DE2148011A1

DE2148011A1 - Verfahren zur Stabilisierung von heparinisierten Kunststoffgegenständen und so behandelte Gegenstände für die Verwendung in Berührung mit Blut

Info

Publication number: DE2148011A1
Application number: DE19712148011
Authority: DE
Inventors: J G Eriksson; H R Lagergren
Original assignee: Incentive AB
Current assignee: Ird Biomaterial Stockholm Se AB
Priority date: 1970-10-05
Filing date: 1971-09-25
Publication date: 1972-04-06
Also published as: FR2109951A5; US3810781A; CA948105A; DE2148011C3; CH564575A5; IT941100B; JPS4948336B1; DE2148011B2

Description

Dr. Hans-Heinrich Wiiirath

Dr. Dieter Weber Dipl.-Phys. Klaus Seiflfert

PATENTANWÄLTE 1293i/ih

2 HB011

Postfach 1327 χΐ/jj

Gustav-Freytag-StraSe 25 S (06121) 372720

Telegraranudressei W1LLPATENT

Incentive AB
Arsenalsgatan 4, Stakholm, Schweden

Verfahren zur Stabilisierung von heparinisierten Kunststoff gegenständen und so behandelte Gegenstände für die Verwendung in Berührung mit Blut

Prioritäten: 5, Oktober 1970 in Schweden Nr. 13 458/70

7. April I97I in Schweden
Nr. 4506/71

In der Medizin und medizinischen Technologie wurden besonders in den letzten Jahren umfangreiche Studien und Arbeiten zu dem Problem der Thrombose und Blutgerinnung getätigt, welche durch die Berührung von Blut mit einer fremden Oberfläche verursacht wird. Diese Untersuchungen haben zum praktischen Zweck, die Gefahren von Komplikationen, wie beispielsweise während des Käthe·

20981S/1S20

Potudwdtt Fr«nkfurt/M«ln Bank: Dresdner Bank AG,.WI«»b«d«n, Konto-Nr. 876807

2U8011

terislerens, während der Verwendung von Herzventilen und GefäJBprotesen, während Bluttransfusionen und der Trockenlegung von Wunden und so weiter auf ein Minlaua heabzusetzen. In der Herz-Lungen-Maschine gibt es eine ähnliche Schwierigkeit, die auch auf die Berührung von Blut ait einer Oberfläche alt chemischen Eigenschaften, die aerklich von den Eigenschaften der natürlichen Blutgefäße verschieden sind und die folglich die Koagulierung des Blutes einleiten, zurttokzuführen 1st. In ähnlicher Weise führt während der Lagerung und Probenabnahae von Blut die Berührung alt freaden Oberflächen zn beachtlichen Unbequeallchkeiten aufgrund der Aktivierung der Blutkoagulation·

In einigen Fällen kann den Folgen der Kontaktreaktion ( Thrombose, Blutkoagulierung) wirksaa entgegengewirkt werden, Indea aan Heparin oder Hatriuacitrat zu dea Blut zuseat. Öle Verwendung solcher Zusatzstoffe hat jedoch zlealloh oft auch ernst« hafte Macht eile· Daher wurden Versuche unternoaaen, sogenannte ' nichtthroabogene Oberflächen zu bekoaaen, die cheaische Eigenschaften haben, aufgrund derer Throabose und Koagulation la wesentlichen ausgeschlossen werden· Sine Vielzahl von Oberflächen, die besonders für diesen Zweck bereitet wurden, wurde nun biologisch bezüglich ihrer Eigenschaften getestet, wenn sie alt Blut in Berührung gebracht werden, und es konnte gezeigt werden, dad heparinisierte Kunst stoff oberflächen la allgemeinen die günstlaten Testergebnisse in vivo sowie In vitro ergeben· Demnach ist diese Art nicht throabogene r Oberflächen aageeignetsten für verschiedene Anwendungaabiete in der Medizin und in der aedizinischen Technologie. 209815/1520

SAD

2U8011 - 3 -

Heparin!eierte, nichtthrombogene Kunstet οffoberflächen können auf verschiedene Welse gewonnen werden wie an eich bekannt 1st. Die üblichste dieser Methoden beruht darauf, daß man zunächst positiv geladene kationische Gruppen in die Oberflächenzone des Kunststoffes einführt. Die erste Stufe kann mit Hilfe unterschiedlicher chmischer Reaktionen erfolgen (wie beispielsweise nach R.I. Leininger et al, Sciene, 152, Seite 1625 (1966)| Trans· Aa. Soc. Artif. Int. Organs, 12, Seite 151 (1966), J. Blomed. Mater. Res. 1, Seite 239 (1967) und X.W. Merrill et al, Tr ana Al«. Soc. Artif. Organs, 12, Seite 139 (1966) oder stattdessen eit einer physikalischen Sorptionsteohnik mittels eines oberflächenaktiven Mittels (siehe J.C. Eriksson, H.R. Lagergren, A.L. Johansson, E.G. Gillberg, britische Patentschrift 1 13O 3^5, USA-Patentanmeldung Ser. No. 738 826 vom 21. Juni 1968 und G.A. Grode, Artificial Heart Progras Conf·, Washington, Uni 1969). Danach wird die Oberflächenzone des die kationischen Gruppen enthaltenden Kunststoffes mit einer Lösung von Natriumheparin behandelt.

Bezüglich der Molekülstruktur der heparin!alerten Oberfläche zeigt eine nunmehr zurVerfügung stehende Reihe von Forschungsergebnissen, daß nur ein Heparinion (Molekulargewicht etwa 12.000 bis 16.OOO) an jede kationische Gruppe in der Oberfläche gebunden wird und daß man es folgich mit einem Fall einer "aufrechten" Adsorption (oder eher Chemiesorption) der Heparinpolymerketten zu tun hat. Die Oberflächenkonzontration an Heparin beträgt gewöhnlich 1 bis 5 IE/cm² (125 IE - 1 mg)«

? 0 9 8 1 B / 1 5 2 (J

2U8011

Aufgrund dieses einfachen Struktumodells ist es leicht verständlich, warum die biologische Antikoagulationsaktivität des Heparine durch die Bindung an die kationischen Gruppen der Kunststoffoberfläche behalten wird, da nämlich der Hauptteil jeder Heparinpolymerkette chemisch unbeeiaELußt bleibt«

Jüngere Untersuchungen in verschiedenen Laborstorien, hauptsächlich auf der Grundlage einer Verwendung von mit -*-'S gekennzeichnetem Heparin und sogenannte Thrombintitration zeigten jedoch klar, daß ionisohe Bindung von Heparin an die kationischen Gruppen in der Kunststoffoberfläche während der Berührung mit Blut oder Plasma instabil ist. Am wahrscheinlichsten wird das Adsorptionsgleichgewichtt

Heparin in Lösung ~^ Heparin auf der Oberfläche,

das mit Wasser (oder physiologischer Kochsalzlösung) stark nach rechte verschoben ist, in desorptiver Richtung durch Berührung mit Blut oder Plasma verschoben, wobei als Folge hiervon Heparin von der Kunststoffoberfläche eluiert wird. Unter stationären Bedingungen (ohne Rühren) beträgt die Halbwertszeit der Heparindesorption von der Oberfläche etwa 5 Stunden. Somit ist nach einer Berührungezeit dieser Dauer die Oberflächenkonzentration des Heparins auf die Hälfte des Auegangswertes gesunken. Die Desorptionsgeschwindigkeit hängt jedoch stark von den kationisohen Gruppen eb und ist of höher als diejenige, die dieser Halbwertszeit entspricht. In Be-

2 0 9 8 1 5 / 1 5 7 0

rührung ait fließende* Blut kann die Halbwert »«ei t in einigen Fällen so niedrig wie 20 Minuten sein, und eine solche Berührung kann bewirken, daß die Oberfläohenkonzentration dee Heparins schon nach 2 Stunden auf 5 % der Anfangakonzentration gesunken ist·

Der Utestand, daß ionische Bindung von Heparin an die katlonisohen Gruppen in dejÄunetstoffoberfläche so instabil bei der Berührung alt Blut 1st, bildet natürlich «inen wesentlichen Kachteil vom Standpunkt der Medizinischen Anwendbarkeit, da die nichtthroebogenen Eigenschaften der Oberfläche In ziemlich kurzer Zeit verloren gehen und da· alt der Oberfläche in Berührung stehende Blut gleichseitig heparinisiert wird. Mit solchen instabil heparinlsierten Oberflächen können daher nur sogenannte Kurszeltanwendungen «it kurser Bcührungszeit des Blutes durchgeführt werden·

Der vorliegenden Srflndunglag nun das Problea zugrunde, ob es stfglich sein würde, ausgehend von einer durch ionische Bindung des Heparins an kationisohe Gruppen in der Oberfläche heparinisierter Kunststoffoberflächen, diese In einer nachfolgenden Stufe zu stabilisieren, ohne daß die Antlkoagulationsaktivität des an die Oberfläche gebundenen Heparins verloren geht. £ls Arbeitshypothese ging man dabei von de» Gedanken aus, daß der Desorption während der Berührung alt Blut seriellch entgegengewirkt werden könnte, indem aan die Heparinketten vernetzt und so ein Heparinnetz-

209815/152Ö

verk bildet, das an die Kunststoff oberfläche an verschiedenen Punkten über die kationiechen Gruppen gebunden let·

Eine Lösung dieaee Probleme wurde gefunden und die·· besteht in einer Naclfcehandlung der heparinisierten Oberfläche alt eines Dialdehyd unter geeigneten Reaktionsbedingungen· So» ■it konnte erfindungsgemää gezeigt werden, daß die Aldehydgruppen eines Diatthyds «it OH-Gruppen in verschiedenen Heparinketten derart umgesetzt werden können, daß sich Quervernetzungen bilden·

Daher betrifft die vorliegende Xrfindung ein Verfahren iur Stabilisierung durch Nachbehandlung solcher KunstsiEffoberflachen, die durch ionische Bindungen von Heparin an kationisch· Gruppen, die an die Oberfläche gebunden sind, nicht thrombogen gemacht wurde* und dieses Verfahren 1st in der Hauptsache dadurch gekennzeichnet, daß die heparinlsierte Oberfläche in Berührung mit einer verdünnten wässrigen Lasung «ines Dialdehyds gebracht wird. Die Molekül struktur des Dialdehyds sollte so sein, daß der Abstand «wischen den Aldehydgruppen ausreicht, um eine Vernetzung zwischen benachbarten Heparinketten au ermöglichen» Längere Kohlenwasserstoffe t ten, d.h. 3 bis k CH₂-Gruppen zwischen den Aldehydgruppen sind brauchbar bei höheren wie auch bei niedrigeren Oberflächenkonzentrationen an Heparin, während kürzere Kohlenwasserstoffketten, d.h. O bis 2 CHg-Gruppen, nur bei höheren Oberfläohenkonzentrationen an Heparin brauch-

209815/1520

2H8011

bar sind. Daher wird vorzugsweise Glutardialdehyd mit 3 CH--Gruppen zwischen den beiden Aldehy<|ruppen verwendet. Xn vielen Fällen, besonders wenn der Dialdehyd vergleichsweise instabil ist, kann es am bequemsten sein, den Dialdehyd in der Reaktionslösung durch Zersetzung des entsprechenden Acetal· herzustellen.

Aus dem oben gesagten ist ersichtlich, daß das Hauptprinzip der Erfindung darin besteht, die heparinieierte Oberfläche unter geeigneten Bedingungen mit einer wässrigen Lösung, die ein Dialdehyd enthält, oder einer wässrigen Lösung, in der das Dialdehyd durch Zersetzung des entsprechenden Acetals gebildet werden kann» zu behandeln. Ein hoher pH-Vert könnte eine Kondensation des Dialdehyds bewirken. Daher sollte der pH-Vert geringer als 10 und vorzugsweise geringer als 7 sein. Venn man mit einem Aldehyd beginnt, kann die Behandlung bei dem pH-Wert durchgeführt wrden, den man normalerweise erhält, wenn manften Dialdehyd auflöst, d.h. pH « k bis 5, doch ist es auch möglich, bei einem niedrigeren pH-Wert, wie beispielsweise einem pH-Wert von 2, zu arbeiten. Wenn man von dem ent«rechenden Acetal ausgeht, ist ein Ansäuern, beispielsweise mit HCl, erforderlioh. Es ist jedoch nicht ratsam, bei viel niedrigeren pH-Werten als etwa 2 zu arbeiten, da in solchen Fällen die Gefahr einer hydrolytischen Zersetzung des Heparins besteht, besonders bei erhöhten Temperaturen, siehe Beispiel k in den Tabellen I. und II.

2 0 9 8 15/1520

Andere Reaktionsbedingungen, wie Konzentration, Temperatur und Zeit können je nachdem, welcher Dialdehyd oder welches Aeetal verwendet wird, etwas variieren· Vie aus eter Reihe von Experimenten mit Glutardialdehyd als Stabilisierungsmittel ersichtlich ist, sind die Bedingungen relativ unabhängig von Variationen innerhalb breiter Bereiche. Der Grund, warum Glutardialdehyd für diese Untersuchungen ausgewählt wurde, war der, daß gefunden wurde, daß er eine zufriedenstellende Wirkung besitzt P und daß er außerdem in der Medizin als Desinfektionsmittel schon Verwendung findet.

Die Kunsteboffmaterialien, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind beispielsweise Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polystyrol, Polytetrafluoräthylen und der-gleiohen· Somit sind die Polyolefine und auch die allgemeine Klaem der Thermoplasten geeignet. Elastomere und Cellulosedeiivate können auch nach der Erfindung nichtthrombogen gemacht werden.

Bei einer AusfUhrungsform der vorliegenden Erfindung kann, wie oben festgestellt, die kationische Gruppe an die Kunststoff oberfläche mit Hilfe der in der britischen Patentschrift Nr. 1 130 345 beschriebenen Methode gebunden werden, gemäß der die Kunststoffoberfläche mit einem kationischen oberflächenaktiven Mittel, vorzugsweise in einem wässrigen Medium, bei einer ausreichend hohen Temperatur behandelt wird, daß eine Adsorption des kationisden Mittels auf der Ober-

209815/1520

fläche bewirkt wird. Die erhöhte Temperatur dürfte die Permeabilität der Molekülatruktur dee Kunststoffes erhöhen. Die erhöhte Permeabilität ihrerseits gestattet es» daß die hydrophobeo*nden dee Moleküls, d.h. die Alkylketten des oberflächenaktiven Moleküls, zunächst primär und anschließend permanent auf der Kunststoffoberfläche fixiert werden·

eine feste Bindung zwischen der Oberfläche und de« oberflächenaktiven Mittel zu bekommen, ist es bevorzugt, ein oberflächenaktives Mittel zu verwenden, dm eine Alkylkette von wenigstens vier Kohlenstoffatomen enthält. Solche oberflächenaktive Mittel mit einer langen Kohlenwasserstoffkette sind bevorzugt, besondere dene, die eine Kohlenwasserstoffkette mit 12 bis 18 Kohlenwasserstoffatome enthalten· Geeignete kationische oberflächenaktive Mittel können verschiedener Natur sein und sind beispielsweise primäre, sekundäre und tertiäre Amine und deren Salze,sowiw qua-ternäre Ammoniumverbindungen, Pyridinium- und Guanidiumsalze die wenigstens eine Alkylgruppe in einer Kette mit mehr als zwei Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit mehr als etwa acht ffiilenstoffatomen enthalten. In dem sekundären, tertiären und qua-ternären Ammoniumverbindungen kann das Stickstoffatom ein, zwei oder drei Kohlenwasserstoffgruppen tragen, wie beispielsweise niedermolekulare Alkylgruppen, wie Methyl, Xthyl oder Propyl, einen Benzylrest oder eine Alkylolgruppe, oder das Stickstoffatom kann auch ein eder zwei Kohlenwasserstoffgruppen mit einer beliebigen Ketten länge tragen·

209815/1520

Sine andere Klasse brauchbarer kationischer oberflächenaktiver Mittel sind die Alkylammoniumsalze der allgemeinen Formel

XHH₃ - (CH₂) _y KH₃X

worin X ein Halogenatom und y eine Zahl von wenigstens etwa vier und vorzugsweise von etwa 8 bis etwa 18 bedeutet.

Da primäre Amine festere Heparinkomplexe als andere Ammoniumsalze äquivalenter Kettenlänge ergeben, ist es bevorzugt, primäre Amine als oberflächenaktive Mittel bei der Behandlung chemisch inerter Kunststoffe zu verwenden·

Die primären Amine werden allgemein in der Salzform verwendet , insbesondere als Hydrochloride, Hydro bromide und Hydrojodide. Vas β er lösungen von Salzen primärer Amine sind bevorzugt bei dem Verfahren der britischen Patentschrift Nr* 1 130 345, da die Aminmoleküle, die auf der Kunst stoff oberfläche aus diesen Lösungen absorbiert werden, in starkem Mafi ionisiert sind, während dies normalerweise nicht bei L8sungen der Fall ist,/8urch Auflösen eines Amins, wie beispielsweise in organischen Lösungsmitteln, gebildet werden· Der Kräfft-Punkt ist die Temperatur, bei dem die Löslichkeit des oberflächenaktiven Mittels plötzlich ansteigt und homogene Lösungen ergibt. Absorbierte Aminmoleküle sind am schwierigsten auszuspülen» Wenn demnach Wasser oder elm» wässrige Lösung zum Spülen der Kunststoffgegenstände nach deren Behandlung mit dem oberflächenaktiven Mittel verwen-

209815/152Ü

d«t werden» sollte die Temperatur des Wasser· vorzugsweise oberhalb des Krafft-Punktes des oberflächenaktiven Mittels liegen.

Fig. 1 ist eine grafische Darstellung des Verhältnisses zwischen der Glutardialdehydkonzentration, die zur Behandlung der heparin!eierten Oberfläche verwendet wird und der Heparinmenge, die von der Oberfläche bei nachfolgendem Vaechen zurückgehalten wird.

Pig· 2 ist eine grafische Darstellung des Verhältnisses zwischen der von der heparinisierten Oberfläche zurückgehaltenen Heparinnenge und der Behandlungezelt bei verschiedenen Temperaturen.

Die Ergebnisse der Versuche mit Glutardialdehyd sind in den Fig. 1 und 2 gezeigt. Zn allen Fällen wurden Versuchsröhren aus Polypropylen zunächst mit einer 1 mM Octadecylaminopropylaminhydrochloridigsung während 2 Std. bei 95°C behandelt, um kationische Gruppen in die Oberflächenzone einzuführen. So-

209815/152Q

- 12-

dann wurde die Heparinleierung ait 10 IS/sl HeparinlSsung, die ait "**S gekennzeichnetes Heparin enthielt, während k Stunden bei 75 C durohgeiihrt · 1, 2 IE/ca ist etwa die resultierende Oberflächenkonzentration an Heparin auf behandeltes Polypropylen unmittelbar naoh der Heparinieierungs-•tufe. Nach der Heparin!sierungestufe erfolgte die Behandlung «it Glutardialdehyd. Zur Bestl—mig des erhaltenen Stabilisierungsgrades wurde die Zähige β chwindigkoit/^S gesessen, naddes san während 5 Stunden anschließend eine 25 ^-igen NatriuachloridlSsung bei 37°C ausgesetzt hatte. In Fällen, wo keine Behandlung sit Glutardialdehyd durchgeführt wurde, führte eine solche Nachbehandlung nit 25 ^-iger Natriuachloridlösung noraalerweise zu einer fast vollständigen Bluierung von Heparin, so daß die zurückbleibende Oberflächenkonzentration nur einer Zählgeschwindigkeit von 400 cpm (Ansohläge Je Minute) entsprach. Unter diesen Bedlngungn entspricht eine IX/ca etwa 3*000 cpzu

ψ Figur 1 erläutert die zurückbleibende Oberfläohenkonzentration, gesessen in cpa, als eine Funktion der Glutardialdehydkonzentration in der Behandlungslusung bei einer Behandlungstemperatur von 5O⁰C und einer Behandlungszeit von 60 Minuten ohne Zugabe irgendeiner Säure. Es ist ersichtlich, daft man eine ausreichende Stabilität innerhalb so weiter Konzentrationsgrenzen, wie von 0,1 bis 5 Gew.-^ erhält. Aus dieses Diagrams 1st auch ersichtlich, daß bereite bei einer Konzentration von etwa 0,025 % ·1η beserkenswerter Stabili-

20981 5/ 1 520

sierungseffekt beobachtet ierden kann.

Figur 2 erläutert die restliche Oberflächenkonzentration von Heparin, gemessen in cpm, als eine Punktion der Behandlungszeit bei verschiedenen Temperaturen, bei pH « 2 und mit einer Glumrdialdehydkonzentration von 3»6 56. Aus dem Diagramm ist ersichtlich, daß man eine zufriedenstellende Stabilität durch Auswahl einer Behandlungezeit erhält, die bei kO bis 8O°C 5 Minuten nicht zu Übersteigen braucht, und daß die Wirkung nicht vermindert wird, wenn die Behandlungszeit auf 60 Minuten oder mehr ausgedehnt wird. Die Behandlung bei Raumtemperatur (2O°C) erfordert längere Behandlunipseiten, etwa 90 Minuten für eine zufriedenstellende Stabilisierung. Als Faustregel ist zu sagen, daß eine Behandlung mit'Glutardialdehyd bei 50 C optimale Ergebnisse zu ergeben scheint·

Ss wurde weiter gefunden, daß zu einer vollen Bewahrung der bioloj-echen Heparinaktivität es wichtig ist, daß die Behandlungmit angesäuerter Dialdehyd- (oder Acetal·) lösung nicht während zu langer Zeiten fortgesetzt wird. In SäurelSsung (pH<3) und beeaders bei erhöhter Temperatur tritt eine allmählich· hydrolytische Zersetzung von Heparin auf, die zu einer Abnahme der biologischen Aktivität führt (sieh· Kreuch Kr. k in den Tabellen I· und II· nachfolgend). Daher sollten die Bedingungen für die Stabilisierung mit O,1 bis 5 %· iger GIutardialdehydl»sung bei JJO⁰C so ausgewählt werden, daß die Konzentration in Gewichtsprozent multipliziert mit der Behandlungszeit in Minuten ;> 5 beträgt und dad die Be-

209815/1520

handlungsaeit <: 180 Minuten beträgt. Xn der Praxis fand sau, daß eine Behandlung mit 1 #-iger Lösung von Glutardialdehyd ohne Zusatz von Säure während 10 Minuten bei 50⁰C bequem und zufriedenstellend ist«

Die Stabilieierungswirkung der Behandlung von heparinisierten Oberflächen geaäl) der Erfindung sowie einige Eigenschaften ^ bei der Berührung «it Blut solcher-siaSen behandelter hepa-

rinisierter Oberflächen sind durch Testwerte erläutert, die in den Tabellen II. und III. zusajsaenge stellt sind. Xn Tabelle X. ist festgestellt, wie die entsprechenden Proben hergestellt wurden. Xn allen diesen Fällen erfolgte die Heparin!- slerung geaäß der britischen Patentschrift 1 13O

209815/1520

Tabelle I. H*r»t*llMHC dir Prob·!!

ro ο co

Proben Nr.

h 5

Kuaatatoff

Polypropylen (Vera«ohar!5hren)

Polyvinylchlorid (Röhren)

Behandlung ■it kationiaohexn Tenaid

1aM Cetylaainhydrochlorid. 2 Std. 93 C

1aM Octad·- cylaainopropylaain-hydrechlorid 2 Std., 90 C

Octad·- cylaMlnopropylaalnhydro· Chlorid. 0,5 Std., 95 C

Heparintai«rung

5 i*/al, k Std. 75 C pH - 3

10 IS/al, k Std. 75 C pH * 3

75°C pH

Std.

3tabiliai«runffsb«handlunc

3,6 ^ GlutardiaJathyd, pH ■ 2, 10 MIn., 6O^UC

Di*
5O⁰

, aber bei

1 1* Glutardialdehyd ohne Zugats von Säure, IO MIn., 50°C

3,6 ^ Glutardialdehvd, pH » 2, Zk Std., 75 C

3,6 % Glutardialdehvd, pH » 2, 60 Min., 60°C

Tabelle I. (Forta.)

ro ο co cn

cn ro ο

7 8

10

Po lypropyl enversuchsröhre

Polyäthylen

Polyäthylen· katheter

1aM Octadecyl· aainopro pylailnhydro chi ο · rid, 2 Std.

OQ⁰C

1aM Cetylaeinhydrochlorid, 2 Std. 90⁰C

1aM Octadecylanlnopropyl-■■inhydro chi ο rid, 2 Std. 95 C

IE/al, k Std.
75°C pH « 3

!*/■!» ^ Std.
C pH « 3

I£/Ml_f 4 Std.
C pH * 3

2 # 1,1,3,3-Tetraäthoxypropan, pH * 2, 60 Min. 60⁵C

1 ^ Glyoxal ohne Zusatz ▼on Säure, 10 Min. 60 C

3,6 5t Glutardialdehyd, pH β 2, 10 Min. 60°C

3,6 % Glutardialdehyd, pH * 2, 10 Min. 60°C

1 56 Glutardialdehyd ohne Zusatz Ton Säure_f 10 Min. 55⁰C

Nach jeder Behandlung wurden die Teststücke aehraals ait destilliertem Wasser gewaschen.

7H8011

H H

I

I *

d V

Ϊ
!»

Ϊ

I U

9
H

I

O

O
r-

V

OS

Ο\

■k

>

S

I ·

< It

-I
•Η Λ

9 H ·

H

•rf

r

CM

5

ItI

d

• ·
Mffl

» ·
t TJ
>

t,3ä·

I

H

CM

•

Λ.

ς

IH

!•rf

N

a

• 5 W-H
■β-Ρ Ό

•rf

1—
Λ

K

» ο

eir

?3

» O

XJ ο

?"·1^Ν
3 · · ·
HH «·+»

•p g

N

?

ο

O ·

0· 0

•Η

Tl

I I fl

οι a

Λ

H ¹O

«
+

ri

1 +»

4» 4»

•ΗΛ 3

4> ·
•rf Ti
X «ι

ο to

S

a

I *

• Ob

^i ι
4* ·

OO

O

S

i

+

U U

I U

S h

η 3 4-

IO τ!

120/

CM
r"

VT

τ

9 9
Ό -rf

4»

H 4>

• Ή · B

A

Λ

«

ΪΪ

¹S
! N

I:

J ·«»
U

(

r"

K
I

O

4»

faj 4» · ·

r-

S

I
•

P
ft ,O

:

4* (β

»•rf K

180/

S

120/

I

Λ Ο

4»
•

•Η · H 4»

£3g

Λ

K

p u
hft

et

2^Ϊ

OXt U

W ^Λ

M

ι

TlI.

I ·
Tl
•
•rl

■rf

Xi d

t-·

>

ι

H
•Η

Xl It

« a
4» U
(O ·
•rf

I

Ö

,a

* 9

4» «

» I

O

%

4* 3

2J*H
Sh

I ·
ι w

4»

(O H
•

ir»

fd

OJ

• •rf
12

O

O
τ-

O
ψ·

I

ι ·

OH

» 4»

U

I
•rf

5»

H

•

•rf

I

·* ι»

t

4> fl

ϊ

to a

•
Ό
4»

m

Q

I

Ol

O

to ο

Ο

ιη

t

i'.

•

?*
O ·

VO

I
X

ir»
r·
·»
«

33
OCO

m

C
M

So

rat

t

•Ο

Ta

■Ö
4»

I
T!

4» ·»

η e^

4»

O)

4»

•rf O

ft <^>

•

OO
4> C»

«1

r»
ι..

•rf

4.5 ?

Jt

«0

I

0(0 X

C

r·

HN

η a

Ή

ft *^

ITi

H

CM

41

•
Pt

CM

S

■ti
fa

ε

k
!
I"

I

X

•
Xl
Q

fa
ft

0 9 8 15/1520

*	O	O	O
	CM	*\
	O		vo
	CM		4»
CM			Λ
	CM	h 3	U
CM	Λ	4» ■	4*
Λ	ο	«»Ο	•rf O
		SCHO	OO
*·	ο"	¹Ot-	t-
CM	CM		4» Λ
	Λ	HO · I HTJ	^TJ
	O		4» 4»
O		O (0	0 09
	co		H
Ov		CM 3 ir»	PQ CM
		vo
«
•Ö
4»	•
CO	■β
	+»
C^	(O
	CX
ίο	4*10
«0
H t»	Ht-
	ηη

4»

£8011

4*

20981 5/ 152Ü

Tabelle III.

dar Y«rwch> in τίτο

ro σ co

Prob· Nr.	Spesialbehandlung nach dar Stabilisierung»stu	Behandlung xur Prüfung der Sta	Restliche Oberflächen konzentration des He	Ohne Stab! lLaiertme	Throaboaa in Stund«	seit η
8	fe	bilität	parin» in Prozent dar Anfencakonzentration	1	Mit Sta bilisie rung	Ohne Sta- bili- SiOr¹¹Hf
9		StrSaendea Blut in ViTO, 3 Std.	Mit Stabi lisierung	k	>-i2	3
10			60	25	>12	3
10	Baliandlunc la St roe alnar phTaiologiachen NatriuachleridlSsung 1 Std., 60°C		65		> 9	k _f *
■	StrBaondea Blut in viro, 9 Std.	100	9	k
100

-ZO-

Tabelle II. zeigt, daß nicht das gesamte Heparin durch die Stabilieierungebehandlung stabil an die Oberfläche gebunden wurde. Somit tritt normalerweise bei der Berührung mit Blut oder Plasma eine Desorption einer bestimmten Menge an instabigebundenem Heparin ein· Solches Heparin kann vor der Verwendung entfernt werden, wie beispielsweise durch Behandlung mit 25 #-iger Natriumchloridlösung bei 37⁰C. Blut, das mehrere Tage in einem Kessel mit heparinisierter und mit Glutardialdehyd behandelter Oberfläche, die außerdem mit 25 #-iger NaizLumchloridlÖsung bei 37°C nach der Stabilisierungsstufe behandelt wurde, gehalten wird, koaguliert bei der Überführung in eine Glasröhre normalerweise innerhalb von 5 bis 10 Min. Diw zeigt, daß kein Heparin in das Blut eluiert wurde. Eine Nachbehandlung mit Zk ^-iger Natriumchloridlösung nach der S tabl lie ie rungs stufe hat somit die Wirkung, daß die heparinisierte Oberfläche praktisch vollständig stabil gegen die Berührung mit Blut wird. In einigen Fällen kann die Entfernung von nicht stabilisiertem Heparin auch in der Weise erfolgen, daß man mit destilliertem Wasser oder mit physiologiaher Kochsalzlösung bei etwa 50 bis 8O⁰C spült (siehe Probe 10 in den Tabellen I. und III. oben, worin der sehr hohe Wert (100 $0) für die verbleibende Oberflächenkonzentration auf die Tafcache zurückzuführen ist, daß die Behandlung mit strömendem Blut mit eier Probe durchgeführt würde, bei der alles nicht stabilisierte Heparin mit der Natriumchloridlösung weggespült worden war).

2098 1 B/ 1 520

Claims

- 21 Patentansprüche

1· Verfahren zur Stabilisierung der Oberflächen von Künstetoffgegenständen, die durch Bindung von Heparin an kationische Gruppen in der Kunststoffoberfläche nichtthrombogen gemacht wurden, daduroh gekennzeichnet, daß man die heparinieierten Oberflächen «it einem Dialdehyd mit 0 bis k CH₂-Gruppen zwischen den beiden Aldehydgruppen behandelt·

2. Verfahren nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß man mit einem Dialdehyd behandelt, der 3 CH^-Gruppen zwischen den beiden Aldehydgruppen enthält*

3· Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man-eine verdünnte wässrige Lösung des Oialdehyds verwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den Dialdehyd durch Zersetzung des entsprechenden Acetals in der Behandlungslösung in situ in Berührung mit der heparinisierten Oberfläche herstellt·

5· Verfahren nach Anspruch 1 bis k_t daduroh gekennzeichnet, daß man die Behandlung mit einer wässrigen Lösung von Glutardialdehyd durchführt.

209815/152 0

6. Vorfahren nach. Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß man mit einer etwa 0,1 bis 5 Gew.-^ Glutardialdehyd enthaltenden wässrigen Lösung während einer Zeit von etwa 1 Min. bis 3 Stunden und bei einer Temperatur zwischen etwa 20 und 8O°C behandelt.

7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dfi man ψ mit eber 1-^igen Glutardialdehydlösung wahrend etwa 10 Min. bei etwa 50°C behandelt.

8. Vetfahren nach Anspruch 5_S dadurch gekennzeichnet, daß man eine Behandlunge lösung venmdet, in der die Konzentration des Glutardialdehyds in Gew. -ja mulipliziert mit der Behandlungszeit in Minuten gleich oder größer als 5 i»t und die Behandlungszeit gleich oder kleiner als 3 Stunden ist.

9* Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wässrige Dialdehydlösung verwendet, deren pH-Wort kleiner als 7* doch nicht kleiner als etwa 2 ist«

10·Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wässrige Dialdehydlösung verwendet, in der de^pH-Vert etwa k bis 5 beträgt.

20981 5 /152Ü

2U8011

.Verfaliren nach Anspruch 1 hie 1O₁ dadurch gekennzeichnet,

daß man Kunststoffgegenstände rat einer Oberfläche aus

Polyolefin, Polyvinylchlorid oder Siliconharz behandelt.

¹2.Vorfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man Kunststoffgegenstände behandelt, die mit Hilfe primärer, sekundärer oder tertiärer Amine oder Salze hiervon oder qua- ternärer Ammoniumverbindungen zur Bildung der kationischen Gruppen auf der Oberfläche hepariniaiert wurden·

13. Verfahren nach Anepruch 1 bis 11, daduroh gekennzeichnet, daß man Kunststoffgegenstände behandelt, die bei der Heparinisierung eine Alkylkette mit wenigstens k Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit etwa 12 bis etwa 18 Kohlenstoffatomen, als kationiscke Qnppe in der Oberfläche besitzen.

Ik. Verfahren nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß man Kunststoffgegenstände mit einer Oberfläche aus thermoplastischem Kunststoff behandelt.

15. Kunststoffgegenstand für die Verwendung in Berührung mit Blut, auf dessen Oberflächen, die mit dem Blut in Berührung kommen sollen, Heparin an kationische Gruppen in der Kunststoffoberfläche gebunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das an die kationischen Gruppen in der Kunststoffoberfläche gebundene Heparin durch die Umsetzung

209815/152 υ

2H8011 - zk -

mit einen Dialdehyd mit O bis k CH₂-Gruppen zwischen den beiden Aldehydgruppen vernetzt ist«

16.Kunststoff gegenstand nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das an die kationischen Gruppen in der Kunststoff oberfläche gebundene Heparin durch Umsetzung mit einem Dialdehyd mit 3 CH^-Gruppen zwischen den beiden Aldehydgruppen vernetzt ist·

209815/1520