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Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Modifizierung der Oberflächeneigenschaften
von Gewebe, indem auf der Gewebeoberfläche flüssigkristalline Matrizes ausgebildet
werden, die Komponenten des Gewebes oder von biologischen Flüssigkeiten,
die die Gewebeoberfläche
benetzen, umfassen. Insbesondere ist diese Erfindung in einer Ausführungsform
darauf gerichtet, eine flüssigkristalline
Matrix zu bilden, die Synovialflüssigkeit
auf einer Knorpeloberfläche
umfaßt,
indem solche Oberflächen
mit einer Poly(hydroxy-substituierten Aminosäure) in Kontakt gebracht werden,
um die Bindung chirurgischer Leime an die Knorpeloberfläche zu verbessern.
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Hintergrund
und Zusammenfassung der Erfindung
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Schädigung von
Gelenkknorpel führt
zu signifikanter Behinderung vieler Menschen, jungen und alten gleichermaßen. Geschädigter Gelenkknorpel
hat sehr beschränkte
Fähigkeit,
sich selbst zu reparieren und normale Funktion wiederherzustellen.
Das Reparaturgewebe, das in Reaktion auf geschädigten Gelenkknorpel gebildet
wird, ist oft in der Form von Faserknorpel, der nicht die lasttragende
Fähigkeit
des ursprünglichen Gelenkknorpels
besitzt. Auch zeigt Faserknorpel nicht die Schmierfähigkeit,
wie dies Hyalin oder Gelenkknorpel tut. Über die Zeit führt dies
zu weiterer Zerstörung
des Knorpels und letztendlich zu Osteoarthritis. Für ältere Patienten
ist eine Lösung
für dieses
Problem vollständiger
Gelenkersatz. Für
jüngere
Patienten, die an Knorpeldefekten und -läsionen leiden, wird jedoch
eine andere Form der Behandlung benötigt.
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Rekonstruktive
orthopädische
Chirurgie ist zunehmend notwendig geworden, um Patienten mit geschädigtem Knorpel
zu behandeln, der von kongenitalen Abnormitäten oder Trauma herrührt. Gegenwärtige Therapien
schließen
Transplantation von Homotransplantaten, Implantation künstlicher
prothetischer Vorrichtungen und Knorpel-Neubildung unter Verwendung
isolierter Chondrocyten in einer organischen Trägermatrix oder „Gerüst" ein. Jedes dieser
Verfahren zur Reparatur des geschädigten Knorpels hat jedoch
damit verbundene Risiken. Zusätzlich
zu Komplikationen durch Infektion und Empfänger-gegen-Transplantat-Abstoßung besteht
ein hohes Auftreten unvollständiger
oder unterbrochener Bindung an der Empfänger-Implantat-Grenzfläche. Probleme
mit Kleberbindung sind besonders vorherrschend zum Beispiel an Gelenkknorpelverbindungen,
wo die gebundenen Oberflächen
kontinuierlich in Synovialflüssigkeit
gebadet werden. Hydratisierung/Schmierung von Knorpeloberflächen mit
Synovialflüssigkeit
ist eine der Hauptursachen für
Probleme, die mit Kleberbindung an solchen Oberflächen verbunden
sind.
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Eine
Vielzahl von Klebern oder chirurgischen Leimen ist für die Reparatur
von Knorpel und anderen Gewebeoberflächen untersucht worden. Bioerodierbare
Kleber können
Materialien auf Fibrinbasis, Poly(aminosäuren) und extra konzipierte
Polypeptide einschließen.
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Wenn
das Implantat eine Polymermatrix einschließt, kann die Polymermatrix
an geschädigten
Knorpel geleimt werden, um ein gebundenes poröses dreidimensionales Gerüst bereitzustellen,
das als ein Träger
für bioaktive
Materialien und für
das Wachstum von Chondrocytenzellpopulationen dienen kann. Das Gerüst dient als
eine Matrize, um die Form des neuen Gewebes definieren zu helfen,
wenn es regeneriert wird. Wenn das synthetische Material ein biologisch
erodierbares oder biologisch abbaubares Polymer ist, zersetzt sich
das Gerüst
allmählich
in natürliche
Metabolite, die von der Defektstelle entfernt werden. Optimalerweise ähnelt das Reparaturgewebe
demjenigen von nativem Knorpel und funktioniert wie dieses.
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Der
Erfolg einer solchen Behandlung zur Reparatur geschädigten Knorpels
hängt teilweise
von der Fähigkeit
des chirurgischen Leims ab, sich an das Implantat, Transplantat
oder Polymergerüst
zu binden und dieses an der Defektstelle zu stabilisieren. Ein Merkmal
normaler Gelenkoberflächen
ist ihre Hydrophobie. Die hydrophobe Knorpeloberfläche umfaßt eine
Phospholipidschicht, die Schmierung für Gelenkknorpeloberflächen in
einem normalen Gelenk bereitstellt. Unglücklicherweise verringert derselbe
hydrophobe Charakter der Gelenkoberflächen, der die Grenzfläche mit
niedriger Reibung bereitstellt, auf die Wirksamkeit chirurgischer Leime,
eine starke Bindung zwischen nativem Knorpel und implantiertem Reparaturmaterial
zu bilden. Hydrophobe Komponenten auf der Oberfläche interferieren mit der Adhäsion chirurgischer
Leime an der Knorpeloberfläche,
und es ist festgestellt worden, daß sie schwierig von der Knorpeloberfläche zu entfernen
sind, um die Oberflächenbindung
zu verbessern.
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Zusätzlich zum
hydrophoben Charakter von Knorpeloberflächen interferiert die Synovialflüssigkeit,
die die Gelenkgewebe kontinuierlich badet, auch mit der Bindung
von Gelenkgeweben unter Verwendung herkömmlicher chirurgischer Kleber/Leime.
In vivo benetzt Synovialflüssigkeit
kontinuierlich die Oberflächen
von Gelenken und die assoziierten Knorpel-, Sehnen- und Bänderoberflächen. Synovialflüssigkeit
scheint zwei hauptsächliche
Funktionen zu haben: die Schmierung und Ernährung der Gelenkgewebe. Synovialflüssigkeit besteht
aus einer komplexen Mischung makromolekularer Bestandteile, die
Komponenten einschließen,
die aus dem Blut stammen, Substanzen, die von den Gelenkgeweben
ausgeschieden werden, und Produkten, die aus dem Katabolismus des
Gelenkes stammen. Eine der Hauptbestandteile von Synovialflüssigkeit
ist Hyaluronsäure.
Hyaluronsäure
ist ein mehrfach saures Polysaccharid. Man glaubt, daß Hyaluronsäure in den
Gelenkoberflächen
mit Proteoglykanen wechselwirkt, um große Aggregate zu bilden, die
zusammen eine homogene Matrix auf Gelenkknorpeloberflächen bereitstellen.
In der Proteoglykan-Matrix ist Hyaluronsäure kovalent an Polypeptide,
die Keratinsulfat- und Chondroitinsulfat-Ketten umfassen, über kleinere
Linker-Proteine gebunden. Die Proteoglykan-Matrix kann wiederholt
zusammengedrückt
werden und, nachdem sie zusammengedrückt worden ist, immer noch
in ihre ursprüngliche
Form zurückkehren.
Die Matrix hilft, die Kompressionskräfte auf Gelenkknorpeloberflächen abzudämpfen.
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Die
biologischen Komponenten, die in vivo auf Knorpeloberflächen und
in Gelenken vorkommen, funktionieren so, daß sie die Wirksamkeit chirurgischer
Leime, Transplantate aus nativem Knorpel oder Implantate aus synthetischem
Material an Knorpeloberflächen,
die einer Reparatur bedürfen,
zu binden, und diese zu stabilisieren, verhindern oder verringern.
Es besteht ein Bedürfnis,
die Wirksamkeit chirurgischer Leime, sich an Knorpeloberflächen im
Zusammenhang mit chirurgischer Rekonstruktion oder Reparatur von
Gelenkstrukturen zu binden, zu verbessern.
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erfüllt
dieses Bedürfnis.
Sie beruht teilweise auf der Entdeckung, daß Knorpeloberflächen, die
mit Synovialflüssigkeit
benetzt sind, mit einer Zusammensetzung behandelt werden können, die
eine Poly(hydroxy-substituierte
Aminosäure)
umfaßt,
um die Bindung der Knorpeloberfläche
mit chirurgischen Klebern/Leimen zu verstärken. Es ist festgestellt worden,
daß Synovialflüssigkeit
eine flüssigkristalline
Zusammensetzung bildet, wenn sie mit Poly(hydroxy-substituierten
Aminosäuren) zusammengebracht
wird. Die Synovialflüssigkeit
scheint eine größere Affinität für das hinzugefügte Polypeptid als
für Knorpelkomponenten
zu zeigen, was zu einer Modifikation der Knorpeloberflächenmerkmale
führt.
Das Komplexieren der Synovialflüssigkeit,
die mit der Knorpeloberfläche
assoziiert ist, um eine gelatinöse
flüssigkristalline
Matrix zu bilden, erhöht
die Wirksamkeit von Leim oder Zement, um die Knorpeloberfläche zu binden.
Fakultativ kann die gelierte Matrix vom Knorpel vor dem Aufbringen
des chirurgischen Klebers getrennt werden, um die Bindung der Oberfläche mit
chirurgischen Leimen weiter zu verbessern.
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Somit
betrifft ein Aspekt der vorliegenden Erfindung eine neuartige flüssigkristalline
Zusammensetzung, die eine Poly(hydroxy-substituierte Aminosäure) und
Synovialflüssigkeit
umfaßt.
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Ein
weiterer Aspekt dieser Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren
zur Vorbereitung einer Knorpeloberfläche, um die Wirksamkeit chirurgischer
Leime, sich an eine Knorpeloberfläche zu binden, zu verstärken.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein verbessertes Verfahren
zum Binden von Klebern oder chirurgischen Leimen an Gewebeoberflächen in
vivo. Wie hierin verwendet, ist ein chirurgischer Leim ein Kleber,
der während
eines chirurgischen Eingriffs verwendet wird, um Gewebe zu reparieren,
das aufgrund einer Verletzung oder einer Erkrankung geschädigt worden
ist. Ein Kleber, wie hierin verwendet, ist ein allgemeiner Begriff,
der sich auf jede Substanz bezieht, die zwei Oberflächen durch
Anhaften an der Oberfläche
von jeder verbindet.
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Das
Vorhandensein von Synovialflüssigkeit
auf Knorpeloberflächen
verringert die Wirksamkeit chirurgischer Leime, die Knorpeloberflächen zu
verbinden. Inkontaktbringen der Oberfläche mit einer Zusammensetzung,
die eine Poly(hydroxy-substituierte Aminosäure) umfaßt, um eine(n) gelierte(n)
(flüssigkristalline(n) oder
mesomorphe(n)) Synovialflüssigkeits-Komplex/-Matrix
zu bilden, funktioniert so, daß die
Interferenz von Synovialflüssigkeit
mit der Bindung chirurgischer Leime an Knorpeloberflächen und
Oberflächen
anderer Gewebe, die mit Synovialflüssigkeit benetzt sind, verringert
wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird die flüssigkristalline
Matrix durch Inkontaktbringen der Knorpeloberfläche mit Polythreonin gebildet.
Eine gelatinöse
Matrix bildet sich unmittelbar, wenn eine wäßrige Lösung von Polythreonin zu Synovialflüssigkeit
zugegeben wird. Beobachtung der gelatinösen Matrix unter einem optischen
Mikroskop mit polarisiertem Licht zeigt, daß die Matrix doppelbrechend
ist, was auf die Bildung einer flüssigkristallinen Matrix hinweist.
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Man
glaubt, daß Wechselwirkung
zwischen der Poly(hydroxy-substituierten Aminosäure) Polythreonin und Synovialflüssigkeit
auf Wasserstoffbindung beruht, und andere Polypeptide mit ähnlicher
Struktur und Funktionalität
können
verwendet werden. So können
zum Beispiel Polypeptide, die ein Homopolymer, ein Copolymer oder
ein Terpolymer hydroxy-substituierter
Aminosäuren
sind, insbesondere diejenigen mit einem Molekulargewicht von etwa
3000 bis etwa 100000 Daltons, bevorzugt etwa 5000 bis etwa 50000
Daltons, die Bildung eines gelatinösen Synovialflüssigkeits-Komplexes
fördern.
Geeignete Poly(hydroxy-substituierte
Aminosäure)-Homopolymere
schließen
Polythreonin, Polyserin, Polytyrosin, Poly(hydroxyprolin) und Poly-5-hydroxylysin
ein. Polymere von L-Aminosäuren
sind bevorzugt. Polypeptide, die Copolymere, Terpolymere und Block-Copolymere
hydroxy-substituierter
Aminosäuren
umfassen, können
ebenfalls zur Verwendung gemäß dieser
Erfindung geeignet sein. In einer Ausführungsform umfaßt die Poly(hydroxy-substituierte
Aminosäure) Polythreonin,
z.B. ein Homopolymer von Threonin oder ein Polythreonin-Block-Copolymer mit
anderen Aminosäuren,
einschließlich
hydroxy-substituierten Aminosäuren,
aber nicht hierauf beschränkt.
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Das
Verfahren, mit dem das Polypeptid und die Synovialflüssigkeit
kombiniert werden, ist für
die Bildung der Matrix nicht kritisch. Die Matrix wird durch Zugabe
von Poly(hydroxy-substituierter
Aminosäure)
zu Synovialflüssigkeit
entweder als ein Feststoff oder in einer wäßrigen Lösung gebildet. Wäßrige Lösungen der Poly(aminosäure) sind
mit der Synovialflüssigkeit
leicht mischbar. Wenn eine Lösung
von Polythreonin verwendet wird, bildet sich die gelatinöse Matrix
bei der Zugabe der Polythreonin-Lösung bei einer Konzentration von
etwa 5 mg bis etwa 60 mg Polythreonin in 1 ml Wasser. Vorzugsweise
beträgt
die Polythreonin-Konzentration etwa 50 mg pro 1 ml Wasser. Wenn
festes Polythreonin zu Synovialflüssigkeit unter Rühren zugegeben wird,
bildet sich eine gelatinöse
Matrix fast unmittelbar.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird eine Zusammensetzung, die Polythreonin
oder eine andere wirksame Poly(hydroxy-substituierte Aminosäure) umfaßt, mit
einer mit Synovialflüssigkeit
vernetzten Knorpeloberfläche
in Kontakt gebracht. Die resultierende Matrix, die auf der Knorpeloberfläche gebildet
wird, muß nicht
vom Knorpel getrennt werden, um die Wirksamkeit chirurgischer Leime
zu erhöhen.
Man glaubt, daß das
Vorhandensein der gelatinösen
Matrix an Gelenkknorpelverbindungen weitere Hydratisierung oder
Benetzung der Knorpeloberfläche
durch Synovialflüssigkeit
behindert. Es ist bekannt, daß die
Hydratisiserung/Benetzung der Oberfläche mit Synovialflüssigkeit
das Auftreten des Zusammenbruches von chirurgischem Leim auf Knorpeloberflächen erhöht. So stellt
Knorpel, wenn er gemäß dieser
Erfindung behandelt wird, eine Oberfläche bereit, die wirksamere
Bindung mit chirurgischen Leimen fördert als Knorpeloberflächen, die
mit gegenwärtig
im Stand der Technik bekannten Verfahren vorbereitet worden sind.
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In
noch einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung kann die gelatinöse
Matrix, die bei Behandlung der mit Synovialflüssigkeit benetzten Knorpeloberfläche gebildet
wird, vom Knorpel mit im Stand der Technik bekannten Verfahren getrennt
werden, um eine Knorpeloberfläche
bereitzustellen, die hervorragende Bindung mit chirurgischen Leimen
zeigt. Das Gel wird kann einfach mit Gaze von der Oberfläche abgewischt
oder von der Oberfläche
abgeschabt werden. Die Gelenkknorpeloberfläche kann zunächst von
Synovialflüssigkeitrückstand
mit den im Stand der Technik bekannten Verfahren gereinigt werden,
um ein Übergewicht
der Synovialflüssigkeit
vor der Behandlung gemäß der Erfindung
zu entfernen. Trotz der Verfahren, die eingesetzt werden, um den
Knorpel zu reinigen, verbleibt ein Rückstand aus Synovialflüssigket
auf der Oberfläche
und im Knorpelgewebe. Die restliche Synovialflüssigkeit kann gemäß dieser
Erfindung geliert und dann entfernt werden, um eine im wesentlichen
von Synovialflüssigkeit
freie Knorpeloberfläche
bereitzustellen.
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Die
Entfernung von Synovialflüssigkeit
von der Gelenkoberfläche
durch Abtupfen oder Abwischen mit steriler Gaze ist wirksamer als
die Zugabe von Poly(hydroxy-substituierter Aminosäure). Nicht
nur umfaßt
die komplexierende Poly(hydroxy-substituierte Aminosäure) die
Synovialflüssigkeit
auf der Knorpeloberfläche, sondern
sie scheint auch wenigstens eine Teil der Synovialflüssigkeit
aus dem Gewebe an der Oberfläche
des Knorpels herauszuziehen. Wenn die Gelmatrix vom Knorpel getrennt
wird, hat die Oberfläche
weniger Komponenten, die mit der Bindung durch chirurgische Leime
interferieren. Der chirurgische Leim scheint besser in das behandelte
Knorpelgewebe zu diffundieren, um eine stärkere Bindung zu bilden. In
der bevorzugten Ausführungsform
wird die gelatinöse
Matrix vom Knorpel entfernt, bevor der chirurgische Leim auf die
Knorpeloberfläche
aufgebracht wird.
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Obgleich
hierin zuvor spezifisch für
Knorpeloberflächenmodifikation
dargestellt, wird in Betracht gezogen, daß die vorliegende Erfindung
für in-vivo-Oberflächenmodifikation
anderer gelenkassoziierter Gewebe Anwendung besitzt, wie etwa Knochen,
Bänder
und Sehnen, und ebenso andere Gewebe. So können zum Beispiel die Oberflächencharakteristika
von Geweben, die mit einer biologischen Flüssigkeit in vivo benetzt sind,
mit einer Verbindung oder Zusammensetzung in Kontakt gebracht werden,
die eine flüssigkristalline
oder mesomorphe Matrix mit einer oder mehreren Komponenten der Gewebeoberfläche oder
der biologischen Flüssigkeit
bildet, um die Charakteristika der Oberfläche zu modifizieren. Alternativ
kann die Matrix von der Oberfläche
entfernt werden, um eine Oberfläche
mit einer verringerten Menge und/oder Konzentration der Gewebe- oder
Flüssigkeitskomponente,
die die Matrix bilden, bereitzustellen.
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Beispiele
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Synovialflüssigkeit
wurde aus Rinderkniegelenken (Kniegelenken) innerhalb von 30 Minuten
nach Opferung erhalten. Synovialflüssigkeit wurde aus dem Gelenk
unter Verwendung einer Kanüle
Nr. 18 mit einer daran befestigten Spritze abgesaugt. Alle Aminosäuren und
Polyaminosäuren
wurden von Sigma Chemical Co. bezogen. Das Wasser, das verwendet
wurde, um Reagenslösungen
herzustellen und Glasobjektträger und
-substrate zu spülen,
wurde durch Durchgang durch ein MILLI-Q®-Wasserreinigungssystem
gereinigt. So erhaltenes Wasser hatte eine Leitfähigkeit von etwa 18,2 MOhm·cm.
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Die
Glasobjektträger
und Glassubstrate, die in den folgenden Beispielen verwendet wurden,
wurden gereinigt, indem sie zunächst
für 10
Minuten in einem heißen
Schwefelsäurebad untergetaucht
wurden. Die Objektträger
wurden gründlich
mit gereinigtem Wasser gespült.
Dann wurden sie für
10 Minuten in ein Bad mit warmen Ammoniumhydroxid:Wasserstoffperoxid
(4:1 Volumen) gegeben. Die Objektträger wurden erneut mit gereinigtem
Wasser gespült.
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Beispiel 1
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Auf
einem sauberen trockenen Glasobjektträger wurde Poly-L-threonin (MG
~ 12100), 0,5 mg, gelöst in
0,1 ml Wasser, zu 0,05 bis 0,3 ml Synovialflüssigkeit bei Raumtemperatur
zugegeben. Vor der Zugabe von Polythreonin existierte unter dem
optischen Mikroskop unter Verwendung von polarisiertem Licht keine
beobachtbare flüssigkristalline
Ordnung in der Synovialflüssigkeit.
Nach der Zugabe der Poly-L-threonin-Lösung trat meist eine unmittelbare
Gelierung und flüssigkristallines
Verhalten, wie bestimmt durch Beobachtung des Gels mit einem optischen
Mikroskop, ein.
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Beispiel 2
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Glassubstrate,
gereinigt und vorbereitet, wie oben erwähnt, wurden auf einem Halter
platziert, der 4,84 cm2 Fläche freiließ. Eine
3 Gew.-% wäßrige Zusammensetzung
verschiedener Poly(aminosäure)-Kleberzusammensetzungen
wurden auf diese Fläche
gegeben und unter Vakuum getrocknet. Alle Proben wurden vor dem
mechanischen Test in einem Exsikkator aufbewahrt.
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Die
mechanischen Tests wurden unter Verwendung des MINI44 INSTRON gemäß dem folgenden
Verfahren durchgeführt
(siehe 1). Ein 1 cm × 1
cm-Stück
Rinderknorpel (1) wurde auf der Gelenkknorpeloberfläche von
Rinderknie- oder -hüftgelenken
herausgeschnitten. Eine Seite des Knorpelstückes wurde auf einem Glasobjektträger mit
Cyanoacrylat-Leim (2) fixiert. Die andere Seite wurde entweder
mit Poly(L-lysin) oder Poly- L-threonin
behandelt. Die Synovialflüssigkeit
oder gelatinöse
Matrix wurde von keiner der Proben entfernt. Ein zweiter Glasobjektträger wurde
mit einem Poly(aminosäure)-Kleber
(3) behandelt und dann auf dem Objektträger mit dem vorbehandelten
Knorpel mit einer Kraft von 5 Newton für 5 Minuten gepreßt. Die
getesteten Poly(aminosäure)-Kleber
waren: Polyasparaginsäure
und Lysin (Gew.-Verhältnis:
1:10); Polyglutaminsäure
(80) und Lysin (Gew.-Verhältnis:
1:12) und (Gew.-Verhältnis:
1:14); Polyglutaminsäure
(80), Lysin und Alginat (Gew.-Verhältnis: 1:6:1); Polyglutaminsäure (80),
Lysin und Polyglutamin (Gew.-Verhältnis: 1:6:1);
Polyglutaminsäure
(80), Lysin, Polyglutamin und Carboxymethylcellulose (Gew.-Verhältnis: 1:6:1:1);
Polyglutaminsäure
(80), Lysin, Polyglutamin und Alginat (Gew.-Verhältnis:
1:6:1:1); und Polylysin, Polyasparagin und Polyglutamin (Gew.-Verhältnis: 1:1:1).
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Ein
Paar Glasobjektträger
(
4 und
5) wurden im INSTRON angebracht, der eine
Trenngeschwindigkeit von 0,50 mm pro Minute verwendete, um die zwei
Objektträger
auseinanderzuziehen. Die Beanspruchung wurde als die Kraftmenge,
in Pascal, gemessen, die notwendig war, um die Objektträger zu trennen,
bis der Kleber versagte. Die Verformung wurde gemessen als die maximale
Trennung zwischen den zwei Objektträgern, unmittelbar bevor der
Kleber versagte. Kleberversagen wurde bestimmt durch den vollständigen Wegfall (d.h.
0 Beanspruchung in Pascal) der Beanspruchung, die auf die Knorpelprobe
ausgeübt
wurde, bestimmt mit dem MINI44 INSTRON. Das typische Aussehen der
Beanspruchungs-Verformungs-Kurve
ist in
2 dargestellt. Adhäsionstest
auf Knorpel mit Synovialflüssigkeit Tabelle
1
- *pAsn = Poly-L-asparagin (MG 7900); pAsp
= Poly-L-asparaginsäure
(MG = 36300); pGln = Poly-L-glutamin (MG = 6300); pGlu80 = Poly-L-Glutaminsäure (MG
= 81500); pLys = poly-L-lysin
(MG = 42000); CC = Carboxymethylcellulsoe; Alg = Alginat;
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Die
Untersuchung der Ergebnisse aus den Adhäsionstests von Knorpeloberflächen, die
mit entweder Poly(L-lysin) oder Poly-L-threonin vorbehandelt worden
waren (siehe Tabelle 1), zeigte, daß für alle getesteten Poly(aminosäure)-Kleber
der Knorpel, der mit Poly-L-threonin vorbehandelt war, merkbar verbesserte
Bindungseigenschaften zeigte; er blieb an den Poly(aminosäure)-Kleber
unter viel größerer Beanspruchungskraft gebunden
als der Knorpel, der mit Poly-L-lysin vorbehandelt wurde. Für die nur
mit Poly(L-lysin) vorbehandelten Knorpeloberflächen bildeten drei von den
sieben Poly(aminosäure)-Klebern
eine Bindung mit der Knorpeloberfläche. Wenn die drei Poly(aminosäure)-Kleber,
die sich an die mit Poly(L-lysin)
vorbehandelten Knorpel banden, einer Beanspruchung ausgesetzt wurden,
versagten sie bei viel niedrigeren Beanspruchungswerten als der
entsprechende mit Poly-L-threonin vorbehandelte Knorpel.
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Beispiel 3
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Glassubstrate,
gereinigt und vorbereitet, wie oben erwähnt, wurden auf einem Halter
platziert, der 4,84 cm2 Fläche freiließ. Eine
3 Gew.-% wäßrige Zusammensetzung
von jedem der Poly(aminosäure)-Kleber
wird auf diese Fläche
gegeben und unter Vakuum getrocknet. Alle Proben wurden vor den
mechanischen Tests in einem Exsikkator aufbewahrt.
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Ein
1 cm × 1
cm-Stück
Rinderknorpel wird aus der Gelenkknorpeloberfläche von Rinderknie- oder -hüftgelenken
herausgeschnitten. Eine Seite des Knorpelstücks wird mit Cyanoacrylat-Leim auf einem Glasobjektträger fixiert.
Die andere Seite wird mit etwa 0,3 mg Poly-L-threonin behandelt. Eine gelatinöse Matrix bildet
sich auf der Knorpeloberfläche.
Das Abtupfen der Knorpeloberfläche
mit steriler Gaze trennt wenigstens einen Teil der gelatinösen Matrix
von der Knorpeloberfläche.
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Nach
der Entfernung der gelatinösen
Matrix wird die Knorpeloberfläche
dann vorbereitet, um die Poly(aminosäure)-Kleber aufzunehmen. Die
Poly(aminosäure)-Kleber
sind: Polyasparaginsäure
und Lysin (Gew.-Verhältnis:
1:10); Polyglutaminsäure
(80) und Lysin (Gew.-Verhältnis:
1:12) und (Gew.-Verhältnis:
1:14); Polyglutaminsäure
(80), Lysin und Alginat (Gew.-Verhältnis: 1:6:1); Polyglutaminsäure (80),
Lysin und Polyglutamin (Gew.-Verhältnis: 1:6:1);
Polyglutaminsäure
(80), Lysin, Polyglutamin und Carboxymethylcellulose (Gew.-Verhältnis: 1:6:1:1);
Polyglutaminsäure
(80), Lysin, Polyglutamin und Alginat (Gew.-Verhältnis:
1:6:1:1); und Polylysin, Polyasparagin und Polyglutamin (Gew.-Verhältnis: 1:1:1).
Die Wirksamkeit der Bindung von chirurgischen Leimen an die Knorpeloberfläche wird
weiter erhöht,
wenn die gelatinöse
Matrix von der Knorpeloberfläche
entfernt wird.
