DE60101956T2

DE60101956T2 - Schaumbildender wundverband

Info

Publication number: DE60101956T2
Application number: DE60101956T
Authority: DE
Inventors: David Sierra
Original assignee: Sierra David Aptos
Current assignee: Sierra David Aptos
Priority date: 2000-02-25
Filing date: 2001-02-21
Publication date: 2004-12-23
Anticipated expiration: 2021-02-22
Also published as: CA2399211A1; WO2001062312A1; JP2003523409A; ATE258808T1; EP1257304B1; EP1257304A1; AU2001241644A1; IL151245A0; HK1047898A1; DE60101956D1

Description

Herkömmlicherweise wurde die Wundheilung dadurch verbessert, dass ein Mullmaterial über die Wunde gelegt wurde. In den letzten Jahren wurden mehrere Produkte in den Markt eingeführt, die als temporäre Wundverbände verwendet wurden. Diese beinhalten zum Beispiele Gele, synthetische Schäume und Acrylpolymersprühlösungen. Die Herstellung solcher Verbände ist jedoch teuer und/oder sie bieten keine ausreichenden Vorteile gegenüber herkömmlichen Verbänden. Es besteht daher ein Bedarf an einem temporären Wundverband, der preiswert und einfach zu benutzen ist und bessere Eigenschaften als herkömmliche Verbände aufweist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung sieht dementsprechend einen Schaumwundverband vor, umfassend Albumin und mindestens ein zusätzliches Protein.
Die vorliegende Erfindung sieht auch eine Zusammensetzung zur Zubereitung eines Wundverbands vor, welcher sich zu einem Schaum ausbreitet, wenn er einer Scherkraft ausgesetzt wird, die Zusammensetzung umfassend Albumin und mindestens ein zusätzliches Protein, das bei der Ausdehnung des Schaums hilft, wenn die Scherkraft auf die Zusammensetzung ausgeübt wird.
Zusätzlich sieht die Erfindung verschiedene Ausführungsformen dieser Zusammensetzungen vor, unter anderem einschließlich menschlicher Proteine, Lysozym, einem metallbindenden Protein und/oder einem biologisch aktiven Agens als Teil der Zusammensetzung.
Die vorliegende Erfindung sieht weiterhin ein Verfahren zur Zubereitung eines Schaumwundverbands vor, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

a) Zubereitung einer flüssigen Proteinlösung umfassend Albumin und mindestens ein zusätzliches Protein; und
b) Anwendung einer Scherkraft auf die Lösung, um den Schaum zu bilden.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In Anbetracht der Mängel der herkömmlichen Wundverbandszusammensetzungen ist es Aufgabe der Erfindung, eine sterile und preiswerte Wundverbandszusammensetzung zu schaffen, welche vor Anwendung flüssig ist, um den Auftrag auf die Wunde zu vereinfachen, nach Auftrag jedoch in-situ einen stabilen Schaum bildet, um die Wunde zu schützen und um eine feuchte Umgebung an der Oberfläche des Gewebes zu bewahren. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verbands, der sich lagern lässt, dessen Zubereitung einfach ist und der keine Kühlung erfordert. Die vorliegende Erfindung schafft neue und nützliche Zusammensetzungen, um diese erwünschten Aufgaben zu erfüllen.
Zusammensetzung des Wundverbands
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass bestimmte Proteine einen relativ stabilen raumfüllenden Schaum bilden können, wenn eine Lösung, die diese Proteine enthält, einer Scherkraft ausgesetzt wird. Solche Wundverbandszusammensetzungen umfassen Proteine, gewonnen aus natürlichen Quellen oder aus Zellen, die mit rekombiniertem DNA, welches das Protein enkodiert, transformiert wurden, oder welche synthetisch hergestellt wurden.
Albumin ist in der Zusammensetzung im Allgemeinen in einer Konzentration von etwa 6 g/L und bis zu 40 g/L anwesend. Die tatsächliche Konzentration des Albumins kann jedoch in gewissem Masse aufgrund der anderen Proteine oder Zusatzstoffe, die in der Zusammensetzung enthalten sind, schwanken. Die optimale Konzentration des Albumins kann sofort ohne unnötige Experimente bestimmt werden, indem die Albuminkonzentration variiert und daraufhin der Volumenexpansionsindex des Schaums, wie in Beispiel 1 beschrieben, gemessen wird.
Albumin, welches für die Wundverbandszusammensetzungen der vorliegenden Erfindung nützlich ist, kann aus dem Serum oder Plasma eines Tieres, einschließlich, zum Beispiel, eines Menschen, einer Kuh, eines Pferdes, Schafs, einer Ziege oder eines Schweins gewonnen werden. Menschliches Albumin ist für den Gebrauch von Wundverbänden für Menschen ein bevorzugtes Albumin, da dieses Protein bei Menschen nicht immunogen ist.
Abgelaufenes, gelagertes Plasma von menschlichen Blutspendern ist eine besonders ökonomische Quelle an Ausgangsmaterial, aus dem menschliches Albumin gewonnen werden kann. Ovalbumin aus dem Eiweiß von Hühnern kann anstelle einer tierischen Albuminquelle eingesetzt werden.
Verfahren, um Albumin in relativ reiner Form von Plasma oder Serum zu isoliere, sind dem Fachmann wohlbekannt. Grosse kommerzielle Verfahren sind hierfür erhältlich, unter anderem das Alkoholniederschlagsverfahren, beschrieben in den US-Patentschriften 2,390,074 und 2,469,193 (siehe auch Journal Amer. Chem. Soc. 68, Seiten 469–75 (1946); Kirk-Othmer, Encyl. of Chem. Tech., 3, 584–88 (zweite Ausgabe 1964) und die Plasmaproteinfraktion nach Hink (US-Patentschrift 2,958,628). Albumin aus dem Niederschlag der Cohn Fraktion IV-1 und der Cohn Fraktion IV-4, oder Cohn Fraktion V ausgereinigt werden.
Andere nützliche Verfahren, um Albumin in relativ gereinigter Form zu erhalten, beinhalten zum Beispiel die PEG-Fraktionierung (zum Beispiel US-Patentschrift 3,415,804), die Fraktionierung mit Pluronics (zum Beispiel US-Patentschrift 3,850,903), die Salzfraktionierung, etwa durch gesättigtes Ammoniumsulfat, die Ionenaustauschchromatographie (zum Beispiel US-Patentschrift 4,228,154; unter Verwendung des Kryo-Überstands der Cohn Fraktion II und IIIS), die Hydrophobchromatographie, die Chromatgraphie nach dem Ausschusskonzept, und die elektrophoretische Trennung, oder verschiedene Kombinationen der oben genannten Verfahren.
Albumin kann auch durch rekombinierte DNA Technologie hergestellt und mit Hilfe rekombinierter Zellen oder den Medien rekombinierter Zellen ausgereinigt werden, wie zum Beispiel beschrieben in den US-Patentschriften 5,986,062 (Ohmura), 5,962,649 (Noda et al.), 5,849,874 (Van der Laken et al.) oder 5,759,819 (Kobayashi et al.).
Die Zusammensetzungen des Wundverbands der Erfindung beinhalten zusätzlich zum Albumin mindestens ein weiteres Protein, welches dabei hilft, das Volumen des Schaums zu vergrößern. Obwohl die Kenntnis des Mechanismus, durch den die Proteine der Zusammensetzung einen relativ stabilisierten Wundverbandsschaum bilden, nicht notwendig ist, so wird doch angenommen, ohne durch eine Theorie gebunden zu sein, so glaubt man doch, dass die Stabilisierung durch Quervernetzung oder Polymerisation der Proteine stattfindet, wodurch die Wände gestärkt werden, welche Gasblasen im Schaum umgeben und festhalten. Durch den Zusatz von mindestens einem Protein, das nicht Albumin ist, sollte sich der Schaum 4 bis 8 Mal auf das Volumen der Flüssigkeitszusammensetzung vergrößern (d. h. Volumenexpansionsindex 4 bis 8).
Quervernetzung oder Polymerisation der Proteine in der Wundverbandszusammensetzung wird durch chemische oder nicht-chemische Mittel erreicht. Wenn chemische Vernetzung in Betracht kommt, können eine Anzahl chemischer Vernetzungsmittel eingesetzt werden, einschließlich, zum Beispiel, homobifunktionelle oder heterobifunktionelle Vernetzungsmittel, von denen viele im Handel erhältlich sind (siehe zum Beispiel Pierce Chemical Co. oder Sigma Chemical Co.) Vernetzung kann durch eine Anzahl Chemikalien erreicht werden, einschließlich, zum Beispiel aktivierter Polyethylenglykole, Aldehyde, Isocyanate, Maleimide und ähnlicher Stoffe.
Chemische Vernetzung erlaubt den Einsatz einer breiten Anzahl verschiedener Proteine mit dem Albumin, vorausgesetzt dass diese Proteine mit dem Vernetzungsmittel chemisch reagieren können. Solche Proteine sind zum Beispiel Serumproteine, grob klassifiziert als alpha-, beta- oder gamma-Globulin, sowie Gelatine und Collagen.
Expansion und Stabilisierung des Schaums durch Quervernetzung oder Polymerisation kann auch durch nicht-chemische Mittel erreicht werden. Die Anwendung einer Scherkraft auf die Flüssigkeitszusammensetzung denaturiert zum Beispiel Proteine, welche daraufhin polymerisieren und dadurch die Expansion des Schaums unterstützen. In dieser Hinsicht geeignete Proteine umfassen metallbindende Proteine wie etwa Transferrin, Ferriten, Conalbumin, und weitere Proteine, die sich bei der Denaturierung vernetzen oder polymerisieren, einschließlich, zum Beispiel, Lysozym und Ovomucin.
Die vorliegende Erfindung bietet eine Zusammensetzung zur Zubereitung eines Wundverbands, der zu einem Schaum expandier, wenn er einer Scherkraft ausgesetzt wird, die Zusammensetzung umfassend Albumin und mindestens ein zusätzliches Protein aus der Gruppe von Lysozym, metallbindendem Protein und Ovomucin.
Transferrin kann aus tierischem Plasma oder tierischem Serum hergestellt werden, indem dem Fachmann wohlbekannte Verfahren angewendet werden, einschließlich, zum Beispiel US-Patentschrift 5,744,586 (Rolf et al.), 5,041,537 (Bethke et al.) Die Cohn Fraktion IV, oft als Abfallprodukt des Cohn Fraktionierungsverfahrens angesehen, enthält eine Anzahl nützlicher Plasmaproteine, einschließlich Albumin, alpha-1 Proteinaseinhibitor (auch bekannt als alpha-1 Antitripsin) und Transferrin. Somit kann die Fraktion IV des Cohn Fraktionierungsverfahrens (insbesondere die Fraktionen IV-1 und IV-4) als Ausgangspunkt für die Reinigung des Transferrins dienen (siehe zum Beispiel J. K. Inman et al.; Vox Sang. 6: 34 (1961); Transferrin mit einer Reinheit von etwa 93% wurde aus der Paste der Cohns Alkoholniederschlagsfraktion IV gewonnen.)
Lysozym kann von Säugetieren gewonnen werden, unter anderem aus Gewebe und Körpersäften wie Blut, Leukozyten, Tränenflüssigkeit und Milch, von Vögeln, wie etwa aus Eiweiß, und aus pflanzlichen Quellen. Lysozym can mit Hilfe einer Anzahl von Verfahren, die dem Fachmann wohlbekannt sind, gewonnen werden, einschließlich, zum Beispiel der Verfahren, die in den US-Patentschriften 3,940,317 (Katz et al.), 4,504,583 (Hasakawa et al.; Reinigung von Eiweiß durch Kristallisation), 4,552,845 (Reid et al.; Reinigung von Eiweiß durch Ionenaustausch), 4,945,051 (Kikuchi et al.; menschliches rekombiniertes Lysozym) und 5,618,712 (Siedziewski – menschliches rekombiniertes Lysozym). Lysozym kann auch aus Serum oder Plasma von Säugetieren gewonnen werden, welche zunächst mit Hilfe des Cohn Fraktionierungsverfahrens (zum Beispiel Cohns Fraktion IV-1) oder der Ammoniumsulfatfraktionierung (siehe zum Beispiel US-Patentschrift 4,104,125, worin die Reinigung von menschlichem Lysozym durch die Ionenaustauschchromatographie beschrieben wird) behandelt werden. Obwohl es nicht erwünscht ist, sich durch jegliche Mechanismen festzulegen, so wird doch angenommen, dass Lysozym durch seine Fähigkeit, bakterielle Zellenwände aufzulösen, anti-mikrobielle Eigenschaften bietet.
Conalbumin, Ovomucin und Lysozym können aus Eiweiß gewonnen werden. Verfahren, um diese Komponenten aus Eiweiß zu auszureinigen, sind dem Fachmann wohlbekannt. Verfahren, um Gelatine und Collagen zu reinigen sind ebenfalls wohlbekannt.
Eine bevorzugte Zusammensetzung des schaumbildenden Wundverbands umfasst Albumin, Transferrin und Lysozym. In einer bevorzugten Ausführungsform ist Albumin mit 6 g/L, Transferrin mit 2,2 g/L und Lysozym mit 0,3 g/L anwesend. Die Zusammensetzung kann Natriumchlorid mit der Konzentration einer Sole (das heißt 0,85%) und einen pH-Wert von 8–9 aufweisen. Außerdem kann Weinsäure zu etwa 0,15 g/L zugegeben werden.
Expansion und Stabilisierung des Schaums kann durch die Regelung des pH-Werts der Zusammensetzung erreicht werden, indem eine Säure zugegeben wird, um einen pH-Wert von etwa 8 bis 9 zu erhalten, bevorzugter einen pH-Wert von etwa 8. Obwohl es nicht notwendig ist, den Mechanismus zu kennen, durch den ein leicht basischer pH-Wert den Schaum stabilisiert, so wird doch angenommen, ohne sich dabei auf jegliche Theorie festzulegen, dass ein leicht basischer pH-Wert Albumin und andere Proteine denaturiert, wodurch deren Fähigkeit zur Polymerisation und zur Stabilisierung der Wände, die die Gasblasen im Schaum umgeben, gesteigert wird. Jede Säure, einschließlich organischer und anorganischer Säuren, ist hilfreich, um den pH-Wert der Wundverbandszusammensetzung zu reduzieren. Weinsäure ist eine bevorzugte Säure und kann im Allgemeinen bei einer Konzentration von etwa 0,1 bis 0,3 g/L in der Zusammensetzung enthalten sein, bevorzugter bei etwa 0,15 g/L.
Expansion und Stabilisierung des Schaums kann auch durch die Zugabe eines Metallions zur Zusammensetzung erreicht werden, wenn die Zusammensetzung ein metallbindendes Protein wie etwa Transferrin oder Conalbumin enthält. Metallionen, die den Schaum stabilisieren können, sind zum Beispiel Kupfer und Zink, aber nicht Eisen. Andere Metallione, die zur Stabilisierung des Schaums geeignet sind, können ohne unnötige Experimente durch die Messung des Schaumvolumenindexes, wie in Beispiel 1 beschrieben, bestimmt werden.
Metallione können der Wundverbandszusammensetzung als Metallsalz, zum Beispiel ein Metallchloridsalz, zugegeben werden, im Allgemeinen bei einer Konzentration zwischen 0,1 mM bis 1 mM, bevorzugter bei etwa 0,4 mM. Die optimale Menge an Metallionen hängt allerdings von den anderen Bestandteilen der Zusammensetzung ab und kann direkt durch die Varianz der Konzentration und Messung des sich ergebenden Schaumvolumens (und der Stärke?), wie in Beispiel 1 beschrieben, bestimmt werden.
Sobald der Schaum sich gebildet hat, kann er weiterhin durch die Zugabe von Wärme im Bereich von 65°C bis 70°C stabilisiert werden. Wärme kann durch eine externe Wärmequelle wie etwa die Anwendung eines geeigneten "Wärmewickels" erreicht werden, welcher häufig in medizinischen Notfallkits enthalten ist. Obwohl die Kenntnis des Mechanismus, durch den Wärme den Schaum stabilisiert, nicht notwendig ist, um die Stabilisierung des Wundverbands zu erreichen, so wird doch angenommen, ohne sich dabei auf jegliche Theorie festzulegen, dass die Wärme Albumin und andere Proteine denaturiert, wodurch die Wände, die die Gasblasen im Schaum umgeben, gestärkt werden.
Wenn Wärme angewendet werden soll, kann die Wundverbandszusammensetzung auch Zucker enthalten, wodurch verhindert wird, dass sich der erwärmte Schaum entleert oder zusammenbricht, indem die Gasverdampfung aus den Blasen verzögert wird, bis die Wärme ihren schaumstabilisierenden Wirkung abgeschlossen hat. Für diesen Zweck können verschiedene Zucker verwendet werden, einschließlich einfacher und komplexer Zucker, die dem Fachmann wohlbekannt sind, wie etwa Saccharose, Glukose, Lactose und ähnliche Stoffe. Zusätzlich kann der Wundverband, wenn Wärme angewendet wird, auch Mittel beinhalten, die dabei helfen, die Wärmeenergie gleichmäßig in dem Verband zu verteilen; solche Mittel beinhalten zum Beispiel Mittel, die analog zu Porphyrin und ähnlichen Stoffen sind, welche in Laserlötmitteln verwendet werden (siehe zum Beispiel Oz et al., J. Vasc. Surg., 11: 718–25 (1980)).
Die Proteine und alle weiteren Bestandteile der Zusammensetzung zur Bildung eines Wundverbands werden vor der Bildung des Wundverbands in einem flüssigen Träger aufgelöst. Dieser flüssige Träger ist im Allgemeinen wasserartig, aber kann auch nicht-wässrige Lösemittel beinhalten, vorausgesetzt diese Lösemittel behindern nicht die Schaumbildung oder die Stabilität oder irritieren die Wunde beim Auftrag. Die Zusammensetzung kann auch ein Salz wie etwa Natriumchlorid mit der Konzentration einer Sole (das heißt zu 0,85%) beinhalten.
Die Wundverbandszusammensetzung kann auch eine Anzahl verschiedener biologisch aktiver Mittel beinhalten, welche die Wunde vor einer Infektion und weiterer Verletzung schützen oder die Heilung initiieren. Biologisch aktive Mittel, die Infektionen verhindern, beinhalten zum Beispiel Substanzen gegen Viren, Bakterien, Parasiten und Pilze und Kombinationen hiervon. Spezifische Beispiele beinhalten, sind aber nicht begrenzt auf: Anti-bakterielle Mittel wie etwa Penicillin, Cephalosporan, Vancomycin, Bacitracin, Cephalosporin, Polymxyin, Amikacin, Doxycyclin, Nystatin, Amphotericin-B, Tetracyclin, Chloramphenicol, Erythromycin, Neomycin, Streptomycin, Kanamycin, Gentamicin, Tobramycin, Clindamycin, Riftampin, Nalixidinsäure, Flucytosin, Griseofulvin, und ähnliche Stoffe; Anti-Viren Mittel wie etwa Vidarabin, Acylclovir, Ribavirin, Amantadin-Hydrochlorid, Interferon, Dideoxyuridin und ähnliche Stoffe; Anti-Pilz Mittel wie etwa Quinacrin, Chloroquin, Chinin und ähnliche Stoffe. Anti-mikrobielle Eigenschaften der Wundverbandszusammensetzung können durch Tierversuche eingeschätzt werden, im Wesentlichen beschrieben von Longo et al., J. Pharma Sci. 63, 1376 (1974)), oder wie in Beispiel 1 beschrieben.
Beispiele anderer biologisch aktiver Mittel beinhalten anästhesierende Mittel wie etwa Kokain, Benzokain, Novokain, Lidokain, Bupivokain und ähnliche Stoffe; schmerzstillende Mittel wie etwa Salicylsäure, Salicylester und -salze, Acetominophen, Ibuprofen, Morphin, Phenylbutazon, Indomethacin, Sulindac, Tolmetin, Zomepirac und ähnliche Stoffe; hormonelle Verbindungen wie etwa Insulin, FSN, ACTH, Testosteron, anti-Fertilitätsverbindungen wie etwa Östrogen, Calcitonin und ähnliche Stoffe, enzymenthaltende Verbindungen; Cytokine oder Wachstumsfaktoren wie etwa Platelet-Wachstumsfaktoren, insulinabhängige Wachstumsfaktoren, Plazentilwachstumsfaktoren und ähnliche Stoffe; Mittel, die zur Wundheilung oder Blutgerinnung beitragen; Vitamine und Vitaminderivate wie etwa Vitamin A, Retinol, Retinoidsäure, alpha-Tocopherol (Vitamin E), 7-Dehydrocholesterin (Vitamin D), Vitamin K, Thiaminriboflavin, Niacin, Pyridoxin, Biotin, Antothensäure, Ascorbinsäure, Cholin, Inositol und ähnliche Stoffe; und zellulare Matrixbestandteile wie etwa Kollagenmaterialien, Elastin und ähnliche Stoffe.
Zubereitung und Lagerung der Zusammensetzung
Die Wundverbandszusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann in trockener Form mit Hilfe von gefriergetrockneten oder anderen trockenen chemischen Inhaltsstoffen zubereitet werden und später durch die Zugabe einer geeigneten flüssigen Lösung bei Bedarf wieder hergestellt werden.
Alternativ kann die Wundverbandszusammensetzung auch als flüssige Lösung zubereitet werden und dann in diesem Zustand bis zum späteren Gerbrauch gelagert werden. Die geeignete Lagerung ist im Allgemeinen bei Raumtemperatur, bei etwa 23–25°C. Die flüssige Zusammensetzung kann jedoch nur gefroren oder bei niedrigen Temperaturen gelagert werden, im Allgemeinen bei 4°C, um, falls erwünscht, die Lagerzeit zu verlängern.
Die Wundverbandszusammensetzung wird bevorzugt mit sterilen Inhaltsstoffen und unter sterilen Bedingungen zubereitet, oder wird nach der Zubereitung sterilisiert, um den Kontakt der Wunde mit möglicherweise infektiösen Mitteln zu vermeiden. Verfahren, um proteinenthaltende Zusammensetzungen zu sterilisieren, sind dem Fachmann wohlbekannt und umfassen zum Beispiel die Sterilisierung durch Filtrierung oder die Zugabe mikrobiozider Mittel.
Mittel, die in flüssiger Lösung eine relativ kurze Lagerzeit haben, wie etwa biologisch aktive Mittel oder chemische Vernetzungsmittel, können getrennt gelagert werden und der Wundverbandszusammensetzung erst vor der Schaumbildung zugegeben werden.
Zubereitung des Schaums
Wenn die flüssige Wundverbandszusammensetzung einer Scherkraft ausgesetzt wird, expandiert sie und bildet einen Schaum. Wenn sie ordnungsgemäß zubereitet wird, expandiert der Schaum auf das etwa 4- bis etwa das 8-fache Volumen der flüssigen Zusammensetzung, die auf die Wunde aufgetragen wird (das bedeutet einen Volumenexpansionsindex von 4 bis 8). Eine geeignete Scherkraft kann erreicht werden, indem die Flüssigkeit durch eine Sprühdüse gesprüht wird, indem die Lösung kräftig in einem geschlossenen Behälter geschüttelt wird, indem die Lösung mit Hilfe eines Mischgeräts vermischt wird, oder mit Hilfe anderer Verfahren, die dem Fachmann wohlbekannt sind. Sobald er auf den Körper aufgetragen ist, bleibt der Schaumwundverband normalerweise für mindestens eine bis zwei Stunden stabil und zerfällt innerhalb von 72 Stunden im Allgemeinen vollständig. Die Menge anderer Proteine in der Zusammensetzung wie etwa Lysozym oder Transferrin in Relation zu der Menge an Albumin kann die Zeit beeinflussen, in der der Schaum stabil ist. Mehr Stabilität resultiert im Allgemeinen aus der Erhöhung des Verhältnisses von Lysozym oder Transferrin zum Albumin. Sobald er zubereitet ist, behält der Schaum mindestens etwa 50% des anfänglichen Schaumvolumens, bevorzugter 70% seines anfänglichen Schaumvolumens über mehrere Stunden.
Die Zusammensetzung zur Bildung eines Schaumwundverbands wird praktischerweise durch Sprühen auf die Wunde aufgetragen. Eine Sprühgerät, das hilfreich bei dem Auftrag der Zusammensetzung ist, ist etwa ein Behälter mit einem Verteilermittel, um die flüssige Zusammensetzung, die sich in dem Behälter befindet, aufzusprühen. Das Verteilermittel kann eine Pumpe sein, eine Fluiddruckkomponente, oder ein Aerosoltreibmittel mit dazu gehöriger Ventilregelung. Im Allgemeinen ist jeder chemische, mechanische oder elektronische Mechanismus zum Vortreiben der flüssigen Zusammensetzung als zerstäubtes Spray aus dem Behälter als Verteilermittel geeignet. In einer Ausführungsform beinhaltet ein Sprühgerät die flüssige Zusammensetzung von Proteinen in einem Behälter mit einem Verteilermittel zur Sprühverteilung der flüssigen Zusammensetzung. In einer anderen Ausführungsform beinhaltet das Sprühgerät die flüssige Zusammensetzung von Proteinen in einem flüssigen Aerosoltreibmittel.
Der Behälter, der zur Verteilung des Sprays verwendet wird, hängt von dem Verfahren der Verteilung der flüssigen Zusammensetzung ab. Wenn das Verteilermittel ein Aerosoltreibmitel mit einem Ventil und einem Düsenmechanismus ist, dann muss ein geeigneter Behälter den Druck aushalten können, der durch das Aerosol in ihm erzeugt wird. Solche Druckbehälter sind normalerweise von zylindrischer Form und bestehen aus Eisen, Aluminiumlegierungen, Glass oder Plastik. Andere geeignete Behälter beinhalten Flaschen, Tuben, Beutel oder ähnliches.
Das Verteilermittel kann jede chemische, mechanische oder elektrische Komponente sein, die die flüssige Zusammensetzung als ein zerstäubtes Spray aus dem Behälter treibt. Das Verteilermittel kann eine Pumpe, eine Fluiddruckkomponente, ein zusammenklappbarer Behälter mit einer Tube oder einem Düsenstrahler, oder ein Aerosoltreibmittel mit einem dazugehörigen Ventilmechanismus sein. Ein bevorzugtes Verteilermittel ist ein kompatibles Aerosoltreibmittel mit einem Ventilmechanismus, welches den Sprühauftrag der flüssigen Zusammensetzung ermöglicht.
Das Verteilermittel des Sprühgeräts kann mindestens ein Aerosoltreibmittel umfassen. Das Aerosoltreibmittel kann ein verflüssigtes oder komprimiertes Gas sein, welches die flüssige Zusammensetzung aus einem Druckbehälter bei Aktivierung eines Ventils in dem Verteilermittel verteilt. Wenn ein flüssiges Aerosoltreibmittel verwendet wird, ist es bevorzugt, dass es im Wesentlichen mischbar mit jedem organischen Lösemittel der flüssigen Zusammensetzung ist und dass die Proteine und anderen Bestandteile der Zusammensetzung mit dem Treibmittel kompatibel sind. Wenn jedoch die Dichte des flüssigen Treibmittels ähnlich der der flüssigen Zusammensetzung ist, dann kann ein leichtes Schütteln vor dem Gebrauch zu einem einheitlich zerstäubten Spray führen. Im Fall eines gasförmigen Aerosoltreibmittels ist es bevorzugt, dass das gasförmige Treibmittel mindestens teilweise in jedem organischen Lösemittel der flüssigen Zusammensetzung löslich ist.
Geeignete verflüssigte Aerosoltreibmittel beinhalten Mischungen aus Kohlenwasserstoffen, Fluorchlorkohlenwasserstoffe und chlorierte Kohlenwasserstoffe. Beispiele der Fluorchlorkohlenwasserstoffe sind Trichlormonofluormethan, Dichlordifluormethan, Dichlormonofluormethan, 2-tetra-Fluorethan, 1,1-Dichloro-1,2,2-tetra-Fluorethan, 1-Chlor-1,1-Difluorethan und Octofluorcyclobutan und Mischungen davon. Beispiele der Kohlenwasserstoffe sind verflüssigte Petroleumgase wie Propan, Isobutan und N-Butan und Mischungen davon. Die komprimierten Gastreibmittel sind bevorzugt nicht-toxisch, nicht-flammbar und inert. Beispiele sind Dioxid, Distickstoffoxid, und Stickstoff (N₂) und ähnliche.
Das Aerosoltreibmittel ist in dem Behälter anwesend, so dass es sich entweder mischt, oder, im Fall eines gasförmigen Treibmittels, in Kontakt mit der flüssigen Zusammensetzung befindet. Alternativ kann die flüssige Zusammensetzung innerhalb einer Kammer durch eine Schranke getrennt von dem Treibmittel gehalten werden, welche auf Druck, der von dem Treibmittel ausgelöst wird, reagiert, um die flüssige Zusammensetzung abzugeben. In einer alternativen Ausführungsform kann das Sprühgerät ein zweites Verteilerventil und -system haben, so dass die beiden Bestandteile getrennt voneinander gehalten werden können bis sie verteilt werden. Die Produktkomponenten werden in stöchiometrischen Mengen und gut vermischt verteilt, wenn sie auf das Gewebe dispensiert werden. Zum Beispiel kann die flüssige Zusammensetzung des Schaumverbands in einem Lösemittel getrennt von einem biologisch aktiven Mittel gehalten werden, bis sie zusammen dispensiert werden und beim Auftrag vermischt werden.
Die vorliegende Erfindung sieht den Gebrauch einer flüssigen Lösung von Proteinen umfassend Albumin und mindestens ein weiteres Protein zur Herstellung eines Arzneimittels für den Verband einer Wunde vor, wobei der Verband ein Schaumwundverband ist, der in-situ auf der Oberfläche der Wunde zubereitet wird.
Zusätzlich zu dem Besprühen der Wunde mit der Zusammensetzung, um den Schaumwundverband in-situ zu bilden, besteht die Alternative, die Schaumverbände "vor" zu bilden, welche verpackt und bei Bedarf eingesetzt werden können. In diesem Fall wird eine Scherkraft auf die flüssige Zusammensetzung ausgeübt, um den Schaum zu bilden, indem die Flüssigkeit zum Beispiel in einem geschlossenen Behälter geschüttelt wird, oder indem die Flüssigkeit mit Hilfe eines rotierenden Mischgeräts geschlagen oder gemischt wird. Der vorgeformte Schaum kann weiterhin durch den Einsatz von Wärme stabilisiert werden, wie bei der in-situ Bildung des Schaums beschrieben.
Die vorliegende Erfindung sieht den Gebrauch einer flüssigen Lösung von Proteinen umfassend Albumin und mindestens ein weiteres Protein zur Herstellung eines Arzneimittels für den Verband einer Wunde vor, wobei der Verband ein Schaumwundverband ist, der vorgeformt ist und dann auf die Wunde aufgetragen wird.
Anwendungen des Wundverbands
Die Wundverbände der Erfindung haben viele Anwendungen in den Bereichen der Mensch- und Tiermedizin. Diese Verbände, die sich in-situ bilden, sind besonders nützlich für die Initialbehandlung von Wunden mit hohem bis mittlerem Gewebeverlust, wie sie bei Kämpfen oder bei anderen gefährlichen Berufen vorkommen. In solchen Fällen kann der Wundverband eingesetzt werden, um eine offene Wunde mit mäßigem Bluten zu bedecken und zu schließen, sobald das starke arterielle Bluten durch ein Tourniquet oder eine Klemme abgeschwächt ist. Wahlweise kann der Wundverband Proteine zur Blutgerinnung wie etwa Thrombin und Fibrinogen beinhalten, um den Blutfluss zu stoppen und den Wundverband zu halten.
Schaumwundverbände der Erfindung können auch für Problemwunden wie Verbrennungen verwendet werden, welche eine sofortige Abdeckung verlangen, um Verschmutzung und weitere Gewebeverletzungen zu vermeiden. Die Verbände können auch verwendet werden, um einen Hohlraum wie etwa das Bauchfell zu füllen, um den Organen wie Leber und Milz, die in dem Trauma verletzt wurden, Stützung und Hämostase zu bieten. Hämostase wird durch den Druck durch den sich ausbreitenden Schaum, der gegen die Verletzung drückt, ausgeübt. Hämostatische Mittel des Schaums wie etwa Thrombin können der Formulierung zugegeben werden, um die hämostatische Wirkung des Schaums zu erhöhen.
Abhängig von den aktiven Mitteln, die in dem Wundverband enthalten sind und der Zeit, die in Berührung mit der Wunde verbleibt, kann der Schaumverband eingesetzt werden, um erwünschte zellulare Reaktionen wie etwa Bindegewebestärkung, Angiogenese, und Epithelialisierung zu stimulieren. Weiterhin können diese Verbände als Träger für die nachhaltige Abgabe von Arzneimitteln an die Wunde verwendet werden, welche die Heilung verbessern, wie zum Beispiel Wachstumsfaktoren und anti-mikrobielle Mittel, indem diese aktiven Arzneimittel einfach vor der Schaumbildung direkt der Zusammensetzung zugegeben werden.
Der geschäumte Wundverband der Erfindung kann komplett biologisch verträglich hergestellt werden, indem Proteine verwendet werden, die von der gleichen Tierart abstammen, für welche der Schaumverband verwendet werden soll. Eine Schaumverbandzusammensetzung, die für Menschen biologisch verträglich ist, wird also entsprechend mit menschlichem Albumin und anderen menschlichen Proteinen hergestellt.
BEISPIELE
Beispiel 1
Physikalische Verfahren, um den Schaumverband zu analysieren
Physikalische Eigenschaften des Schaums
Während der Entwicklung des Schaums wird ein einfacher qualitativer Test verwendet, um die Haftungseigenschaften verschiedener Schaumformulierungen zu vergleichen: Dünne Schichten Schaum werden mit Hilfe von Aerosolbehältern aus 10 cm Entfernung auf 10 cm × 10 cm Platten aus 0,5 cm dickem Gusskollagen oder schweineartigem Hautpropfpolymerisat aufgesprüht. Diese werden dann bei 40°C getrocknet, gekühlt und mit Krampen in Zylindern befestigt. Schaumschichten, die an dem Polyethen befestigt bleiben, ohne abzublättern oder zu reißen, werden als ausreichend haftungsstark und elastisch für den Auftrag auf Körperoberflächen betrachtet.
In-vitro Entwässerung und Dampfübertragungseigenschaften des Schaums
Die Schäume werden auf Testsiebe nach US-Norm (Nr. 60, 250 μm Öffnung) gesprüht und mit einer Tiefe von 3 cm abgeglichen und bedeckt. Die Raten der Entwässerung werden bei Raumtemperatur nachverfolgt, indem die abgelassene Lösung in regelmäßigen Abständen gesammelt und gewogen wird. Nach 4 Stunden Entwässerung werden die Schaumschichten aufgedeckt und in einen Ofen gelegt, um sie bei 40°C auf ein konstantes Gewicht zu trocknen. Die getrockneten Schaumschichten werden dann verwendet, um deren Dampfübertragungseigenschaften zu bestimmen. Ein Reservoir an destilliertem Wasser wird gewogen und auf das Gitter geschmolzen. Das Gerät wird in einen Trockenofen gelegt und die Übertragung von Wasserdampf durch die Schaumschicht wird bei 33°C über Schwerkraftanalyse bestimmt. Die Dampfübertragungsraten durch Metallin werden zu Vergleichszwecken ebenfalls gemessen.
Schaumvolumenexpansionsindex
Der Schaumvolumenexpansionsindex kann verwendet werden, um die Leistung einer bestimmten Schaumzusammensetzung zu bewerten. Außerdem ist es nützlich, um zu bestimmen, ob ein bestimmtes Protein den Schaum expandieren kann und um die beste Proteinkonzentration zu bestimmen.
Der Schaumvolumenexpansionsindex wird definiert als das Volumen des Schaums über das Volumen der Flüssigkeit, die zur Bildung des Schaums verwendet wird. Im Allgemeinen sollte ein Schaum 4 bis 8 Mal über das Volumen der flüssigen Zusammensetzung expandieren, welche verwendet wird, um den Schaum zu bilden, was einen Expansionsindex von 4 bis 8 ergibt.
Das Schaumvolumen kann durch die visuelle Inspektion des Volumens gemessen werden, wenn der Schaum in einem transparenten, graduierten Behälter gebildet wird. Eine genauere Schätzung des Schaumvolumens kann indirekt erhalten werden. In diesem Fall wird der Schaum in einem transparenten, graduierten Behälter gebildet und dann eine Flüssigkeit dem Behälter zugegeben, welche den Schaum nicht beeinträchtigt (zum Beispiel Wasser), um ein messbares Niveau an Volumen oder "Gesamtvolumen" zu erreichen. Die zugegebene Flüssigkeit wird dekantiert, ihr Volumen bestimmt und dann von dem Gesamtvolumen abgezogen, womit sich ein Volumen des Schaums ergibt.
Auswirkung des Schaums auf die Wasserverdampfung von Wunden in-vivo
Ein Bereich von 4 × 4 cm Haut mit seiner gesamten Tiefe wird von den rasierten Rücken betäubter Ratten existiert. Viereckige Plexiglaskammern (4 × 5 × 5 cm) mit Eingangs- und Ausgangsröhren werden über den existierten Bereichen versiegelt. Luft wird durch einen molekularen Sieb (Typ B.D.H 4 A aus Aluminiumnatriumsilikat) geleitet und dann bei 270 cm³ min^–1 durch die Behälter geführt. Einheitliche Durchflussraten werden erhalten, indem regulierbare Durchflussmesser an den Eingangs- und Ausgangsröhren der Acrylglaskammern verwendet werden. Die Luft, die die Behälter verlässt, wird durch U-Röhren geleitet, welche ausreichend molekulare Siebe enthalten, um den gesamten Wasserdampf zu adsorbieren, der während des Experiments freigesetzt wurde. Der Wasserdampf, der in dem Molekularsieb gefangen ist, wird in regelmäßigen Intervallen durch Abwägen bestimmt. Zwei Ratten mit Schnittwunden werden während jedes Experiments parallel eingesetzt: Eine Ratte wird zur Kontrolle verwendet und die Wunde an der anderen Ratte wird mit einer 1 cm dicken Schicht des Schaums bedeckt. Mit der Messung der Dampfverluste von den Schnittwunden wird eine Stunde nach Auftrag des Schaums begonnen, wobei zu diesem Zeitpunkt die Schaumschichten fast trocken sind.
Antimikrobielle Eigenschaften der Schaummatrix und -lösung
Die Gehaltsbestimmung der bakteriostatischen Wirkungen des Schaums kann durch Zonenverzögerung erreicht werden. Keimschächte mit einem Durchmesser von 2,7 cm werden von den Nährstoff-Agarplatten entfernt und mit zuvor hergestellten Schaumproben gefüllt. Isolierte Exemplare von Pseudonmonas Aeruginosa, Staphylococcus Aureus, und Candida Albicans werden auf geeigneten Nährstoff-Agarplatten angeimpft und 24 Stunden lang bei 37°C inkubiert. Die Ergebnisse sind das Mittel für sechs Bestimmungen der Gesamtbandbreite an bakterienfreien Bereichen außerhalb der Keimschächte. Die Populationsdichte der mikrobiellen Impfmaterialien, die in dem Experiment verwendet werden, wird durch Reihenverdünnung und Beschichten auf geeignete Agarmedien bestimmt. Die Kolonien werden mit Hilfe eines Dunkelfeldkolonienzählers (New Brunswick Scientific Co., Modell C 100) gezählt.
Um die bakterizide Wirksamkeit der Schaumlösungen zu bestimmen, werden Reihenverdünnungen des Schaums mit dem bakteriellen Impfmaterial von 10⁴ Organismen/ml 24 Stunden lang inkubiert und dann zur Bestimmung der Kolonienentwicklung beschichtet. Alternativ werden 100%-ige oder 50%-ige Verdünnungen der Schaumlösung mit bakteriellen Kulturen angeimpft. Proben werden nach 0,5, 15, 30, 60 und 120 Minuten genommen und dann in Nährstofflösung verdünnt, um bakteristatische Wirkungen zu entfernen. In Kontrollbehandlungen werden Mikroben direkt in der Nährstofflösung angeimpft. Verdünnte Kulturen werden auf geeignete Agarplatten beschichtet und nach 24 Stunden bei 37°C wird jede Kolonienentwicklung bestimmt.
Die anti-bakteriellen Auswirkungen des Schaums auf Verbrennungswunden können an lebenden Ratten (in vivo) getestet werden. Vier Verbrennungswunden dritten Grades werden auf den rasierten Rücken von betäubten Ratten angebracht, indem 1 cm dicke Glasscheiben, die mit Hilfe von Flammen erhitzt wurden, 10 Sekunden lang auf die Haut gehalten werden. Die Wunden werden mit einem großen Stück Mull bedeckt, um die nachfolgende Entfernung der Behandlungsaufträge zu ermöglichen. Die Behandlungen bestehen aus getrennten Animpfungen einer jeden Wundoberfläche mit 1 ml Staphylococcus Aureus (10⁸ Organismen ml^–1), die auf das absorbierende Mullmaterial aufgetragen werden. Sterile Sole wird auf die Vergleichsbehandlungen zur Kontrolle aufgetragen. Die Behandlungen variieren durch den Auftrag des Schaums entweder vor oder nach der Kontaminierung mit den bakteriellen Kulturen. Die Ergebnisse sind das Mittel von mindestens vier getrennten Bestimmungen.
Das Niveau der Kontaminierung in den angeimpften und den Vergleichswunden wird bestimmt, indem zunächst das Mullmaterial mit der Behandlung entfernt wird und 3 cm² große Abschnitte der verletzten Haut mit einer Tiefe von 0,5 cm existiert werden. Die existierten Abschnitte werden aseptisch in 150 ml kalter Nährstofflösung übertragen werden, um mikrobielle Nachwirkungen der Aktivitäten des Schaums zu verdünnen. Die Kolben werden dann über Nacht bei 4°C inkubiert, um die Freisetzung der Organismen in die Kulturlösung zu ermöglichen, während der größte Teil der Zellteilung inhibiert wird. Proben der Lösung werden dann in Serie verdünnt, beschichtet und inkubiert, bevor der Gehalt der mikrobiellen Population bestimmt wird. Es werden zwischen vier und acht Replikate für jede Behandlung durchgeführt.
Die oben aufgeführten Beispiele sind aufgeführt, um dem Durchschnittsfachmann eine vollständige Offenbarung und Beschreibung zu geben, wie die bevorzugten Ausführungsformen der Zusammensetzung herzustellen und einzusetzen sind, und sind nicht dazu gedacht, das Ausmaß dessen zu limitieren, was die Erfinder als ihre Erfindung ansehen. Abänderungen der oben beschriebenen Einsatzmöglichkeiten der Erfindung, welche dem Fachmann offensichtlich sind, sind im Ausmaß der folgenden Patentansprüche beabsichtigt und enthalten. Alle Veröffentlichungen, Patente und Patentanträge, die in dieser Spezifikation genannt werden, sind hiermit durch den Bezug eingeschlossen, als ob es angezeigt worden wäre, dass diese Veröffentlichungen, Patente oder Patentanträge spezifisch und individuell durch den Bezug aufgenommen sind.

Claims

Schaumwundverband, umfassend Albumin und mindestens ein zusätzliches Protein.
Wundverband nach Anspruch 1, wobei das Albumin menschliches Albumin ist.
Wundverband nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine zusätzliche Protein Lysozym ist.
Wundverband nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine zusätzliche Protein ein metallchelatbildendes Protein ist.
Wundverband nach Anspruch 4, wobei das metallchelatbildende Protein Transferrin ist.
Wundverband nach Anspruch 4, weiterhin umfassend Calciumione.
Wundverband nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine Säure.
Wundverband nach Anspruch 7, wobei die Säure Weinsäure ist.
Wundverband nach Anspruch 1, weiterhin umfassend einen Puffer.
Wundverband nach Anspruch 1, weiterhin umfassend ein biologisch aktives Agens.
Zusammensetzung zur Zubereitung eines Wundverbands, der sich zu einem Schaum ausbreitet, wenn er einer Scherkraft ausgesetzt wird, die Zusammensetzung umfassend Albumin und mindestens ein zusätzliches Protein aus der Gruppe von Lysozym, metallbindendem Protein und Ovomucin.
Zusammensetzung nach Anspruch 11, wobei das mindestens eine zusätzliche Protein Lysozym ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 11, wobei das mindestens eine zusätzliche Protein ein metallbindendes Protein ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 13, wobei das metallbindende Protein Transferrin ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 11, weiterhin umfassend Weinsäure.
Methode zur Zubereitung eines Schaumwundverbands, wobei die Methode die folgenden Schritte umfaßt: a) Zubereitung einer flüssigen Proteinlösung umfassend Albumin und mindestens ein zusätzliches Protein; und b) Anwendung einer Scherkraft auf die Lösung, um den Schaum zu bilden.
Methode nach Anspruch 16, wobei die Scherkraft durch das Pressen der Lösung durch eine Düse einer Sprühvorrichtung resultiert.
Methode nach Anspruch 16, wobei die Proteinlösung gefriergetrocknet gelagert wird und später vor dem Gebrauch rekonstituiert wird.
Methode nach Anspruch 16, wobei das mindestens eine zusätzliche Protein Lysozym ist.
Methode nach Anspruch 16, wobei das mindestens eine zusätzliche Protein ein metallbindendes Protein ist.
Methode nach Anspruch 20, wobei das metallbindende Protein Transferrin ist.
Methode nach Anspruch 20, wobei die Lösung weiterhin ein Metallion umfaßt, das durch das metallbindende Protein in einem Chelat gebunden ist.
Methode nach Anspruch 16, wobei die Lösung weiterhin eine Säure umfaßt, die den pH-Wert der Lösung senkt.
Methode nach Anspruch 16, wobei die Lösung weiterhin ein biologisch aktives Agens umfasst.
Methode nach Anspruch 16, weiterhin umfassend einen Schritt zur Anwendung einer Wärmequelle, um den Schaum weiter zu stärken.
Einsatz einer flüssigen Proteinlösung, umfassend Albumin und mindestens ein zusätzliches Protein, bei der Herstellung eines Arzneimittels zum Verbinden einer Wunde, wobei der Verband ein Schaumwundverband ist, der in-situ auf der Oberfläche der Wunde zubereitet wird.
Einsatz nach Anspruch 26, wobei der Schaum durch das Aufsprühen einer flüssigen Lösung auf die Wunde gebildet wird.
Einsatz einer flüssigen Proteinlösung, umfassend Albumin und mindestens ein zusätzliches Protein, bei der Herstellung eines Arzneimittels zum Verbinden einer Wunde, wobei der Verband ein Schaumwundverband ist, der vorgeformt ist und dann auf die Wunde aufgetragen wird.