NO144008B - Fremgangsmaate for fremstilling av biologisk taalbare fibre ved spinning av en polymerloesning eller polymeremulsjon - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av biologisk tålbare fibre ved spinning av en polymerløsning eller polymeremulsjon, og det særegne ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er at poly-merløsningen eller polymeremulsjonen før den spinnes tilsettes et blodplate-aggregasjonshindrende middel eller et antitrombemiddel, og eventuelt reagenser som ved spinningen sikrer dannelse av i det minste et overflatelag av polyuretan.

Disse og andre trekk ved oppfinnelsen fremgår av patent-kravene.

Det er tidligere kjent å fremstille filamentstrukturer ved

å spinne oppløsninger inneholdende polymerer som er i stand til å frembringe fibre, hvori det er dispergert løsninger inneholdende produkter som skal okkluderes i form av små dråper av størrelsesorden som for emulsjoner.

En emulsjon oppnådd på en slik måte kan enten tørrspinnes eller våtspinnes til å gi en fiber som i sitt indre har et antall meget små hulrom hvori de okkluderte produkter er innesluttet. Disse produkter separeres fra de utvendige omgivelser ved hjelp av et membran som forhindrer at angjeldende produkter kommer ut fra hulrommene, mens sam-tidig den fri diffusjon av substansene som de okkluderte produkter skal være aktive overfor, tillates.

Strukturer oppnådd på denne måte har høye aktiviteter på grunn av det høye forhold mellom overflate, og. volum og tilveiebringer muligheten av inneslutning av substanser som ikke har en altfor høy renhet. Ved hjelp av de metoder som kommer til anvendelse ved den foreliggende oppfinnelse er det lykkes å tilpasse sammensetningen av fibrene, med egenskaper som er i slekt med dem som er nevnt ovenfor, slik at de er biologisk tålbare, dvs. at de kan innføres i en levende organisme eller i hvert fall kan innføres i kontakt med blod, uten å medføre fare for blødning eller forgift-ninger, som i tilfellet med anvendelse av oppløselige antikoaguleringsmidler.

Slike fibre kan også avendes når det kreves at disse substanser, som enzymer, antigener, antilegemer eller av-giftingsmidler skal bringes i kontakt med blod, og disse substanser kan okkluderes i slike fibre ved hjelp av metoder som allerede er kjent fra tidligere.

Blant de polymermaterialer som kan anvendes for dannelsen

av fibrene kan det nevnes:

cellulosepolymerene, de forestrede, foretrede og nitrerte cellulosepolymerer, polyamidene, polymerene og kopolymerene av akrylnitril, butadien og isopren, akrylater og meta-krylater, vinylestere, vinylklorider, polymerer eller kopolymerer av vinylidehklorid, styren, vinylbutyrat, gammametylglutamat, polyuretaner og blandinger av slike polymerer.

Blant de midler som når de blandes med de ovennevnte polymerer muliggjør oppnåelse av biologisk tålbare fibre,

og som virker som blodplate-aggregasjonshindrende midler eller eller antitrombemidler, nevnes særlig 4,5-difenyl-2-bis-2-(2-hydroksyetyl)-amino-oksazol, 4,8-dipiperidino-2,6-dieta-nolamino-pyrimido- (5 , 4d) -pyrimidin, dikumarol og derivater av salisylsyre som f.eks. aspirin og metylsalisylat og andre.

Det kan for dannelsen av fibrene anvendes poymerer som i

seg selv er biologisk tålbare, som f.eks. forskjellige typer av polyuretaner, anvendt alene eller i blanding med andre polymerer, eventuelt i kombinasjon med i det minste et overflatelag av polyuretan.

Dc følgende eksempler illustrerer foretrukne og eksempelvise utførelr.esf ormer f or oppfinnelsen . ''

EKSEMPEL 1

10g cellulose-triacetat ble oppløst i 133g rent metylenklorid ved romtemperatur. Til polymerløsningen ble det også tilsatt lg 4,5-difenyl-2bis-(2-hydroksyetyl)-amino-oksazol fremstilt i henhold til V. Rosnati, E. Marchetti, G. Mattalia, Journal Medical Chemistry, 11, sidene 1092 - 1093 (1968).

Til polymerløsningen som tidligere var blitt avkjølt til 0°C, ble det tilsatt 20g av en vandig løsning inneholdende 30% glycerol.

Ved omrøring ble det oppnådd en emulsjon som består av smådraper av den vandige fase fordelt i den polymere fase og med diameter fra 4-5 mikron.

Emulsjonen fikk stå i 20 minutter hvoretter den ble heilt ut i en stålsylinder, idet den sistnevnte på toppen var forbundet med en nitrogenflaske og i bunnen avsluttet ved hjelp av en spinne-dyse neddykket i et toluenbad. Ved utøvelse av et nitrogentrykk ble emulsjonen tvunget til å passere ut av spinnedysen i toluen-badet hvor den ble koagulert.

Det således oppnådde filament ble samlet på en spole og behandlet med en luftstrøm for å fjerne toluen og metylenklorid.

En ny fremstilling ble foretatt ved samme metode idet det for dannelse av emulsjonen ble anvendt en løsning av konsentrert invertase istedet for vann-glycerolløsningen. Den aktivitet som ble utvist av den invertaseholdige fiber ble målt sot. substrat ved å anvende en 20% vekt-volum løsning av sukrose i en fosfatbuffer

(0,1 M, pH 4,5 ved 25°C.)

Den resulterende aktivitet var 30% av total okkludert aktivitet og forble konstant endog etter 30 døgns kontinuerlig skylling

med en fosfatbuffer (01M, pH 4,5).

Et intravenøst Wallace kateter med lengde 30cm, innvendig diameter 0,69 mm og utvendig diameter 1,14 mm ble belagt med en film av cellulosetriacetat ved neddykking av røret i en løsning av polymeren-i metylenklorid (2% konsentrasjon) (basis vekt/vekt) inneholdende 4,5-difenyl-2bis-(2-hydroksy-etyl-amino-oksazol i en mengde på 10% i forhold til cellulosetriacetat. På det således oppnådde kateter ble det på homogen måte langs hele lengden viklet 60 mg av fiberen som okluderte løsningen av vann og glycerol.

Kateteret ble stukket inn i den store lårvsne på en middels stor hund bedøvet med pentotal, med fri ånding.

En sidegren av den store larvene ble isolert og kateteret innført i hele sin lengde slik at en overveiende del av katereret fløt iiliac-venen og i den nedre vena cava. Kateterenden ble knyttet til sidegrenen av den store lårvene og dekket av muskelbuntene. Det ble tilslutt foretatt en kutan-sutur. Under operasjonen og umiddelbart deretter ble heparin tilført til dyret for å forhindre vaskulær trombe som skyldes operasjonssårene.

Den kliniske status av dyret ble overvåket i 90 døgn og periodiske kontroller ble gjennomført for følgende blodparametre: fibrino-genese, blodplateaggregasjon, prothrombintid, thromboelastogram, telling av røde blodlegemer, bilirubintest.

De kliniske data, oppsatt i tabell 1, viser at for hele varigheten av forsøket var de generelle betingelser for dyret normale. Til slutt ble kateterne trukket ut og etter en nøyaktig undersøkelse ble de funnet fullstendig uten tromber. Post-mortem undersøkelse av venen viste fravær av vaskulære skader.

EKSEMPEL 2

I 133 g metylenklorid ble oppløst 10 g cellulosetriacetat

og 1 g 4,4'-diiminodifenylmetan. Til polymerløsningen ble det under omrøring tilsatt 20 g av en 30% løsning av vann og glycerol.

Omrøringen ble fortsatt inntil det var dannet en homogen emulsjon.

Emulsjonen ble overført i spinnetanken som beskrevet i eksempel

1, hvori koaguleringsvæsken var en løsning av toluen inneholdende 1% polyetylenglykolbisklorformat (molekylvekt 325). Under spinningen reagerte diaminet innholdt i polymerfasen med bisklor-formatet oppløst i toluen og fibren av cellulosetriacetat ble overtrukket med et lag av polyureatan.

Et intravenøst kateter som f.eks. i eksempel 1 ovenfor, ble belagt med en film påført ved en første neddykking av kateteret i en 2% løsning av cellulosetriacetat og 0,2% 4,4<1->diaminodifenyl-metan i metylenklorid, inneholdende også 1% polyetylenglykol bisklorformat. 60 mg fiber ble viklet opp på kateteret slik at det var fullstendig omhyllet langs hele sin lengde.

Deretter ble kateteret stukket inn i det store larvene på en hund med middels størrelse som beskrevet i det foregående eksempel 1.

Forsøket varte i 90 døgn.

Den etterfølgende tabell 2 viser verdiene for blodparametrene målt under forløpet av testen.

Til slutt, etter 90 døgn i venen, ble kateteret trukket ut

i henhold til den metode som er spesifisert i eksempel 1 og ble funnet å være uten tromber. Post-mortem undersøkelse av lårvenen viste fravær av vasale skader.

EKSEMPEL 3

Det ble ved romtemperatur i 100 g metylenklorid oppløst 15 g cellulosetriacetat.

Til polymerløsningen ble det tilsatt 1,5 g 4,5-difenyl-2bis (2-hydroksyetyl)-amino oksazol. Løsningen fikk avdampe inntil løsningsmidlet var fullstendig avdrevet.

Det ble oppnådd et ark med tykkelse 4 mm. Blodplate-klebeevnetesten ble gjennomført ved hjelp av metoden til Hellem, A.J. (Platelet adhesiveness in Von Willebrand's disease). A study with a new modification of the Glass Bead filter method, Scand., J. Haemat., 7, 3.74 (1970), under anvendelse av 6 ml

av det native blod av et friskt individ, trukket ut og umiddelbart bråkt til å strømme gjennom en glasskulekolonne (Adeplat-Mascia Brunelli) ved hjelp av en pumpe som avga 4 ml pr minutt.

Deretter ble glasskulen erstattet med et stykke av cellulose" triacetat med vekt 200 ml og fremgangsmåten beskrevet ovenfor ble gjentatt.

Blodplatetellinger ble foretatt før og etter blodstrømmen gjennom glasskulene eller cellulosematerialet, idet blodet ble samlet i en vandig løsning inneholdende dikalium EDTA ved konsentrasjon 6 g i 10 ml.

Blodplatetellingen ble gjennomført ved hjelp av et fasekontrast-mikroskop i henhold til metoden til Brecher og Cronkite (Morphology and enumeration of human-blood platelets,. J. Appl. Physiol. , 3, 365 (1950) .'

I tilfellet med glasskuler var blodplate-klebeevnen 78.8% mens

i tilfellet med cellulosematerialet var det ikke mulig å måle nedsettelsen for klebeevnen det vil si nedsettelsen var under følsomheten for målemetoden.

EKSEMPEL 4

20 g kommersielle PVC-spon ble malt på en åpen valsemølle ved temperatur 120 til 130°C i 20 minutter. Til polymerniassen ble det tilsatt 1 g 4,5-difenyl-2bis(2-hydroksyetyl)amino-oksazol. Etter avkjøling ved romtemperatur ble det oppnådd et ark med tykkelse 5 mm.

Med 20 ml av det således oppnådde material ble et blodplate-klebevnen målt med metode beskrevet i det foregående eksempel. Heller ikke i dette tilfelle kunne det iakttas noen nedsettelse av klebeevnen etter strømmen av blod gjennom det angjeldende material.

EKSEMPEL 5.

Et rør fremstilt av polydimetylsiloksan med indre diameter

7 mm, utvendig diameter 9 mm og en lengde på 1 m, ble fylt med

1% acetonløsning og 4,5-difenyl-2bis (2-hydroksyetyl)amino oksazol og deretter lukket i begge ender. Etter 24 timers henstand ved romtemperatur var oppløsningen fullstendig inndampet og rørveggene, sett i lys fra en UV-lampe, var intenst og ensartet fluorescerende, idet dette viste en jevn fordeling av det aggregasjons-forhindrende middel i polymeren.

Et stykke av det således behandlende rør og et tilsvarende sammenlikningsrør ble utsatt for blodplate-klebeevnetest i henhold til metoden av A.J. Hellen (Platelet adhesiveness in Von Willebrand's disease). A study with a new modification

of the glass bead filter method, in Scand. J. Haemat., 7 , 374

(1970), under anvendelse av det native blod av et individ

med god helse, idet blodet ble trukket ut og brakt til å strømme gjennom rørene som ble underkastet testen ved hjelp av en pumpe som ga 4 ml pr. minutt.

Blodplatetellinger ble foretatt før og etter strømmen av blod gjennom rørene, idet blodprøver ble samlet i en vandig løsning inneholdende 10 kalium EDTA ved en konsentrasjon på 6 mg i 10 ml. Blodplatetellingen ble foretatt ved hjelp av et fasekontrast-mikroskop i henhold til metoden til Brecher og Cronkite (Morphology and enumeration of human blood platelets, J.Appl. Physiol., 3, 365 (1950).

I tilfellet med sammenligningsrøret var blodplate-klebeevnen 58,5%. I tilfellet med det behandlende rør kunne det ikke iakttas noen nedsettelse av det opprinnelige blodplatetall.

EKSEMPEL 6

Et rør av "Tygon" med indre diameter 7 mm, utvendig diameter 9 mm og en lengde på 1 m ble behandlet med en løsning av det aggregasjonsforhindrende middel som i eksempel 5. Deretter ble røret underkastet blodplate-klebeevnetest i sammenligning med et ubehandlet rør i henhold til metoden omhandlet i eksempel 5. Også i dette tilfelle kunne det ikke iakttas noen særlig nedsettelse i antallet av blod-plater i det behandlede rør, mens klebeevnen i det ubehand-lede rør ble funnet å være 48%.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av biologisk tålbare fibre ved spinning av en polymerløsning eller polymeren.ulsjon, karakterisert ved at polymerløsningen eller polymeremulsjonen før den spinnes tilsettes et blodplate-aggregasjonshindrende middel eller et antitrombemiddel, og eventuelt reagenser som ved spinningen sikrer dannelse av i det minste et overflatelag av polyuretan.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det som det nevnte middel anvendes 4,5-difenyl-2-bis(2-hydroksyetyl)-amino-oksazol, 4,8-dipiperidino-2,6-dietanolamino-pyrimido-5,4d-pyrimidin eller dikumarol.