DE60018814T2

DE60018814T2 - Nähbare Membran zur Adhäsionsverhinderung

Info

Publication number: DE60018814T2
Application number: DE2000618814
Authority: DE
Inventors: Kazuhisa Osaka-shi Osaka-fu Matsuda
Original assignee: Nipro Corp
Current assignee: Nipro Corp
Priority date: 1999-01-21
Filing date: 2000-01-21
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2020-01-22
Also published as: EP1022031B1; US6977231B1; US20060041320A1; DE60018814D1; EP1022031A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine nähbare, die Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernde Membran und insbesondere eine nähbare, die Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernde Membran auf der Basis von Collagen, die für die geführte Geweberegenerierung verwendet wird. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Membran, die in einem lebenden Körper als Adhäsion-verhindernde Membran für eine Prothese verwendet wird; auf die Reparatur, die Vermehrung oder den Ersatz von Teilen von Geweben und Organen, die durch Krankheit oder Trauma oder chirurgische Operation zerstört oder geschwächt wurden, z.B. Abdomen-Wanddefekte oder herausgeschnittene, amputierte oder resezierte Stellen in Geweben in einem lebenden Körper, z.B. Pleura, Pericardium, cerebrale Dura Mater und Chorion, und verschiedene Organe. Die Membran der vorliegenden Erfindung wird insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass sie nähbar ist, gute Bioverträglichkeit besitzt und außerdem eine Geweberegenerierung fördert.
Hintergrund der Erfindung
Bei verschiedenen chirurgischen Operationen wird sehr häufig eine Ablation erkrankter Teile, eine Reparatur geschädigter Stellen und Oberflächen oder dergleichen durchgeführt. Speziell bei chirurgischen Operationen für verschiedene Organe, z.B. Lunge, Herz, Leber, Gehirn, Verdauungsorgane und Gallenblase, werden die fundamentalen Funktionen des Organs in vielen Fällen geschädigt, es sei denn, die resezierte Stelle oder der fehlerhafte Teil der Organe oder dergleichen wird ersetzt oder repariert oder vergrößert (d.h. kompensiert), und zwar mit einer membranartigen Substanz, die das Gewebe solcher Organe bedeckt.
Wenn die Behandlung nicht vollständig durchgeführt wird, wird der Patient infolge einer Funktionsstörung des Organs sterben, oder selbst wenn der Patient die Krise übersteht, besteht eine oft beobachtete Tendenz darin, dass die Prognose ziemlich schlecht ist. Im Hinblick auf eine unzureichende Nahtmaterialfixierung an der membranartigen Substanz in einem Prothesenteil oder einem kompensierten Teil können, selbst wenn die Funktion des behandelten Organs aufrecht erhalten werden kann, Körperflüssigkeiten, Verdauungssäfte oder Inhalte, die exsudiert werden oder aus dem Organ auslecken, eine Infektion verursachen oder einen Angriff oder eine Erosion anderer Organe unter eventueller Gefährung des Lebens verursachen.
Außerdem tritt sehr häufig eine Adhäsion der membranartigen Substanz an diesen Prothesenteilen oder Kompensationsteilen auf und als Folge kann im Lauf der Zeit eine Dysfunktion des Organs induziert werden. Um solche Probleme zu lösen, wurden membranartige Substanzen oder Adhäsionsverhindernde Membranen aus verschiedenen Materialien zur Bedeckung des Organs oder des Gewebes des Organs entwickelt.
Es ist ein chirurgisches Wundverbandmaterial bekannt, bei dem eine Faservlies-Schicht, die aus Collagenfasern hergestellt ist, mit Aldehyden behandelt ist, damit sie Wasserbeständigkeit hat, und in dem die Fasern mit Collagen aneinander gebunden sind (ungeprüfte japanische Patentpublikation Nr. 1411910/1975). Da die Oberfläche des Verbandmaterials mit einem Vernetzungsmittel behandelt ist, hat das Material allerdings eine schlechtere Bioverträglichkeit oder ist bei der Führung der Geweberegenerierung schlechter. Außerdem ist es ungewiss, ob das Verbandmaterial so wirken kann, dass es eine ausreichende Nähfestigkeit hat oder eine Adhäsion einer Wunde verhindert, obgleich es die Wunde bedeckt.
In der oben beschriebenen herkömmlichen Technik weist die eine Adhäsion-verhindernde Membran unzureichende, eine Adhäsionsverhindernde Wirkung, ungenügende Nähfestigkeit, ungenügende Bioverträglichkeit und ungenügende Zersetzungs- und Absorptionsfähigkeit in einem lebenden Körper auf und insbesondere kann die Membran diese Charakteristika nicht gleichzeitig aufweisen. Daher besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die herkömmlichen Probleme von einer Adhäsion-verhindernden Membran, welche eine unzureichende Nähfestigkeit, ungenügende Bioverträglichkeit oder ungenügende Abbau- und Absorptionsfähigkeit in einem lebenden Körper, wie auch unzureichende, eine Adhäsion-verhindernde Wirkung umfassen, gleichzeitig zu lösen.
Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat als verbesserte medizinische Membran, die nur Tiercollagen verwendet, eine medizinische Collagenmembran aus einer Faservlies-Schicht vorgeschlagen, welche vernetztes Collagen umfasst, wobei wenigstens eine Oberfläche einer Membran mit einer Collagenbeschichtung überzogen ist (japanische Patentanmeldung Nr. 264891/1998). Da die Oberfläche der Membran nicht mit einem Vernetzungsmittel vernetzt ist, weist die Membran im Vergleich zu einem chirurgischen Wundverbandmaterial, in dem eine Faservlies-Schicht, die aus Collagenfasern besteht, mit Aldehyden behandelt wird, um Wasserbeständigkeit zu erreichen, und in der die Fasern untereinander mit Collagen gebunden sind, verbesserte Bioverträglichkeit, verbesserte Führung der Geweberegenerierung und dergleichen auf (ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 141190/1975). Ein weiteres Merkmal der Membran ist auch, dass sie einen weiten Anwendungsbereich für chirurgische Verfahren hat, wie z.B. bei der Kompensation oder Prothese verschiedener Organe, da die Membran mit Hilfe eines Nahtmaterials direkt an den Organen fixiert werden kann. Außerdem hat die Membran speziell eine Festigkeit, die ausreicht, um eine Fixierung mit Nahtmaterial auszuhalten, wenn man Vergleiche zu einem Pflaster für ei ne viszerale Chirurgie anstellt, das aus zwei Schichten besteht: (1) einer porösen Schicht aus faserförmigem Collagen und (2) Collagen und/oder einer Gelatinemembran (japanisches Patent Nr. 2775115). Daher ist es möglich, dass die Membran mit einem allgemeinen und billigen chirurgischen Nahtfaden fester an Anwendungsstellen fixiert wird als dies bei einer Fixierung mit nur einem biologischen Kleber der Fall ist; charakteristischerweise wird ein weiter Bereich chirurgischer Anwendungen bereitgestellt.
Allerdings hat die obige verbesserte Membran die Schwierigkeit, ausreichende, eine Adhäsion-verhindernde Eigenschaften zu erhalten, da das Ausgangsmaterial der Membran Collagen ist, das von einem Tier stammt, und eine Adhäsion, Proliferation und Verbreitung von Zellen fördert.
Daher besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer nähbaren und die Adhäsion verhinderenden Membran für eine geführte Geweberegenerierung, die ausgezeichnete Nähfestigkeit, ausgezeichnete Bioverträglichkeit und ausgezeichnete Führung der Geweberegenerierung hat und die außerdem die Adhäsion-verhindernde Eigenschaften aufweist.
Schließlich wird auf EP 0 943 346 A1 Bezug genommen, die ein Collagenmaterial offenbart, welches ein Laminat umfasst, in dem eine faservliesartige Multischichtstruktur aus ultrafeinen Collagenfasern zwischen Schichten aus nicht-faserartigem Collagen angeordnet ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Als Ergebnis von ausgedehnten Untersuchungen zur Lösung dieser Probleme hat der benannte Erfinder gefunden, dass bei Verwendung von mindestens einer Schicht aus einem Faservlies, die aus Collagenfasern hergestellt ist, zur Bildung einer Membran oder einer Schicht aus einem Faser vlies, die aus Collagenfasern und einer Schwammschicht, hergestellt aus Collagen, hergestellt worden ist, zur Bildung einer membranartigen Substanz mit einer laminierten Struktur und wenn eine Überzugsschicht, enthaltend Gelatine oder Hyaluronsäure, auf der Oberfläche der Membran oder der membranartigen Substanz vorgesehen ist, eine gewünschte Membran gebildet wird, die eine ausreichende Nähfestigkeit, eine gute Bioverträglichkeit, die Eigenschaft, die Geweberegenerierung zu fördern, und einen genügenden, die Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernden Effekt hat. Auf diese Weise wurde die vorliegende Erfindung vervollständigt.
Gegenstand der Erfindung ist eine nähbare Membran für die geführte Geweberegenerierung, umfassend eine Membran, die mindestens eine Schicht aus einem Faservlies, hergestellt aus Collagenfasern hat, oder eine laminierte membranartige Substanz, die mindestens eine Schicht aus einem Faservlies, hergestellt aus Collagenfaser, und mindestens eine Schwammschicht, hergestellt aus Collagen, aufweist, die dadurch gekennzeichnet ist, dass wenigstens eine Oberfläche der Membran oder der laminierten membranartigen Substanz mit mindestens einer Überzugsschicht aus Gelatine oder Hyaluronsäure versehen ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die 1 bis 4 sind Fließschemen, die die in den Beispiel 1, 2, 6 bzw. 7 beschriebenen Verfahren zur Herstellung von nähbaren, die Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernde Membran gemäß der Erfindung erläutern.
Detaillierte Beschreibung
Derzeit ist der einfachste und wirksamste Weg zur Adhäsionsverhinderung, einen Kontakt zwischen Geweben, die durch Schäden oder Erkrankungen beschädigt worden sind, und anderen Geweben, die die Möglichkeit haben, das beschädigte Gewebe physikalisch zu berühren, mittels einer Schranke zu vermeiden. Jedoch bewirkt eine Schranke bzw. eine Schrankenschicht, die aus synthetischen Fasern und dergleichen hergestellt worden ist, verschiedene Nachteile, wie eine exzessive Verkalkung, eine xenobiotische Reaktion, eine Entzündungsreaktion und ähnliches wegen einer nicht-ausreichenden Bioverträglichkeit. Demgemäß sollte das Schrankenmaterial selbst die Adhäsion bzw. die Anhaftung von beschädigten oder schadhaften Geweben an anderen, diesen entsprechenden Geweben nicht vermitteln. Hyaluronsäure, Gelatine und dergleichen werden als Materialien aufgelistet, die diesem Erfordernis genügen. Sowohl die Hyaluronsäure als auch die Gelatine sind dazu imstande, als viskose wässrige Lösungen behandelt zu werden und als Gel durch verschiedene Verarbeitungsverfahren verwendet zu werden.
Da diese Materialien hauptsächlich aus dem lebenden Körper von Tieren oder dergleichen extrahiert und gereinigt werden, hat es ihre gute Bioverträglichkeit bereits gestattet, sie für den praktischen Gebrauch in Arzneimitteln und auf anderen verschiedenen medizinischen Gebieten zu verwenden. Wenn weiterhin die Materialien in einen lebenden Körper implantiert werden, dann werden die Gelatine- oder die Hyaluronsäuremoleküle kontinuierlich während Zersetzungs- und Absorptionsprozessen freigesetzt, wodurch eine Viskosität ausgeübt wird, die die hydrophilen Eigenschaften konsekutiv aufrechterhält. Als Ergebnis ist es so, dass, selbst wenn sich die Materialien mit Teilen von beschädigten oder fehlerhaften Geweben in Kontakt befinden, sie doch auch die charakteristische Eigenschaft haben, dass es schwierig ist, eine physikalische Bindung oder Adhäsion bzw. Anhaftung zu bewirken.
Als Beispiele für Techniken unter Verwendung dieser charakteristischen Eigenschaften können die Herstellung von Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernde Membranen, medizini scher Materialien oder dergleichen, die unter Verwendung von Hyaluronsäure hergestellt worden sind, genannt werden. Solche Techniken werden z.B. in der japanischen nicht-geprüften Patentpublikation Nr. 73103/1994 und der japanischen geprüften Patentpublikation Nr. 30124/1995, dem registrierten japanischen Patent Nr. 2670996, den japanischen nicht-geprüften Patentpublikationen Nrn. 333402/1986 und 234864/1986, dem japanischen registrierten Patent Nr. 2648308, den japanischen nicht-geprüften Patentpublikationen Nrn. 157378/1996, 296005/1997, 102002/1995 und 509386/1995 und dergleichen beschrieben. Jedoch kann weder in den oben genannten Druckschriften, noch in anderen Druckschriften eine Technik gefunden werden, derzufolge nicht nur ein die Adhäsion-verhindernder Effekt, sondern auch eine Induktion der Geweberegenerierung und der mechanischen Festigkeit, die ausreichend ist, um eine Nähen auszuhalten, gefunden werden.
Beispiele von Techniken, bei denen Gelatine in Erwartung eines die Adhäsion-verhindernden Effekts verwendet wird, sowie der Verwendung von Hyaluronsäure werden zwar in der japanischen nicht-geprüften Patentpublikation Nrn. 103479/1997 und 52204/1997 beschrieben, jedoch hat keine dieser in diesen Publikationen beschriebenen Techniken einen Erfolg in der Bereitstellung eines medizinischen Materials gehabt, das gleichzeitig den drei Erfordernissen, nämlich des die Adhäsion-verhindernden Effekts, der mechanischen Festigkeit, die dazu imstande ist, eine Nähfixierung zu erreichen, und der Geweberegenerierung genügt.
Die hierin verwendete Bezeichnung „nähbar" bedeutet einen solchen Zustand, dass eine Membran an einem Teil der Membran, z.B. an zwei oder mehreren Punkten davon, an einem implantierten Teil in einem lebenden Körper fixiert bzw. befestigt werden kann. Beispiele hierfür sind fehlerhafte Stellen im Pericardium, der cerebralen Dura Mater, der Pleura, dem Darmchorion und dergleichen oder ein resek tierter Teil in der Lunge, der Leber oder dergleichen, wobei ein üblicher, in der Chirurgie verwendeter Faden verwendet worden ist. Diese Bezeichnung bedeutet auch, dass die Membran in einem Zustand gehalten werden kann, dass die Membran sich nicht leicht verschiebt, abfällt oder sich von der durch die Naht fixierten Position wegbewegt oder dass sie sich während einer bestimmten Zeitperiode nicht verformt.
Die hierin verwendete Bezeichnung „geführte Geweberegenerierung" bedeutet, dass die die Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernden Membranen, die in fehlerhafte Stellen oder Organe in einem Gewebe transplantiert worden sind, die Eigenschaft haben, dass sie die Regenerierung des Gewebes induzieren. Speziell bedeutet diese Eigenschaft einen Zustand, dass ein natürlicher Heilungs- und Regenerierungsprozess glatt ablaufen kann, ohne dass eine Hemmung der normalen Regenerierung der Körpergewebe erfolgt, was oftmals der Fall ist, wenn eine künstliche Zusammensetzung, wie eine synthetische hochmolekulare Verbindung, verwendet wird.
Die hierin verwendete Bezeichnung „Bioverträglichkeit" bedeutet den Grad bzw. das Ausmaß von immunologischen und histologischen Reaktionen in einem lebenden Körper, wenn ein künstliches Produkt in den Körper implantiert wird. Die Bestimmung erfolgt durch eine Entzündungsreaktion oder dergleichen, die mit dem bloßen Auge beobachtet werden kann.
Die hierin verwendete Bezeichnung „Adhäsion bzw. Anhaftung" bedeutet eine Agglutinierung oder Adhäsion bzw. Anhaftung zwischen Organen oder Geweben, die voneinander im wesentlichen getrennt sein sollten. Diese Adhäsion bzw. Anhaftung wird durch Beobachtung mit dem bloßen Auge ermittelt. Die die Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernde Membran gemäß der vorliegenden Erfindung enthält keinerlei synthetisches Material, wie synthetische Fasern, sondern, sie verwendet als Haupt-Ausgangsmaterialien Collagen und Gelatine oder Collagen und Hyaluronsäure, die von Tieren stammende Materialien sind, und Verfahren zur Verformung dieser Materialien zu einem Faservlies oder einem Schwamm. Die verarbeiteten Materialien werden zu Schichten einer laminierten Struktur von höchstens 2 bis 10 Schichten, vorzugsweise 3 bis 5 Schichten, verarbeitet.
Es scheint so zu sein, dass in der die Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernden Membran die Schicht aus dem Faservlies hauptsächlich eine ausreichende Nähfestigkeit der Membrane liefert, dass die Schicht aus dem Collagenschwamm hauptsächlich die Bioverträglichkeit und die Förderung der Geweberegenerierung liefert und dass die aus Gelatine oder Hyaluronsäure gebildete Überzugsschicht eine Bioverträglichkeit und einen die Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernden Effekt auf die umgebenden Gewebe ausübt.
Die erfindungsgemäße die Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernde Membran besteht vollständig aus Collagen und Gelatine oder Hyaluronsäure, die beide tierischer Herkunft sind, so dass die Membran eine ausgezeichnete Verträglichkeit hat. Weiterhin kann sie allmählich in einem lebenden Körper zersetzt und absorbiert werden, dass sie vollständig zersetzt und absorbiert wird, wo sie ist. Bei dem Zersetzungs- und Absorptionsprozess übt die Schicht aus dem Collagenschwamm hauptsächlich die charakteristischen Eigenschaften des Collagens, wie die hämostatische Reaktion und die Adhäsion, die Proliferation und die Extension der Zellen aus, wodurch die Regenerierung des Gewebes in einem Gewebe oder einem Organ, in das die Membran implantiert worden ist, gefördert wird.
Auch verbleibt die Schicht aus dem Faservlies aus Collagen als Basis zur Kompensation von Prothesen oder zur Versiegelung von fehlerhaften Teilen oder dergleichen in einem lebenden Körper bis zur vollständigen Regenerierung der Teile des Gewebes. Die Schicht aus dem Faservlies aus Collagen behält ihre Festigkeit über eine bestimmte Zeitspanne nach der durch Nähen erfolgten Fixierung der Membran und sie wird dann ähnlich wie die Schwammschicht aus Collagen zersetzt und absorbiert. Da diese Schicht aus dem Faservlies ebenfalls aus Collagen besteht, kann die Schicht nicht nur ihre Festigkeit aufrechterhalten, sondern sie kann auch in signifikanter Weise Eigenschaften zeigen, die ähnlich sind wie diejenigen des oben beschriebenen Schwamms aus Collagen. Weiterhin kann die äußerste Schicht, die Gelatine oder Hyaluronsäure enthält, die Adhäsion bzw. Anhaftung zwischen beschädigten oder fehlerhaften Teilen und umgebenden Geweben verhindern, aufgrund ihrer Viskosität und ihrer Depotwirkung.
Die Verhinderung dieser Adhäsion bzw. Anhaftung dauert über eine Zeitspanne an, während der die Gewebe der beschädigten oder fehlerhaften Teile regeneriert und bis zu einem Ausmaß geheilt werden, dass eine Adhäsion bzw. Anhaftung zwischen den Geweben davon und den umgebenden Geweben im natürlichen Zustand nicht stattfindet. Da die die die Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernde Membran in der Erfindung besonders dazu geeignet ist, vernäht zu werden, kann sie direkt an einen fehlerhaften oder beschädigten Teil in einem lebenden Körper fixiert werden. Es ist daher möglich, ein haftfähiges Teil und ein fehlerhaftes oder beschädigtes Teil voneinander zu trennen und einen guten, die Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernden Effekt auszuüben, ohne dass ein Bewegen, ein Herabfallen oder ein Abweichen von dem implantierten Teil in einem lebenden Körper stattfindet. Diese Eigenschaft ist in herkömmlichen, die Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernden Membranen beobachtet worden.
Repräsentative Collagenmaterialien, die erfindungsgemäß verwendet werden können, schließen solubilisiertes Colla gen, wie Enzym-solubilisiertes Collagen, sauer solubilisiertes Collagen, alkalisch solubilisiertes Collagen oder neutral solubilisiertes Collagen ein. Das solubilisierte Collagen ist ein solches, das mit einem proteolytischen Enzym, wie z.B. Pepsin, Tripsin, oder mit einem Alkali solubilisiert worden ist. Es wird erhalten, indem zur gleichen Zeit, wie die Solubilisierung erfolgt, eine Behandlung zur Entfernung eines Telopeptids durchgeführt wird, das eine antigene Determinante von Collagen ist. Üblicherweise ist ein für medizinische Zwecke geeignetes Atelocollagen besonders gut verwendbar. Das solubilisierte Collagen kann leicht aus Tieren durch die folgenden bekannten Techniken erhalten werden (JP-PSen Nrn. 15033/1969, 259839/1968, 27513/1968 und andere).
Weiterhin ist die Quelle für das erfindungsgemäß verwendete Collagen keinen speziellen Begrenzungen unterworfen, sondern diese schließt im Allgemeinen Rinder, Schweine, Geflügel, Fische, Kaninchen, Schafe, Urin und Menschen ein. Das Collagen wird aus der Haut, aus Sehnen, aus Knochen, aus Knorpeln, aus Organen und dergleichen dieser Quellen durch verschiedene bekannte Extraktionsverfahren hergestellt. Weiterhin werden an das Collagen, das in Typ I, Typ III oder dergleichen klassifiziert werden kann, keine besonderen Begrenzungen angelegt, doch ist im Hinblick auf die Handhabung der Typ I am besten geeignet.
Das Lösungsmittel zur Solubilisierung des Collagens ist im Hinblick auf die Handhabung vorzugsweise Wasser.
Gewöhnliche Gelatine, entsprechend dem japanischen Arzneimittelbuch, ist geeignet.
Jede Hyaluronsäure, die sich von Tieren oder von Bakterien ableitet, kann verwendet werden, doch ist Hyaluronsäure medizinischer Qualität besonders gut geeignet.
Um die Schicht aus dem Faservlies mit einer ausreichenden Festigkeit der nähbaren Membran zu erhalten, wird die obige Lösung des Collagens in ein Koagulierungsbad extrudiert, um Fasern zu bilden. Die Fasern werden übereinander kreuzförmig in mehrfachen Schichten an den Boden des Koagulierungsbads gelegt. Ansonsten werden die extrudierten Fasern auf einer Platte in bestimmter Richtung aufgewickelt, um eine Schicht aus Faservlies mit parallelen Linien von Fasern zu bilden. Eine Faseraggregation, bei der die Fasern einen Durchmesser von 5 μm bis 1,0 mm, vorzugsweise 10 μm bis 1,0 mm und mehr bevorzugt 20 bis 300 μm besitzen, wird erhalten. Die Schüttdichte (Faserdichte) der Faseraggregation beträgt 5 × 10^–4 bis 5 g/cm³, vorzugsweise 1,0 × 10^–3 bis 2, 0 g/cm³. D.h. die oben beschriebene Lösung des Collagens wird kontinuierlich nassversponnen und die hierdurch erhaltenen langen Fasern werden in ein geeignetes Gefäß überführt und so angeordnet, dass sie kreuzförmig übereinander, jedoch nicht in einer einzigen Richtung, z.B. mit einem Winkel von ungefähr 90° angeordnet werden.
Alternativ können die langen Fasern, die kontinuierlich durch die Öffnungen extrudiert worden sind, und die in dem Spinnbad koaguliert worden sind, auf einer Platte in einer bestimmten Richtung aufgewickelt werden, um ein Faservlies mit parallelen Linien von Fasern zu bilden.
Dann wird das Faservlies (das faserartige Material) erhalten, das durch Vakuumtrocknen, durch natürliches Trocknen, durch Trocknen bei niedriger Temperatur, durch Gebläsetrocknen oder dergleichen flockenförmig gemacht wird. Es ist wichtig, dass das Collagen bei einer Denaturierungstemperatur oder niedriger des verwendeten Collagens bei jeder Trocknungsmethode getrocknet wird, um eine Denaturierung des Collagens zu verhindern. Daher liegt die Temperatur vorzugsweise innerhalb eines Temperaturbereichs von etwa 35 bis 45°C, der von den Typen des verwendeten Collagens abhängt. Eine Niedertemperaturtrocknung oder eine Trocknung im Vakuum ist besonders zu bevorzugen.
Bei einem anderen Weg wird ein faserartiges Material mit kurzen Stapelfasern durch ein Verfahren hergestellt, bei dem entweder ein kontinuierliches Verspinnen oder ein nicht-kontinuierliches Verspinnen durchgeführt wird. Dabei werden die erhaltenen Fasern nach einem intermittierenden Extrudieren beim nicht-kontinuierlichen Verspinnen oder beim üblichen kontinuierlichen Verspinnen zerschnitten. Es ist auch möglich, das Faservlies (das faserartige Material) durch Trocknen der Stapelfasern in einem gleichförmig dispergierten Zustand in einem Gefäß mit geeigneter Größe durch ein Vakuumtrocknen, ein natürliches Trocknen oder dergleichen zu erhalten.
Die Konzentration der Lösung des Collagens, die für das Verspinnen verwendet wird, ist fakultativ, je nach dem Typ des verwendeten Collagens, und es ist jede beliebige Konzentration geeignet, wenn die Lösung spinnfähig ist. Üblicherweise beträgt die Konzentration 0,1 bis 20 Gew.-%, wobei eine Konzentration von etwa 1 bis 10 Gew.-% für das Nassverspinnen besonders gut geeignet ist. weiterhin ist auch die Extrudierungsgeschwindigkeit des solubilisierten Collagens beim Verspinnen davon und die Aufwicklungsgeschwindigkeit der erhaltenen Fasern beliebig wählbar, solange es sich um eine Geschwindigkeit innerhalb eines verspinnbaren Bereichs handelt.
Die Einrichtung, die für das Verspinnen der Lösung des solubilisierten Collagens geeignet ist, kann eine Getriebepumpe oder eine Abgabevorrichtung für allgemeine Zwecke sein oder es kann sich um verschiedene Extrudierungseinrichtungen und dergleichen handeln. Bevorzugt wird jedoch eine Einrichtung, die die Lösung des Collagens in einer fixierten Menge stabil mit einer minimalen Pulsierung extrudieren kann, um eine gleichförmige Verspinnung zu erzielen.
Weiterhin ist der Durchmesser der Öffnung des Spinnkopfs oder der Nadel, die für das Verspinnen verwendet wird, keinen besonderen Begrenzungen unterworfen, solange wie das Verspinnen möglich ist. Eine zu große Öffnung ist deswegen von Nachteil, weil es schwierig ist, aus dem faserartigen Material eine membranartige Substanz herzustellen, weil das Faservlies in diesem Fall zu voluminös ist. Andererseits ist auch eine extrem enge Öffnung deswegen von Nachteil, weil es schwierig ist, eine ausreichende Festigkeit der Membran zu erhalten. Demgemäß liegt der Durchmesser der Öffnung gewöhnlich in einem Bereich von 5 μm bis 1 mm, vorzugsweise 50 bis 700 μm. Die Zahl der Öffnungen des Spinnkopfs ist ein oder mehrere. weiterhin ist auch die Gestalt der Öffnungen keinen besonderen Begrenzungen unterworfen, wobei eine schlitzartige Gestalt oder andere verschiedene Gestalten eingesetzt werden können, solange wie das Verspinnen möglich ist. Weiterhin ist ebenfalls die Länge der Öffnung des Spinnkopfs keinen Begrenzungen unterworfen, wobei jedoch längere Öffnungen bevorzugt werden, um die Collagenmoleküle in den solubilisierten Collagenmolekülen soweit wie möglich zu orientieren.
Das Koagulierungsbad beim Nassverspinnen ist keinen Begrenzungen unterworden, wenn es möglich ist, im Allgemeinen das Collagen zu koagulieren. Geeignete Bäder schließen wässrige Lösungen von anorganischen Salzen, organische Lösungsmittel, enthaltend solubilisiertes anorganisches Salz darin, Alkohole, Ketone und eine Kombination dieser Materialien ein. Unter diesen Koagulierungsbädern enthält z.B. eine wässrige Lösung eines anorganischen Salzes Natriumsulfat, Natriumchlorid, Ammoniumsulfat, Calciumchlorid, Magnesiumchlorid und dergleichen, wobei aber Natriumchlorid, Natriumsulfat und Ammoniumsulfat für das Verspinnen besonders gut geeignet ist. Diese anorganischen Salze kön nen in Alkohol oder Aceton aufgelöst oder dispergiert werden, um ein organisches Lösungsmittel, enthaltend solubilisierte anorganische Salze, herzustellen, das gleichfalls als Bad verwendet werden kann. Insbesondere ist eine Lösung, in der Natriumchlorid in Ethanol aufgelöst oder dispergiert ist, zu bevorzugen.
Weiterhin schließen geeignete Alkohole Methanol, Ethanol, Isopropanol, Amylalkohol und dergleichen ein, wobei insbesondere Ethanol für medizinische Zwecke bevorzugt wird. Die Ketone schließen Aceton, Methylethylketon und dergleichen ein.
Bei Kombination mit verschiedenen Vernetzungsmitteln, wie untenstehend beschrieben, dient die Lösung für die Koagulierung nicht nur einfach als Koagulierungsbad, sondern sie ist auch für eine Vernetzungsbehandlung sowie die Koagulierung des Collagens verwendbar. Wenn beispielsweise eine Mischlösung von Ethanol und Glutaraldehyd für ein Bad sowohl für die Koagulierung als auch für die Vernetzung verwendet wird, dann können beide Prozesse gleichzeitig durchgeführt werden und das Vernetzen kann in der Weise erfolgen, dass die gesponnenen Collagenfasern so wie sie sind in das Bad eingetaucht werden. Diese gleichzeitig ablaufenden Prozesse vereinfachen nicht nur das Gesamtverfahren, sondern sie sind auch in hohem Ausmaß günstig, um verdünnte Collagenlösungen zu verspinnen oder um Fasern mit dünnem Durchmesser zu spinnen.
Von den Verfahren zur Bildung der oben beschriebenen Schicht aus dem Faservlies wird untenstehend ein besonders bevorzugtes spezielles Beispiel beschrieben. Der Spinnkopf für die Extrudierung des Collagens hat einen Durchmesser der Öffnung von etwa 200 μm und eine Länge der Öffnung von etwa 15 bis 20 mm und die Lösung des solubilisierten Collagens wird ohne Pulsierung durch den Spinnkopf mittels einer Abgabeeinrichtung oder dergleichen extrudiert und dann zweckmäßig in einem Koagulierungsbad aus 99,5 Vol.-%igem Ethanol nass versponnen. Wenn das solubilisierte Collagen in ein Koagulierungsbad aus 99,5 Vol.-%igem Ethanol extrudiert wird, dann wird der Extrudierungsspinnkopf bewegt, wenn es erforderlich ist, so dass kontinuierlich die Fasern extrudiert werden, die versponnen werden, und dass die Fasern übereinander verkreuzt oder aufgelegt werden in beliebiger Richtung, um Schichten der Fasern zu bilden. Nach der Mehrfachverschichtung der Fasern wird die Koagulierungslösung entfernt und die Fasern werden erneut mit Ethanol gewaschen und dann einem Trocknen im Vakuum unterworfen, um faserartige Materialien zu erhalten, die in ausgezeichneter Weise weich sind. Dieses Verfahren ist besonders hinsichtlich der Vereinfachung oder der Verkürzung des Prozesses und der Wirtschaftlichkeit wegen der gleichzeitig erfolgenden Verspinnung und Bildung eines Faservlieses günstig.
Das obige Beispiel ist repräsentativ, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, solange wie die faserartigen Materialien erhalten werden können. So können z.B. die oben beschriebenen kurzen Stapelfasern eingesetzt werden. Es ist möglich, die Bedingungen hinsichtlich der Art des Koagulierungsbads, der Verwendung oder der Nicht-Verwendung eines gemischten Bads aus Koagulierungsbad und Vernetzungsmittel oder des Trocknungsverfahrens oder einer Veränderung der Kombination der Bedingungen Veränderungen durchzuführen, ohne dass Nachteile bewirkt werden.
Vorzugsweise wird die nach dem obigen Verfahren erhaltene Schicht aus dem Faservlies weiter vernetzt, um eine ausreichende Nähfestigkeit zu erhalten. Dies deswegen, weil die Vernetzung die physikalische Festigkeit insbesondere bei nassen bzw. feuchten Bedingungen verbessert. Somit kann die erforderliche Festigkeit für das Vernähen in genügendem Ausmaß gewährleistet werden. Weiterhin verlängert auch die Vernetzung in ausgeprägter Weise den erforderli chen Zeitraum für die Zersetzung und Absorption der Membran nach ihrer Implantation in einen lebenden Körper im Vergleich zu dem Fall, dass eine Vernetzung nicht durchgeführt wird.
Aufgrund der Vernetzungsbehandlung kann die Membran in einem lebenden Körper unter Aufrechterhaltung der erforderlichen Festigkeit der Membran bis zu einer Rekonstruktion einer beschädigten Oberfläche und bis zu der Vervollständigung der Regenerierung des Gewebes nach der Reparatur eines fehlerhaften Teils des Körpers, nach der Verstärkung bzw. Vermehrung oder dem Ersatz verbleiben. Hierdurch werden Fehlfunktionen von Organen oder Geweben, die auf einen Defekt zurückzuführen sind, verhindert.
Die Vernetzungsverfahren werden grob in physikalische Vernetzungsverfahren und chemische Vernetzungsverfahren eingeteilt. Die chemischen Vernetzungsverfahren schließen eine Vernetzung mittels Röntgenstrahlen, Ultraviolettstrahleln, Elektronenstrahlen, Plasmabehandlung, thermischer Dehydratisierung etc. ein. Andererseits schließt ein repräsentatives Beispiel der chemischen Vernetzungsverfahren eine Behandlung mit Aldehyden, wie einem Dialdehyd und Polyaldehyd, Epoxyverbindungen, Carbodiimiden, Isocyanatverbindungen, Tanninen, Chrom etc. ein. Von diesen schließen verwendbare Aldehyde Formaldehyd, Glutaraldehyd, Glyoxal, Malondialdehyd, Succinyldialyhde, Phthalaldehyd, Dialdehydstärke, Polyacrolein, Polymethacrolein und dergleichen ein, jedoch kann jeder beliebige Aldehyd zum Einsatz kommen, solange er eine Vernetzungsreaktion mit dem Collagen bewirkt. Epoxyverbindungen schließen Glycerin-diglycidylether, Sorbit-diglycidylether, Ethylenglykol-diglycidylether, Polyethylenglykol-diglycidylether, Polyglycerinpolyglycidylether und dergleichen ein. Auch andere Epoxyverbindungen, die dazu imstande sind, eine Vernetzungsreaktion mit Collagen zu bewirken, sind verwendbar. Obgleich ein besonders geeignetes Beispiel von Carbodiimiden ein wasserlösliches Carbodiimid ist, kann doch jedes beliebige Carbodiimid zum Einsatz kommen, solange eine ähnliche Reaktion bewirkt wird. Repräsentative Beispiele für Isocyanatverbindungen schließen Hexamethylendiisocyanat, Tolylendiisocyanat und dergleichen ein. Jedoch sind die verwendbaren Isocyanate nicht auf diese beschränkt und es können alle beliebigen Isocyanate, die zwei oder mehrere Isocyanatgruppen haben, die sich an der Vernetzungsreaktion beteiligen, für die Vernetzung des Collagens eingesetzt werden.
Das durch das Verspinnen und die anderen Maßnahmen gemäß dem oben beschriebenen Verfahren erhaltene Faservlies (faserartige Material) kann weiterhin komprimiert werden, um eine höhere Nähfestigkeit zu erhalten. Die Komprimierung gestattet es, dass die Schicht aus dem Faservlies ihre Faserdichte erhöht, wodurch eine zu bevorzugende membranartige Substanz mit größerer Festigkeit hergestellt wird.
Das Collagen-Faservlies kann mittels allgemeiner Pressen komprimiert werden. Jedoch ist es im Hinblick auf die vorgesehende medizinische Verwendung zu bevorzugen, das Vlies zu komprimieren, während es aseptisch mit einem genügend zähen sterilisierten Verpackungsmaterial, z.B. einer Aluminiumverpackung, oder einem Verpackungsmaterial aus einem Harz mit hoher Festigkeit, aseptisch verpackt ist.
Der Druck für die Komprimierung des Faservlieses ist keinen Begrenzungen unterworfen, solange er den Körper der Schicht aus dem Faservlies nicht zerreißt und gewöhnlich ist ein zu bevorzugender Druck 10 kp/cm² bis 1000 kp/cm².
Die Schicht aus dem Faservlies wird vorzugsweise soweit wie möglich komprimiert und verdünnt, dass nicht nur die Schüttdichte (Faserdichte) zum Zwecke der Verbesserung der Festigkeit erhöht wird, sondern auch im Hinblick auf die Handhabung bei medizinischen Anwendungen, wenn die Schicht aus dem Faservlies zu ihrer Endform einer die Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernden Membran mit geschichteter Struktur verarbeitet wird. Die so verdünnten und laminierten Schichten aus dem Faservlies haben eine mehrschichtige Struktur, so dass eine die Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernde Membran mit ungleich höherer Nähfestigkeit erhalten werden kann. Die Schüttdichte nach der Komprimierung (Faserdichte) beträgt vorzugsweise 0,1 bis 5 g/cm³.
Zur Verbesserung der physikalischen Festigkeit der Schicht aus dem Faservlies oder der komprimierten Schicht aus dem Faservlies, erhalten nach dem oben beschriebenen Verfahren, kann eine Behandlung mit einem Bindemittel durchgeführt werden. Das Bindemittel ist vorzugsweise eine Lösung eines solubilisierten Collagens. Dies ist ein Verfahren, bei dem die Schicht aus dem Faservlies oder die Schicht us dem komprimierten Faservlies in die Lösung von solubilisiertem Collagen eingetaucht wird und dann durch ein geeignetes Trocknungsverfahren, wie ein natürliches Trocknen, ein Trocknen an der Luft, ein Trocknen im Vakuum oder ein Trocknen bei niedriger Temperatur, getrocknet wird, so dass die Fasern in der Schicht aus dem Faservlies miteinander kombiniert werden und sie zu einem membranartigen Gebilde machen.
Die physikalische Festigkeit der durch diese Behandlung mit dem Bindemittel erhaltenen membranartigen Substanz ist im Vergleich zu derjenigen einer einfachen Schicht aus Faservlies erheblich verbessert, so dass auch die Nähfestigkeit in beträchtlicher Weise verbessert worden ist. Zusätzlich können diese Eintauch- und Trocknungsprozesse mehrere zehn Mal oder mehr ohne irgendwelche Nachteile wiederholt werden, und zwar in Abhängigkeit von der erforderlichen physikalischen Festigkeit.
Jedoch kann, wenn die Schicht aus dem Faservlies oder die komprimierte Schicht aus dem Faservlies nicht vernetzt worden ist, die Schicht aus dem Faservlies selbst in der Lösung des solubilisierten Collagens aufgelöst werden, wenn sie in diese bei der Behandlung mit dem Bindemittel eingetaucht wird. Daher wird die Schicht aus dem Faservlies vorzugsweise durch das obige oder durch andere Verfahren vernetzt. Weiterhin besteht zusammen mit der Eintauchbehandlung ein Verfahren, bei dem die Lösung des solubilisierten Collagens in ein geeignetes Gefäß oder in eine geeignete Form, enthaltend die Schicht aus dem Faservlies, eingebracht wird und ein Verfahren, bei dem die Lösung des solubilisierten Collagens direkt auf die Schicht aus dem Faservlies aufgebracht wird, um die physikalische Festigkeit der Schicht aus dem Faservlies zu verbessern.
Eine Schwammschicht, hergestellt aus Collagen, ist in der vorliegenden Erfindung eine mikroporöse Collagenschicht und der Porendurchmesser variiert je nach dem Typ des Collagens, dem Herstellungsverfahren etc. Der Prozentgehalt der Poren in der Schwammschicht (das Porenverhältnis) beträgt gewöhnlich 10 bis 90%.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat die membranartige Substanz eine bis sechs, vorzugsweise eine bis drei Schichten der Schicht aus dem Collagen-Faservlies. Die genannte membranartige Substanz hat eine Schicht von 0,05 mm bis 100 mm, vorzugsweise 0,1 mm bis 50 mm, mehr bevorzugt 0,2 mm bis 40 mm. Die Oberfläche der membranartigen Substanz ist eine Schicht aus Gelatine oder Hyaluronsäure. Vorzugsweise sind ein bis vier Schichten von Gelatine oder Hyaluronsäure enthalten und jede Schicht liegt in Form eines Films oder eines Schwamms mit einer Dicke von 0,05 mm bis 20 mm vor.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht aus einer membranartigen Substanz, die eine laminierte Struktur hat und die eine Schicht aus Faservlies von Collagenfasern und eine Schwammschicht, die aus Colla gen hergestellt worden ist, umfasst. Insbesondere hat die Schicht aus dem Collagen-Faservlies eine Dicke von 0,05 mm bis 100 mm, vorzugsweise 0,1 mm bis 50 mm, mehr bevorzugt 0,2 mm bis 40 mm, und die Collagen-Schwammschicht hat eine Dicke von 0,05 mm bis 20 mm, vorzugsweise 0,1 mm bis 20 mm. Die erfindungsgemäße membranartige Substanz hat eine bis sechs Schichten der Schicht aus dem Collagen-Faservlies und eine bis vier Schichten der Schicht aus der Collagen-Schwammschicht. Die Oberfläche der membranartigen Substanz ist eine Schicht aus Gelatine oder Hyaluronsäure. Vorzugsweise sind eine bis vier Schicht der Gelatine oder Hyaluronsäure enthalten und jede Schicht liegt in Form eines Films oder eines Schwamms mit einer Dicke von 0,05 mm bis 20 mm, vorzugsweise 0,1 bis 10 mm, vor.
Obgleich die Schicht aus dem Faservlies in der erfindungsgemäßen membranartigen Substanz eine genügende Membranfestigkeit hat, um dem Vernähen selbst zu widerstehen, kann doch die Membranfestigkeit durch eine Behandlung mit einem Bindemittel weiter verbessert werden. Es gibt zwei Behandlungsverfahren mit Bindemitteln. Eines ist so, dass die membranartige Substanz dadurch erhalten wird, dass eine Schicht aus einem Faservlies sandwichartig zwischen zuvor getrockneten Collagenschichten angeordnet wird, um eine Schwammform zu gewährleisten. Die membranartige Substanz wird unter normalem Druck oder unter verringertem Druck in Gegenwart einer verdünnten Collagenlösung oder von Wasser genommen, um die Schwammschicht aus dem solubilisierten Collagen aufzulösen. Die aufgelöste Schicht wird in genügendem Ausmaß in der Schicht aus dem Faservlies absorbiert und dann wird die Substanz durch verschiedene Trocknungsverfahren getrocknet. Gemäß einem weiteren Verfahren werden die Schwammschicht und die Schicht aus dem Faservlies gleichzeitig komprimiert, wobei die Schicht aus dem Faservlies in die Schwammschicht eingearbeitet wird und wodurch die membranartige Substanz erhalten wird. Die membranartige Substanz wird ebenfalls in ähnlicher Weise wie in der oben beschriebenen Behandlung mit dem Bindemittel behandelt.
Bei der Behandlung mit dem Bindemittel unter Verwendung dieser Schwammschicht ist die Zeitspanne für das Trocknen in einem späteren Prozess kurz und zwar deswegen, weil nur eine sehr kleine Menge einer Lösungsmittelkomponente, wie von Wasser, im Vergleich zu der Menge des Collagens, die tatsächlich verwendet wird, erforderlich ist, was den kombinierten Fasern der Schicht aus dem Faservlies zu verdanken ist. Weiterhin erfolgt eine kontraktive Deformation oder dergleichen beim oder nach dem Trocknen erheblich weniger häufig, was einen großen Vorteil darstellt. Bei einem üblichen Eintauchverfahren ist eine wesentliche Menge von Collagen in der Lösung des solubilisierten Collagens für das Eintauchen etwa eine maximale Menge von wenigen Prozent von der Viskosität der Lösung in der Praxis und der Rest, d.h. 90% oder mehr der Lösung, besteht aus einer Lösungsmittelkomponente, wie Wasser. Das übliche Eintauchverfahren ist zwar einfach, doch aufgrund der Tatsache, dass die Eintauch- und Trocknungsvorgänge nicht nur eine erhebliche Zeit benötigen, sondern auch wiederholt werden müssen, ungünstig. Es erübrigt sich, darauf hinzuweisen, dass die obigen Beispiele ledigliclh repräsentative Beispiele sind und dass nicht beabsichtigt ist, hierdurch die Erfindung einzuschränken. Es sind alle beliebigen Verfahren geeignet, solange wie die Fasern der Schicht aus dem Faservlies oder der komprimierten Schicht aus dem Faservlies miteinander unter Verwendung des solubilisierten Collagens kombiniert werden, um eine membranartige Substanz zu bilden.
Erfindungsgemäß ist es gegebenenfalls erforderlich, dass die durch das obige erfindungsgemäße Verfahren erhaltene Schicht aus dem Collagen-Faservlies weiterhin die Schicht aus dem Collagenschwamm aufweist, und erforderlich, dass die Gelatine- oder Hyaluronsäureschicht auf der Oberfläche der laminierten membranartigen Substanz gebildet wird. Nach einem herkömmlichen Verfahren wird eine Gelatine- oder Hyaluronsäureschicht ohne Weiteres durch Lyophilisierung oder ein anderes Verfahren gebildet. Ein spezielles Verfahren zur Herstellung der membranartigen Substanz umfasst Folgendes: (1) das Eintauchen der mit dem Bindemittel behandelten Schicht aus dem Faservlies in ein Gefäß, das mit einer Collagenlösung gefüllt ist; (2) die Einstellung der Position der Faservlies-Schicht so, dass diese sich in der mittleren Tiefe der Collagenlösung befindet; (3) das Gefrierbehandeln des Gefäßes; (4) die Durchführung einer Lyophilisierung, um eine Schicht aus einem Collagenschwamm zu erhalten; (5) die Komprimierung der resultierenden Schichten, um die membranartige Substanz zu erhalten; (6) das Eintauchen der membranartigen Substanz in ein Gefäß, das mit einer Lösung der Hyaluronsäure gefüllt ist; (7) die Durchführung einer Gefrierbehandlung, einer Lyophilisierung und einer Komprimierung, wie im Falle der Hyaluronsäure-Schwammschicht; und am Schluss (8) die Durchführung einer thermischen Dehydratisierungsvernetzung an der die Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernden Membran.
Die Verfahren zur Bildung der Collagen-Schwammschicht und der Gelatine- oder Hyaluronsäure-Schwammschicht sind hinsichtlich ihrer Reihenfolge, ihrer Art oder dergleichen keinen Beschränkungen unterworfne. Es wird als Beispiel ein Verfahren angegeben, das die gesonderte Herstellung jeder Schwammschicht und die anschließende Verbindung mit der Collagen-Faservlies-Schicht unter Verwendung von solubilisiertem Collagen als Klebstoff umfasst.
Weiterhin gibt es ein Verfahren, bei dem die Schicht aus dem Collagen-Faservlies in die Lösung von solubilisiertem Collagen eingetaucht wird, eine Gefrierbehandlung durchgeführt wird, in ähnlicher Weise wiederum in die Gelatine- oder Hyaluronsäurelösung eingetaucht wird und diese eingefroren werden, um integriert und lyophilisiert zu werden, so dass gleichzeitig die Collagenschicht und die Gelatine- oder Hyaluronsäureschicht erhalten werden, die aufgeschichtet werden, um das Schwammlaminat zu bilden. Es kann jedoch, da diese Verfahren zur Aufrechterhaltung der Schwammschicht, die mit der Schicht aus dem Faservlies integriert ist, ohne Abblättern oder leichtes Abtrennen bestimmt sind, wenn das laminierte Produkt in einen lebenden Körper transplantiert wird, jedes beliebige Verfahren eingesetzt werden, sofern der Zweck erfüllt wird.
Was die Herstellung der Schwammschicht betrifft, so werden die Lösung des solubilisierten Collagens, die Gelatinelösung, die Hyaluronsäurelösung oder eine andere Lösung in ein Gefäß eingegossen oder in das Gefäß so eingebracht, bis eine gewünschte Tiefe erhalten worden ist. Es wird durch eine allgemeine Kühleinrichtung in genügender Weise eingefroren und dann wird mittels einer Lyophilisierungsvorrichtung getrocknet, um eine gleichförmige Schwammschicht herzustellen. Die Durchmesser der winzigen Poren, die in dem Schwamm gebildet worden sind, hängen von verschiedenen Bedingungen ab, wie beispielsweise der Konzentration der Lösung des solubilisierten Collagens, der Gelatinelösung oder Hyaluronsäurelösung, dem Lösungsmittel hierfür, der Gefriertemperatur und der Gefrierzeit.
Die Dicke der jeweiligen Schwammschicht und die Gesamtmengen der Substanzen, die für die Schwammschicht verwendet werden, können in geeigneter Weise unter Berücksichtigung der Zersetzungs- und Absorptionszeit, wenn der Schwamm in einen lebenden Körper transplantiert wird, und der Effekte der geführten Geweberegenerierung kontrolliert werden. Im Hinblick auf diese Erwägungen beträgt die Konzentration der Lösung des solubilisierten Collagens im Allgemeinen 0,5 bis 5 Gew.-% und vorzugsweise 1 bis 3 Gew.-%. Der Konzentrationsbereich der Gelatinelösung beträgt 0,5 bis 60 Gew.-% und vorzugsweise 5 bis 40 Gew.-%. Weiterhin beträgt der Konzentrationsbereich der Hyaluronsäurelösung vorzugsweise 0,1 bis 50 Gew.-%.
Die Gefriertemperatur ist –196°C bis –10°C und vorzugsweise –80°C bis –10°C. Es handelt sich hierbei um eine Temperatur, die dazu imstande ist, durch eine allgemeine Gefriereinrichtung oder eine Tiefkühleinrichtung zur Verfügung gestellt zu werden. Die Lyophilisierungseinrichtung ist keinen besonderen Beschränkungen unterworfen, solange sie zu einer stabilen Trocknung imstande ist.
Weiterhin wird die Lösung des solubilisierten Collagens, die Gelatinelösung oder die Hyaluronsäurelösung in das Gefäß in einer solchen Menge eingegeben, dass die Dicke der fertig gestellten Schwämme im Allgemeinen 1 mm bis 20 mm beträgt. Diese Dicke kann verändert werden, immer wenn es entsprechend dem Verwendungszweck erforderlich ist. Sie ist nicht auf diese beispielhaften Werte beschränkt.
Die Gesamtmenge der jeweiligen Substanzen und die Dicke der jeweiligen Schwammschichten für die Collagen-Schwammschicht, die Gelatine-Schwammschicht und die Hyaluronsäure-Schwammschicht werden zweckmäßig so festgelegt, dass jede Schwammschicht in dem lebenden Körper im Allgemeinen etwa ein bis vier Wochen verbleibt, so dass keine nachteiligen Wechselwirkungen mit dem die Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernden Effekt auf das implantierte Teil, die Reparatur eines beschädigten oder abgeschnittenen Teils oder die Induzierung der Geweberegenerierung und dergleichen erfolgen.
Die Schicht aus der Hyaluronsäure oder der Gelatine, die einen die Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernden Effekt ausübt, ist nicht auf die Gestalt des Schwamms eingeschränkt, sondern sie kann auch beispielsweise in Form eines Films, erhalten durch ein übliches Gießverfahren, hergestellt werden. Wenn die Gelatine- oder Hyaluronsäure schicht gebildet wird, um einen die Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernden Effekt zur Verfügung zu stellen, dann können verschiedene Arten und Weisen ausgewählt werden, um eine Anpassung an den vorgesehenen Zweck vorzunehmen. So bedeckt z.B. die Gelatine- oder Hyaluronsäureschicht eine Oberfläche oder beide Oberflächen der Membran oder sie bedeckt einen Teil der Oberfläche oder die gesamte Oberfläche. Das Bildungsverfahren der Gelatine- oder Hyaluronsäureschicht oder der Ort der Bildung der Schicht ist keinen besonderen Begrenzungen unterworfen.
Durch die erfindungsgemäße, die Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernde Membran hindurch bilden das Collagen und die Gelatine oder die Hyaluronsäure die Membran. Daher wird eine Vernetzung durch die oben beschriebenen verschiedenen Vernetzungsverfahren an der Schwammschicht, der Schicht aus dem Faservlies und der Schicht aus Gelatine oder der Hyaluronsäure, aus denen die Membran zusammengesetzt ist, und an einem Teil oder der Gesamtheit der die Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernden Membran, in der diese Schichten laminiert und integriert sind, durchgeführt.
Die Reihenfolge und die Art und Weise der Vernetzung kann frei kombiniert werden und diese sind keinen besonderen Beschränkungen unterworfen. Am besten wird die Schicht aus dem Collagen-Faservlies mit einem Aldehyd, wie Glutaraldehyd, behandelt, die Schwammschicht aus Collagen und die Schicht aus Gelatine oder Hyaluronsäure werden gebildet und in die Schicht aus dem Collagen-Faservlies integriert. Am Schluss wird eine thermische Dehydratisierungsvernetzung durchgeführt. Diese Verfahren schließen auch das Verfahren zum Vermischen der Koagulierungsmittel, wie Ethanol, mit den Vernetzungsmitteln, repräsentiert durch Glutaraldehyd, ein, um gleichzeitig eine Verspinnung und Vernetzung durchzuführen.
Die am Schluss durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltene die Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernde Membran hat ausgezeichnete Effekte hinsichtlich der Nähfestigkeit, der Bioverträglichkeit und der Induzierung der Geweberegenerierung.
Weiterhin ist es, wenn die Behandlung mit dem Bindemittel in der Schicht aus dem Collagen-Faservlies durchgeführt wird, zu bevorzugen, dass die bei der Behandlung mit dem Bindemittel gebildete Collagenschicht ebenfalls einer thermischen Dehydratisierungsvernetzung unterworfen wird. Dies ist jedoch lediglich ein Beispiel und beispielsweise kann die thermische Dehydratisierungsvernetzung an allen Schichten durchgeführt werden, ohne dass irgendwelche Nachteile bewirkt werden. Auch können die Schichten mit gamma-Strahlen sowohl für eine Sterilisation als auch für eine Vernetzung bestrahlt werden. D.h. die Kombination der Vernetzung und die Reihenfolge bei dem Herstellungsverfahren der erfindungsgemäß die Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernden Membran sind keinen Begrenzungen unterworfen, solange wie die Vernetzung bis zu einem Ausmaß durchgeführt werden kann, dass der oben genannte Zweck der Vernetzung erreicht wird.
Die durch das oben beschriebene Verfahren erhaltene, die Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernde Membran mit einer Schicht aus einem Faservlies und den jeweiligen Schwammschichten kann weiter komprimiert werden. Nach dem getrennten Komprimieren der jeweiligen Schwammschichten oder der Schichten aus dem Faservlies können sie mit den Schichten aus dem Faservlies oder den jeweiligen Schwammschichten, die nicht komprimiert worden sind, integriert werden. Es wird besonders bevorzugt, dass die Schichten aus dem Faservlies, die mit den jeweiligen Schwammschichten integriert sind, beim Endprozess der Herstellung der Membran gleichzeitig komprimiert werden. Diese Komprimierung bewirkt eine Verringerung der Dicke der Membran und die komprimierte Membran bewirkt eine Verbesserung der Handhabung, z.B. der Durchdringungsfähigkeit einer Nähnadel während des Vernähens und des Zuschnitts zu der gewünschten Gestalt, wenn die die Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernde Membran bei einer chirurgischen Operation oder dergleichen verwendet wird. Daher können Transplantationsoperationen und andere Operationen glatt durchgeführt werden. Die Komprimierung kann durch einen allgemeinen Kompressor in der gleichen Art und Weise wie im Falle der Komprimierung der Schicht aus dem Faservlies durchgeführt werden. Es ist jedoch zweckmäßig, dass die Komprimierung durchgeführt wird, während die Membran aseptisch mit einem genügend zähen sterilisierten Verpackungsmaterial, wie einer Aluminiumpackung oder einem Harz-Verpackungsmaterial mit hoher Festigkeit, umwickelt ist, wegen des vorgesehenen medizinischen Zwecks. Weiterhin ist der Druck bei der Komprimierung der die Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernden Membran keinen Beschränkungen unterworfen, wenn er innerhalb eines Bereichs liegt, der die Membran selbst nicht zerstört. Ein normalerweise bevorzugter Druck ist 10 bis 1000 kp/cm².
Beispiel
Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren detaillierten Erläuterung der vorliegenden Erfindung.
Beispiel 1
Zuerst wurde in einen Erlenmeyer-Kolben (Corning Company), in dem von Hühnchen abgeleitetes Atelocollagen mit einem Magnetrührer mäßig gerührt wurde, destilliertes Wasser zur Injektion, d.h. Wasser, das gemäß dem japanischen Arzneibuch für Injektionszwecke geeignet ist, eingegeben, um zwei Arten von Collagenlösungen mit einer Konzentration von 3 Gew.-% bzw. 5 Gew.-% herzustellen. Das Verfahren wurde aseptisch auf einem sauberen Tisch durchgeführt.
Dann wurden 40 ml einer 5 Gew.-%igen Collagenlösung kontinuierlich in eine 99,5 Vol.-%ige Ethanollösung (Wako Pure Chemical Industry Co., Ltd., Spezialqualität) als Koagulierungsbad unter den Bedingungen eines konstanten Drucks von 4,0 bar und unter Verwendung einer Abgabeeinrichtung (hergestellt von der Firma Scientific Co.: Typ EFD 900), die mit einer Spritze und einer Nadel Nr. 27 (Öffnungsdurchmesser = 200 μm) versehen war, extrudiert, um ein Verspinnen durchzuführen.
Bei kontinuierlichem Extrusionsverspinnen wurde die Spitze der Nadel sich über die Oberfläche des Koagulierungsbads aus Ethanol in beliebiger Art und Weise bewegen gelassen, so dass das Spinnen so durchgeführt wurde, dass die abgesetzten und koagulierten Collagenfilamente sich in mehrfachen Faltungen überkreuzt übereinander anordneten, wodurch ein Faservlies (eine Masse aus faserartigem Collagen) erhalten wurde. Dann wurde das Faservlies (Masse) 1 Stunde stehengelassen, um eine ausreichende Koagulierung zu gestatten. Sodann wurde in der 99,5%igen Ethanollösung die Koagulierungslösung zweimal ausgetauscht, um ein waschen zu bewirken.
Das Faservlies (eine Masse aus faserartigem Collagen) wurde so wie es war in einem Vakuumtrocknungsofen (hergestellt von der Firma EYELA CO.: Typ VOS-300VD) 4 Stunden lang bei Raumtemperatur und bei vermindertem Druck (unterhalb 1 Torr) und unter Verwendung einer Ölrotationsvakuumpumpe (hergestellt von der Firma OLVAC CO.: Typ GCD135-XA) getrocknet, wodurch ein Faservlies (Faservlies aus faserartigem Collagen) erhalten wurde. Der Durchmesser der Faseren betrug 60 μm und die Schüttdichte des Faservlieses betrug 4,0 × 10² g/cm³.
Dann wurde das Faservlies in ein sterilisiertes Umhüllungsmaterial aus Aluminium eingegeben und bei einem Druck von 100 kp/cm² unter Verwendung eines "High Pressure Jack" (hergestellt von der Firma Iuchi Seieido: Pressvorrichtung mit 15 t) komprimiert, wodurch ein komprimiertes Faservlies mit den Abmessungen von etwa 8 cm × 5 cm erhalten wurde. Es enthielt Fasern mit einem Durchmesser von 60 μm, einer Dicke von 0,6 mm und einer Schüttdichte von 0,9 g/cm³.
Dann wurde das komprimierte Faservlies 4 Stunden lang in eine 5%ige Glutaraldehydlösung (hergestellt von der Firma Wako Pure Chemical Industry Co., Ltd.: mit destilliertem Wasser zur Injektion verdünnte 25%ige Glutaraldehydlösung bester Qualität) eingetaucht, um eine Vernetzungsbehandlung durchzuführen. Nach Beendigung der Vernetzungsreaktion wurde das Faservlies genügend mit destilliertem Wasser zur Injektion gewaschen und dann in ein Bad aus destilliertem Wasser zur Injektion 1 Stunde lang eingetaucht. Danach wurde das Wasser während des Eintauchens dreimal ausgetauscht, um überschüssigen Glutaraldehyd zu entfernen. Nach Beendigung der Vernetzungsbehandlung wurde das Faservlies erneut getrocknet und bei einem Druck von 100 kp/cm² unter Verwendung eines "High Pressure Jack" (hergestellt von der Firma Iochi Seieido: Pressvorrichtung mit 15 t) komprimiert, wodurch ein komprimiertes Faservlies mit den Abmessungen von etwa 8 cm × 5 cm erhalten wurde. Es hatte Fasern mit einem Faserdurchmesser von 60 μm, einer Dicke von 0,6 mm und einer Schüttdichte des Faservlieses von 0,91 g/cm³.
Gesondert davon wurde nach dem folgenden Verfahren ein Schwamm aus lyophilisiertem Collagen für die Behandlung mit dem Bindemittel hergestellt.
Zuerst wurde eine 3 Gew.-%ige Lösung von solubilisiertem Collagen in einen quadratischen Polystyrolbehälter bis zu einer Füllung von einer Tiefe von etwa 17 mm eingebracht. Dann wurde die Lösung einer Gefrierbehandlung bei –20°C 12 Stunden lang in einer Gefriervorrichtung (hergestellt von der Firma SANYO CO.: MEDIZINISCHE GEFRIERVORRICHTUNG) unterworfen. Sodann wurde das obige gefrorene solubilisierte Collagen, das in dem obigen Behälter enthalten war, in eine Lyophilisierungseinrichtung (hergestellt von der Firma EYELA Co.: Typ FDU-830) überführt und etwa 24 Stunden lang bei vermindertem Druck (unterhalb von 0,05 Torr) lyophilisiert, wobei eine Ölrotationsvakuumpumpe (hergestellt von der Firma ULVAC CO.: Typ GCD200-XA) verwendet wurde, um einen Collagenschwamm herzustellen. Nach Beendigung der Lyophilisierung hatte der Schwamm eine Filmdicke von etwa 15 mm und eine Porosität von etwa 80%.
Ein Blatt des obigen komprimierten Faservlieses (Dicke 0,6 mm), das einer Vernetzungsbehandlung unterworfen worden war, wurde mit einem Blatt des obigen Collagenschwamms (Dicke 15 mm), das gesondert hergestellt worden war, erneut bei einem Druck von 100 kp/cm² komprimiert, wodurch eine membranartige Collagensubstanz mit den Abmessungen von etwa 7 cm × 4,5 cm und einer Dicke von 1 mm erhalten wurde. Das Material hatte eine zweischichtige Struktur, bei der das Faservlies in der Schwammschicht eingebettet war.
Dann wurde die obige membranartige Substanz in 15 ml einer wässrigen 3 Gew.-%igen Lösung von solubilisiertem Collagen eingetaucht und in diesem Zustand in einen Vakuumtrocknungsofen (hergestellt von der Firma EYELA Co.: Typ VOS-300VD) eingeführt, wo der Druck verringert wurde, um die Luft in der membranartigen Substanz zu entfernen, um die Schwammschicht der obigen membranartigen Substanz zwangsweise mit der Lösung des solubilisierten Collagens zu imprägnieren. Die Schwammschicht in der membranartigen Collagensubstanz wurde in Wasser, das aus der wässrigen Lösung des solubilisierten Collagens stammt, so aufgelöst, dass eine einschichtige membranartige Substanz gebildet wurde.
Die erhaltene membranartige Substanz wurde bei niedriger Temperatur (4°C) 24 Stunden lang getrocknet, um eine membranartige Collagensubstanz zu erhalten, die mit dem Bindemittel behandelt worden war und die eine Dicke von 0,18 mm und eine Größe von etwa 7 cm × 4,5 cm hatte.
Die erhaltene membranartige Collagensubstanz wurde in einen quadratischen Polystyrolbehälter überführt und es wurde eine 30 Gew.-%ige Gelatinelösung auf die membranartige Substanz aufgegossen. Die Position der membranartigen Substanz wurde mit einer sterilen Pinzette so eingestellt, dass die membranartige Substanz im Wesentlichen dazwischen angeordnet war und sie wurde bei –20°C etwa 12 Stunden lang in einer Gefriereinrichtung (hergestellt von der Firma SANYO CO.: MEDIZINISCHE GEFRIEREINRICHTUNG) gefroren. Es wurde eine Membran im lyophilisierten Zustand mit einer dreischichtigen laminierten Struktur von Gelatineschicht/komprimierte Faservlies/Gelatineschicht erhalten.
Diese Membran mit einer dreischichtigen laminierten Struktur wurde in den Behälter bei –20°C 24 Stunden lang in ähnlicher Weise wie bei dem oben beschriebenen Gefrierverfahren lyophilisiert. Dann wurde die Membran mit einer komprimierten Schicht aus einem Collagen-Faservlies, kombiniert mit Gelatine-Schwammschichten, erneut unter einem Druck von 400 kp/cm³ komprimiert, wobei eine Membran mit dreischichtiger laminierter Struktur mit einer Dicke von etwa 1,6 mm (komprimierte Faservliesdicke 0,18 mm und Gelatineüberzüge, jeweils mit einer Dicke von 0,71 mm) und einer Größe von etwa 7 cm × 5 cm erhalten wurde.
Hierauf wurde die so erhaltene Membran einer Hitzedehydratisierungsvernetzungsbehandlung bei 135°C unter vermindertem Druck (unterhalb von 1 Torr) 12 Stunden lang unter Verwendung eines Vakuumtrocknungsofens und einer Ölrotationsvakuumpumpe (hergestellt von der Firma ULVAC CO.: Typ GCD135-XA) unterworfen. Auf diese Weise wurde eine die Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernde Membran erhalten, bei der nur die Fasern der Schicht aus dem Collagen-Faservlies der Glutaraldehyd-Vernetzungsbehandlung unterworfen worden waren, und bei der die jeweiligen Oberflächen jeweils eine Gelatine-Schwammschicht mit einer Dicke von 0,4 mm hatten. Die Nähfestigkeit, die Bioverträglichkeit, die Induzierung der Geweberegenerierung und die die Adhäsion-verhindernden Eigenschaften der so erhaltenen, die Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernden Membran sind in den Beispielen 3 und 4 untenstehend gezeigt.
Die 1 ist ein Fließschema, das die Stufen dieses Beispiels illustriert.
Beispiel 2
In der gleichen Weise wie in Beispiel 1 wurde von Hühnchen stammendes Atelocollagen in destilliertem Wasser zur Injektion aufgelöst, um eine 5 Gew.-%ige Collagenlösung herzustellen. Die Verfahrensweise wurde aseptisch auf einem sauberen Tisch durchgeführt.
Die 5 Gew.-%ige Collagenlösung wurde kontinuierlich in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 in ein gemischtes Spinnbad, enthaltend 1000 ml 99,5 Vol.-%igen Ethanol (hergestellt von der Firma Wako Chemicals, spezielle Qualität) und 42 ml 25%iges Glutaraldehyd unter der Bedingung eines konstanten Drucks von 2,0 bar extrudiert. Es wurde eine Abgabeeinrichtung (hergestellt von der Firma Scientific Co.: Typ EFD900) verwendet, die mit einer Nadelspitze Nr. 20 (Öffnungsdurchmesser 600 μm) ausgestattet war. Es wurde ein Faservlies, hergestellt aus Fasern mit einem Durchmesser von 200 μm und mit einer Schüttdichte von 0,01 g/cm³ erhalten.
Dann wurde das obige Faservlies mit Glutaraldehyd in einem Koagulierungs- und Vernetzungsbad, enthaltend ein Gemisch von etwa 1% Glutaraldehyd und Ethanol, 4 Stunden lang in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 umgesetzt. Hierauf wurde die Glutaraldehyd und Ethanol enthaltende gemischte Lösung aus dem Bad entfernt und das Faservlies wurde dreimal mit einer 99,5 Gew.-%igen Ethanollösung gewaschen, um restliches Glutaraldehyd zu entfernen.
Das Collagen-Faservlies wurde bei vermindertem Druck in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 getrocknet und bei einem Druck von 100 kp/cm² komprimiert, wobei ein komprimiertes Faservlies mit einer Dicke von 0,7 mm und einer Größe von etwa 7 cm × 5 cm (der Faserdurchmesser war 200 um und die Schüttdichte des Faservlieses war 0,8 g/cm³) erhalten wurde. Zwei Blätter des so erhaltenen komprimierten Faservlieses wurden aufeinander gelegt, um eine laminierte Struktur zu bilden.
Sodann wurden zwei Blätter der komprimierten Faservlieses in einen quadratischen Polystyrolbehälter eingebracht und in dem Behälter wurde von oben eine 20 Gew.-%ige Hyaluronsäurelösung eingefüllt und es wurde 12 Stunden lang bei –20°C in einer Gefriereinrichtung (hergestellt von der Firma SANYO CO.: MEDIZINISCHE GEFRIEREINRICHTUNG) eingefroren und dann etwa 24 Stunden lang lyophilisiert. Auf diese Weise wurde eine membranartige Substanz mit 4-schichtiger Struktur erhalten, die Schichten von Collagen-Faservlies zwischen Hyaluronsäure-Schwammschichten enthielt.
Die so erhaltene membranartige Substanz wurde bei einem Druck von 500 kp/cm² komprimiert, um eine die Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernde Schicht mit einer Dicke von etwa 1,9 mm und einer Größe von etwa 7 cm × 5 cm zu erhalten. Dann wurde die so erhaltene Membran einer Hitzedehydratisierungs-Vernetzungsbehandlung bei 135°C unter verminder tem Druck (unterhalb 1 Torr) 12 Stunden lang unterworfen, wobei ein Vakuumtrocknungsofenudn eine Ölrotationsvakuumpumpe (hergestellt von der Firma ULVAC CO.: Typ GCD135-XA) verwendet wurde. Auf diese Weise wurde eine 4-schichtige Struktur einer die Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernden Membran (mit einer Dicke von etwa 1,9 mm und einer Größe von etwa 7 cm × 5 cm) erhalten, in der zwei laminierte Schichten aus Faservlies (jeweils mit einer Schicht mit einer Dicke von 0,7 mm) mit Glutaraldehyd vernetzt worden waren und in der beide Oberflächen der laminierten Schichten mit einer Hyaluronsäure-Schwammschicht mit einer Dicke von etwa 0,25 mm und durch Erhitzen vernetzt worden waren. Die Nähfestigkeit, die Bioverträglichkeit, die Induzierung der Geweberegenerierung und die die Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernden Eigenschaften der so erhaltenen, die Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernden Membran sind in den untenstehenden Beispielen 3 und 4 gezeigt.
Die 2 ist ein Fließschema, das die Stufen dieses Beispiels illustriert.
Beispiel 3
Messung der Nähfestigkeit
Die Nähfestigkeit der eine Adhäsion-verhindernden Membranen, die in den Beispielen 1 und 2 hergestellt worden waren, wurde gemessen. Als Kontrollproben wurden Goretex-Pericardium (hergestellt von Goretex Co.: Goretex EPTFE Patch II (Folie für Pericardium)) und aus Schwein entnommenes Pericardium, aus Schwein entnommene Dura Mater verwendet. Das aus Schwein entnommene Pericardium und die entnommene cerebrale Dura Mater wurden durch eine Entnahmeoperation aus einem Ferkel mit etwa 20 kg unter Anästhesie entnommen und nach Extraktion jeder Membran in physiologische Salzlösung eingetaucht und unmittelbar in einem frischen Zustand gemessen.
Das Messverfahren war wie folgt. Zunächst wurden Probenmembranen und Kontrollmembranen als plättchenförmige Schnitte mit 1 cm × 2,5 cm ausgeschnitten und in einem mittleren Teil jeder Membran wurde in einem Abstand von 5 mm von einem Ende in Richtung einer längeren Seite ein Nahtmaterial (4-0 Fasen, hergestellt von ETHICON, INC.) durchgeführt und unter Bildung eines Rings gebunden. Der Abschnitt, an den ein Nahtmaterial gebunden war, wurde für 30 Minuten in physiologische Salzlösung eingetaucht und dann schnell entnommen, worauf sich die Messung seiner Zugfestigkeit unter Verwendung eines Zugfestigkeit-Messgeräts (Autograph 5-500D, hergestellt von Shimadzu Seisakusho Co., Ltd.) anschloss. Die Messung wurde unter Bedingungen durchgeführt, bei denen das Ende, das dem Ende gegenüberlag, an dem das Nahtmaterial durchgeführt worden war, im Abstand von etwa 10 mm von dem Ende fixiert und in das ringförmige Nahtmaterial an einem Ende wurde ein Haken zur Messung eingeführt, welcher mit einer konstanten Geschwindigkeit von 10 mm/Minute gezogen wurde, um die Messung durchzuführen. In diesem Fall wurde die Änderung der Festigkeit, bis der Abschnitt durch 4-0 Prolinfaden geschnitten war oder der Prolinfaden von dem Abschnitt abriss, gemessen. Unter den aufgezeichneten Festigkeitswerten wurde der höchste Wert als Nähfestigkeit (N: Newton) der die Adhäsion-verhindernden Membran definiert.
Die Resultate sind in Tabelle 1 angegeben.
[Tabelle 1]
Wie aus Tabelle 1 zu sehen ist, hat die die Adhäsion-verhindernde Membran der Erfindung eine Nähfestigkeit, die ausreicht, um die übliche Nähfixierung auszuhalten.
Beispiel 4
Implantat-Test
Die in Beispiel 1 erhaltene, die Adhäsion-verhindernde Membran wurde in den Rückenmuskel von Kaninchen (n = 8) implantiert und die Gewebereaktion wurde mit bloßem Auge und unter Verwendung eines optischen Mikroskops betrachtet, um ihre Bioverträglichkeit zu beurteilen.
Die verwendete implantierte Probe wurde erhalten, indem die in Beispiel 1 erhaltene, die Adhäsion verhinderende Membran auf eine Größe von 1,5 mm × 10 mm geschnitten wurde. Als Kontrolle wurde eine Platte aus Polyethylen hoher Dichte verwendet, die zu derselben Größe wie die Probe geschnitten war. Die Kontrolle wurde vor Verwendung einer Ethylenoxidgassterilisierung unterworfen. Die Probenmembran wurde für den Implantierungstest nach Sterilisierung durch Bestrahlung mit 25 kGy γ-Strahlen verwendet.
Zum Implantieren wurde zuerst ein Kaninchen (Körpergewicht etwa 2,5 kg bis 3,0 kg) einer normalen Inhalationsnarkose unterworfen und dann wurden die Kontrolle und die Probe aseptisch implantiert, so dass das Rückgrat des Kaninchens zwischen ihnen lag, und zwar derart, dass die Kontrolle auf der linken Seite und die Probe auf der rechten Seite des Rückgrats des Kaninchens war. Das Implantationsverfahren war so, dass eine sterilisierte Spritze Nr. 15 die Hautoberfläche in einem Winkel von etwa 30 Grad schräg durchstach und die Probenmembran und die Kontrolle ausgestoßen wurden; auf diese Weise wurden sie in den Kaninchenmuskel implantiert. Als Beobachtungsobjekte wurden da nach vier Kaninchen nach 1 Woche und weitere vier Kaninchen nach 4 Wochen ab Implantierung verwendet.
Zu jeder Beobachtungszeit wurden nur zwei der vier Kaninchen unter Anästhesie am implantierten Teil eingeschnitten und es wurde eine visuelle Betrachtung des implantierten Bereichs und der peripheren Gewebe durchgeführt, wobei diese sich auf Entzündungsreaktion usw. konzentrierte. Die verbleibenden zwei Kaninchen wurden durch übermäßige Anästhesie getötet und nachdem das periphere Gewebe, das den implantierten Teil enthielt, entnommen worden war, wurde eine normale Formalinfixierung durchgeführt und dann wurde ein Schnitt hergestellt, der unter einem Mikroskop betrachtet wurde.
Nach den Resultaten dieser Betrachtungen zeigte die Probenmembran für alle Kaninchen keine signifikante Entzündungsreaktion usw., wenn man Vergleiche mit der Kontrolle bei einem beliebigen Betrachtungszeitraum anstellte; so wurde gezeigt, dass die die Adhäsion-verhindernde Membran, die gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten worden war, eine gute Bioverträglichkeit hat. In dem Fall, in dem 4 Wochen nach Implantation vergangen waren, wurde beobachtet, dass die Probenmembran abgebaut und absorbiert worden war.
Beispiel 5
Untersuchung des die Adhäsion-verhindernden Effektes
Zehn Ratten (Körpergewicht 250 g bis 300 g) wurden in zwei Gruppen, jede aus 5 Ratten bestehend, aufgeteilt, wobei eine Gruppe eine Kontrollgruppe und die andere eine Probengruppe, welche die die Adhäsion-verhindernde Membran, die in Beispiel 1 hergestellt worden war, verwendete, war. Die Ratten der Kontrollgruppe und der Probengruppe wurden jeweils intramuskulär narkotisiert und danach wurde der narkotisierte Zustand durch Inhalationsanästhesie aufrecht erhalten. Für die Kontrollgruppe wurden die Ratten unter Narkose am Bauch aufgeschnitten, um das Caecum freizulegen, und dann wurde das Chorion mit einer Größe von etwa 5 mm² abgelöst. Der abdominale Teil, der dem Caecum-Chorion entspricht, wurde entsprechend abgelöst und ein Adhäsionsmodell wurde hergestellt, in dem die verletzte Oberfläche des Caecums und die verletzte abdominale Oberfläche als Verbindungsoberflächen dienten. Für die Kontrollgruppe wurde danach das Abdomen ohne weitere Behandlung genäht.
Andererseits wurde für die Probengruppe ein Adhäsionsmodell in der gleichen Weise wie für die Kontrollgruppe hergestellt und danach wurde die verletzte Caecum-Oberfläche mit der die Adhäsion-verhindernden Membran, die in Beispiel 1 hergestellt worden war, bedeckt und diese wurde fixiert. Die Größe der fixierten, die Adhäsion-verhindernden Membran lag in der Größenordnung von etwa 10 mm × 10 mm und die Membran wurde an den vier Ecken, die leicht hingen, mit einem Nähmaterial (5-0 Bicryl-Faden) am Intestinaltrakt angenäht und fixiert. Die Ratten der Probegruppe und der Kontrollgruppe wurden nach 2 Wochen zur Laparatomie erneut operiert, um den jeweiligen Adhäsionszustand zu beobachten.
Der Adhäsionsgrad nach visueller Beobachtung wurde auf der Basis der in Tabelle 2 unten angegebenen Kriterien beurteilt und mit einer Punktbewertung ausgestattet, um die Probengruppe und die Kontrollgruppe vergleichend zu beurteilen. Eine Bewertung von 3 oder höher wurde eingeführt, um daraus zu schließen, dass eine Adhäsion aufgetreten war.
[Tabelle 2]
[Tabelle 3]
Als Resultat der Vergleichsstudie zwischen der Probengruppe und der Kontrollgruppe, die auf den Kriterien in Tabelle 3 basierte, gab es in der Probengruppe keinen Fall, bei dem eine Adhäsion beobachtet wurde, während in der Kontrollgruppe für alle Fälle Rang 3 oder höher beobachtet wurde. In der Probengruppe blieb die die Adhäsion-verhindernde Membran am fixierten Teil zurück, bewegte sich aber nicht zu anderen Teilen, und zwar für fast alle der Fälle, so dass sie dazu diente, die verletzten Oberflächen voneinander zu trennen. Außerdem wurde die verbliebene, die Adhäsion-verhindernde Membran sorgfältig abgelöst und die verletzte Oberfläche des Caecum wurde visu ell betrachtet. Das Resultat war, dass beobachtet wurde, dass die verletzte Oberfläche zu heilen begann.
Beispiel 6
Zuerst wurde in einen Erlenmeyer-Kolben, in dem von Hühnchen abgeleitetes Atelo-Collagen mäßig mit einem Magnetrührer gerührt wurde, destilliertes Wasser zur Injektion gegeben, um zwei Arten von Collagenlösungen mit einer Konzentration von 3 Gew.-% bzw. 5 Gew.-% herzustellen. Die Verfahrensweise wurde aseptisch auf einem sauberen Tisch durchgeführt.
Dann wurden 40 ml einer 5 Gew.-%igen Collagenlösung kontinuierlich in 99,5 Vol.-%ige Ethanolflüssigkeit (Wako Pure Chemical Industry Co., Ltd., spezielle Qualität), die ein Koagulierungsbad darstellte, unter der Bedingung eines konstanten Drucks von 4,0 bar und unter Verwendung einer Abgabeeinrichtung (hergestellt von der Firma Scientific Co.: Typ EFD 900), die mit einer Spritze und einer Nadel Nr. 27 ausgerüstet war, kontinuierlich extrudiert, um ein Spinnen durchzuführen.
Bei kontinuierlichen Extrusionsspinnen wurde die Spitze der Nadel über die Oberfläche des Koagulierungsbads aus Ethanol in beliebiger Art und Weise sich bewegen lassen, so dass das Spinnen in der Weise durchgeführt wurde, dass sich die abgesetzten und koagulierten Collagenfilamente übereinander in mehrfachen Faltungen ablagerten, um ein Faservlies (eine Masse von faserartigem Collagen) zu erhalten. Dann wurde das Faservlies (die Masse) 1 Stunde lang stehengelassen, um eine genügende Koagulierung zu gestatten. Danach wurde in der 99,5%igen Ethanollösung die Koagulierungslösung zweimal ausgetauscht, um ein Waschen zu bewirken. Der Durchmesser der Fasern betrug 60 μm und die Schüttdichte des Faservlieses betrug 0,9 g/cm³.
Das obige Faservlies (eine Masse von faserartigem Collagen) wurde so wie es war in einem Vakuumtrocknungsofen (hergestellt von der Firma EYELA Co.: Typ VOS-300VD) 4 Stunden lang bei Raumtemperatur und unter vermindertem Druck (unterhalb 1 Torr) und unter Verwendung einer Ölrotationsvakuumpumpe (hergestellt von der Firma ULVAC CO.: Typ GCD135-XA) getrocknet, um ein Faservlies (ein Faservlies aus faserartigem Collagen) zu erhalten. Dann wurde das Faservlies in ein sterilisiertes Aluminiumumhüllungsmaterial eingebracht und mit einem Druck von 100 kp/cm² unter Verwendung eines High Pressure Jack (hergestellt von der Firma Iuchi Seieido: Pressvorrichtung mit 15 t) komprimiert, um ein komprimiertes Faservlies mit etwa 8 cm × 5 cm (der Faserdurchmesser war 60 μm und die Schüttdichte des Faservlieses war 0,9 g/cm³) zu erhalten.
Sodann wurde das komprimierte Faservlies 4 Stunden lang in eine 5%ige Glutaraldehydlösung (hergestellt von der Firma Wako Pure Chemical Industry Co., Ltd.: eine 25%ige Glutaraldehydlösung bester Qualität, verdünnt mit destilliertem Wasser zur Injektion) eingetaucht, um eine Vernetzungsbehandlung durchzuführen. Nach Beendigung der Vernetzungsreaktion wurde das Faservlies genügend mit destilliertem Wasser zur Injektion gewaschen und dann in ein Bad aus destilliertem Wasser zur Injektion 1 Stunde lang eingetaucht, gefolgt von einem dreimaligen Austausch des Wassers während des Eintauchens zur Entfernung von überschüssigem Glutaraldehyd. Das Faservlies wurde nach Beendigung der Vernetzungsbehandlung getrocknet, in ein sterilisiertes Aluminiumumhüllungsmaterial eingegeben und bei einem Druck von 100 kp/cm² unter Verwendung eines High Pressure Jack (hergestellt von der Firma Iuchi Seieido: Pressvorrichtung mit 15 t) komprimiert, um ein komprimiertes Faservlies mit etwa 8 cm × 5 cm (der Durchmesser der Fasern betrug 60 μm und die Schüttdichte des Faservlieses betrug 0,9 g/cm³) zu erhalten.
Gesondert davon wurde ein lyophilisierter Collagenschwamm nach dem folgenden Verfahren hergestellt.
Zuerst wurde eine 3 Gew.-%ige Lösung von solubilisiertem Collagen in einen quadratischen Polystyrolbehälter so eingegeben, dass dieser bis zu einer Tiefe von etwa 17 mm gefüllt wurde. Dann wurde die Lösung einer Gefrierbehandlung bei –20°C 12 Stunden lang in einer Gefriereinrichtung (hergestellt von der Firma SANYO CO.: MEDICAL FREEZER) unterworfen. Sodann wurde das obige gefrorene und solubilisierte Collagen wie es in dem obigen Behälter enthalten war, in eine Lyophilisierungseinrichtung (hergestellt von der Firma EYELA Co.: Typ FDU-830) überführt und etwa 24 Stunden unter vermindertem Druck (unterhalb 0,05 Torr) lyophilisiert, wobei eine Ölrotationsvakuumpume (hergestellt von der Firma ULVAC CO.: Typ GCD200-XA) verwendet wurde. Auf diese Weise wurde ein Collagenschwamm erhalten. Nach Beendigung der Lyophilisierung hatte der Schwamm eine Filmdicke von etwa 15 mm und eine Porosität von etwa 70%.
Ein Blatt des obigen komprimierten Faservlieses (Dicke 0,6 mm), das der Vernetzungsbehandlung unterworfen worden war, wurde zusammen mit zwei Blättern des obigen Collagenschwamms (Dicke 15 mm), die getrennt hergestellt worden waren, erneut bei einem Druck von 100 kp/cm² komprimiert, um eine membranartige Collagensubstanz mit einer Größe von etwa 8 cm × 5 cm zu erhalten, die eine dreischichtige Struktur hatte, bei der die Faservlies-Schicht in die Schwammschicht eingebettet war. Die Oberflächenschichten der (Schwammschicht/Faservlies-Schicht/Schwammschicht) sind Collagen-Schwammschichten.
Dann wurde die membranartige Substanz in 15 ml einer wässrigen 3 Gew.-%igen Lösung von solubilisiertem Collagen eingetaucht und in diesem Zustand in einen Vakuumtrocknungsofen (hergestellt von der Firma EYELA Co.: Typ VOS-300VD) überführt. Darin wurde der Druck verringert, um die Luft in der membranartigen Substanz zu entfernen, um die Schwammschichten der obigen membranartigen Substanz zwangsweise mit der Lösung des solubilisierten Collagens zu imprägnieren. Die Schwammschicht in der membranartigen Collagensubstanz wurde in Wasser, abgeleitet von der wässrigen Lösung des solubilisierten Collagens, so aufgelöst, dass eine einschichtige membranartige Substanz gebildet wurde. Die erhaltene membranartige Substanz, deren Schwammschichten aufgelöst worden waren, wurde bei niedriger Temperatur (4°C) 24 Stunden lang getrocknet.
Die trockene membranartige Substanz wurde in einen quadratischen Polystyrolbehälter überführt und eine 3 Gew.-%ige Lösung von solubilisiertem Collagen wurde auf die trockene membranartige Substanz bis zu einer Tiefe von 15 mm aufgegossen. Nach Einstellung der Position der membranartigen Substanz mit einer sterilen Pinzette etc. derart, dass die membranartige Substanz sich im Wesentlichen dazwischen liegend in der Lösung befand, wurde sie bei –20°C etwa 12 Stunden lang in einer Gefriereinrichtung (hergestellt von der Firma SANYO CO.: MEDICAL FREEZER) eingefroren. Weiterhin wurde eine Lyophilisierung durchgeführt, um eine Membran im lyophilisierten Zustand mit einer dreischichtigen laminierten Struktur von Collagen-Schwammschicht/Faservlies-Schicht/Collagen-Schwammschicht zu erhalten.
Die obige membranartige Collagensubstanz im lyophilisierten Zustand wurde bei einem Druck von 200 kp/cm² komprimiert und dann in eine 30 Gew.-%ige Gelatinelösung eingetaucht. In ähnlicher Weise wurde eine Gefrierbehandlung bei –20°C 12 Stunden lang durchgeführt. Auf diese weise wurde eine Membran im lyophilisierten Zustand mit einer 5-schichtigen laminierten Struktur von Gelatineschicht/Collagen-Schwammschicht/Collagen-Faservlies-Schicht/Collagen-Schwammschicht/Gelatineschicht erhalten.
Sodann wurde die so erhaltene membranartige Collagensubstanz, in der die komprimierte Faservlies-Schicht und die verschiedenen Schwammschichten integriert worden waren, erneut in ähnlicher Weise bei einem Druck von 400 kp/cm² komprimiert, um eine membranartige Collagensubstanzmit 5-schichtiger Struktur (Gelatineschicht/Collagen-Schwammschicht/Collagen-Faservlies-Schicht/Collagen-Schwammschicht/Gelatineschicht) mit einer Dicke von etwa 1,6 mm und einer Größe von etwa 8 cm × 5 cm zu erhalten. Die gesamte Dicke der Collagen-Schwammschichten und der Faservlies-Schichten ist 1,0 mm und die Dicke jeder Gelatineschicht ist 0,3 mm.
Dann wurde die erhaltene Membran einer Hitzedehydratisierung-Vernetzungsbehandlung bei 135°C unter vermindertem Druck (unterhalb 1 Torr) 12 Stunden lang und unter Verwendung eines Vakuumtrocknungsofens und einer Ölrotationsvakuumpumpe (hergestellt von der Firma ULVAC CO.: Typ GCD135-XA) unterworfen. Auf diese Weise wurde eine die Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernde Membran erhalten, bei der nur die Fasern in der Collagen-Faservlies-Schicht sowohl der Glutaraldehydvernetzung als auch der Hitzedehydratisierungsvernetzung unterworfen worden waren. Die Nähfestigkeit, die Bioverträglichkeit, die Induzierung der Geweberegenerierung und die die Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernden Eigenschaften der so erhaltenen die Adhäsion-verhindernden Membran sind in den untenstehenden Beispielen 8 bis 10 gezeigt.
Die 3 ist ein Fließdiagramm, das die Stufen in diesem Beispiel illustriert.
Beispiel 7
Ein Faservlies wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 6 mit der Ausnahme erhalten, dass das Verspinnen bei den Bedingungen eines konstanten Drucks von 2,0 bar unter Ver wendung einer Abgabeeinrichtung (hergestellt von der Firma Scientific Co.: Typ EFD900) mit einer Nadelspitze Nr. 20 (Öffnungsdurchmesser 600 μm) durchgeführt wurde. Dann wurde das so erhaltene Faservlies einer Glutaraldehydbehandlung in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 6 für 4 Stunden unterworfen und erneut komprimiert.
Zwei Blätter des erhaltenen komprimierten Faservlieses wurden aufeinander gelegt, um eine laminierte Struktur zu erhalten. Dann wurden zwei Blätter des komprimierten Faservlieses in einen quadratischen Polystyrolbehälter eingebracht und eine 3 Gew.-%ige Lösung von Collagen wurde bis zu einer Tiefe von 15 mm eingefüllt. Bei –20°C wurde 12 Stunden lang in einer Gefriereinrichtung (hergestellt von der Firma SANYO CO.: MEDICAL FREEZER) ein Gefrieren durchgeführt und dann wurde die Lyophilisierung etwa 24 Stunden lang durchgeführt.
Die so erhaltene Collagen-Schwammmembran, die das Faservlies enthielt, wurde erneut mit etwa 20 ml einer 3 Gew.-%igen Lösung von Collagen imprägniert, um die Collagen-Schwammschicht vollständig gelartig zu machen. Sie wurde dann etwa 12 Stunden lang auf einem sauberen Tisch unter Ventilation getrocknet. Auf diese Weise wurde eine plattenförmige Collagenmembran erhalten, in der das Faservlies einer Bindemittelbehandlung mit einer Collagenlösung unterworfen worden war.
Die plattenförmige Collagenmembran wurde 4 Stunden lang in eine 5%ige Glutaraldehydlösung (hergestellt von der Firma Wako Pure Chemical Industry Co., Ltd.: eine 25%ige Glutaraldehydlösung bester Qualität, verdünnt mit destilliertem Wasserzur Injektion) eingetaucht, um eine Vernetzung durchzuführen. Nach Beendigung der Reaktion wurde die plattenförmige Collagenmembran genügend mit destilliertem Wasser zur Injektion gewaschen und dann in ein Bad von destilliertem Wasser zur Injektion 2 Stunden lang einge taucht, gefolgt von einem fünfmaligen Austausch des Wassers während des Eintauchens zur Entfernung von überschüssigem Glutaraldehyd.
Die membranartige Substanz wurde nach beendigtem Waschen bei 4°C 24 Stunden lang getrocknet und dann in einen quadratischen Polystyrolbehälter überführt. Eine 3 Gew.-%ige Lösung von solubilisiertem Collagen wurde auf die trockene membranartige Substanz bis zu einer Tiefe von 15 mm gegossen. Nach Einstellung der Position der membranartigen Substanz mit einer sterilen Pinzette etc. derart, dass die membranartige Substanz im Wesentlichen zwischenliegend in der Lösung positioniert war, wurde sie bei –20°C etwa 12 Stunden lang in einer Gefriereinrichtung eingefroren. Die lyophilisierte Collagenmembran zusammen mit dem quadratischen Polystyrolbehälter wurde etwa 24 Stunden lang einer Lyophilisierung unterworfen.
Dann wurde die erhaltene membranartige Collagensubstanz, in der die komprimierten Faservlies-Schichten und die Schwammschichten integriert worden waren, erneut bei einem Druck von 400 kp/cm² komprimiert, wodurch eine membranartige Collagensubstanz mit einer 4-schichtigen Struktur und mit einer Dicke von etwa 1,7 mm sowie einer Größe von etwa 8 cm × 5 cm erhalten wurde.
Die membranartige Substanz wurde in einen quadratischen Polystyrolbehälter überführt und eine 3 Gew.-%ige Hyaluronsäurelösung wurde in diesen bis zu einer Tiefe von etwa 10 mm eingefüllt. Es wurde ein Gefrieren/eine Lyophilisierung durchgeführt, um eine membranartige Substanz mit einer Schwammschicht von Hyaluronsäure zu erhalten.
Auf diese Weise wurde eine Schwammschicht von Hyaluronsäure auf der Gesamtheit der äußeren Oberflächen der Collagen-Schwammschicht gebildet. Die so erhaltene laminierte Membran wurde erneut bei einem Druck von 400 kp/cm² kompri miert, wodurch eine die Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernde Schicht einer 6-schichtigen Struktur mit einer Dicke von etwa 1,9 mm und einer Größe von etwa 8 cm × 5 cm erhalten wurde. Die Gesamtdicke der Faservlies-Schichten und der Schwammschichten betrug 1,7 mm und die Dicke jeder Hyaluronsäureschicht betrug 0,1 mm.
Dann wurde die erhaltene Membran einer Hitzedehydratisierungs-Vernetzungsbehandlung bei 135°C unter vermindertem Druck (unterhalb 1 Torr) 12 Stunden lang unter Verwendung eines Vakuumtrocknungsofens und einer Ölrotationsvakuumpumpe (hergestellt von der Firma ULVAC CO.: Typ GCD135-XA) unterworfen. Auf diese Weise wurde eine die Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernde Membran erhalten, in der die Faservlies-Schicht und die Bindemittelschicht einer Glutaraldehyd-Vernetzungsbehandlung unterworfen worden waren, und die Collagen-Schwammschicht und die Hyaluronsäure-Schwammschicht einer Hitzedehydratisierungsvernetzung unterworfen worden waren. Die Nähfestigkeit der so erhaltenen die Adhäsion bzw. Anhaftung verhindernden Membran ist im untenstehenden Beispiel 8 gezeigt.
Die 4 ist ein Fließschema, das die Stufen in diesem Beispiel erläutert.
Beispiel 8
Messung der Nahtfestigkeit bzw. Nähfestigkeit Die Nahtfestigkeit bzw. Nähfestigkeit der die Adhäsion-verhindernden Membranen, die in den Beispielen 6 und 7 hergestellt worden waren, wurde gemessen. Als Kontrollproben wurden Goretex-Pericardium (hergestellt von Goretex Co.: Goretex EPTFE Patch II (Folie für Pericardium)), aus Schwein entnommenes Pericardium und aus Schwein entnommene cerebrale Dura Mater verwendet. Das aus Schwein entnommene Pericardium und die aus Schwein entnommene cerebrale Dura Mater wurden durch eine Extraktionsoperation unter Anästhesie aus einem etwa 20 kg schweren Ferkel entnommen und dann wurde jede Membran nach der Extraktion in physiologische Salzlösung eingelegt und in frischem Zustand gleich gemessen.
Die Messmethode war wie folgt. Zuerst wurden alle Probenmembranen und Kontrollmembranen als plattenartige Abschnitte mit 1 cm × 2,5 cm ausgeschnitten und in einem mittleren Teil jeder Membran wurde im Abstand von 5 mm von einem Ende in Richtung einer längeren Seite ein Nahtmaterial (4-0 Prolin-Faden, hergestellt von ETHICON, INC.) durchgeführt und unter Bildung eines Rings gebunden. Der Abschnitt, an den ein Nahtmaterial gebunden war, wurde für 30 Minuten in physiologische Salzlösung eingetaucht und dann schnell entnommen, gefolgt von einer Messung seiner Zugfestigkeit unter Verwendung eines Zugfestigkeit-Messgeräts (Autograph S-500D, hergestellt von Shimadzu Seisakusho Co., Ltd.). Die Messung wurde unter Bedingungen durchgeführt, bei denen das Ende, das dem Ende gegenüberlag, an dem das Nahtmaterial durchgeführt worden war, im Abstand von etwa 10 mm von dem Ende fixiert wurde und ein Haken zur Messung an dem ringförmigen Nahtmaterial eingehängt wurde, der dann mit einer konstanten Geschwindigkeit von 10 mm/Minute zur Durchführung der Messung gezogen wurde. In diesem Fall wurde eine Änderung bei der Festigkeit gemessen, bis der Abschnitt durch den 4-0 Prolin-Faden geschnitten war oder bis der Prolin-Faden von dem Abschnitt abgerissen war. Unter den aufgezeichneten Festigkeitswerten wurde der höchste Wert als Nahtfestigkeit (N: Newton) der die Adhäsion-verhindernden Membran der vorliegenden Erfindung definiert.
Die Resultate sind in Tabelle 4 angegeben.
[Tabelle 4]
Aus Tabelle 4 ist zu ersehen, dass die die Adhäsion-verhindernde Membran der vorliegenden Erfindung bezüglich der Nähfestigkeit zum Goretex-Pericardium (hergestellt von Goretex Co.: Goretex EPTFE Patch II (Folie für Pericardium)) äquivalent ist und im Vergleich zu dem aus Schwein entnommenden Pericardium und zu der aus Schwein entnommenen cerebralen Dura Mater überlegen ist.
Beispiel 9
Implantat-Test
Die in Beispiel 6 erhaltene, die Adhäsion-verhindernde Membran wurde in den Rückenmuskel von Kaninchen (n = 8) implantiert und die Gewebereaktion wurde mit bloßem Auge und unter Verwendung eines optischen Mikroskops betrachtet, um ihre Bioverträglichkeit zu bewerten.
Die verwendete implantierte Probe wurde erhalten, indem die die Adhäsion-verhindernde Membran, die in Beispiel 6 erhalten worden war, auf eine Größe von 1,5 mm × 10 mm geschnitten wurde. Als Kontrolle wurde eine Platte aus Polyethylen hoher Dichte auf dieselbe Größe wie die Probe geschnitten. Die Kontrolle wurde vor Verwendung einer Ethylenoxidgas-Sterilisierung unterworfen. Die Probenmembran wurde nach Sterilisierung durch Bestrahlung mit 25 kGy γ-Strahlen für den Implantierungstest verwendet.
Zum Implantieren wurde zuerst ein Kaninchen (Körpergewicht etwa 2,5 kg bis 3,0 kg) einer normalen Inhalationsanästhesie unterworfen und dann wurden die Kontrolle und die Probe aseptisch implantiert, so dass das Rückenmark des Kaninchens zwischen ihnen angeordnet war, wobei die Kontrolle sich auf der linken Seite und die Probe auf der rechten Seite des Rückenmarks des Kaninchens befand. Das Implantierungsverfahren war so, dass eine sterilisierte Spritze Nr. 15 in einem Winkel von etwa 30 Grad die Hautoberfläche durchbohrte und die Probenmembran und die Kontrolle herausgedrückt wurden und so in den Kaninchenmuskel implantiert wurden. 1 Woche nach Implantation wurden vier Kaninchen als Beobachtungsobjekte verwendet und 4 Wochen nach der Implantation wurden weitere vier Kaninchen als Beobachtungsobjekte verwendet.
Zu jeder Beobachtungszeit wurden nur zwei der vier Kaninchen am implantierten Teil unter Anästhesie eingeschnitten und es wurde eine Betrachtung des implantierten Teils und der peripheren Gewebe visuell vorgenommen, wobei sich diese auf eine Entzündungsreaktion usw. konzentrierte. Die restlichen zwei Kaninchen wurden durch übermäßige Anästhesie getötet und nachdem das periphere Gewebe, das den implantierten Teil enthielt, herausgenommen worden war, wurde eine übliche Formalinfixierung durchgeführt und dann wurde ein Schnitt hergestellt, der unter einem Mikroskop betrachtet wurde.
Nach den Resultaten dieser Betrachtungen zeigte die Probenmembran für alle Kaninchen keine signifikante Entzündungsreaktion usw., wenn Vergleiche mit der Kontrolle bei allen Betrachtungszeiten angestellt wurden; damit zeigte sich, dass die die Adhäsion-verhindernde Membran, die durch die vorliegende Erfindung erhalten wurde, gute Bioverträglichkeit hat. Wenn 4 Wochen seit der Implantierung vergangen waren, wurde festgestellt, dass die Probenmembran abgebaut und absorbiert war.
Beispiel 10
Untersuchung des die Adhäsion-verhindernden Effekts
Zehn Ratten (Körpergewicht 250 g bis 300 g) wurden in zwei Gruppen aufgeteilt, die aus je 5 Ratten bestanden; eine Gruppe war eine Kontrollgruppe und die andere eine Probengruppe, bei der die die Adhäsion-verhindernde Membran, die in Beispiel 6 hergestellt worden war, verwendet wurde. Für die Kontrollgruppe und die Probengruppe wurden die Ratten intramuskulär narkotisiert und danach wurde der narkotisierte Zustand durch Inhalationsnarkose aufrecht gehalten. In der Kontrollgruppe wurden die Ratten unter Narkose am Abdomen eingeschnitten, um das Caecum freizulegen und dann wurde das Chorion mit einer Größe von etwa 5 mm² abgelöst. Der abdominale Teil, der dem Caecum-Chorion entsprach, wurde entsprechend abgelöst und es wurde ein Adhäsionsmodell, in dem die verletzte Oberfläche des Caecums und die verletzte abdominale Oberfläche als Verbindungsoberflächen dienten, hergestellt. Bei der Kontrollgruppe wurde das Abdomen dann ohne weitere Behandlung genäht.
Andererseits wurde für die Probengruppe ein Adhäsionsmodell in der gleichen Weise wie für die Kontrollgruppe hergestellt und danach wurde die verletzte Caecum-Oberfläche mit der die Adhäsion-verhindernden Membran, die in Beispiel 6 hergestellt worden war, bedeckt und diese wurde fixiert. Die Größe der fixierten, die Adhäsion-verhindernden Membran war in der Größenordnung von etwa 10 mm × 10 mm und die Membran wurde an den vier Ecken davon, die leicht hingen, mit einem Nahtmaterial (5-0 Bicryl-Faden) an den intestinalen Trakt genäht und fixiert. Für die Probengruppe und die Kontrollgruppe wurden die Ratten zur Laparatomie nach 4 Wochen erneut operiert, um die entsprechenden Adhäsionszustände zu betrachten.
Der Adhäsionsgrad bei visueller Betrachtung wurde auf der Basis der in Tabelle 2 oben angegebenen Kriterien beurteilt und einer Punktbewertung unterzogen, um die Probengruppe und die Kontrollgruppe im Vergleich zu beurteilen. Ein Rang von 3 oder höher wurde als Auftreten von Adhäsion beurteilt.
Als Resultat einer Vergleichsstudie zwischen der Probengruppe und der Kontrollgruppe, die auf diesen Kriterien basierte, wurde bei der Probengruppe kein Fall festgestellt, bei dem Adhäsion beobachtet wurde, während bei der Kontrollgruppe in allen Fällen eine Adhäsion mit Rang 3 oder höher beobachtet wurde. In der Probengruppe blieb die die Adhäsion-verhindernde Membran am fixierten Teil, bewegte sich nicht zu anderen Teilen und zwar in fast allen Fällen, so dass sie dazu diente, die verletzten Oberflächen voneinander zu trennen. Außerdem wurde die die Adhäsion-verhindernde Membran, die zurückblieb, sorgfältig abgelöst und die beschädigte Oberfläche des Caecums wurde visuell betrachtet. Als Resultat wurde beobachtet, dass die verletzte Oberfläche heilte. Detaillierte Beurteilungsresultate bezüglich des die Adhäsion-verhindernden Effekts sind in Tabelle 5 unten angegeben. So wurde gezeigt, dass die die Adhäsion-verhindernde Membran der Erfindung eine die Adhäsion-verhindernde Wirkung und eine Geweberegenerierungswirkung hat.
[Tabelle 5]
Wie aus Tabelle 5 hervorgeht, hat die die Adhäsion-verhindernde Membran der vorliegenden Erfindung eine Deckschicht aus Gelatine oder Hyaluronsäure über ihrer Oberfläche, so dass sie bezüglich des die Adhäsion-verhindernden Effektes und des geweberegenerierenden Effektes ausgezeichnet ist.
Die die Adhäsion-verhindernde Membran der vorliegenden Erfindung ist bezüglich der Nähfestigkeit, der Bioverträglichkeit, der Induktion einer Geweberegenerierung hervorragend und hat außerdem die Adhäsion-verhindernde Eigenschaften. Daher ist sie als künstliche Biomembran, die eine Adhäsion eines verletzten Teils oder eines blutenden Teils nach Operation usw. verhindern kann, oder eine Adhäsion solcher Teile mit einem normalen Teil verhindern kann, nützlich.

Claims

Membran für die geführte Geweberegenerierung, die mindestens eine Schicht aus einem Faservlies, hergestellt aus Collagenfasern, umfasst oder die mindestens eine Schicht aus einem Faservlies, hergestellt aus Collagenfasern, und mindestens eine Schwammschicht, hergestellt aus Collagen, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Collagenfasern 5 μm bis 1,0 mm beträgt und dass eine Oberfläche der Membran mit einer Überzugsschwammschicht aus Gelatine oder Hyaluronsäure versehen ist.
Membran für die geführte Geweberegenerierung nach Anspruch 1, wobei die Gelatine- oder Hyaluronsäureenthaltende Überzugsschicht vernetzte Gelatine oder Hyaluronsäure umfasst.
Membran für die geführte Geweberegenerierung nach Anspruch 1, wobei die Gelatine- oder Hyaluronsäureenthaltende Überzugsschicht durch Lyophilisierung erhältlich ist.
Membran für die geführte Geweberegenerierung nach Anspruch 1, wobei die Gelatine- oder Hyaluronsäureenthaltende Überzugsschicht eine komprimierte Schwammschicht ist.
Membran für die geführte Geweberegenerierung nach Anspruch 1, wobei die Gelatine- oder Hyaluronsäureenthaltende Überzugsschicht eine Dicke von 0,05 mm bis 20 mm hat.
Membran für die geführte Geweberegenerierung nach Anspruch 1, wobei das Collagen der Collagenfasern und das Collagen der mindestens einen Schwammschicht unabhängig voneinander aus Enzym-solubilisiertem Collagen, Säure-solubilisiertem Collagen, Alkali-solubilisiertem Collagen oder neutral solubilisiertem Collagen ausgewählt worden ist.
Membran für die geführte Geweberegenerierung nach Anspruch 1, wobei ein Teil oder das gesamte Collagen in der Schicht aus Faservlies, hergestellt aus Collagenfasern, vernetztes Collagen umfasst.
Membran für die geführte Geweberegenerierung nach Anspruch 1, wobei die Schicht aus dem Faservlies, hergestellt aus Collagenfasern, durch Koagulierung von Collagenfasern, die extrudiert und in mehrfachen Faltungen überkreuzt worden sind, oder die extrudiert oder auf eine Platte in bestimmter Richtung so aufgewickelt worden sind, dass parallele Linien von Fasern erhalten worden sind, und durch Komprimierung der koagulierten Fasern erhältlich ist.
Membran für die geführte Geweberegenerierung nach Anspruch 1, wobei die Schicht aus dem Faservlies, hergestellt aus Collagenfasern, eine Schicht ist, in der die Fasern miteinander unter Verwendung eines Bindemittels, das aus einer Lösung eines solubilisierten Collagens zusammengesetzt ist, miteinander verbunden sind.
Membran für die geführte Geweberegenierung nach Anspruch 1, wobei die Schicht aus dem Faservlies, hergestellt aus Collagenfasern, eine Dicke von 0,05 mm bis 100 mm hat, und die aus Gelatine oder Hyaluronsäure hergestellte Überzugsschicht eine Dicke von 0,050 mm bis 20 mm hat.
Membran für die geführte Geweberegenierung nach Anspruch 1, wobei die Membran aus einer laminierten membran-förmigen Substanz zusammengesetzt ist, die eine bis sechs Schichten aus der Schicht aus Faservlies, hergestellt aus Collagenfasern, hat.
Membran für die geführte Geweberegenierung nach Anspruch 1, wobei die Schicht aus dem Faservlies Fasern mit einer Schüttdichte (Faserdichte) von 5 × 10^–4 bis 5 g/cm³ hat.