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STAND DER
TECHNIK FÜR
DIE ERFINDUNG
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft die Verwendung eines Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalzes
der Carboxymethylcellulose zur Herstellung eines pulverförmigen blutstillenden
Mittels. Dieses kann auch bei einer Verletzung heilend wirken. Das
erfindungsgemäße blutstillende
Mittel lässt
sich in einem lebenden Körper
verstoffwechseln und kann auf eine Verletzung der Haut oder eines
intrakorporalen Gewebes gepudert oder appliziert werden, um Blutgerinnung
und Zelladhäsion
zu beschleunigen.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Bei
Verletzungen sind hauptsächlich
drei Typen blutstillender Mittel bekannt; ein Präparat aus oxidierter Cellulose,
ein Gelatinepräparat
und ein Präparat
aus Mikrofasercollagen, die als Arzneimittel oder zur medizinischen
Versorgung verwendet werden. Das Präparat aus oxidierter Cellulose
umfasst Polygluconsäureanhydride
als Hauptkomponente. Polygluconsäureanhydrid
hat eine starke Affinität
zu Hämoglobin
und bildet daher mit diesem ein Salz, wodurch die blutstillende
Wirkung entsteht. Dabei wird angenommen, dass diese Wirkung zur
Förderung
der Blutgerinnung nicht auf einen Blutgerinnungsvorgang im lebenden
Körper,
sondern auf einen physikalischen Effekt zurückzuführen ist. D.h., das Präparat aus
oxidierter Cellulose quillt durch die Blutinfiltration, wobei es
die Bildung brauner oder schwarzer gelierter Blutklümpchen oder
-koagula fördert,
die als zusätzliches blutstillendes
Mittel in dem blutenden Bereich wirken. Das Präparat aus oxidierter Cellulose wird
innerhalb von etwa 2 Wochen verstoffwechselt. Das Mikrofasercollagenpräparat enthält als Hauptkomponente
natürlich
vorkommendes Collagen, das aus Rinderdermis oder dergleichen gewonnen
worden ist, sodass es nach In-Berührung-Bringen
mit dem Blut eine Blutplättchenagglutination
bildet, was zur Hämostase führt.
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Das
Präparat
aus oxidierter Cellulose wirkt nicht direkt auf den Blutgerinnungsvorgang
ein, weshalb der Gerinnungseffekt gering ist. Weiterhin benötigt eine
vollständige
Verstoffwechselung im Körper
etwa 2 Wochen, weshalb es an der Stelle, an welcher das Präparat aus
oxidierter Cellulose appliziert worden ist, eine Entzündung oder
Conglutination verursachen kann.
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Das
Gelatinepräparat
lässt sich
schlechter als das Präparat
aus oxidierter Cellulose verstoffwechseln. Auch enthält das Gelatinepräparat von
Tieren entnommene Materialien, weshalb die Wahrscheinlichkeit der Übertragung
von Infektionskrankheiten wie der von Prionen verursachten Krankheit
(spongiforme Encephalitis) hoch ist.
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Bei
dem Mikrofasercollagenpräparat
dauert die komplette Verstoffwechselung mindestens einen Monat,
weshalb es an der verletzten Stelle eine Entzündung oder Conglutination verursachen
kann. Weiterhin sind die Materialien von Rindern entnommen, weshalb
die Gefahr einer von Prionen verursachten Krankheit oder von von
einem unbekannten Virus verursachten Infektionskrankheit besteht.
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Bei
einer Hämostase,
die mit herkömmlichen
blutstillenden Mitteln wie zuvor beschrieben durchgeführt wird,
gibt es insofern Nachteile, als die intrakorporale Verstoffwechselung
der blutstillenden Mittel langsam abläuft, die blutstillenden Mittel
eine Entzündung,
Conglutination und dergleichen verursachen können und die Möglichkeit
des Auftretens von unbekannten Infektionskrankheiten besteht.
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In
EP 0 693 290 A1 ist
ein hydrokolloides Verbandmaterial beschrieben, das eine elastomere
Harzmatrix umfasst, in welche mindestens eine hydrokolloide Verbindung,
beispielsweise Natriumcarboxymethylcellulose, eingebaut wird. In
EP 0 567 311 A2 ist
eine hydrokolloide Wundgelzusammensetzung beschrieben, die Wunden
reinigt, von Rückständen befreit
und Wundenexsudat absorbiert, Pektin, Natriumcarboxymethylcellulose,
Propylenglykol und Wasser umfasst und die Wundheilung beschleunigt.
In
US 4 599 209 ist
ein teilchenförmiges
absorbierendes Wundverbandsmaterial beschrieben, das durch Vermischen
einer Viskoselösung
mit beispielsweise einer wasserlöslichen
Natriumcarboxymethylcellulose, Emulgieren des Gemischs mit einem mit
der Viskose unmischbaren Dispersionsmedium und derartiges Formen
des erhaltenen Gemischs durch eine Wärmebehandlung zu Körpern, dass
diese koagulieren und Teilchen bilden, erhalten wird. In
US 4 292 972 ist ein bioabsorbierbares
gefriergetrocknetes schaumförmiges,
schwammförmiges
Produkt, das aus den Hydrokolloiden Gelatine und Pektin und Natriumcarboxymethylcellulose
gebildet ist, zur Behandlung offener Wunden und zum Stillen innerer
Blutungen im Körper
beschrieben.
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In
US 3 328 259 ist ein Wundverband
in Form eines wasserlöslichen,
plasmalöslichen
Natriumcarboxymethylcellulosefilms, der einen Weichmacher enthält, von
welchem angenommen wird, dass er sich mit dem Blutplasma in der
Wunde verbindet, um einen künstlichen
wasserunlöslichen
Schorf zu ergeben, beschrieben. Von dem Film wird behauptet, dass
er bemerkenswerte blutstillende und Medikamente freisetzende Eigenschaften
besitzt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Von
den Erfindern sind Versuche unternommen worden, diese Probleme zu
lösen,
wobei als Ergebnis festgestellt worden ist, dass Natrium- oder Calciumcarboxymethylcellulose
mit einem Veretherungsgrad von 0,5 bis 1,5 zur Herstellung eines
pulverförmigen
blutstillenden Mittels verwendet werden kann. Dieses Mittel kann
zum Abdecken einer Verletzung verwendet werden.
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Deshalb
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Stands
der Technik zu beheben und ein blutstillendes Mittel bereitzustellen,
dessen blutstillende Wirkung sehr schnell und effizient, dessen
intrakorporale Verstoffwechselung ausgezeichnet und dessen Heilwirkung
bei Verletzungen groß ist
und bei welchem eine entzündliche
Reaktion selten vorkommt und eine Infektion durch ein unbekanntes
Pathogen vollständig
ausgeschlossen werden kann.
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Weitere
erfindungsgemäße Gegenstände und
Vorteile werden anhand der folgenden Beschreibung näher erläutert.
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Erfindungsgemäß wird die
Verwendung eines Alkalimetall- oder
Erdalkalimetallsalzes der Carboxymethylcellulose mit einem Veretherungsgrad
von 0,5 bis 1,5 zur Herstellung eines pulverförmigen blutstillenden Mittels
bereitgestellt.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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In 1 ist
die Wirkung der Natriumcarboxymethylcellulose auf die Aggregationsreaktion
von Fibrinmonomeren gezeigt.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ein
Alkalimetallsalz oder Erdalkalimetallsalz der Carboxymethylcellulose
(anschließend
mitunter auch als Carboxymethylcellulosesalz bezeichnet), das erfindungsgemäß verwendet
werden kann, ist ein Alkalimetallsalz oder Erdalkalimetallsalz eines
polyfunktionellen Carboxymethylethers einer Cellulose, deren Hydroxygruppen
teilweise oder vollständig
mit Carboxymethylgruppen verethert sind.
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Der
Veretherungsgrad mit Carboxymethylgruppen beträgt 0,5 bis 1,5, besonders bevorzugt
0,6 bis 0,95, und am meisten bevorzugt 0,6 bis 0,8, um eine geeignete
Wasserlöslichkeit
sicherzustellen. Die Position der zu verethernden Hydroxygruppe
ist nicht besonders beschränkt,
d.h., dass eine oder mehrere Hydroxygruppen in 2-, 3- und/oder 6-Stellung
verethert werden können.
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Das
mittlere Molekulargewicht des Carboxymethylcellulosesalzes ist nicht
besonders beschränkt,
beträgt
aber vorzugsweise 100 kD bis 100 000 kD, besonders bevorzugt 100
kD bis 2 000 kD, und am meisten bevorzugt 200 kD bis 1 000 kD. Ein
Carboxymethylcellulosesalz mit niedrigem Molekulargewicht kann durch Verethern
einer Cellulose mit niedrigem Molekulargewicht und Umwandeln der
veretherten Cellulose zu einem Salz davon, ganz allgemein durch
Verethern einer Cellulose mit hohem Molekulargewicht und anschließend Umwandeln
der veretherten Cellulose in ein Salz davon und Abbau des Salzes
oder Abbau der veretherten Cellulose und Umwandeln der abgebauten
Cellulose in ein Salz davon hergestellt werden. Der Abbau kann durch
ein bekanntes Verfahren wie eine Bestrahlung mit Elektronen- oder γ-Strahlen
durchgeführt
werden. Dabei ist der Abbau durch Bestrahlung mit Elektronen- oder γ-Strahlen
bevorzugt, da dadurch das Produkt gleichzeitig sterilisiert wird.
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Der
Akalimetall- oder Erdalkalimetallanteil des erfindungsgemäßen Carboxymethylcellulosesalzes
ist nicht besonders beschränkt,
beträgt
jedoch vorzugsweise 5 bis 13 Gew.-%, besonders bevorzugt 5 bis 10 Gew.-%,
und am meisten bevorzugt 6 bis 8 Gew.-%. Das Alkalimetall ist beispielsweise
Natrium, Kalium oder Lithium und das Erdalkalimetall ist beispielsweise
Calcium oder Magnesium. Das erfindungsgemäß verwendet Carboxymethylcellulosesalz
kann ein oder mehrere der zuvor genannten Alkalimetalle oder Erdalkalimetalle enthalten.
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Das
erfindungsgemäße blutstillende
Mittel kann in einer beliebigen Form auf eine Stelle appliziert
werden, die eine Hämostase,
d.h. das Stoppen oder Stillen einer Blutung, benötigt. So kann beispielsweise
das blutstillende Mittel in fester Form als Pulver direkt auf die
eine Hämostase
benötigende
Stelle oder über
ein medizinisches Instrument wie einen Katheter in eine intrakorporale
Stelle appliziert werden.
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Die
Stelle, an welcher eine Blutung gestillt werden soll, ist beispielsweise
die einer Wunde oder Verletzung, einer bei einer Operation geschnittenen Öffnung oder
einer punktförmigen Öffnung,
die nach Entfernung eines Katheters oder einer Dialysekanüle offen
geblieben ist.
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Das
erfindungsgemäße blutstillende
Mittel wird als ein Pulver formuliert, das für die Stelle geeignet ist, auf
welche es aufgebracht werden soll, und kann ein oder mehrere dem
Fachmann bekannte für
die Formulierung geeignete Träger
enthalten.
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Der
Wirkungsmechanismus des erfindungsgemäßen blutstillenden Mittels
ist noch nicht vollständig aufgeklärt, es kann
jedoch Folgendes angenommen werden, wobei es selbstverständlich ist,
dass die Erfindung nicht auf folgende Theorie beschränkt ist.
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Fließendes Blut übt physiologische
Funktionen aus, wobei es seine Fließfähigkeit immer aufrechterhält. Wenn
im Blutkreislaufsystem eine Unterbrechung auftritt, verliert das
zirkulierende Blut seine Fließfähigkeit
und geliert. Die Hämostase
enthält
zwei Mechanismen, d.h. eine primäre
Hämostase,
woran hauptsächlich Blutplättchen oder
Thrombocyten beteiligt sind, und eine sekundäre Hämostase, an welcher Blutplasmakomponenten
beteiligt sind. Weiterhin umfasst die sekundäre Hämostase eine innere und eine äußere Blutgerinnung.
Eine auf die primäre
Hämostase
ausgeübte
Wirkung kann bestimmt werden, indem das Ausmaß der Beschleunigung der Blutplättchenagglutination
gemessen wird. Dabei ist festgestellt worden, dass das Carboxymethylcellulosesalz
die Plättchenagglutination
durch Adenosindiphosphat (ADP) beträchtlich beschleunigt, während es
innere oder äußere aggregierende
Faktoren in der sekundären
Hämostase
nicht aktiviert, wobei aber das Carboxymethylcellulosesalz die Aggregierung
von Fibrinmonomeren zu Fibrinpolymeren beträchtlich beschleunigt, was der
letzten Stufe in einer inneren und äußeren Aggregierungsreihe entspricht.
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Wie
zuvor beschleunigt das Carboxymethylcellulosesalz die Agglutination
von Plättchen
oder Thrombocyten über
Fibrinogen oder Fibrinmonomere und auch die Aggregation von Fibrinmonomeren
zu Fibrinpolymeren. Dies bedeutet, dass das Carboxymethylcellulosesalz
physikalisch auf ein Fibrinogenmolekül oder ein Fibrinmonomermolekül einwirkt,
wodurch es eine blutstillende Wirkung entfaltet.
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Weiterhin
beschleunigt, wie in den Beispielen gezeigt, das Carboxymethylcellulosesalz
beträchtlich die
zelluläre
Adhäsivität von NIH3T3-Zellen
in Gegenwart einer Mindestkonzentration eines adhäsiven Zellproteins
wie Fibronectin, Vitronectin, Laminin, Collagen oder eines Fibrinmonomers,
das eine Zelladhäsion
aufweist. Deshalb kann das Carboxymethylcellulosesalz als ein Mittel
zur Verstärkung
der Zelladhäsion
verwendet werden.
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Außerdem hat,
wie in den Beispielen gezeigt, das Carboxymethylcellulosesalz einen
ausgezeichneten Einfluss auf die Heilung von Verletzungen und lässt sich
somit als ein Mittel zu deren Verschließen verwenden.
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Somit
kann das Carboxymethylcellulosesalz als blutstillendes Mittel mit
verstärkender
Wirkung auf die Zelladhäsion
und einer heilenden Wirkung bei einer Verletzung verwendet werden.
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Das
Carboxymethylcellulosesalz lässt
sich leicht im Körper
verstoffwechseln und kann somit als ein Material zur Bedeckung einer
Wunde auf der Haut oder im Körper
verwendet werden.
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Wie
zuvor erwähnt,
ist festgestellt worden, dass das Carboxymethylcellulosesalz als
blutstillendes Mittel oder als Material für die Hautoberfläche oder
im Körper
sehr nützlich
ist und als ein blutstillendes Mittel oder Material umfangreiche
Verwendungsmöglichkeiten
findet.
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Beispiele
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Die
Erfindung wird anschließend
anhand der folgenden Beispiele näher
erläutert.
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Herstellungsbeispiel 1:
Herstellung von CMC-Nas mit niedrigem Molekulargewicht
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Natriumcarboxymethylcellulosesalze
(CMC-Nas) mit unterschiedlichem Molekulargewicht wurden durch Bestrahlung
mit Elektronenstrahlen hergestellt. Insbesondere wurde feste Natriumcarboxymethylcellulose
(Veretherungsgrad = 0,8, Natriumanteil = 8 Gew.-%) mit einer Elektronenstrahlung
von 20 kGy, 40 kGy, 60 kGy, 80 kGy oder 100 kGy bei 10 MeV durch
einen linearen CIRCE-II-Beschleuniger (CGR-McV) bestrahlt. Dabei
bedeutet "Gy" Gray, eine Einheit
der Strahlungsenergie, und entspricht 1 Gy 1 J/kg. Unbestrahlte
oder bestrahlte Natriumcarboxymethylcellulose wurde in destilliertem
Wasser gelöst
und gefriergetrocknet. Danach wurde das gefriergetrocknete Produkt
in einem Mörser
zermahlen und das resultierende Pulver zur Bestimmung des Molekulargewichts
und in den folgenden Beispielen verwendet.
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Das
Molekulargewicht wurde wie folgt bestimmt:
Das Pulver aus unbestrahlter
oder bestrahlter Natriumcarboxymethylcellulose wurde in einem 50
mM Tris-HCl-Puffer,
der 0,15 M NaCl enthielt, gelöst
und auf eine Sepharose-CL-6B-Säule
aufgegeben, die mit demselben Puffer equilibriert wurde, um eine
Molekularsiebchromatographie durchzuführen. Natriumcarboxymethylcellulose
wurde durch eine Phenol-Schwefelsäure-Methode
detektiert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
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Tabelle
1 ist zu entnehmen, dass Natriumcarboxymethylcellulose durch Bestrahlung
mit Elektronenstrahlung zu einer Verbindung mit niedrigem Molekulargewicht
abgebaut werden kann.
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Beispiel 1: Wirkung zur
Aggregierung von Fibrinmonomeren
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Pulverförmige unbestrahlte
oder bestrahlte Natriumcarboxymethylcellulose (CMC-Na), die im Herstellungsbeispiel
1 hergestellt worden war, wurde in einem 20 mM Imidazolpuffer, der
0,15 M NaCl enthielt, auf eine Konzentration von 10 mg/ml gelöst.
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Zu
0,5 ml der erhaltenen Lösung
wurden 20 μl
einer Fibrinmonomerlösung
(A280 nm = 6), die durch Auflösung
von Fibrinmonomeren in 20 mM Essigsäure hergestellt worden war,
zugegeben und 5 Sekunden lang vermischt. Danach wurde das Gemisch
in eine Quarzzelle mit einer optischen Weglänge von 1 cm gefüllt. 20
Sekunden nach Zugabe von Fibrinmonomeren wurde 25 Minuten lang alle
30 Sekunden der Extinktionskoeffizient bei 350 nm gemessen. Als
Kontrollversuch wurde dasselbe wiederholt, außer dass die pulverförmige Natriumcarboxymethylcellulose
nicht eingesetzt wurde. Der Extinktionskoeffizient wurde mit einem
Spektralphotometer für
UV-VIS (U-3210, Hitachi Ltd.) gemessen. Die Ergebnisse sind in 1 gezeigt,
wobei Kurve 1 das Ergebnis des Vorhandenseins von nicht
mit Elektronenstrahlung bestrahlter CMC-Na, Kurve 2 das
Ergebnis des Vorhandenseins von mit 10 kGy bestrahlter CMC-Na, Kurve 3 das
Ergebnis des Vorhandenseins von mit 20 kGy bestrahlter CMC-Na, Kurve 4 das
Ergebnis des Vorhandenseins von mit 40 kGy bestrahlter CMC-Na, Kurve 5 das
Ergebnis des Vorhandenseins von mit 60 kGy bestrahlter CMC-Na, Kurve 6 das
Ergebnis des Vorhandenseins von mit 80 kGy bestrahlter CMC-Na und
Kurve 7 das Ergebnis des Vorhandenseins von mit 100 kGy
bestrahlter CMC-Na ist. weiterhin ist mit Kurve C das Ergebnis des
Kontrollversuchs gezeigt.
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In 1 ist
gezeigt, dass Natriumcarboxymethylcellulose die Aggregierung von Fibrinmonomeren
beträchtlich
beschleunigt, unabhängig
von der Bestrahlung mit Elektronenstrahlen, d.h. innerhalb eines
großen Molekulargewichtsbereichs.
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Beispiel 2: Wirkung zur
Beschleunigung der Zelladhäsion
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Die
Wirkung von Natriumcarboxymethylcellulose (CMC-Na) zur Beschleunigung
der Zelladhäsion
verschiedener adhäsiver
Zellproteine, wenn sie zugegeben worden waren, wurde untersucht.
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Eine
96-Loch-Platte wurde mit einem adhäsiven Zellprotein, d.h. Fibronectin,
Vitronectin, Laminin, Collagen oder Fibrin, mit unterschiedlicher
Konzentration beschichtet, und es wurden 5 000 NIH-3T3-Zellen zugegeben.
Nach 6 Stunden wurden die am Protein anhaftenden Zellen gezählt. Es
wurde die Mindestkonzentration ermittelt, bei welcher die adhäsiven Zellproteine
eine Zelladhäsion
aufweisen (Mindestkonzentration von adhäsiven Zellen).
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Danach
wurde Natriumcarboxymethylcellulose (CMC-Na) mit einer Konzentration
von 10 mg/ml zu einem Puffer zugegeben, der die Mindestkonzentration
von adhäsiven
Zellen des adhäsiven
Zellproteins enthielt, und eine 96-Loch-Platte mit der erhaltenen
Lösung
beschichtet. Derselbe Vorgang wie zuvor wurde wiederholt, um die
an den Proteinen anhaftenden Zellen auszuzählen. Die Ergebnisse sind in
den Tabellen 2 und 3 aufgeführt.
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Den
Tabellen 2 und 3 ist zu entnehmen, dass durch Natriumcarboxymethylcellulose
die Anzahl der anhaftenden Zellen beträchtlich erhöht wird, unabhängig von
der Bestrahlung mit Elektronenstrahlen, d.h. innerhalb eines großen Molekulargewichtsbereichs.
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Beispiel 3: Blutstillende
und wundheilende Wirkungen
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Die
blutstillende und wundheilende Wirkung von Natriumcarboxymethylcellulose
wurde untersucht.
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Die
blutstillende Wirkung wurde anhand des zum Stoppen einer Blutung
erforderlichen Zeitraums bewertet. Durch eine Bauchoperation wurde
die Leber von 10 Mäusen
freigelegt, und es wurden zwei quadratische Stücke (jeweils 1 cm × 1 cm)
aus der Oberfläche
jeder Leber herausgeschnitten, um verletzte Stellen zu erzeugen.
Auf eine verletzte Stelle der Leberoberfläche wurde pulverförmige Natriumcarboxymethylcellulose gepudert,
auf die andere verletzte Stelle jedoch nicht. Die zwei verletzten
Stellen wurden miteinander verglichen, um den für das Stoppen der Blutung erforderlichen
Zeitraum zu bestimmen.
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Die
Wirkung zur Heilung verletzter Stellen wurde wie folgt untersucht.
Nach Messung des zum Stoppen der Blutung erforderlichen Zeitraums
wurde der Bauchschnitt geschlossen. Nach einem Monat wurde die Leber
erneut freigelegt, und es wurde ein pathologischer Schnitt von der
Stelle angefertigt, auf welche die pulverförmige Natriumcarboxymethylcellulose
gepudert worden war. Der Grad der Wundheilung wurde durch ein Mikroskop
visuell bewertet. Der Wundheilungsgrad wurde in drei Stufen wie
folgt bewertet:
- ⦿:
- wie normal
- O:
- leicht entzündet
- X:
- entzündet und
conglutiniert
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Die
Ergebnisse sind in Tabelle 4 aufgeführt. Tabelle
4
- CV
- = Variationskoeffizient
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Tabelle
4 ist zu entnehmen, dass Natriumcarboxymethylcellulose den Zeitraum
bis zur Hämostase
beträchtlich
verkürzt
und eine ausgezeichnete blutstillende und wundheilende Wirkung hat,
da die Verletzung, auf welche sie gegeben worden war, sich ohne
Entzündung
fast vollständig
geschlossen hatte.
