DK172304B1 - Fremgangsmåde til fremstilling af podemateriale til blodkar og podemateriale til blodkar fremstillet ved fremgangsmåden. - Google Patents

Description

DK 172304 B1

Opfindelsen angår kunstigt podemateriale til blodkar, der skal benyttes til at erstatte i det mindste dele af blodkar hos mennesker og dyr. Det er opfindelsens formål at tilvejebringe et podemateriale til blod-5 kar, som er i betydelig grad forbedret i forhold til kendte kunstige podematerialer.

Kunstige podematerialer må besidde eller erhverve en vis gennemtrængelighed efter at de er indsat, så at vævet kan gro ind i dem. De kommercielt acceptable frem-10 stillingsmetoder som man i øjeblikket mest anvender fører til podematerialer, som tilfredsstiller alle nødvendige krav til sådanne, idet de dog har en så høj grad af porøsitet, at der i hvert fald i begyndelsen siver uacceptabelt meget blod igennem dem.

15 Det har været skik at imprægnere podematerialer med blod fra modtageren, før de indsættes i kroppen med det formål at reducere denne høje begyndelsesgennemsiv-ning af blod. Herved dannes der tilstrækkelig mange små blodpropper på podematerialet til at man kan få reduce-20 ret begyndelsesgennemsivningen af blod gennem podematerialets væg til et acceptabelt niveau, idet dog gennem-trængeligheden stadig er stor nok til at væv kan begynde og fortsætte med at gro ind i podematerialet.

Med den beskrevne fremgangsmåde, der involverer 25 forudimprægneringen er der stadig den ulempe, at forud-imprægnering tager tid, den kræver benyttelse af noget blod fra den kommende modtager, og der er lidt eller ingen kontrol over, med hvor stor hastighed fibrinen i det imprægnerende blod bryder ned. Hvis modtageren af pode-30 materialet lider af uregelmæssigheder ved blodkoagulationen, opstår der yderligere vanskeligheder.

Man har forsøgt at fremstille podematerialer, som kan implanteres i en i det væsentligste uigennemtrængelig tør tilstand og som umiddelbart efter implanteringen 35 begynder at blive gennemtrængelige. Ved sådanne forsøg har man imprægneret porøse rørformede strukturer med ma- DK 172304 B1 2 terialer som gelatine, collagen eller albumin. Et podemateriale imprægneret med gelatine er ikke porøst, men ved kontakt med vand nedbrydes gelatinen ved hydrolyse, og hydrolysen foregår hurtigere ved kropstemperaturen på 5 37°C end ved stuetemperatur. Da sådanne podematerialer normalt bliver mere og mere porøse med en hastighed, som dannelsen af blodklumper og væksten af væv ikke kan holde trit med, har man foreslået at behandle gelatinen på en måde, så der dannes tværbindinger mellem de amino-10 grupper, der findes i gelatinemolekylerne. En sådan tværbindingsdannelse gør gelatinen mere modstandsdygtig mod hydrolyse og nedsætter på denne måde i høj grad den hastighed med hvilken gennemtrængeligheden af podematerialet vokser. Én metode at få tværbindingsdannelse 15 til at foregå består i at udsætte gelatinen for formaldehyd. Her er vanskeligheden at kontrollere antallet af de tværbindinger, der dannes, og på denne måde kontrollere, hvor hurtigt gennemtrængeligheden vokser, og der vil altså ikke være nogen sikker metode til at tilveje-20 bringe et podemateriale, som med en forudbestemt hastighed ville blive mere og mere porøst. Det eneste man kunne gøre var at udsætte gelatinen for tværbindingsmidlet i et passende tidsrum, som man troede ville føre til dannelse af den ønskede mængde tværbinding, og derefter 25 at fjerne midlet. Fremgangsmåden minder mere om en hemmelig kunst end om en videnskabelig fremgangsmåde, og podematerialet, som dannes derved, opfører sig uforudsigeligt og forskelligt hver gang.

Ved opfindelsen skal man tilvejebringe et pode-30 materiale, som ikke skal forudimprægneres med blod og som efter indsættelsen begynder at nedbrydes og blive gennemtrængeligt med en hastighed, som kendes på forhånd. Det må herved forstås, at afhængig af de lægelige omstændigheder ved forskellige implantationer skal porø-35 siteten af de indsatte podestykker kun vokse med en hastighed, der er tilstrækkelig til at undgå udsivning af DK 172304 B1 3 blod. Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen opnår man en sådan høj grad af kontrol over den hastighed, hvorved porøsiteten vokser.

En fremgangsmåde til fremstilling af podemateria-5 le til blodkar og podemateriale fremstillet ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, hvor et rør dannet af bøjeligt porøst materiale imprægneres med et gelatinemateriale, hvorefter det imprægnerede rør behandles på en måde, så kun de aminogrupper, der altid findes i moleky-10 lerne i gelatinemateriale danner tværbindinger, er ejendommelig ved at man lader gelatinematerialet indeholde en gelatine, som er blevet behandlet så den indeholder en forudbestemt mængde aminogrupper, som er mindre end den mængde, man normalt finder i ubehandlet gelatine.

15 Det er nemt at bestemme, hvor mange aminogrupper der findes i en hvilken som helst prøve af gelatine; de vigtigste andre ioniske grupper er hydroxyl, carboxyl og arginingrupper. Det må imidlertid nævnes her, at der normalt er ca. 3,5% aminogrupper i forhold til alle 20 grupper i ubehandlet gelatine, se The Science and Technology of Gelatin, Academic Press, 1977, især side 94.

Af fremstillingsmæssige grunde er det nogen gange bekvemt at sørge for, at al den behandlede gelatine, der skal benyttes til podemateriale med forskellig porøsi-25 tet, behandles i samme grad, f.eks. 75%, dvs. 75% af alle de aminogrupper, der oprindelig var til stede, omdannes til andre grupper, idet hastigheden for ændring af porøsitet bestemmes ved det på forhånd bestemte forhold mellem den behandlede gelatine, der indeholder en 30 bestemt brøkdel omdannede aminogrupper og ubehandlet gelatine i den dannede blanding.

Behandlingen, hvor man reducerer antallet af aminogrupper og ikke andet i en gelatine, kan bestå i reaktion af gelatinen med anhydridet eller chloridet af 35 en polycarboxylsyre. En passende polycarboxylsyre er ravsyre, COOHCH2CH2COOH. Behandlingen kan kontrolleres DK 172304 B1 4 nøjagtigt, så det er muligt at frembringe en behandlet gelatine, i hvilken en forudbestemt del af de aminogrup-per, der oprindelig findes i gelatinen, er blevet omdannet til andre typer grupper. Et eksempel på en gelatine-5 blanding, som man har fundet er tilfredsstillende under visse omstændigheder, indeholder en gelatine, der behandles så 7 5% af aminogrupperne er omdannet til carb-oxylgrupper.

Et blødgøringsmiddel kan indføres i blandingen af 10 behandlet og ubehandlet gelatine.

Materialer, der kan forårsage dannelsen af tværbindinger mellem udelukkende aminogrupper i en gelatine er aldehyder, såsom formaldehyd eller glutaraldehyd eller en blanding af formaldehyd og glutaraldehyd i for-15 udbestemt mængdeforhold. Behandlingen, hvorved tværbindingerne dannes, kan foregå i to trin, hvori det imprægnerede podemateriale først behandles med formaldehyd og derefter med glutaraldehyd.

Til slut kan man, udelukkende af forsigtigheds-20 grunde, lade podematerialet sterilisere. Et sådant steriliserende trin behøver ikke at være nødvendigt siden behandlingen med formaldehyd allerede er steriliserende i sig selv.

Behandlingen forårsager, at i det mindste nogle 25 af aminogrupperne på hvert gelatinemolekyle konverteres til andre grupper, især hydroxyl- og carboxylgrupper.

Siden behandlingen kan udføres, så der tilvejebringes nøjagtig kendte forhold mellem aminogrupper og andre grupper på hvert gelatinemolekyle, og forholdet mellem 30 andre grupper og aminogrupper er kendt med ret stor nøjagtighed i almindelig ubehandlet gelatine, kan man ved at behandle den imprægnerende gelatine, så en forudbestemt brøkdel af aminogrupperne konverteres eller ved at vælge bestemte blandingsforhold i en blanding, der inde-35 holder gelatine, der er behandlet, så en kendt brøkdel af aminogrupperne er konverteret og ubehandlet gelatine, DK 172304 B1 5 nøjagtig vide hvor mange aminogrupper, der findes i forhold til andre grupper. Siden det kun er aminogrupperne, der danner tværbindinger, kan man bestemme graden af tværbindingsdannelse nøjagtigt, siden gelatineblandin-5 gen, når den udsættes for det krydsbindende middel, uanset hvorlænge en sådan behandling tager, kun vil indbygge tværbindinger, sålænge der er aminogrupper til stede, idet de andre grupper ikke vil danne tværbindinger. Det er antallet af tværbindinger, som bestemmer den hastig-10 hed med hvilken nedbrydning af gelatinen finder sted, idet det er ved brydning af tværbindingerne, at gelatinen bliver gennemtrængelig. Under tværbindingen vil aminogrupperne danne tværbindinger med andre aminogrupper på samme molekyle eller på andre molekyler, enten fra 15 behandlet eller ubehandlet gelatine.

Når podematerialet er indsat, vil vandet i modtagerens blod bevirke, at hydrolysen af gelatineblandingen påbegyndes, herved begynder gelatinen at kvælde, og vandet får bedre adgang til tværbindingerne, som be-20 gynder at brydes under hydrolysen. Hvis der har været en stor procentdel aminogruppeomdannelse og en tilsvarende lav grad af tværbinding, vil man opnå en høj grad af kvældning, og at tværbindingerne hurtigere brydes under hydrolysen, hvorimod en høj grad af tværbinding vil med-25 føre mindre kvældning og en langsommere brydning af tværbindingerne. Den tid det tager for tværbindingerne at blive ødelagt kan let bestemmes ved hjælp af procenttallet for aminogruppeomdannelse, ligemeget om man kun benytter en behandlet gelatine eller en blanding af en 30 behandlet gelatine og en ubehandlet gelatine.

Man kan opnå yderligere kontrol over nedbrydningshastigheden ved hjælp af forholdet mellem formaldehyd og glutaraldehyd, som man benytter i tværbindingsbehandlingen. Tværbindinger dannet ved hjælp af formal-35 dehyd brydes lettere end tværbindinger dannet ved hjælp af glutaraldehyd. Hvis man benytter meget glutaraldehyd DK 172304 B1 6 i forhold til formaldehyd under behandlingen, vil man opnå et podemateriale, hvori nedbrydningen først påbegyndes temmelig lang tid efter, at podematerialet er blevet indsat.

5 Kontrollen over nedbrydningshastigheden medfører også en forbedret virkning i gelatinelag, som man benytter til at starte andre biologiske processer. Man ved, at gelatine indeholder bindingssteder for fibronectiner. Fibronectin er et protein, der har forbindelse med cel-10 lers fasthæftning til underlag, og man har benyttet collagenbaserede materialer, f.eks. til at beklæde brandsår, hvorved man opnår vedhæften og vækst af epitelceller.

15 Eksempel 1

Et rør dannet af en vævet struktur af tekstilmateriale blev under vakuum imprægneret med en blanding af en gelatine, som var blevet behandlet med ravsyre-chlorid, hvorved 75% af de tilstedeværende aminogrupper 20 var blevet konverteret til andre grupper og en normal ubehandlet gelatine i forholdet 50% behandlet til 50% ubehandlet gelatine, imprægneringen foregik ved 65 °C.

Man lod gelatineblandingen gelere, og behandlede derefter røret med en 20% opløsning af formaldehyd ved 4°C og 25 pH 4 i 16 timer.

Det dannede podemateriale til blodkar blev derefter vasket med fem hold py rogenfrit vand ved stuetemperatur.

Et podemateriale fremstillet ifølge eksemplet 30 blev fuldstændig gennemtrængeligt i løbet af 25-30 timer under laboratorieprøveomstændigheder.

Eksempel 2

Et podemateriale blev fremstillet som i eksempel 35 i med den undtagelse, at 75% behandlet gelatine, dvs. gelatine, hvor 75% af aminogrupperne var omdannet til DK 172304 B1 7 andre grupper, blev benyttet uden tilblanding af ubehandlet gelatine. Dette podemateriale blev fuldstændig gennemtrængeligt i løbet af 5-8 timer under laboratorieprøveomstændigheder.

5 Til sammenligning fremstillede man podemateriale ved hjælp af ubehandlet gelatine, og disse podematerialer blev fuldstændig gennemtrængelige i løbet af over 45 timer under samme laboratorieprøveomstændigheder.

Claims (8)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af podemateriale til blodkar, hvor et rør dannet af bøjeligt porøst materiale imprægneres med et gelatinemateriale, hvorefter det imprægnerede rør behandles på en måde, så kun de 5 aminogrupper, der altid findes i molekylerne i gelatinemateriale danner tværbindinger, kendetegnet ved, at gelatinematerialet indeholder en gelatine, som er blevet behandlet, så den indeholder en forud bestemt mængde aminogrupper, som er mindre end den mængde, man 10 normalt finder i ubehandlet gelatine.

2. Fremgangsmåde til fremstilling af podemateriale til blodkar ifølge krav 1, kendetegnet ved, at gelatinematerialet indeholder en blanding af gelatine behandlet, så det indeholder en forud bestemt 15 mængde aminogrupper og af ubehandlet gelatine; de to gelatiner indgår i blandingen i et forud bestemt mængdeforhold .

3. Fremgangsmåde til fremstilling af podemateriale til blodkar ifølge krav 1, kendetegnet 20 ved, at den behandlede gelatine har været udsat for reaktion med syrechloridet af en polycarboxylsyre.

4. Fremgangsmåde til fremstilling af podemateriale til blodkar ifølge krav 3, kendetegnet ved, at polycarboxylsyren er ravsyre, COOHCH2CH2COOH.

5. Fremgangsmåde til fremstilling af podemateriale til blodkar ifølge krav 1, kendetegnet ved, at gelatinematerialet indeholder et gelatine, som er blevet forbehandlet, så 75% af de oprindelig tilstedeværende aminogrupper er blevet omdannet til carboxyl-30 grupper.

6. Fremgangsmåde til fremstilling af podemateriale til blodkar ifølge krav 1, kendetegnet ved, at man behandler gelatinematerialet med i det mindste ét aldehyd til opnåelse af tværbindinger ved 35 aminogrupperne. DK 172304 B1

7. Fremgangsmåde til fremstilling af podemateriale til blodkar ifølge krav 6, kendetegnet ved, at behandlingen til opnåelse af tværbindinger foregår i to trin, hvori det imprægnerede podemateriale 5 først behandles med formaldehyd og derefter med glutar-aldehyd.

8. Podemateriale til blodkar fremstillet ved imprægnering af et rør dannet af bøjeligt porøst materiale med gelatinemateriale, hvorefter det imprægnerede rør 10 behandles på en måde, så kun de aminogrupper, der altid findes i molekylerne i gelatinemateriale danner tværbindinger, kendetegnet ved, at gelatinematerialet indeholder en gelatine, som er blevet behandlet, så den indeholder en forud bestemt mængde aminogrupper, som 15 er mindre end den mængde, man normalt finder i ubehandlet gelatine.