DE2737486B2

DE2737486B2 - Gefäßprothese

Info

Publication number: DE2737486B2
Application number: DE2737486A
Authority: DE
Inventors: Koichi Osaka Okita (Japan)
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1976-08-20
Filing date: 1977-08-19
Publication date: 1980-07-10
Also published as: FR2361862B1; SE433438B; CA1103530A; GB1537448A; AU2805277A; IT1106274B; SE7709382L; US4193138A; NL165647B; DE2737486A1; AU506964B2; FR2361862A1; NL7709199A; NL165647C; BR7705520A

Description

Die Erfindung betrifft eine Gefäßprothese aus poröser Polytetrafluoräthylenröhre. Eine derartige Gefäßprothese ist bereits aus der DE-OS 2508570 wie auch aus der DE-OS 2514231 bekannt. Diese bekannte Gefäßprothese besteht aus hoch expandiertem Polytetrafluorethylen und besitzt eine Wandstärke von 0,2 bis 0,8 mm sowie eine mikroskopische Feinstruktur mit durch Fibrillen verbundenen Knoten.

Bei derart bekannten Gefäßprothesen besteht die Grenzfläche zwischen der Prothese und dem darin zirkulierenden Blut aus einer Pseudointima, weiche im wesentlichen aus kompaktem Fibrin besteht, welches brechen oder sich teilweise ablösen kann, wodurch Embo'jen herbeigeführt werden.

Mit der Verwendung von expandierten Polytetrafluoräthylenröhren als Gefäßprothesen beschäftigt sich eine Vielzahl von Liieraturstellen; so beispielsweise Scyer at al., »A New Venous Prosthesis«, Surgery, Band 72,Seite 864 (1972); Voider et al., » A-V Shunts Created in New Ways«, Trans. Amer. Soc. Artif. Int. Organs, Band 19, Seite 38 (1973); Matsumoto et al., »A New Vascular Prosthesis for a Small Caliber Artery; Surgery, Band 74, Seite 519 (1973 und »Applications of Expanded Polytetrafluorethylene to Artificial Vessels«, Artificial Organs, Band I, Seite 44 (1972), ibid., Band 2, Seite 262 (1973) und ibid., Band 3, Seite 337 (1974); Fu j iwara et al., »Use of Cortex Grafts for Replacement of the Superior and Inferior Venae Canae«, The Journal of Thoracic and Cardiovasculat Surgery, Band 67, Seite 774 (1974) und die belgische Patentschrift 517415.

Die Ergebnisse dieser klinischen Untersuchungen werden im folgenden zusammengefaßt.

Wird eine herkömmliche Prothese als Leitung innerhalb des Arteriensystems implantiert, so werden die feinen Poren der Gefäße durch geronnenes Blut verstopft und wird die Innenoberfläche der Gefäße durch eine Schicht von geronnenem Blut bedeckt. Die Schicht aus geronnenem Blut besteht aus Fibrin, und die Dicke der Schicht variiert entsprechend beispielsweise dem Material tiiicl der Oberflächenstruktur des Blutgefäßes. Wird ein gestrecktes bzw. gewirktes oiler gewebtes Textilmaterial oiler ein Polyester oder Polytetrafluorethylen verwendet, erreicht die librindicke etwa 0.5 bis etwa I mm. Dementsprechend kann eine solche Prothese nur hei Blutgefäßen mit solchem Ausmaß verwendet werden, das eine OkkuKion. bedingt durch das Verdicken der Fibrinschicht, nicht auftritt, nämlich bei Arterien mit einem Innendurchmesser von 5 bis 6 mm oder mehr, Im allgemeinen sind Gefäßprothesen, die aus gewebten oder gestrickten bzw. gewirkten Textilmaterialien hergestellt werden, ungeeignet, wenn der Innendurchmesser zu klein ist.

Andererseits besitzen gestreckte Polytetrafluoräthylenröhren eine MikroStruktur aus sehr feinen Fasern und Knoten, die miteinander durch die Fasern verbunden sind. Der Faserdurchmesser, der entsprechend den Streckbedingungen variiert, kann wesentlich kleiner gemacht werden als der Durchmesser der Fasern für die oben beschriebenen gewebten oder gestrickten bzw. gewirkten Textilmaterialien.

Diese Struktur von Fasern und Knoten kann in Form der Porengröße, der Porosität, der Faserlänge und der Knotengröße beschrieben werden. Es wurde klinisch bestätigt, daß mit Polytetrafluorätlu'^nröhren, die durch eine Porengröße von etwa 2 bis etwa 30 [UTi (Porengrößen unter etwa 2 um sind nicht bevorzugt) eine Porosität von etwa 78 bis etwa 92%, einer Faserlänge von nicht mehr als etwa 34 um (Faserlängen von etwa 40 bis etwa 110 μπι sind nicht bevorzugt), eine Knotengröße nicht über 20 μπι und eint Wanddicke von etwa 0,3 mm bis etwa 1 mm definien werden, kaum ein Verschluß durch Fibrinausscheidungauftritt, und ein hoher Blutdurchsatz erzielt wird.

Es wurde weiterhin berichtet, daß der Blutdurchsatz bei Venenprothesen wesentlich niedriger ist als bei Arterienprothesen. Eine vollständig zufriedenstellende Gefäßprothese für Venen wurde bis jetzt noch nicht erhalten. Es wurde weiterhin berichtet, daß, wenn die Porosität einer solchen Prothese zu hoch ist, die Naht, die zum Verbinden der Prothese mit dem Gefäß bei einem Patienten verwendet wird, die Prothese zum Einreißen bringt.

Nach der Implan' ition im lebenden Körper paßt sich die Peripherie des Polytetrafluoräthylenrohrs zuerst den Organen an, da sie von dem Verbindungsgewcbc umhüllt wird, und die innere Fibrinschicht paßt sich den Organen nach der Peripherie an. Zu diesem Zeitpunkt erstrecken sich die Intima von beiden Enden der Gefäße des Wirts zu der Innenoberfläche der Gefäßprothese, und die Fibnnschicht wird durch Fasergewebe ersetzt, das von der Peripherie der Prothese durch die feinen Poren kommt. Nach einer gewissen Zeit ist das Neointima in der Innenoberfläche fest mit dem Verbindungsgewebe an der Peripherie verbunden und die Bildung der Arteric wird beendigt. Es ist bekannt, daß diese Zeit im allgemeinen 4 bis 6 Monate beträgt. Es ist weiterhin bekannt, daß bei Gefäßp.v-thcsen, die in Venen implantiert werden, die Eintrittsgeschwindigkeit des Verbindungsgewebes von der Peripherie langsamer ist als hei Arterien.

Der erwartete Mechanismus bei einer annehmbaren Gefäßprothese aus einem Polytctrafluoräthylenrohr ist der, daß das poröse Polytetrafluoräthylenrohr Plasmaprotein adsorbiert, die Plättchen an dem Protein unter Bildung von Fibrinfasern haften, die Blutteilchen cinfangcn und eine abgeschiedene Fibrinschicht bilden, Pie abgeschiedene Schicht bildet dann eine Pscudointima der Gefäßprothese. Da jedoch häufig die Dicke der abgeschiedenen Fibrinschicht zu groß wird, wird ili·: Niihrstoff/ufuhr zu der Pseudointima oder Neointima ungenügend. Dies bewirkt eine Verkalkung der Prothesenwand oder gar eine Okklusion der Piothese.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

Gefäßprothese der genannten Gattung so auszubilden, daß Verkalkungserscheinungen der Prothesenwandung sowie Okklusjonen der Gefäßprothese vermieden werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Poren der porösen Polytetrafluorätbylenröhre mit mindestens einem wasserunlöslich gemachten Polymeren gefüllt und an der Matrix des porösen Rohres festgebunden und vernetzt sind unter Bildung eines mikroporösen, teilweise oder vollständig gequollenen Gels, wobei die poröse Polytetrafluoräthylenröhre eine MikroStruktur aus Knoten, die miteinander durch Fasern verbunden sind, besitzt, und sich die MikroStruktur zwischen der Außenoberfläche der porösen Polytetrafluoräthylenröhre und der Innenoberfläche der porösen Polytetrafluoräthylenröhre unterscheidet.

Die erfindungsgemäße Prothese verhindert funktionell das Auftreten von Thrombose dadurch, daß (1) die Oberfläche des Polytetrafluoräthylens mit niedriger OberfläcUenenergie in hydrophoben Zustand überführt wurde und (2) in den Poren des PoIytetrafluoräthylenrohrs ein wasserunlöslich gemachtes, an sich wasserlösliches Polymeres vorhanden ist, wodurch ein fest gebundener Film aus Wassermolekülen gebildet wird oder das Polytetrafluorethylen negativ geladen wird, wodurch die Adsorption von Plasmaprotein, die eine Fibrinabscheidung hervorruft, verhindert wird.

Bei der Gefäßprothese nach der Erfindung ist (1) die Eintrittsrate des Verbindungsgewebes von der Peripherie des Rohres evliöht, indem die Porengröße der Außenoberfläche des Rohres prößer ~_{t a}|_s ^j₆ J₆₁- j_n. nenoberfläche, (2) die Oberflächenstagnation des Blutstroms verringert, indem die i'orer röße der Innenoberfläche des Rohres kleiner ist und (3) die Plättchenadhäsion verringert und die Thrombusbildung verringert, indem die Thrombusschicht sehr dünn gehalten ist, weil in die Poren ein wasserunlöslich gemachtes, an sich wasserlösliches Polymeres eingebracht ist. Verglichen mit bekannten Gefäßprothesen mit ähnlichen Dimensionen ist bei den erfindungsgemäßen Prothesen die Neointima in der Innenoberflächc der Prothese sehr dünn.

Erfindungsgemäß wird eine Gefäßprothese zur Verfugung gestellt, in der das Verbindungsgewebe von der Peripherie des gestreckten Polytetrafluoräthylcnrohrs die Faserstruktur an der Außenoberflächc des Rohrs größer werden läßt als die Faserstruktur in der Innenoberfläche des Rohrs und wodurch daher die Nährstoffe vollständig zu der Neointima, die auf der Innenoberfläche des Rohrs gebildet wird, zugeführt werden, so daß eine Verkalkung der Prothesenwand durch Degeneration und Retrogression im Verlauf der Zeit vermieden wird und schließlich die Durchgängigkcitsratc nach der Implantation erhöht wird.

Die Prothese wird hergestellt, indem man ein PoIytctrafluoräthylcnrohr in mindestens einer Richtung dehnt und dann das gedehnte Rohr bei mindestens etwa 327° C oder höher unter Erzeugung einer Mikrostruktiir aus Fasern und Knoten erwärmt. In die Porenräume der MikroStruktur wird eine wäßrige Lösung aus wasserlöslichem Polymeren gefüllt. Anschließend erfolgt eine Behandlung, um das Polymer wasserunlöslich /u machen, und dabei erhält man die zusammengesetzte Struktur bzw. das Vcrhiindmaierial. Man erhalt eine GcfäUprothcsc mit höhet Durch-

gängigkeitsrate, in der das Neomtirna, das in der Höhle der Prothese nach der Implantation in einem lebenden Körper gebildet wird, dünn ist und bei dem die innere Höhle nicht verschlossen bzw, verstopft wird.

Grundsätzlich können die in der japanischen Patentanmeldung 13 560/67 und in der US-Patentschrift 3 953 566 beschriebenen Verfahren zum Dehnen bzw. Strecken und Sintern des aus Polytetrafluorethylen erzeugten Rohrs verwendet werden. Zuerst wird ein flüssiges Schmiermittel mit dem nicht gesinterten Polytetrafluoräthylenpulver vermischt. Das Gemisch wird dann zu einer Schlauch- bzw. Rohrform unter Verwendung eines Extruders des Ramm-Typs extrudien. Das Rohr bzw. der Schlauch werden in mindestens eine Richtung gedehnt bzw. gestreckt, während es bzw. er auf eine Temperatur erhitzt wird, die nicht höher ist als die Sintertemperatur des Rohrs bzw. des Schlauchs (d. h. etwa 327° C). Das gestreckte bzw. gedehnte Rohr wird auf eine Temperatur von mindestens etwa 327 ° C erhitzt, während es so befestigt ist, daß keine Schrumpfung auftritt. Dadurch wird die gestreckte und expandierte Struktur fixiert und man erhält ein Rohr mit erhöhter Festigkeit.

Das wasserlösliche Polymer, ein weiteres verwendetes Ausgangsmaterial, wird zur Erzeugung einer hydrophilen Schicht vepvendet, die dem Polytetrafluoräthylenrohr Antithromboseeigenschaften verleiht. Beispiele solcher Polymeren sind nicht ionische Polymere, wie Polyvinylalkohol, Polyäthylenoxide (einschließlich Polyäthylenglykol), Stickstoff enthaltende Polymere, wie Polyacrylamid, Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylamin und Polyäthylenimin, und anionische Polymere, wie Polyacrylsäure und Polymethylacry !säure.

Hydroxyester oder Carboxyester der Cellulose und Polysaccharide können manchmal verwendet werden. Diese Polymeren können einzeln oder in Form ihrer Gemische verwendet werden, wobei in einem solchen Fall sowohl eine hydrophile Schicht mn tiarin adsorbiertem Wasser und eine negativ geladene Schicht zusammen vorhanden sein können. Es ist weiterhin möglich, sowohl eine Polyvinylpyrrolidonschicht zu erzeugen, die eine gute Affinität gegenüber dem Blut besitzt und eine hydrophile Schicht, die damit zusammen vorliegt, vorzusehen.

Geeignete Polyvinylalkohole sind die vollständigen oder teilweise verseiften Produkte von Polyvinylacetat. Im Handel erhältliche Qualitäten von Polyvinylalkohol können verwendet werden. Die Qualität, wie der Polymerisationsgrad des Polyvinylalkohole, ist einheitlich.

Ein /ollständig verseiftes Produkt des Polyvinylacctats besitzt einen Verseifungsgrad von etwa 98 bis 99%. Ein teilweise verseiftes Produkt besitzt einen Verseifungsgrad von etwa 85 bis 90%. Der durchschnittliche Polymerisationsgrad kann von etwa 3(M) bis etwa 2500 variieren.

Die Löslichkeit des Polyvinylalkohole und die Viskosität des Polyvinylalkohol variieren entsprechend dem Verseifungsgrad und dem Polymerisationsgrad. Teilweise verseifte Produkte mit einem höheren Polymerisationsgrad sind bevorzugt, damit sie nach dem Imprägnieren und Beschichten eines Polytctrafluoräthylenrohrs vernetzt werden können, bis sie wasserunlöslich werden.

Bevorzugt beträgt die Konzentration der wäßrigen Polyvinylalkohollösung, die zur Behandlung des p< >-

rösen Polytetrafluoräthylenrohrs verwendet wird, etwa 0,01 Gew,-% bis etwa 12 Gew,-%, Liegt die Konzentration außerhalb dieses Bereiches, beobachtet man kaum eine erkennbare Wirkung, Wenn die Viskosität zu hoch wird, ist es in der Praxis schwierig, die Poren des Rohrs mit der wäßrigen Polymerlösung zu füllen. Der Verseifungsgrad, der Polymerisationsgrad und die Konzentration des Polyvinylalkohole sollten in Abhängigkeit von der Porosität, der Porengröße und so weiter des porösen Rohre, das mit dem Polyvinylalkohol imprägniert und beschichtet werden soll, ausgewählt werden,

Polyäthylenoxid, Polyacrylamid und Polyacrylsäure sind im Handel erhältlich, und die im Handel erhältlichen Materialien können verwendet werden. Der gewünschte Polymerisationsgrad kann leicht ausgewählt werden.

Die Konzentration einer wäßrigen Lösung eines solchen wasserlöslichen Polymeren kann frei innerhalb des Bereiches von etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% ausgewählt werden. Da jedoch die Viskosität der wäßrigen Lösung des Polymeren stark entsprechend dem Polymerisationsgrad variiert, muß die gewünschte Konzentration eines Polymeren mit hohem Polymerisationsgrad eingestellt werden, indem man eine niedrige Konzentration an Polymeren! verwendet, und die gewünschte Viskosität eines Polymeren mit niedrigem Polymerisationsgrad muß eingestellt werden, indem man eine hohe Konzentration an Polymerem verwendet.

Die Viskosität der wäßrigen Lösung des Polymeren variiert nicht nur entsprechend der Konzentration des Polymeren, sondern ebenfalls abhängig von dem pH-Wert, der Temperatur und dem Salzgehalt der wäßrigen Lösung und die Zeit, die nach der Herstellung der wäßrigen Lösung vergangen ist.

Wird ein wasserlösliches Polymeres mit relativ niedrigem Polymerisationsgrad verwendet, so kann es in einem organischen Lösungsmittel gelöst werden. Beispielsweise kann Polyacrylsäure in Methanol, Äthanol und Propanol gelöst werden. Polyäthylenoxid kann in Trichloräthan und Dichloräthan gelöst werden, Polyvinylpyrrolidon kann in Alkoholen, wie Methanol und Äthanol und in Dimethylformamid gelöst werden.

Wenn das Polytetrafluoräthylenrohr eine kleine Porengröße besitzt, so können die Porenräume des Rohre nicht mit der wäßrigen Lösung eines wasserlöslichen Polymeren, wie Polyvinylalkohol, gefüllt werden, da das Rohr selbst wasserabstoßend ist.

Das Rohr wird daher zuerst in ein Lösungsmittel eingetaucht, das in Wasser löslich ist, und eine Oberflächenspannung nicht über etwa 40 Dynes/cni besitzt, wie Äthanol, Methanol oder Aceton, oder es wird in eine wäßrige Lösung eines oberflächenaktiven Mittels und dann in Wasser eingetaucht. Das Lösungsmittel diffundiert in das Wasser, und die Poren des Rohre werden nur mit V/asser gefüllt. Das Rohr wird dann in eine wäßrige Lösung des wasserlöslichen Polymeren eingetaucht. Das poröse Rohr kann so eingetaucht werden, daß das Rohr vollständig eingetaucht ist oder daß nur eine Seite eingetaucht ist. Um die Poren des Rohrs einheitlich mit dem wasserlöslichen Polymeren zu imprägnieren, muß die darauffolgende Vernetzungsstufe durchgeführt werden, nachdem nach dem Eintauchen ausreichend Zeit vergangen ist, daß das wasserlösliche Polymere diffundicicn kann. Wenn die Ztit zu kurz ist. ist das wasserlösliche Polymer in hoher Konzentration an der Oberfläche des porösen Rohrs verteilt und in den Poren des Rohrs nur in niedriger Konzentration vorhanden, Das Rohr ist dann nicht ausreichend hydrophil. Ein weiteres Verfahren zur einheitlichen Verteilung des wasserlöslichen Polymeren in den Rohrporen besteht darin, daß man das Eintauchverfahren in eine verdünnte wäßäge Lösung des wasserlöslichen Polymeren mehrere Male wiederholt und zwischendurch trocknet. Es wurde bestätigt, daß, wenn das poröse Rohr mit der wäßrigen Lösung getrocknet wird und erneut mit der wäßrigen Lösung behandelt wird, die wäßrige Lösung leichter in die Poren des Rohrs eindringt und die Menge an wasserlöslichem Polymeren in den Poren um etwa das Zweifache zunimmt. Die Poren des Rohrs können ebenfalls mit der wäßrigen Lösung imprägniert werden, indem man die wäßrige Lösung unter Druck von der Innenhöhle des Rohrs zieht.

Das so imprägnierte wasserlösliche Polymere wird dann einer Vernetzungsbehandlung unterworfen, damit das wasserlösliche Polymere in Wasser unlöslich wird. Dies kann durch solche Behandlungen, wie Wärmebehandlung, chemische Reaktion, wie Acetalbildung oder Veresterung, oder durch eine Vernetzungsreaktion, die durch ionisierende Strahlung induziert wird, erfolgen.

Polyvinylalkohol, Polyäthylenoxid, Polyacrylamid usw. sind in Wasser leicht löslich, und sie werden wasserunlöslich gemacht, indem man die Polymeren in eine dreidimensionale vernetzte Netzwerkstruktur umwandelt.

Wenn geradkettiger Polyvinylalkohol durch Wärmebehandlungteilweise kristallisiert, teilt sich ein Polyvinylalkoholmolekül in einen Teil, der in den Kristallen eingeschlossen ist, und in einen nicht in den Kristallen eingeschlossenen Teil. Die Löslichkeit in Wasser des Teils, der in den Kristallen eingeschlossen ist, wird zerstört, als ob er chemisch verletzt würde. Der Teil, der nicht in den Kristallen eingeschlossen ist, verbleibt amorph und ist weiter wasserlöslich. Wie ein Molekül aus Polyvinylalkohol wird er nur noch mit Wasser gequollen und ist in Wasser nicht langer löslich.

Wird mit einem Molekül eines wasserlöslichen Polymeren eine chemische Reaktion, wie eine Acetalbildung, unter Veresterung oder eine durch ionisierende Strahlung induzierte Vernetzung durchgeführt, so ändert sich das Molekül von einem geradkettigen Molekül zu einem zyklischen Molekül. Finden solche Reaktionen zwischen zwei Molekülen des wasserlöslichen Polymeren statt, so ändern sich die Moleküle zu makrocyklischen Molekülen. Die Vernetzungsreaktion kann weiter ablaufen und viele Moleküle umfassen, und die Moleküle ändern sich dann zu einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur. Damit das wasserlösliche Po'ymere mit wenig VerrKitzungsrcaktionen wasserunlöslichmachbar wird, ist es bevorzugt, wasserlösliche Polymere mit höherem Polymerisationsgrad und einer höheren Quellfähigkeit in Wasser zu verwenden.

Bei der Wasserunlöslichmachung ist es wesentlich, daß mindestens zwei Vcrnctzungsrcaktinnen in dem gleichen Molekül induziert werden. Die Zahl der Vcrnet/ungsrcaktionen muß erhöht werden, wenn clei Polymerisationsgrad des wasserlöslichen Polymeren abnimmt.

Unlöslichmachung durch Wärmebehandlung erfolgt am wirksamsten mit vollständig \ erseif tem Poly-

vinylalkohol. Sie kann durch Wärmebehandlung während etwa 4 bis etwa (> Minuten bei etwa 150" bis etwa 160° C und während etwa 1 Minute bei etwa 200° C erfolgen. Bevorzugt wird zu diesem Zeitpunkt das Polymere zum Schluß mit heißem Wasser von etwa 90° C oder höher während mindestens etwa 5 Minuten behandelt. Durch die Wärmebehandlung haftet der Polyvinylalkohol fest an der Matrix des porösen Rohrs und wird geliert und vernetzt. Die Porosität der porösen Struktur variiert zu diesem Zeitpunkt etwa entsprechend der Konzentration des imprägnierten und aufgetragenen Polyvinylalkohole. Die Porengröße der Struktur, insbesondere die maximale Porengröße oder die Porengrößenverteilung in der porösen Struktur unterscheidet sich jedoch kaum von der der Matrix des Ausgangsmaterials.

Die Unlöslichmachung durch Acetalbildung erfolgt durch chemische Umsetzung des Polyvinylalkohole mit einem Aldehyd, indem man einen Aldehyd, wie Formaldehyd oder Glyoxal, und eine Mineralsäure zu der wäßrigen Lösung des Polyvinylalkohole zugibt.

Die Unlöslichmachung durch Veresterung erfolgt, indem man eine geringe Menge an Mineralsäure oder Alkali zu einem Gemisch aus Polyacrylsäure und einem Alkohol gibt. Die Vernetzung von Polyäthylenoxid oder Polyvinylalkohol ist bevorzugter als die Vernetzung niedrigerer Alkohole.

Man kann weiterhin eine dreidimensionale Vernetzung unter Verwendung einer Reaktion, bei der ein Säureamid gebildet wird, zwischen Polyacrylsäure und Polyäthylenamin, oder eine Säureamidaustauschreaktion zwischen Polyacrylamid und Polyäthylenamin durchführen, um das Polymer wasserunlöslich zu machen.

Wird ein Gemisch aus Polyvinylalkohol mit einem anderen wasserlöslichen Polymeren, wie Polyacrylsäure, mit einem Aldehyd zur Überführung des Polyvinylalkohol in das Acetal durchgeführt, so wird Polyacrylsäure in der vernetzten Molekülkette eingeschlossen.

In diesem Fall nimmt die Polyacrylsäure nicht an der Vernetzungsreaktions teil.

Dies entspricht dem Fall, bei dem zwei oder mehrere wasserlösliche Polymere zusammen vorhanden sind und das erste Polymere eine Wasserunlöslichmachung eingeht, das zweite jedoch wasserlöslich bleibt, und da das zweite Polymere durch die Molekülkette des ersten Polymeren umschlungen wird, wird die Fähigkeit des zweiten Polymeren, frei zu diffundieren, zerstört, so als ob das zweite Polymere auch einer Wasserunlöslichmachung unterworfen wurde.

Die Behandlung durch ionisierende Strahlung umfaßt sowohl eine Vernetzungsreaktion des wasserlöslichen Polymeren per se als auch eine Vernetzungsreaktion mit dem Polytetrafluorethylen. Polyvinylalkohol zersetzt sich in trockenem Zustand leichter als er vernetzt, wenn er ionisierender Strahlung ausgesetzt wird. Polyvinylalkohol wird daher allgemein als zersetzbarer Kunststoff bezeichnet. Es wurde jedoch gefunden, daß der Polyvinylalkohol in Wasseranwesenheit überwiegend eine Vernetzungsreaktions anstelle einer Zersetzungsreaktion eingeht. Es wurde weiterhingefunden, daß Polyacrylamid, Polyvinylpyrrolidon und Polyacrylsäure vernetzen. Es wurde bestätigt, daß die Zersetzungsreaktion des Polytetrafluoräthylenrohrs durch Bestrahlung des Rohrs, während die Poren des Rohrs mit einer wäßrigen Losung imprägniert sind, so daß der Sauerstoff der Luft ausgeschlossen

ist, etwas verringert wird.

Selbst im Falle eines porösen Tetrafluoräthylenrohrs. das in Luft zersetzbar ist, kann das wasserlösliche Polymere in den Poren des Rohrs durch Vcrnctzunggelicrt werden, und das Rohr wird weniger leicht zersetzt, wenn man das Rohr ionisierender Strahlung in einer Dosis von etwa 1 bis etwa 6 Mrad. aussetzt, während die Poren des Rohrs mit der wäßrigen Lösung aus wasserlöslichen Polymeren imprägniert bzw. das Rohr damit beschichtet ist. Wird die Bestrahlungsdosis auf weniger als etwa 1 Mrad. erniedrigt, so wird die Zersetzung der Polytetrafluoräthylenmatrix weiter verringert. Es findet jedoch eine ungenügende Gelbildung und Vernetzung des wasserlöslichen Polymeren statt und das Polymere verbleibt teilweise wasserlöslich. Das wasserlösliche Polymere zersetzt sich allmählich und die hydrophilen Eigenschaften gehen schließlich verloren. Bei einer Be-Ktrahliino^rln«!« üh?r ct^w3 6 Mrad. findet sine bemerkenswerte Zersetzung des Polytetrafluoräthylens statt.

Es wurde gefunden, daß abhängig, ob während der Vernetzungsreaktion Wasser vorhanden ist oder nicht, die Hydrophilizität des vernetzten Polymeren, insbesondere der Wassergehalt des Polymeren in gequollenem Zustand, stark variiert. Bei einer Unlöslichmachung durch Wärmebehandlung wird selbst, wenn Wasser zu Anfang vorhanden ist, diese vollständig während des Erhitzens bei etwa 100° C verdampft, und ein ultradünner Film aus Polyvinylalkohol wird im Inneren der Poren und auf der Porenoberfläche gebildet. Bei der nachfolgenden Wärmebehandlung bei etwa 150 bis 220° C wird dieser Film zu einem wasserunlöslichen vernetzten Produkt umgewandelt. Aus diesem Grund muß der vernetzte Polyvinylalkohol schließlich durch Behandlung mit heißem Wasser bei 90° C oder mehr gequollen werden.

Wenn das wasserlösliche Polymere vernetzt wird, während es in Form einer wäßrigen Lösung vorliegt, unterscheidet sich die Dichte der Vernetzung entsprechend der Konzentration der wäßrigen Lösung aus wasserlöslichem Polymer. Wird das wasserlösliche Polymere in ein wasserunlösliches vernetztes Produkt überführt, wird das Produkt ein gelartiges Produkt, das mit Wasser in größtmöglichem Ausmaß gequollen ist. Die Quellfähigkeit des vernetzten Produktes mit Wasser, d. h. der Wassergehalt des Produktes, variiert stark entsprechend dem Vernetzungsverfahren, selbst wenn die gleichen porösen Polytetrafluoräthylenrohre die gleichen wasserlöslichen Polymeren und die glichen Konzentrationen an wäßriger Lösung verwendet werden.

Die Vernetzung durch chemische Reaktion, wie Acetalbildung, Veresterung oder Säureamidbildung, oder-durch ionisierende Bestrahlung, findet in Anwesenheit von Wasser statt. Abhängig von verschiedenen Faktoren, wie der Konzentration der wäßrigen Lösung, des wasserlöslichen Polymeren und der Konzentration des Aldehyds, der Dosis der ionisierenden Bestrahlung, der Temperatur und der Zeit, werden die Poren des Polytetrafluoräthylenrohrs mit einem feinen porösen, gequollenen gelartigen Produkt aus wasserlöslichem Polymeren imprägniert. Es war überraschend, daß die Porengröße des mikroporösen, gequollenen Gels von etwa 10 μ bis etwa 0,01 μ oder bis etwa 0,001 μ variiert, wenn man die oben beschriebenen Faktoren ändert. Die Adsorption des

Plasmaproteins wird verringert, und die lnnenhohle des Polytetrafluoräthylenrohrs kann so eine glatte Oberfläche erhalten, die den Blutstrom nicht stört. Das mikroporöse, gequollene Gel besitzt eine Weichheit, die den Eintritt der Fibroplasten von der Peripherie der Gefaßprothese kaum hemmt.

Fiine besonders bevorzugte crfindungsgcmä'ße faserfömige Struktur für das Polytetrafluoräthylenrohr kann erzeugt werden, indem man als ein Ausgangsmaterial ein Polytetrafluoräthylenrohr mit mikrofibröser Struktur verwendet, dessen Außenoberflachen sich von seinen Innenoberflächen unterscheiden. Die mikroporöse Faserstruktur enthält Fasern und Knoten, die miteinander durch die Fasern verbunden sind. Bevorzugt trägt der durchschnittliche Faserdurchmesser an der Außenoberfläche des Rohrs mindestens das Zweifache von dem an der Innenseite des Rohrs.

Bei einer weiter bevorzugten mikrofibrösen Struktur sind die Richtungen der Fasern in der Innenoberfläche des Rohrs radialer ausgerichtet als die Richtungen der Fasern an der Außenoberfläche des Rohrs, oder die langen Achsen der Knoten an der Außenoberfläche des Rohrs betragen mindestens das Zweifache der kurzen Achsen der Knoten an der Innenoberfläche des Rohrs oder die Porengröße an der Außenoberfläche des Rohrs ist größer als die Porengröße an der Innenoberfläche des Rohrs.

Bei allen diesen mikrofibrösen Strukturen enthält die Innenoberflächc des Rohrs Fasern mit kleinerem Durchmesser und kleinerer Porengröße als die Außenoberfläche des Rohrs.

Nach der Implantation im Körper ist die Eintrittsrate des Verbindungsgewebes von der Peripherie erhöht und die Oberflächenstagnation von Blut, das über die Innenoberfläche des Rohrs fließt, ist verringert. Durch das Füllen der Poren der mikrofibrösen Struktur mit dem wasserunlöslich gemachten, an sich wasserlöslichen Polymeren kann die Plättchenadhäsion verringert werden.

Zur Erzeugung einer solchen Struktur wird das gedehnte Rohr bei etwa 327 ° C oder höher durch Erhitzen des Rohrs von der Peripherie des Rohrs, während die Innenseite des Rohrs zwangsweise gekühlt wird, gesintert.

Das zwangsweise Kühlen an der Innenseite des Rohrs kann erfolgen, indem man kontinuierlich gekühlte Luft in die Innenhöhle des Rohrs einleitet oder indem man den Druck in der Innenhöhle des Rohrs kontinuierlich verringert. Während die Innenoberfläche des Rohrs kontinuierlich gekühltem Wasser auf diese Art ausgesetzt ist, wird die Sintertemperatur des polymeren Teils an der Außenoberfläche des Rohrs auf etwa 327 ° C oder darüber eingestellt. Die Innenoberfläche des Rohrs kann oder kann nicht auf Sintertemperatur erwärmt werden. Im Verlauf des Sinterns sollte jedoch die Temperatur der Innenoberfläche des Rohrs immer niedriger sein als die der Außenoberfläche.

Die Fasern an der Außenoberfläche des Rohrs werden während langer Zeit Temperaturen von etwa 327 ° C oder darüber ausgesetzt und zwei oder mehrere der Fasern, die zu Beginn die gleiche f aserf örmige Struktur an der Innenoberfläche (insbesondere hinsichtlich der Faserdurchmesser) besitzen, koaleszieren und werden dicker. Damit der Faserdurchmesser verdoppelt wird, werden vier Fasern geschmolzen und koalesziert.

Der Anteil der Wanddicke bzw. die Wanddicke an der Außenoberflitche des Rohrs und die Wanddicke an der Innenoberfläche des Rohrs können variiert werden, indem man die Menge an gekühlter Luft, die durch die Innenhöhle des Rohrs und die Menge an Wärme, die außen zugeführt wird, variiert.

Zu diesem Zeitpunkt ändert sich die Größe der Knoten nicht, und die Knotengröße ist daher im wesentlichen an der Innenoberfläche und an der Außenoberfläche gleich.

Wird das Rohr in longitudinaler Richtung gestreckt und dann radial expandiert, d. h. in Richtung des Durchmessers des Rohrs, ändert sich die mikrofibröse Struktur plötzlich. Wird das Rohr nur in longitudinaler Richtung gestreckt bzw. gedehnt, besitzen die Knoten eine ellipsenförmige Form mit relativ einheitlicher Größe. Wenn das Rohr in radialer Richtung des Rohrs expandiert wird, teilen sich die in longitudinaler Richtung gebildeiien Knoten weiter in kleinere Teile, abhängig von dem Expansionsgrad und Fasern treten wieder zwischen den Knoten auf. Die Form der Knoten und die Länge, Richtung und Durchmesser der Fasern variieren entsprechend dem Grad des Dehnens bzw. Streckens in longitudinaler Richtung und in radialer Richtung. Auf jeden Fall ändern sich die Form, die Länge, die Größe usw. der Fasern beim Dehnen in longitudinaler Richtung, und die Änderung hängt ebenfalls von dem Ausmaß ab, mit dem das Rohr in diametrische Richtung nach dem Strecken in longitu·· dinaler Richtung expandiert wird.

> Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsfonn wird das Rohr zuerst in longitudinaler Richtung gedehnt bzw. gestreckt und dann in radialer Richtung expandiert. Vor dem Expandieren in radialer Richtung wird die Außenoberfläche des Rohrs auf eine

. Temperatur über etwa 327° C der Sintertemperatur der Polytetrafluoräthylenkristalle erhitzt, und die Innenoberfläche des Rohrs wird bei einer Temperatur von nicht mehr als etwa 327° C gehalten. Man kann so ein Rohr erzeugen, bei dem die Außenoberfläche

ι des Rohrs eine mikrofibröse Struktur besitzt, die nur in longitudinaler Richtung gedehnt bzw. gestreckt wurde und die Innenoberfläche des Rohrseine mikrofibröse Struktur besitzt, die biaxial gestreckt wurde, indem man das Rohr in radialer Richtung expandierte.

. Man kann weiterhin die mikrofibröse Struktur der Außenoberfläche und der Innenoberfläche ändern, indem man zuerst das Rohr in radialer Richtung expandiert und dann das Rohr in longitudinaler Richtung dehnt bzw. streckt.

ι Wenn in der vorliegenden Anmeldung von mikrofibrös gesprochen wird, so soll darunter auch mikrofascrartig oder mikrofascrig verstanden werden.

Erfmdungsgcmäß können die Poren aus Polytctrafluoräthylenröhren mit einem in Wasser löslichen Po-

; lymeren gefüllt werden, danach kann das wasserlösliche Polymere behandelt werden, so daß es wasserunlöslich wird. Bei den bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsformen werden besondere Vorteile erhalten, da Unterschiede in der Porengröße und/oder

ι im Durchmesser, der Festigkeit oder der Orientierung der Fasern an den Innen- und Außenoberflächen der Rohre bzw. Schläuche auftreten.

Die mechanische Festigkeit der aus dem Polytetrafluoräthylenrohr hergestellten Gefäßprothese wird erstens erhöht. Ein Reißen der Prothese in longitudinaler Richtung durch die verwendeter! Nähte bei der Implantatoperation kann minimal gehalten we .de η oder vermieden werden.

Der Bliillransport kann nur von der fascrförmigen Schicht auf der Innenoberflächc des Rolirs erfolgen. Das Rohr sollte jedoch einen Blutdruck von I 20 mmHg aushalten können, sollte durch elastisches fascrförmiges Gewebe, das auf der Peripherie des Rohrs wachst, nicht komprimiert werden, und es sollte zum Zeitpunkt der Operation eine Verbindung aushalten können bzw. eingehen können.

Die Reißfestigkeit oder die Kraft, die zum Brechen der Fasern erforderlich ist. kann erhöht werden, indem man den Durchmesser der Fasern an der Außenoberfläche des Rohrs erhöht und indem man die Zahl der Fasern, die in einer Richtung mit rechtem Winkel zu der Reißrichtung verlaufen, erhöht. Insbesondere besitzen Röhren, die zur Erhöhung ihrer Durchmesser in zwei Richtungen gestreckt und expandiert wurden, verbesserte Reißfestigkeit.

Zweitens besitzen die Fasern an der Innenoberflächc rinpn WI»*jnpTpn Durchmesser s!s die Fasern sn der Außenoberfläche, und somit kann der Oberflächenwiderstand der Prothese gegenüber der Blutströmung erniedrigt werden, und dementsprechend nimmt die Plättchenadhäsion ab. Plättchen, die die Oberfläche der Prothese berühren und an der Oberfläche haften, erleiden eine reversible Gerinnung mit Adenosindiphosphorsäure und Calciumionen. Die Plättchen bilden ein irreversibles Blutgerinnsel und bilden zusammen mit Fibrin einen Thrombus. Der Thrombus wird eine dünnere Schicht, wenn die Menge an Plättchen, die haftet, gering ist. Scheidet sich Fibrin auf dieser ersten Thrombusschicht ab, so nimmt seine Dicke zu und schließlich findet ein Verschluß statt. Aus diesem Grund ist die Verringerung der Dicke der ersten Thrombusschicht eine wesentliche Forderung bei der Herstellung von Gefäßprothesen, bei denen kein Verschluß stattfindet. Diese Wirkung ist bei Venen größer als bei Arterien. Mit anderen Worten kann man erwarten, daß die Dicke der Neointima in der Innenhöhle der Gefäßprothese verringert wird.

Eine dritte Wirkung ist die. daß dadurch, daß die Kaserstruktur an der Außenoberfläche der Gefiißprothese grob ist, Fibroblast «chnell in die Prothese aus der Peripherie der Prothese eintritt und vollständig wächst. Es ist bereits bekannt, daß Fibroblast leicht in eine Gefäßprothese eintritt, die aus gestrecktem bzw. gewirktem oder gewebtem Dacron oder Polytetrafluoräthylen besteht, da die Prothese eine Wand aus einer groben Textur aufweist. Unmittelbar nach der Implantation findet jedoch eine Blutung durch die Wand statt und die Fibrinschicht in der Innenhöhle der Prothese nimmt ab. Wenn dieser Zustand andauert, wird die Prothese verstopfen bzw. werden sich Gerinnsel bilden und schließlich wird ein Verschluß auftreten.

Die erfindungsgemäßen Vorteile werden ebenfalls bei einer Polytctrafluoräthylenprotliese erhalten, die an den Außen- und Innenoberflächen die gleiche faserförmige Struktur besitzt, obgleich die Leichtigkeit, mit der Fibroblast von der Peripherie der Prothese eintreten kann, verringert werden kann.

Wenn, wie bei der bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform der Durchmesser der Fasern an der Außenoberfläche der Prothese mindestens das Doppelte von dem der Fasern an der Innenoberfläche der Prothese beträgt, kann man die Dicke der Fibrinschiehi an der Innenoberfläche verringern, und gleichzeitig wird der Eintritt des Fibroblasten aus tier Peripherie erleichtert. Weiterhin werden ausreichende Nährsloffe /.u dem auf der Innenhöhle der Prothese gebildeten Neointima durch die Kapillargefäße zugeführt, die dicht auf dem vollständig gewachsenen Fibroblasten wachsen. Man kann die Verkalkung der Prothese, bedingt durch Nährstoff mangel, so verringern.

Die Nährstoffzufuhr in die Gefäßprothese für Arterien erfolgt nicht nur durch die Kapillargefäße auf dem Fibroblasten, der von der Peripherie eingetreten ist, sondern ebenfalls durch das Blut selbst in der Innenhöhle der Prothese. Bei Venenprothesen kann man jedoch eine Nährstoffzufuhr aus dem Blut kaum erwarten und die Nährstoffzufuhr muß durch die Kapillargefäße, die in dem Fibroblasten, der von der Peripherie aus eingedrungen ist. erfolgen. Der Eintritt des Fibroblasten von der Peripherie der Gefäßprothese ist somit wichtig, nicht nur für die Bildung von Neointima, sondern ebenfalls für die Verhinderung pinrr Verkalkung der Prothpsfwaixl· ilu» durch Nährstoffmangel im Verlauf der Zeit nach der Implantation hervorgerufen wird, und wodurch die Durchlässigkeitsrate der Prothese nach der Operation erhöht wird. Diese ist besonders nach der Operation von Bedeutung. Dies ist weiterhin besonders Ix'i Venciiprothesen von Bedeutung.

Die Prothesen müssen eine Porengröße besitzen, die klein genug ist. um ein Auslaufen des zirkulierenden Blutes durch ihre Wand zu verhindern und gleichzeitig muß die Porengröße groß genug sein, so daß der Eintritt des Fibroblasten von der Peripherie nicht gehemmt wird.

Die erfindungsgemäßen Gefäßprothesen erfüllen diese Forderungen nicht nur wegen ihrer porösen Eigenschaften, wie die Porosität, die Faserlänge und die Porengrößc des Polytetrafluoräthylenrohrs, sondern ebenfalls deshalb, weil ein wasserunlöslich gemachtes, an sich wasserlösliches Polymeres in den Poren des Rohrs vorhanden ist.

Selbst bei einer an sich bekannten Gefäßprothese, die aus gestricktem bzw. gewirktem oder gewebtem Polytetrafluoräthylentextilmaterial erzeugt ist, und das eine so große Porosität besitzt, daß ein Auslaufen des zirkulierenden Blutes durch die Wand möglich ist, kann das Auslaufen des Blutes erfindungsgemäß durch die Wand der Prothese verhindert werden, indem man die Poren des Rohrs vollständig mit dem wasserunlöslich gemachten, an sich wasserlöslichen Polymeren in Form eines mikroporösen gequollenen Gels füllt. Der Fibroblast kann von der Peripherie der Prothese fortschreitend durch das gequollene Gel aus wasserlöslichem Polymeren hindurchgehen und wachsen.

Das gequollene Gel aus wasserunlöslich gemachtem, an sich wasserlöslichem Polymeren in einem Polytetrafluoräthylenrohr, das poröse Eigenschaften besitzt, bei Gefäßprothesen, besitzt die Wirkung, daß die Adsorption des Plasmaprotcinszum Zeitpunkt des Kontakts mit dem Blut von dem adsorbierten Wasser des gequollenen Gels oder durch die negative Ladung des gequollenen Gels verhindert wird, und dadurch wird die Bildung einer Fibrinschicht inhibiert und dementsprechend werden der Gefäßprothese Antithrombuseigenschaften verliehen.

Die erfindungsgemäße Gefäßprothese aus Verbundmaterial bzw. mit zusammengesetzter Struktur, bei der die Poren des porösen Poiytetrafiuoräthylenrohrs mit einem wasserunlöslich gemachten, an sich wasserlöslichen Polymeren gefüllt sind, zeigt keinen

Gefäßverschluß, bedingt durch die Verdirkung der Fibrinschicht nach der chiriirgischcn Operation, clic Hcil£cschwindigkeit der Patienten ist erhöht und eine Degeneration und Retrogression de? gebildeten Ncointima werden verhindert. Die erfindMiigsgemüßen Prothesen sind somit nicht nur für die Chirurgie, sondern ebenfalls für die Industrie von großer Bedeutung. Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Sofern nicht anders angegeben, sind alle Teile. Prozcntgehalte, Verhältnisse und ähnliche Angaben durch das Gewicht ausgedrückt.

Beispiel 1

3 kg eines feinen Polytetrafluoräthylenpulvers, mit einem Dnrchschnittsmolekulargewicht von 3400000, einer Dichte von 0,55 g/cm' und einem Kristallisationsgrad von 96%, erhalten durch Emulsionpolymerisation von Tetrafluoräthylen, werden mit 0,84 kg Weißöl (kp 257° C, Flammpunkt 78° C und einem Gehalt an aromatischen Verbindungen von 0,3% oder weniger) vermischt. Das Gemisch wird zu einem Rohr mit einem Innendurchmesser von 4 mm und einem Außendurchmesser von 6 mm unter Verwendung eines Extruders des Ramm-Typs verformt.

Weißöl wird aus dem Rohr durch Extraktion mit Trichloräthylen entfernt. Das 20 cm lange Rohr wird bis zu einer Länge von 120 cm gestreckt, während das Rohr auf 280° C erhitzt wird. Zur Vermeidung eines Schrumpfens wird ein rostfreier Stahlstab mit einem Außendurchmesser von 3,3 mm durch das gedehnte Rohr gestreckt. Nach dem Befestigen beider Enden des Rohrs wird das Rohr in einen Ofen von 355 ° C gegeben. Nachdem das Rohr eine Temperatur von 355 ° C erreicht hat, wird das Rohr abgekühlt und dann von dem rostfreien Stahlstab entfernt. Das Rohr wird in Isopropylalkohol und dann in Wasser eingetaucht.

Wäßrige Lösungen aus Polyvinylalkohol (PVA) mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad von 1750, einem Verseifungsgrad von 88 Mol-% und einer Viskosität von 22,5 (20° C, 4%ige wäßrige Lösung), mit einer Konzentration 2, 4, 6. 8 und 10 Gew.-% werden hergestellt. Das in Wasser eingetauchte Rohr wird entnommen und in jede der wäßrigen Polyvinylalkohollösungen gesetzt. Das Rohr wird mindestens 30 Minuten eingetaucht und dann wird der Überschuß an anhaftender wäßriger Lösung abgequetscht. Das Rohr wird unter Verwendung eines Polyäthylenfilms abgedichtet und dann einem Elektronenstrahlbeschleuniger mit einer Dosis von 6 Mrad. ausgesetzt. Die Eigenschaften der erhaltenen Rohre sind in der folgenden Tabelle I aufgeführt.

Tabelle I

Ver	Konzen	Blasen	Innen	Wand	% Wasser
such	tration	punkt	durch	dicke	wiederauf
Nr.	an PVA	(kg/cm²)	messer	(mm)	nahme bzw.
	(Gew.-^)		(mm)		Feuchtigkeits
					gehalt
1	nicht	0.10	3,3	0,52	0
	behandelt
2	2	0,34	3,25	0,58	18
3	4	0,48	3.2	0,60	25
4	6	0,75	3,2	0,61	32
5	8	UO	3,2	0,62	40
6	10	1,9	3,15	0,61	50

Der Blasenpunkt gibt den Druck an, der für die Bildung einer ersten Blase erforderlich ist. wenn das Rohr in Isopropylalkohol eingetaucht wird und Druck von der Innenhöhle des Rohrs angelegt wird. Der Blasenpunkt wird unter Verwendung des ASTM F3I6-70-Verfahrens bestimmt. Der Blascnpunkt steht in Zusammenhang mit der maximalen Porengröße des porösen Körpers. Bei einer kleineren maximalen Porengröße wird der Blasenpunkt höhe). Die maximale Porengröße der Gefäßprothese ist geringer, wen" 'Hr Konzentration an Polyvinylalkohol höher ist, und daher besitzt das Rohr eine glattere Oberfläche als diu Gefäßprothese.

Der Feuchtigkeitsgehalt in % bzw. die Wasserwiederaufnahme ist Gewichtszunahme in %, die das Rohr zeigt, wenn das Rohr bei 150° C während 30 Minuten zur vollständigen Verdampfung des Wassers erhitzt wird und das Rohr erneut in Wasser bei 20° C eingetaucht wird. Der Feuchtigkeitsgehalt wird auf der Grundlage des Gewichtes des Rohrs nach dem Trocknen angegeben. Der Wassergehalt steht in Beziehung zu der Anzahl der Wassermoleküle, die fest an den Polyvinylalkohol gebunden sind und steht somit in Beziehung mit der Menge an adsorbiertem Plasmaprotein.

Beispiel 2

Das gleiche Gemisch, das in Beispiel 1 beschrieben wurde, wird zu einem Rohr mit einem Innendurchmesser von 3 mm und einem Außendurchmesser von 4,5 mm extrudiert. Das Weißöl wird aus dem Rohr durch Extraktion mit Trichloräthylen entfernt. Das Rohr wird dann mit einer Geschwindigkeit von 17,5 cm/Min, in einen elektrischen Ofen (35 cm lang), der auf 360° C erhitzt ist, und an den Vorder- und Hinterenden geöffnet ist, transportiert und mit einer Geschwindigkeit von 52,5 cm/Min, aufgewickelt. Das Rohr wird als Folge dieser Behandlung auf das Dreifache seiner ursprünglichen Länge ausgedehnt.

Das gedehnte Rohr bzw. der gedehnte Schlauch wird dann mit einer Geschwindigkeit von 70 cm/Min, in einem 40 cm langen elektrischen Ofen, der auf 500° C erhitzt ist, geleitet. Am Auslaßdeselektrischen Ofens ist eine 15 cm lange Vorrichtung eingebracht, durch die der Druck um die Peripherie d .s Rohrs verringert wird. Durch die Druckverringerung auf etwa 10 bis 20 Torr unter Verwendung dieser Vorrichtung erhöht sich der Innendurchmesser des Rohrs von 3 mm auf 4,3 mm.

Wird das entstehende Rohr in Isopropylalkohol eingetaucht und wird durch die Innenhöhle des Roh^ Druck angelegt, so zeigt das Rohr einen Blasenpunki von 0,31 kg/cnr. Wird das Rohr umgedreht (das Innere nach außen), so zeigt das Rohr einen Blasenpunkt von 0,26 kg/cm². Dies bedeutet, daß sich die maximalen Porengrößen der Außen- und Innenoberflächen unterscheiden.

Mischungen aus wäßrigen Lösungen aus Polyvinylalkohol, wie in Beispiel 1 beschrieben, und Polyacrylsäure (Molekulargewicht etwa 200000) werden in den in der folgenden Tabelle II aufgeführten Konzentration hergestellt. Jede der Lösungen wird in die Innenhöhle des Rohrs unter einem Druck von 3 kg/cm^: gezwungen. Die wäßrigen Lösungsmischungen treten aus der gesamten Oberfläche des Rohrs hervor bzw. schwitzen aus. Nach dem Waschen wird der Überschuß an wäßriger Lösungsmischung an der Außenoberfläche des Rohrs abgewischt. Das Rohr wird dann 2 Minuten in ein Glvoxa'bad eingetaucht, dann bei

is

100 ° C 20 Sekunden erhitzt und dann mit Wasser gewaschen. Das verwendete Glyoxalbsd wird hergestellt, indem man 2 Gew.-Tefle Schwefelsäure und 0,5 Gew.-Tefle Natriumsulfat zu einer wäßrigen Glyoxallösung mit einer Konzentration von etwa 40 Gew.-% zugabt

Die erhaltenen Rohre besitzen die in der folgenden Tabelle Π aufgeführten Eigenschaften.

Tabelle Π

Ver-	Konzentra	Blasen-	durch-	Wand	ReBfestig-
such	tion (%)	punkl	njcsser	dicke	keit
Nr.	PVA PAA»	(kg/cm²)	(mm)	(mm)	(g/Schicht)

7	0	0	031	43	0,42	165
8	1,5	5	0,75	4,1	0,44	320
9	3	5	0,70	4,0	0,44	400
10	5	5	0,65	3^	0,45	570
Π	1,0	33	039	44	0,43	520
12	3	0	032	3,9	0,43	300
13	6	0	0,47	3,9	0,44	580
14	β	3	0,24	4,2	0,42	180
15	0	6	0,24	4,2	0,42	210
•PAA	: Polyacrylsäure

Wird die Konzentration der wäßrigen Losung erhöht, so nimmt der Blasenpunkt des Rohrs zu und der Innendurchmesser des Rohrs nimmt etwas ab.

Die Reißfestigkeit des Rohrs ist eine Eigenschaft eier Gefäßprothese bei der Verbindungsoperation unter Verwendung einer Nafrt. Aus den obigen Ergebnissen ist erkennbar, daß die erfindungsgemäßen Rohre eine wesentlich höhere Reißfestigkeit besitzen als Rohre, die nicht mit einer wäßrigen Lösung aus wasserlöslichem Polymeren behandelt wurden.

Die mit der wäßrigen Lösung aus Polyacrylsäure behandelten Rohre zeigen in wäßriger Kaliumhydroxidlösung eine Neutralisationsreaktion, und die dissoziierten Carboxylgruppen sind negativ geladen.

Beispiel 3

Eine wäßrige Lösung aus Polyacrylsäure in einer Konzentration von 3 und 6 Gew.-% werden in die gleiche Art von Rohr, wie es in Beispiel 2 beschrieben wurde, gezwungen. Jedes der Rohre wird 1 Minute in ein 10 Gew.-% Schwefelsäure enthaltendes Äthylenglykolbad eingetaucht, 20 Sekunden in einem Heizofen bei 100 ° C erhitzt und dann mit Wasser gewaschen.

Die entstehenden Rohre besitzen einen Blasenpunkt von Ο32 kg/cm³ (bei einer Konzentration von 3%) und 0,40 kg/cm² (bei einer Konzentration von 6 %) und eine Reißfähigkeit von 200 g/Schicht bei einer Konzentration von 3% und 230 g/Schicht bei einer Konzentration von 6%.

Beispiel 4

Man arbeitet wie in Beispiel 1 beschrieben, ausge- _'ii nommen, daß eine 8%ige wäßrige Lösung von Polyvinylpyrrolidon anstelle der Polyvirrylalkohollösung verwendet wird. Das erhaltene Rohr besitzt einen Blasenpunkt von 1,4 kg/cm², wohingegen ein Rohr, das nicht mit einer PolyvinylpyiTolidonlösung behan-.'-, delt wurde, einen Blasenpunkt von 0,1 kg/cnr besitzt.

Beispiel S

Eine 4%ige wäßrige Lösung aus Polyvinylalkohol, wie in Beispiel 3 beschrieben, wird in die gleiche Art

jo von Rohr, wie es in Beispiel 2 beschrieben wurde, gezwungen. Das Rohr wird 10 Minuten in einem Heizofen bei 180° C erhitzt und 10 Minuten mit heißem Wasser von 90° C behandelt. Das Rohr besitzt einen Wassergehalt von 38%.

j-, Wird das Rohr mit einer wäßrigen Lösungsmittelmischung behandelt, die 3% Äthylenglykol und 6% Polyvinylalkohol enthält, und bei den gleichen Bedingungen in der Wanne behandelt, so besitzt das entstehende Rohr einen Wassergehalt von 120%.

030 128/306

Claims

Patentanspruch:

Gefäßprothese aus poröser Polytetrafluoräthylenröhre, dadurch gekennzeichnet, daß die Poren der porösen Polytetrafluoräthylenröhre mit mindestens einem wasserunslöslich gemachten Polymeren gefüllt und an der Matrix des porösen Rohres festgebunden und vernetzt sind unter Bildung eines mikroporösen, teilweise oder vollständig gequollenen Gels, wobei die poröse Polytetrafluoräthylenröhre eine MikroStruktur aus Knoten, die miteinander durch Fasern verbunden sind, besitzt, und sich die MikroStruktur zwischen der Außenoberfläche der porösen Polytetrafluoräthylenröhre und der Innenoberfläche der porösen Polytetrafluoräthylenröhre unterscheidet.