PL175147B1

PL175147B1 - Method of making modified polyolefinic membranes for immunoinsulation of cells

Info

Publication number: PL175147B1
Application number: PL94304268A
Authority: PL
Inventors: Jerzy Kawiak; Wojciech Piątkiewicz; Ludomira Granicka
Original assignee: Pan
Priority date: 1994-07-13
Filing date: 1994-07-13
Publication date: 1998-11-30
Also published as: PL304268A1

Abstract

SposPb modyfiyowania milmokorpwatyah membran poliolefinowoch do immunoi- .57) zolacji komórek, znamienny tym, że w strukturę membrany palialefiwowej o wysokiej porowatości wprowadza się w znany sposób, korzystnie przez moczenie, roztwór oleju silikonowego o lepkości 1900-4300 [cSt], zwłaszcza 2200-3700 [cSt], nie zawierającego grup fenylowych, o stężeniu 0.05-17.8% obj., korzystnie w stężeniu 0.1-12.2% obj. rozpuszczony w rozpuszczalniku organicznym wybranym z grupy obejmującej węglowodory alifatyczne lub aromatyczne, w tym również halogenowane, alkohole, aldehydy, ketony, aminy i inne azotopochodnb, bwbwtualwib w mieszaninie wymienionych rozpuszczalników, po czym z tak przygotowanej membrany usuwa się rozpuszczalnik w znany sposób.A method of modifying micro-corpuscular polyolefin membranes for cell immunoisolation, characterized in that a solution of silicone oil with a viscosity of 1900-4300 [cSt], especially 2200-3700 [cSt], not containing phenyl groups, at a concentration of 0.05-17.8% by volume, preferably at a concentration of 0.1-12.2% by volume, dissolved in an organic solvent selected from the group consisting of aliphatic or aromatic hydrocarbons, including halogenated hydrocarbons, alcohols, aldehydes, ketones, amines and other nitrogen derivatives, or in a mixture of the above-mentioned solvents, is introduced into the structure of a polyolefin membrane of high porosity in a known manner, preferably by soaking, and then the solvent is removed from the membrane thus prepared in a known manner.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób modyfikowania mikroporowatych, membran poliolefinowych do immunoizolacji komórek.The present invention relates to a method of modifying microporous polyolefin membranes for the immuno-isolation of cells.

Mikroporowate membrany poliolefinowe są znane od wielu lat i wykonywane różnymi metodami. Membrana polipropylenowa jest przygotowywana przez podgrzanie ok. 30% wagowych polipropylenu i 70% wagowych oleju lub innej cieczy o wysokiej temperaturze wrzenia w odpowiednim czasie i temperaturze do uformowania jednorodnego roztworu, przez wytłaczanie lub wylewanie roztworu na schłodzoną powierzchnię.Microporous polyolefin membranes have been known for many years and are made by various methods. A polypropylene membrane is prepared by heating approximately 30 wt% polypropylene and 70 wt% oil or other high boiling liquid at the appropriate time and temperature to form a homogeneous solution, by extruding or pouring the solution onto a cooled surface.

Według opisu zgłoszeniowego niemieckiego nr DE 3026718 A1, gorący roztwór polimeru wytłacza się przez odpowiednio ukształtowaną dyszę do fajki przędzalniczej, w której znajduje się ciecz chłodząca. Następnie z otrzymanych w ten sposób kapilar ekstrahuje się rozpuszczalnik.According to the German application DE 3026718 A1, the hot polymer solution is extruded through a suitably shaped nozzle into a spinning pipe in which a cooling liquid is provided. The solvent is then extracted from the capillaries thus obtained.

W opisie patentowym USA nr 3 801 404, opisano także sposób otrzymywania membran polipropylenowych, polegający na wytwarzaniu mikroporowatych filmów przez rozciąganie na zimno lub na gorąco folii polipropylenowej. Również w opisie patentu europejskiego nr EP 0108601 A2 opisano otrzymywanie płaskich błon polipropylenowych, a z opisu patentowego niemieckiego nr DE 3205289 C2 ujawniono składy mieszanin rozpuszczalników polimeru.U.S. Patent No. 3,801,404 also describes a method for producing polypropylene membranes by producing microporous films by cold or hot stretching of a polypropylene film. Also, the European patent specification No. EP 0108601 A2 describes the preparation of flat polypropylene films, and the German patent No. DE 3205289 C2 discloses the compositions of polymer solvent mixtures.

Inne dane na temat poliolefinowych włókien do plazmoforezy są trudno dostępne, ponieważ zamieszczane są w czasopismach nie sprowadzanych do kraju.Other data on polyolefin fibers for plasmophoresis are difficult to obtain as they are published in non-domestic journals.

Immunoizolacja komórekjest ważnym czynnikiem w oddzieleniu żywego przeszczepu od układu immunologicznego organizmu bez potrzeby stosowania środków immunologicznych. Aby ocenić przydatność membrany do immunoizolacji komórek poddawano ją badaniom in vivo, sprawdzając między innymi jakość enkapsulacji. W tym celu membrana kapilarna napełniona komórkami pozostawała przez okres 7 dni wszczepiona zwierzęciu (myszy), a następnie wyjmowana dla dalszej oceny komórek. Przy takiej metodzie istotną sprawą jest łatwość usuwania kapilar z miejsca wszczepu, bez groźby ich uszkodzenia, gdyż tylko usunięcie nieuszkodzonej kapilary gwarantuje właściwą ocenę enkapsulacji.Cell immunity is an important factor in separating the living transplant from the body's immune system without the need for immunological measures. In order to assess the usefulness of the membrane for cell immuno-isolation, it was subjected to in vivo tests, including checking the quality of encapsulation. For this purpose, the capillary membrane filled with cells was implanted in the animal (mice) for a period of 7 days and then removed for further cell evaluation. With such a method, an important issue is the ease of removing the capillaries from the implant site, without the risk of damaging them, because only the removal of an undamaged capillary guarantees a proper encapsulation assessment.

Podczas badań nad przydatnością różnego rodzaju membran do immunoizolacji komórek stwierdzono, że stwarzają one tr^<^^ości z zamykaniem, przerastają tkanką lub są zbyt kruche. Badano między innymi membrany z polipropylenu, polietylenu, mieszanin polietylen-polipropylen i kopolimeru polietylen-polipropylen. Okazało się, że nadają się one do plazmoforezy, ale nie do immunoizolacji. Membrany te po wszczepieniu in vivo obrastały komórkami gospodarza, uniemożliwiając późniejsze usunięcie w stanie nienaruszonym z miejsca wszczepu.During research on the usefulness of various types of membranes for the immuno-isolation of cells, it was found that they create tr ^ <^ ^ bones with closing, overgrow with tissue or are too brittle. Among others, membranes made of polypropylene, polyethylene, mixtures of polyethylene-polypropylene and polyethylene-polypropylene copolymer were tested. They turned out to be suitable for plasmophoresis, but not for immunoisolation. After in vivo implantation, these membranes grew overgrown with host cells, making it impossible to remove intact from the implant site later.

175 147175 147

Nieoczekiwanie okazało się, że sposobem według wynalazku można otrzymać membrany modyfikowane nie obrastające w przeszczepie in vivo, bez jednoczesnego ograniczenia transportu dyfuzyjnego poprzez membranę zagrażającego życiu komórek w niej zamkniętych.Surprisingly, it turned out that with the method according to the invention it is possible to obtain modified membranes not fouling in the graft in vivo, without limiting diffusion transport through the membrane, which is life-threatening of the cells enclosed in it.

Sposób modyfikowania mikroporowatych membran poliolefinowych do immunoizolacji komórek, według wynalazku polega na tym, że w strukturę membrany poliolefinowej o wysokiej porowatości wprowadza się w znany sposób, korzystnie przez moczenie, roztwór oleju silikonowego o lepkości 1900-4300 [cSt], zwłaszcza 2200-3700 [cSt], nie zawierający grup fenylowych, o stężeniu 0.05-17.8% obj., korzystnie w stężeniu 0.1-12.2% obj. rozpuszczony w rozpuszczalniku organicznym wybranym z grupy obejmującej węglowodory alifatyczne lub aromatyczne, w tym również halogenowane, alkohole, aldehydy, ketony, aminy i inne azotopochodne, ewentualnie w mieszaninie wymienionych rozpuszczalników, po czym z tak przygotowanej membrany usuwa się rozpuszczalnik w znany sposób.The method of modifying microporous polyolefin membranes for cell immuno-isolation according to the invention consists in introducing into the structure of a high porosity polyolefin membrane in a known manner, preferably by soaking, a silicone oil solution with a viscosity of 1900-4300 [cSt], in particular 2200-3700 [ cSt], phenyl group free, at a concentration of 0.05-17.8 vol.%, preferably at a concentration of 0.1-12.2 vol.%. dissolved in an organic solvent selected from the group consisting of aliphatic or aromatic hydrocarbons, including halogenated hydrocarbons, alcohols, aldehydes, ketones, amines and other nitrogen derivatives, optionally in a mixture of the solvents mentioned, and then the solvent is removed from the membrane thus prepared in a known manner.

Sposób według wynalazku polega na utworzeniu membrany ciekłej na membranie poliolefinowej stanowiącej podłoże. Roztwór membrany ciekłej przygotowuje się przez rozpuszczenie oleju silikonowego w rozpuszczalniku. Membranę poliolefinową poddaje się kąpieli w roztworze oleju silikonowego w odpowiednio dobranych warunkach ciśnieniowych, w odpowiedniej temperaturze i czasie, tak aby faza membrany ciekłej została zaadsorbowana przez podłoże. Tak przygotowane kapilary ewentualnie moczy się następnie w roztworze alkoholu etylowego.The method according to the invention consists in forming a liquid membrane on a polyolefinic substrate membrane. The liquid membrane solution is prepared by dissolving the silicone oil in the solvent. The polyolefin membrane is soaked in a silicone oil solution under appropriately selected pressure conditions, at the appropriate temperature and time, so that the liquid membrane phase is adsorbed by the substrate. The capillaries thus prepared are then optionally soaked in an ethyl alcohol solution.

Badano przepuszczalność dyfuzyjną membran wytworzonych sposobem według wynalazku, w zależności od ich modyfikacji strukturalnej w eksperymentach in vitro, a następnie in vivo. Stwierdzono nieoczekiwanie, że w przypadku membran poliolefinowych, które poddano silikonowaniu olejem silikonowym o lepkości 1900-4300 [cSt], korzystnie 2200-3700 [cSt], nie zawierającym grup fenylowych, rozpuszczonym w rozpuszczalniku organicznym w stężeniu 0.05-17.8% obj., korzystnie w stężeniu 0.1-12.2% obj., przepuszczalność modyfikowanej membrany pozwala na transport wszelkich substancji odżywczych niezbędnych do życia komórkom, a jednocześnie polepszają się własności mechaniczne membrany, która nie łamie się po wszczepieniu w miejsca narażające membranę na duże obciążenia zmęczeniowe. Membrana jest także łatwa do usunięcia w miejsca wszczepu, gdyż nie obrasta fibroblastami, ani nie powoduje przerostu tkanki łącznej u zwierzęcia.The diffusion permeability of the membranes prepared according to the invention was investigated depending on their structural modification in in vitro and then in vivo experiments. It has surprisingly been found that in the case of polyolefin membranes which have been siliconized with a silicone oil having a viscosity of 1900-4300 [cSt], preferably 2200-3700 [cSt], containing no phenyl groups, dissolved in an organic solvent at a concentration of 0.05-17.8 vol.%, Preferably in a concentration of 0.1-12.2 vol.%, the permeability of the modified membrane allows the transport of all nutrients necessary for the life of cells, and at the same time improves the mechanical properties of the membrane, which does not break after implantation in places that expose the membrane to high fatigue loads. The membrane is also easy to remove at the site of the implant, as it does not become overgrown with fibroblasts or cause connective tissue overgrowth in the animal.

Na załączonych rysunkach (zdjęcia powiększone x 25) przykładowo pokazano brak obrastania kapilar fibroblastami. Figura 1a i fig. 1b przedstawiają kapilarę polipropylenową silikonowaną przed wszczepieniem in vitro, natomiast fig. 2a i 2b (x 50) kapilarę polipropylenową silikonowaną po usunięciu z miejsca wszczepu.The attached drawings (photos enlarged x 25) show for example the lack of fibroblast fouling of the capillaries. Figures 1a and 1b show a siliconized polypropylene capillary prior to in vitro implantation, while Figures 2a and 2b (x 50) show a siliconized polypropylene capillary after removal from the implant site.

Kapilary starannie umyte i wysuszone zanurza się w pojemniku z roztworem oleju silikonowego o gęstości 1900-4300 [cSt] w rozpuszczalniku organicznym na okres 5-60 minut w komorze ciśnieniowej przy odpowiednim ciśnieniu i w temperaturze od 5-50°C. Olej silikonowy może wypełniać całkowicie pory membrany lub pokrywać tylko elementy struktury membrany, pozostawiając pory otwarte, co przedstawiono na załączonych rysunkach. Po wyjęciu kapilary ewentualnie poddaje się hydrofilizacji w alkoholu etylowym, zależnie od sposobu w jaki kapilary zostały umyte przed procesem silikonowania.Thoroughly washed and dried capillaries are immersed in a container with a solution of silicone oil with a density of 1900-4300 [cSt] in an organic solvent for 5-60 minutes in a pressure chamber at an appropriate pressure and at a temperature of 5-50 ° C. The silicone oil may completely fill the pores of the membrane or cover only the elements of the membrane structure, leaving the pores open, as shown in the accompanying drawings. After removal, the capillaries are optionally hydrophilized in ethyl alcohol, depending on the manner in which the capillaries have been washed prior to the siliconization process.

Poniżej przedstawiono przykłady wykonania wynalazku, nie ograniczające jego zakresu.The following are non-limiting examples of the invention.

Przykład I. Kapilary polipropylenowe, umyte i wysuszone, moczy się przez 35 minut w roztworze oleju silikonowego o lepkości 2200 [cSt] w cykloheksanie o stężeniu 0.9% obj., po czym wymoczone kapilary umieszcza się w nagrzewnicy termostatowej w temperaturze 4°C na 30 minut, a następnie hydrofilizuje się w alkoholu etylowym.Example 1. Polypropylene capillaries, washed and dried, are soaked for 35 minutes in a solution of silicone oil with a viscosity of 2200 [cSt] in cyclohexane at a concentration of 0.9% by volume, then the soaked capillaries are placed in a thermostat heater at a temperature of 4 ° C for 30 minutes and then hydrophilized in ethyl alcohol.

Przykład II. Kapilary polipropylenowe, umyte i wysuszone, moczy się przez 35 minut w roztworze oleju silikonowego o lepkości 3700 [cSt] w cykloheksanie o stężeniu 8% obj., po czym kapilary suszy się w temperaturze pokojowej w nawiewie powietrza.Example II. Polypropylene capillaries, washed and dried, are soaked for 35 minutes in a solution of silicone oil with a viscosity of 3700 [cSt] in cyclohexane at a concentration of 8% by volume, after which the capillaries are dried at room temperature in the flow of air.

Przykład III. Kapilary polipropylenowe, umyte, poddaje się kąpieli w roztworze oleju silikonowego o lepkości 3000 [cSt] w 1,1,1’-trichloroetanie o stężeniu 5% obj., po czym wymoczone kapilary umieszcza się w nagrzewnicy termostatowanej w temperaturze pokojowej na 1 dobę.Example III. The washed polypropylene capillaries are soaked in a 3,000 [cSt] silicone oil solution in 5% vol. 1,1,1'-trichloroethane, and then the soaked capillaries are placed in a thermostatic heater at room temperature for 1 day.

175 147175 147

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zlPublishing Department of the UP RP. Circulation of 90 copies. Price PLN 2.00

Claims

Patent claim

A method for modifying polyolefin microporous membranes for cell immuno-isolation, characterized in that a silicone oil solution with a viscosity of 1900-4300 [cSt], especially 2200-3700 [cSt] is introduced into the structure of the high-porosity polyolefin membrane in a known manner, preferably by soaking, free of phenyl groups at a concentration of 0.05-17.8 vol.%, preferably at a concentration of 0.1-12.2 vol.%. dissolved in an organic solvent selected from the group consisting of aliphatic or aromatic hydrocarbons, including halogenated hydrocarbons, alcohols, aldehydes, ketones, amines and other nitrogen derivatives, optionally in a mixture of the solvents mentioned, and then the solvent is removed from the membrane thus prepared in a known manner.