DE69727801T2

DE69727801T2 - Faserverstärkte hydrogele

Info

Publication number: DE69727801T2
Application number: DE69727801T
Authority: DE
Inventors: Denis K. Winsford GILDING; Yimin Northwich QIN
Original assignee: Advanced Medical Solutions Ltd
Current assignee: Advanced Medical Solutions Ltd
Priority date: 1996-05-08
Filing date: 1997-05-08
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2017-05-09
Also published as: DE69727801D1; ES2215226T3; WO1997041900A1; US6534083B2; JP2000510718A; US20020009591A1; GB9609474D0; AU2707197A; EP0901382A1; EP0901382B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Hydrogele, d. h. vernetzte, makromolekulare Netzwerke, die mit Wasser oder biologischen Fluids gequollen sind. Die Erfindung betrifft spezieller und jedoch nicht ausschließlich derartige Hydrogele, die als Wundverbände verwendbar sind.
Ein Hydrogel ist ein vernetztes, makromolekulares Netzwerk, das mit Wasser oder biologischen Fluids gequollen ist. Es ist bekannt, dass Hydrogele als Wundverbände und speziell wegen ihrer Fähigkeit zur Abgabe von Fluid an eine Wunde verwendbar sind, um eine feuchte "heilende Umgebung" aufrecht zu erhalten. Es gibt jedoch bei den Hydrogelverbänden (z. B. Clearsite) bekannter Ausführung Nachteile insofern, dass sie nicht widerstandsfähig sein können und schwer zu handhaben sind.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorgenannten Nachteile zu überwinden oder zu mildern.
Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Hydrogelproduktes gewährt, welches Verfahren das Imprägnieren einer kohärenten Faserstruktur (vorzugsweise sterilisiert) mit einer wässrigen Lösung eines Hydrogel-Präkursormaterials (vorzugsweise sterilisiert) umfasst, das unter Bildung eines Hydrogels vernetzt werden kann, wobei die Fasern der Faserstruktur Kationen einbauen, die in der Lage sind, das Präkursormaterial unter Erzeugung eines faserverstärkten Hydrogels als das Hydrogelprodukt zu vernetzen.
Unter einer "kohärenten Faserstruktur" verstehen wir, dass die Faserstruktur Fasern aufweist, die formschlüssig zusammengehalten werden, um einen Gesamtzusammenhalt der Struktur aufrecht zu erhalten, obgleich wir nachdrücklich die Möglichkeit nicht ausschließen, dass einzelne Fasern der Struktur gelockert und abgelöst werden können. Derartige Strukturen sind beispielsweise zu unterscheiden, von losen Stapelfasern, worin es keinerlei mechanische Kräfte gibt, die die Fasern in Form einer Struktur zusammenhalten. Beispiele für kohärente Faserstrukturen, die nach der vorliegenden Erfindung zur Anwendung gelangen können, sind gewirkte, gewebte und Nonwoven-Produkte, wie beispielsweise Filze, Matten und dergleichen. Eine bevorzugte Faserstruktur ist ein Nonwoven-Filz.
Eine besonders bevorzugte Faserstruktur ist ein Nowoven-Filz, der aus Calciumalginat-Fasern mit einem Flächengewicht von 30 bis 200 g/m², mehr bevorzugt 40 bis 80 g/m² und am meisten bevorzugt etwa 60 g/m² erzeugt werden.
Das Verfahren der Erfindung wird durch Imprägnieren der Faserstruktur mit der Lösung des Hydrogel-Präkursors vorzugsweise im Verhältnis (Gewichtsverhältnis) von Lösungaextilem Flächengebilde von (20 bis 70) : 1 ausgeführt. Das Verfahren resultiert in der Herstellung eines Hydrogels, das mit Hilfe von aus den Fasern freigesetzten Ionen vernetzt worden ist (d. h. "gehärtet"). In dem fertigen Hydrogel gewährt die Faserstruktur praktisch eine Verstärkung, die eine Festigkeit zur leichteren Handhabung des Hydrogels vermittelt. Nach Erfordernis kann das Hydrogelprodukt autoklaviert werden.
Gemäß der Erfindung hergestellte Hydrogele können in Form von flächigen Gebilden mit einer Dicke im typischen Fall von 1 mm bis 10 mm vorliegen.
Die Hydrogele befinden sich in einer hydratisierten Form und sind in der Lage, an eine Wunde Feuchtigkeit abzugeben. Die Hydrogele können zum Behandeln oberflächlicher Wunden mit geringen bis mittleren Exudatmengen verwendet werden.
Beispiele für Hydrogel-Präkwsormaterial, das zur Anwendung gelangen kann, schließen Natriumalginat ein, Natriumcarboxymethylcellulose, Natriumpektinat, Natrium-O-carboxymethylchitosan (OCC), Natrium-N,O-carboxymethylchitosan (NOCC), Natriumpolyacrylat und natürlich vorkommende Gummen und synthetische Polymere, die Carbonsäure-Seitengruppen enthalten (Feuchthaltemittel).
Der Hydrogel-Präkwsor kann ganz oder teilweise aus Ace-Mannan (oder einer anderen Komponente von Aloe Vera) bestehen, bei dem es sich um ein natürliches Polymer handelt, von dem bekannt ist, dass es das Heilen von Wunden beschleunigt. Das Ace-Mannan kann beispielsweise bis zu 80% der Matrix ausmachen. Das Ace-Mannan kann klinisch reines Material sein, das von Carrington Laboratories, Dallas, Texas, USA, erhalten werden kann.
Nach Erfordernis kann in den Hydrogel-Präkwsor ein Mittel zum Stimulieren des Heilens von Wunden eingebaut sein. Beispiele für derartige Mittel schließen Wachstumsfaktoren ein, z. B. Molke-Wachstumsfaktorextrakt (erhältlich bei GroPep Ltd., Australien) oder Prezatide-Kupferacetat-Komplex (erhältlich bei Procyte, USA).
Die Fasern, die zur Anwendung gelangen können, enthalten ein zweiwertiges oder höherwertiges Kation, das beim Vernetzen des Hydrogels wirksam ist. Beispiele für geeignete Kationen schließen Ca²⁺, Zn²⁺ und Kationen ein, die auch als Enzym-Cofaktoren wirken. Besonders bevorzugte Beispiele von Fasern, die verwendet werden können, sind Calciumalginat-Fasern.
Vorzugsweise ist in die Hydrogel-Präkwsorlösung ein bakteriostatisches Mittel und bevorzugt Propylenglykol eingebaut.
In einem bevorzugten Verfahren zum Ausführen der Erfindung ist der Hydrogel-Präkwsor (z. B. ein Alginat) in einer Mischung mit 75% bis 85 Gew.-% Wasser und 15% bis 25 Gew.-% Propylenglykol aufgelöst. Die resultierende Lösung wird sodann zum Imprägnieren der kohärenten Faserstruktur unter Erzeugung des Hydrogels verwendet.
Es ist möglich die Hydrogel-Präkwsorlösung und die kohärente Faserstruktur separat aufzubringen, wobei das Verfahren des ersten Aspektes der Erfindung beispielsweise in der Chirurgie ausgeführt werden kann. Dieses bietet die Möglichkeit, entweder die kohärente Faserstruktur als ein Verband an sich anzuwenden oder diese zu benutzen, um ein Hydrogelprodukt zu erzeugen, wie es vorstehend diskutiert wurde.
Daher wird nach einem zweiten Aspekt der Erfindung ein Kit von Teilen zum Herstellen eines Hydrogelproduktes gewährt, wobei das Kit einen Behälter für eine Hydrogel-Präkwsorlösung (vorzugsweise sterilisiert) aufweist und eine kohärente Faserstruktur (vorzugsweise sterilisiert), wobei die Fasern der Faserstruktur Kationen eingebaut enthalten, die in der Lage sind, den Hydrogel-Präkwsor unter Erzeugung eines faserverstärkten Hydrogels als das Hydrogelprodukt zu vernetzen.
Die nach der Erfindung erhaltenen Hydrogelprodukte können in Verbindung mit hydrophilen Folien verwendet werden, die über eine erhöhte Atmungsfähigkeit verfügen, und zwar in Gegenwart von Wasser in flüssigem Zustand gegenüber einem Wasserdampf allein. Die Verwendung einer solchen Folie über dem Hydrogel (d. h. auf der von der Wunde abgewandten Seite) gewährleistet, dass Wasser von dem Hydrogel durch die Folie hindurch verdampft wird. Auf diese Weise kann die Auflösung des Hydrogels kontrolliert werden.
Typischerweise wird eine atmungsfähige Folie aus einem Material bestehen, das als eine 50 Mikrometer-Folie über einen MVTR-Wert in Gegenwart von Wasserdampf allein von 6.000 bis 10.000 g m^–2 24 h^–1 verfügt, gemessen nach dem Standard ASTM E96B, sowie über einen MVTR-Wert in Gegenwart von Wasser in flüssigem Zustand (gemessen nach dem Standard ASTM E96BW) von 6.000 bis 10.000 g m^–2 24 h^–1. Im typischen Fall wird die atmungsfähige Folie eine Dicke von 30 bis 70 Mikrometer und mehr bevorzugt 40 bis 60 Mikrometer haben, z. B. etwa 50 Mikrometer.
Bei der atmungsfähigen Folie kann es sich beispielsweise um Polyurethan handeln. Geeignete Folien sind verfügbar bei Innovative Technologies Limited unter den Bezeichnungen IT325, IT425 und IT625.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf das folgende nicht einschränkende Beispiel veranschaulicht.
BEISPIEL
Es wurde ein aus Calciumalginat-MF1-2A-Filz, (verfügbar bei Innovative Technologies) mit einem Flächengewicht von etwa 60 g/m² hergestellter Nonwoven-Filz mit einer 2%igen Alginat (Protanol LF 10/60, ex-Pronava)-Auflösung in einer 80 : 20-Mischung von Wasser und Propylenglykol behandelt. Das Verhältnis von Lösung zu Filz betrug 40 : 1. Die Lösung wurde zuerst auf einer flachen Schale aus rostfreiem Stahl mit einer Größe von etwa 30 cm × 30 cm ausgebreitet und der Filz in die Lösung gegeben. Die Fasern traten in Wechselwirkung mit dem Natriumalginat in der Lösung unter Erzeugung eines flächigen Hydrogels. Das resultierende Gel könnte autoklaviert worden sein, um ein hydratisiertes flächiges Hydrogel für die Behandlung von oberflächlichen Wunden mit geringer bis mittlerer Exudatmenge zu gewähren.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Hydrogelproduktes, umfassend Imprägnieren einer kohärenten Faserstruktur mit einer wässrigen Lösung eines Hydrogel-Präkursormaterials, das unter Bildung eines Hydrogels vernetzt werden kann, wobei die Fasern der Faserstruktur Kationen einbauen, die in der Lage sind, das Präkursormaterial unter Erzeugung eines faserverstärkten Hydrogels als das Hydrogelprodukt zu vernetzen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die kohärente Faserstruktur ein gewirktes, gewebtes oder Vliesprodukt ist.
Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem die kohärente Faserstruktur ein Filz oder ein Vlies ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem der Hydrogel-Präkursor ist: Natriumalginat, Natriumcarboxymethylcellulose, Natriumpektinat, Natrium-O-carboxymethylchitosan (OCC), Natrium-N,O-carboxymethylchitosan (NOCC), Natriumpolyacrylat und natürlich auftretende Gummen und synthetische Polymere, die Carbonsäure-Seitengruppen enthalten (Feuchthaltemittel).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem der Hydrogel-Präkursor ganz oder teilweise aus Ace Mannan (oder einer anderen Komponente von Aloe Vera) besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem in den Hydrogel-Präkursor ein Mittel zum Fördern der Heilung von Wunden eingebaut ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem die Kationen Ca²⁺, Zn²⁺ und/oder Kationen sind, die auch als Apoenzyme wirken.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, bei welchem die Fasern Calciumalginat-Fasern sind.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, bei welchem der Hydrogel-Präkursor in einer Mischung von 75% bis 85 Gew.-% Wasser und 15% bis 25 Gew.-% Propylenglykol aufgelöst ist.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, bei welchem das Volumenverhältnis der Hydrogel-Präkursorlösung zu der kohärenten Faserstruktur (20 bis 70) : 1 beträgt.
Verstärktes Hydrogelprodukt, das mit Hilfe des Verfahrens nach einem der vorgenannten Ansprüche erhalten werden kann.
Produkt nach Anspruch 11 zur Verwendung als ein primärer Wundverband für Oberflächenwunden mit geringen oder mittleren Mengen an Exsudat.
Kit von Teilen zum Herstellen eines verstärkten Hydrogel-Produkts nach Ansprüchen 11–12, wobei das Kit einen Behälter für eine Hydrogel-Präkursorlösung (vorzugsweise sterilisier) aufweist und eine kohärente Faserstruktur (vorzugsweise sterilisiert), wobei die Fasern der Faserstruktur Kationen eingebaut enthalten, die in der Lage sind, den Hydrogel-Präkursor unter Erzeugung eines faserverstärkten Hydrogels als das Hydrogelprodukt zu vernetzen.