PL170843B1 - Sposób wytwarzania materiału na powłoki tkanek miękkich - Google Patents

Abstract

Sposób wytwarzania materiału na powłoki tkanek miękkich, z materiału biokompatybilnego, przy użyciu kolagenu, znamienny tym, że materiał biokompatybilny, korzystnie w postaci siatki z poliestru, ewentualnie zmodyfikowany plazmą generowaną wyładowaniami jarzeniowymi w powietrzu pod ciśnieniem 1,0 -1,4 hPa lub normalnym, nasącza się obustronnie roztworem kolagenu, korzystnie kwaśnym, zawierającym zawieszone w nim włókna kolagenowe, powtarzając operację nasączania aż do uzyskania warstwy materiału o grubości 0,20 -1,25 mm i odparowując po każdej operacji nanoszenia kolagenu rozpuszczalnik, następnie materiał alkalizuje się i wypłukuje się z niego sól aż do uzyskania pH równego odczynowi płynów ustrojowych, po czym suszy się pod próżnią, nawilża się wodą względnie wodnym roztworem leku do wilgotności 25 -100%, pakuje się w pojemniki do sterylizacji radiacyjnej i napromieniowuje się dawką promieniowania jonizującego 20 - 50 kGy, przy czym jako roztwór kolagenu zawierający zawieszone w nim włókna kolagenowe stosuje się roztwór kolagenu wzbogacony włóknami kolagenowymi rekonstytuowanymi w nim metodą dializy, liofilizacji, wytrącania rozpuszczalnikami organicznymi, termicznie lub roztwór kolagenu ze skóry lub ścięgien bydlęcych o stężeniu 0,1 - 2,0 g/100 ml.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania materiału na powłoki tkanek miękkich, przeznaczonego do uzupełniania, wzmacniania lub zastępowania powłok tych tkanek.

Znane jest stosowanie na wszczepy tkanek miękkich płatów skóry lub powięzi szerokiej.

W przypadku noworodków najczęściej implantuje się płaty skóry lub powięź szeroką pobrane od rodziców dziecka. Ze względu na często spotykane, głównie w wieku niemowlęcym, rozejścia się rany pooperacyjnej i konieczności powtórnego, a niekiedy i wielokrotnego wykonywania operacji, potrzebna jest duża ilość materiału do implantacji. Pobieranie tak znacznych ilości tkanek do przeszczepów od jednego dawcy jest praktycznie niemożliwe.

Do rekonstrukcji powłok brzusznych u osób dorosłych niekiedy zaleca się stosowanie wyłącznie własnych tkanek chorego w postaci przeszczepionych płatów skórnych lub powięzi szerokiej uda. Podstawową wadą tych zbiegów jest dodatkowe, poważne okaleczenie chorego, a ponadto powięź jest zbyt słaba do zamknięcia dużych ubytków.

Stosowanie wyżej wspomnianych materiałów na przeszczepy jest opisane w czasopismach takich, jak Polimery w Medycynie, 1972, Z, 255 - 258, 273 - 277, Polski Przegląd Chirurgiczny, 1976, 8,1007 - 1010, Acta Orthopaedica Scandinavica, 1974.45. 599 - 603.

Znane są również implanty z tworzyw sztucznych co zostało opisane w czasopiśmie Polimery w Medycynie, 1972,2,245 - 248,249 - 254,259 - 263; 1985,15,109-111. W przypadku dużych przepuklin brzusznych stosuje się siatki z polietylenu lub dzianiny poliestrowe. Szczególnie przydatne okazały się siatki z poliestru. Jednak pomimo znacznego postępu w dziedzinie otrzymywania sztucznych materiałów zastępczych, nie udało się dotychczas otrzymać tworzywa sztucznego doskonałego pod względem biologicznym.

Znane jest także wytwarzanie implantów z biokompatybilnych i biodegradowalnych materiałów zastępczych takich, jak kopolimer kwasu hydroksyoctowego i kwasu alfa-hydroksypropionowego o nazwie handlowej Lactomer, produkt garbowania kolagenu skóry świńskiej aldehydem glutarowym, o nazwie handlowej Zenoderm, materiał otrzymywany z osierdzia wołowego, o nazwie handlowej Lyoplant. Podstawową wadą tych materiałów jest ich wysoka sztywność i konieczność dodatkowego przygotowania przed zabiegiem operacyjnym. Nadto aldehyd glutarowy jest cytotoksyczny, a także powoduje zwapnienie biomateriału.

170 843

Stosowanie tych materiałów na implanty jest opisane w czasopismach takich, jak Journal Biomedical Materials Research, 1990, 24, 929 - 937, Journal Neurosergery, 1984, 61, 351 - 354; 1987, 70, 905 - 909, Journal American Leather Chemists Association, 1985,80 195 - 212.

Sposób wytwarzania materiału na powłoki tkanek miękkich, z materiału biokompatybilnego, przy użyciu kolagenu, według wynalazku polega na tym, że materiał biokompatybilny, korzystnie w postaci siatki z poliestru, ewentualnie zmodyfikowany plazmą generowaną wyładowaniami jarzeniowymi w powietrzu pod ciśnieniem 1,0 - 1,4 hPa lub normalnym, nasącza się obustronnie roztworem kolagenu, korzystnie kwaśnym, zawierającym zawieszone w nim włókna kolagenowe, powtarzając operację nasączania aż do uzyskania warstwy materiału o grubości 0,20 -1,25 mm i odparowując po każdej operacji nanoszenia kolagenu rozpuszczalnik, następnie materiał alkalizuje się i wypłukuje się z niego sól aż do uzyskania pH równego odczynowi płynów ustrojowych, po czym suszy się pod próżnią, nawilża się wodą względnie wodnym roztworem leku do wilgotności 25 - 100 %, pakuje się w pojemniki do sterylizacji radiacyjnej i napromieniowuje się dawką promieniowania jonizującego 20 - 50 kGy, przy czym jako roztwór kolagenu zawierający zawieszone w nim włókna kolagenowe stosuje się roztwór kolagenu wzbogacony włóknami kolagenowymi rekonstytuowanymi w nim metodą dializy, liofilizacji, wytrącania rozpuszczalnikami organicznymi, termicznie lub roztwór kolagenu ze skóry lub ścięgien bydlęcych o stężeniu 0,1 - 2,0 g/100 ml.

Materiał na powłoki tkankowe otrzymany sposobem według wynalazku charakteryzuje się bardzo dobrymi własnościami mechanicznymi i biologicznymi. Wykazuje wysoką wytrzymałość, jest elastyczny, dzięki czemu łatwo i dobrze daje się dopasować do wymaganego kształtu. Nadto z materiału tego można z powodzeniem otrzymywać protezy o dowolnej powierzchni i grubości. Sposób według wynalazku jest prosty w realizacji i tani, a proces sieciowania kolagenu i sterylizacji wyrobu gotowego odbywa się w jednej operacji procesu technologicznego. Zastosowanie do sieciowania kolagenu promieniowania jonizującego pozwala na całkowite wyeliminowanie toksycznych katalizatorów chemicznych. Otrzymane protezy tkankowe są w pełni sterylne i mogą być bez żadnego dodatkowego przygotowania zastosowane do zabiegu operacyjnego. Rekonstytuowane włókna podwyższają czas resorbcji kolagenu w organizmie. Materiał otrzymany sposobem według wynalazku może być z powodzeniem stosowany w operacyjnym leczeniu różnych stanów chorobowych i zaburzeń rozwojowych u noworodków, niemowląt i dzieci starszych jak również w chirurgicznym leczeniu osób dorosłych, między innymi, do rekonstrukcji ubytków ściany jamy brzusznej i klatki piersiowej po wycięciu pierwotnych nowotworów tych ścian lub nowotworów przechodzących na nie z innych narządów, uzupełniania i leczenia zwiotczenia przepony, leczenia przepuklin jamy brzusznej, uzupełniania i wzmocnienia macicy, uzupełniania przełyku oraz plastyki i uzupełniania innych powłok tkanki miękkiej.

Przedmiot wynalazku ilustrują bliżej poniższe przykłady.

Przykład I. Roztwór kolagenu przygotowano w wyniku rozdrobnienia, rozwłóknienia i roztworzenia pepsyną, w środowisku kwaśnym, bydlęcych ścięgien Achillesa. Następnie z roztworu tego wytrącono, za pomocą 0,02 M wodnego roztworu fosforanu dwusodowego, kolagen, po czym rozpuszczono go w 0,1 M wodnym roztworze kwasu octowego. Włókna kolagenu otrzymano w wyniku wprowadzenia stężonego roztworu kolagenu, przez filiery własnej konstrukcji, do wodnego roztworu alkoholu etylowego.

Następnie otrzymany roztwór kolagenu z zawieszonymi włóknami kolagenowymi nanoszono obustronnie na siatkę poliestrową o wymiarach 8 x 20 cm, potraktowaną plazmą generowaną wyładowaniami jarzeniowymi w powietrzu w czasie 38 s przy pomocy prądu 150 W. Czynność nanoszenia kolagenu powtarzano 4-krotnie. Po odparowaniu rozpuszczalnika próbkę zalkalizowano 1%-owym wodnym roztworem amoniaku, wypłukano wodą destylowaną do usunięcia soli i doprowadzono jej pH do odczynu płynów ustrojowych. Następnie wysuszono ją pod zmniejszonym ciśnieniem w temperaturze 300 K, nawilżono do zawartości wilgoci 75 %, zapakowano w podwójne torebki z folii poliestrowo-polietylenowej i po

170 843 szczelnym zgrzaniu torebek poddano modyfikacji radiacyjnej stosując dawkę promieniowania elektronowego równą 30 kGy.

Otrzymany materiał był elastyczny, zawieszone w żelu kolagenowym włókna, dzięki podatności na pęcznienie, zapewniły wysoką zawartość wody w kolagenie. Próbki otrzymanego materiału nie strzępiły się podczas cięcia, nie rozwarstwiały się, były całkowicie sterylne i bez żadnego dodatkowego przygotowania mogły być użyte do zabiegu operacyjnego uzupełniania powłok brzusznych.

Przykład II. Roztwór kolagenu przygotowano jak w przykładzie I. Włókna kolagenowe rekonstytuowano w nim metodą liofilizacji. Na próbki z siatki poliestrowej o wymiarach 8 x 12 cm, 3 x 20 cm i 5 x 5 cm, obrobione plazmą powietrza, umieszczone w szklanych pojemnikach, nanoszono przygotowany uprzednio kwaśny roztwór kolagenu o stężeniu 0,55 g/100 ml. Podczas wylewania kolejnej, 3-ej porcji roztworu kolagenu zawieszono w nim włókna kolagenowe o długości około 80 μ m. Próbki suszono następnie do zawartości wody około 20 %, zobojętniono w parach amoniaku, płukano wielokrotnie wodą destylowaną do uzyskania pH około 6, nasączono roztworem antybiotyku, zapakowano w szczelne foliowe pojemniki i napromieniowano dawkami promieniowaniajonizującego 25 kGy.

Otrzymane próbki wykazywały wysoką adhezję kolagenu do poliestru równą blisko 500 G/cm, zaś rekonstytuowane włókna kolagenowe przedłużały czas resorbcji kolagenu w organizmie.

Otrzymane próbki stosowano na różnego rodzaju powłoki tkankowe, przy czym po wszczepieniu nie dawały żadnych odczynów zapalnych. Protezy wykonane z tych próbek, przechowywane co najmniej l5 miesięcy, nie wykazywały żadnych zmian własności.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób wytwarzania materiału na powłoki tkanek miękkich, z materiału biokompatybilnego, przy użyciu kolagenu, znamienny tym, że materiał biokompatybilny, korzystnie w postaci siatki z poliestru, ewentualnie zmodyfikowany plazmą generowaną wyładowaniami jarzeniowymi w powietrzu pod ciśnieniem 1,0 -1,4 hPa lub normalnym, nasącza się obustronnie roztworem kolagenu, korzystnie kwaśnym, zawierającym zawieszone w nim włókna kolagenowe, powtarzając operację nasączania aż do uzyskania warstwy materiału o grubości 0,20 - 1,25 mm i odparowując po każdej operacji nanoszenia kolagenu rozpuszczalnik, następnie materiał alkalizuje się i wypłukuje się z niego sól aż do uzyskania pH równego odczynowi płynów ustrojowych, po czym suszy się pod próżnią, nawilża się wodą względnie wodnym roztworem leku do wilgotności 25 - 100%, pakuje się w pojemniki do sterylizacji radiacyjnej i napromieniowuje się dawką promieniowania jonizującego 20 - 50 kGy, przy czym jako roztwór kolagenu zawierający zawieszone w nim włókna kolagenowe stosuje się roztwór kolagenu wzbogacony włóknami kolagenowymi rekonstytuowanymi w nim metodą dializy, liofilizacji, wytrącania rozpuszczalnikami organicznymi, termicznie lub roztwór kolagenu ze skóry lub ścięgien bydlęcych o stężeniu 0,1 - 2,0 g/100 ml.