Sposób wytwarzania materiału na protezy opony twardej mózgu.

RZECZPOSPOLITA OPIS PATENTOWY 151 273
POLSKA
Patent dodatkowy Int. Cl.5 A61L 27/00
do patentu nr —
Zgłoszono:
87 09 08 (P.267653)
Pierwszeństwo
URZĄD
PATENTOWY
Zgłoszenie ogłoszono:
filYTElltA
|66 Lii
88 08 04
RP Opis patentowy opublikowano: 1992 03 31
Twórcawynalazku: Krystyna Pietrucha
Uprawniony z patentu: Politechnika Łódzka,
Łódź (Polska)
Sposób wytwarzania materiału na protezy opony twardej mózgu
Przedmiotem wynalazkujest sposób wytwarzania materiału naprotezy opony twardej mózgu.
Uszkodzenia opony twardej mózgu następują najczęściej wwyniku licznie spotykanych otwar¬
tych urazów czaszkowo-mózgowych. Szczelne „zamknięcie" opony twardej jest zabiegiem konie¬
cznym, ponieważ stwarza warunki barierowe zapobiegające rozszerzeniu się infekcji oraz tworze¬
niu zrostów z korą mózgową. Tylkow nielicznych przypadkach, głównie gdy zostaje zachowana
ciągłość pajęczynówki, stosuje się substancje takie, jak albumina, fibrynogen, błony fibrynowe,
ułatwiające regenerację opony twardej. W pozostałych urazach występuje konieczność uzupełnia¬
nia opony twardej mózgu.
Jako protezy opony twardej mózgu stosuje się folie takich metali, jak złoto, platyna, srebro,
tantal, aluminium, które ze względu na zbyt wysoką sztywność nie są w stanie przejąć w sposób
skuteczny funkcji elastycznej opony twardej mózgu.
Z czasopismaJournal Neurosurgery 1947,4,505-507; 1955,12,550-554; 1984,60,1076-1079;
1985, 63, 448-452 oraz z czasopisma Polimery w medycynie 1974, 4, 221-224 są znane protezy
opony twardej mózgu wykonane z polietylenu, celuloidu, celofanu, policzterofluoroetylenu (tef¬
lonu), tkanin kauczukowych, siatki z poliamidu (nylonu), poliakrylonitrylu (orlonu), politereftalanu etylenu (dacronu) powleczonego silikonem, siatki poliestrowej pokrytej żelem metakrylanu
glikolu. Tylkonieliczne z tych protezznajdują zastosowaniepraktyczne, a implantacja niektórych z
nich powoduje powikłania pooperacyjne.
Stosowane są równieżjako protezy opony twardej mózgu przeszczepy powięzi mięśnia skro¬
niowego lub powięzi szerokiej. Stosowanie takich protez wiąże się z koniecznością przeprowadze¬
nia, obok implantacji, zabiegu operacyjnego pobrania takiego przeszczepu, cojest równoznaczne z
dodatkowym okaleczeniem chorego, a materiał autogeniczny jest często źródłem infekcji lub
powoduje zrosty korowe. Ubytki opony twardej mózgu uzupełnia się też przeszczepami opony
pobranej ze zwłok. Przygotowanie biostatycznego przeszczepu allogenicznej opony twardej jest
opisane między innymi w polskim opisie patentowym nr 140198. Preparaty opony ludzkiej,
konserwowane w roztworze lub liofilizowane nie zawsze są dostępne w wystarczających ilościach.
Znane są także, z czasopisma Journal Neurosurgery 1984,61,351-354, protezy opony twardej
mózgu otrzymywane z kolagenu pochodzącego z tkanki skóry świńskiej. Wytwarza sieje na drodze
151 273
2
garbowania kolagenu aldehydem glutarowym i następnie liofilizacji, przy czym protezy te są
mało elastyczne, a sposób ich otrzymywania jest skomplikowany.
Wykorzystanie kolagenu jako samodzielnego surowca na cienkie folie okazało się mało
skuteczne ze względu na niskie parametry wytrzymałościowe tego białka.
Sposób wytwarzania materiału na protezy opony twardej mózgu przy użyciu kolagenu,
według wynalazku, polega na tym, że siatkę z dzianiny poliestrowej, uprzednio wymytą acetonem,
wypłukaną wodą i wysuszoną, na przemian nasącza się obustronnie kwaśnym roztworem kola¬
genu, korzystnie w kwasie octowym, o stężeniu kolagenu 0,2-0,5 g/100 ml roztworu i odparowuje
rozpuszczalnik w temperaturze do 320 K aż do uzyskaniałącznej grubości warstwy kolagenu wraz z
siatką 0,3-0,5 mm i po zalkalizowaniu tak przygotowanego materiału do odczynu obojętnego,
suszy się do wilgotności 25-60%, pakuje wpojemniki do sterylizacji radiacyjnej i poddaje działaniu
promieniowania jonizującego aż do pochłonięcia przez materiał dawki 25-40 kGy.
Sposób według wynalazku polega również na tym, że siatkę poliestrową, przed obróbką w
kwaśnym roztworze kolagenu, poddaje się modyfikacji plazmągenerowaną wyładowaniami jarze¬
niowymi w powietrzu przy ciśnieniu gazu 1,00-1,33 hPa, natężeniu prądu 0,5-0,8 A w czasie
15-240 s.
Materiał protezy opony twardej mózgu otrzymany sposobem według wynalazku charaktery¬
zuje się dobrymi własnościami biologicznymi, wytrzymałościowymi i plastycznymi i znajduje
zastosowanie również do uzupełniania ubytków rdzenia kręgowego. Sposób według wynalazkujest
prosty w realizacji i tani, a proces utrwalania kolagenu na siatce poliestrowej i proces sterylizacji
materiału na protezy odbywają się w jednej operacji procesu technologicznego. Sposób według
wynalazku zapewnia powszechną dostępność w dowolnych ilościach materiału na protezy opony
twardej mózgu. Wstępna modyfikacja siatki poliestrowej niskotemperaturową plazmą genero¬
waną wyładowaniami jarzeniowymi wywołuje wyraźny wzrost hydrofilowości poliestru, co z kolei
powoduje znaczne podwyższenie adhezji kolagenu do siatki w porównaniu z adhezją kolagenu do
siatki nie modyfikowanej plazmą. Wzrost adhezji kolagenu do siatki poliestrowej czyni operacje
wszywania protezy w naturalną oponę twardą mózgu, zwłaszcza przy dużych ubytkach opony,
znacznie wygodniejszą (bez odwarstwień kolagenu). Ponadto kolagen naniesiony na siatki modyfi¬
kowane plazmą bardzo dobrze odtwarza warunki barierowe i nie powoduje zrostów oponowokorowych. Materiał na protezy opony twardej wytworzony z siatki nie modyfikowanej plazmą, na
przykład przy braku możliwościjej modyfikowania plazmą, znajduje zastosowanie do uzupełnia¬
nia nieznacznych ubytków opony twardej mózgu oraz rdzenia kręgowego, przy których to opera¬
cjach nie ma tak istotnego znaczenia przyczepność kolagenu do siatki poliestrowej.
Sposób według wynalazku ilustrują bliżej niżej podane przykłady.
Przykład I. Sporządzono roztwór kolagenu w ten sposób, iż przygotowaną wstępnie w
procesach warsztatu mokrego skórę bydlęcą po spęcznieniu, rozdrobnieniu i rozwłóknieniu,
roztwarzano pepsyną w środowisku 0,1 M kwasu solnego, następnie za pomocą 0,02 M roztworu
wodnego fosforanu dwusodowego rekonstytuowano włókna kolagenowe, które rozpuszczono w
0,1 M wodnym roztworze kwasu octowego.
W pojemniku z grubej folii poliestrowej umieszczono 70 cm2 siatki z dzianinypoliestrowej, po
czym wylano na nią 3-krotnie po 25 ml przygotowanego uprzednio roztworu kolagenu, zawierają¬
cego 0,28 g kolagenu w 100 ml 0,1 M kwasu octowego i za każdym razem odparowywano rozpu¬
szczalnik w temperaturze 310 K. Kolagen nanoszono po obydwu stronach siatki. Następnie siatkę z
kolagenem umieszczono na czas 30 minut w 50 ml 1% wodnego roztworu amoniaku, po czym
płukano wodą destylowaną do uzyskania odczynu obojętnego, podsuszono do wilgotności 60% i
zapakowano w pojemnik z folii polietylenowej do sterylizacji radiacyjnej. Przygotowany w ten
sposób preparat napromieniowano strumieniem przyśpieszonych elektronów stosując dawkę
30 kGy. Własności biologiczne, wytrzymałościowe i plastyczne otrzymanego materiału zapewniały
jego pełną przydatność jako materiału protezy opony mózgowej. Stopień przemiany kolagenu w
usieciowany żel na wytworzonym materiale wynosił 87%. Otrzymany materiał był całkowicie
sterylny.
Przykładu. Roztwór kolagenu przygotowano jak w przykładzie I stosując jako surowiec
wołowe ścięgna Achillesa.
151273
3
Siatkę z dzianiny poliestrowej o wymiarach 200 X 250 mm, zmodyfikowaną uprzednio plazmą
powietrza generowaną przy ciśnieniu gazu 1 hPa, natężeniu prądu 0,6 A w czasie 30 s, zanurzono
6-krotnie w przygotowanym uprzednio roztworze kolagenu o stężeniu 0,4% wagowych. Po każdym
napawaniu suszono materiał w temperaturze 300 K. Następnie zobojętniono kolagen na siatce
0,5% wodnym roztworem amoniaku, podsuszono materiał do wilgotności 50% i zapakowany
szczelnie w folię do sterylizacji radiacyjnej poddano napromieniowaniu strumieniem elektronów
stosując dawkę 25 kGy. Otrzymany preparat charakteryzował się bardzo dobrą przyczepnością
kolagenu do siatki, około 5-krotnie wyższą w porównaniu z przyczepnością kolagenu do siatki w
materiale otrzymanym w przykładzie I, nadto nie ulegał strzępieniu ani rozwarstwieniu w czasie
cięcia i spełniał wszystkie wymagania stawiane materiałowi protezy opony twardej mózgu. Otrzy¬
many preparat był całkowicie sterylny.
Zastrzeżenia patentowe
1. Sposób wytwarzania materiału na protezy opony twardej mózgu, przy użyciu kolagenu,
znamienny tym, że siatkę z dzianiny poliestrowej, uprzednio wymytą acetonem, wypłukaną wodą i
wysuszoną, na przemian nasącza się obustronnie kwaśnym roztworem kolagenu, korzystnie w
kwasie octowym, o stężeniu kolagenu 0,2-0,5 g/100 ml roztworu i odparowuje rozpuszczalnik w
temperaturze do 320 K aż do uzyskania łącznej grubości warstwy kolagenu wraz z siatką
0,3-0,5 mm i po zalkalizowaniu tak przygotowanego materiału do odczynu obojętnego, suszy się
do wilgotności 25-60%, pakuje w pojemniki do sterylizacji radiacyjnej i poddaje napromieniowa¬
niu dawką promieniowania jonizującego 25-40 kGy.
2. Sposób wytwarzania materiału na protezy opony twardej mózgu, przy użyciu kolagenu,
znamienny tym, że siatkę z dzianiny poliestrowej poddaje się modyfikacji niskotemperaturową
plazmą generowaną wyładowaniamijarzeniowymi w powietrzu przy ciśnieniu gazu 1,00-1,33 hPa,
natężeniu prądu 0,5-0,8 A, w czasie 15-240 s, a następnie na przemian nasącza się obustronnie
kwaśnym roztworem kolagenu, korzystnie w kwasie octowym, o stężeniu kolagenu 0,2-0,5 g/100 ml
roztworu i odparowuje rozpuszczalnik w temperaturze do 320 K aż do uzyskania łącznej grubości
warstwy kolagenu wraz z siatką 0,3-0,5 mm i po zalkalizowaniu tak przygotowanego materiału do
odczynu obojętnego, suszysiędo wilgotności 25-60%, pakuje wpojemniki do sterylizacji radiacyj¬
nej i napromieniowuje dawką promieniowania jonizującego 25-40 kGy.