DE69832050T2

DE69832050T2 - Implantatmaterial mit glaspartikeln

Info

Publication number: DE69832050T2
Application number: DE69832050T
Authority: DE
Inventors: Michael David Alloway HEALY
Original assignee: Tyco Healthcare Group LP
Current assignee: Covidien LP
Priority date: 1997-04-05
Filing date: 1998-04-06
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2018-04-07
Also published as: CA2286001A1; DK0973562T3; DE69832050D1; AU6928598A; CA2286001C; EP0973562B1; US6447805B1; ATE307620T1; WO1998044965A1; EP0973562A1; ES2251078T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusammensetzung, die zur Implantation in einer oder in der Nähe einer Körperöffnung oder in einem oder in der Nähe eines Sphinkter(s) zur Unterstützung der richtigen Funktion geeignet ist.
Viele Körperfunktionen sind auf das richtige Funktionieren von Sphinktern angewiesen. So kontrolliert der Sphinkter pylori zum Beispiel, wann der Inhalt des Magens in den Dünndarm gelangt. Auf ähnliche Weise kontrolliert der Harnröhrensphinkter, wann der Inhalt der Blase geteert wird. Ein falsches Funktionieren aufgrund vorzeitiger Erschlaffung derartiger Sphinkter kann problematisch und, in dem Fall von stressbedingter Harninkontinenz (Funktionsstörung des Harnröhrensphinkters), für den Patienten sehr peinlich sein.
Die vorzeitige Erschlaffung eines Sphinkters tritt häufig dann auf, wenn der Sphinkter selbst nicht genügend Volumen besitzt, um die in Frage stehende Öffnung angemessen zu schließen. Eine Option zur Bewältigung des Problems ist das Implantieren von Volumen vergrößerndem Material in die die Öffnung umgebenden Submukosa, wodurch der von dem Sphinkter zu schließende Bereich reduziert wird. Im Allgemeinen wird das Volumen vergrößernde Material in die Stelle injiziert, um das vorliegende Weichgewebe zu verstärken. Geeignete Volumen vergrößernde Materialien sind kommerziell erhältlich und liegen im Allgemeinen in der Form von sphärischen Partikeln oder Perlen auf der Basis von Silikon, PTFE oder Kollagen vor. Diese Perlen sind in einer Trägerflüssigkeit wie etwa Glycerin oder Hydrogel suspendiert. Die Trägerflüssigkeit wirkt als Gleitmittel während des Implantierungsvorgangs und hilft beim Ausstoßen des Implantats aus der Spritze durch eine endoskopische Nadel. Die Trägerflüssigkeit wird aus dem Körper ausgeschieden und das Implantatmaterial wird an der Implantatstelle allmählich von Kollagen eingekapselt. Die Kollagenkapsel, die sich um das implantierte Material bildet, trägt zu dem Volumen an der Stelle bei. Ein derartiges Volumen vergrößerndes Material ist MACROPLASTIQUE (Handelsmarke) von Uroplasty, Inc.
Bestehende Implantate werden nicht biologisch abgebaut, sondern verbleiben permanent im Körper des Patienten. In neuerer Zeit sind Bedenken erhoben worden, dass derartige Implantate während der Lebenszeit des Patienten möglicherweise allmählich von der Implantierungsstelle wegwandern. Wenn die Größe des Implantats aufgrund der Wanderung der eingebrachten Perlen allmählich abnimmt, kann das ursprüngliche Problem demnach wieder auftreten. Der Patient muss sich deshalb einer weiteren Prozedur unterziehen, um weitere Perlen an die betroffene Stelle einzubringen. Das wandernde Implantat kann außerdem Reizungen verursachen, und es wurde berichtet, dass derartige Implantate mit Krebs, Autoimmunerkrankungen und Bindegewebskrankheiten in Verbindung stehen.
WO-A-91/17777 offenbart eine zur Implantation geeignete Zusammensetzung, die biologisch aktive und biokompatible Glaspartikel beinhaltet. WO-A-91/17777 lehrt weg von der Verwendung eines biologisch abbaubaren Glases, und das einzige in diesem Dokument offenbarte Glas beinhaltet einen hauptsächlichen Glasbildner aus Siliziumdioxid.
WO-A-96/24364 offenbart eine antimikrobielle Glaszusammensetzung mit kontrollierter Freigabe, die zur Inkorporation in einen Verband zur Oberflächenfreigabe geeignet ist. Die Zusammensetzung beinhaltet wasserlösliches Glas und einen Träger wie etwa Gummi- oder Kunststoffmaterial. Die Zusammensetzung nach WO-A-96/24364 wäre nicht zur Injektion geeignet und würde keinen Volumen vergrößernden Effekt bieten.
Neben der stressbedingten Harninkontinenz sind derartige Implantate auch verwendet worden, um vesiko-ureteralen Reflux zu verhindern. Vesiko-ureteraler Reflux ist ein Leiden, das bei Säuglingen und Kleinkindern auftritt, bei denen die Uretermündung während der Kontraktion der Blase unvollständig geschlossen wird. Dies ermöglicht es, dass Urin den Ureter hinauf zurückfließt, und kann wiederholte Infektionen der Nieren verursachen, was häufig zu einer permanenten Nierenschädigung führt. Auf eine ähnliche Weise wie bei der stressbedingten Harninkontinenz ist es möglich, Kügelchen oder Perlen aus Silikongummi oder Teflon in die Submukosa der Blasenwand dicht an der Uretermündung einzubringen. Auch hier erfordert die Prozedur das permanente Einbringen des Implantats.
Pädiatrischer vesiko-ureteraler Reflux gibt sich normalerweise von selbst, wenn sich die Blasenwand verdickt. Bis zum Kindesalter von fünf Jahren ist das uropoetische System normalerweise ausgereift genug, um das Implantatmaterial überflüssig zu machen. Auch hier ist es möglich, dass das Implantatmaterial von der Implantatstelle wandert und an einer anderen Stelle eine Blockierung, Verschließung oder Embolie verursacht. Implantate sind auch mit Krebs, Autoimmunerkrankungen und Bindegewebskrankheiten in Verbindung gebracht worden.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Zusammensetzung bereit, die zur Implantation in Weichgewebe (zum Beispiel an einer oder um eine Körperöffnung) geeignet ist, um den Rauminhalt des Weichgewebes zu steigern. Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung beinhaltet Partikel aus biologisch abbaubarem Glas in einem geeigneten Trägermedium. Das biologisch abbaubare Glas beinhaltet Phosphorpentoxid als hauptsächlichen Glasbildner. Die biologisch abbaubaren Glaspartikel weisen einen Durchmesser von von 50 μm bis zu 2000 μm auf. Das Trägermedium ist erforderlich, um eine leichte Injektion an der Stelle von Interesse sicherzustellen. Im Anschluss an die Injektion bilden die Partikel in situ eine klebrige kohäsive Masse.
Die gegenwärtig erhältlichen Silikon-, PTFE- und Kollagenperlen sind alle verformbar. Diese Eigenschaft unterstützt die Injektion der Perlen, trägt aber auch zu ihrer Fähigkeit bei, von der Stelle von Interesse zu wandern. Im Gegensatz dazu sind die Glaspartikel der vorliegenden Erfindung nicht verformbar.
Die Zusammensetzung eignet sich zur Einbringung in die Blasensubmukosa, um stressbedingte Harninkontinenz oder vesiko-ureteralen Reflux durch ein Vergrößern des Volumens des Bereichs um den Harnröhrensphinkter bzw. die Urethramündung zu behandeln.
Wahlweise lösen sich die Glaspartikel über einen relativ langen Zeitraum auf, typischerweise ein bis fünf Jahre, noch üblicher ein bis zwei Jahre.
Vorzugsweise sind die Glaspartikel unregelmäßig geformt. Dies steht im Gegensatz zu den kommerziell erhältlichen Implantaten, die aus sphärisch geformten Perlen gebildet sind. Die unregelmäßige Form der Glaspartikel fördert ihre Einkapselung in fibrösem Bindegewebe. Eine derartige Einkapselung reduziert ferner die Auflösungsgeschwindigkeit des Glases und trägt auch dazu bei, die Wanderung der Partikel zu verhindern.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Glaspartikel weisen einen Durchmesser von von 50 μm bis zu 2000 μm auf. Günstigererweise beträgt der durchschnittliche Durchmesser der Partikel jedoch 50 μm bis 1000 μm, üblicherweise 50 μm bis 500 μm. Mit Partikeln, die einen durchschnittlichen Durchmesser von 300 μm bis 200 μm oder weniger, zum Beispiel 150 μm bis 50 μm, aufweisen, sind gute Ergebnisse erhalten worden.
Partikel mit einem kleineren Durchmesser, z. B. 50 μm bis 100 μm, insbesondere von ungefähr 50 μm, sind von besonderem Interesse.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, dass es möglich ist, Glaspartikel mit derartigen kleinen Durchmessern (z. B. 50–100 μm) zu bilden. Wo derartig kleine Partikel verwendet werden, werden die mit der Injektion verbundenen Probleme reduziert. Sobald die Partikel an der Stelle von Interesse angeordnet worden sind, werden außerdem die Außenflächen der Partikel klebrig, wenn die Partikel anfangen, sich in den Körperflüssigkeiten aufzulösen, so dass sich die Partikel in situ zu einer klebrigen kohäsiven Masse verbinden.
Eine derartige Verbindung der Partikel reduziert die Geschwindigkeit der Partikelwanderung und die damit verbundenen Gesundheitsrisiken im beträchtlichen Maße. Bei den Silikon-, PTFE- oder Kollagenperlen des Stands der Technik ist keine derartige Verbindung beobachtet worden.
Im Allgemeinen wird ein Trägermedium verwendet, um die Injektion der Partikel zu unterstützen. Das Trägermedium ist typischerweise Glycerol, aber andere herkömmliche Trägermedien (z. B. Maiskeimöl, Sesamöl, Sonnenblumenöl oder Olbasöl) können auch verwendet werden. Die Zusammensetzung kann ebenfalls einen grenzflächenaktiven Stoff und/oder ein Suspendiermittel umfassen. Typische grenzflächenaktive Stoffe umfassen beispielsweise Benzylbenzoat, Ethyloleat und Benzylalkohol. Typische Suspendiermittel umfassen zum Beispiel Carboxymethylzellulose und Alginat.
In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Verstärken eines Bereichs von Weichgewebe in einem Körper (z. B. Verdicken einer Wand eines Körperorgans) bereit, wobei das Verfahren das Injizieren einer Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung in das Weichgewebe (z. B. die Submukosa der Wand) beinhaltet.
Die vorliegende Erfindung stellt somit ein Verfahren zum Bekämpfen von vesiko-ureteralem Reflux durch das Injizieren einer Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung in die Blasensubmukosa dicht bei der Uretermündung bereit, so dass Urin bei Kontraktion der Blase im Wesentlichen nicht den Ureter hinaufgelangen kann.
Wenn die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung in die Submukosa in der Nähe des Harnröhrensphinkters injiziert wird, kann eine stressbedingte Harninkontinenz aufgrund des „Volumen vergrößernden" Effekts der injizierten Partikel auf gleiche Weise bewältigt werden.
Die vorliegende Erfindung kann auch in anderen Körperbereichen, in denen die Weichgewebeaugmentation einen vorteilhaften Effekt hat, verwendet werden. Beispiel umfassen die Injektion um den Analgang, um Blutfluss an dieser Stelle zu reduzieren und damit die Entwicklung von Hämorrhoiden zu bekämpfen. Auf gleiche Weise kann die Weichgewebeaugmentation zur zeitweiligen Korrektur eines „unfähigen" Zervix, der die Aufrechterhaltung einer Schwangerschaft verhindern würde, vorteilhaft sein. Die Weichgewebeaugmentation der vorliegenden Erfindung kann ferner verwendet werden, um durch Unfall oder Chirurgie geschädigte Teile des Körpers aufzubauen, so dass eine Heilung ermöglicht wird. Insbesondere kann die Neuformung des Gesichtsbereichs eines Patienten erwähnt werden. Aus den obigen Beispielen wird deutlich, dass die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung nicht nur verwendet werden kann, um bestehende Leiden zu behandeln, sondern auch für prophylaktische und kosmetische Zwecke.
Im Allgemeinen wird es sich bei dem Glas um ein Glas mit kontrollierter Freigabe (CRG, controlled release glass) handeln. CRG sind glasartige, anorganische Polymere, die sich über einen vorprogrammierten Zeitraum quasi restlos auflösen. Die Komponenten der Herstellung liegen alle als natürliche Körperbestandteile vor, so dass CRG nur eine geringe oder keine Zytotoxizität zeigen und nur eine äußerst geringe Gewebereaktion sehen lassen.
Die Verwendung von Gläsern, das sich in Wasser und Körperflüssigkeiten auflösen können, ist wohl bekannt. Diese Gläser sind aus Phosphorpentoxid geformt und können modifiziert werden, um sich nach Bedarf über einen Zeitraum von Monaten oder Jahren aufzulösen. Bis dato sind derartige Gläser in der Medizin zur kontrollierten Freigabe einer Anzahl von Wirkstoffen verwendet worden, zum Beispiel von Pharmaka, Hormonen und Spurenelementen.
Es ist bekannt, dass gewisse Gläser, bei denen der für traditionelle Gläser übliche Glasbildner, Siliziumdioxid, durch den Glasbildner Phosphorpentoxid ersetzt wird, in Wasser und Körperflüssigkeiten löslich sind. Die Auflösungsgeschwindigkeit wird weitgehend durch die Zugabe von Glasmodifikationsmitteln wie etwa Kalzium- und Magnesiumoxid kontrolliert. Einfach ausgedrückt, ist die Auflösungsgeschwindigkeit umso langsamer, je höher die Konzentration des Modifikationsmittels ist. Die Auflösungsgeschwindigkeiten, die den Gläsern verliehen werden können, können von Minuten bis zu Monaten oder gar mehreren Jahren reichen. Es ist bekannt, in derartige Zusammensetzungen Mengen von Spurenelementen wie Kupfer, Kobalt oder Selen einzuschließen, die aus dem Glas während seines langsamen Auflösens über den gewählten Zeitraum freigegeben werden.
Die Verwendung wasserlöslicher Gläser ist in der Literatur für eine Vielfalt an Zwecken beschrieben worden. Zum Beispiel beschreiben die Patentschriften des Vereinigten Königreichs Nr. 1,565,906, 2,079,152, 2,077,585 und 2,146,531 die allmähliche Auflösung der Gläser als das Bereitstellen eines Mittels zur kontrollierten Freigabe von Pharmaka, Hormonen, Fungiziden, Insektiziden, Spermiziden und anderen Wirkstoffen, mit denen die Gläser imprägniert worden sind. Die Gläser werden zum Beispiel in der Form eines Implantats oder Bolus verwendet.
Die Patentschrift des Vereinigten Königreichs Nr. 2,030,559 beschreibt die Verwendung eines selenimprägnierten wasserlöslichen Glases zum Bereitstellen einer kontrollierten Freigabe des Selens als Spurenelement an Rinder und Schafe, wobei das Glas als subkutaner Einsatz angewendet wird. Die Patentschrift des Vereinigten Königreichs Nr. 2,037,735 beschreibt ebenfalls ein subkutanes Implantat aus wasserlöslichem Glas, und in diesem Fall ist das Glas mit Kupfer imprägniert; kleinere Mengen von Spurenelementen wie etwa Bor, Arsen, Iod, Mangan, Chrom, Silber, Gold und Gallium können ebenfalls eingeschlossen sein.
Wasserlösliches Glas ist auch zur Verwendung in Prothesen vorgeschlagen worden, beispielsweise in der Patentschrift des Vereinigten Königreichs Nr. 2,099,702, und zur Verwendung in antikorrosiven Farben, wie in der Patentschrift des Vereinigten Königreichs Nr. 2,062,612 beschrieben. Die Literatur sieht ferner die Verwendung derartiger Gläser bei der kontrollierten Freigabe von Eisen-II- und III-Ionen an den menschlichen oder tierischen Körper durch Ingestion oder Implantation des Glases (Patentschrift des Vereinigten Königreichs Nr. 2,081,703) und die Verwendung von Gläsern bei der kontrollierten Freigabe von Ionen wie etwa Lithium, Natrium, Kalium, Caesium, Rubidium, Polyphosphat, Kalzium und Aluminium an Patienten durch den Einschluss des Glases in einer Tropfleitung (Patentschrift des Vereinigten Königreichs Nr. 2,057,420) vor.
Wahlweise kann das wasserlösliche Glas ein Silber enthaltendes Glas sein. Vorteilhafterweise kann der Silbergehalt in der Form von Silberorthophosphat in die Glaszusammensetzung eingeführt werden.
Geeignete Gläser umfassen zum Beispiel das ARGLAES^TM-Glas von Giltech Limited.
Das Glas kann durch die Verwendung von Glasmodifikationsmitteln angepasst werden, um eine nachhaltige Freigabe von Silberionen über einen festgesetzten Zeitraum zu ergeben.
In einer Ausführungsform beinhaltet das wasserlösliche Glas ein Alkalimetalloxid M₂O, ein Erdalkalioxid MO, Phosphorpentoxid P₂O₅ und Silberoxid (Ag₂O) oder Silberorthophosphat (Ag₃PO₄).
Am besten enthält das Glas höchstens 40 Mol-% M₂O oder MO, wenigstens 10 Mol-% M₂O oder MO und höchstens 50 Mol-% sowie wenigstens 38 Mol-% Phosphorpentoxid, wobei wahlweise 0,05 bis 5,0 Mol-% Silberoxid oder -orthophosphat eingeschlossen sein können.
Das Alkalimetalloxid kann Natriumoxid (NA₂O), Kaliumoxid (K₂O) oder eine Mischung aus diesen sein, und das Erdalkalioxid kann Kalziumoxid (CaO), Magnesiumoxid (MgO), Zinkoxid (ZnO) oder eine Mischung aus diesen sein.
Das Glas kann auch weniger als 5 Mol-% Siliziumdioxid (SiO₂), Boroxid (B₂O₃), Sulfation (SO₄ ^2–), ein Halogenidion, Kupferoxid (CuO) oder eine Mischung aus diesen enthalten.
Die in dieser Erfindung verwendeten löslichen Gläser beinhalten Phosphorpentoxid (P₂O₅) als hauptsächlichen Glasbildner, typischerweise zusammen mit einem oder mehreren beliebigen Glas modifizierenden, nicht toxischen Materialien wie etwa Natriumoxid (Na₂O), Kaliumoxid (K₂O), Magnesiumoxid (MgO), Zinkoxid (ZnO) und Kalziumoxid (CaO). Die Geschwindigkeit, mit der sich das Silber freigebende Glas in Flüssigkeiten auflöst, wird von der Glaszusammensetzung, im Allgemeinen von dem Verhältnis des Glasmodifikationsmittels zum Glasbildner und von den relativen Anteilen des Glasmodifikationsmittels im Glas bestimmt. Durch eine geeignete Regulierung der Glaszusammensetzung können Auflösungsgeschwindigkeiten in Wasser bei 38 °C im Bereich von im Wesentlichen null bis 25 mg/cm²/Stunde oder mehr entworfen werden. Die wünschenswerteste Auflösungsgeschwindigkeit R des Glases liegt jedoch bei zwischen 0,01 und 2,0 mg/cm²/Stunde. Das wasserlösliche Glas beinhaltet Phosphorpentoxid als hauptsächlichen Glasbildner, und vorteilhafterweise kann Silber während der Herstellung als Silberorthophosphat (Ag₃PO₄) eingeführt werden. Der Gehalt an Silber und anderen Bestandteilen in dem Glas kann je nach Gebrauchsbedingungen und erwünschten Freigabegeschwindigkeiten variieren, wobei der Gehalt an Silber im Allgemeinen bei bis zu 5 Mol-% liegt. Obgleich wir bei der Beschreibung der Zusammensetzung des Glases in Form von Mol-% von Oxiden, Halogeniden und Sulfationen der Konvention folgen, soll dies nicht implizieren, dass derartige chemische Spezies im Glas vorliegen, noch dass diese für die Gemengezubereitung des Glases verwendet werden.
Das Glas kann mittels einer Anzahl von Verfahren gebildet werden. Es kann einfach durch herkömmliche oder zentrifugale Prozeduren gegossen werden oder es kann über eine oder mehrere Stufen des Stangen-, Faser- und Rohrziehens zubereitet werden. Andere Zubereitungstechniken umfassen Schaumglas. Im Anschluss auf die Glasbildung wird es in eine fein geteilte partikuläre Form zerkleinert.
Wahlweise kann die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung einen aktiven Inhaltsstoff enthalten. Der Begriff „aktiver Inhaltsstoff" wird hier verwendet, um jeden Wirkstoff zu bezeichnen, der den Stoffwechsel oder jeden Stoffwechselvorgang oder zellulären Vorgang des Patienten beeinflusst (einschließlich Wachstumsfaktoren und lebender Zellen), Heilung voranbringt, Infektionen, Hypergranulation oder Entzündung bekämpft. Alle Antibiotika und anderen antibakteriellen Wirkstoffe, Steroide, Schmerzmittel usw. sind geeignet. Wahlweise kann der aktive Inhaltsstoff in der Form mit verzögerter Freigabe oder mit kontrollierter Freigabe vorliegen.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die folgenden, nicht einschränkenden Beispiele und Figuren weiter beschrieben, wobei:
1 H- und E-Färbung von I240596-1-Glaskörnchen intramuskulär (sechs Monate), Vergrößerung 125 %;
2 H- und E-Färbung von I240596-2-Glaskörnchen intramuskulär (sechs Monate), Vergrößerung 125 %;
3 H- und E-Färbung von I240596-3-Glaskörnchen intramuskulär (sechs Monate), Vergrößerung 125 %;
4 Färbung der neutrophilen Zellen eines Muskelschnitts, der das Implantat I240596-1 enthält, Vergrößerung 125 % (schwarze Kreise sind Luftblasen);
5 Färbung der Makrophagen eines Muskelschnitts, der das Implantat I240596-2 enthält, Vergrößerung 125 %.
Beispiel 1
Die CRG werden in vivo implantiert, um die Evaluierung der Abschwächung der Lösungsgeschwindigkeit des Glases zu unterstützen und die akute Gewebereaktion an der Implantationsstelle der Submukosa zu beobachten.
Materialien
Zwei CRG-Zusammensetzungen mit langsamen Lösungsgeschwindigkeiten (Entscheidung steht aus) werden als grobe Körnchen mit einem Durchmesser von 200–300 μm zubereitet. Die Körnchen werden in Glycerin BP, 8,5 ml Glycerin auf 10 g CRG, suspendiert. Die Suspensionen werden à 2,5 ml in Spritzen verpackt. Die Spritzen werden einzeln in Polyester-Folien/Polyester-Beuteln versiegelt und durch γ-Strahlung sterilisiert.
Verfahren
Die vordere Blasenwand des betäubten Modells (Kaninchen) wird freigelegt und ein CRG-Implantat mit geringem Rauminhalt (0,5 ml) wird in die Submukosa auf der linken und rechten vorderen Blasenwand auf halbem Weg zwischen den Uretern und dem Blasenhals injiziert. Das Implantat sollte einen kleinen sichtbaren Höcker an der Implantatstelle erzeugen. Es empfiehlt sich, dass die an der linken und der rechten Stelle verwendeten CRG unterschiedliche Lösungsgeschwindigkeiten aufweisen, oder dass eine der Stellen ein bestehendes „Kontroll"-Implantatmaterial für Vergleichszwecke enthält (z. B. MACROPLASTIQUE (Handelsmarke) von Uroplasty, Inc); zehn Tiere würden benötigt.
Evaluierung
Durch die Platzierung der Implantate in der vorderen Blasenwand sollte es möglich sein, sich das Implantat unter Verwendung von Ultraschall auf wöchentlicher Basis anzusehen. Zusätzlich würden nach zwei Wochen, einem Monat, sechs Monaten und zwölf Monaten zwei Tiere getötet.
Die Ultraschalluntersuchungen sollten sich das Implantatmaterial ansehen, und jede Wanderung von der Implantatstelle sollte vermerkt werden. Eine akute fibröse Kapselbildung sollte aufgezeichnet werden. Möglicherweise können das CRG und seine Auflösung über die längeren Zeiträume hinweg differenziert werden.
Nach der Tötung sollten Gewebereaktionen und akute Entzündungen aufgezeichnet werden. Für jede Implantatstelle sollte die fibröse Kapselentwicklung angemerkt und die Gegenwart von CRG (und Glycerol in frühen Stufen) quantifiziert werden. Proben von umgebenden Geweben sollten für histologische Untersuchungen entnommen werden.
Ergebnisse und Schlussfolgerungen
An der Implantatstelle wird eine anfängliche Entzündungsreaktion erwartet. Es wird erhofft, dass sich eine Kollagenkapsel um die CRG-Körnchen bilden wird. Es wird erwartet, dass diese Kapsel die Lösungsgeschwindigkeit des Glases reduziert. Es ist hilfreich, die Abschwächung der Lösungsgeschwindigkeit aufgrund des reduzierten Flüssigkeitstransports in der Kapsel zu messen. Nach einem Monat sollte die Entzündung des umgebenden Gewebes abgeklungen sein, und die Histologie sollte normale Zellreaktionen zeigen. Es sollte keine Wanderung der CRG-Implantatperlen geben, und das Glycerol sollte innerhalb der ersten zwei Wochen vollständig entfernt werden.
In jeder Tötungsgruppe sollte es mindestens ein „Kontroll"-Implantat geben. Die Gewebereaktion der Kontrolle sollte mit den Ergebnissen des CRG-Implantats verglichen werden.
Beispiel 2
Materialien und Verfahren
Gläser mit kontrollierter Freigabe (CRG) wurden wie folgt formuliert:
Für alle CRG wurde ein Körnchendurchmesserbereich von 53–1000 μm verwendet.

Proben von 0,1 g der oben aufgeführten CRG wurden vor der Implantation in schwarzweiße Lister-Haubenratten (Liverpool-Stamm) mittels trockener Wärme (190 °C über 3 Stunden) sterilisiert. In jedes Tier wurden zwei Proben implantiert. In einem Zeitraum von sechs Monaten wurden drei Tiere eingesetzt. Die Implantate wurden bilateral in eine Tasche, die in der dorsolumbalen Muskelregion des Tieres erzeugt worden war, platziert. Zum Zeitpunkt von sechs Monaten der Explantation wurden das Implantat und das umgebende Gewebe aus dem getöteten Tier entnommen und sofort eingefroren. Die gefrorene Probe wurde in einem Mikrotom- Kryostat auf 7 μm geschnitten. Eine Analyse der Implantat-/Gewebestelle wurde ausgeführt, indem die Probenschnitte auf verschiedene Zytokine gefärbt wurden. An jeder der sechs entnommenen Proben wurde eine Färbung mit Haematoxylin und Eosin (H und E), sowie eine Färbung der neutrophilen Zellen und der Makrophagen durchgeführt. Immunhistochemische Färbungen auf ED1-, ED2-, CD4-, CD8-, Interleukin-1β-(IL-1β-), IL-2-, Haupthistokompatibilitätskomplex-(MHC-)Klasse-II-, α-β- und Anti-β-Antigene wurden abgeschlossen. Diese Färbungen ermöglichen es, die Gewebereaktion auf die Gegenwart des Implantats auf die folgende Art und Weise zu evaluieren:

H und E	Färbt alle lebensfähigen Zellen und ermöglicht es, den Gewebetyp und die fibröse Kapsel aufgrund der charakteristischen strukturellen Form jedes Gewebes leicht zu identifizieren.
ED1	Erkennt Makrophagen, Monozyten und dendritische Zellen der Ratten. Granulozyten sind negativ. Das erkannte Antigen ist vor allem intrazellulär befindlich, obwohl auch eine gewisse Membranexpression auftritt.
ED2	Erkennt ein Membranantigen auf residenten Ratten-Makrophagen; Monozyten, dendritische Zellen und Granulozyten sind negativ. Kein anderer Zelltyp außer Makrophagen ist positiv für ED2, und es unterscheidet zwischen kortikalen Thymus-Makrophagen (ED2+) und medullären Makrophagen (ED2-).
CD4	Exprimiert auf den meisten Thymozyten und

	ungefähr zwei Dritteln der peripheren Blut-T-Zellen. Bei Menschen und Ratten wird CD4 auf Monozyten und Makrophagen exprimiert. CD4 ist ein Hilfsmolekül bei der Erkennung fremder Antigene in Verbindung mit MHC-Klasse-II-Antigenen durch T-Zellen.
CD8	Exprimiert auf den meisten Thymozyten und ungefähr einem Drittel der peripheren Blut-T-Zellen, welche die CD4-negativen Zellen ausmachen. CD8α findet sich in allen NK-Zellen (natürlichen Killerzellen) in der Ratte.
1L-1β	Exprimiert von B-Zellen, Makrophagen und Monozyten, und seine mRNA liegt in einer Anzahl von Zellen einschließlich T-Zellen vor. Zusätzlich zur Aktivierung von T- und B-Lymphozyten induziert Interleukin-1 (IL-1) mehrere hämatologische und Stoffwechsel-Änderungen, die für die Wirtsreaktion auf Infektion und Verletzung typisch sind. IL-1 ist ein endogenes Pyrogen, das aufgrund seiner Fähigkeit, das Prostoglandin des Hypothalamus zu erhöhen, Fieber verursacht. IL-1 induziert auch die Freigabe mehrerer Lymphokine, Interferone und Kolonie stimulierender Faktoren. Mit Ausnahme der Keratinozyten der Haut, einiger Epithelzellen und gewisser Zellen im zentralen Nervensystem wird die mRNA-Codierung für IL-1 bei Gesundheit in den meisten anderen Zellen nicht beobachtet.
IL-2	Auch genauer beschreibend T-Zellwachstumsfaktor

	genannt, vielversprechend als Immunstimulant und Antitumor-Wirkstoff. IL-2 erkennt aktivierte Ratten-T-Zellen, aber keine ruhenden Lymphozyten.
MHC Klasse II	Exprimiert von dendritischen Zellen, B-Zellen, Monozyten, Makrophagen und einigen Epithelzellen. Die Exprimierung wird durch Interferon α erhöht, das auch die Exprimierung auf Fibroblasten, Epithel- und Endothelzellen induziert.
α-β	Erfasst einen α-β-T-Zell-Rezeptor.
Anti-β	Auf Leukozyten gerichtet. Markiert auch B-Zellen unter Lymphozyten des Ductus thoracicus mit geringer Markierung im Knochenmark und keiner auf Thymozyten. Wirkt als Isotopen-Kontrolle.

Ergebnisse und Erörterung
Die Photographien in 1–3 zeigen die H- und E-Färbung der Implantate I240596-1 bis -3. Wie aus diesen Figuren ersichtlich ist, haben sich um alle Glaskörnchen fibröse Kapseln gebildet. Das Glas I240596-1 weist nach In-vitro-Test die langsamste Lösungsgeschwindigkeit auf, und dies kann auch in 1 gesehen werden, da die Größen der verbleibenden Glaskörnchen in dem Rattenmuskel nach sechs Monaten im Verhältnis zu den anderen zwei Glaszusammensetzungen, die beide höhere Lösungsgeschwindigkeiten aufweisen (I240596-3 weist in-vitro die höchste Lösungsgeschwindigkeit auf), beträchtlich größer ist. Das das Implantat umgebende Muskelgewebe erscheint gesund. 4 und 5 zeigen Photographien der Färbung der neutrophilen Zellen von Implantatschnitt I240596-1 bzw. Färbung der Makrophagen von I240596-2.
Diese Photographien sind typisch für alle angeschauten Objektträger, da alle sechs Schnitte nicht signifikante Mengen von neutrophilen Zellen und Makrophagen in dem Gewebe enthielten. In der Photographie des Schnitts mit Färbung der neutrophilen Zellen ist es ersichtlich, dass sich nahe der Implantatstelle und im ganzen Gewebe verteilt mehrere Mastzellen befinden. Dies ist im normalen, gesunden Muskelgewebe zu erwarten. Das Fehlen von Makrophagen und neutrophilen Zellen deutet auf eine fehlende Entzündungsreaktion auf das Implantat hin und zeigt, dass die Glaskörnchen nach einem Zeitraum von sechs Monaten in-vivo akzeptiert worden zu sein scheinen.
Die Zytokin-Färbung der obigen Antigene war für alle negativ, was mit der Abwesenheit von neutrophilen Zellen und Makrophagen in den Gewebeschnitten übereinstimmt. Zytokine sind Regulatorpeptide, die von quasi jeder kernhaltigen Zelle des Körpers, wie etwa Lymphozyten und Monozyten, produziert werden können. Zytokine werden im Allgemeinen nicht konstitutiv produziert, sondern in Notfällen erzeugt, um sich einem Angriff auf die Intaktheit des Wirts entgegen zu stellen. Zytokine erreichen diese Ziele, indem sie eine große Vielfalt an Zielzellen zum Wachsen, Differenzieren und Ausführen ihrer Funktionen mobilisieren und aktivieren. Dies bedeutet, das Zytokine Schlüsselmediatoren von Immunität und Entzündung sind. Die nicht signifikante Färbung der obigen deutet auf die Akzeptanz des Glasimplantats in dem Körper hin und zeigt, dass die Gegenwart des Glases in-vivo keine Entzündungsreaktion induziert.
Schlussfolgerung
Alle nach einem Zeitraum von sechs Monaten gefärbten und angeschauten Schnitte zeigten gesundes, normales Muskelgewebe, das ein mit einer fibrösen Kapsel umkleidetes Glaskörnchen enthielt. Die Färbung verschiedener Zytokine ergab ein negatives Ergebnis, was auf die Abwesenheit von Entzündungsreaktionen des Muskelgewebes in der Gegenwart von Glas nach sechs Monaten hindeutet.
Beispiel 3
Weichgewebereaktion auf in Glyzerol suspendierte Glasparktikel mit kontrollierter Freigabe
Dieses Beispiel untersuchte die Weichgewebereaktion auf Gläser mit einer Auswahl an Partikelgrößen unterschiedlicher Auflösungsgeschwindigkeiten, transportiert in einem Glycerolträger.
Materialien und Verfahren
Das CRG wurde in partikulärer Form von drei unterschiedlichen Zusammensetzungen und zwei unterschiedlichen Partikelgrößen getestet: X (200–300 μm, 0,02 mg/cm²/h Lösungsgeschwindigkeit), Y (200–300 μm, 0,12 mg/cm²/h Lösungsgeschwindigkeit) und Z (< 53 μm, 0,34 mg/cm²/h Lösungsgeschwindigkeit), alle in Glycerol suspendiert. Das Experiment umfasste ebenfalls eine Kontrollprobe aus nur Glycerol, die als Probe W markiert wurde. Proben von den CRG in Glycerol und von nur Glycerol mit einem Gewicht von je 0,1 Gramm wurden vor der intramuskulären Implantation in Wistar-Ratten mittels Gamma-Strahlung sterilisiert. In jedes Tier wurden zwei Proben implantiert. In jedem der Zeiträume von 2 Tagen, 4 Wochen, 9 Wochen und 6 Monaten wurden vier Tiere eingesetzt. Die Implantate wurden bilateral in eine Tasche, die in dem dorsolumbalen Muskel des Tieres erzeugt worden war, platziert. Zum Zeitpunkt der Explantation wurden das Implantat und das umgebende Gewebe aus dem getöteten Tier entnommen und schockgefroren. Ein Mikrotom-Kryostat wurde verwendet, um serielle Schnitte mit einer Dicke von 7 μm zu schneiden. Eine Analyse der Implantat-/Gewebestelle wurde ausgeführt, indem die Probenschnitte auf verschiedene Zelltypen spezifisch gefärbt wurden. Neutrophile Zellen und Makrophagen wurden unter Verwendung von Enzymhistochemie gefärbt, ED1-(Monozyten und unreife Makrophagen), ED2-(reife Gewebe-Makrophagen), CD4-(Helfer-/Induktor-T-Lymphozyten und Makrophagen), CD8-(Suppressor-/zytotoxische T-Lymphozyten), Interleukin-1β-, IL-2-(aktivierte T-Lymphozyten), Haupthistokompatibilitätskomplex-(MHC-)Klasse-II-(aktivierte Makrophagen und aktivierte B-Lymphozyten), α-β-(T-Lymphozyten) und CD45RA-Antikörper (B-Lymphozyten) wurden verwendet, um jede Probe immunhistochemisch zu färben.
Ergebnisse und Erörterung
Eine positive Färbung für neutrophile Zellen wurde bei allen Materialien nach 2 Tagen Implantation beobachtet. Die vorliegenden Neutrophilen Zellen wurden in örtlich begrenzten Anhäufungen nahe der Implantatstelle gefunden. In den verbleibenden Zeiträumen wurden jedoch in den Gewebeschnitten von jedem der implantierten Gläser oder von Glycerol keine neutrophilen Zellen gesehen. In allen Gewebeproben lagen Mastzellen vor, aber es wurde bemerkt, dass in Schnitten, die Glas X nach 6 Monaten, Glas Y nach 2 Tagen und nach 6 Monaten und Glas Z nach 4 Wochen und nach 6 Monaten enthielten, eine erhöhte Anzahl dieser Zellen in Anhäufungen nahe dem implantierten Glas vorlagen. Sowohl Enzymfärbung als auch immunhistochemische Färbung bestätigten die Gegenwart von Makrophagen in allen Schnitten und in allen Zeiträumen, mit Ausnahme von Glas X nach 6 Monaten. Die Gegenwart von neutrophilen Zellen nach 2 Tagen in allen Schnitten weist auf eine akute Entzündungsreaktion hin. Die Abwesenheit dieser Zellen in den verbleibenden Zeiträumen deutet jedoch darauf hin, dass diese akute Entzündung schnell beendet wird. Die Gegenwart von Makrophagen in alle Proben und in allen Zeiträumen, mit Ausnahme von X nach 6 Monaten, deutet jedoch auf eine fortwährende chronische Entzündungsreaktion auf die Gegenwart des implantierten Materials hin. Bei Glas X scheint diese chronische Entzündungsreaktion jedoch nach 6 Monaten beendet zu sein. Bei einem Material, Glas Z, wurde eine Gewebenekrose in Verbindung mit dem Glas nach 4 Wochen und nach 9 Wochen beobachtet. Diese Studie demonstriert, das ein partikuläres, sich abbauendes Glas eine Entzündungsreaktion in Weichgewebe über Zeiträume von bis zu 6 Monaten auslöst. Es sei bemerkt, dass sich schnell abbauendes Glas mit sehr kleinen Partikeln zur Gewebenekrose führt und für diese Anwendungen weiter erwogen werden sollte. Sich langsamer auflösende Materialien mit größeren Partikel demonstrieren jedoch ein effektives Potential für Anwendungen hinsichtlich stressbedingter Inkontinenz.
BEISPIEL 3
Entzündungsreaktion auf Glas mit kontrollierter Freigabe
Proben einer Auswahl an Zusammensetzungen von Gläsern mit kontrollierter Freigabe (CRG) in granulärer Form wurden hinsichtlich der Weichgewebereaktion analysiert, um ihre Biokompatibilität zu bestimmen.
Materialien und Verfahren
Das CRG wurde in granulärer Form (53–1000 μm) von drei unterschiedlichen Zusammensetzungen getestet: A (viel CaO, langsame Lösungsgeschwindigkeit), B (mittlere Lösungsgeschwindigkeit) und C (wenig CaO, schnellste Lösungsgeschwindigkeit). Proben der CRG mit einem Gewicht von je 0,1 Gramm wurden vor der Implantation in schwarzweißen Lister-Haubenratten mittels trockener Wärme (3 Std., 190 °C) sterilisiert. In jedes Tier wurden zwei Proben implantiert. In jedem der Zeiträume von 2 Tagen, 1 Woche, 4 Wochen, 8 Wochen und 6 Monaten wurden drei Tiere eingesetzt. Die Implantate wurden bilateral in eine Tasche, die in dem dorsolumbalen Muskel des Tieres erzeugt worden war, platziert. Zum Zeitpunkt der Explantation wurden das Implantat und das umgebende Gewebe aus dem getöteten Tier entnommen und schockgefroren. Die gefrorene Probe wurde in einem Mikrotom-Kryostat auf 7 μm Dicke geschnitten. Die Analyse der Implantat-/Gewebestelle wurde ausgeführt, indem verschiedene Färbetechniken verwendet wurden. Eine immunhistochemische Färbung unter Verwendung der ED1-(Monozyten und unreife Makrophagen), ED2-(reife Gewebe-Makrophagen), CD4-(Helfer-/Induktor-T-Lymphozyten und Makrophagen), CD8-(Suppressor-/zytotoxische T-Lymphozyten), Interleukin-1β-, IL-2-(aktivierte T-Lymphozyten), Haupthistokompatibilitätskomplex-(MHC-)Klasse-II-(aktivierte Makrophagen und aktivierte T-Lymphozyten), α-β-(T-Lymphozyten) und CD45RA-Antikörper (β-Lymphozyten) wurde ausgeführt. Eine Hämatoxylin- und Eosin-Färbung (H- und E-Färbung) wurde an jeder der gewonnenen Proben durchgeführt. Eine Enzymfärbung der neutrophilen Zellen und Makrophagen wurde ebenfalls ausgeführt.
Ergebnisse und Erörterung
Es lässt sich leicht demonstrieren, dass die Gewebereaktion auf die Auswahl an CRG unterschiedlich ist und von den Materialien abhängt, die neutrophile Zellen, Makrophagen und Mastzellen involvieren und T- oder B-Lymphozyten nicht involvieren.
Örtlich begrenzte Anhäufungen von neutrophilen Zellen wurden nach 2 Tagen Implantation von jedem der CRG A, B und C beobachtet. In den verbleibenden Zeiträumen wurden jedoch in den Gewebeschnitten von jedem der implantierten Gläser keine neutrophilen Zellen gesehen.
Wie erwartet, waren Mastzellen in allen Gewebeschnitten verbreitet, aber es wurde festgestellt, dass in Schnitten, die CRG A nach 9 Wochen und nach 6 Monaten und CRG C nach 2 Tagen, nach 9 Wochen und nach 6 Monaten enthielten, eine erhöhte Anzahl dieser Zellen in Anhäufungen nahe dem Implantat vorlagen.
Der vorherrschende Zelltyp in allen Schnitten war der Makrophage, was sowohl durch Enzymfärbung als auch durch Immunhistochemie bestätigt wurde. In allen Schnitten über alle Zeiträume wurden Makrophagen beobachtet, die für ED1-, ED2- und MHCII-Antikörper positiv waren. Die Gegenwart von neutrophilen Zellen nach 2 Tagen in allen drei Glaszusammensetzungen deutet darauf hin, dass eine akute Entzündungsreaktion aufgetreten ist. Die Abwesenheit der neutrophilen Zellen in allen nachfolgenden Zeiträumen weist darauf hin, dass die akute Entzündungsreaktion beendet wurde. Die Beobachtung der Makrophagen über alle Zeiträume bis einschließlich nach 6 Monaten deutet jedoch auf einen fortwährenden Stimulus durch die Materialien einer chronischen Entzündungsphasenreaktion hin.

Claims

Eine Zusammensetzung, die zur Injektion in Weichgewebe geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung Partikel biologisch abbaubaren Glases in einem Trägermedium beinhaltet, wobei das biologisch abbaubare Glas Phosphorpentoxid als hauptsächlichen Glasbildner beinhaltet, wobei die biologisch abbaubaren Glaspartikel einen Durchmesser von von 50 μm bis zu 2000 μm aufweisen und wobei die Partikel im Anschluss an die Injektion in situ eine klebrige kohäsive Masse bilden.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei die Glaspartikel unregelmäßig geformt sind.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, wobei die Partikel einen Durchmesser von 1000 μm aufweisen.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Partikel einen Durchmesser von 300 μm oder weniger aufweisen.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Partikel einen Durchmesser von 50 μm bis 100 μm aufweisen.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Trägermedium Glycerol ist.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Trägermedium einen grenzflächenaktiven Stoff und/oder ein Suspendiermittel umfasst.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, die Glaspartikel beinhaltet, welche aus einem Glas gebildet sind, das sich über einen vorprogrammierten Zeitraum auflöst.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, die Glaspartikel beinhaltet, welche aus einem wasserlöslichen Glas gebildet sind.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, die Glaspartikel beinhaltet, welche aus einem Silber enthaltenden Glas gebildet sind.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Verwendung bei der Augmentation von Weichgewebe.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 11, wobei das Weichgewebe die Submukosa des Harnröhrensphinkters ist.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 11 für kosmetische Zwecke.
Eine Verwendung einer Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 bei der Herstellung eines Medikaments zur Augmentation eines Bereichs von Weichgewebe in einem Körper.
Verwendung einer Zusammensetzung gemäß Anspruch 14, wobei das Weichgewebe die Submukosa einer Wand eines Körperorgans ist.
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Verwendung beim Bekämpfen von vesiko-ureteralem Reflux, so dass Urin bei Kontraktion der Blase nicht den Ureter hinaufgelangen kann.