FI79027C

FI79027C - Artikel, uppvisande ett biokompatibelt ytskikt och foerfarande foer aostadkommande av ett dylikt ytskikt pao artiklar.

Info

Publication number: FI79027C
Application number: FI842403A
Authority: FI
Inventors: Bo Haokan Nygren; Johan Emanuel Stenberg
Original assignee: Astra Meditec Ab
Priority date: 1982-05-14
Filing date: 1984-06-13
Publication date: 1989-11-10
Also published as: EP0123678B1; ES8405624A1; DK153922C; CA1209413A; IE55284B1; FI842403A; EP0094924A3; DK5684D0; AU554156B2; JPS59500800A; WO1983003977A1; EP0123678A1; US4673584A; DK5684A; ES522361A0; EP0094924A2; AU1555383A; IE831118L; US4588624A; FI79027B

Description

1 79027

Tuote, jolla on biologisesti yhteensopiva pintakerros ja menetelmä tällaisen pintakerroksen muodostamiseksi tuotteille Tämä keksintö kohdistuu tuotteisiin, joilla on biologisesti yhteensopiva pintakerros ja menetelmään tällaisen pintakerroksen muodostamiseksi tuotteille. Erityisesti keksintö kohdistuu tuotteisiin, joilla on vähintään yksi pinta lasista, sili-konista, aluminiumista tai silikonikumista päällystettynä biologisesti yhteensopivalla pintakerroksella ja menetelmään sellaisten tuotteiden aikaansaamiseksi, joilla on vähintään yksi pinta lasista, silikonista, aluminiumista tai silikonikumista yhdessä biologisesti yhteensopivan pintakerroksen kanssa.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada tuotteita, jotka ovat käyttökelpoisia lääketieteessä, joilla on biologisesti yhteensopiva pintakerros. Tämä tarkoittaa esimerkiksi tuotteille, jotka on tarkoitettu käytettäväksi kosketuksessa veren kanssa, että verelle vierasta tuotetta käsitellään siten, että se ei aiheuta hyytymistä tai tukoksien muodostumista.

Ennestään tunnetussa menettelytavassa biologisesti yhteensopivan pintakerroksen muodostamiseksi lääketieteessä käyttökelpoisille tuotteille muutetaan aineen pintaenergia usein. Erilaisien metallien ominaisuuksissa on aikaansaatu parannus modifioimalla pintakerroksia joko hydrofobisemmiksi tai hydro-fiilisemmiksi. Pintakerroksen hydrofobisointi, esimerkiksi metylisoimalla lasipinta, johtaa veren pinta-aktivoidun hyyty-misjärjestelmän tehokkuuden alenemiseen. Proteiinit kuten fibrinogeeni sitoutuvat kuitenkin suhteellisen kiinteästi tällaisiin pintoihin ja tällaiseen proteiinikerrokseen voidaan määrättyjä soluja, verihiutaleita, sitoa ja aktivoida, minkä jälkeen hyytyminen alkaa, joskin se etenee hitaasti. Hydro-fiiliset pinnat, esimerkiksi hydrolysoitu nailon tai hapetettu aluminium, ovat sitoneet soluja vähemmän, mutta näillä pinnoilla ei ole ehkäisty pinta-aktivoitua koagulointijärjestelmää. Näiden pintojen käyttö kosketuksessa veren kanssa sisältää 2 79027 siten hyytymistä estävien aineiden, esimerkiksi hepariinin lisäämisen vereen.

Toinen ennestään tunnettu pintakäsittelytapa hyytymisen ehkäisemiseksi on sitoa hyytymistä ehkäiseviä aineita pintakerrokseen. Hepariinia on ensisijaisesti käytetty tällä tekniikalla. Hepariini on heksoosiamiiniheksuronihappopolysakkaridi, joka on sulfatoitu ja jolla on happamia ominaisuuksia, so. hepariini on orgaaninen happo. DE-A-julkaisun 21 54 542 mukaan orgaanisesta lämmössä muovautuvasta hartsista olevia tuotteita impregnoidaan ensin aminosilaanikytkentäaineella ja siten käsitelty tuote saatetaan sen jälkeen reagoimaan hepariinisuo-lan happaman liuoksen kanssa hepariinin sitomiseksi pintakerrokseen ionisidoksilla. On osoittautunut, että hepariinilla siten käsitellyt pinnat vähentävät hyytyrnisreaktiota. Eräs merkittävä haitta näillä pinnoilla on kuitenkin, että heparii-nikäsittely ei estä verihiutaleiden tarttumista, mikä on suuri ongelma esimerkiksi sydän-hengityslaitteissa.

On myös tunnettua, että vettä sitovat geelit, esimerkiksi polyhydroksialkyylimetakrylaatti, alentavat proteiinin adsorptiota ja että niillä on alhainen adheesio soluihin (Hoffman et ai., Ann. New York Acad. Sei., Voi. 283 (1977) 372). Näiden ominaisuuksien oletetaan johtuvan siitä, että vettä sisältävät geelit antavat alhaisen pintaenergian rajapinnassa vereen. Ennestään tunnetuissa vettä sitovien geelien valmistustavoissa on kuitenkin epäkohtia, kuten monimutkainen valmistustekniikka ja epätäydellinen polymerisaatio, mikä johtaa myrkyllisten monomeerien muotoon. Sakkaroosin ja gly-koosin geelimäistä seosta polysakkarididekstraanin tai -dekstrii-nin matriisissa käytetään ennestään tunnetun tekniikan mukaisesti putkena verisuonten yhdistämiseksi. Tällä seoksella on oltava sellainen vaikutus, ettei mitään potilaan myrkyttymistä esiinny ja että siirrännäinen liukenee vereen jonkin ajan jälkeen. Tiedetään, että neutraali polysakkarididekstraani sekoittuu vereen aiheuttamatta mitään hyytymisreaktiota.

Esillä olevassa keksinnössä yhdistetään vettä sitovien geelien ominaisuus polysakkaridien alhaiseen myrkyllisyyteen samalla 3 79027 kun aikaansaadaan menettelytapa sellaisen materiaalin pintakä-sittelemiseksi, joka on tärkeä lääketeknologiässä, kuten lasi, silikoni, aluminium ja silikonikumi. (Tässä yhteydessä ja patenttivaatimuksissa käytetyllä sanonnalla "lasi” tarkoitetaan myös kvartsia.)

Keksinnön mukainen tuote, jonka vähintään yksi lasista, sili-konista, aluminiumista tai silikonikumista oleva pinta on päällystetty biologisesti yhteensopivalla pintakerroksella, tunnetaan siitä, että biologisesti yhteensopiva pintakerros on polysakkaridia, joka sisältää vähintään yhden hydroksyyli-ryhmän, joka polysakkaridi on kovalenttisesti sitoutunut lasin, silikonin, aluminiumin tai silikonikumin mainittuun pintaan tuotteessa silaanin avulla.

Keksinnön mukainen menetelmä sellaisten tuotteiden valmistamiseksi, jossa vähintään yksi lasista, silikonista, aluminiumista tai silikonikumista olevalla pinnalla on biologisesti yhteensopiva pintakerros, tunnetaan siitä, että tuotteen mainittu pinta, sen hapettamisen jälkeen mikäli niin halutaan, saatetaan reagoimaan silaanin kanssa, joka sisältää vähintään yhden epoksiryhmän ja että näin käsiteyty pinta saatetaan reagoimaan polysakkaridin kanssa, jossa on ainakin yksi hydroksyyliryhmä.

Silaani voi olla alkoksisilaani (R-Si(OCH^)^) tai kloorisilaa-ni (R-S1CI3), joissa kaavoissa R tarkoittaa epoksiryhmää .

CH-p-CH-, joka on kytketty silikoniatomiin hiilivetyketjun \ /

O

välityksellä (useimmiten propyyli).

Hydrolysoitu silaani muodostaa aktiivisen silaanin (R-SiiOH)^), joka reagoi epäorgaanisten yhdisteiden kanssa, joiden pinnalla on hydroksyyliryhmiä. Esimerkkejä tällaisista aineista ovat lasi, silikoni, hapettunut alumiini ja hapettunut silikonikumi, jotka aineet hydrataation jälkeen saavat hydroksyyliryhmiä pintakerrokseen. Pintakerroksen epäorgaanisen aineen ja silanolin välinen reaktio on ennestään tunnettua tekniikkaa (Dow Corning Product Bulletin 23-181 C 1980) ja tämä reaktio etenee seuraavalla tavalla: 4 79027

^ -OH ' -OH

/'-OH + (OH)3Si-R-> -OSi(OH)2-R + H20

Z' -OH -OH

minkä jälkeen silanoli polymeroidaan lateraalisesti

-OSiOH-R

/ I

-OSi-R

/ i

-OSi-R

Lopputuloksena on pinta, joka on päällystetty silanolin funktionaalisella ryhmällä. Polysakkaridi voidaan sen jälkeen toisessa vaiheessa liittää pintaan. Alla olevassa esimerkissä selostetaan polysakkaridin P ja silanoidun pinnan välistä reaktiota, jolloin funktionaalinen ryhmä R on epoksiryhmä, kuten yllä on todettu. Polysakkaridi P liitetään epoksiryhmään polysakkaridin hydroksyyliryhmien välityksellä seuraavan reaktion mukaisesti /°\ P-OH + CH2-CH-CH2--> P-0-CH2-CH(0H)-ch2-

Aikaisemmin on tutkittu optimiolosuhteita tälle reaktiolle (katso Sundberg ja Porath, J. Chromatogr. 90 (1974) 87).

Keksinnön erään piirteen mukaan voi polysakkaridi P olla neutraali. Keksinnön erään toisen piirteen mukaan voi polysakkaridi olla luonnossa esiintyvä polysakkaridi, kuten dekstraani, tai synteettinen polysakkaridi, joka on valmistettu esimerkiksi polymeroimalla mono- tai disakkarideja kemiallisilla reagensseilla kuten epikloorihydriinillä.

5 79027

Dekstraani voi olla dekstraanin tai dekstraaniglyseriiniglyko-sidin tai hydrodekstraanin (so. dekstraanin, jonka pelkistävät pääteryhmät on pelkistetty alkoholiryhmiksi) etyyli-, hydrok-sietyyli- tai 2-hydroksipropyylieetteri tai dekstraanin tai osittain pilkkoutuneen dekstraanin hydroksyyliryhmäpitoiset hydrofiiliset johdannaiset.

Pintakerrokseen liittymisen jälkeen voidaan polysakkaridi polymeroida edelleen, niin että saadaan paksumpi kerros. Tätä polymerointia on selostettu SE-A-julkaisussa 169 293.

Käsitelty pinta osoittautuu biologisesti inertiksi ja tällä tavoin käsitellyt pinnat aikaansaavat vähemmän proteiiniab-sorptiota, soluadheesiota ja hyytymistä. Esillä olevan keksinnön mukaista menetelmää voidaan soveltaa monilla eri aloilla. Sydän-hengityslaitteissa käytetään siten monia osia, jotka on valmistettu alumiinista. Veren kanssa kosketukseen joutuvat pinnat on helppo hapettaa aluminiumoksidiksi niiden käsittelemiseksi jälkeenpäin esillä olevan keksinnön mukaisella menetelmällä. Tätä menetelmää voidaan soveltaa muihin mekaanisiin osiin, jotka on tarkoitettu olemaan kosketuksessa veren kanssa, esimerkiksi dialyysilaitteissa.

Silikonikumikateria voidaan myös käsitellä esillä olevan keksinnön mukaisella menetelmällä. Tässä tapauksessa silikoni-kumi on ensin saatettava reaktiiviseksi hapettamalla ohut pintakerros. Tämä aikaansaadaan etsausmenetelmällä, joka sisältää pintakerroksen hapettamisen happiplasmassa alhaisessa paineessa. Tämä menetelmä ei johda mihinkään aineen ominaisuuksien huononemiseen. Etsauksen jälkeen pinta osoittautuu hydrofiiliseksi ja reaktiiviseksi silaaneille ja se voidaan käsitellä keksinnön mukaisella menetelmällä.

Keksintöä voidaan myös soveltaa muissa yhteyksissä, esimerkiksi näytteenottoa ja/tai veren varastointia varten tarkoitettujen alumiinisten, lasisten tai silikonikumisten tuotteiden käsittelemiseksi.

6 79027

Keksintöä selostetaan alla lähemmin lukuisilla suoritusesi-merkeillä.

Esimerkki 1 a) Silikonikumikappaletta, jonka koko oli 4 x 4 cm ja paksuus 2 mm käsiteltiin 10 %:sella (tilavuus/tilavuus) tavanomaisilla astioiden käsipesuun käytettyjen pesuaineiden liuoksella ja puhdistettiin sen jälkeen perusteellisesti juoksevalla tislatulla vedellä. Kappale etsattiin sen jälkeen happiplasmassa, 300 millibaaria 02, 100 W, 3 min ja upotettiin välittömästi sen jälkeen veteen.

b) Silikonikumikappale poimittiin vedestä ja sen pintoja puhallettiin, niin että näkyvä vesi häipyi, minkä jälkeen se välittömästi upotettiin 5 %: seen (paino/tilavuus) 3-gly-sidoksipropyylitrimetoksisilaanin (epoksisilaani) propanoli-liuokseen 10 minuutiksi. Silikonikumikappale peittyi täydellisesti liuoksen alle.

Sen jälkeen kappaletta kuivattiin uunissa 60°C:ssa kuivan näköiseksi, pestiin tislatulla vedellä ja puhallettiin kuivaksi. Pinta ei ollut hydrofobinen.

c) Kohdan b) mukaisesti käsitelty kappale upotettiin 20 %: seen (paino/tilavuus) dekstraaniliuokseen, jonka keskimääräinen molekyylipaino (Mw) oli 2 000 000 tislatussa vedessä ja annettiin reagoida 20 h huoneen lämpötilassa. Pinta oli nyt hydro- fiilinen.

Esimerkki 2 a) Peitelasia käsiteltiin dikromaattirikkihapolla ja puhdistettiin perusteellisesti juoksevalla tislatulla vedellä.

b) kohdan a) mukaisesti käsitelty peitelasi saatettiin reagoimaan 3-glysidoksipropyylitrimetoksisilaanin kanssa yllä olevan esimerkin 1 b) mukaisesti.

c) Kohdan b) mukaisesti käsitelty peitelasi upotettiin 40 %: seen (paino/tilavuus) dekstraaniliuokseen, jonka keski- 7 79027 määräinen molekyylipaino (M^) oli 200 000 tislatussa vedessä ja annettiin reagoida 20 h huoneen lämpötilassa. Saatu pinta oli hydrofiilinen. Levitetyn kerroksen paksuus oli 4 nanomet-riä ellipsometrisesti määritettynä.

Esimerkki 3 a) Alumiinikappaletta, jonka koko oli 2 x 4 cm ja paksuus noin 1 mm käsiteltiin 10 %:sella (tilavuus/tilavuus) tavanomaisten tiskien käsinpesuun käytettyjen pesuaineiden liuoksella ja puhdistettiin sitten tislatulla vedellä yön yli.

b) Kohdan a) mukaisesti käsitelty alumiinikappale saatettiin reagoimaan 3-glysidoksipropyylitrimetoksisilaanin kanssa käyttäen yllä olevassa esimerkissä 1 b) selostettua menettelytapaa .

c) Kohdan b) mukaisesti käsitelty alumiinikappale upotettiin 20 %:seen (paino/tilavuus) dekstraaniliuosta, jonka keskimääräinen molekyylipaino (t^) oli 200 000 tislatussa vedessä ja annettiin reagoida 20 h huoneen lämpötilassa. Saatu pinta oli hydrofiilinen.

Esimerkki A Biologinen yhteensoveltuvuustesti Tässä esimerkissä käytettiin keksinnön mukaisena tuotteena analogisesti esimerkin 2 kanssa käsiteltyjä peitelaseja, paitsi että vaiheessa c) käytettiin 20 %:sta (paino/tilavuus) dekstraaniliuosta, jonka keskimääräinen molekyylipaino (Mw) oli 2 000 000. Dekstraanikerroksen paksuus oli 5 nanometriä. Dekstraanipäällystetyt peitelasit kostutettiin ja esi-inku-boitiin kosteutetussa kammiossa 37°C:ssa, jota seurasi kokeellinen inkubointi verellä. Inkubointi suoritettiin 10 min 37°C:ssa käsittelemättömällä rotan verellä, joka oli saatu leikkaamalla eetterillä nukutettuja rottia. Käsittelemättömiä peitelaseja ja metyloituja laseja (Elwing, H ja Stenberg, M; J. Immunol. Meth. 44 (1981) 343-345) käytettiin positiivisina hyytymän muodostumisen ja verihiutaleadheesion positiivisina kontrolleina. Inkubaation jälkeen hyytymät leikattiin kahtia partakoneen terällä. Toinen puoli poistettiin varovasti ja 8 79027 lasit puhdistettiin fosfaattipuskuroidussa suolaliuoksessa (0,05M fosfaattipuskuri, pH 7,4) 5-10 s virtauksella 1,5-2 1 minuutissa. Kiinnitys suoritettiin 0,15M kakodylaattipusku-rissa, pH 7,4, 3 %:sella glutaarialdehydillä 2 h, jota seurasi dehydraatio etanolissa ja kuivaus ilmassa tai kriittisen pisteen kuivaimessa. Näytteitä päällystettiin kullalla ja tutkittiin JEOL 100 ex pyyhkäisyelektronimikroskoopissa 20 kV:n kiihtyvällä jännitteellä.

Tulokset

Inkubointiajan päättyessä verinäytteet olivat hyytyneet käsittelemätöntä lasia vasten ja metyloitua lasia vasten. Dekstraa-nilla päällystetyllä lasilla keksinnön mukaisesti inkuboi-dussa veressä esiintyi hyytymäkokkareita, kun sitä vastoin puikki pysyi juoksevana. Kokkareet eivät tarttuneet pintaan ja näyttivät syntyvän veri/ilmarajapinnalla. Pyyhkäisyelektro-nimikroskoopissa tutkittaessa käsittelemättömän lasin ja veritukoksen välinen pinta havaittiin koostuvan fibriiniank-kuroiduista punasoluista ja verihiutaleista. Hydrofobinen metyloitu lasi toisaalta aiheutti alussa tarttuvan kerroksen aktivoituja verihiutaleita, joihin muut verisolut tarttuivat. Fibriinirihmoja havaittiin hyvin vähän lähellä pintaa, mutta niitä voitiin nähdä hyytymän sisällä. Keksinnön mukaisesti dekstraanilla päällystetyt lasipinnat eivät aiheuttaneet hyytymien muodostusta. Pyyhkäisyelektronimikroskoopissa tutkittaessa yli 90 % pinta-alasta oli ilman soluja ja fibriiniä. Voitiin nähdä hajaantuneita yksittäisiä punasoluja ja verihiutaleita. Dekstraanilla päällystetyllä pinnalla olevien verihiutaleiden pyöreä ulkomuoto erosi jyrkästi hydrofobisella pinnalla nähtävien verihiutaleiden pitkänomaisemmasta ja lit-teästä muodosta, mikä viittaa siihen, että pyöreät solut olivat tarttuneet vaan eivät dekstraanilla päällystetyn pinnan aktivoimia.

9 79027 Föremäl uppvisande ett biokompatibelt ytskikt och process för att förse föremälen med ett sädant ytskikt Föreliggande uppfinning avser föremäl uppvisande ett biokompatibelt ytskikt och en process för att förse föremäl med ett sädant ytskikt. Uppfinningen avser mera bestämt föremäl uppvisande ätminstone en yta av glas, silikon, aluminium eller silikongummi täckt med ett biokompatibelt ytskikt och en process för att förse föremäl uppvisande ätminstone en yta av glas, silikon, aluminium eller silikongummi med ett biokompatibelt ytskikt.

Ändamälet med föreliggande uppfinning är att förse inom medicinen användbara föremäl med ett biokompatibelt ytskikt. Detta innebär exempelvis för föremäl avsedda att användas i kontakt med blod att föremäl som är oförenliga med blod behandlas pä ett sädant sätt att det ej framkallar koaguler-ing eller trombosbildning.

Tidigare känd teknik att förse inom medicinen användbara föremäl med ett biokompatibelt ytskikt bestär ofta i en förändring av materialets ytenergi. En förbättring av olika materials egenskaper har erhällits genom modifiering av ytskikten antingen tili en mer hydrofob karaktär eller tili en mer hydrofil karaktär. Hydrofobisering av ytskiktet, exempelvis genom att metylisera en glasyta, resulterar i en minskning av effektiviteten hos blodets ytaktiverade koagulationssystem. Emellertid binds proteiner säsom fibrinogen relativt starkt tili sädana ytor och pä detta protein-skikt kan vissa celler, trombocyterna, bindas och aktiveras, varefter koagulation utlöses om än längsamt. Hydrofila ytor, t.ex. hydrolyserat nylon eller oxiderat aluminium har visat en minskad bindning av celler, men vid dessa ytor hindras ej det ytaktiverade koagulationssystemet. Användning av dessa ytor i kontakt med blod förutsätter därför tillsats av antikoagulantia, t.ex. heparin, till blodet.

_ - 1 10 79027

En annan tidigare känd ytbehandlingsteknik för att hindra koagulering, bestär i bindning av antikoagulantia i ytskik-tet. Heparin har i första hand använts med denna teknik. Heparin är en hexosamin-hexuronsyrepolysackarid, som är sulfaterad och har sura egenskaper, dvs. heparin är en organisk syra. Enligt DE-A-21 54 542 impregneras först föremäl av ett organiskt termoplastiskt harts med ett amino-silankopplingsmedel och det p& detta sätt behandlade före-m&let reageras sedan med en sur lösning av ett heparinsalt för att binda heparinet tili ytskiktet med hjälp av jon-bindningar. Heparinbehandlade ytor har visat sig minska koagulationsreaktionen. En betydande nackdel med dessa ytor är emellertid att heparinbehandlingen ej hindrar trombocyt-vidhäftning, vilket är ett stort problem i exempelvis hjärt-lungmaskiner.

Vidare är det känt att vattenbindande geler, exempelvis polyhydroxi-alkylmetakrylat, minskar proteinadsorptionen och uppvisar läg celladhesivitet (Hoffman et ai., Ann. New York Acad., Sei. Voi. 283, sidan 372, 1977). Dessa egenskaper anses bero pä att vattenhaltiga geler ger läg ytener-gi i gränsytan mot blodet. Tidigare känd teknik att tillver-ka vattenbindande geler har dock nackdelar säsom komplicerad framställningsteknik och ofullständig polymerisering, vilket medfört läckage av giftiga monomerer. En gelliknande bland-ning av sackaros och glykos inbakad i en matris av poly-sackariden dextran eller dextrin användes enligt tidigare känd teknik säsom ett rör för anslutning av blodkärl. Denna blandning skall vara icke-toxisk för patienten och implan-tatet upplöses i blodet efter en viss tid. Det är känt, att den neutrala polysackariden dextran är blandbar med blod utan att utlösa nägon koagulationsreaktion.

Föreliggande uppfinning kombinerar egenskapen hos vattenbindande geler med den läga toxiciteten hos polysackarider, samtidigt som den erbjuder teknik för ytbehandling av medi-cinskt tekniskt viktiga material, dvs. aluminium och sili-kongummi.

n 79027 Föremäl enligt uppfinningen vilka uppvisar ätminstone en yta av oxiderat aluminium eller oxiderat silikongummi täckt med ett biokompatibelt ytskikt bestär av en polysackarid innehällande ätminstone en hydroxylgrupp, vilken polysackarid är kovalent bunden til nämnda föremäls yta av oxiderat aluminium eller oxiderat silikongummi med hjälp av ett siian innehällande ätminstone en epoxigrupp.

Processen enligt uppfinningen för att förse föremälen upp-visande ätminstone en yta av aluminium eller silikongummi med ett biokompatibelt ytskikt kännetecknas av att nämnda föremäls yta, efter oxidation därav om det är nödvändigt, reageras med en siian innehällande ätminstone en epoxigrupp och att den pä detta sätt behandlade ytan reageras med en polysackarid innehällande ätminstone en hydroxylgrupp.

Silanen kan utgöras av en alkoxisilan (R-Si(0CH3)3) eller en klorosilan (R-SiCl3), i vilken R betecknar en epoxigrupp CH2-£H-, som är kopplad tili kiselatomen via en kolväte-\> kedja (oftast propyl).

Den hydrolyserade silanen bildar en aktiv siian (R-Si(OH)3), som reagerar med oorganiska föreningar, vilka uppvisar hydroxylgrupper vid ytan. Enligt uppfinningen är sädana material oxiderat aluminium och oxiderat silikongummi, vilka efter hydratisering erhäller hydroxylgrupper i ytskiktet. Reaktionen mellan det oorganiska ämnet i ytskiktet och silanolen är tidigare känd teknik (Dow Corning Product Bulletin 23-181C 1980) och denna reaktion förlöper pä föl-jande sätt:

^ -OH / -OH

/-OH + (OH) 3Si-R-> /-0Si(0H)2-R + H20

/-OH /-OH

varefter silanolen polymeriseras i sidled 12 79027

-OSiOH-R

0

^ I

-OSi-R

/ ?

-OSi-R

Slutresultatet blir en yta, som är täckt med silanolens funktionella grupp. I ett andra steg kan sedan polysacka-riden kopplas till ytan. I det följande exemplet beskrivs reaktionen mellan polysackariden P och en silanerad yta, där den funktionella gruppen R utgöres av en epoxigrupp. Polysackariden P binds till epoxigruppen via polysackaridens hydroxylgrupper enligt reaktionen /°\ P-OH + CH2-CH-CH2- -> P-0-CH2-CH2-CH(0H)-CH2-

Optimala betingelser för denna reaktion har tidigare ut-retts (se Sundberg och Porath, J. Chroraatogr. 90:87 1974).

Enligt en aspekt av uppfinningen kan polysackariden P vara neutral. Enligt en annan aspekt av uppfinningen kan polysackariden vara en polysackarid förekonunande i naturen säsom dextran eller en syntetiskt framställd polysackarid t.ex. genom polymerisation av mono- eller disackarider med hjälp av kemiska reaktanter sSsom epiklorhydrin.

Dextran kan utgöras av etyl-, hydroxietyl- eller 2-hydroxi-propyleter av dextran eller dextranglycerolglykosid eller hydrodextran (dvs. dextran, vars reducerande ändgrupper är reducerade till alkoholgrupper) eller hydroxylgrupphaltiga, hydrofila derivat av dextran eller partiellt nedbrutet dextran.

13 79027

Polysackariden kan efter bindningen til ytskiktet polyme-riseras vidare, sä att man erhäller ett tjockare skikt.

Denna polymerisering har beskrivits i SE-169 293.

Den behandlade ytan visar sig vara biologiskt inert och p& sSl sätt behandlade ytor ger minskad proteinabsorption, cellvidhäftning och koagulation. Sättet enligt uppfinningen kan tillämpas inom mänga olika omräden. Sälunda användes i hjärt-lungmaskiner mänga ventiler, vilka är tillverkade av aluminium. De ytor, som kommer i kontakt med blod, är lätta att oxidera tili aluminiumoxid för att därefter behandlas med förfarandet enligt uppfinningen. Detta förfarande kan användas p& andra mekaniska ventiler, som är avsedda att stä i kontakt med blod, t.ex. i dialysapparater.

Även katetrar av silikongummi kan behandlas medelst förfarandet enligt uppfinningen. Därvid mäste silikongummit först göras reaktivt genom oxidation av ett tunt ytskikt. Detta genomföres medelst ett etsförfarande, som innebär, att ytskiktet oxideras i ett syreplasma vid lägt tryck. Denna metod medför ej nägon försämring av materialets egenskaper. Efter etsning blir ytan hydrofil och reaktiv gentemot sila-ner och den kan behandlas medelst förfarandet enligt uppfinningen .

Uppfinningen kan även tillämpas i andra sammanhang, t.ex. för behandling av föremäl av aluminium eller silikongummi för förvaring av blod.

Uppfinningen kommer i det som följer att beskrivas av ett antal utföringsexempel vilka dock inte är begränsande.

Exempel 1 a) En bit av silikongummi som har storleken 4x4 cm och en tjocklek av 2 mm behandlades med en 10 % (v/v) lösning av vanligt handdiskmedel och sköljdes därefter noggrant med rinnande destillerat vatten. Biten etsades sedan i en _ -· I. --- 14 79027 syreplasma, 300 millibar 0a, 100 W, under 3 min och dop-pades sedan omedelbart ned i vatten.

b) Silikongummibiten togs upp frän vattnet och ytan avbläs-tes därefter sä att synligt vatten försvann varefter den omedelbart doppades i en 5 % (w/v) lösning av 3-glycidoxi-propyltrimetoxisilan (epoxisilan) i propanol under 10 min. Silikongummibiten täcktes totalt av lösningen.

Sedan torkades biten i en ugn vid 60°C tills den säg torr ut, tvättades i destillerat vatten och blästes torr. Ytan var nu hydrofob.

c) Biten behandlad enligt b) doppades i en 20 % (w/v) lösning av dextran som har en medelmolekylvikt (mw) av 2 000 000 i destillerat vatten och tilläts reagera under 20 tim vid rumstemperatur. Ytan var nu hydrofil.

Exempel 2 a) Täckglas behandlades med dikromatsvavelsyra och sköljdes grundligt med rinnande destillerat vatten.

b) Täckglaset behandlat enligt a) reagerades med 3-glycid-oxipropyltrimetoxisilan enligt exempel lb) ovan.

c) Täckglaset behandlat enligt b) doppades i 40-procentig lösning (v/v) av dextran, med en medelmolekylvikt (Mw) p& 200 000 i destillerat vatten och reagerades 20 tim vid rumstemperatur. Den erh&llna ytan var hydrofil. Tjockleken av det utbredda skiktet var 4 nanometer definierad ellip-sometriskt.

Exempel 3 a) En aluminiumbit som har storleken 2x4 cm och en tjocklek av ca 1 mm behandlades med en 10-procentig (v/v) lösning av vanligt handdiskmedel och sköljdes därefter med destillerat vatten över natten.

is 79027 b) Aluminiumbiten behandlad enligt a) reagerades med 3-glycidoxipropyltrimetoxisilan under användande av samma metod som beskrivs i Exempel 1 b), ovan.

c) Aluminiumbiten behandlad enligt b) doppades i en 20-procentig (w/v) lösning av dextran som har en medelmolekyl-vikt (Mw) av 200 000 i destillerat vatten och tilläts rea-gera under 20 tim vid rumstemperatur. Den erhällna ytan var hydrofil.

Exempel A Bioloaiskt kompatibilitetstest I detta exempel användes som produkt enligt uppfinningen täckglas som behandlats analogt med exempel 2, utom att i steg c) användes 20 procentig (v/v) lösning av dextran, med en medelmolekylvikt (Mw) pä 2 000 000. Tjockleken av dextranskiktet var 5 nanometer. De dextranbetäckta täckgla-sen fuktades och förinkuberades i en fuktad kammare vid 37°C, efter vilket följde experimentell inkubation med blod. Inkubationen utfördes 10 min vid 37°C med obehandlat rätt-blod, som erhällits genom att operera rättor som bedövats med eter. De obehandlade täckglasen och metylerade glasen (Elwing, H och Stenberg, M; J. Immunol. Meth. 44 (1981) 343-345) användes som positiva kontroller av koagulering och trombocytadhesion. Efter inkubationen skars koagulerin-garna itu med rakblad. Den ena halften avlägsnades försik-tigt och glasen rengjordes i fosfatbuffrad saltlösning (0,05M fosfatbuffert, pH 7,4) med 5-10 s strömning 1,5-2 1 i minuten. Bindningen utfördes i 0,15M kakodylatbuffert, pH 7,4, med 3-procentig glutaraldehyd 2 h, efter vilket följde dehydration i etanol och torkning i luft eller tork-apparat vid den kritiska punkten. Proven försägs med guld-beläggning och undersöktes i JEOL 100 cx svepningselektron-mikroskop med en accelererande spänning p& 20 kV.

Resultaten

Vid utgängen av inkubationstiden hade blodproven koagulerat mot det obehandlade glaset och det metylerade glaset. I blodet som inkuberats enligt uppfinningen med dextranbe- ie 79027 klätt glas förekora koaguleringsklumpar medan bulken hölls flytande. Klumparna fastnade inte vid ytan och föreföll att uppkomma vid blod/luftgränsytan.Vid undersökning i svepningselektronxnikroskop observerades att ytan mellan det obehandlade glaset och trombosen bestod av fibrinförank-rade erytrocyter och trombocyter. Ä andra sidan förorsakade det hydrofobiska metylerade glaset aktiverade trombocyter i det häftande skiktet, vid vilka de övriga blodkropparna fastnade. Mycket litet fibrinträdar observerades närä ytan, men de kunde observeras inne i koagulationen. Glasytorna som överdragits med dextran enligt uppfinningen förorsakade inte koagulationsbildning. Vid undersökning i svepnings-elektronmikroskop var över 90 % av ytan utan blodkroppar och fibrin. Enskilda utspridda erytrocyter och trombocyter kunde observeras. Den runda formen av de dextranbeklädda trombocyterna skilde sig kraftigt frän den längsmala och platta formen av de pä den hydrofoba ytan synliga trombocyterna, vilket tyder pä att de runda blodkropparna hade fastnat men inte de som aktiveras av den dextranbeklädda ytan.

Claims

1. Tuote, jossa ainakin yksi hapettunut alumiini- tai hapettunut silikonikumipinta on päällystetty biologisesti yhteensopivalla pintakerroksella, tunnettu siitä, että biologisesti yhteensopiva pintakerros muodostuu polysakkaridista, joka sisältää vähintään yhden hydroksyyliryhmän, joka polysakkaridi on kovalenttisesti sitoutunut mainittuun hapettuneen alumiinin tai hapettuneen silikonikumin pintaan tuotteessa vähintään yhden epoksiryhmän sisältävän silaanin avulla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tuote, tunnettu siitä, että se on katetri.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tuote, tunnettu siitä, että se on laite verinäytteen ottamiseksi ja/tai veren varastoimiseksi.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tuote, tunnettu siitä, että se on sydän-hengityslaite, jossa laitteessa veren kanssa kosketukseen joutuvat laitepinnat on päällystetty biologisesti yhteensopivalla pintakerroksella.

5. Menetelmä sellaisten tuotteiden aikaansaamiseksi, joissa on vähintään yksi hapettuneen alumiinin tai hapettuneen silikonkumin pinta, jolla on biologisesti yhteensopiva pintakerros, tunnettu siitä, että tuotteen pinta hapetetaan ja saatetaan sen jälkeen reagoimaan silaanin kanssa, joka sisältää vähintään yhden epoksiryhmän, ja että näin käsitelty pinta saatetaan reagoimaan polysakkaridin kanssa, jossa on ainakin yksi hydroksyyliryhmä.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sakkaridina käytetään neutraalia polysakkaridia.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että dekstraania käytetään neutraalina polysakkaridina .