NO171705B

NO171705B - Roerformet proteseartikkel

Info

Publication number: NO171705B
Application number: NO891111A
Authority: NO
Inventors: Barry Lee Dumican
Original assignee: American Cyanamid Co
Priority date: 1988-03-22
Filing date: 1989-03-15
Publication date: 1993-01-18
Also published as: AR246028A1; ATE115414T1; AU619813B2; NO891111D0; JPH01277568A; FI891327A0; IL89408A0; DE68919877D1; DK138689A; NO891111L; DK138689D0; ZA892145B; IL89408A; FI891327A; EP0334024A3; ES2064372T3; US4923470A; EP0334024B1; NO171705C; DE68919877T2

Abstract

Anvendelse av minst to forskjellige absorberbare og minst to forskjellige ikke-absorberbare komponenter for å fremstille rundstrikkete artikler av alle størrelser og spesielt for reparasjon av det perifere blodåre-systemet og for anvendelse som koronar bypass.

Description

Denne oppfinnelsen vedrører en rørformet proteseartikkel med flere, og i det minste tre, forskjellige fibre, en første og en andre fiber fremstilt fra to kjemisk forskjellige, absorberbare polymere, og en tredje fiber fremstilt fra en ikke-absorberbar polymer, hvori minst én av de første og andre absorberbare polymere er valgt fra gruppen bestående av en kopolymer av glykolsyre, poly(melkesyre), polydioksanon, og blandinger av disse. Den kan anvendes for reparasjon av det perifere blod-åresystemet og for koronar bypass.

Norsk patent 165.986 beskriver en rørformet artikkel, fremstilt ved rundstrikking, hhv. rundveving av falsktvinn-teksturerte eller knit-de-knit-teksturerte fibre. Artikkelen er fremstilt av minst tre forskjellige fibre (det kan altså være fire). Fibrene består av absorberbare polymere og ikke absorberbare polymere. Det fremgår f.eks. anvendelse av absorberbare kopolymere av glykolsyre og trimetylenkarbonat, samt ikke-absorberbare polymere som polyetylentereftalat, polybutester etc.

WO 80/02 641 beskriver en vaskulær protesekomponent av fullstendig eller delvis ikke-resorberbare polymerer, men ikke en 4-komponents rørformet artikkel for protesekirurgi med minst to forskjellige absorberbare og to forskjellige ikke-absorberbare polymerer.

Det absorberbare materialet i foreliggende opp-finnelse fremskynder øket innvekst av vev inn i implantatet, sammenlignet med ikke-absorberbare implantater. Øket innvekst av vev fører til større åpenhet ved dannelse av et vaskularisert neointima og mindre tendens til aneurisma ved dannelse av en egnet adventitia.

Det absorberbare materialet kan variere og omfatter polyglykolsyre (heretter PGA), og en kopolymer som omfatter glykolsyreester og trimetylenkarbonatbindinger, f.eks. kopolymeren i MAXON™-suturen (American Cyanamid Company, Wayne, New Jersey 07470, U.S.A.).

Det ikke-absorberbare materialet (som anvendes som rygg-raden) kan være hensiktsmessige materialer, f.eks. en Hytrel™-polymer (E.I. DuPont og Co., Wilmington, Delaware, U.S.A.), såsom polymeren i NOVAVIL™-suturen (American Cyanamid Company, Wayne, New Jersey). Alternativt kan det ikke-absorberbare materialet være mere konvensjonelle polymerer omfattende en polyester, polyamid, polypropylen eller polyuretan. Et eksempel på en polyuretan er en spandex-polymer.

Det har vært et lenge følt behov i blodåretransplantasjonsteknikken å utvikle et implantat med liten diameter som kan aksepteres generelt i praktisk talt hele det kirurgiske miljø. Årsakene til dette lenge følge behovet er mange og har sammen-heng med både de biologiske kravene til et implantat med liten diameter og med begrensningene for de biomaterialene som vanlig-vis brukes for disse anvendelsene. Blodåreimplantater med liten diameter ifølge tidligere teknologi, f.eks. på eller mindre enn 8 mm diameter til implantater med endog mindre diameter, f.eks. på eller mindre enn 4 mm diameter, er derfor ikke blitt generelt akseptert i det kirurgiske miljø.

For å løse dette lenge følge behovet må man vurdere kritiske spørsmål angående konstruksjon og anvendelse av blodåreimplantater, omfattende, men ikke begrenset til, de følgende:

a. Hva er porøsiteten i blodåreimplantatet?

b. Hva er føyeligheten hos blodåreimplantatet?

c. Hva er de optimale tekstil- og biologiske faktorer for å fremstille et implantat, som spesielt har en dobbeltslangeutforming, en ikke-absorberbar ytre slange og en absorberbar innerslangestruktur? d. Hvilke er de optimale tekstil- og biologiske faktorer for fremstilling av et blodåreimplantat som har en ytre understøttelsesstruktur?

Det karakteristiske ved foreliggende rørformete proteseartikkel er en fjerde, ikke-absorberbar spandexfiber, idet den tredje fiber er kjemisk forskjellig og fremstilt av forskjellige ikke-absorberbare polymerer fra den fjerde fiber.

Den rørstrikkete artikkel kan brukes som et blodåreimplantat. Blodåreimplantatet kan ha flere fibre som fremstilles av en absorberbar kopolymer. Kopolymeren kan omfatte opptil omlag 50 vektprosent trimetylenkarbonatbindinger. Kopolymeren i MAXON™-suturen (American Cyanamid Company, Wayne, New Jersey, U.S.A.) inneholder en kopolymer som har trimetylenkarbonatbindinger. MAXON™, som er et poly(glykolidkotrimetylenkarbonat), har overlegne og uventede egenskaper sammenlignet med andre absorberbare fibre. Den varer lenge. En del av dens originale styrke bibeholdes 56 døgn; 50% av styrken beholdes etter 28 døgn, absorpsjonshastigheten for MAXON™ er omlag den samme som for polyglykolsyre ("PGA").

En MAXON™ fiber er mere føyelig enn polyglykolsyre (her PGA) . Et implantat som inneholder 7 5% MAXON™ i kombinasjon med Dacron™ har en målt føyelighet på 3,03. Et PGA/Dacron™-implantat konstruert på liknende måte har en føyelighet på 2,45. Føyeligheten måles som en prosentvis forandring av diameteren pr. 100 mm Hg indre trykkforandring. Endelig er bøyemodulen for MAXON™ omlag 2.240 MPa, hvilket viser at MAXON™ er en mye mer fleksibel fiber enn andre absorberbare fibre.

En tegning som beskriver formen og/eller den geometriske utformingen av den forbedrete rundstrikkete artikkelen er ikke nødvendig for å forstå denne oppfinnelsen, ettersom en fagmann innenfor blodåretransplantasjonsteknikken vil vite hvordan man skal fremstille og anvende oppfinnelsen etter å ha lest denne generelle beskrivelsen, og spesielt eksemplene 1-14.

I denne beskrivelsen skal det forstås at begrepene Lycra og Dacron er varemerker for E.I. DuPont & Company, DE. U.S.A., uansett om begrepene Lycra eller Dacron blir identifisert som et varemerke eller ikke.

Uttrykket polyuretan er ikke-spesifikt og omfatter både polyeter- og polyestertypene. Det foretrekkes en spandex av polyetertypen. Den Lycra™ som er beskrevet i eksemplene 1-14 er en polyuretan av polyetertypen.

Det skal forstås at begrepet polybutester som anvendes i denne beskrivelsen, er synonymt med begrepene polyeterester, polyeter-ester eller polyeter ester. En kommersielt tilgjengelig polybutester er Hytrel™-kopolymeren (E.I. DuPont & Co.)

Den ytre understøttelsen som er beskrevet i denne søknaden, kan festes til den rundstrikkete artikkelen, f.eks. et blodåreimplantat, enten ved smelting eller et klebemiddel.

Følgende trinn skal følges når man fremstiller et strikket blodåreimplantat med utgangspunkt i egnet garn. Garn med passende denier for den spesielle konstruksjonen må brukes til strikkingen. Dersom den denier som skal anvendes bare kan oppnås ved å bruke tre eller flere enkelttråder, må garnet tvinnes sammen av disse. Dersom konstruksjonen f.eks. er en 33 0-denier PGA og 100-denier teksturert Dacron™, og den eneste til-gjengelige PGA er 110-denier, er det nødvendig å tvinne sammen tre enkelttråder av 110-denier PGA og den ene enkelttråden av 100-denier Dacron™. Andre variasjoner kan anvendes, avhengig av typen av den konstruksjonen som trenges. Etter sammentvinningen på en hovedspole blir det tvunnete garnet overført til en konus av modell 50, med en koningsmaskin. Det foretrekkes at et hvilket som helst materiale som ikke er blitt sammentvunnet og som skal anvendes for strikking, blir overført til en konus, eller til en pakning av lignende type som garnet lett kan fjernes fra. Deretter settes garnet opp på strikkemaskinen.

Strikkemaskinen kan være av en type som selges. Det kan være en komplett enhet av gulvtype, fullstendig sammensatt, med unntak av anordning for strikking eller start stopp av garnet. Direkte drift av strikkehodet med et V-belte fra en motor med en brøkdel av en hestekraft gir en rolig strikkehastighet opptil omlag 1100 r.p.m. Et nedtak med variabel hastighet sikrer minimum brekkasje og absolutt kontroll av maskekvaliteten. Driftshastigheten kan variere avhengig av sylinderdiameteren og også av den anvendte typen av garn eller fibre.

Den riktige tettheten av implantatkonstruksjonen oppnås ved å forandre posisjonene for maskekammen og nedtaket. Maskekammen kontrollerer lengden av masken, og nedtaket kontrollerer strekkspenningen i den rørformede veven som strikkes.

Etter strikkingen blir implantatmaterialet renskuret i xylen under ultralydomrøring i to ti-minutters bad. Materialet får tørke i et avtrekk inntil man ikke lenger kan påvise xylendamper. Implantatmaterialet blir deretter oppskåret i passende lengder (f. eks. 4 mm x 60 mm; og/eller 8 mm x 80 mm) og deretter vrengt.

Vrengingen innebærer at man snur innsiden av implantatet ut for å få en jevn inneroverflate, og en grovere ytre overflate for å fremme innveksten. Et hvilket som helst implantat som inneholder PGA blir deretter etterbehandlet på en rustfri stål-spindel ved temperaturer på omlag 115"C til 150°C, under et vakuum på omlag 1 torr eller lavere. Etterbehandlingen synes å bevirke at strekkfastheten for den absorberbare komponenten holder seg lenger, opptil omlag 60 døgn etter implanteringen. Et implantat som ikke inneholder PGA bør ikke underkastes etterbehandlingen.

Endene av implantatet kan deretter varmeforsegles på en varm overflate for å hindre opptrevling. Under varmforseglingen blir endene av implantatet bare smeltet forsiktig.

Etter renskuringen i xylen eller et annet medisinsk godkjent ikke-vandig løsningsmiddel og tørking, blir implantatet deretter innpakket i en sammenfoldbar polykarbonatbeholder, som deretter plasseres i en indre pose av folie. Implantatet sendes deretter gjennom en cyklus av en absorberbar anordning for EtO-sterilisering. Etter steriliseringen pakkes implantatet på nytt i en 2-vevs TYVEK' (en spinnebundet polyolefin fremstilt av E.I. DuPont & Co., Wilmington, Del., U.S.A:)/Mylar™ (et polyetylentereftalat også fremstilt av E.I. DuPont & Co.) pose forseglet og EtO-sterilisert for annen gang.

Den gjennomsnittlige åpenhetsgraden for PGA-holdige implantater var betydelig høyere enn kontrollene: 58% mot 41%.

Blodåreimplantater med flere komponenter som er laget av biologisk nedbrytbare og ikke-nedbrytbare fibre er blitt studert in vivo. Observasjoner utført fra omlag 30 døgn til omlag 7 måneder viste at etter hvert som den absorberbare komponenten forlot implantatstrukturen, ble denne invadert av organisert og orientert vev omlag på samme sted som det nedbrutte materialet. Innveksten av vev syntes å mobilisere som et neointima med den luminale overflaten dekket av celler som lignet sterkt på endothelium. Den ikke-nedbrytbare komponenten hadde dispergerte fibre innenfor en matriks av modent, sterkt vaskularisert granulasjonsvev. Denne rike blodforsyningen holdt seg gjennom den maksimale observasjonstiden.

Implantatstrukturene ble levert i to diametere: 4 og 8 mm indre diameter. De første ble studert som mellomstillingsimplantater i begge halspulsårene hos verten; de siste som mellomstillingsimplantater i brystkassens aorta. 4 mm implantatene (40-60 mm lange) ble undersøkt etter 1 og 2 måneder, og viste en høy grad av åpenhet. Vevsreaksjonen viste en etterhvert økende vevsinnkorporering, skjønt endoteliseringen var fravær-ende etter 1 måned og bare delvis tilstede etter 2 måneder. 8 mm implantatene som ble undersøkt etter 3 til 7 måneder, var jevnt over åpne, og viste gjennomgående fullstendig endotel-isering av implantatåpningen og fullstendig erstatning av det nedbrytbare materialet med de vevselementene som er nevnt ovenfor.

Den foreliggende oppfinnelsen illustreres ved de følgende eksemplene som kan være nyttige ved perifer blodårekirurgi, som bypass for koronar arterier eller ved generell implantering i arterier eller vener.

Eksempel 1

To 3-trådede garn som hvert omfattet 50 denier MAXON<0>, 46 denier PGA og 2 0 denier teksturert DACRON' tvunnet med 2,3 vinninger "Z"-tvinning pr. tomme (0,9 vinninger/cm) ble matet separat til en Lamb ST-3A sirkulær strikkemaskin sammen med én tråd av 7 0 denier LYCRA' T-126C. Garnene ble strikket på en sylinder med 2 5 nåler pr. tomme (9,8 nåler/cm) i en enkel jersey-strikking for å danne (1) en 4 mm indre diameter og (2) en 8 mm indre diameter slange, med en veggtykkelse mellom 0,60 og 0,70 mm.

Etter strikkingen ble implantatmaterialet renskurt i xylen, oppskåret til riktig lengde, vrengt og etterbehandlet i en vakuumovn ved 130 °C ± 5°C i 2,5 ± 0,5 timer.

Disse implantatene ble evaluert hos hunder i både hals-pulsåren og brystkasseaorta. Resultatene viste at 11 av 12 implantater var åpne, med liten eller ingen utvidelse og god innvekst av vev etter tider på 1 og 2 måneder.

Eksempel 2

Et implantat ble laget og behandlet som i eksempel 1, men ved bruk av 25 denier teksturert NOVAFIL' i steden for DACRON'.

Eksempel 3

Et implantat ble laget og behandlet som i eksempel 1, men ved bruk av en sylinder med 13 nåler/cm og følgende garn-råmaterialer: (1) 3-trådet garn inneholdende 25 denier MAXON', 2 6 denier PGA og 3 0 denier teksturert DACRON' tvunnet med 1,8 vinninger "S""-tvinning pr. tommer (0,7 tvinninger pr. cm) (2) 3-trådet garn inneholdende 2 tråder av 2 5 denier MAXON4- og 1 tråd av 20 denier PGA tvunnet med 1,8 "S"-vinninger pr. tomme (0,7 tvinninger/cm) og (3) 1 tråd av 4 0 denier LYCRA' T-14 6C. Veggtykkelsen av implantatet var 0,4 0-0,50 mm.

Eksempel 4

Et implantat som i eksempel 3, men ved bruk av 25 denier teksturert NOVAFIL' for å erstatte den 3 0 denier teksturerte

DACRON'.

Eksempel 5

En implantatkonstruksjon ble laget på en 60 gauge 12 nåler/cm Raschel varpstrikkemaskin med dobbelt nålebom, ved å levere følgende garn til de innvendige ledebommene (bommene 2 + 7): et 3-trådet garn bestående av 8 0 denier teksturert MAXON', 62 denier teksturert PGA og 3 0 denier teksturert DACRON', tvunnet sammen i "Z"-tvinning med 1,6 vinninger/cm, og følgende garn til de utvendige ledebommene (bommene 1 + 8): 40 denier T-146D LYCRA'.

Implantatene ble strikket ved bruk av følgende konstruk-sj on:

Utvendige ledebommer (1 + 8) 2-4/2-0

Innvendige ledebommer (2 + 7) 2-0/2-4

Etter strikkingen ble implantatene behandlet som i eksempel 1.

Eksempel 6

Et implantat ble laget som i eksempel 5, unntatt at 46 denier teksturert PGA ble brukt for å erstatte den 62 denier teksturerte PGA.

Eksempel 7

Et implantat ble laget som i eksempel 5, unntatt at 25 denier teksturert NOVAFIL' ble brukt for å erstatte 3 0 denier teksturert DACRON'.

Eksempel 8

Et implantat ble laget som i eksempel 6, unntatt at 25 denier teksturert NOVAFIL' ble brukt for å erstatte 30 denier

DACRON'.

Eksempel 9

Et implantat ble laget som i eksempel 5, unntatt at strikkekonstruksjonen var som følger:

Utvendige ledebommer (1 + 8) 4-6/2-0

Innvendige ledebommer (2 + 7) 2-0/2-4

Eksempel 10

Et implantat ble laget som i eksempel 9, unntatt at 46 denier teksturert PGA ble brukt for å erstatte 62 denier teksturert PGA.

Eksempel 11

Et implantat ble laget som i eksempel 9, unntatt at 25 denier teksturert NOVAFIL' ble brukt for å erstatte 3 0 denier teksturert DACRON'.

Eksempel 12

Et implantat ble laget som i eksempel 10, unntatt at 25 denier teksturert NOVAFIL' ble brukt for å erstatte 3 0 denier teksturert DACRON'.

Eksempel 13

Et 4-trådet garn bestående av tre tråder av 105-denier MAXON™ og 1 tråd av 100 denier teksturisert DACRON™ ble tvunnet sammen med en tvinning på omlag 0,8 vinninger/cm. Garnet ble strikket til 4 og 8 mm indre diameter slanger på separate Lamb ST3A strikkemaskiner for sirkulær vev, ved bruk av strikke-sylindre med 10 nåler/cm. Disse implantatene hadde veggtykkelser på mellom 650 og,-.850 /xm.

Etter strikkingen ble implantatmaterialet renskurt, oppskåret til 45 og 80 mm lengder, varmforseglet ved 110°C i 1-3 minutter på størrelsesstenger av rustfritt stål, spiralomspunnet med 2-0 monofilament MAXON™ suturmateriale som et middel til ytre understøttelse, innpakket og sterilisert.

Et ytre understøttelsesmateriale ble festet til utside-overflaten av blodåreimplantatet, ved bruk av polymerglykolid/- trimetylenkarbonat (TMC) løst i metylenklorid som klebestoff. Alternativt kan brukes poly-TMC løst i metylenklorid som klebestoff. Tabell 1 er et sammendrag av dyredata in vivo ^or de strikkete implantatene konstruert ifølge eksempel 13.

Eksempel 14

Et 4-trådet garn bestående av to tråder av 46 denier PGA, én tråd av 62 denier PGA og én tråd av 100 denier teksturisert NOVAFIL' ble tvunnet sammen med omlag 0,8 tvinninger/cm. Det teksturiserte NOVAFIL'-garnet ble teksturisert ved falsk tvinning, ved bruk av Helanca-l-prosessen (varemerke til Heberlein Corp., Wattwil, Sveits) for å gi en overflatetekstur som ville fremskynde maksimal innvekst av vev. Det kombinerte garnet ble strikket til 4 og 8 mm indre diameter slanger som i eksempel 13, unntatt at sylinderen hadde en nålavstand på 13 nåler/cm.

Etter strikkingen ble implantatmaterialene renskuret, kappet opp til 45 og 80 mm lange slanger, etterbehandlet på staver av rustfritt stål under et vakuum på 1 torr ved 130°C i 3 timer, avkjølt, spiralomvunnet med 3-0 MAXON™ monofilamentsutur-materiale, festet til overflaten av implantatet ved å bruke poly-TMC som klebemiddel, og til slutt innpakket og sterilisert.

Claims

Rørformet proteseartikkel med flere, og i det minste tre, forskjellige fibre, en første og en andre fiber fremstilt fra to kjemisk forskjellige, absorberbare polymere, og en tredje fiber fremstilt fra en ikke-absorberbar polymer, hvori minst én av de første og andre absorberbare polymere er valgt fra gruppen bestående av en kopolymer av glykolsyre, poly(melkesyre), polydioksanon, og blandinger av disse, karakterisert ved at en fjerde, ikke-absorberbar spandexfiber, idet den tredje fiber er kjemisk forskjellig og fremstilt av forskjellige ikke-absorberbare polymerer fra den fjerde fiber.