DE60020330T2

DE60020330T2 - Eiweissschaum klebstoff zur chirurgischen und/oder therapeutischen verwendung

Info

Publication number: DE60020330T2
Application number: DE60020330T
Authority: DE
Inventors: Jean-Louis Tayot; Yves Bayon; Philippe Gravagna; Marie Michel DUBOIS
Original assignee: Imedex Biomateriaux
Current assignee: Imedex Biomateriaux
Priority date: 1999-07-21
Filing date: 2000-07-20
Publication date: 2005-11-03
Anticipated expiration: 2020-07-21
Also published as: DE60020330D1; WO2001005443A1; EP1115434A1; ES2242631T3; AU7004900A; JP2003504159A; CA2344222A1; US6730299B1; ATE296122T1; CA2344222C; JP5133482B2; EP1115434B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der biologischen, bioabbaubaren und nicht toxischen Klebstoffe, welche zu einer chirurgischen und/oder therapeutischen Verwendung bestimmt sind.
Genauer gesagt, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein bioverträgliches, bioresorbierbares und nicht toxisches Eiweißschaum-Klebstofffluid zur chirurgischen und/ oder therapeutischen Verwendung.
Sie bezieht sich ebenfalls auf einen solchen Schaum, welcher bioaktive, an einem vorbestimmten Platz freisetzbare Substanzen umfaßt.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erhalt eines solchen Klebstoffschaumes wie auch einen Satz für seine Herstellung.
Sie betrifft weiterhin die Verwendung des Klebstoffschaumes in der Chirurgie und/oder für therapeutische Zwecke, insbesondere für den Schutz von Wunden und die Verbindung von biologischen Geweben untereinander oder an ein implantiertes Biomaterial.
Es sind biologische Klebstoffe bekannt, welche innerhalb einiger Minuten an Geweben haften können oder diese untereinander fixieren können, ohne Klammern oder Nähte zu verwenden. Diese Klebstoffe entfernen sich im allgemeinen nach der Vernarbung der Wunden durch Bioabbau, Resorption oder durch einfache Ablösung in Form von Krusten.
Unterschiedliche Technologien wurden zur Formulierung von Gewebeklebstoffen entwickelt. Bestimmte hiervon sind von synthetischem Ursprung, wie die Klebstoffe auf Basis von Cyanoacrylaten (2-Butylcyanoacrylat, 2-Octylcyanoacrylat) oder synthetische Polymere, und andere enthalten biologische Materialien wie Kollagen oder Fibrin.
In allgemeiner Weise werden die synthetischen Klebstoffe zur Verwendung in Gefäßen oder Lungen wie auch zum "Verkleben" der Ränder von Schnitten in der Haut benutzt. Die biologischen Klebstoffderivate wie Kollagen und Fibrin besitzen darüber hinaus blutstillende Eigenschaften und wirken ebenfalls bei der Steuerung von Blutverlusten.
Die Cyanoacrylatklebstoffe bauen sich unter Bildung von toxischen Produkten ab, obwohl die in neuerer Zeit entwickelten Klebstoffe weniger schädlich sind.
Sie führen zu spröden Produkten nach Polymerisation an dem Auftragungsort. Sie bleiben für 7 bis 10 Tage an Ort und Stelle und werden durch einfaches Abziehen nach der Vernarbung entfernt. Ihre Polymerisationszeit ist nur wenig einstellbar, unterhalb von 1 Minute, und erlaubt nicht eine sanfte Anwendung dieser Klebstoffe. Sie können weiterhin leicht verlaufen, und infolgedessen benachbarte Gewebe zu dem gewünschten Platz verkleben.
FOCAL ( US 5 844 016 ) hat synthetische Klebstoffe beschrieben, welche auf der photochemischen Polymerisation von Hydrogel von Polyethylenglycol (PEG) beruhen. Ihre Anwendungsweise ist nicht praxisgerecht. Tatsächlich beinhalten sie einen Auftrag in mehreren Stufen auf den Ort der Operation von der Lösung, welche den photochemischen Initiator (Eosin Y), von der Lösung des Monomeren (Derivat von PEG und Acrylat), welche eine biologisch aktive Substanz einschließen können, dann die Bestrahlung mit Licht bis zum Erhalt eines transparenten und haftenden festen Gels nach 40 bis 60 Sekunden. Dieser Klebstofftyp erfordert ebenfalls den Auftrag von mehreren Lösungen, welche aufgrund ihrer Fließfähigkeit sich leicht auf den benachbarten Plätzen zu dem Zielort ausdehnen können.
Diese Klebstoffe wurden ebenfalls für die gewünschte Anlieferung von biologisch aktiven Substanzen (vaskularer endothelialer Wachstumsfaktor [VEGF], endothelialer Zellwachstumsfaktor [ECGF], basischer Fibroblastwachstumsfaktor [bFGF], morphogenisches Knochenprotein [BMP] ...), welche in ihrem Mikroteilchennetz (FOCAL US 5 879 713 ) enthalten sind, beschrieben.
BARD (WO 97/42986) hat einen zu dem zuvor genannten FOCAL-Klebstoff ähnlichen Klebstoff beschrieben, bei welchem die Polymerisation durch UV induziert wird.
COHESION TECHNOLOGIES ( US 5 874 500 ; US 5 744 545 ; US 5 550 187 ) hat ebenfalls flüssige Klebstoffe auf Basis von aktiviertem PEG (z.B. PEG, welches Succinimid- und Maleinimidgruppen umfaßt) beschrieben, welche nach einem einfachen Auftrag an dem gewünschten Zielort für den Auftrag in variabler Zeit polymerisieren. Diese Klebstoffe sind potentiell toxisch und weisen den Nachteil auf, daß sie Fluide sind, welche einen genauen Auftrag an dem gewünschten Zielort hemmen.
CRYOLIFE hat einen anderen Typ von Klebstoff entwickelt auf Basis einer Mischung von Rinderalbumin und Glutaraldehyd. Außer den bekannten toxischen Effekten dieses Vernetzungsmittels und der Antigeneigenschaft von Rinderalbumin weist die ser Klebstoff ebenfalls die zuvor genannten Probleme der Fließfähigkeit auf.
Die Klebstoffe von Fibrin, Gemisch von an Thrombin konzentriertem Fibrinogen erzeugen eine Fibrinmatrix, welche langsam durch das endogene fibrinolytische System abgebaut wird. Vor der Polymerisation sind sie sehr fließfähig und können leicht verlaufen, selbst wenn ihre Reaktionszeit einstellbar ist, indem die Gesamtmenge von Thrombin verändert wird. Sie können biologisch aktive Substanzen freisetzen (z.B. Zarge und Koll., J. Surg. Res., 1997, 67, 4–8; Greisler und Koll., Surgery, 1992, 112, 244–255; Gray und Koll., Surg. Forum, 1993, 44, 394–396; Clinica, 1999, 848, 18).
Einrichtungen, welche Klebstoffe von Fibrin mit Liposomen vereinigen, wurden ebenfalls beschrieben ( US 5 651 982 ).
Die Fibrinklebstoffe können an dem Ort der Auftragung mit Hilfe eines Sprays zerstäubt werden und ein Schaumkoagulat bilden ( US 5 607 694 ; WO 97/33646).
Komplexe Einrichtungen, welche ein synthetisches Proteinpolymeres mit einem Vernetzungsmittel vereinigen, wurden als biologische Klebstoffe vorgeschlagen ( US 5 817 303 ).
Schließlich wurden mehrere Klebstoffe auf Basis von Kollagen oder Gelatine in der Literatur beschrieben. Viel früher wurde Gelatine mit Resorcin und mit Formaldehyd oder Glutaraldehyd zusammengegeben, um zu einem Klebstoff zu führen, der ebenfalls blutstillende Eigenschaften aufweist (Tatooles und Koll., Surgery, 1966, 60, 857–861; Braunwald und Koll., Surgery, 1966, 59, 1024–1030; Guilmet und Koll., J. Thorac. Cardiovasc. Surg., 1979, 77, 516–521). Mit diesem Klebstofftyp gibt es jedoch eine Gefahr der Freisetzung von Formaldehyd oder Glutaraldehyd mit der Verursachung von toxischen Reaktionen, welche Gewebenekrosen oder weniger schwere Reaktionen mit sich ziehen, was zu einer schlechten Vernarbung oder zu ihrer Verlangsamung führt.
In bestimmten Formulierungen ist das Kollagen eng an das Thrombin gebunden (CoStasis de Cohesion technol. et Flo-Seal de Fusion).
Für Anwendungen in der Chirurgie kann es ebenfalls chemisch mit Acylierungs- oder Sulfonierungsmitteln modifiziert sein, damit das Kollagen, das so umgewandelt ist, an dem Auftragungsort in Anwesenheit oder bei Abwesenheit eines Initiators polymerisieren kann ( US 5 874 537 ; WO 97/42986).
Ein Klebstoff, erhalten aus erhitztem Kollagen und, als Vernetzungsmittel, einem bioabbaubaren makromolekularen Polyaldehyd wurde ebenfalls beschrieben (FR 2 754 267; FR 2 754 268).
Die in der Literatur beschriebenen Klebstoffe zur chirurgischen und/oder therapeutischen Verwendung liegen im wesentlichen in flüssiger Form vor.
Ein nicht injizierbares, lyophilisiertes Material, welches die Elemente des Fibrinklebstoffes (Thrombin und Fibrinogen) enthält, ist beschrieben worden ( US 4 442 655 ). Ein inertes Gas wird gegebenenfalls in die reaktionsfähige wässrige Lösung von Fibrinogen /Thrombin injiziert, um das Material leichter zu machen, welches eine blutstillende Rolle oder die Rolle eines Trägers zur Anlieferung von vernarbenden Substanzen hat und hauptsächlich zur Reinigung von Wunden bestimmt ist. Ein anderes nicht injizierbares Material, welches unter anderem Elemente des Klebstoffs von Fibrin und Kollagen enthält, wurde ebenfalls in der Literatur als ein wirksames blutstillendes Mittel und ein Klebstoff beschrieben (Nishida und Koll., Geka Shinryo [Surgical Diagnosis Treatment], 1994, 36, 1449–1459; Ochiai und Koll., Sanpujinka no Jissai [Obstetric and Gynecologic Practice], 1995, 44, 253–262; Schelling und Koll., Ann. Surg., 1987, 205, 432–435; Shimamura und Koll., The Clinical Report, 1994, 28, 2994–2507).
Bestimmte Klebstoffe wurden ebenfalls in Form von Spray vorgeschlagen, um einen homogeneren und genaueren Auftrag auf eine wichtige Oberfläche zu ermöglichen. Jedoch weist die Verwendung von Spray Nachteile auf, unter anderem:

i) Zufuhr von nicht vernachlässigbaren Mengen von Kohlendioxid oder einem anderen Gas, was Gefahren von gefährlichem Überdruck mit sich bringt und sich als toxisch für Anwendungen in der nicht invasiven Chirurgie erweisen kann,
ii) die wesentliche Verschiebung von Klebstoffmischung an dem Ablagerungsort durch das Treibgas der Auftragsvorrichtung,
iii) die Entwicklung einer speziellen Sprayauftragsvorrichtung, welche den Gestehungspreis für die Klebstoffvorrichtung wesentlich erhöht und eine komplexere Umgebung erfordern kann, insbesondere wegen der Verbindung der Vorrichtung mit einer Treibgasquelle.

Man kennt darüber hinaus steife Schutzschäume, erhalten durch Einführung eines Gases (Luft) in eine Lösung von Proteinen, anschließend die Trocknung der Schaummasse bei hoher Temperatur für wärmeisolierende Schaumplatten ( US 2 584 082 ).
Ein Schaum, resultierend aus dem Zusammenrühren einer Lösung von Proteinen in Anwesenheit von Luft oder einem inerten Gas wurde ebenfalls in kosmetische Cremes eingesbaut (CH 674 804).
Darüber hinaus kennt man Polysaccharidschäume, erhalten durch Mischung unter Abscheren nach Einführung eines Gases in die Polysaccharidlösung, auf tragbar durch Zerstäubung für die Vernarbung von Wunden oder als Antihaftbarriere nach Operationen ( EP 747 420 ).
Keine klebende Eigenschaft bei Wunden oder Organen wurde für diese Schäume angegeben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Klebstoffes, welcher nicht die größeren zuvor aufgeführten Nachteile, insbesondere Gefahren der Toxizität, Schwierigkeiten des Auftrages insbesondere als Folge der Fließfähigkeit, einen Auftrag in mehreren Stufen und zum Zeitpunkt der Reaktionsfähigkeit der Bestandteile, Verwendung von Gastreibmitteln (Spray), etc., aufweist.
Aufgabe der Erfindung ist ebenfalls die Bereitstellung eines Klebstoffes, der fließfähig und gegebenenfalls injizierbar, bioverträglich, bioresorbierbar und nicht toxisch ist, wobei dieser für eine chirurgische und/oder therapeutische Anwendung geeignet ist, zeitlich stabil ist und unter relativ einfachen Bedingungen aufbewahrt werden kann.
Weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines solchen Klebstoffes für die Verbindung von biologischen Geweben, einschließlich lebender Gewebe, entweder untereinander oder mit einem implantierten Biomaterial, oder auch noch für das Auffüllen von Gewebehohlräumen oder für den Schutz von Gewebewunden.
Weiterhin hat die Erfindung die Aufgabe, einen solchen Klebstoff in verwendungsfähiger Form, von einfacher und prak tischer Anwendung, insbesondere injizierbar mit Hilfe von Kathetern oder Kanülen, zu liefern.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist die Lieferung eines Klebstoffes, dessen Struktur Anbringung auf dem Gewebe erleichtert.
Eine weitere Aufgabe ist die Lieferung eines Klebstoffes, dessen Bioabbaufähigkeit nach dem Auftrag hinsichtlich der Zeit steuerbar ist.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist die Lieferung eines Klebstoffes, welcher biologisch aktive Substanzen enthalten kann.
Die vorliegende Erfindung hat darüber hinaus das Ziel der Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines solchen Klebstoffes, welcher leicht und ohne Gefährdung für den Organismusempfängers eingesetzt werden kann.
Die Erfindung hat darüber hinaus die Aufgabe der Lieferung von Sätzen bzw. "Kits", welche eine einfache und schnelle Herstellung eines solchen Klebstoffes ermöglichen.
Diese Aufgaben wie auch andere, welche sich aus der folgenden Beschreibung ergeben, werden erreicht mit Hilfe eines bioverträglichen, bioresorbierbaren und nicht toxischen Eiweißschaum-Klebstofffluids zur chirurgischen und/oder therapeutischen Verwendung, insbesondere für die Verbindung von biologischen Geweben untereinander oder an ein implantiertes Biomaterial und den Schutz / die Vernarbung von Gewebewunden, wobei dieser eine bioverträgliche, bioresorbierbare und nicht toxische fluide Eiweiß-Klebstoffmatrix umfaßt, die ein bioverträgliches und nicht toxisches Gas oder eine Mischung von Gasen enthält.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines solchen zuvor genannten Klebstoffschaums, dadurch gekennzeichnet, daß es die Stufe des Mischens an Ort und Stelle in homogener Weise umfaßt von:

– einer polymerisierbaren/vernetzbaren und potentiell klebenden Eiweißverbindung, die in einer ersten Spritze enthalten ist,
– eines Mittels zur Polymerisation/Vernetzung, das in einer zweiten Spritze enthalten ist, zur Bildung eines fluiden Materials von klebender, bioverträglicher, bioresorbierbarer und nicht toxischer Eiweißmatrix, und
– einem Gas oder einer Mischung von Gasen, das/die bioverträglich und nicht toxisch ist, ausgewählt unter Luft, Stickstoff, Sauerstoff oder Kohlenstoff enthaltenden Gasen oder der Mischung von einem oder mehreren dieser Gase, welches/welche in der ersten und/oder der zweiten Spritze und/ oder einer dritten Spritze enthalten ist, mit diesem fluiden Material von Eiweiß-Klebstoffmatrix oder mit einem der Grundbestandteile eines solchen Materials, das in wässrigem Milieu solubilisiert ist,

Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls ein Satz zur Herstellung eines solchen Klebstoffschaumes, dadurch gekennzeichnet, daß er umfaßt:

– eine polymerisierbare/vernetzbare und potentiell klebende Eiweißverbindung, die in einer ersten Spritze enthalten ist,
– ein Mittel zur Polymerisation/Vernetzung, das in einer zweiten Spritze enthalten ist, zur Bildung eines fluiden, bioverträglichen, bioresorbierbaren und nicht toxischen Eiweißklebstoffes, und
– ein Gas oder eine Mischung von Gasen, das/die bioverträglich und nicht toxisch ist, ausgewählt unter Luft, Stickstoff, Sauerstoff oder Kohlenstoff enthaltenden Gases oder der Mischung von einem oder mehreren dieser Gase, in der ersten, zweiten und/oder einer dritten Spritze, und
– Mittel, um die Bestandteile, Eiweißverbindung in wässriger Lösung und Mittel zur Polymerisation/Vernetzung, zur Bildung der Klebstoffmatrix und dieses Gas oder dieses Gasgemisch an Ort und Stelle zu mischen.

Die Erfinder haben überraschenderweise gefunden, daß man fluide und klebende Schäume herstellen kann, in den an Ort und Stelle ein Gas oder eine Mischung von Gasen in die biologischen "Klebstoffe" eingeführt wird, um für eine Anwendung fertige Eiweißschäume zu erhalten, welche insbesondere durch Injektion anwendbar sind, wobei unterschiedliche Vorrichtungen verwendet werden, wie Kanülen oder Katheter.
Die Erfinder haben vollkommen überraschend die Möglichkeit gefunden, einen bioverträglichen, bioresorbierbaren und nicht toxischen, fluiden und injizierbaren Eiweißschaum-Klebstoff, der für eine chirurgische und/oder therapeutische Anwendung geeignet ist, aus einer Eiweißverbindung, entweder in solubilisierter Form in wässrigem Medium, oder in fester Form, insbesondere lyophilisiert oder durch ein flüchtiges Lösungsmittel getrocknet, zu erhalten.
Die Erfinder haben in unerwarteter Weise gezeigt, daß solche Schäume klebende Eigenschaften, insbesondere auf biologischen Geweben, einschließlich lebenden Geweben, aufweisen, welche mit biologischen "Klebstoffen" in flüssiger Form vergleichbar sind, wobei sie stärker elastisch sind und perfekt durch den Empfängerorganismus aufgenommen werden. Sie können ihre klebenden Eigenschaften bis zu ihrem vollständigen Abbau beibehalten.
Ebenfalls haben sie gefunden, daß solche Schäume unerwartete Eigenschaften der raschen und wirksamen Ansiedlung durch die Zellen des Empfängerorganismus aufweisen.
Ebenfalls haben sie in vollkommen unerwarteter Weise gefunden, daß solche Klebstoffschäume mit einer großen Genauigkeit auf biologische Gewebe zu deren Verbindung untereinander oder an ein implantiertes Biomaterial, welches reaktionsfähige Funktionen gegenüber der Klebstoffmatrix besitzt, aufgetragen werden können, ohne die Probleme des Ablösens, welche üblicherweise bei flüssigen biologischen Klebstoffen gefunden werden, oder die Gefahren der Verteilung der Klebstoffe durch die Treibgase des Sprays zu haben. Die Ablagerungen solcher klebenden Schäume auf den Geweben sind darüber hinaus dank ihrer besonderen mikroporösen Textur und ihrer Opazität leichter sichtbar zu machen, Merkmale, welche sie sehr stark von üblichen flüssigen Klebstoffen und von menschlichen oder tierischen Geweben unterscheiden.
Ebenfalls haben sie gezeigt, daß bestimmte Formulierungen dieser Schäume ihren "klebenden" Charakter auf ihrer äußeren Oberfläche nach Polymerisation der klebenden Mittel verlieren, was eine selektive und genaue Anbringung dieser Schäume auf Zielgeweben ohne Verkleben von nicht gewünschten Geweben ermöglicht.
Ebenfalls haben sie gefunden, daß man in diese Klebstoffschäume sehr leicht biologisch aktive Substanzen eingeben kann, welche gegebenenfalls mit einem Träger assoziiert sind, der sie wenigstens partiell gegenüber chemischen Veränderungen, die potentiell durch die Polymerisationsmittel hervorgerufen werden, schützt.
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden mehr im einzelnen beschrieben.
Gemäß der Erfindung ist unter Eiweiß-Klebstoffmatrix ein Netzwerk zu verstehen, das durch einen oder mehrere proteinischen Bestandteile, welche klebende Eigenschaften aufweisen und nicht toxisch, bioverträglich und bioabbaubar sind, gebildet wird, wobei dieses Netzwerk ein bioverträgliches und nicht toxisches Gas oder eine Mischung von solchen Gasen einschließt.
Die Klebstoffeigenschaften der Matrix werden im allgemeinen durch einen Prozeß der Polymerisation und/oder der Vernetzung von seinem/seinen Basisbestandteil/en erreicht, bevorzugt initiiert durch ein oder mehrere Mittel für die Polymerisation/Vernetzung, welches/welche vor der Bildung des Schaumes geliefert werden.
Unter "nicht toxisch" ist jedes Produkt zu verstehen, dessen Toxizität ausreichend schwach ist, damit eine Verwendung in der Chirurgie und/oder in der Therapie von menschlichen Körpern oder tierischen Körpern, wie auch immer der Anwendungsort ist, möglich ist, indem die Kriterien und Normen, welche durch die Gesetzgebung gegeben sind, erfüllt werden.
Unter "bioabbaubar" ist jeder Bestandteil zu verstehen, der zum Verschwinden durch fortschreitenden Abbau (Metabolisierung) fähig ist.
Die Klebstoffmatrix kann unter Berücksichtigung ihrer chemischen Zusammensetzung den bekannten biologischen Klebstoffen und Klebmitteln entsprechen.
Sie kann ebenfalls aus einer wenigstens teilweise polymerisierten und vernetzten proteinischen Verbindung (Grund bestandteil) bestehen oder diesen umfassen, wobei dieser nicht toxisch, bioverträglich und bioabbaubar ist, und welcher die klebenden Eigenschaften besitzt.
Der Ausdruck "Proteinverbindung" bezeichnet ein Protein oder eine Mischung von Proteinen, gegebenenfalls chemisch modifiziert, insbesondere durch Methylierung oder Succinylierung.
Das Verfahren der Erfindung ermöglicht den Erhalt von Klebstoffmatrizes, erhalten aus einer Zusammensetzung, welche einesteils eine polymerisierbare/vernetzbare, potentiell klebende Proteinverbindung (Grundbestandteil) und andererseits ein Mittel zur Polymerisation/Vernetzung durch deren Mischung an Ort und Stelle vor der Anwendung umfaßt.
Gemäß der Erfindung ist unter "polymerisierbarer/vernetzbarer, potentiell klebender Proteinverbindung" jede Proteinverbindung zu verstehen, wie sie zuvor definiert wurde, welche zur Entwicklung in Anwesenheit von Wasser von klebenden Eigenschaften durch Polymerisation und/oder Vernetzung unter der Wirkung eines Mittels zur Polymerisation/Vernetzung fähig ist.
Gemäß der Erfindung kann das Mittel zur Polymerisation/Vernetzung eine Verbindung oder eine Mischung von Verbindungen umfassen, welche mit der polymerisierbaren/vernetzbaren Proteinverbindung verträglich ist, um die Polymerisation/Vernetzung hiervon durch Mischung an Ort und Stelle, im allgemeinen in einigen Minuten, herbeizuführen.
Die Proteinverbindung wird entweder in solubilisierter Form in wässrigem Medium oder in fester Form, insbesondere als Pulver oder als Fasern, eingesetzt.
Das Mittel zur Polymerisation/Vernetzung kann ebenfalls in solubilisierter Form in wässrigem Medium oder in Pulverform, bevorzugt in lyophilisierter Form, eingesetzt werden.
Die für Zwecke der Erfindung eingesetzten Proteine werden bevorzugt ausgewählt unter: Kollagen, Gelatine, Albumin, Elastin und Fibrinogen, und mehr bevorzugt unter Kollagen und Albumin. Das Kollagen ist ganz besonders bevorzugt.
Das für Zwecke der Erfindung verwendete Kollagen kann beliebig von menschlichem oder tierischem Ursprung sein, und es kann durch Mittel der genetischen Rekombination erhalten worden sein. Es kann sich um Kollagen vom Typ I, III, IV oder V oder auch um deren Mischung in jedem Verhältnis handeln.
Es kann sich um natürliches Kollagen handeln, d.h. welche seine ursprüngliche Spiralstruktur beibehalten hat, gegebenenfalls chemisch modifiziert durch Methylierung, durch Succinylierung oder durch jedes andere bekannte Verfahren, insbesondere um es bei physiologischem pH stärker löslich zu machen, oder auch um behandeltes Kollagen zur Eliminierung von Telopeptiden, insbesondere durch Abbau mit Peptin.
Man kann ebenfalls nicht hydrolysiertes Kollagen verwenden, welches hauptsächlich durch α-Ketten gebildet wird, wobei dessen Molekulargewicht in der Nähe von 100 kDa liegt. In diesem Fall ist die Spiralstruktur des Kollagens zumindest partiell denaturiert, beispielsweise durch eine mäßige Erhitzung in Anwesenheit von Wasser, insbesondere bei einer Temperatur zwischen 40 und 70°C unter milden Bedingungen derart, daß der Abbau durch hydrolytische Spaltung der so gebildeten Gelatine im allgemeinen auf weniger als 10% ihrer Kollagenketten, die ein Molekulargewicht unterhalb von 100 kDa besitzen, vermieden wird.
Eine solche Gelatine wird im folgenden "erhitztes Kollagen" genannt, um sie von der handelsüblichen Gelatine zu unterscheiden, welche ebenfalls für Zwecke der Erfindung, jedoch nicht bevorzugt, eingesetzt werden kann.
Das natürliche Kollagen oder das erhitzte Kollagen, wie es zuvor beschrieben wurde, wird entweder in Form von getrockneten Fasern oder getrocknetem Pulver oder in Form von wässriger Lösung mit einer Konzentration zwischen 1 und 5 Gew.-%, bevorzugt zwischen 2,5 und 4 Gew.-%, für das natürliche Kollagen, zwischen 4 und 20 Gew.-%, bevorzugt zwischen 5 und 16 Gew.-%, für das erhitzte Kollagen eingesetzt.
Der pH der Lösungen des natürlichen Kollagens oder des erhitzten Kollagens ist bevorzugt neutral, mehr bevorzugt liegt er zwischen 6 und 8.
Wenn die Klebstoffmatrix aus Albumin erhalten wurde, verwendet man dieses bevorzugt in Form von getrocknetem Pulver, oder in Form einer wässrigen Lösung mit einer Konzentration zwischen 20 und 50 Gew.-%, bevorzugt von 40 bis 50 Gew.-%.
Im Fall von Fibrinogen verwendet man bevorzugt ein Pulver oder eine wässrige Lösung mit einer Konzentration zwischen 10 und 20%.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Mittel zur Vernetzung unter reaktionsfähigen, natürlichen oder synthetischen Polymeren, bevorzugt mit einem Molekulargewicht oberhalb von 1000, ausgewählt werden, wie aus makromolekularen Polyaldehyden, aus hydrophilen Polymeren, deren spätere Diffusion aus dem Klebstoff durch das wesentliche Molekularge wicht gehemmt wird, was eine direkte unmittelbare Toxizität hemmt.
Unter "reaktionsfähigen Polymeren" sind Polymere zu verstehen, welche zur Reaktion mit den Proteinsubstanzen, wie sie zuvor genannt wurden, insbesondere gegenüber Amin- oder Sulfhydrylfunktionen, welche sie enthalten können, fähig sind.
Die makromolekularen Polyaldehyde, welche gemäß der Erfindung eingesetzt werden können, umfassen bioabbaubare Polyaldehyde von natürlichem Ursprung, d.h. jede Verbindung, welche mehrere aldehydische Funktionen, die von einem natürlichen bioabbaubaren Polymeren herrühren, aufweisen.
Die Polyaldehyde können alleine oder in Mischung eingesetzt werden, der Ausdruck "Polyaldehyd", wie er hier verwendet wird, bezeichnet unabhängig voneinander eine einzige Verbindung oder eine Mischung von mehreren solcher Verbindungen.
Die makromolekularen Polyaldehyde können durch Oxidation von Polysacchariden oder Mucopolysacchariden, insbesondere mittels Perjodsäure oder eines ihrer Salze, gemäß einem an sich bekannten Verfahren hergestellt werden.
Unter den Polysacchariden und Mucopolysacchariden, welche für die Durchführung der Erfindung geeignet sind, können genannt werden: Stärke, Dextran, Agarose, Cellulose, Chitin, Chitosan, Alginsäure, Glycosaminoglycane, Hyaluronsäure, Chondroitinsulfat oder deren Derivate. Stärke, Dextran oder Hyaluronsäure sind bevorzugt, wobei Stärke besonders bevorzugt ist.
Der Polyaldehyd kann dadurch erhalten werden, daß zu einer Lösung von Polysaccharid oder Mucopolysaccharid eine Lö sung von Perjodsäure oder eines ihrer Salze bis zum Erhalt einer Endkonzentration zwischen 0,01 und 1 M, bevorzugt zwischen 0,25 und 0,5 M, zugesetzt wird. Die Oxidationsstufe kann an Lösungen, Gelen oder Suspensionen des/der Polysaccharides/e durchgeführt werden.
Die Präparation des oxidierten Polysaccharids kann anschließend Dialysen, Diafiltrationen, Filtrationen, Ultrafiltrationen mit dem Zielunterworfen werden, um Produkte der Oxidationsreaktion und Reaktionsteilnehmer, wie die während der Reaktion gebildeten Derivate oder Überschußmengen, zu entfernen.
Vor der Verwendung wird das oxidierte Polysaccharid oder Mucopolysaccharid bevorzugt in saurer Lösung bei einem pH, welches dieses spontan annimmt, bei einer Konzentration zwischen 0,5 und 20 Gew.-%, bevorzugt zwischen 1 und 10%, konserviert.
Die Lösung ist bei Ausschluß von Luft stabil und wird bevorzugt zwischen +1°C und +25°C aufbewahrt.
Bei einer Variante kann das oxidierte Polysaccharid oder Mucopolysaccharid in saurer lyophilisierter Form vorliegen, wobei die Wiederauflösung des Lyophilisates in Wasser oder mit dem physiologisch erforderlichen Puffer erfolgen kann.
Für Zwecke der Erfindung verwendete hydrophile Polymere weisen bevorzugt ein Molekulargewicht von 1000 bis 15000 Da auf, bevorzugt zwischen 2000 und 5000. Sie umfassen beispielsweise die Derivate von Poly(ethylen)glycol (PEG), die Poly(oxyethylene), die Poly(methylenglycole), die Poly(trimethylenglycole), die Poly(vinylpyrrolidone), wobei Derivate von PEG am meisten bevorzugt sind. Sie können linear oder verzweigt sein, jedoch sind sie nicht stark vernetzt. Die Po lymere von Blöcken Poly(oxyethylen)-Poly(oxypropylen), welche gegebenenfalls einen Ethylendiaminkern (Polymeres mit 4 Endketten) besitzen, können ebenfalls geeignet sein.
Die hydrophilen Polymere sind "aktiv" zur selektiven Reaktion mit den Aminen und den Thiolen der Proteine. Am Ende der Polymerketten findet man eine Struktur, welche vergleichbar ist zu: -Polymerkette-Verbindungsglied-GP (GP = austretende Gruppe) für die Polymere, welche mit den Aminen reagieren oder -Polymerketten-GRT (GRT = gegenüber Thiolen reaktionsfähige Gruppen) für die mit den Thiolen reagierenden Polymeren.
Das Verbindungsglied kann aus Gruppen ausgewählt werden, welche aus einem Carbonat -C(O)-, aus einem Monoester -R-CH₂-C(O) – oder einem Diester -C(O)-O-(CH₂)_n-O-C(O)- bestehen, das GP kann ein Succinimidyl-, Maleinimidyl-, Phthalimidyl-, Imidazolyl-, Nitrophenyl-, Tresylderivat sein, wobei das Succinimidylderivat am meisten bevorzugt ist. Schließlich können die GTR aus Vinylsulfon-, Jodacetamid-, Maleinimid- und Orthopyridyldisulfidderivaten ausgewählt werden.
Diese hydrophilen Polymere werden entsprechend den auf dem Fachgebiet bekannten Methoden synthetisiert.
Sie können in dehydratisierter Form, abgepackt in Spritzen, aufbewahrt werden.
Zum Erhalt der Klebstoffmatrix gemäß einer ersten Ausführungsform können die zuvor genannten Proteinsubstanzen, insbesondere das Kollagen, das erhitzte Kollagen oder das Albumin, in wässriger Lösung vorliegen. Sie werden an Ort und stelle mit dem Mittel zur Polymerisation/Vernetzung unter solchen Bedingungen gemischt, daß die Polymerisation/Ver netzung dieser Proteinverbindungen in einer Zeit bevorzugt unterhalb von 5 Minuten erfolgt.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform zum Erhalt der Klebstoffmatrix können die zuvor genannten Proteinverbindungen, insbesondere das Kollagen, das erhitzte Kollagen oder das Albumin in fester Form vorliegen, insbesondere als getrocknetes, gegebenenfalls sterilisiertes Pulver, beispielsweise in einer ersten Spritze. Bei dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, eine zusätzliche Stufe vorzusehen, um das Pulver vor der Einführung des Mittels zur Polymerisation/Vernetzung zu solubilisieren. Man kann daher eine zweite Spritze verwenden, welche eine gepufferte wässrige Lösung enthält. Wenigstens eine der zwei Spritzen ist mit Mitteln zum Erwärmen ausgerüstet, um die Erwärmung des Gemisches auf eine Temperatur von 37 bis 50°C zu ermöglichen.
Die Überführung der Proteinverbindung in Lösung wird durch aufeinanderfolgende Überführungen des Inhaltes der zweiten Spritze von einer Spritze in die andere unter Verwendung am besten der Möglichkeit des Erwärmens, welches die rasche Solubilisierung der Proteinverbindung erleichtert, durchgeführt.
Wenn die Mischung in homogener wässriger Suspension vorliegt, wird dann das Mittel zur Vernetzung eingeführt, um die Herstellung und die Anwendung des Eiweißschaum-Klebstoffes, wie bei der ersten Ausführungsform fortzuführen.
Bei den beiden Durchführungsformen, gleichgültig ob die Proteinverbindung in vorgeformter Lösung oder als trockenes Pulver vorliegt, wird es bevorzugt, von sterilen Präparationen für chirurgische Anwendungen auszugehen.
Diese Sterilität kann von dem Zeitpunkt aus erhalten werden, zu dem das Ausgangsmaterial durch Filtration sterilisiert wird, wobei anschließend in einer sterilen Umgebung gearbeitet wird (spezielle sterile Plätze, vorsterilisierte Geräte und in isolierter Atmosphäre).
Es ist jedoch vorteilhaft, um die Arbeitsbedingungen zu vereinfachen und hierbei die Komplexität und die Kosten zu vermindern, eine zuverlässige Verfahrensweise einer Endsterilisierung anzuwenden. Eine solche Sterilisierung kann durch Gamma- oder Betabestrahlung erhalten werden, bevorzugt wenn die Lösung oder das Pulver des Proteins zuvor mit einem Mittel zum Abfangen von freien Radikalen, "Strahlenschutzmittel", versetzt wurde, wie mit einem Zucker oder einem Polysaccharid, insbesondere Stärke mit einer Konzentration in der Nähe von 1%.
Die Zeit zur Polymerisation/Vernetzung kann entsprechend den eingesetzten Bestandteilen gesteuert werden, um die Klebstoffmatrix in einer an sich bekannten Weise zu erhalten.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die Klebstoffmatrix aus einem Gemisch einer Proteinverbindung in Lösung, bevorzugt von natürlichem Kollagen, von erhitzten Kollagen oder von Albumin, mit einem oxidierten Polysaccharid oder Mucopolysaccharid, bevorzugt oxidierter Stärke, oxidiertem Dextran oder oxidierter Hyaluronsäure erhalten.
Die Klebstoffmatrix kann so gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung aus einem Gemisch von Polyaldehyd und erhitztem Kollagen in einem Gewichtsverhältnis von 1:10 bis 1:160, bevorzugt von 1:15 bis 1:50, mit einer Endkonzentration an erhitztem Kollagen von 4 bis 16 Gew.-%, bevorzugt von 4 bis 13 Gew.-%, erhalten werden. Die Temperatur der Lösung von Polysaccharid liegt bevorzugt zwischen +1°C und +30°C, und diejenige der Lösung des erhitzten Kollagens liegt auf einem Wert, der ihre Verflüssigung erlaubt, d.h. zwischen +37°C und +50°C.
Die Temperatur der Klebstoffmischung liegt bevorzugt zwischen +35°C und +41°C. Die Reaktionszeit des Gemisches kann in Abhängigkeit vom pH des erhitzten Kollagens eingestellt werden, variierend zwischen 6,5 und 7,5. Eine kurze Polymerisationszeit, unterhalb von 1 Minute, kann bei pH 7,5 erhalten werden, und sie wird fortschreitend durch Ansäuern der erhitzten Kollagenlösung bis auf pH 6,5 erhöht.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird die Klebstoffmatrix aus einem Gemisch von oxidiertem Polyaldehyd und natürlichem Kollagen in einem Gewichtsverhältnis von 1:10 bis 1:50, bevorzugt von 1:10 bis 1:30, mit einer Endkonzentration an Kollagen von 1 bis 5%, bevorzugt 2 bis 4%, hergestellt. Die Temperatur der Lösung von oxidiertem Polysaccharid liegt bevorzugt zwischen +1°C und +30°C, und diejenige der Lösung von natürlichem Kollagen liegt zwischen +18°C und +37°C. Die Temperatur des Klebstoffgemisches liegt bevorzugt zwischen +18°C und +37°C. Die Reaktionszeit des Gemisches kann in Abhängigkeit vom pH des Kollagens zwischen 6,5 und 7,5 und von der Temperatur des Gemisches eingestellt werden. Die Polymerisationszeit nimmt bei Abnahme des pH und/oder der Temperatur des Gemisches zu.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird die Klebstoffmatrix aus einem Gemisch von hydrophilem aktiviertem Polymerem in Pulverform und von erhitztem Kollagen in Lösung in einem Gewichtsverhältnis von 1:50 bis 1:1, bevorzugt zwischen 1:10 bis 1:1, bei einer Endkonzentration von erhitztem Kollagen von 4 bis 20%, bevorzugt zwischen 10 und 18%, hergestellt. Die Temperatur der Lösung des erhitzten Kollagens liegt zwischen +37 und +50°C, und der pH der Lösung des erhitzten Kollagens kann von 6,9 bis 9,0 entsprechend der gewünschten Vernetzungszeit von weniger als einer Minute bis zu mehreren zehn Minuten variieren. Die Temperatur des resultierenden Klebstoffgemisches liegt bevorzugt zwischen +35 und +41°C.
Gemäß einer noch anderen Ausführungsform kann man ein Gemisch von oxidiertem Polyaldehyd und Albumin von 1:4 verwenden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die Klebstoffmatrix aus Proteinen hergestellt werden, welche eine oxidative Spaltung erfahren haben.
In diesem Fall kann man eine Behandlung mittels Perjodsäure oder eines ihrer Salze, bevorzugt Natriumperjodat, gemäß einem an sich bekannten Verfahren anwenden.
Das Kollagen ist im Rahmen der Erfindung besonders bevorzugt, und es kann zu jedem der zuvor angegebenen Typen gehören. Die oben angegebenen bevorzugten Formen gelten auch in diesem Fall.
Die Modifizierung durch oxidative Spaltung des Kollagens ist im US-Patent 4 931 546 beschrieben.
Diese Behandlung bewirkt Spaltungen bei bestimmten Bestandteilen des Kollagens, von Hydroxylysin und den Zuckern, und erzeugt auf diese Weise reaktionsfähige Plätze (Aldehydgruppen) ohne die Vernetzung herbeizuführen, wenn der pH der Lösung von Kollagen sauer verbleibt.
Das oxidierte Kollagen kann in lyophilisierter Form bei einer Temperatur von +4°C bis +25°C aufbewahrt werden.
Gemäß dieser Ausführungsform wird das Mittel zur Polymerisation/Vernetzung daher von einem Puffer mit leicht alkalischem pH gebildet, um die Vernetzung des Gemisches bei neutralem pH zu erlauben.
Gemäß der Erfindung kann die Klebstoffmatrix daher durch Gemisch von oxidiertem Kollagen in dehydratisierter Form mit einem Puffer in Lösung gebildet werden, wobei die Lösung selbst aus der vorausgegangenen Auflösung eines Puffers in dehydratisierter Form in Wasser resultieren kann.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann man zur Herstellung der Klebstoffmatrix Proteine, welche durch ein acylierendes oder sulfonierendes Mittel modifiziert wurden, verwenden.
Die zuvor angegebenen Proteine wie auch ihre bevorzugten Typen sind ebenfalls für diese Ausführungsform geeignet.
Das Mittel zur Polymerisation/Vernetzung ist ebenfalls in diesem Fall ein Puffer von leicht alkalischem bis neutralem pH, bevorzugt zwischen 6,0 und 9,0, mehr bevorzugt zwischen 8,0 und 8,5.
Die Klebstoffmatrix wird durch ein ähnliches Verfahren erhalten, wie es zuvor beschrieben wurde, indem die Proteine mit acylierender oder sulfonierender Gruppe mit der Pufferlösung gemischt werden, damit die Acylierungs- oder Sulfonierungsreaktion ablaufen kann, um zur Klebstoffmatrix zu führen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Klebstoffmatrix auf Basis von Fibrinklebmittel beruht, können derzeit auf dem Markt verfügbare Klebmittel, insbesondere die unter den Bezeichnungen "Tissucol^®" oder "Tisseel^®", in den Handel gebracht von Baxter, "Beriplast^®", in den Handel gebracht von Centéon, für Zwecke der Erfindung eingesetzt werden.
Es handelt sich um eine konzentrierte Lösung von Fibronogen (70–140 mg/ml), welche Faktor XIII und gegebenenfalls Fibronectin enthält.
Das Mittel zur Polymerisation/Vernetzung besteht in diesem Fall aus einer Lösung von Thrombin (4–100 U.I.), welche eventuell mit Kollagen versetzt sein kann.
Gemäß der Erfindung wird der Klebstoffschaum, wie auch immer der Typ der gewählten Klebstoffmatrix ist, bei der Bildung der Klebstoffmatrix hergestellt.
Wenn dies ein Gemisch von zwei Grundbestandteilen ergibt (Proteinverbindung – Mittel zur Polymerisation/Vernetzung), insbesondere in den zuvor genannten Fällen, wird dieses Gemisch an Ort und Stelle und vor seiner Anwendung an den Geweben hergestellt. Bei diesem Arbeitsvorgang wird ein Gas nach jeder dem Fachmann bekannten Arbeitsweise eingeführt.
Das Gas kann insbesondere bei dem Mischen der Bestandteile eingeführt werden, oder direkt in das zuvor gebildete Gemisch (d.h. in das fluide Material der Protein-Klebstoffmatrix).
Das für Zwecke der Erfindung verwendete Gas kann aus Luft oder einem oder mehreren ihrer Bestandteile, beispielsweise Stickstoff, Sauerstoff, Kohlendioxid, bestehen.
Die bevorzugten Gase sind Luft, Kohlendioxid und Stickstoff.
Es kann sich um ein Gas oder eine Mischung von Gas (im folgenden mit dem allgemeinen Ausdruck "Gas" bezeichnet) handeln.
Gemäß der Erfindung kann das zur Bildung des Klebstoffschaumes verwendete Gas bevorzugt mit einem der Grundbestandteile zur Bildung der Klebstoffmatrix assoziiert sein, je nach den mit der polymerisierbaren/vernetzbaren Proteinverbindung und/oder mit dem Mittel zur Polymerisation/Vernetzung und/oder es kann unabhängig davon zu einem dieser Bestandteile zugesetzt worden sein.
Der Ausdruck "assoziiert" bezeichnet den Fall, in welchem das Gas lediglich in demselben Behälter wie der Bestandteil der Klebstoffmatrix (Phasen Pulver/Gas oder Flüssigkeit/Gas) enthalten ist, wie auch den Fall, bei welchem das Gas mit dem Mittel zur Polymerisation/Vernetzung, welches beispielsweise in pulverförmiger oder lyophilisierter Form vorliegt, gemischt ist.
Wenn das Gas mit einem der Bestandteile für die Klebstoffmatrix assoziiert ist, wird der Schaum bei der Mischung dieser Bestandteile zum Erhalt der Klebstoffmatrix gebildet. Das Gas kann auch unabhängig davon alleine oder assoziiert mit einem Träger, welcher nicht toxisch, bioverträglich und bioabbaubar ist, sein und der mit der Klebstoffmatrix und ihren sie bildenden Elementen zum Zeitpunkt der Herstellung des Klebstoffschaumes gemischt wird.
Es kann sich um eine Proteinverbindung, wie sie zur Bildung der Klebstoffmatrix eingesetzt werden, handeln. Jedoch ist in diesem Fall die Menge der als Träger dienenden Proteinverbindung derart, daß sie die Bildung der Klebstoffmatrix von sich alleine nicht ermöglicht.
Der Träger kann die Aktivität des Schaumes verstärken oder vervollständigen oder eine biologische Aktivität aufweisen. Er kann insbesondere parallel einen Träger für eine biologisch aktive Substanz oder biologisch aktive Substanzen, wie sie im folgenden beschrieben werden, bilden.
In diesem Fall kann das Gemisch zur Bildung der Klebstoffmatrix zuvor hergestellt werden (um zu einem Material von Klebstoffmatrix zu führen), dann kann das Gas, gegebenenfalls assoziiert mit einem Träger, wie zuvor beschrieben, dann in die bereits in Bildung befindliche Klebstoffmatrix eingeführt werden.
Das Mittel zur Polymerisation/Vernetzung und/oder der Träger, welche das Gas enthalten, liegen bevorzugt in dehydratisierter Form, insbesondere in lyophilisierter Form vor.
Als Variante kann der Träger, jedoch weniger bevorzugt, in flüssiger Form vorliegen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung können andere Bestandteile, welche die Bildung des Schaumes nicht stören, eingegeben werden.
Der Klebstoffschaum kann daher die Anlieferung von biologisch aktiven Substanzen an dem Zielort, wo er aufgebracht wird, ermöglichen.
Eine große Vielzahl von biologisch aktiven Substanzen kann mit dem Träger gemischt werden. Beispiele solcher Substanzen schließen ein, sind jedoch nicht beschränkt auf: Wirkstoffe, Vitamine, Wachstumsfaktoren, Hormone, Steroidderivate, Antibiotika, Impfstoffe, Antivirusmittel, Antipilzmittel, Antiparasitenmittel, Antitumormittel, Antikrebsmit tel, Toxine, Enzyme, Enzyminhibitoren, Proteine, Peptide, Mineralverbindungen (z.B. Derivate von Zink, Kupfer, Selen, Calcium), Neurotransmitter, Lipoproteine, Glycoproteine, Immunomodulatoren, Immunoglobuline und Fragmente hiervon, Kontrastmittel, Derivate von Fettsäuren, Polysaccharide, Nucleinsäuren (z.B. Fragmente von ADN, ARN) und Polynucleotide.
Unter Wachstumsfaktoren sind die folgenden Faktoren oder deren entsprechende Arten besonders bevorzugt: Faktoren vom Typ EGF (Endothelial Growth Factor), FGF (Fibroblast Growth Factor), TGF-β (Transforming Growth Factor -β) einschließlich den BMP (Bone Morphogenetic Protein), IGF (Insulin Growth Factor), PDGF (Platelet Derived Growth Factor), VEGF (Vascular Endotheline Growth Factor) oder Analoge und Derivate dieser Faktoren.
Diese biologisch aktiven Substanzen können in Lösung mit dem Träger gemischt werden, gegebenenfalls später mittels jedem dem Fachmann bekannten Mittel dehydratisiert werden.
Ebenfalls ist es möglich, einen dehydratisierten Träger in einem Minimalvolumen von Lösung, welche die biologisch/en aktive/n Substanz/en enthält, zu verwenden, oder eine konzentrierte Lösung dieser biologisch aktiven Substanz/en zu einem dehydratisierten Träger zuzusetzen.
Schließlich ist es in weniger bevorzugter Weise ebenfalls möglich, eine wässrige Lösung des Trägers herzustellen, der mit einer biologisch aktiven Substanz oder biologisch aktiven Substanzen vermischt wurde, bevor er mit dem Gas gemischt wurde.
Jede dem Fachmann auf dem Gebiet bekannte Verfahrensweise kann zur Herstellung des Schaumes angewandt werden, beste hend lediglich in dem Mischen der unterschiedlichen Produkte und eines Gases in homogener Weise. Das Gemisch wird an Ort und stelle vor der Anwendung hergestellt, um einen für die Verwendung fertigen Klebstoffschaum zu erhalten.
Zu diesem Zweck kann man die Sätze bzw. Kits, welche Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind, verwenden.
Die zur Bildung des Schaumes erforderlichen Bestandteile sind bevorzugt getrennt in Spritzen enthalten, wobei der Schaum dadurch erhalten wird, daß hin und her der Inhalt von einer Spritze in die andere Spritze bis zum Erhalt einer homogenen Mischung überführt wird.
Der in der einen Spritze aufgenommene Schaum kann anschließend an dem gewünschten Ort aufgebracht werden.
Zu diesem Zweck kann man einen Satz verwenden, wie er in der Anmeldung WO 98/15299 zur Herstellung eines Klebmittels auf Basis von Kollagen und makromolekularem Polyaldehyd beschrieben ist.
Es sei darauf hingewiesen, daß dieser Satz in Form von zwei Spritzen vorliegen kann, welche jeweils den kollagenartigen Bestandteil und den Polyaldehyd enthalten.
Die Spritzen sind an einer Haltevorrichtung befestigt, welche mit Einrichtungen zum Mischen versehen ist, ausgelegt zur Möglichkeit des Mischens an Ort und Stelle ihrer Inhalte in homogener Weise, nachdem die Spritze von Kollagen auf eine geeignete Temperatur zwischen 37°C und 50°C entsprechend der gewünschten Fließfähigkeit erhitzt wurde.
Die Proteinverbindung und das Mittel zur Polymerisation/Vernetzung sind in den zuvor beschriebenen Formen abgefüllt.
Die erforderliche Gasmenge ist ebenfalls in einer der Spritzen enthalten oder aufgeteilt in jeder dieser Spritzen derart, daß das Gas zum Zeitpunkt der Bildung des Materials der Klebstoffmatrix durch Mischen der Bestandteile eingeführt wird.
Bei einer Variante kann die erforderliche Gasmenge, gegebenenfalls assoziiert mit einem wie zuvor beschriebenen Träger, von einer anderen Spritze herrühren, in diesem Fall wird es in das Material der Klebstoffmatrix im Verlauf beispielsweise durch Polymerisation/Vernetzung nach Mischen der Grundbestandteile eingeführt, wobei dieses Vormischen das Material der Klebstoffmatrix bildet, die selbst mit Hilfe des Satzes gemäß der Anmeldung WO 98/15299 erhalten worden sein kann.
Wenn das Gas mit einem Träger, gegebenenfalls kombiniert mit einer biologisch aktiven Substanz oder mit biologisch aktiven Substanzen, gemischt ist, bildet das Gas bevorzugt wenigstens 50% des Gesamtvolumens der Präparation, und mehr bevorzugt 90% des Gesamtvolumens.
Das Gemisch ergibt sich bevorzugt durch Einbau eines Gasvolumens, welches 25 bis 90% des Gesamtvolumens des Schaumes, bevorzugt 40 bis 75%, eingebaut wird.
Dieses Gemisch ergibt sich weiterhin bei einer Temperatur, welche den Einbau des Gases in das biologische Klebmittel begünstigt. Diese Temperatur ist bevorzugt physiologische Temperatur, am meisten bevorzugt zwischen 18°C und 41°C.
Gegebenenfalls ergibt sich dieses Gemisch ganz zu Beginn der Vernetzung, bevorzugt wenn die Anfangsviskosität des Gemisches am schwächsten ist.
Die gemäß der Erfindung erhaltenen Schäume weisen zufriedenstellende Klebstoffeigenschaften für eine Verwendung in der Chirurgie und/oder der Therapie auf, vergleichbar zu denjenigen von bekannten biologischen Klebmitteln, auf Basis derer sie hergestellt werden.
Sie müssen möglichst bald verwendet werden, innerhalb der ersten fünf Minuten seit der Herstellung.
Entsprechend den bildenden Bestandteilen der Klebstoffmatrix und ihrer Herstellungsweise kann man in bekannter Weise die Zeit der Polymerisation/Vernetzung steuern, um die Bildung des Schaumes und seine Anwendung an dem gewünschten Zielort zu ermöglichen.
Der Klebstoffschaum, welcher Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, ist unmittelbar nach seiner Bildung anwendbar, wenn er sich noch im Ablauf der Polymerisation/Vernetzung befindet.
Er ist entsprechend dem Fachmann bekannten Arbeitsweisen anwendbar. Bevorzugt ist er mittels Spritzen, Kathetern, Kanülen oder jedem anderen äquivalenten Material, welches ein leichtes Ausfließen des Schaumes ermöglicht, injizierbar. Insbesondere für zylindrische Vorrichtungen kann der Innendurchmesser zwischen 0,1 bis 2 mm liegen. Das Injektionssystem kann eine Anwendungseinrichtung umfassen, deren Form für die gewünschte Verwendung besonders ausgelegt ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann der Schaum in situ durch nachfolgenden Auftrag der notwendigen Bestandteile, wie sie zuvor genannt wurden, gebildet werden.
Der Schaum kann seine Klebeigenschaft nach Polymerisation/Vernetzung verlieren, wodurch ein selektiver und genauer Auftrag auf Zielgewebe möglich wird, ohne die nicht gewünschten Gewebe in der Nachbarschaft des Zielortes der Erfindung zu verkleben.
Die Geschwindigkeit des Aushärtens der Masse der Klebstoffmatrix zur Schaumstruktur wird durch die Einführung von Gas nicht beeinträchtigt.
Der Klebstoffschaum gemäß der Erfindung ist nicht toxisch und er wird gut von dem Wirtsorganismus toleriert, wobei er elastischer als die bekannten Klebmittel bleibt.
Die Enddichte des Schaumes ist in Abhängigkeit von der eingeführten Gasmenge und der beabsichtigten Anwendung variabel.
Sie wird durch die Anwesenheit von Poren mit einem Durchmesser im allgemeinen zwischen 50 und 200 Mikron charakterisiert.
Diese Porosität erteilt dem Produkt bemerkenswerte Eigenschaften gegenüber Blutplättchen, welche hier rascher anhaften können dank der großen äußeren Kontaktfläche. Es bildet sich ein Aggregat von aktivierten Plättchen, welche die erforderlichen Koagulationsfaktoren bei der Blutstillung abscheiden. Die Klebstoffmatrix erreicht dank dieser Porosität blutstillende Eigenschaften, welche es erlauben, Blutungen durch konjugierte Wirkung von mechanischer Abdichtung der Wunde und Plättchenaktivierung beim Kontakt mit Blut anzuhalten.
Diese Porosität erteilt der Klebstoffmatrix eine große Elastizität, wodurch ein Produkt der Wahl gegeben ist, um Wunden der Lunge abzuschließen und Entweichen von Luft abzustoppen, wobei immer die lokale Blutstillung nach Entfernung eines Tumors herbeigeführt wird.
Die Porosität des Klebstoffmaterials erleichtert seine Ansiedlung auf Zellen, seinen Bioabbau und seine Umwandlung in Narbengewebe, wobei immer die Bildung von nachoperativen Verwachsungen mit den der Wunde benachbarten Organen vermieden wird.
Die Ablagerungen von Schaum auf lebenden Geweben sind besonders leicht dank ihrer mikroporösen besonderen Struktur und ihrer Opazität sichtbar zu machen.
Wegen seiner geringen Dichte kann der Schaum mit einer großen Genauigkeit auf Geweben aufgebracht werden, ohne daß Probleme des Verlaufens auftreten, welche üblicherweise mit bekannten flüssigen Klebmitteln oder durch Dispersion durch Treibgase des Sprays auftreten.
Die Anfangsfluidität erlaubt seine Injektion mit Hilfe von Spritzen und seine Anwendung durch Laparoskopie mit Hilfe von geeigneten Kanülen und Kathetern. Er kann ebenfalls leicht mit Hilfe eines Spatels oder einer Pinzette mit Tupfern bei offener Chirurgie wie bei der Laparoskopie verteilt werden.
Dieser poröse Klebstoff für Gewebe ist daher besonders geeignet zur Herbeiführung der Blutstillung von Gefäß- oder Gewebewunden, chirurgischen oder traumatischen, und deren Schutz und zur Erleichterung der Vernarbung unter Vermeidung der Bildung von nachoperativen Verwachsungen.
Der Klebstoffschaum gemäß der Erfindung kann ohne Einschränkung eingesetzt werden, um das Bluten von Gefäß- oder Gewebewunden anzuhalten, um biologische Gewebe miteinander zu verbinden, einschließlich lebenden Geweben, entweder untereinander oder an ein implantiertes Biomaterial, für die Vernarbung von chirurgischen oder chronischen Wunden, für den Schutz oder die Abdichtung von Nähten, für die Verhinderung der Ausbildung von nachoperativen Verwachsungen, für die Anlieferung von biologisch aktiven Substanzen, insbesondere mit Arzneimitteln für eine lokale Anwendung, für das Auffüllen von Gewebehohlräumen (Knochen, Knorpel, Hautverletzungen...).
Gegenstand der Erfindung sind daher ebenfalls Arbeitsweisen zur chirurgischen oder medizinischen Behandlung, welche das Anbringen an einem geeigneten Ort des Organismus mittels eines im übrigen geeigneten Weges einer Menge des Schaumes gemäß der Erfindung, welche zum Haften an dem Ort wirksam ist und die gewünschte Wirkung herbeiführt.
Die Erfindung liefert daher ein Verfahren zum Schutz oder zum Verbinden von biologischen Geweben, einschließlich lebenden Geweben, untereinander oder an ein implantiertes Biomaterial, das reaktionsfähige Funktionen gegenüber einem der Bestandteile der Klebstoffmatrix aufweist, wobei es die Stufe des Vermischens der Bestandteile (Bestandteile der Klebstoffmatrix und Gas), die zur Bildung des Schaumes erforderlich sind, gleichzeitig oder nacheinander, wie zuvor angegeben, umfaßt.
Man trägt auf diese Weise rasch den resultierenden fluiden Schaum auf, d.h. in weniger als 3 Minuten, während der Polymerisation/Vernetzung der Klebstoffmatrix, auf diese Gewebe und/oder dieses Biomaterial bei einer Temperatur zwi schen 20° und 41°C, anschließend läßt man das Ganze sich polymerisieren/vernetzen.
Das Gemisch kann vor dem Auftrag mit dem zuvor beschriebenen Satz (bzw. Kit) realisiert werden.
Die Zeit zur Polymerisation/Vernetzung kann in Abhängigkeit der Bestandteile der Klebstoffmatrix und ihrer Aufbewahrung in an sich bekannter Weise eingestellt werden, indem der pH, die Konzentrationen, die Temperatur variiert werden.
Die Zeit zur Resorption in vivo kann ebenfalls eingestellt werden, insbesondere durch chemische Modifizierung der Grundbestandteile der Klebstoffmatrix, wie dies auf dem entsprechenden Gebiet bekannt ist, oder unter Steuerung der Konzentration an Mittel zur Polymerisation/Vernetzung.
Entsprechend der Zusammensetzung der Klebstoffmatrix kann diese Zeitspanne von einigen Tagen bis zu mehreren Monaten variieren.
Je nach Anwendungen besteht das implantierte Biomaterial aus Klebstoffschaum selbst, der dann alleine eingesetzt wird.
In anderen Fällen kann es sich darum handeln, ein Biomaterial, welches beispielsweise Aminfunktionen aufweist, die gegenüber dem die Klebstoffmatrix bildenden Polyaldehyd reaktionsfähig sind, zu fixieren.
Für andere Anwendungen, insbesondere die Verhütung von nachoperativen Verwachsungen kann der Klebstoffschaum gemäß der Erfindung alleine oder fest verbunden mit einem Grundfilm von Kollagen verwendet werden, um ein Bioverbundmaterial zu bilden.
Es kann sich um einen Kollagenfilm handeln, wie er in der WO 98/34656 beschrieben ist.
Das zur Bildung des Filmes eingesetzte Kollagen entspricht dem zuvor zum Erhalt des Schaumes beschriebenen Kollagen. Das erhitzte Kollagen ist bevorzugt.
Der Kollagenfilm kann darüber hinaus einen hydrophilen Zusatz, bevorzugt chemisch nicht gegenüber dem Kollagen reaktionsfähig, umfassen, d.h. einen Zusatz, der nicht zur Reaktion mit dem vorhandenen Kollagen fähig ist, insbesondere keine kovalenten Bindungen mit diesem bei der Vernetzung bildet.
Der hydrophile Zusatz besteht bevorzugt aus Polyethylenglycol.
Die Herstellung des sogenannten Bioverbundmaterials wird dadurch herbeigeführt, daß die filmbildende Schicht und der Klebstoffschaum im Verlauf der Bildung oder bereits gebildet, d.h. nach Mischen der erforderlichen Bestandteile, zusammengegeben werden.
Das Zusammengeben umfaßt das Ausgießen der Kollagenlösung, welche zur Realisierung des Filmes bestimmt ist, auf einem im wesentlichen ebenen adäquaten Träger und deren gleichförmige Verteilung.
Der Träger ist so inert, daß er nicht mit den zuvor genannten Bestandteilen reagiert und den Vorgang der Vernetzung nicht stört. Bevorzugt ist er hydrophob, beispielsweise aus PVC oder Polystyrol.
Jedoch kann dieser Träger ebenfalls durch ein abziehbares Material gebildet werden, welches schwach haftend bleibt und welches anschließend zum Zeitpunkt der chirurgischen Verbindung abgetrennt werden kann.
Dieser Träger kann darüber hinaus selbst einen Film bilden, beispielsweise aus getrocknetem Kollagen, auf welchem man die Lösung ausgießt, oder auch eine Gelschicht aus kollagenartigem Material in einem Zustand der wesentlich vorangeschrittenen Gelierung.
Die Dichte der aufgetragenen dünnen Schicht liegt bevorzugt zwischen 0,1 und 0,3 g/cm².
Das Ausgießen dieser Kollagenlösung wird bei einer Temperatur vorteilhafterweise zwischen 4 und 30°C, bevorzugt zwischen 18 und 25°C, durchgeführt.
Man läßt diese Lösung gelieren und man trägt auf diese Lösung im Verlauf der Gelierung den wie zuvor angegeben hergestellten Schaum auf. Anders gesagt, man lagert die Schicht von porösem Schaum auf dem Gel ab, wobei der Auftrag nur durch Schwerkraft abläuft, oder gegebenenfalls durch einen leichten Druck, der nicht zur wesentlichen Verdichtung des Schaumes ausreicht.
Der Zeitpunkt, zu welchem man den porösen Schaum auf die Lösung im Verlauf der Gelierung aufträgt, ist derart, daß das Gel noch weich ist und diesen über eine Distanz, welche vorteilhafterweise in der Größenordnung von 0,05 bis 2 mm, bevorzugt in der Größenordnung von 0,1 bis 0,5 mm ist, eindringen läßt.
Im allgemeinen wird, falls die Lösung, die geliert, auf einer Temperatur zwischen 4 und 30°C ist, die Schicht des porösen Schaumes zwischen 5 und 30 Minuten nach der Verteilung der Lösung auf der Oberfläche, welche diese aufnimmt, aufgebracht.
Man läßt das Ganze trocknen oder lyophilisiert es, um das Bioverbundmaterial gemäß der Erfindung zu erhalten.
Die Polymerisation/Vernetzung der Klebstoffmatrix kann erfolgen oder sich vollenden, gegebenenfalls während der Trocknung des Bioverbundmaterials.
Dieses Trocknen kann bei einer Temperatur zwischen 4 und 30°C, bevorzugt zwischen 18 und 25°C, erhalten werden.
Man kann das Trocknen des Materials in einer Strömung von steriler Luft, falls erforderlich, durchführen.
Nach dem Trocknen kann das Bioverbundmaterial gemäß der Erfindung von dem Träger abgetrennt werden. Als Variante kann es einen Film oder eine Schicht des Kollagenmaterials, auf welchem die Kollagenlösung ausgegossen wurde, umfassen oder beinhalten.
Das Bioverbundmaterial gemäß der Erfindung ist bei Umgebungstemperatur stabil und bleibt während einer ausreichenden Zeit für seine Handhabung bei Temperaturen, welche bis zu 37-40°C reichen können, stabil.
Die Dicke des Kollagenfilmes liegt bevorzugt unterhalb von 100 μm, und besonders bevorzugt liegt sie zwischen 30 und 75 μm.
Die Dicke des Schaums liegt bevorzugt zwischen 0,2 cm und 1,5 cm, noch mehr bevorzugt zwischen 0,3 cm und 1,2 cm.
Ein solches Doppelschichtmaterial weist eine Summe von Eigenschaften der Blutstillung, von nachoperativen Antiverwachsungen und von Bioabbaubarkeit auf, welche besonders überraschend sind.
Das kollagenartige Bioverbundmaterial gemäß der Erfindung ist besonders zur Verhütung von nachoperativen Verwachsungen, insbesondere von blutenden Wunden, wegen der Verhütung der Verwachsungen durch den Film, der guten Haftung des Verbundmaterials auf solchen Wunden und des Fehlens von Blut an der Grenzfläche geeignet.
Außer den blutstillenden Eigenschaften und der Verhütung von nachoperativen Verwachsungen erleichtert das Kollagenmaterial der vorliegenden Erfindung die Vernarbung als Folge seiner Verbundstruktur, die eine sehr poröse Schicht des Schaumes auf einem Kollagenfilm vereinigt.
Der poröse Teil des Materials ist leicht durch die umgebenden Zellen verankerbar. Der Film schützt die Vernarbung im Verlauf von mehreren Tagen dank seiner Eigenschaften der Undurchdringlichkeit gegenüber Bakterien und Mikroorganismen.
Das Vermögen zur Verhinderung von Verwachsungen durch den Film des Materials wird ebenfalls durch die Beschleunigung der Vernarbung der Wunde durch die Schaumschicht des Materials verstärkt.
Gemäß der Erfindung ist das kollagenartige Bioverbundmaterial daher für die Blutstillung und die Verhinderung von nachoperativen Verwachsungen auf blutenden Wunden immer unter Erleichterung der Vernarbung vorteilhaft.
Darüber hinaus wird der hydrophile makromolekulare Zusatz durch Diffusion durch das Kollagenmaterial in einigen Tagen entfernt, ein Material, dessen Aufblähen den Abbau des kollagenartigen Filmes in weniger als einem Monat begünstigt.
Das Bioverbundmaterial gemäß der Erfindung kann ebenfalls verwendet werden, um die Vernarbung zu begünstigen. Seine sehr offene poröse Struktur ermöglicht eine rasche Verankerung auf den Zellen. Der Film erlaubt seinerseits die Isolierung des porösen Teiles, um diese zugänglich für spezifische Zellen zu machen.
Beispielsweise können Fibroblasten in dem porösen Teil des Materials in vitro kultiviert werden, und Epithelzellen können auf dem Film kultiviert werden, indem zwei provisorisch voneinander getrennte Abteilungen gebildet werden.
Die Erfindung wird mehr im einzelnen unter Bezugnahme auf die im folgenden gegebenen Beispiele als Exempel, jedoch nicht beschränkend beschrieben.
BEISPIEL 1: Klebstoffschaum, gebildet durch eine Klebstoffmatrix, verbindend erhitztes Kollagen und oxidierte Stärke (Klebmittel GAO)
Herstellung von oxidierter Stärke:
Eine Lösung von löslicher Stärke mit einer Konzentration von 20% wird bei einer Temperatur von 75°C hergestellt, bis eine vollständig homogene Lösung erhalten wird, dann wird auf verdünnt. Sie wird anschließend vorfiltriert und mit einer Membran mit einer Porosität von 0,22 μm filtriert.
Dann werden der pH der Stärke auf pH 3,0–3,2 und die Konzentration der Stärke auf 6% eingestellt. Anschließend gibt man zu der Lösung von oxidierter Stärke Natriummetaperjodat mit einer Endkonzentration von 0,36 M bei Umgebungstemperatur zu. Nach 2 Stunden Behandlung wird die Lösung mittels einer Membran, deren Schnittschwelle von 5 bis 10 kDa reicht, gegen ultrafiltriertes entmineralisiertes Wasser dialysiert. Die Dialyse wird bis zur vollständigen Entfernung von dialysierbaren Produkten der Oxidationsreaktion und der Reaktionsteilnehmer wie auch von jodierten Derivaten, welche während der Reaktion gebildet werden, fortgeführt.
Anschließend wird die Lösung von oxidierter Stärke hinsichtlich der Konzentration auf den gewünschten Wert zwischen 1 bis 3% eingestellt. Sie wird vorfiltriert und mit einer Membran mit einer Porosität von 0,22 μm steril filtriert.
Das Produkt ist während wenigstens eines Jahres bei einer Temperatur von +4 bis +25°C bei Ausschluß von Luft stabil.
Für die Herstellung eines Klebstoffschaumes kann die Lösung von oxidierter Stärke in Spritzen abgefüllt werden.
Die Lösung von oxidierter Stärke, abgefüllt in Spritzen oder in Flaschen, kann ebenfalls unter sterilen Bedingungen lyophilisiert und bei einer Temperatur von +4 bis +25°C bei Ausschluß von Luft aufbewahrt werden.
Die spätere Überführung in Lösung der lyophilisierten oxidierten Stärke ermöglicht die Herstellung, falls gewünscht, von stärker konzentrierten Lösungen von oxidierter Stärke, welche 3 bis 30% erreichen können.
Herstellung von erhitztem Kollagen:
Das verwendete Kollagen stammt aus einer dem Fachmann bekannten Quelle. Vom Typ I, Rind, kann es säurelöslich sein oder durch Abbau mit Pepsin solubilisiert werden. Herrührend aus menschlicher Plazenta kann es durch Extraktion mit Pepsin präpariert werden entsprechend der Verfahrensweise, die im Patent EP-A-0 214 035 beschrieben ist.
Man erhält beispielsweise eine Mischung der Typen I und III. Diese kann anschließend gegebenenfalls verwendet werden, um den Typ I und/oder den Typ III abzutrennen. Das Kollagen kann darüber hinaus nach Arbeitsweisen der kinetischen Rekombination hergestellt worden sein.
Man stellt eine saure Lösung von Kollagen mit einer Konzentration von 4 bis 16% durch Fortschreiten der Zugabe eines Pulvers von saurem Kollagen in Wasser bei einer Temperatur von 42°C her. Sehr rasch, nach 2 bis 5 Minuten Rühren, sobald es die Fließfähigkeit erlaubt, wird die Lösung mit einer molaren Sodalösung bei einem pH variierend von 6,5 bis 7,5 neutralisiert.
Nach der Neutralisation wird die Temperatur der Lösung von Kollagen auf +60°C eingestellt, um seine Sterilisation durch Filtration über einer Membran mit einer Porosität von 0,22 um nachfolgend zu Vorfiltrationen zu erlauben.
Für eine Anwendung im Satz, insbesondere wie in der Anmeldung WO 98/15299 beschrieben, wird das Kollagen anschließend in Spritzen in steriler Weise verteilt und bei einer Temperatur zwischen +4 und +25°C aufbewahrt, wobei es immer während wenigstens eines Jahres stabil bleibt.
Bei einer Variante wird die Lösung von erhitztem Kollagen mit Stärke bis 1% oder mit anderen Schutzmitteln gegenüber ionisierenden Strahlungen versetzt. Das Ganze wird bei einer Temperatur von 42°C über eine Membran mit einer Porosität von 0,22 Mikron filtriert und in Spritzen aufgeteilt, welche durch Gammastrahlung mit einer Enddosis von 5 bis 30 Kilogrey sterilisiert werden können.
Herstellung von Klebstoffschaum GAO
Man nimmt eine Heizspritze von 5 ml, gefüllt mit 2 ml erhitztem Kollagen mit einer Konzentration von 16% und Umgeben von einem beständigen Film, ausgerüstet mit einem Thermostat, welcher das Halten der Temperatur des Kollagens zwischen +44 und +50°C erlaubt. Ebenfalls präpariert man eine Spritze von 5 ml mit einem Gehalt von 2,5 ml Luft und 0,5 ml oxidierter Stärke.
Anschließend mischt man den Inhalt dieser beiden genannten Spritzen mittels einer einfachen Verbindung, indem abwechselnd der Inhalt von einer in die andere vollständig überführt wird, 10 bis 20 mal, bis ein vollständig homogener Klebstoffschaum erhalten wird.
Gemäß einer anderen Ausführungsform des Klebstoffschaumes nimmt man eine Heizspritze von 2,5 ml, gefüllt mit 2 ml erhitztem Kollagen mit einer Konzentration von 16% und umhüllt von einem widerstandsfähigen Film, ausgerüstet mit einem Thermostat, welcher das Halten der Temperatur des Kollagens zwischen +44 und +50°C erlaubt. Andererseits präpariert man eine Spritze, welche 0,5 ml oxidierte Stärke enthält. Diese beiden Spritzen werden in einem Satz, wie er in der Patentanmeldung WO 98/15299 beschrieben ist, zusammengefügt. Sie werden durch eine Einheit Verbinder/Mischer vereinigt, dessen Funktion darin besteht, ein vollständig homogenes Klebstoffgel zu erhalten. Der Inhalt des Satzes wird in eine leere Spritze von 5 ml mit Hilfe einer einfachen Verbindung überführt. Parallel dazu wird eine Spritze von 5 ml mit einem Gehalt von 2,5 ml Luft präpariert.
Anschließend mischt man den Inhalt dieser beiden Spritzen wie zuvor beschrieben.
Bei einer anderen Variante ist es möglich, einen Klebstoffschaum mit einer mittleren Dichte zu dem vorangegangenen herzustellen. Hierzu stellt man einen Satz für biologisches "Klebmittel" zusammen, wobei eine Spritze von 2,5 ml, gefüllt mit 2 ml erhitztem Kollagen mit einer Konzentration von 16%, und eine Spritze mit einem Inhalt von 0,5 ml oxidierter Stärke verwendet wird. Der Inhalt dieses Satzes wird in einer Spritze von 10 ml entleert. Andererseits präpariert man eine Spritze von 10 ml, welche 7,5 ml Luft einschließt.
Anschließend wird der Inhalt der beiden Spritzen entsprechend dem zuvor beschriebenen Verfahren gemischt.
BEISPIEL 2: Schaum, gebildet durch eine Klebstoffmatrix, hergestellt aus dem "Klebmittel GAO" und natürlichem Kollagen
Herstellung von natürlichem Kollagen
Man stellt eine Lösung von Kollagen mit 3% in entmineralisiertem ultrafiltrierten Wasser her. Anschließend gibt man eine Lösung von Dinatriumphosphat, 0,22 M, hinzu, um eine Endkonzentration von 20 mM zu erhalten. Man homogenisiert die Suspension von Kollagen mit einem Rührblattmischer, anschließend stellt man ihren pH auf 7,4–7,5 mit einer konzentrierten Lösung von Salzsäure ein.
Die Suspension von neutralisiertem Kollagen wird anschließend mit entmineralisiertem ultrafiltriertem Wasser verdünnt, um eine Konzentration an Kollagen von 1,8% und von Phosphat von 13 mM zu erhalten. Sie wird während einer Nacht ruhen gelassen, um eine vollständige Fibrillierung von Kollagen zu erreichen.
Den folgenden Tag wird die Kollagensuspension bei 10000-15000 G zentrifugiert, um den Niederschlag von Kollagen zu konzentrieren, dieser wird anschließend in einem Rührblattmischer homogenisiert. 2 Gramm des Kollagenniederschlages mit 2 Gew.-% werden in Spritzen von 5 ml verteilt, diese werden unter dem Fachmann bekannten Bedingungen lyophilisiert.
Nach dem Lyophilisieren wird der Kolben der Spritzen von Kollagen ohne das Zusammendrücken des Kollagens eingeführt. Man konditioniert diese Spritzen in einer dichten Doppelverpackung, diese werden durch Gammastrahlung bei einer Dosis von 25 bis 35 kGy sterilisiert.
Zwei andere Hauptvarianten sind für die Herstellung dieses sterilen Pulvers von natürlichem Kollagen anwendbar.

a) Die Suspension von gefälltem Kollagen mit 2% wird mit 1% Stärke vor dem Lyophilisieren versetzt, dies erlaubt die Herabsetzung von hydrolytischen Effekten bei der abschließenden sterilisierenden Bestrahlung an dem Kollagenmolekül.
b) Die Kollagensuspension wird in steriler Weise während des gesamten Verfahrens hergestellt, um die abschließende sterilisierende Bestrahlung zu vermeiden.

Andere Varianten dieser Verfahrensweise bestehen darin, mehr oder weniger große Mengen und Konzentrationen von Kollagen einzuführen.
Herstellung von Elementen des "Klebmittels GAO"
Die Elemente des Klebmittels GAO werden wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt und umfassen eine Spritze von erhitztem Kollagen mit einer Konzentration von 8% und eine Spritze von oxidierter Stärke mit einer Konzentration von 1,5%.
Herstellung des Klebstoffschaumes GAO / natürliches Kollagen Wie in dem vorangegangenen Beispiel angegeben, wird zunächst die Mischung von erhitztem Kollagen und oxidierter Stärke (Klebmittel GAO) mit jeweiligen Konzentrationen von 8 und 1,5% hergestellt. Hierzu kann man einen Satz, wie er in der Anmeldung WO 98/15299 beschrieben ist, verwenden, und 2,5 ml Gel in eine Spritze von 5 ml überführen. Ebenfalls kann man zwei Spritzen von 5 ml, welche mit einer einfachen Verbindung versehen sind, verwenden, wobei eine 2 ml erhitztes Kollagen mit 8% und die andere 0,5 ml mit oxidierter Stärke mit 1,5% enthält. Das Gemisch der zwei Produkte wird dadurch hergestellt, daß abwechselnd der gesamte Inhalt von einer der Spritzen in die andere, 5 bis 10 mal, überführt wird, bis ein vollständig homogenes Gel erhalten wird.
Das für dieses Beispiel verwendete Kollagen ist Rinderkollagen vom Typ I, Extrakt der Lederhaut von Kälbern, gegebenenfalls solubilisiert durch Abbau mit Pepsin und gereinigt durch Ausfällungen mit Salz gemäß den bereits beschriebenen Arbeitsweisen. In gleicher Weise kann man Kollagene von anderen Tierarten oder von menschlichem Ursprung von Typ I, von Typ III oder vom Rekombinationsursprung oder andere Typen oder deren Mischungen in jeden Verhältnissen verwenden.
Die Spritze von lyophilisiertem Kollagen wird anschließend mit der Spritze des gemischten Klebmittels GAO zusammengegeben. Die beiden Produkte werden homogenisiert, indem man beginnt, das Klebmittel GAO in der lyophilisiertes Kollagen enthaltenden Spritze zu überführen, anschließend den Inhalt von einer Spritze in die andere überführt, wobei von mal zu mal ihre Kolben betätigt werden, 10 bis 20 mal, bis ein homogener Schaum erhalten wird.
Zum Zeitpunkt, wo man das Klebmittel GAO herstellt, muß der Schaum hergestellt und verwendet werden, bevor die Klebstoffmatrix vollständig polymerisiert ist, damit diese an Geweben haften kann.
BEISPIEL 3: Schaum, bestehend aus einer Klebstoffmatrix, die aus Klebmittel GaO und natürlichem Kollagen, gemischt mit FGF (Fibroblast-Wachstumsfaktor) hergestellt ist
Das Klebmittel GAO wird, wie im vorangegangenen Beispiel beschrieben, aus 2 ml erhitztem Kollagen mit 8% und 0,5 ml oxidierter Stärke mit 1,5% hergestellt. Es wird in eine Spritze von 5 ml überführt.
Zu der Spritze mit natürlichem Kollagen gibt man 100 bis 250 μl einer Lösung von rekombiniertem menschlichem FGF hinzu.
Anschließend mischt man diese Spritze mit natürlichem Kollagen mit dem Klebmittel GAO, wie zuvor beschrieben, bis ein homogener Schaum aus GAO/natürlichem Kollagen – FGF erhalten wird.
Gemäß einer anderen Variante wartet man eine Zeit zur Adsorption von FGF an natürliches Kollagen von 5 bis 120 Minuten ab, bevor mit dem Mischen der Präparation von Kollagen/FGF mit Klebmittel GAO fortgefahren wird.
Eine andere Variante dieses Beispiels besteht darin, das FGF mit dem natürlichen Kollagen entsprechend der folgenden Arbeitsweise zu lyophilisieren. Man mischt mit dem Kollagen eine Lösung von FGF, welche homogenisiert ist, verteilt in Spritzen von 5 ml in Mengen von 2 g pro Spritze, lyophilisiert und entweder steril hergestellt oder durch Gammastrahlung sterilisiert. Diese Spritze mit Kollagen und lyophilisiertem FGF wird mit 2,5 ml Klebmittel GAO gemischt, wie in Beispiel 2 beschrieben, bis ein homogener Schaum erhalten wird.
Die Zusammensetzung dieses Klebstoffschaumes wird besonders zum Zusammenfügen von Nervenverletzungen verwendet, wobei das FGF ein Faktor ist, welcher die Regenerierung der Nerven erleichtert.
In diesem Beispiel kann man das FGF durch andere Wachstumsfaktoren oder deren Mischungen ersetzen, welche zu FGF äquivalente Aktivitäten besitzen.
BEISPIEL 4: Schaum, gebildet durch eine Klebstoffmatrix, hergestellt aus dem Klebmittel GAO und natürlichem Kollagen, gemischt mit IL-2 (Interleukintyp 2)
Man wiederholt das Beispiel 3 unter Ersatz des FGF oder äquivalenter Faktoren durch IL-2.
Dieser Klebstoffschaum aus GAO/natürlichem Kollagen – IL-2 ist besonders interessant bei der Steuerung der Cancerogenese und der Hemmung der Entwicklung von Tumoren. Er kann ebenfalls mit anderen Produkten, alleine oder gemischt, hergestellt werden, welche die Entwicklung von Krebs und Tumoren hemmen.
BEISPIEL 5: Schaum, gebildet durch eine Klebstoffmatrix, hergestellt aus dem Klebmittel GAO und natürlichem Kollagen, gemischt mit Zell-Wachstumsfaktoren oder Gewebe-Regenerierfaktoren
Die Beispiele 3 und 4 können mit natürlichem Kollagen, gemischt mit jedem beliebigen Faktor für Zellwachstum oder Geweberegenerierung, wiederholt werden, um Klebstoffschäume herzustellen, welche auf Hautwunden, Knochenverletzungen, Knorpelverletzungen, ... aktiv sind.
BEISPIEL 6: Klebstoffschaum, hergestellt aus Kollagen in Form von trockenem Pulver
Herstellung von Kollagen:
Man stellt eine saure Lösung von Kollagen mit einer Konzentration von 2% durch fortschreitende Zugabe eines Pulvers von saurem Kollagen in Wasser bei einer Temperatur von 20-25°C her. Sobald die Lösung vollständig homogen ist, wird das Kollagen durch Zugabe von Natriumphosphat mit einer Endkonzentration von 10 mM zum Erhalt eines pH von 6,5–8 neutralisiert. Die Lösung von Kollagen wird anschließend während einer Nacht bei 20–25°C ruhen gelassen, danach wird das ausgefallene Kollagen durch Zentrifugieren gewonnen. Es wird entsalzt und dehydratisiert durch eine Reihe von Azeton-Waschvorgängen: in der Reihenfolge, 1 Bad Azeton/Wasser, 90/10, m/m, 3 Bäder Azeton/Wasser, 80/20, m/m und 3 Bäder Azeton 100.
Das Kollagen wird anschließend in einem Volumen von 2,5 ml in Spritzen von 5 ml in Mengen von 80–400 mg trockenem Kollagen pro Spritze verteilt. Das verwendete Kollagen stammt aus dem Fachmann auf dem Gebiet bekannter Quelle einschließlich rekombinanter Kollagene. Es kann als Typ I vom Rind in Säure löslich sein oder durch Abbau mit Pepsin solubilisiert worden sein. Im Fall des Ursprungs aus menschlicher Plazenta kann es durch Extraktion mit Pepsin gemäß dem im Patent EP-A-0 214 035 beschriebenen Verfahren hergestellt worden sein.
Nach einer anfänglichen sterilisierenden Filtration kann das Kollagen steril während des gesamten Verfahrens in ste rilsierten Umgebungen und mit geeigneten, dem Fachmann auf dem Gebiet bekannten Vorrichtungen präpariert werden.
Bei einer Variante kann das in einer Spritze Becton-Dickinson mit der Bezeichnung "STERIFILL" verteilte Kollagen durch Gammabestrahlung mit einer Dosis von 5 bis 35 Kilogrey, bevorzugt in Anwesenheit eines Schutzmittels gegenüber hydrolytischen Effekten der Bestrahlungen, wie Stärke, sterilisiert werden. Ein Zusatzvolumen von Luft wird in die Spritze erforderlichenfalls zur Erhöhung des zukünftigen Volumens des Schaumes eingegeben.
Herstellung einer Spritze mit destilliertem Wasser oder sterilem physiologischem Puffer gemäß üblichen Methoden unter Verwendung einer gleichen Spritze Becton-Dickinson. Diese Spritze kann ebenfalls ein zusätzliches Luftvolumen enthalten. In vorteilhafter Weise ist eine der beiden Spritzen mit einem Erwärmungssystem ausgerüstet oder hiermit verbunden, welches eine Regulierung der Temperatur von 30 bis 50°C ermöglicht.
Herstellung des Schaumes:
Nach Erwärmen einer der beiden Spritzen wird diese mit der anderen Spritze mit Hilfe einer Verbindungsvorrichtung mit einem Innendurchmesser in der Nähe von 2 mm, welche ausreichend groß zur Vermeidung von Verstopfung durch Teilchen und anfängliche Klumpen von Kollagen ist, verbunden.
Der Inhalt der Flüssigkeitsspritze wird in die Spritze, welche das Pulver enthält, geschickt, und das Gemisch wird durch aufeinanderfolgende Überführungen, 10 bis 20 ml, bei einer Temperatur unterhalb von 37°C realisiert, falls man die spiralförmige Struktur von Kollagen beibehalten wird, und von 37 bis 50°C realisiert, wenn man eine Herabsetzung oder eine Aufhebung der spiralförmigen Struktur erhalten will.
Wenn der Schaum homogenisiert ist, wird er in einer der beiden Spritzen (bei Handtemperatur oder Umgebungstemperatur je nach verwendeter Spritze) aufbewahrt, bevor er mit einer sterilen Spritze, welche oxidierte Stärke enthält, bei Umgebungstemperatur gemischt wird, welche wie in den vorangegangenen Beispielen angegeben hergestellt worden war.
Nach Einbau der oxidierten Stärke in den vorangegangenen Schaum befindet sich der fertige Schaum auf einer Temperatur unterhalb von 40°C, am häufigsten in der Nähe von 37°C, und er muß in den folgenden 5 Minuten verwendet werden, so lange er noch ausreichend fluid ist.
Die Vernetzungsgeschwindigkeit ist in einfacher Weise durch Einstellen des pH des verwendeten Kollagens und seiner Konzentration steuerbar.
Bei Varianten können die Spritze mit dem Kollagenpulver oder der wässrigen Lösung nach dem Wiederansetzen mit biologischem/n Produkt/en versetzt werden, welche zusätzliche biologische Funktionen ergeben, wie mit Antibiotika, antiinflammatorischen Mitteln, Wachstumsfaktoren, etc...
BEISPIEL 7: Klebstoffschaum, gebildet durch eine Klebstoffmatrix, verbunden mit Albumin und oxidierter Stärke (Klebmittel AAO)
Man stelle wie in Beispiel 1 beschrieben eine Lösung von oxidierter Stärke von 10 bis 25% her.
Herstellung von Albumin
Das verwendete Albumin ist aus bekannter Quelle. Bei menschlichem oder tierischem Ursprung wendet man Techniken der genetischen Rekombination an.
Das Albumin wird mit einer Konzentration von 20 bis 50% wieder angesetzt, neutralisiert bei pH 6,5–7,5 mit konzentrierten Lösungen von Soda und Salzsäure, und es wird steril über eine Membran mit einer Porosität von 0,22 μm filtriert. 2 ml dieser Lösung werden anschließend in Spritzen von 5 ml verpackt.
Die Spritze mit Albumin und eine Spritze, enthaltend 0,5 ml oxidierte Stärke von 10 bis 25%, werden zu einem Satz entsprechend dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren zusammengefügt. Der Satz wird mit AAO bezeichnet.
Herstellung des Klebstoffschaumes AAO/natürliches Kollagen Wie in den vorangegangenen Beispielen beschrieben, kann man zunächst die Mischung von Albumin und oxidierter Stärke mit jeweiligen Konzentrationen von 20–50 und von 10 bis 25% ohne Einführen von Luft herstellen. Dazu kann man einen Satz verwenden, der dem zur Herstellung des Klebmittels GAO von Beispiel 2 vergleichbar ist, und man kann 2,5 ml des Gels in eine Spritze von 5 ml überführen.
Die Spritze mit dem Klebmittel AAO wird anschließend mit einer Spritze von 5 ml, enthaltend 2,5 ml Luft, verbunden. Die beiden Produkte werden homogenisiert, wobei damit begonnen wird, die Luft in die das Klebmittel AAO enthaltende Spritze übertreten zu lassen, anschließend durch Überführung des Inhaltes von einer Spritze zu der anderen unter Betätigen ihrer Kolben bei jedem Mal, 10 bis 20 mal, bis ein homogener Schaum mit einem Volumen von 5 ml erhalten wird.
Ebenfalls kann man zwei Spritzen von 5 ml verwenden, welche durch eine einfache Verbindungseinrichtung verbunden sind, die eine mit einem Gehalt von 2 ml Albumin von 20–50% und die andere mit 0,5 ml oxidierter Stärke von 10 bis 25% und 2,5 ml Luft. Die Mischung der zwei Produkte wird dadurch erreicht, daß abwechselnd der gesamte Inhalt von einer der beiden Spritzen in die andere, 5 bis 20 ml, überführt wird, bis ein vollständig homogener Schaum erhalten wird.
Ab dem Zeitpunkt, wo man das Klebmittel AAO herstellt, muß der Schaum hergestellt und verwendet werden, bevor die Klebstoffmatrix vollständig polymerisiert ist, damit sie an Geweben haften kann.
BEISPIEL 8: Klebstoffschaum, hergestellt aus dehydratisiertem Albumin und oxidierter Stärke in Lösung.

– Herstellung von Albumin 0,4 bis 1,25 g Albumin in Pulverform werden in steriler Weise in einer Spritze Becton-Dickinson von 5 ml mit der Bezeichnung "STERIFILL" eingegeben.
– Herstellung einer Spritze von 2 ml mit destilliertem Wasser oder physiologischer Lösung PBS, verbunden mit einem Erwärmungssystem, welches es erlaubt, die Temperatur der Flüssigkeit zwischen 37 und 45°C anzuheben. Die beiden Spritzen werden anschließend Kopf an Kopf mit Hilfe eines Verbindungsteiles von 1 bis 2 mm Durchmesser verbunden. Man mischt anschließend den Inhalt der zwei Spritzen durch aufeinanderfolgende Überführungen von einer in die andere. Nach 10 bis 20 Überführungen wird der homogene Albuminschaum in einer der zwei Spritzen aufgenommen. Diese wird anschließend mit einer Spritze verbunden, welche 0,5 ml oxidierte Stärke mit 6% enthält, und nach einem Mischen durch aufeinanderfolgende Überführungen von einer Spritze in die andere kann man den Proteinschaum-Klebstoff auf der zu behandelnden Wunde anordnen.

BEISPIEL 9: Klebstoffschaum, gebildet durch eine Klebstoffmatrix, assoziiert mit Albumin und Polyethylenglycolderivaten, welche elektrophile gegenüber Aminen aktivierte Gruppen tragen.
Albumin wird mit einer Konzentration von 20 bis 50% wieder hergestellt, neutralisiert auf pH 6,5–9, wie in Beispiel 7 oder 8 beschrieben. 2 ml dieser Lösung werden anschließend in Spritzen von 5 ml abgefüllt.
Unter den aktivierten PEG-Elektrophilen kann man unabhängig voneinander alleine oder in Mischung in allen Verhält nissen verwenden: SPA-PEG (Succinimidylpropionat PEG), SCM-PEG (Succinimidylester von carboxymethyliertem PEG) und BTC-PEG (Benzotriazolcarbonat von PEG) mit Molekulargewicht oberhalb von 1000 Da, Derivate von PEG, Produkte, kommerzialisiert durch Shearwater Polymers. Ebenfalls kann man PEG-SS2 (Disuccinimidylsuccinat PEG) verwenden, synthetisiert wie in der Patentanmeldung WO 96/03159 (Minnesota Mining and Manufacturing Company) beschrieben. Man füllt 40 bis 500 mg von aktiviertem PEG in dehydratisierter Form pro Spritze von 5 ml ab.
Herstellung des Klebstoffschaumes.
Man stellt die Mischung von Albumin und den aktivierten PEG-Produkten durch Überführung der Gesamtheit des Inhaltes der Spritze von Albumin in diejenige des PEG-Produktes her, anschließend durch vollständige Überführung des Inhaltes von einer der beiden Spritzen in die andere, 5 bis 10 mal, bis ein vollständiges homogenes Gel von 5 ml erhalten wird.
Ab dem Zeitpunkt, wo man das Klebmittel, welches Albumin und die elektrophilen Derivate von aktiviertem PEG vereinigt, herstellt, muß der Schaum hergestellt und verwendet werden, bevor das Klebmittel vollständig polymerisiert ist, damit es an Geweben haften kann.
Die Geschwindigkeit der Polymerisation und damit die zur Verwendung des Produktes verfügbare Zeitspanne wird durch den pH des Gewichtes eingeregelt. Je saurer der pH ist, um so langsamer ist die Reaktion und um so länger ist die verfügbare Zeitspanne.
BEISPIEL 10: Klebstoffschaum, gebildet durch eine Klebstoffmatrix, welche Albumin und Derivate von aktiviertem PEG, welche gegenüber Sulfhydrylen reaktionsfähig sind, vereinigt.
Albumin wird mit einer Konzentration von 20 bis 50% wieder hergestellt, neutralisiert bei pH 6,5–9, wie in den vorangegangenen Beispielen beschrieben. 2 ml dieser Lösung werden anschließend in Spritzen von 5 ml abgefüllt.
Unter den aktivierten, gegenüber Sulfhydrylen reaktionsfähigen PEG-Produkten kann man unabhängig voneinander für sich alleine oder im Gemisch in allen Anteilen verwenden: VS-PEG (Vinylsulfon PEG), MAL-PEG (Maleinimid PEG) und OPSS-PEG (Orthopyridyldisulfid PEG) mit Molekulargewicht oberhalb von 1000 Da, Derivate von PEG, Produkte, kommerzialisiert durch Shearwater Polymers. Man füllt 40 bis 500 mg aktiviertes und dehydratisiertes PEG pro Spritze von 2 ml ab.
Der Klebstoffschaum wird anschließend hergestellt, wie in Beispiel 9 beschrieben.
BEISPIEL 11: Klebstoffschaum, gebildet durch eine Klebstoffmatrix, welche erhitztes Kollagen und Derivate von Polyethylenglycolen vereinigt, wobei diese aktivierte elektrophile Gruppen, welche gegenüber Aminen reaktionsfähig sind, trägt.
Man wiederholt Beispiel 9 unter Ersatz von Albumin durch erhitztes Kollagen, hergestellt wie in Beispiel 1 beschrieben, mit einer Konzentration von 10 bis 20% bei pH 6,5–9 und unter Abfüllen von zweifach geringerer Menge von aktiviertem und dehydratisiertem PEG pro Spritze von 5 ml, d.h. 20–250 mg PEG.
BEISPIEL 12: Klebstoffschaum, gebildet durch eine Klebstoffmatrix, welche erhitztes Kollagen und aktivierte Derivate von PEG, welche gegenüber Sulfhydrylen reaktionsfähig sind, umfaßt.
Man wiederholt Beispiel 10 unter Ersatz von Albumin durch erhitztes Kollagen, hergestellt wie in Beispiel 1 be schrieben, bei einer Konzentration von 10 bis 20%, bei pH 6,5–9 und unter Abfüllen von zweifach geringerer Menge von aktiviertem und dehydratisiertem PEG pro Spritze von 5 ml, d.h. 20–250 mg PEG.
BEISPIEL 13: Klebstoffschaum, gebildet durch eine Klebstoffmatrix, hergestellt aus einem Klebmittel von Fibrin und Agarosegel.
Herstellung des Agarosegels (Träger)
Man nimmt Agarose in Lösung mit einer Endkonzentration von 0,5–5% in pyrogenfreiem entmineralisiertem Wasser bei einer Temperatur zwischen 75 und 100°C auf, anschließend stellt man den pH dieser Lösung auf pH 7,5–9 mit einem konzentrierten Phosphatpuffer ein, um eine Endkonzentration an Phosphat von 10–20 mM zu erhalten. Man überführt 2 ml dieser Lösung pro Spritze von 5 ml. Diese Lösung wird anschließend unter auf dem Fachgebiet bekannten Bedingungen lyophilisiert.
Bei einer anderen Variante wird die Agaroselösung in pyrogenfreiem entmineralisiertem Wasser, gepuffert mit 10–20 mM Borax bei einem pH von 7,5–9 oder mit einer Mischung – 1:1, Mol/Mol – von Borax und Phosphat, bei einer Endkonzentration von 10–20 mM hergestellt.
Nach dem Lyophilisieren wird der Kolben in die Spritzen ohne Zusammenpressen der Agarose eingeführt. Man verpackt diese Spritzen in einer dichten Doppelpackung, welche durch Gammabestrahlung bei einer Dosis von 25 bis 35 kGy sterilisiert werden.
Eine andere Variante dieses Verfahrens besteht in der sterilen Filtration der Agaroselösung in der wärme – d.h. sobald die Viskosität der Lösung ausreichend niedrig ist, um die sterilisierende Filtration der Lösung durchzuführen -, nach Einstellung ihres pH auf 7,5–9, wie oben beschrieben, und zwar an Membranen mit einer Porosität von 0,22 bis 0,45 μm. Diese Lösung wird anschließend steril in Spritzen von 5 ml in Mengen von 2 ml pro Spritze verteilt und lyophilisiert. Nach der Lyophilisierung führt man den Kolben in die Spritzen ohne Zusammenpressen der Agarose ein. Man verpackt diese Spritzen in einer dichten Doppelpackung. Alle durchgeführten Arbeitsgänge nach der sterilisierenden Filtration werden unter sterilen Bedingungen, die dem Fachmann bekannt sind, durchgeführt.
Herstellung des Klebstoffschaumes aus Klebmittel Fibrin/Agarose
Man stellt zunächst an Ort und Stelle das Fibrin-Klebmittel her. Alle Klebmittel von Fibrin des Handels sind geeignet. Es kann sich beispielsweise um eine Lösung von TISSUCOL^® mit einem Gehalt von Fibrinogen handeln. 2 ml der Klebmittellösung von Fibrin, hergestellt an Ort und Stelle, werden in eine Spritze von 5 ml überführt und auf 40°C erwärmt.
Die Spritze mit lyophilisierter Agarose wird anschließend mit der Spritze des Klebmittels Fibrin verbunden. Die beiden Produkte werden homogenisiert, indem damit begonnen wird, das Klebmittel aus Fibrin in die lyophilisierte Agarose enthaltende Spritze zu überführen, anschließend unter Überführung des Inhaltes von einer Spritze zu der anderen unter Herunterdrücken ihrer Kolben bei jedem Vorgang, 10 bis 20 mal, bis ein homogener Schaum erhalten wird.
Ab dem Zeitpunkt, wo man das Klebmittel von Fibrin herstellt, muß der Schaum hergestellt und verwendet werden, bevor das Fibrinogen vollständig in Fibrin überführt worden ist.
BEISPIEL 14: Klebstoffschaum, gebildet durch eine Klebstoffmatrix, hergestellt aus dem Klebmittel von Fibrin, Agarose und einem Antibiotikum.
Man wiederholt Beispiel 11 unter Zugabe von 2 ml der Agaroselösung, bevor diese lyophilisiert wird, von 0,25–2,5 mg Vancomycin, einem wirksamen Antibiotikum gegen gram-positive Bakterien, insbesondere Staphylococcus aureus und Staphylococcus epidermidis, wobei dies die beiden Hauptursachen der eingeschleppten Infektion bei der Gefäßchirurgie sind.
Diese Formulierung wird für die Abdichtung von Punkten der Nähte von vaskulären Anastomosen verwendet.
Eine Variante dieses Beispiels besteht in dem Einschluß von anderen Antibiotika anstelle von Vancomycin, alleine oder in Mischungen in allen Anteilen.

Claims

Verfahren zum Erhalt eines bioverträglichen, bioresorbierbaren und nicht toxischen Eiweißschaum-Klebstofffluids zur chirurgischen oder therapeutischen Verwendung, insbesondere für den Schutz/die Vernarbung von Gewebewunden und für das Verbinden von biologischen Geweben untereinander oder an ein implantiertes Biomaterial, dadurch gekennzeichnet, daß es die Stufe des Mischens an Ort und Stelle in homogener Weise umfaßt von: – einer polymerisierbaren/vernetzbaren und potentiell klebenden Eiweißverbindung, die in einer esten Spritze enthalten ist, – eines Mittels zur Polymerisation/Vernetzung, das in einer zweiten Spritze enthalten ist, zur Bildung eines fluiden Materials von klebender, bioverträglicher, bioresorbierbarer und nicht toxischer Eiweißmatrix, und – einem Gas oder einer Mischung von Gasen, das/die bioverträglich und nicht toxisch ist, ausgewählt unter Luft, Stickstoff, Sauerstoff oder Kohlenstoff enthaltenden Gasen oder der Mischung von einem oder mehreren dieser Gase, welches/welche in der ersten und/oder der zweiten Spritze und/oder einer dritten Spritze enthalten ist, mit diesem fluiden Material von Eiweiß-Klebstoffmatrix oder mit einem der Grundbestandteile eines solchen Materials, das in wässrigem Milieu solubilisiert ist, mittels Überführung durch Hin-und-Herbewegen des Gemisches zwischen zwei Spritzen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eiweißverbindung in fester Form, insbesondere in Form von trockenen Fasern oder trockenem Pulver, an Ort und Stelle mit einer gepufferten wässrigen Lösung mit Hilfe von Erwärmungsmitteln gemischt wird, und daß man in das Gemisch ein Mittel zur Polymerisation/Vernetzung einführt.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eiweißverbindung aus einem Protein oder einer Mischung von Proteinen, ausgewählt unter Kollagen, Gelatine, Albumin, Elastin und Fibrinogen, bevorzugt unter Kollagen und Albumin, gebildet wird oder dieses umfaßt.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eiweißverbindung durch Kollagen gebildet wird oder dieses umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eiweißverbindung aus natürlichem Kollagen, natürlichem Kollagen, das chemisch modifiziert ist insbesondere durch Methylierung, Succinylierung, durch oxidatives Schneiden mittels Perjodsäure oder einem ihrer Salze, natürlichem Kollagen ohne Telopeptide, nicht hydrolysiertem Kollagen (erhitztes Kollagen), das wenigstens partiell seine Spiralstruktur verloren hat, gebildet hauptsächlich durch α-Ketten, und dessen Molekulargewicht in der Nähe von 100 kDa liegt, gebildet wird diese oder umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eiweißverbindung durch erhitztes Kollagen gebildet wird oder dieses umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eiweißverbindung durch natürliches Kollagen in Form von wässriger Lösung mit einer Konzentration zwischen 1 und 5 Gew.-%, bevorzugt 2,5 und 4 Gew.-%, gebildet wird oder dieses umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eiweißverbindung durch erhitztes, in wässrigem Milieu solubilisiertes Kollagen mit einer Konzentration zwischen 4 und 20 Gew.-%, bevorzugt 5 und 18 Gew.-%, gebildet wird oder dieses umfaßt.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Eiweißverbindung durch in wässrigem Milieu solubilisiertes Albumin mit einer Konzentration zwischen 20 und 50 %, bevorzugt 40 bis 50 %, gebildet wird oder dieses umfaßt.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Polymerisation/-Vernetzung ein reaktionsfähiges Polymeres mit einem Molekulargewicht oberhalb 1000 ist, bevorzugt ausgewählt unter makromolekularen Polyaldehyden und hydrophilen Polymeren, die zur Reaktion mit der Eiweißverbindung fähig sind, insbesondere gegenüber Amin- oder Hydrogensulfidfunktionen.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der makromolekulare Polyaldehyd ausgewählt ist unter den oxidierten Polysacchariden oder Mucopolysacchariden, insbesondere unter Stärke, Dextran, Agarose, Cellulose, Chitin, Chitosan, Alginsäure, den Glucosaminoglycanen, Hyaluronsäure und Chondroitinsulfat, und deren Derivaten oder deren Mischungen, mehr bevorzugt unter Stärke, Dextran und Hyaluronsäure.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der makromolekulare Polyaldehyd oxidierte Stärke umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das hydrophile Polymere ausgewählt ist unter den Derivaten von Poly(ethylen)glykol (PEG), den Poly(oxyethylenen), den Poly(methylenglykolen), den Poly(trimethylenglykolen), den Poly(vinylpyrolidonen), wobei die Derivate von PEG mehr bevorzugt sind.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Polymerisation/Vernetzung ein in wässrigem Milieu solubilisierter makromolekularer Polyaldehyd mit einer Konzentration zwischen 0,5 und 10 Gew.-%, bevorzugt zwischen 1 und 3 Gew.-%, ist.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8 und 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Eiweißverbindung aus natürlichem Kollagen oder erhitztem Kollagen besteht oder dieses umfaßt, und das Mittel zur Polymerisation/Vernetzung oxidierte Stärke ist.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, 8 und 14, 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von makro-molekularem Polyaldehyd zu erhitztem Kollagen von 1/10 bis 1/160, bevorzugt von 1/15 bis 1/50, beträgt, wobei die Tempe-ratur des Gemisches zwischen 35°C und 41°C liegt.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4 und 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von makromolekularem Polyaldehyd zu natürlichem Kollagen zwischen 1/10 bis 1/50, bevorzugt zwischen 1/10 bis 1/30, liegt, und wobei die Temperatur des Gemisches zwischen 18°C und 37°C liegt.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eiweißverbindung vorher chemisch oder durch oxidatives Schneiden, insbesondere durch Behandlung mit Perjodsäure oder einem ihrer Salze, modifiziert wurde, und daß das Mittel zur Polymerisation durch einen Puffer mit leicht alkalischem pH gebildet wurde, um die Polymerisation/Vernetzung der Eiweißverbindung
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es die Stufe umfaßt des Mischens in wässriger Lösung des Fibrinogens mit Thrombin.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas ausgewählt ist unter Luft, Stickstoff, Sauerstoff und Kohlenstoff enthaltenden Gasen oder dem Gemisch von einem oder mehreren dieser Gase, bevorzugt Luft, Kohlendioxid und Stickstoff, wobei Luft besonders bevorzugt ist.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas mit einem oder mehreren Bestandteilen für die klebenden Eiweißmatrix assoziiert ist.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas mit einem bioverträglichen und nicht toxischen Träger, bevorzugt gebildet durch eine Eiweißverbindung gemäß Anspruch 3, assoziiert ist.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas mit Hilfe des Mittels zur Polymerisation/Vernetzung und/oder des Trägers in pulverförmiger oder lyophilisierter Form angeliefert wird.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas mit Hilfe der Eiweißverbindung in pulverförmiger oder lyophilisierter Form angeliefert wird.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des eingeführten Gases 25 bis 90 % des Gesamtvolumens des Klebstoffschaumes, bevorzugt 40 bis 75 %, ausmacht.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß es die Stufe der Einführung von einer oder mehreren biologisch aktiven Substanzen in das Material von Klebstoff-Eiweißmatrix umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die biologisch aktive/n Substanz/en an einen bioverträglichen und nicht toxischen Träger assoziiert ist/sind, der gegebenenfalls der Träger für das Gas oder das Gasgemisch ist.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas in das Material der Klebstoffmatrix (Matrix im Verlauf der Bildung) eingeführt wird.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas im Augenblick des Mischens der Bestandteile zur Bildung der Klebstoffmatrix eingeführt wird.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas mit dem Material der Klebstoffmatrix zum Erhalt einer Temperatur zwischen 10° und 41°C gemischt wird.
Satz für die Herstellung eines bioverträglichen, bioresorbierbaren und nicht toxischen Eiweißschaum-Klebstofffluids zur chirurgischen oder therapeutischen Verwendung, insbesondere für den Schutz/die Vernarbung von Gewebewunden und für das Verbinden von biologischen Geweben untereinander oder an implantiertes Biomaterial, dadurch gekennzeichnet, daß er umfaßt: – eine polymerisierbare/vernetzbare und potentiell klebende Eiweißverbindung, die in einer ersten Spritze enthalten ist, – ein Mittel zur Polymerisation/Vernetzung, das in einer zweiten Spritze enthalten ist, zur Bildung eines fluiden, bioverträglichen, bioresorbierbaren und nicht toxischen Eiweißklebstoffes, und – ein Gas oder eine Mischung von Gasen, das/die bioverträglich und nicht toxisch ist, ausgewählt unter Luft, Stickstoff, Sauerstoff oder Kohlenstoff enthaltenden Gasen oder der Mischung von einem oder mehreren dieser Gase, in der ersten, zweiten und/oder einer dritten Spritze, und – Mittel, um die Bestandteile, Eiweißverbindung in wässriger Lösung und Mittel zur Polymerisation/Vernetzung, zur Bildung der Klebstoffmatrix und dieses Gas oder dieses Gasgemisch an Ort und Stelle zu mischen.
Satz nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß er umfaßt: einen ersten Behälter, der die dehydratisierte und gegebenenfalls sterilisierte, potentiell klebende Eiweißverbindung in Pulverform enthält, einen zweiten Behälter, der eine wässrige, gepufferte, gegebenenfalls sterile Lösung enthält, Mittel zur Zuführung eines Mittels zur Polymerisation/-Vernetzung in die solubilisierte Eiweißverbindung und Mittel zum Mischen des Inhaltes der ersten und zweiten Behälter und Mittel zur Einführung eines Gases in dieses Gemisches und zum Erhalt des Schaumes.
Satz nach irgendeinem der Ansprüche 31 und 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Eiweißverbindung, das Mittel zur Polymerisation/Vernetzung und das Gas solche sind, wie in irgendeinem der Ansprüche 3 bis 27 definiert.
Satz nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß er in Form von zwei Spritzen vorliegt, die mit Mitteln zum Mischen ausgerüstet sind, wovon eine der Spritzen die Eiweißverbindung in wässriger Lösung enthält, und die andere das Mittel zur Polymerisation/Vernetzung enthält.
Satz nach irgendeinem der Ansprüche 31 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas an der Eiweißverbindung und/oder an dem Mittel zur Polymerisation/Vernetzung assoziiert ist.
Satz nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß diese Mittel zum Mischen es erlauben, das Gemisch von einer Spritze zur anderen mehrmals zu überführen, um die Bildung des Schaumes mit Hilfe des Gases, das in der die pulverförmige Eiweißverbindung enthaltenden Spritze vorhanden ist, sicherzustellen.
Satz nach irgendeinem der Ansprüche 31 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas mit einem bioverträglichen und nicht toxischen Träger, bevorzugt gebildet von einer Eiweißverbindung gemäß Anspruch 3, assoziiert ist.
Satz nach irgendeinem der Ansprüche 31 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß er eine dritte Spritze umfaßt, welche das Gas, gegebenenfalls assoziiert mit einem Träger, enthält.
Satz nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger außerdem eine oder mehrere biologisch aktive Substanzen enthält.
Satz nach irgendeinem der Ansprüche 31 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Polymerisation/Vernetzung und/oder der Träger in lyophilisierter Form vorliegen.