NO159607B - Fremgangsmaate for fremstilling av biokompatibelt materialved immobilisering av apyrase paa materialets overflate. - Google Patents

Fremgangsmaate for fremstilling av biokompatibelt materialved immobilisering av apyrase paa materialets overflate. Download PDF

Info

Publication number
NO159607B
NO159607B NO802049A NO802049A NO159607B NO 159607 B NO159607 B NO 159607B NO 802049 A NO802049 A NO 802049A NO 802049 A NO802049 A NO 802049A NO 159607 B NO159607 B NO 159607B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
apyrase
rings
ring
immobilization
hour
Prior art date
Application number
NO802049A
Other languages
English (en)
Other versions
NO159607C (no
NO802049L (no
Inventor
Walter Marconi
Francesco Bartoli
Francesco Pittalis
Original Assignee
Eni Ente Naz Idrocarb
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eni Ente Naz Idrocarb filed Critical Eni Ente Naz Idrocarb
Publication of NO802049L publication Critical patent/NO802049L/no
Publication of NO159607B publication Critical patent/NO159607B/no
Publication of NO159607C publication Critical patent/NO159607C/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N11/00Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L33/00Antithrombogenic treatment of surgical articles, e.g. sutures, catheters, prostheses, or of articles for the manipulation or conditioning of blood; Materials for such treatment
    • A61L33/0005Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L33/0047Enzymes, e.g. urokinase, streptokinase

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av biokompatibelt material, og det særegne ved frem-gangsmåten i henhold til oppfinnelsen er at man immobiliserer apyrase på materialet, idet materialet er et metallisk eller polymert material hvor polymeren utgjøres av aromatiske polyamider, alifatiske polyamider eller polyestre, som er mildt hydrolyserte. Disse trekk ved oppfinnelsen fremgår av patentkravet.
Apyrase er et enzym som er i stand til å katalysere omdannelsen av adenosindifosfat (ADP) til adenosinmonofosfat (AMP), etterfulgt av omdannelse av det sistnevnte til adenosin.
Muligheten av å meddele biologisk tålbarhet eller biokompati-bilitet til forskjellige typer av material er av enorm prak-tisk betydning. I denne henseende eksisterer materialer som på grunn av deres gode mekaniske bearbeidbarhets- og styrke-egenskaper og fravær av giftighet ville finne umiddelbar anvendelse ved oppbygging av proteser med midlere eller lang varig anvendelse for implantasjonsformål, eller ved oppbygging av elementer for apparatur for bruk ved utenomkorporlig sirkulasjon, f. eks. som nyredialyseapparatur eller hjerte-lungemaskiner.
For dette formål kunne materialer anvendes innen vide grenser valgt fra alifatiske eller aromatiske polyamidpolymerer, polyestere, polykarbonater, polyuretaner og PVC samt spesielle metallegeringer. Uheldigvis er bruken av disse materialer sterkt begrenset på grunn av deres generelt dårlige biologiske tålbarhet eller kompatibilitet. Dette er på grunn av at så snart som fremmedmaterial kommer i kontakt med blodsirkula-sjonen, gir det øyeblikkelig anledning til dannelse av tromber ved at en ytterst komplisert prosess igangsettes.
Det antas at det først foregår en adhesjon av blodplatene til materialoverflaten med den derav følgende frigivelse fra platene av ADP og serotonin, som så bevirker plateaggregasjon. Plateaggregasjonen er i seg selv et fundamentalt trinn i dannelsen av tromber. Dette er på grunn av at den gir anledning til frigivelse av fosfolipider som er essensielle ved blodkoa-gulasjonsprosessen, ved å fremme omdannelsen av fibrinogen til fibrin.
Rollen til ADP som et plateaggregasjonsinduserende middel og således som en initiator ved trombedannelsesprosessen er generelt kjent. Se for dette f. eks. det fundamentale arbeid av A. Gaarder og A. Hellem i Nature 192,531 (1961). Det er derfor klart at immobiliseringen av et enzym som f. eks. apyrase som e.r. istand til å omdanne til AMP og adenosin det ADP som frembringes ved adhesjonen av platene til overflaten av det material som bringes i kontakt med blodet, kan inhi-bere etterfølgende plateaggregasjon, slik at dannelsen av tromber hindres. I denne henseende er det funnet, og dette utgjør grunnlaget for den foreliggende oppfinnelse, at immobilisering av apyrase på overflaten av trombogene materialer gir disse sistnevnte tilfredsstillende biokompatibilitets-egenskaper.
Disse egenskaper avhenger ikke av det system som anvendes for immobilisering av enzymet. Dette kan gjøres ved adsorpsjon og etterfølgende fornetting på overflaten av polymermaterialer eller endog på metalloverflater, f. eks. på overflaten av nåler som anvendes for arterie/veneforbindelser i utenomkorporlig sirkulasjon.
Alternativt kan apyrase bindes kovalent til funksjonelle grupper som er tilstede på overflaten av materialer hvor den biologiske forlikelighet skal økes. Det er også om nødvendig mulig på forhånd å aktivere materialet for å frigi reaktive grupper på dets overflate og som kan anvendes for immobilisering av apyrase. Enzymet kan f. eks. bindes kovalent til aminogrupper (eller karboksylgrupper) av alifatiske eller aromatiske polyamider som har vært underkastet en forsiktig overflatehydrolyse. På samme måte kan karboksylgrupper i
overflatehydrolyserte polyestere anvendes.
Oppfinnelsen beskrives mer detaljert ved hjelp av de følgende eksempler.
Eksempel 1.
Ringer av nylon 6 (lengde 9 mm, indre diameter 4 mm, ytre diameter 5 mm) ble fremstilt idet det ble påsett at under maskineringen ble kantene avskrånet og avrundet.
Et spor 0,25 mm dypt ble fremstilt langs midten av utsiden av ringen over hele dens ytre omkrets. Ringene ble hydrolysert i 3,5 NHC1 ved 37°C i en time.
Det faktum at overflatehydrolyse. av nylon var oppnådd ble bekreftet ved hjelp av en kolorimetrisk test foretatt ved å neddykke ringene, etter vasking med vann, i en oppløsning inneholdende 0,1 % (vekt/volum) trinitrobenzensulfonsyre i mettet tetraborat.
Etter omtrent en time bekreftet dannelsen av en oransje farging på nylonoverflaten at hydrolysen hadde funnet sted. Ved dette punkt ble ringene neddykket i en 2,5 % glutaralde-hydløsning, og ble holdt neddykket i 3,5 timer ved H°C. Ringene ble så vasket hurtig i isblandet vann og neddykket i en 0,01 M fosfatbufferløsning inneholdende 8 mg/ml apyrase (spesifikk aktivitet 3,4 internasjonale enheter/mg under anvendelse av ADP som substrat). Reaksjonen fikk fortsette ved 4°C resten av dagen og over natten. Ved avsluttet reaksjon ble ringene vasket i destillert vann og en test ble foretatt for enzymatisk aktivitet. En ring ble neddykket i 50 ml . av en 0,1 M tris HCl-bufferløsning ved pH 7,4 inneholdende 0,025 mg/ml ADP og 0,5 mg/ml CaCl2.
Blandingen ble holdt omrørt ved 25°C 1 ml prøver ble trukket ut med mellomrom 30 minutter og ble analysert for å bestemme uorganiske fosfater ved å følge metoden til Fiske og Subbarrow (C.H. Fiske, Y. Subbarrow, J. Biol. Chem. 66.375
(1925)). Det ble målt enzymatisk aktivitet på 4,5 ^umol uorganiske fosfater frigitt ved en times reaksjon på ringene.
Nylonringene med apyrase bundet kovalent til overflateamino-gruppene ble underkastet en "in vivo" biologisk tålbarhets-test ved å stikke dem inn i femoralvenen til hunder av gjen-nomsnittsstørrelse.
Innstikkingen ble foretatt under total bedøvelse og når ringen hadde blitt stukket inn i venen ble den fiksert ved hjelp av en silketråd. Såret ble forbundet og antibiotika ble tilført dyret.
En lignende ubehandlet nylonring ble stukket for sammen-ligningsformål ved å følge den samme metode.
Etter en innstikkningsperiode på 15 døgn ble ringene
trukket ut og undersøkt.
Ringen med apyrase ble funnet åpen mens sammenlignings-ringen var fullstendig tilstoppet av tromber.
En måling foretatt på ringen med apyrase ekstrahert fra hunden viste omtrent 4 pmol uorganiske fosfater frigitt i en time.
Eksempel 2
Ringer av nylon 6 lignende som er beskrevet i eksempel 1
ble fremstilt og ble neddykket i en 0,01 M fosfat buffer-løsning med pH 7 inneholdende 8 mg/ml apyrase.
Etter 4 timer ble et dobbelt volum av en 2,5% glutaraldehyd-løsning i en 0,01 M fosfat bufferløsning ved pH 7 tilsatt.
Blandingen fikk reagere ved 4°C resten av dagen og over natten. Ringene ble så vasket og underkastet testen for enzymatisk aktivitet i samsvar med metoden beskrevet i eksempel 1.
Den enzymatiske aktivitet ble funnet å være omtrent 2 ^umol uorganiske fosfater frigitt i løpet av en time av en enkelt ring. Testen med "in vivo" biologisk tålbarhet ble gjennom-ført ved å stikke ringene med apyrase og sammenlignings-ringene inn i femoralvenen på hunder med gjennomsnitts-størrelse.
Metoden som ble fulgt var som angitt i eksempel 1. Etter en innstikkningsperiode på 15 døgn ble ringene trukket ut. Ringen med apyrase ble funnet å være åpen og den målte enzymatiske aktivitet var ekvivalent med omtrent 2 pmol uorganiske fosfater frigitt i en time.
Sammenlignings-nylonringen var imidlertid fullstendig tilstoppet.
Eksempel 3
Polyetylentereftalatringer tilsvarende den som er beskrevet i eksempel 1 ble fremstilt. Ringen ble hydrolysert i 1 M NaOH ved 50°C i.5 timer. Ringene ble så vasket og neddykket i 50 ml av en løsning inneholdende 8 mg/ml apyrase og 10 mg/ml N-etyl-N'(3-dimetylaminopropylkarbodi-imid) i en 0,1 M fosfat buffer ved pH 6,8. Reaksjonen ble gjennomført ved 4°C over natten. På denne måte ble apyrasen bundet til bæreren ved dannelse av en amido-binding mellom e-aminolysingruppene i enzymet og karboksyl-gruppene av den overflate-hydrolyserte polyester. Den enzymatiske aktivitetstest med ringene, gjennomført som angitt i eksempel 1, ga verdier på omtrent 4 ymol uorganiske fosfater frigitt i en time pr. ring. Testen med "in vivo" biologisk tålbarhet ble gjennomført ved å stikke inn polyesterringene med apyrase og ikke-behandlede ringer i femoralvenen på forsøkshunder. Metoden beskrevet i eksempel 1 ble fulgt. Etter 15 døgns innstikking ble ringene trukket ut. Sammenlignings-ringen var fullstendig tilstoppet mens ringen med apyrase var åpen med bare noe sporadisk trombedannelse.
Den enzymatisk aktivitetstest med ringen etter den
nevnte "in vivo" innstikking indikerte omtrent 3 ymol uorganiske fosfater frigitt i løpet av 1 time.
Eksempel 4
Polyetylentereftalat-ringer tilsvarende dem som er
beskrevet i eksempel 1 ble fremstilt. Apyrase ble for-
nettet til disse ringer ved å følge metoden angitt i eksemple 2. Etter immobilisering ble den enzymatiske aktivitet pr. ring funnet å være omtrent 3 ymol uorganiske fosfater frigitt i løpet av en time. Den nevnte "in vivo" biologiske forlikelighetstestmed hunder gjennomført ved å
følge metoden beskrevet i eksempel 1 ga positive resultater for ringene med fornettet apyrase, som ble funnet å være åpen og neste fullstendig fri for trombe-dannelse, mens sammenlignings-ringene ble funnet å være tilstoppet. Den resterende enzymatiske aktivitet for ringene var omtrent 2,5 ymol uorganiske fosfater frigitt i løpet av en time.
Eksempel 5
Stålringer (C 50) tilsvarende dem som er beskrevet i
eksempel 1 ble fremstilt. Apyrase ble fiksert til noen av dem ved fornetting ved glutaraldehyd ved hjelp av metoden i beskrevet i eksempel 1. Aktiviteten immobilisert på hver ring ble målt og funnet å være omtrent 1,5 ymol uorganiske fosfater frigitt i løpet av en time. Testene med "in vivo" biologisk tålbarhet ble gjennomført med forsøkshunder som tidligere beskrevet.
Etter 15 døgns innstikking ble ringene trukket ut og undersøkt.
Mens sairanenligningsringene ble funnet å være tilstoppet ble ringene med fornettet apyrase funnet å være åpne og med bare liten trombedannelse på deres innside.
Den resterende aktivitet for ringene behandlet med apyrase etter innstikkingen ble funnet å være 0,9 ymol uorganiske fosfater frigitt pr. time.

Claims (1)

  1. Fremgangsmåte for fremstilling av biokompatibelt materiale, karakterisert ved at man immobiliserer apyrase på materialet, idet materialet er et metallisk eller polymert materiale hvor polymeren utgjøres av aromatiske polyamider, alifatiske polyamider eller polyestre, som er mildt hydrolyserte.
NO802049A 1979-08-01 1980-07-08 Fremgangsmaate for fremstilling av biokompatibelt materialved immobilisering av apyrase paa materialets overflate. NO159607C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT24838/79A IT1122388B (it) 1979-08-01 1979-08-01 Procedimento per la preparazione di materiali biocompatibili tramite l'immobilizzazione superficiale di apirasi

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO802049L NO802049L (no) 1981-02-02
NO159607B true NO159607B (no) 1988-10-10
NO159607C NO159607C (no) 1989-01-18

Family

ID=11214891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO802049A NO159607C (no) 1979-08-01 1980-07-08 Fremgangsmaate for fremstilling av biokompatibelt materialved immobilisering av apyrase paa materialets overflate.

Country Status (20)

Country Link
US (1) US4396716A (no)
JP (1) JPS5672868A (no)
AT (1) AT387906B (no)
AU (1) AU536483B2 (no)
BE (1) BE884301A (no)
BR (1) BR8004430A (no)
CA (1) CA1148466A (no)
CH (1) CH645920A5 (no)
DE (1) DE3026805A1 (no)
DK (1) DK157887C (no)
ES (1) ES493749A0 (no)
FI (1) FI75737C (no)
FR (1) FR2462475A1 (no)
GB (1) GB2055848B (no)
IE (1) IE49853B1 (no)
IT (1) IT1122388B (no)
LU (1) LU82623A1 (no)
NL (1) NL190694C (no)
NO (1) NO159607C (no)
SE (1) SE448820B (no)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH664496A5 (de) * 1982-05-31 1988-03-15 Mochida Pharm Co Ltd Material zur entfernung von immunkomplexen aus dem blut oder aus plasma.
IT1208326B (it) * 1984-03-16 1989-06-12 Sorin Biomedica Spa Protesi valvolare cardiaca provvista di lembi valvolari di tessuto biologico
US4838888A (en) * 1987-04-17 1989-06-13 Baxter Travenol Laboratories, Inc. Calcification mitigation of implantable bioprostheses
US5674725A (en) * 1991-07-11 1997-10-07 British Technology Group Limited Implant materials having a phosphatase and an organophosphorus compound for in vivo mineralization of bone
WO1993000935A1 (en) * 1991-07-11 1993-01-21 British Technology Group Ltd. Implant materials
US5378601A (en) * 1992-07-24 1995-01-03 Montefiore Medical Center Method of preserving platelets with apyrase and an antioxidant
US5782931A (en) * 1996-07-30 1998-07-21 Baxter International Inc. Methods for mitigating calcification and improving durability in glutaraldehyde-fixed bioprostheses and articles manufactured by such methods
US20030232390A1 (en) * 2002-03-15 2003-12-18 Universal Bio Research Co., Ltd. Carrier for fixing material containing amino group
US8628953B2 (en) * 2007-11-29 2014-01-14 Hitachi Plant Technologies, Ltd. Capturing carrier, capturing device, analysis system using the same, and method for capturing and testing microorganisms

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3865915A (en) * 1969-09-15 1975-02-11 Ici Ltd Injection moulding of complex shaped laminar articles
US3705084A (en) * 1970-03-18 1972-12-05 Monsanto Co Macroporous enzyme reactor
US3826678A (en) * 1972-06-06 1974-07-30 Atomic Energy Commission Method for preparation of biocompatible and biofunctional materials and product thereof
US4273873A (en) * 1977-10-25 1981-06-16 Unitika Ltd. Preparation of antithrombogenic polymeric materials

Also Published As

Publication number Publication date
BR8004430A (pt) 1981-05-12
SE8005061L (sv) 1981-02-02
ES8106230A1 (es) 1981-08-01
NL8004068A (nl) 1981-02-03
LU82623A1 (fr) 1981-02-02
FI802246A (fi) 1981-02-02
AT387906B (de) 1989-04-10
FR2462475A1 (fr) 1981-02-13
FI75737C (fi) 1988-08-08
GB2055848B (en) 1983-07-20
IT1122388B (it) 1986-04-23
FR2462475B1 (no) 1985-04-12
JPS6410228B2 (no) 1989-02-21
NL190694C (nl) 1994-07-01
NL190694B (nl) 1994-02-01
DE3026805C2 (no) 1987-07-16
FI75737B (fi) 1988-04-29
NO159607C (no) 1989-01-18
DE3026805A1 (de) 1981-02-05
AU6004980A (en) 1981-02-05
JPS5672868A (en) 1981-06-17
CH645920A5 (it) 1984-10-31
SE448820B (sv) 1987-03-23
ES493749A0 (es) 1981-08-01
DK294280A (da) 1981-02-02
ATA367580A (de) 1988-09-15
DK157887C (da) 1990-07-23
IE801466L (en) 1981-02-01
GB2055848A (en) 1981-03-11
AU536483B2 (en) 1984-05-10
IT7924838A0 (it) 1979-08-01
CA1148466A (en) 1983-06-21
DK157887B (da) 1990-02-26
US4396716A (en) 1983-08-02
IE49853B1 (en) 1985-12-25
BE884301A (fr) 1981-01-14
NO802049L (no) 1981-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Nakabayashi et al. Preparation of non-thrombogenic materials using 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine
US5821343A (en) Oxidative method for attachment of biomolecules to surfaces of medical devices
NO159607B (no) Fremgangsmaate for fremstilling av biokompatibelt materialved immobilisering av apyrase paa materialets overflate.
EP0051354B1 (en) Antithrombogenic articles
US5945319A (en) Periodate oxidative method for attachment of biomolecules to medical device surfaces
US5071973A (en) Process for preparing of non-thrombogenic substrates
WO1992009312A1 (fr) Materiau pour implants
Nakabayashi et al. Copolymers of 2‐methacryloyloxyethyl phosphorylcholine (MPC) as biomaterials
EP3297751A1 (en) Functionalized membranes for bioartificial organs
NO309894B1 (no) FremgangsmÕte for belegging av en intraokulær linse
Arnander et al. Long-term stability in vivo of a thromboresistant heparinized surface
KR20120087049A (ko) 친수성기가 도입된 인공혈관
JP4685277B2 (ja) 生体組織基体の被覆方法
US4336357A (en) Superficially hydrolyzed biocompatible polyamide material
EP0282091A2 (en) Medical device with heparin slow-release
EP2997984B1 (en) Method for immobilization of heparin on a polymeric material
JPS62152468A (ja) 複合構造管状臓器補綴物
Jansen et al. Radiation induced modification of polyetherurethane films and tubes: platelet adhesion and in vivo experiments
CA3231506A1 (en) Colonization of surfaces with biological cells
RU2137507C1 (ru) Способ формирования гепаринизированной поверхности
CN114522278A (zh) 一种长效抗凝血涂层及其制备方法
JPS62152469A (ja) 複合構造管状臓器補綴物
JPH02305575A (ja) 抗血栓性材料及びその製法
JPH04146766A (ja) 抗血栓性医用材料および医用器具
PL218709B1 (pl) Uszczelnione protezy naczyń krwionośnych oraz sposób wytwarzania uszczelnionych protez naczyń krwionośnych