DE3523615C2 - - Google Patents
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M25/00—Catheters; Hollow probes
- A61M25/0043—Catheters; Hollow probes characterised by structural features
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
medizinischen Geräts, insbesondere einer Kanüle, eines
Katheters oder eines Implantats, aus Kunststoff oder kunst
stoffbeschichtetem Metall, das so ausgerüstet ist, daß es
in den menschlichen Körper eingeführt und langfristig darin
verbleiben kann, ohne daß eine Infektionsgefahr besteht.
Aus der DE-OS 32 28 849 ist ein in den Körper einführbares
medizinisches Gerät bekannt, das einen Überzug aufweist,
der Mikroben-tötende Gold-, Silber- oder Kupferionen abgibt.
Es sind auch in den menschlichen Körper einführbare medizi
nische Geräte, beispielsweise Sonden, bekannt, deren Ober
fläche mit Jodverbindungen behandelt wird, um einer Infek
tionsgefahr vorzubeugen.
Diese bekannten medizinischen Geräte und Oberflächenbe
handlungsverfahren haben sich in der Praxis jedoch als un
zulänglich erwiesen, da die aufgetragenen Mittel zur Ver
hinderung von Infektionen, wie z.B. Metallionen, Jodver
bindungen oder Antibiotika, von dem damit beschichteten
Material abgegeben werden und somit die Infektionsgefahr
nur kurzfristig vermindert wird. Hinzu kommt, daß die gege
benenfalls auf der Oberfläche vorhandenen Keime mit den
abgegebenen Substanzen Stoffwechselreaktionen eingehen und
es dadurch unter anderem zu einer Resistenzbildung kommen
kann. Auch können die dabei entstehenden Stoffwechselpro
dukte auf den Organismus einen nachteiligen Einfluß haben.
Neben dem Infektionsrisiko wirkt sich bei den in den Körper
einzuführenden medizinischen Geräten, insbesondere Kathetern,
die Bildung einer Fibrinschicht auf der Oberfläche bei
intravasalen Kathetern negativ aus. Der Vorschlag, intra
vasale Katheter mit Heparin zu beschichten, um die uner
wünschten Fibrinablagerungen zu vermeiden, hat sich in der
Praxis ebenfalls als nicht erfolgreich erwiesen.
Die zunehmende Entwicklung von Mehrfachresistenzen und der
mit ihrer Beseitigung verbundene hohe finanzielle Aufwand
erfordern ein neues Schutzsystem für medizinische Geräte,
die in den menschlichen Körper eingeführt werden sollen.
Aus "Derwent", Referat 27 211 E/14, betreffend die japanische
Patentanmeldung 1 08 468 vom 7. Aug. 1980, ist es bereits
bekannt, künstliche Organe aus einem hydrophoben Material
mit einer Lösung aus Gamma-Globulinen zu imprägnieren,
so daß die Gamma-Globuline in den Poren des Materials festge
halten werden. Zur Durchführung dieses Verfahrens ist die
Anwendung von Druck erforderlich.
Aus dem EP 61 312 ist ein Verfahren bekannt, bei dem Albumine
auf Kunststoffoberflächen aufgebracht werden, welche die
Aufgabe haben, die im Körper üblicherweise auftretende
Ablagerung von Fibrin, Fibrinoektin und Gamma-Globulinen
zu verhindern.
Aus der FR-PS 25 54 349 sind biokompatible Materialien be
kannt, die mit monoklonalen Antikörpern beschichtet sind,
welche die Aufgabe haben, bei der Hämodialyse auftretenden
Immunreaktionen oder Koagulationsphänomenen vorzubeugen.
Während bei dem zuerst genannten Verfahren die Gefahr be
steht, daß die nur lose an der Kunststoffoberfläche haf
tenden Gamma-Globuline innerhalb verhältnismäßig kurzer
Zeit sich von der Oberfläche ablösen und in das umgebende
Medium gelangen, so daß der erforderliche Infektionsschutz
nicht mehr gewährleistet ist, tritt bei dem zuletzt genann
ten Verfahren nur eine hochspezifische Reaktion auf, bei
der nur der jeweils gewünschte Reaktionspartner mit dem
jeweiligen Antikörper reagiert.
Aufgabe der Erfindung war es daher, ein medizinisches Gerät,
insbesondere eine Kanüle, einen Katheter oder ein Implantat
aus Kunststoff oder kunststoffbeschichtetem Metall, das
in den menschlichen Körper eingeführt werden soll, so aus
zurüsten, daß es langfristig im Körper verbleiben kann,
ohne daß eine Infektionsgefahr besteht.
Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe erfindungsgemäß
dadurch gelöst werden kann, daß das medizinische Gerät aus
Kunststoff oder kunststoffbeschichtetem Metall gezielt
mit heterologen Gamma-Globulinen beschichtet wird, um
möglichst viele verschiedene Arten von potentiellen Keimen
dauerhaft zu binden und damit den Patienten zuverlässig
vor Sekundärerkrankungen durch Infektionen zu schützen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung
eines medizinischen Geräts, insbesondere Kanüle, Katheter
oder Implantat, aus Kunststoff oder kunststoffbeschichtetem
Metall, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Kunststoff
oberfläche mit heterologen Gamma-Globulinen durch Haftver
mittlung beschichtet wird.
Erfindungsgemäß ist es wesentlich, daß die aufgebrachten
heterologen Gamma-Globuline fest mit der Oberfläche des
medizinischen Geräts verbunden werden unter Verwendung
eines aktivierend wirkenden Haftvermittlers, der dafür
sorgt, daß eine feste Verbindung zwischen dem Kunststoffträ
ger und den aufgebrachten heterologen Gamma-Globulinen
erzielt wird, so daß ein zuverlässiger Infektionsschutz
gewährleistet ist, da eine protrahierte Ablösung durch die
erfindungsgemäß vorgesehen spezielle Bindungsart ausge
schlossen ist. Erfindungsgemäß können sowohl exogene als
auch gegebenenfalls vorhandene endogene Keime durch die auf
die Oberfläche der in den menschlichen Körper einzufüh
renden Materialien aufgebrachten heterologen Gamma-Globu
line mittels der Antigen-Antikörper-Reaktions stationär
immobilisiert werden, wodurch die weitere Fortbewegung dieser
Keime und insbesondere ihre Vermehrung ausgeschlossen sind.
Wie wichtig die erfindungsgemäß vorgeschlagene Infektions
prophylaxe für medizinische Geräte des hier beschriebenen
Typs ist, zeigt die Tatsache, daß beispielsweise ein Groß
teil der applizierten Venenverweilkanülen bzw. -katheter
aufgrund verschiedener invasiver Infektionen bisher vor
zeitig gezogen werden mußte. Durch die erfindungsgemäße
Beschichtung mit heterologen Gamma-Globulinen wird auch
beim Einführen des medizinischen Geräts in den menschlichen
Körper eine spontane Belegung mit Fibrinen bewirkt, so daß
eine Belegung mit Gamma-Globulinen aus dem Blut nicht mehr
möglich ist.
Der Erfolg der erfindungsgemäßen Maßnahmen beruht darauf,
daß alle Keime (Bakterien oder Viren) über eine Anzahl von
Antigendeterminanten verfügen. Im Organismus bewirken diese
die Bildung von spezifischen Antikörpern, die den für den
Gesundungsprozeß nötigen Antigen-Antikörper-Komplex bilden.
Allein durch die Bildung des Antigen-Antikörper-Komplexes
auf der Kunststoffoberfläche erfolgt eine Immobilisierung
der Keime. Damit wird verhindert, daß die Keime in den
Körper weiter vordringen. Bei einer entsprechenden Beschich
tung von Implantaten, Kathetern, Kanülen und Sonden sowie
künstlichen Organen mit heterologen Gamma-Globulinen gemäß
der Erfindung kann die Antigen-Antikörper-Komplexbildung
auf der Oberfläche des Kunststoffes in vivo erreicht werden.
Dies bedeutet, daß Keime beim Kontakt mit den Gamma-Globuli
nen aufgrund ihrer antigenen Eigenschaften gebunden werden
und in ihrer Mobilisation inhibiert sind. Ein weiteres
Eindringen oder eine Vermehrung im Organismus ist somit
ausgeschlossen. Erfindungswesentlich ist, daß das aufge
tragene Spektrum der Gamma-Globuline (Antikörper) hetero
log gestaltet ist, um so eine größtmögliche Bandbreite
für alle in Frage kommenden Antigenmuster abzudecken. Er
findungsgemäß ist sichergestellt, daß der Grad der Avidität
bei den Antigen-Antikörper-Reaktionen für die Immobilisie
rung der potentiellen Keime ausreicht, so daß beispielsweise
bei Implantaten, Kanülen, Kathetern und Sonden die vorge
sehene und medizinisch indizierte Liegezeit jederzeit ge
währleistet ist und der Patient vor sekundären Erkrankungen
durch Infektionen zuverlässig geschützt ist.
Da die Gamma-Globuline bzw. Antikörper fest auf der Kunst
stoffoberfläche gebunden sind und nicht in das Medium abge
geben werden, erfolgt auch keine Stoffwechselreaktion,
da der erfindungsgemäß erzielte Effekt immobilisierend und
nicht bakterizid bzw. bakteriostatisch ist. Durch allsei
tige Beschichtung des medizinischen Geräts, insbesondere der
Kanüle, des Katheters oder des Implantats, aus Kunststoff
oder kunststoffbeschichtetem Metall unter Anwendung des
erfindungsgemäßen Verfahrens wird auch eine retrograde
Keimwanderung an der Außen- und Innenwand des medizinischen
Geräts zuverlässig verhindert.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird als
Kunststoff für das medizinische Gerät bzw. für die Kunststoff
beschichtung ein Polyolefin, Polyester, Polyäther, Polyamid,
Polyimid, Polyurethan, Polyvinylchlorid, Polysulfon, Poly
acrylat, Polymethacrylat, Polypropylen, Polyvinylpyrrolidon,
ein Fluorpolymeres oder ein Abkömmling dieser Verbindungen
oder ein Siliconkautschuk oder ein Copolymeres oder eine
Mischung der genannten Polymeren verwendet.
Vorzugsweise wird die Kunststoffoberfläche zur Haftvermitt
lung mit Gamma-Strahlen, durch Ionenätzung, Ozonätzung oder
durch eine Säurebehandlung vorbehandelt, um die Haftfestig
keit der heterologen Gamma-Globuline an der Oberfläche zu
verbessern. Als Gamma-Globuline werden vorzugsweise solche
mit einem Molekulargewicht von 146 000 bis 155 000 verwendet.
Als Haftvermittler wird vorzugsweise Bromcyan, Thiophosgen
oder Thionylchlorid verwendet, das ebenfalls der Verbes
serung der Haftung der Gamma-Globuline an der Kunststoffober
fläche dient.
Eine weitere Möglichkeit zum Aufbringen der heterologen
Gamma-Globuline auf die Kunststoffoberfläche des erfin
dungsgemäß behandelten medizinischen Geräts, wie z.B.
einer Kanüle, eines Katheters, eines Implantats, einer
Sonde, einer Gefäßprothese oder eines Herzschrittmachers,
ist die Imprägnierung der Kunststoffoberfläche mit der
gesättigten Gamma-Globulinlösung. Dabei wird die Imprägnie
rung der Kunststoffoberfläche vorzugsweise bei einer Tempera
tur von 20 bis 40°C über einen Zeitraum von 1 bis 10 Stunden
durchgeführt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung
wird zur Haftvermittlung die Kunststoffoberfläche mit einer
Säure behandelt, wobei die Behandlungsdauer in Abhängigkeit
von dem Kunststoff 5 bis 10 Minuten betragen kann. Der
Oberflächenbehandlung kann eine Aufrauhung der Kunststoff
oberfläche, beispielsweise durch Behandlung mit einem Methyl
jodid, vorgeschaltet sein.
Nach der Bindung der heterologen Gamma-Globuline an der
Kunststoffoberfläche durch Haftvermittlung werden die
Trägermaterialien vorzugsweise mit einer Phosphatpuffer
lösung gewaschen, um überschüssige Gamma-Globuline abzu
spülen. Danach werden die Materialien bei einer geeigneten
Temperatur (20 bis 40°C für 8 bis 24 Stunden) getrocknet und
dann steril verpackt.
Als Kunststoffmaterialien für die medizinischen Geräte
werden vorzugsweise polare Kunststoffe verwendet, die für
eine Einbringung in den Körper die erforderlichen physikali
schen Eigenschaften, wie Elastizität und Bruchstabilität,
aufweisen.
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung eines medizinischen Geräts,
insbesondere Kanüle, Katheter oder Implantat, aus Kunst
stoff oder kunststoffbeschichtetem Metall, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kunststoffober
fläche mit heterologen Gamma-Globulinen durch Haftver
mittlung beschichtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als Kunststoff für das medizinische Gerät bzw. für die
Kunststoffbeschichtung ein Polyolefin, Polyester, Poly
äther, Polyamid, Polyimid, Polyurethan, Polyvinylchlorid,
Polysulfon, Polyacrylat, Polymethacrylat, Polypropylen,
Polyvinylpyrrolidon, ein Fluorpolymer oder ein Abkömm
ling dieser Verbindungen oder ein Siliconkautschuk oder
ein Copolymer oder eine Mischung der genannten Polymeren
verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Kunststoffoberfläche zur Haftvermittlung
durch γ-Bestrahlung, Ionenätzung, Ozonätzung oder Säure
behandlung vorbehandelt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß als Haftvermittler Bromcyan, Thiophosgen
oder Thionylchlorid verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß Gamma-Globuline mit einem Molekular
gewicht von 146 000 bis 155 000 verwendet werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kunststoffoberfläche bei 20 bis
40°C und über einen Zeitraum von 1 bis 10 Stunden behandelt
wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kunststoffoberfläche zur Entfernung
von überschüssigen Gamma-Globulinen mit einer Phosphatpuffer
lösung gewaschen wird.
Priority Applications (6)
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- 1986-07-02 JP JP61155902A patent/JPS6226066A/ja active Pending
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