DE1492300A1 - Verfahren zur Herstellung von Wundauflagen - Google Patents

Description

B. Braun lie I sung en

Verfahren zur Herstellung von Wundauflagen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung Ton Wundauflagen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man ein in an sich bekannter Weise aus tierischem Kollagen hergestelltes Sol, das mehr als IO96 Weichmaoher enthält, Terschäumt, in an sich bekannter Weise in den Gelzustand überführt, Gelfolien daraus schneidet und diese gerbt, und eine feste kollagenhaltige Abdeokfolie auf die Gelfolien aufklebt·

Sie erfindungsgemäss herstellbaren Wundauflagen eignen aioh zum Beispiel als temporär anzuwendende Hautprothesen zum Abdecken und als Ersatz von Hautdefekten am menschlichen Körper, insbesondere bei schweren Abschürfungen und bei Verbrennungen II· und III· Grades»

Bekanntlich unterscheidet man beim Abdecken von Hautdefekten Autotransplantate, Homoiotransplantate und Heterotransplantate·

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Die Autoplastik, bei der Eigenhaut des Patienten von einer anderen, unbeschädigten Körperstelle entnommen und transplantiert wird, kann nur bei geringfügigen Hautverlusten angewendet werden·

Die Homoioplastik, bei der Hautlappen von einem gesunden Menschen entnommen und auf die Wundflächen eines anderen Menschen übertragen werden, führt stets früher oder später dazu, dass die transplantierten Hautlappen nekrotisch und abgestossen werden·

3ei der Heteroplastik, bei der .die Hautverluste durch tierische Hautlappen bzw· Folien organischen Ursprungs oder solche synthetischer Herstellung ersetzt wurden, erleiden die Heterotransplantate bisher das gleiche Schickaal, auch wenn die synthetischen Pollen in geschäumter, gewebe- oder filzartiger Ausführung, z.B. aus Polytetrafluoräthylen, transplantiert wurden·

Ton chirurgischer Seite sucht man seit jeher nach einer Wundauflage für Hautdefekte, die folgende Eigenschaften besitzen solltet

1· Die Wundauflage darf nicht gewebsreizend auf das Wundbett wirken und muss gegenüber dem menvchlichen Gewebe antigenfrei sein·

2« Die Wundauflage muss anschmiegsam und elastisch sein, damit eine enge Berührung in allen Schichten mit der Wundfläche gegeben ist und sich keine Falten bilden, unter denen ein· Retention des Wundsekrets stattfinden kann·

3« Die Wundauflage muss eine Befestigungemöglichkeit durch Annähen oder Ankleben an dem gesunden Sachbargewebe der Wundfläche bieten« - '

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4· Die Wundauflage muss sich mit dem jungen Granulationsgewebe vereinigen und allmählich zur Reepithelisation des Gewebsdefekts führen«

5o Sie Wundauflage muss leicht und zuverlässig sterilisierbar sein, aueserdem gebrauchsfertig und lagerungsfähig geliefert werden·

6» Die Wundauflage muss leicht und wirtschaftlich herstellbar sein·

Diese Bedingungen wurden bisher weder durch die homoioplastischen Hautlappen noch durch die heteroplastischen Prothesen erfüllt«

Es mussten deshalb neue Wege beschriften werden, um zu besseren Behandlungsmethoden zu kommen. Die Erfindung geht davon aus, dass man, um die Bildung des aus der Wundfläche neu entstehenden Grranulationsgewebes zu fördern und es durch Verbandswechsel keinen späteren Schädigungen auszusetzen, das neue Gewebe, ähnlich wie bei Gewebezüchtungen auf geeignetem Nährboden, jedoch nicht aus, sondern in ein Medium einwachsen lässt, aus dem es einen Teil seiner Bausteine in geeigneter molekularer Grosse entnehmen kann. Es wurde schon früher versucht, Wundflächen mit festen Kollagenfolien oder auch solchen festen Kollagenfolien abzudecken, in die ein Hetz aus Polyamidfaden eingewoben war· Diese Folien bewährten sich jedoch nicht, denn sie waren zu trocken bzw. trockneten sehr schnell aus, so dass es unter ihren Falten zu Sekretstauungen kam, die sich leicht infizierten und zur Abstos sung führten. Aueserdem stiessen die zarten Gewebsknospen des Granulationsgewebes gegen die harte Folie und verkümmerten·

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Aus diesem Grunde wurde angestrebt, aus tierischen Proteinen hergestellte Kollagen-Gelfolien zu verwenden» die durch ihren hohen Wassergehalt dem menschlichen Gewebe eehr nahekommen, aus demselben Grundstoff bestehen und wichtige chemische Bestandteile dem Granulationsgewebe ' sum Aufbau zur Verfügung stellen«

Aus der deutschen Patentschrift 1 138 536 ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von klaren viskosen Gelen aus Augenlinsen bekannt, bei dem man die Augenlinsen mit Säuren oder alkalischen Lösungen aus Harnstoff und seinen Derivaten oder Lösungen von Salzen, wie Lithiumrhodanid, W auflöst und zur Abscheidung des Gels in die Lösungen Gegenionen eindiffundieren lässt oder das Gel durch Elektrophorese oder durch einfaches Ändern des pH-Wertes abscheidet·

Wenn man nach dem Verfahren der deutschen Patentschrift 1 138 536 Gele aus Proteinen, wie Kollagen, herstellt, so besitzen diese Gele bei ihrer Anwendung als Wundauflage die Nachteile, dass sie nicht elastisch genug sind und dass sie sich bei Körpertemperatur auflösen und ausserordentlich brüchig sind, so dass sie nicht vermögen, sich der Oberfläche des Wundbettes faltenlos anzuschmiegen, wodurch SekretStauungen eintreten, die bei der ständig herrschenden Infektionsgefahr über kurz oder lang but Abetossung durch den Körper führen·

Der Nachteil der leichten Löslichkeit wird erfindungsgemäss durch eine physiologische Gerbung verhindert· Als Gerbmittel können sowohl pflanzliche als auch synthetische Gerbmittel wie beispielsweise Tannine und vorzugsweise physiologisch unbedenkliche Polyaldenvde, *ur Anwendung kommen«

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Um die Sprödigkeit der GeIfolien auszuschlafen und ein gutes Anschmiegen an die Wundfläche zu erzielen, setzt man dem Kollagen-Sol 10 - 25 #, vorzugsweise 20 # Weichmacher wie beispielsweise Polyole und Glyzerin zu.

Eine bessere Anschmiegsamkeit wird erfindungagemäss ferner daduroh erreicht, dass der Gelfolie durch Einleiten von Luft oder inerten Gasen in feinstblasiger Form in das Sol vor der molekularen Ausrichtung und Vernetzung eine schaumartige Konsistenz gegeben wird. Die so erhaltene Schaumfolie ist dadurch wesentlich leichter, gesohmeidiger und anschmiegsamer als ohne Verschäumung und bietet noch den Vorteil, dass Wundsekret in die Vakuolen eindringen kann, so dass dem sich neu bildenden Granulationsgewebe die günstigsten Bedingungen zum Einwachsen geboten werden.

Jede Infektionsmöglichkeit von aussen her sowie die Versprädung dieser Schaumfolie nach Auflage wird dadurch vermieden, dass man sie erfindungsgemäss mit einer festen Abdeckfolie abdeckt, die ebenfalls Kollagen enthält, bei der jedoch der Wassergehalt stark herabgesetzt ist_f und der man ein baoterizides bzw. baoteriostatisches nicht gewebeschädigendes Agens noch zusetzen kann. Als Abdeckfolie kann e eine bekannte feste kollagenhaltige Folie verwendet werden. Vorzugsweise wird jedoch die Abdeckfolie auf die gleiche Weise wie die Gelfolie hergestellt und dann getrocknet, indemnan eine Gelfolie von 0,3 - 2 om Stärke auf einer durchlässigen Sinterplatte einige Tage austrocknen lässt und sie anschliessend noch kurz mit einem wasserentziehenden organischen Lösungsmittel behandelt· Die erhaltene zähe, elastisohe, fast lederartige Folie mit hohem Glyzerin- und geringem Wassergehalt wird z.B. mit Hilfe der modernen Gewebekleber, die auf der Basis der Cyanoacrylat-Verbindungen hergestellt sind, auf die Kollagen-Gelfolie aufgeklebt. Durch diese Abdeckfolie wird eine schnelle

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Wasserverdunstung der Gelfolie herabgesetzt und ausserdem ihre Festigkeit erhöht·

Durch Aufkleben einer Kunststoff-Folie auf die Abdeckfolie kann man die Gelfolie noch weitergehend vor dem Austrocknen schützen· Auaserdem dient die Kunststoff-Folie, die periphere übersteht, zur Befestigung der gesamten Auflage mittels Acrylat-Klebstoff. Von dem Gewebsrand aus kann dann ebenfalls neues Granulationsgewebe in die Kollagenfolie eindringen.

Da die Haut in ihrem histologis-chen Aufbau nicht nur aus kollagenem Fasergewebe besteht, sondern von elastischen Fasern durchzogen ist, besitzt sie eine höhere Elastizität als eine reine Kollagenfolie_e Diese elastischen Fasern stellen - wie das Gummiband in einem Textilgewebe - das ausschlaggebende elastische Moment dar. Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird eine entsprechende Elastizität in gewissem Masse auch der Kollagen-Hautprothese verliehen·

Diese Elastizität kann man dadurch erzielen, dass man der Kollagen- Gel-Prothese einen gewissen Prozentsatz Elastin im Solzustand zuführt. Aus reinem elastischem Pasergewebe, wie es im tierischen Gewebe z.B. beim Rind im Nackenband und in der Sklera des Auges vorhanden ist, kann man nach der beschriebenen Methode auch das Elastin in einen Solzustand bringen und am vorteilhaftesten in einer Menge von 20 # dem Kollagen-Sol zusetzen, um dann diese Mischung der oben beschriebenen Bearbeitung zu unterwerfen.

Die so erhaltenen Kollagen-Elastin-Schaumfolien, die weichgemacht, gehärtet, gegerbt und gegen Verdunstung durch eine Abdeckfolie mit geringerem Wassergehalt geschützt sind, kommen der menschlichen Haut sehr nahe·

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Anstelle des oben beschriebener, reinen Kolla_£-ens ist es auch möglich, Gelatine zu verwenden, wenn mar. aus ihr Schaumfolien herstellt, diese mit einem Weichmacher versetzt und gerbt und auf die so hergestellte Gelfolie eine Abdeckfolie aufklebt.

Werden diese kombinierten Folien auf die Wundflächen bei Tieren oder Menschen gebracht und durch Aufkleben befestigt, so zeigt sich in histologischen Präparaten folgendes Verhalten t ,

Die Kollage.i-Gel-Schicht liegt fest auf der Wundfläche auf. Eine entzündliche Reizwirkung auf die Wundfläche ist nicht zu beobachten. Nach ca. 10 Tagen, nachdem die aufliegende Kollagen- Gel-Schicht in einen gewissen SoIbustand übergeführt worden ist, beginnt das Einsprossen des jungen Granulationagewebes von der Wundfläche und den Wundrändern aus, und die Wundauflage erfüllt die Punktion einer Leitschiene für die gewünschte Reepithelisation der Wundfläche· Dieser Vorgang schreitet im Laufe der nächsten 14 Tage weiter fort, das Epithelgewebe durchsetzt die gesamte Kollagen-Gel-Schicht und dringt bis zu der härteren Abdeckfolie vor. Ohne Traumatisierung des Granulationsgewebes kann man diese Abdeckfolie abziehen, so dass unter steriler Abdeckung die Bildung der Epithelschicht der Wundfläche sich vollenden kann. Sehr wahrscheinlich hat das in Lysis gebrachte Kollagen-Gel in Verbindung mit einer fermentativen Spaltung durch die Kollagenasen dem Granulationsgewebe die Bausteine in Form der Aminosäuren geliefert.

Die Sterilisation der so hergestellten Produkte kann unschwer mit den Hilfsmitteln der modernen Gas- und Gammastrahleneinwirkung vorgenommen werden, sodass sterile, gebrauchsfertige, in jeder Grosse herstellbare Vollen zur Verfügung stehen, die über Jahre hinaus gelagert werden können.

Diese mehrschichtigen Gel-Folien können die Wünsche der 90 3850/1036

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Chirurgen nach geeigneten Wundauflager, bei schweren Hautdefekten weitestgehend erfüllen und weisen neue Wege für die Behandlung schwerer Schürf- und Verbrennungswunden·

• Bei der Durchführung dea erfindungsgemässen Verfahrens werden zunächst die Kollagen- und gegebenenfalls auch Elastin-Sole hergestellt. Als Rohstoff dient tierische Haut, vorzugsweise von Schweinen oder Kälbern. Von den drei Schichten der Haut kommt lediglich das Corium zur Anwendung. Das Corium wird in Stücke geschnitten und z.B. mit verdünnter Lithiumhydroxydlösung gequillen, um das Fett zu extrahieren. Anschliessend wird solange weiter gequollen, bis die Hautetücke in einfachen Homogenisiervorrichtungen zerquetscht werden können. Das erhaltene Sol muss ein transparentes, glasiges Aussehen haben·

Die Überführung der Proteine in den Solzustand kann beispielsweise auch durch enzymatische Behandlung erfolgen«

Da bei der Herstellung der Kollagen-Sole die Mucopolysaccharide vollständig zerstört werden, müssen sie dem Sol vor der Überführung in das Gel wieder zugeführt werden. Als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Mucopolysaccharid-Solen kommen z.B. für Hyaluronsäure-Sole Nabelschnüre, Glaskörper vom Rind, Schwein und Schaf oder foetale Häute und für Chondroitineulfat-Sole Cornea und Sklera vom Rind, Nackenband und Aorta vom Rind und Knorpelteile alter und junger Tiere¹, vor allem die Luftröhre, in Präge«

Das Ausgangsmaterial wird zerkleinert und gewässert, bei 0° oder wenig darüber mit gesättigter Kaliumchloridlösung 2-3 Tage extrahiert und dann gegen destilliertes Wasser dialiysiert. Die Extrakte werden schwach alkalisch gemacht ( pH-Wert « 7-8 ) und bei höchstens 2O⁰C eingeengt·

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~ 9 Die Sole werden bis zu ihrer Verwendung kühl aufbewahrt.

Nach Zusatz des Mucopolysaocharid-Sols zu dem Kollagen-SoI wird das Simplex aus Kollagen und Maoopolysaccharid in einer geeigneten Vorrichtung mit Luft oder einem indifferenten Gas aufgeschäumt. Um das in Lösung gebrachte Kollagen wieder zu renaturieren, lässt man vorzugsweise Elektrolyts durch die Masse diffundieren. Diese Elektrolyte müssen zweiwertig und komplexbildend sein. Die Ionendiffusion erfolgt in 5 Stufen. In der ersten Stufe bildet sich an der Grenze von Sol und Elektrolyt eine Primärmembran, die so feinporig ist, dass sie als bakteriendicht angesehen werden kann. Die Primärmembran besteht aus gerichteten Fadenmolekülen. In der zweiten Stufe erfolgt eine tropfige Entmischung. Nachdem die Ionen durch die Primärmembran hindurchdiffundiert sind, entladen sie sich teilweise und geben dadurch Hydratwasser ab. In der dritten Stufe werden mikroskopisch kleine V/ass er tröpfchen von dem sich bildenden Gel durch das Sol geschoben und bilden dabei enge parallele Kanäle, d.h. eine_r Kapillarzone· Dieser Vorgang ist steuerbar und hängt von der Konzentration und Temperatur des Sols bzw. des Elektrolyten ab. In der vierten Stufe verlangsamt sich durch die zunehmende Schichtdicke des Gels der Strom der diffundierenden Ionen und die Wassertropfen haben Zeit, zu grösseren Gebilden zusammenzufHessen (Linsenbildung ) . In der fünften Stufe fliessen auch die Linsen zu grösseren Schichten oder Streifen zusammen.. *

Aus dem fertigen Gel werden sodann Folien geschnitten und die übersohüSBige Elektrolytlösung wird ausgewaschen. Die Gelfolien werden anschliessend gegerbt, bis die gewünschte Resorptionsstabilität erreicht ist«

Die Abdeckfolie kann auf die gleiche Weise hergestellt und ansohliessend getrocknet werden·

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Die getrooknete Abdeckfolie wird mit einem geeigneten Kleber auf die Gelfolie aufgeklebt.

Es kann dann noch eine Kunststoffolie aus einem verklebbaren Kunststoff, wie Polyvinylchlorid, auf die Ab/deckfolie geklebt werden·

Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung ι

Beispiel» A Herstellung des Kollagen-Sols

Corium von Schweinehaut wird in kleine Stücke geschnitten und mit 0,2 η Lithiumhydroxyd mit Hilfe eines Vibrators, der mit der Frequenz des Wechselstroms arbeitet, gequollen· Nach mehrmaligem Wechseln der Lauge ist das Corium annähernd entfettet· Mit 1 η Lithiumhydroxyd v/ird danach weiter gequollen, bis die Hautstücke in einer einfachen Homogenisiervorrichtung zerquetscht werden können. Das erhaltene Sol hat einfi transparentes, glasiges Aussehen. DaB Lithiumhydroxyi wird anschliessend durch Dialyse entfernt·

B Herstellung der Gelfolie

Etwa 300 g eines nach A hergestellten Kollagen-Sols mit einem Trockengehalt von etwa 1,5 # ( «4,5 g Protein ) und etwa 180 g einea entsprechend hergestellten Kollagen-Sols aus Kalbshaut mit einem Trockengehalt von etwa 2,5 5^ (* 4,5 g Protein) werden mit 56 g eines Chondroitinsulfat-SoIs mit etwa 0,8 1» Trockengehalt ( » 0,45 g rohes Chondrol·· tinsulfat ) unter starkem Hiihren mit 45 g Glycerin versetzt und mit so viel destilliertem Wasser versehen, dass der Trockengehalt etwa 1,2 fl beträgt, wozu etwa 180 g destilliertes Wasser erforderlich sind· Dieses Simplex wird

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in einen Glaszylinder gefüllt, dessen Boden aus einer Glassinterschicht besteht· Durch diese wird Pressluft eingeblasen. Nach dem Aufschäumen wird mit Hilfe einer 1 η Oadmiumnitratlösung ein Gel ausgerichtet. Die Schichten werden auf eine Stärke von 5-6 mm geschnitten und die überschüssige Elektrolytlösung ausgewaschen. Anschliessend wird mit einer 4#-igen Glutardialdehyd-Lösung gegerbt·

Zur weiteren Verfestigung der Transplantate legt man diese in Aceton. Danach wird noch mehrmals mit destilliertem Wasser gespült· EineSeite der Transplantate wird abgetrocknet und eine entsprechend dimensionierte Abdeckfolie Bit geeignetem Kleber aufgeklebt·

0 Herstellung der Abdeckfolie

300 g eines nach A hergestellten Kollagen-Sols mit einem Trockengehalt von etwa 1,5 Ί» (» 4,5 g Protein) und 300 g eines Elastin-Sols aus der Sklera des Rindes mit einem Trockengehalt von etwa 1# (* 3,5g Protein) wird mit 75 g eines 2#-igen Natrium-Alginat-Sola und 45 g Glyzerin unter ständigem Rühren mit so viel destilliertem Wasser versetzt, dass der Trockengehalt etwa 1# beträgt. Man gibt die Masse in eine flache Schale und sprüht 1 η Gadmiumnitratlösung auf die Oberfläche auf. Nach etwa Stunden hat sich das Gel !feiner Schichtdicke von 2-3 cm gebildet· Auf einer geeigneten Schneidevorrichtung wird das Gel in etwa 3 mm starke Scheiben geschnitten und mehrmals mit destilliertem Wasser gespült,um überschüssige Cadmiumnitratlösung zu entfernen. Das letzte Spülwasser wird mit 10 - 20 # Glyzerin versetzt, um die Geschmeidigkeit der Folie zu gewährleisten. Die auf die gewünschte Grosse zugeschnittenen Folien werden auf einer saugfähigen, faserfreien Unterlage bei Raumtemperatur getrocknet.

Die fertige Abdeckfolie enthält 20^ Glyzerin, 35* Wasser und hat einen Trockensubstanzgehalt von etwa 45 $>·

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Claims (2)

1Z U92300

Patentansprüche t

1, Verfahren zur Herstellung von Wundauflagen, dadurch gekennzeichnet, dass man ein in an sich bekannter Weise aus tierischem Kollagen hergestelltes Sol, daa mehr als 10 $> Weichmacher enthält, verschäumt, in ansich bekannter Weise in den Gelzustand überführt, Gelfolien daraus schneidet und diese gerbt, und eine feste, kollagenhaltige Abdeckfolie auf die Gelfolien aufklebt,

2. Verfahren nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, dass man eine Abdeckfolie verwendet, die auf die gleiche Weise wie die Gelfolie hergestellt und dann getrocknet wurde·

3« Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man als Weichmacher Polyole, vorzugsweise Glyzerin verwendet·

4· Verfahren nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass man die Gerbung mit einem physiologisch unbedenklichen pflanzlichen oder synthetischen Gerbmit-r tel vornimmt,

5, Verfahren nach Anspruch 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, dass man zum Aufschäumen feinblasige Luft oder ein inertes Gas verwendet·

6· Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man dem Kollagen-Sol vor Herateilung der Gelfolie ein Elastin-Sol zusetzt, das in gleicher Weise wie das Kollagen-Sol hergestellt wurde·

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ίο

7· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man auf die Abdeckfolie eine verklebbare Kunststoffolie aufklebt*

für B· Braun, Melsungen

Rech

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