die oben erwähnten
Anwendungen und Indikationen verwendbar ist.
-
Sowohl
das natürliche
Polymermaterial als auch das synthetische Polymermaterial können optional
weitere Substanzen, wie biologisch aktive Substanzen, wie hämostatische
Mittel, Wachstumsfaktoren, Cytokine, Hormone, Arzneimittel (d.h.
Antibiotika, entzündungshemmende
Mittel oder dergleichen) etc., oder biologisch wichtige und Gewebe-kompatible
anorganische oder/und organische Substanzen oder/und ihre Derivate,
die die mechanischen, funktionellen, biologischen und Handhabungseigenschaften
des Materials verbessern, enthalten.
-
Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist das Verfahren
zur Herstellung des Mehrschichtmaterials der Erfindung, wie bereits
oben im Detail für
die verwendeten grundlegenden Materialien und Verfahrensbedingungen
beschrieben. Noch ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung
ist die Verwendung des neuen Mehrschichtmaterials der Erfindung
für die
oben erwähnten
Indikationen und Anwendungen im Rahmen der Beschreibung des Materials.
-
Die
Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele weiter beschrieben
und veranschaulicht.
-
BEISPIELE
-
Bemerkung:
Unter Verwendung verschiedener Mengen von Ausgangskollagenschwämmen oder
Ausgangskollagenmembranen können
sowohl die mechanischen Eigenschaften als auch biologischen Funktionen
(insbesondere Umwandlungs/Abbaugeschwindigkeit) des Endmaterials
beeinflusst werden. Darüber
hinaus können
unter Verwendung verschiedener Formen von Ausgangsmaterial (nicht-vorverarbeitet oder
vorverarbeitet) ebenso eine Vielzahl verschiedener Bestandteile
(d.h. biologisch aktiver Substanzen), die in das Ausgangsmaterial
einbezogen sind, die Abbaugeschwindigkeit und Freisetzungsgeschwindigkeit
in vielen verschiedenen Wegen beeinflussen (steuern).
-
In
diesen Beispielen wird die Herstellung des einfachsten Materials,
hergestellt aus zwei oder drei ähnlichen
oder verschiedenen Ausgangsmaterialien (Schwämmen oder/und Membranen) beschrieben.
-
Beispiel 1
-
Herstellung
eines neuen Membran-ähnlichen
Mehrschicht-Materials auf Kollagenbasis von zwei (oder mehreren)
nicht-vorgepressten Ausgangsschwämmen.
-
Zwei
gefriergetrocknete Kollagenschwämme (d.h.
Collatamp®,
Hersteller: SYNTACOLL AG, Herisau, Schweiz) werden bei 21°C in einer
Feuchtekammer auf einen Wassergehalt von 14% konditioniert. Nach
dem Konditionieren werden die Schwämme einer über dem anderen platziert,
um eine Doppelschicht zu bilden, und für ein thermo-mechanisches Pressen
vorbereitet.
-
Die
Schwämme
werden 10 Sekunden kontinuierlicher Wärme und Druck von 100°C bzw. 25 kg/cm2 ausgesetzt, um ein Doppelschicht-Konstrukt zu
bilden.
-
Nach
dem Pressen werden die Oberflächen der
Presse ohne Vorkühlen
geöffnet.
-
Die
erhaltene Doppelschichtmembran auf Kollagenbasis ist nicht transparent.
Sie weist ausgezeichnete mechanische Stabilität, Flexibilität, gute Flüssigkeitsabsorption
und gute hämostatische
Eigenschaften auf.
-
Die
Kollagenschichten werden physikalisch verbunden, die mechanische
Stabilität
der Verbindung ist sehr hoch.
-
Das
erhaltene Material kann in verschiedenen medizinischen Anwendungen
sowohl ex vivo als auch in vivo verwendet werden.
-
Beispiel 2
-
Herstellung
eines neuen Membran-ähnlichen
Mehrschicht-Materials auf Kollagenbasis (vorgepresste Schwämme).
-
Zwei
gefriergetrocknete Kollagenschwämme (d.h.
Collatamp®,
Hersteller: SYNTACOLL AG, Herisau, Schweiz) werden wie in Beispiel
1 zu einer Doppelschichtmembran gepresst. Nach dem Pressen werden
die Membranen auf einen Wassergehalt von 10 bis 15% konditioniert
und eine über
der anderen platziert, um eine Doppelschicht zu bilden und für das thermo-mechanische
Pressen vorbereitet zu sein.
-
Die
Schwämme
werden 10 Sekunden kontinuierlicher Wärme und Druck von 100°C bzw. 25 kg/cm2 ausgesetzt, um ein neues Doppelschicht-Konstrukt
zu bilden. Jede Schicht dieses Materials besteht aus zwei zuvor
gepressten Schwämmen
definierter Porosität.
-
Nach
Beenden des Pressens werden die Oberflächen der Presse ohne Vorkühlung geöffnet. Die
erhaltene Doppelschichtmembran auf Kollagenbasis ist nicht transparent.
Sie weist ausgezeichnete mechanische Stabilität, Flexibilität, gute
hämostatische
Eigenschaften auf, aber nur begrenzte Flüssigkeitsabsorption aufgrund
der sehr niedrigen Porosität.
-
Die
Kollagenschichten werden physikalisch verbunden, die mechanische
Stabilität der
Verbindung ist sehr hoch.
-
Das
erhaltene Material kann in verschiedenen medizinischen Anwendungen
sowohl ex vivo als auch in vivo verwendet werden.
-
Beispiel 3
-
Herstellung
eines neuen Membran-ähnlichen
Mehrschicht-Materials auf Kollagenbasis (nicht vorgespresste Schwämme + vorgepresste
Schwämme)
-
Zwei
gefriergetrocknete Kollagenschwämme (d.h.
Collatamp®,
Hersteller: SYNTACOLL AG, Herisau, Schweiz) werden bei 21°C in einer
Feuchtekammer auf einen Wassergehalt von 14% konditioniert. Nach
dem Konditionieren werden die Schwämme einer über dem anderen platziert,
um eine Doppelschicht zu bilden, und für das thermo-mechanische Pressen
vorbereitet. Dies führt
zu einem Doppelschicht-Konstrukt
wie in Beispiel 1.
-
Oben
auf diesem Material wird ein zusätzlicher
gefriergetrockneter Kollagenschwamm (d.h. Collatamp®, Hersteller:
SYNTACOLL AG, Herisau, Schweiz) platziert. In einem derartigen Fall
bestehen zwei Schichten dieses Materials aus zwei vorher gepressten
Schwämmen,
der dritte aus einem nicht-gepressten Schwamm definierter Porosität.
-
Dieses
Dreifach-Schicht-Konstrukt wird dann zu einer Membran gepresst.
Die Schwämme
werden 10 Sekunden kontinuierlicher Wärme und Druck von 100°C bzw. 25
kg/cm2 ausgesetzt, um ein neues Dreischichten-Konstrukt
zu bilden.
-
Nach
Beenden des Pressens werden die Pressoberflächen ohne Vorkühlung geöffnet. Die
erhaltene Doppelschicht-Membran auf Kollagenbasis ist nicht transparent.
Sie weist ausgezeichnete mechanische Stabilität, Flexibilität und gute
hämostatische
Eigenschaften auf. Die zuvor vorgepresste Schicht hat eine sehr
begrenzte Flüssigkeitsabsorption,
aber die dritte (schwammige) Schicht hat eine ausgezeichnete Flüssigkeitsabsorption
und kann eine Flüssigkeitsmenge
von bis zum 10-fachen des Eigengewichts absorbieren.
-
Alle
Kollagenschichten sind physikalisch verbunden, die mechanische Stabilität der Verbindung ist
sehr hoch.
-
Das
erhaltene Material kann in verschiedenen medizinischen Anwendungen
sowohl ex vivo als auch in vivo verwendet werden, insbesondere als Wundabdeckungsmaterial,
hämostatisches
Material etc.
-
Beispiel 4
-
Herstellung
eines neuen Membran-ähnlichen
Mehrschicht-Materials auf Kollagenbasis (nicht-vorgepresste Schwämme + luftgetrocknete Membran)
-
Ein
gefriergetrockneter Kollagenschwamm (d.h. Collatamp®, Hersteller:
SYNTACOLL AG, Herisau, Schweiz) wird bei 21°C in einer Feuchtekammer auf
einen Wassergehalt von 14% konditioniert.
-
Oben
auf diesem Schwamm wird eine luftgetrocknete transparente Kollagenmembran
(d.h. Collatamp-Fascia®, Hersteller: SYNTACOLL
AG, Herisau, Schweiz) platziert. Die Fascia wird auf einen Wassergehalt
von 20% konditioniert. Dieses Doppelschicht-Konstrukt wird dann
zu einer Membran gepresst. Die Schwämme werden 10 Sekunden kontinuierlicher
Wärme und
Druck von 100°C
bzw. 25 kg/cm2 ausgesetzt, um ein neues
Doppelschicht-Konstrukt zu bilden.
-
Nach
Beenden des Pressens werden die Oberflächen oder die Presse ohne Vorkühlen geöffnet. Die
erhaltene Doppelmembran auf Kollagenbasis ist nicht transparent.
Sie weist ausgezeichnete mechanische Stabilität, Flexibilität und gute
hämostatische
Eigenschaften auf. Die vorherige schwammige Schicht hat eine ausgezeichnete
Flüssigkeitsabsorption
und kann eine Flüssigkeitsmenge
von bis zum 10-fachen des Eigengewichts absorbieren. Die vorherige
Fascia-Schicht bleibt hämostatisch,
aber absorbiert Flüssigkeiten
nur in begrenzter Menge. Diese Schicht dient sowohl als mechanische
als auch biologische Barriere von begrenzter Wasser- und Luftpermeabilität, die die
Oberfläche
des Produkts bedeckt.
-
Beide
Kollagenteile werden physikalisch verbunden, wobei die mechanische
Stabilität
der Verbindung sehr hoch ist.
-
Das
erhaltene Material kann in verschiedenen medizinischen Anwendungen
sowohl ex vivo als auch in vivo verwendet werden, insbesondere als Wundabdeckungsmaterial,
hämostatisches
Material, Verband für
Teile oder die gesamte Haut als Abgabestellen etc.
-
Beispiel 5
-
Herstellung
eines neuen mehrlagigen Membran-ähnlichen
Materials auf Kollagenbasis (vorgepresste Schwämme + luftgetrocknete Membran)
-
Zwei
gefriergetrocknete Kollagenschwämme (d.h.
Collatamp®,
Hersteller: SYNTACOLL AG, Herisau, Schweiz) werden bei 21°C in einer
Feuchtekammer auf einen Wassergehalt von 14% konditioniert. Nach
dem Konditionieren werden die Schwämme einer über dem anderen platziert,
um eine Doppelschicht zu bilden, und für das thermo-mechanisches Pressen
vorbereitet. Dies führt
zu einem Doppelschicht-Konstrukt wie in Beispiel 1.
-
Oben
auf diesem Material wird eine luftgetrocknete transparente Kollagenmembran
(d.h. Collatamp-Fascia®, Hersteller: SYNTACOLL
AG, Herisau, Schweiz) platziert. Die Fascia wird auf einen Wassergehalt
von 20% konditioniert. In einem derartigen Fall bestehen zwei Schichten
dieses Materials aus zwei vorher gepressten Schwämmen, die dritte aus einer
nicht-gepressten aber flexiblen Kollagenmembran. Dieses Drei-Schicht-Konstrukt
wird dann zu einer Membran gepresst. Die Schwämme werden 10 Sekunden kontinuierlicher
Wärme und
Druck von 100°C
bzw. 25 kg/cm2 ausgesetzt, um ein neues Dreifach-Schicht-Konstrukt
zu bilden.
-
Nach
Beenden des Pressens werden die Pressoberflächen ohne Vorkühlung geöffnet. Die
erhaltene Dreifach-Schicht-Membran auf Kollagenbasis ist nicht transparent.
Sie weist ausgezeichnete mechanische Stabilität, Flexibilität und gute
hämostatische
Eigenschaften auf. Die vorherige schwammige Schicht weist eine niedrigere
Flüssigkeitsabsorption
auf als die zuvor nicht-vorgepresste und kann eine Flüssigkeitsmen ge
von bis zum 10-fachen des Eigengewichts absorbieren. Die vorherige
Fascia-Schicht verbleibt
hämostatisch,
aber absorbiert Flüssigkeiten
nur in begrenzter Menge. Diese Schicht dient als mechanische und
auch als biologische Barriere begrenzter Wasser- und Luftpermeabilität, die die
Oberfläche
des Produkts abdeckt.
-
Beide
Kollagenteile sind physikalisch verbunden, wobei die mechanische
Stabilität
der Verbindung sehr hoch ist.
-
Das
erhaltene Material kann in verschiedenen medizinischen Anwendungen
sowohl ex vivo als auch in vivo verwendet werden, insbesondere als Wundabdeckungsmaterial,
hämostatisches
Material, Verband für
Teile oder die gesamte Haut als Abgabestellen etc.
-
Beispiel 6
-
Herstellung
eines neuen Mehrschichtmaterials auf Kollagenbasis in Form von Röhren oder
Kanälen
mit offenem Lumen
-
Zwei
gefriergetrocknete Kollagenschwämme (d.h.
Collatamp®,
Hersteller: SYNTACOLL AG, Herisau, Schweiz) werden bei 21°C in einer
Feuchtekammer auf einen Wassergehalt von 14% konditioniert. Nach
dem Konditionieren werden die Schwämme einer über dem anderen platziert,
um eine Doppelschicht zu bilden, und für das thermo-mechanische Pressen
vorbereitet. Dies führt
zu einem Doppelschicht-Konstrukt
wie in Beispiel 1.
-
Dieses
Konstrukt wird dann um eine aus einem nicht-klebenden thermostabilen
Mittel (z.B. medizinischem Qualitätspapier) hergestellte Röhre herumgewickelt
und thermisch gepresst, um eine Kollagenmembran-Röhre zu erhalten.
Die Schwämme werden
10 Sekunden kontinuierlicher Wärme
und Druck von 100°C
bzw. 25 kg/cm2 ausgesetzt. Nach Beenden
des Pressens werden die Pressoberflächen ohne Vorkühlen geöffnet. Die
erhaltene Röhre
auf Kollagenbasis ist nicht transparent. Sie weist ausgezeichnete
mechanische Stabilität,
Flexibilität
und gute hämostatische
Eigenschaften auf. Der zentrale Teil – nicht-klebendes Material
kann ohne weiteres direkt nach dem Herstellen oder später, d.h.
direkt vor der Verwendung, entfernt werden.
-
Nach
Benetzen weist das röhrenförmige Konstrukt
ausgezeichnete mechanische Stabilität und Flexibilität auf. Es
kann zur Steuerung von Gewebe-Rekonstruktion, d.h. für die Rekonstruktion
von röhrenförmigen Organen
oder Nerven verwendet werden.
-
Beispiel 7
-
Herstellung
eines neuen Mehrschichtmaterials auf Kollagenbasis in Form von Röhren oder
Kanälen,
in denen das Lumen durch einen Kern gefüllt wird, der aus einem anderen
Kollagenmaterial unterschiedlicher Porosität hergestellt ist.
-
Das
Produkt wird hergestellt aus (einer) gefriergetrockneten und vorgepressten
Kollagenmembran(en) und aus einem gefriergetrockneten nicht-vorgepressten
Kollagenschwamm unterschiedlicher Porosität in ähnlicher Art und Weise wie
in Beispiel 6 beschrieben. Der nicht-vorgepresste Schwamm ist von allen
Seiten durch vorgepresste Kollagenmembran(en) abgedeckt und gleichzeitig
mit Wärme
und Druck behandelt, um ein Mehrschicht-Konstrukt zu bilden. Die
Schwämme
werden für
eine Dauer von 10 Sekunden kontinuierlicher Wärme und Druck von 100°C bzw. 25
kg/cm2 ausgesetzt. Nach Beenden des Drucks
werden die Druckoberflächen
ohne Vorkühlen
geöffnet.
Die erhaltene Röhre
auf Kollagenbasis ist nicht transparent. Sie weist ausgezeichnete mechanische
Stabilität,
Flexibilität
und gute hämostatische
Eigenschaften auf. Das endgültige
Material liefert ein Konstrukt mit einem Kern unterschiedlicher Porosität. Der Kern
absorbiert Flüssigkeiten
bis zum 20-fachen seines Eigengewichts. Der Kern wird durch eine
niedrig-quellende Kollagenmembran geschützt. Dieses Konstrukt kann
z.B. für
Rekonstruktion von fehlendem Gewebe, einschließlich Knochen und Nerven, verwendet
werden.
-
Beispiel 8
-
Herstellung
eines neuen Membran-ähnlichen
Mehrschicht-Materials auf Kollagenbasis in Form von Röhren oder
Kanälen,
in denen das Lumen durch einen Kern eines anderen Kollagenmaterials unterschiedlicher
Porosität
gefüllt
ist, und worin der Kern zusätzlich
longitudinal orientierte Kanäle
aufweist.
-
Das
Endprodukt wird hergestellt wie in Beispiel 7, aber zusätzlich werden
im Kern der Röhre longitudinal
orientierte Kanäle
geschaffen durch Einziehen von Draht (Drähten) verschiedener Durchmesser
in das Kernmaterial vor dem Herstellen derartiger Röhren (siehe
Beispiel 7).