DE3037513A1

DE3037513A1 - Kollagene wundauflage

Info

Publication number: DE3037513A1
Application number: DE19803037513
Authority: DE
Inventors: Axel Dr.rer.nat. 8014 Neubiberg Stemberger
Original assignee: Steffan Wolfgang 8425 Neustadt
Current assignee: Oesterreichisches Institut fuer Haemoderivate
Priority date: 1980-10-03
Filing date: 1980-10-03
Publication date: 1982-04-15
Also published as: DE3161508D1; EP0049469A1; US4407787A; HK53486A; JPS5841559A; ATE5373T1; EP0049469B1; CA1167726A; EP0049469B2; JPH0135664B2; DE3037513C2

Description

HOFFMANN · EITLE & PARTNER ° ^υ ° ' ° ' °

PAT E N TAN WALT E

DR. !NG. E. HOFFMANN (1930-1976) . Dl PL-I N G. W. E ITLE · DR.RER. NAT. K.H O FFMAN N · D I PL.-I N G. V/. LEHN

DIPL.-ING. K. FDCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 · D-8000 MO NCH EN 81 · TELEFON (089) 911087 · TELEX 05-29419 (PATH E)

o/fi

Wolfang STEFFAN
8425 Neustadt/ Donau

Kollagene Wundauflage

Kollagen wird seit geraumer Zeit in der Chirurgie verwendet. Es kann in Form von Schwämmen oder Fasern zur Blutstillung verwendet werden und ist auch nach entsprechender Modifizierung zur Beschleunigung der Wundheilung geeignet. Bei Patienten mit defekter Blutgerinnung oder bei großflächigen Blutungen genügen übliche kollagene Wundauflagen nicht. Man hat daher bereits versucht, Kollagenmaterial mit dem Gewebe zu verkleben, wobei man Kleber auf Basis Resorcin-Formaldehyd, Kollagen oder Gelatine verwendete. Solche Kleber sind zwar hämostyptisch, jedoch wegen ihrer Toxizität für die Praxis ungeeignet. Dies gilt auch für Acrylatkleber und die Kombination mit kollagenen Wundauflagen.

Es ist bekannt, daß Kollagen kovalente Vernetzungen mit Bindegewebsbestanteilen eingehen kann. Dabei finden Vernetzungen von Kollagen über Schiff-Basen sowie Aldolkondensation statt. Bekannt ist auch, daß bei Basalmembranen die Gewebefestigkeit zusätzlich durch S-S Brücken des Basalmembrankollagens erreicht wird. Bekannt ist weiterhin, Proteine, wie Albumin

mit intermolekularen S-S Bindungen nach milder Reduktion und nachfolgender Oxidation über S-S Brücken zu vernetzen.,..

Bei Verletzungen bildet sich durch die Blutgerinnung ein primärer Wundverschluß. Hierfür sind aggregierte Thrombozyten und ein Fibrinnetzwerk verantwortlich. Es ist bekannt, daß einzelne Fbrinmoleküle durch Transglutaminase vernetzt werden. Hierbei bilden sich neue Peptidbindungen zwischen Glutaminsäure und Lysin zwischen benachbarten Ketten. Mit der Technik der Fibrinklebung, also durch Verwendung von Fibrinogen und Trombin, wird die Endphase der plasmatischen Blutgerinnung nachgeahmt.

Die Fibrinklebung allein ist nicht in der Lage, großflächige Blutungen zu stillen. Dies gelingt erst durch eine kombinierte Anwendung der Fibrinklebung mit einer resorbierbareri kollagenen Wundauflage. Jedoch muß man dabei drei Komponenten bereithalten, nämlich die kollagene Wundauflage, Thrombinlösung mit Antifibrinolytika und eine tiefgefrorene hochkonzentrierte Fibrinogenlösung. Da Blutungen häufig plötzlich und unprogrammiert auftreten, stehen diese drei Komponenten im entscheidenden Augenblick häufig nicht anwendungsbereit zur Verfügung, denn zumindest die tiefgefrorene Fibrinogenlösung muß zuvor aufgetaut werden. Auch das Mischen vor der Applikation ist verhältnismäßig kompliziert.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine kollagene Wundauflage zur Verfügung zu stellen, die mit dem Gewebe verklebt und die bekannten Nachteile der Fibrinklebung in Kombination mit resorbierbarem Kollagen nicht aufweist. Verbunden mit dieser Aufgabe ist eine Verbesserung der kollagenen Wundauflagen zur lokalen Hämostase.

Diese Aufgabe wird durch Wundauflagen gemäß den Patentansprüchen gelöst.

Die Verbesserung gelingt dadurch, daß man Kollagen und Fibrinogen durch Gefriertrocknung kombiniert oder indem man SH-Gruppen in Kollagen einführt.

Die Kombination von Kollagen mit Fibrinogen durch Gefriertrocknung wird durchgeführt, indem man in eine sterilisierte Kollagenlösung mit einer sterilen Fibrinogenlösung unter aseptischen Bedingungen in einem Gefäß (mit Septum) oder in einer gasdurchlässigen Verpackung mischt und gefriertrocknet. Die Mischung kann auch mit einem Gradientenmixer erfolgen. Man erhält auf diese Weise einen aus Fibrinogen und Kollagen bestehenden Schwamm, mit dem man lebensbedrohliche Blutungen intraoperativ sofort versorgen kann und damit unabhängig von tiefgefrorenen Fibrinogenkonzentraten wird. Da nur Fibrinogenoberflache auf das blutende Gewebe gelegt wird, kann die Gefahr von Verwachsungen, die bekanntlich von Fibrinogen ausgehen, vermieden werden.

Problematisch bei der Fibrinogenapplikation ist das vereinzelte Auftreten yon Hepatitis. Diese Problematik kann natürlich vollständig vermieden, wenn man nicht Fibrinogen einarbeitet, sondern reaktive SH-Gruppen haltige Biopolymere einführt. Solche SH-Gruppen haltigen Biopolymere sind SH-Gruppen modifizierte Gelatine, SH-Gruppen modifizierte regenierte Oxyzellulose oder SH-Gruppen modifiziertes Kollagen.

Die Einführung von SH-Gruppen in Kollagen kann in an sich bekannter Weise erfolgen. Beispielsweise kann man gemäß der Vorschrift von Benesch & Benesch in "Proceedings of the National Academy of Science of the USA, Washington", Band 44, 1958, S. 848 bis 853 arbeiten.

Die Einführung von SH-Gruppen in Kollagen kann aber auch dadurch erfolgen, daß man eine SH-Gruppen modifizierte Gelatine, oder eine entsprechend modifizierte regenerierte Oxycellulose auf Kollagen aufbringt oder mittels eines Gradientenmischers einmischt. Gelatine entsteht durch chemische bzw. enzymatische Spaltung aus Kollagen und hat daher die gleiche chemische Zusammensetzung. Infolgedessen haben auch kollagen Wundauflagen, welche mit SH-Gruppen ι modifizierter Gelatine versehen sind., im wesentlichen die J Eigenschaften des Kollagens', verbunden mit dem Vorteil, daß durch die SH-Gruppen in diesen Materialien oxidativ eine Vernetzung erfolgen kann.

Die erfindungsgemäßen kollagenen Wundauflagen können in an sich bekannter Weise mit Wirkstoffen beladen werden.

Bekannt ist, daß Kollagen als Träger für Antibiotika, wie Gentamycin, geeignet ist. Auch Tetracyclin oder weitere Antibiotika oder - Chemotherapeutika können in das SH-Gruppen-modifizierte Kollagen eingearbeitet werden. Dies ist ein zusätzlicher Effekt,der bei den erfindungsgemäßen Wundauflagen erzielt werden kann.

Herstellung von Kollagen:

Von allen Pigmentschichten und Muskelresten befreite frische Rindersehnen wurden homogenisiert und eine Menge, die 100 g Trockengewicht entsprich^in 3 1 0,05 m Citratpuffer (pH 3,7) 24 Stunden lang extrahiert und anschließend gegen 1 % Essigsäure 12 Stunden lang dialysiert.

Das in 3 1 1 % Essigsäure suspendierte Gewebe wird 48 Stunden bei 15°C unter ständigem Rühren mit P< Kollagen : Pepsin = 50 : 1 inkubiert.

bei 15°C unter ständigem Rühren mit Pepsin im Verhältnis

Der Ansatz wird mit 1 % Essigsäure auf 5 Liter verdünnt und · durch Zentrifugation von den ungelösten Sehnenfragmenten befreit.

Die viskose Kollagenlösung wird gegen alkalisiertes Leitungswasser (pH 8,0) dialysiert und dann scharf zentrifugiert. Der Rückstand wird erneut in 5 Liter 1 % Essigsäure gelöst und dialysiert. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis der Faktor Stickstoff : Hydroxyprolin <3 ist. Nach dem letzten Dialysieren wird mittels 0,05 % Essigsäure eine 1,5 % Kollagenlösung hergestellt, die für die nachfolgenden Versuche Verwendung findet.

Herstellung einer SH-modifizierten Gelatine, SH-Kollagen oder SH-regenerierten Oxyzellulose: _____

1000 ml einer 2 % Gelatinelösung (die Vorschrift gilt analog für 1,5 % Kollagenlösung oder einer Suspension von 50 g Kollagen bzw. regenerierter Oxyzellulose) werden bei pH 7,0 mit 318 mg N-Acetylhomocysteinsäurethiolacton versetzt und dann werden 340 mg AgNO₃ zugegeben, wobei die Lösung durch Zugabe von NaOH auf pH 7,0 gehalten wird.

Nach zwei Stunden wird mit 1n HCl auf pH 2,5 eingestellt und Thioharnstoff im Überschuß zugegeben. Mit einem Kationenaustauscher werden die Silberionen entfernt und die Lösung unter Stickstoff dialysiert. Dann stellt man einprozentige Lösungen der modifizierten SH-Gelatine sowie des modifizierten

η β · * μ vk

β«*

— 8 —

SH-Kollagens für die nachfolgenden Versuche her.

Die regenerierte Oxycellulose wird durch Lyophilisierung getrocknet.

Herstellung von Fibrinogenlösungen;

Im Handel befindliche sterile Fibrinogenbulkware wird in sterilem Aqua dest. gelöst, so daß eine Lösung von 50 mg Fibrinogen/ml Lösung vorliegt, die für die nachfolgenden Versuche verwendet wird.

BEISPIEL 1

Herstellung einer Kollagen-Fibrinogen-haltigen Wundauflage von etwa 2,5 χ 5,0 cm;

Von einer strahlensterilisierten 1,5 %igen Kollagenlösung werden 10 ml unter aseptischen Bedingungen in eine sterile Flasche mit Septum gegeben und im Kältebad (Trockeneis - Äthanol) unter leichtem Rühren tiefgefroren. Nachdem etwa 2/3 dieser Lösung gefroren ist, werden 5 ml einer Kollagen-Fibrinogenlösung (Kollagen : Fibrinogen =1:1) zugegeben und erneut tiefgefroren^ bis 2/3 dieser Lösung tiefgefroren sind. Dann werden 5 ml der Fibrinogenlösung zugegeben, tiefgefroren und lyophilisert.

BEISPIEL

Herstellung einer Wundauflage, die Kollagen und modifizierte SH-Gelatine enthält:

Von einer Kollagenlösung (1,5 %) werden 10 ml in eine Flasche . . : mit Septum gegeben und im Kältebad

(Trockeneis-Äthanol) unter leichtem Rühren tiefgefroren. Nachdem etwa 2/3 dieser Lösung gefroren sind, werden 10 ml der modifizierten SH-Gelatinelösung zugegeben, tiefgefroren und lyophilisiert. Dieser Schwamm wird dann strahlensterilisiert.

BEISPIEL 3
Herstellung gentamycinhaltiger Wundauflagen:

Zur Herstellung gentamycinhaltiger Wundauflagen werden 100 mg Gentamycin zu 100 ml einer 1 %-igen Kollagenlösung gegeben und diese Lösung wie vorher beschrieben zur Herstellung der kollagen-fibrinogenhaltigen Wundauflage sowie zur Herstellung der kollagen-SH-gelatinehaltigen Wundauflage verwendet.

Claims

HOFFMANN · BITLK & PARTNER PATENTANWÄLTE DR. ING. E. HOFFMANN (l?30-197fi) . DI PL.-I N G. V/. EITLE · D R. RER. N AT. K. H O FFMAN N · DIPL.-ING.W. LKHN DIPL.-ING. K.FOCHSLE ■ DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 - D-8000 MD NCHEN 81 · TELEFON (08?) 911087 · TELEX 05-29419 (PATH E) o/fi WoIfgang STEFFAN 8425 Neustadt/ Donau Kollagene Wundauflage Patentansprüche

1. Gewebeverklebbare kollagene Wundauflage, dadurch gekennzeichnet , daß Kollagen in Kombination mit einem resorbierbaren Biopolymer vorliegt.

2. Wundauflage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das resorbierbare Biopolymer Fibrinogen ist.

3. Wundauflage gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichn et, daß das resorbierbare Biopolymer SH-Gruppen modifizierte Gelatine und/oder Kollagen ist.

4. Wundauflage gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß das resorbierbare Biopolymer SH-Gruppen modifizierte regenerierte Oxycellulose ist.

5. Wundauflage gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich einen Arzneimittelwirkstoff enthält.

6. Wundauflage gemäß Anspruch 5, dadurch g e kennzeichnet , daß der Arzneimittelwirkstoff ein Antibiotikum ist.

7. Wundauflage gemäß dem vorhergehenden Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Antibiotikum Gentamyzin ist.