[go: up one dir, main page]

CZ33755U1 - Sandwich collagen foam with low porous core and highly porous edge layers for controlled release of active substances - Google Patents

Sandwich collagen foam with low porous core and highly porous edge layers for controlled release of active substances Download PDF

Info

Publication number
CZ33755U1
CZ33755U1 CZ2019-37021U CZ201937021U CZ33755U1 CZ 33755 U1 CZ33755 U1 CZ 33755U1 CZ 201937021 U CZ201937021 U CZ 201937021U CZ 33755 U1 CZ33755 U1 CZ 33755U1
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
collagen
foam
weight
sandwich
hours
Prior art date
Application number
CZ2019-37021U
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Tomáš Grus
Tomáš Suchý
Monika Šupová
Hynek CHLUP
Original Assignee
Všeobecná fakultní nemocnice v Praze
Ústav Struktury A Mechaniky Hornin Av Čr, V.V.I.
České vysoké učení technické v Praze
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Všeobecná fakultní nemocnice v Praze, Ústav Struktury A Mechaniky Hornin Av Čr, V.V.I., České vysoké učení technické v Praze filed Critical Všeobecná fakultní nemocnice v Praze
Priority to CZ2019-37021U priority Critical patent/CZ33755U1/en
Publication of CZ33755U1 publication Critical patent/CZ33755U1/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/16Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • A61K38/17Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • A61K38/39Connective tissue peptides, e.g. collagen, elastin, laminin, fibronectin, vitronectin, cold insoluble globulin [CIG]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K45/00Medicinal preparations containing active ingredients not provided for in groups A61K31/00 - A61K41/00
    • A61K45/06Mixtures of active ingredients without chemical characterisation, e.g. antiphlogistics and cardiaca
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/04Antibacterial agents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y5/00Nanobiotechnology or nanomedicine, e.g. protein engineering or drug delivery

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Communicable Diseases (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Description

Sendvičová kolagenní pěna s málo porézním jádrem a vysoce porézními okrajovými vrstvami pro řízené uvolňování aktivních látekCollagen sandwich foam with low porous core and highly porous edge layers for controlled release of active substances

Oblast technikyField of technology

Předmětem technického řešení je sendvičová kolagenní pěna s málo porézním jádrem a vysoce porézními okrajovými vrstvami s hemostatickými účinky, řízenou dobou degradace a řízeným lokálním uvolňováním aktivních látek, například antibiotik, pro použití formou krytí ran v chirurgii, ortopedii, traumatologii a plastické chirurgii.The subject of the technical solution is a sandwich collagen foam with a low porous core and highly porous edge layers with hemostatic effects, controlled degradation time and controlled local release of active substances, such as antibiotics, for use in wound dressings in surgery, orthopedics, traumatology and plastic surgery.

Dosavadní stav technikyPrior art

Krvácení na větších plochách při chirurgických zákrocích je poměrně častým a velmi závažným problémem a v krajních případech může znamenat i ohrožení života pacienta. Dalším závažným problémem je proniknutí infekce do organismu. Při postoperační administraci antibiotik nastává problém systémového zatížení, často nedostatečného průniku do operační rány a v určitých případech může dojít i k systémové toxicitě.Bleeding on larger areas during surgery is a relatively common and very serious problem and in extreme cases can be a threat to the patient's life. Another serious problem is the penetration of the infection into the body. During postoperative administration of antibiotics, there is a problem of systemic burden, often insufficient penetration into the surgical wound, and in some cases systemic toxicity can occur.

Jedním z řešení je použití lokálně antiseptického neadhezivního materiálu. Mimo podstatnou lokálně antiseptickou funkci může mít tento materiál současně také lokálně hemostatické a anestetické vlastnosti.One solution is to use a locally antiseptic non-adhesive material. In addition to its essential local antiseptic function, this material can also have local hemostatic and anesthetic properties at the same time.

Kolageny izolované z velkých savců jako kráva, prase nebo kůň jsou hojně využívány v biomateriálovém inženýrství. Jejich nevýhodou jsou potenciální alergické reakce, kterými trpí 3 až 4 % populace. Řešení se nabízí v použití rybího kolagenu, který vykazuje excelentní biokompatibilitu. Izolace kolagenu z kůže ryb navíc nepředstavuje takové riziko přenosu různých chorob, jako v případě extrakce z vepřové nebo hovězí kůže (BSE, PrPSc). Rybí kolagen vykazuje nižší reprodukovatelnost, co se týče jeho strukturních vlastností, v porovnání s kolageny izolovanými z velkých savců. Tento nedostatek je možné odstranit jeho chemickým síťováním pomocí sloučenin na bázi karboimidů, které jsou v chemii kolagenu běžně používány. Podmínky síťování ovlivňují výslednou míru zesítění kolagenního materiálu, což má ve výsledku velký vliv na jeho nasákavost adegradační vlastnosti ve fýziologickém prostředí. Síťovaný kolagen dobře odolává ionizujícímu záření, což umožňuje jeho sterilizaci běžně užívanými dávkami 25 kGy. Pomocí lyofilizačního procesuje možné dále vytvořit trojrozměrný materiál s danou porozitou.Collagens isolated from large mammals such as cow, pig or horse are widely used in biomaterial engineering. Their disadvantage is the potential allergic reactions that affect 3 to 4% of the population. The solution is offered in the use of fish collagen, which shows excellent biocompatibility. In addition, the isolation of collagen from fish skin does not pose such a risk of transmitting various diseases as in the case of extraction from pig or bovine skin (BSE, PrPSc). Fish collagen shows lower reproducibility in terms of its structural properties compared to collagens isolated from large mammals. This deficiency can be overcome by chemically crosslinking it with carboimide-based compounds commonly used in collagen chemistry. The crosslinking conditions affect the resulting degree of crosslinking of the collagen material, which in turn has a great influence on its absorbency and aggregation properties in the physiological environment. Cross-linked collagen resists ionizing radiation well, which allows it to be sterilized with commonly used doses of 25 kGy. Using a lyophilization process, it is possible to further create a three-dimensional material with a given porosity.

Takto připravené materiály se obecně velmi osvědčily jako nosiče léčiv s řízenou elucí. Léčivo je možné do kolagenu inkorporovat přímo do roztoku před danými procesy zpracování nebo dodatečnou impregnací hotového materiálu pomocí rozpouštědla, které jednak nedegraduje strukturu kolagenu a zároveň je schopno rozpustit požadované léčivo. Dodatečná impregnace se osvědčila jako nej efektivnější způsob, jelikož nedochází k předčasnému uvolňování léčiva během zpracování kolagenního materiálu.The materials thus prepared have generally proved very useful as controlled elution drug carriers. The drug can be incorporated into the collagen directly into the solution before the given processing processes or by additional impregnation of the finished material with a solvent, which on the one hand does not degrade the structure of the collagen and at the same time is able to dissolve the desired drug. Additional impregnation has proven to be the most effective method, as there is no premature release of the drug during the processing of the collagen material.

Možnost zpracovávat kolagen do různých výsledných forem (vrstvy, pěny apod.), jeho snadná a ekonomická dostupnost (odpadní materiál v potravinářství) spolu sjeho biokompatibilními a zároveň hemokoagulačními vlastnostmi jej činí jako optimálního kandidáta pro využití v hemostatických pěnách pro krytí operačních a pooperačních ran.The ability to process collagen into various final forms (layers, foams, etc.), its easy and economical availability (waste material in the food industry) together with its biocompatible and hemocoagulating properties make it an optimal candidate for use in hemostatic foams to cover surgical and postoperative wounds.

Nejčastěji používaným antibiotikem v kolagenních lékových formách je gentamicin. V klinické praxi našly tyto přípravky využití především ve stomatologii, břišní chirurgii a traumatologii. V poslední době se objevují také klinické studie z oblasti kardiochirurgie, které potvrzují efektivitu tohoto přístupu v prevenci pooperačních infekcí. Existují rovněž studie zabývající se využitím kolagenní matrice s tetracyklinem a metronidazolem v dentální chirurgii. Za účelem terapie periodontitidy jsou používány kolagenní matrice uvolňující chlorhexidin v dutině ústní.The most commonly used antibiotic in collagen dosage forms is gentamicin. In clinical practice, these products have found use primarily in dentistry, abdominal surgery and traumatology. Recently, clinical studies in the field of cardiac surgery have also appeared, which confirm the effectiveness of this approach in the prevention of postoperative infections. There are also studies on the use of collagen matrices with tetracycline and metronidazole in dental surgery. Collagen matrices releasing chlorhexidine in the oral cavity are used to treat periodontitis.

- 1 CZ 33755 U1- 1 CZ 33755 U1

V naprosté většině studií a klinicky používaných výrobků je základní matricí kolagen savčí (bovinní, nebo koňský). Vzácně je kromě savčího kolagenu za tímto účelem využíván i kolagen z mořských ryb - pouze pro aplikaci chlorhexidinu ve stomatologii. Dále jsou dostupná in vitro data a data ze zvířecích experimentů pro ciprofloxacin.In the vast majority of studies and clinically used products, the basic matrix is mammalian collagen (bovine or equine). In addition to mammalian collagen, marine fish collagen is rarely used for this purpose - only for the application of chlorhexidine in dentistry. In vitro and animal experiment data for ciprofloxacin are also available.

Z uvedeného vyplývá, že rybí kolagen, a to kolagen z mořských, nikoli sladkovodních ryb, je klinicky využíván jako matrice pro uvolňování léčiv zcela okrajově pouze pro terapii periodontitidy chlorhexidinem. Není používán pro léčbu antibiotiky. Další zajímavou možností, která není v současné době dostupná, by bylo použití vankomycinu v kolagenové pěně.It follows that fish collagen, namely collagen from marine, not freshwater fish, is clinically used as a drug release matrix only marginally for the treatment of periodontitis with chlorhexidine. It is not used to treat antibiotics. Another interesting option that is not currently available would be the use of vancomycin in collagen foam.

V klinické praxi je vankomycin používán převážně v lokální léčbě fraktur - byly použity vankomycinem impregnované korálky a kostní alografty v kombinaci s cementem obsahujícím aminoglykosidy při náhradě kyčelního kloubu. Vankomycinem impregnované kolagenní pěny studovány nebyly.In clinical practice, vancomycin is used mainly in the local treatment of fractures - vancomycin-impregnated beads and bone allografts have been used in combination with cement containing aminoglycosides to replace the hip joint. Vancomycin-impregnated collagen foams have not been studied.

Vzhledem k tomu, že vankomycin, stejně jako aminoglykosidy nedostatečně penetruje do tkání je systémová aplikace k terapii infekcí pooperačních ran problematická. Lokální aplikace s postupným uvolňováním by v případě tohoto antibiotika byla obzvláště vhodná, neboť na rozdíl od aminoglykosidů je jeho účinnost závislá nejenom na výši dosažených koncentrací, ale také na době, kdy koncentrace přesahuje MIC. Hodnota nejlépe korelující s klinickou odezvou při systémové terapii infekcí Staphylococcus aureus je AUC/MIC. Pokud by kolagenní lékové formy zajistily dlouhodobě adekvátní lokální koncentrace vankomycinu v ráně, bylo by možné tímto způsobem upustit od systémového použití dalších záložních antibiotik (ceftarolinu, linezolidu) a jejich šetření pro závažnější infekce.Due to the fact that vancomycin, as well as aminoglycosides, insufficiently penetrates into tissues, systemic application for the treatment of postoperative wound infections is problematic. Topical release topical application would be particularly suitable for this antibiotic because, unlike aminoglycosides, its efficacy depends not only on the concentration achieved, but also on the time when the concentration exceeds the MIC. The value best correlated with the clinical response in systemic therapy of Staphylococcus aureus infections is AUC / MIC. If collagen dosage forms ensured long-term adequate local concentrations of vancomycin in the wound, it would be possible in this way to abandon the systemic use of other backup antibiotics (ceftaroline, linezolid) and their investigation for more serious infections.

Lokální aplikace je vhodná především pro antibiotika s nízkou distribucí do tkání, čemuž odpovídají aminoglykosidy, vankoymcin a nitrofúrantoin. Nově umisťujeme tyto látky do kolagenní matrice z kolagenu sladkovodních ryb, což je lehce dostupný materiál s nižší imunogenitou, než kolagen získávaný ze savců. Dosahujeme různé míry retardace podle povahy antibiotika, např. rychlé uvolnění a dosažení vysokých koncentrací u gentamicinu, nebo naopak pozvolné uvolňování vankomycinu - tyto charakteristiky odpovídají rozdílnému mechanizmu účinku antibiotik a rozdílným cílovým farmakokinetickým parametrům (koncentračně x časově závislá antibiotika).Topical application is especially suitable for antibiotics with low tissue distribution, which correspond to aminoglycosides, vancoymcin and nitrofurantoin. We are newly placing these substances in the collagen matrix of freshwater fish collagen, which is an easily available material with lower immunogenicity than collagen obtained from mammals. We achieve different levels of retardation depending on the nature of the antibiotic, eg rapid release and high concentrations of gentamicin, or slow release of vancomycin - these characteristics correspond to different mechanisms of antibiotics and different target pharmacokinetic parameters (concentration x time-dependent antibiotics).

Mezi další nevýhody stávajících materiálů na bázi kolagenu je obtížná manipulace, protože tyto materiály ve styku s tělním prostředím ztrácejí soudržnost a při manipulaci mají tendenci se trhat a rozpadat.Other disadvantages of existing collagen-based materials are difficult to handle, as these materials lose contact with the body and tend to tear and disintegrate when handled.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Nevýhody hemostatických krycích materiálů dosavadního stavu techniky jsou do značné míry překonány sendvičovou kolagenní pěnou s málo porézním jádrem a vysoce porézními okrajovými vrstvami, s řízeným rozpadem a řízeným uvolňováním aktivních látek, obsahující kolagen typu I, který je ve výhodném provedení impregnovaný jednou nebo více aktivními látkami, například vybranými ze skupiny zahrnující antibiotikum, anestetikum, antiagregans, antivirotikum, nebo jejich směs. S výhodou je sendvičová kolagenní pěna impregnována antibiotikem nebo směsí antibiotik vybraných ze skupiny zahrnující vankomycin, gentamicin, rifampicin, nitrofúrantoin. Poměr kolagenu k celkovému množství aktivních látek v kolagenní pěně může být 40 až 70 % hmota, kolagenu na 30 až 60 % hmota, aktivních látek. Sendvičová kolagenní pěna pro řízené uvolňování aktivních látek podle technického řešení obsahuje kolagen typu I a její struktura je tvořena málo porézním jádrem a vysoce porézními okrajovými vrstvami, přičemž málo porézní jádro má otevřenou porozitu v rozmezí 70 až 90% a střední hodnotu velikosti pórů 20 až 80 pm, kde alespoň 50 % objemu pórů je tvořeno póry o velikosti pod 50 pm, a vysoce porézní okrajová vrstva má otevřenou porozitu v rozmezí 70 až 90% a střední hodnota velikosti pórů 50 až 200 pm, kde alespoň 50 % objemu pórů je tvořeno póry o velikostiThe disadvantages of the prior art hemostatic cover materials are largely overcome by a sandwich collagen foam with a low porous core and highly porous edge layers, with controlled disintegration and controlled release of active substances, containing type I collagen, which is preferably impregnated with one or more active substances. , for example, selected from the group consisting of antibiotic, anesthetic, antiplatelet agent, antiviral agent, or a mixture thereof. Preferably, the collagen sandwich foam is impregnated with an antibiotic or mixture of antibiotics selected from the group consisting of vancomycin, gentamicin, rifampicin, nitrofurantoin. The ratio of collagen to the total amount of active substances in the collagen foam can be 40 to 70% by weight of collagen to 30 to 60% by weight of active substances. The sandwich collagen foam for controlled release of active substances according to the technical solution contains type I collagen and its structure consists of a low porous core and highly porous edge layers, the low porous core having an open porosity in the range of 70 to 90% and a mean pore size of 20 to 80 pm, where at least 50% of the pore volume is formed by pores below 50 pm, and the highly porous edge layer has an open porosity in the range of 70 to 90% and a mean pore size of 50 to 200 μm, where at least 50% of the pore volume is formed by pores about size

-2CZ 33755 U1 nad 80 pm. S výhodou pochází kolagen z kůže sladkovodních ryb, což představuje velkou výhodu oproti kolagenu izolovanému z tkání velkých savců, který se doposud používal, z hlediska eliminace případných potenciálních alergických reakcí. Objem jádra ve výhodném provedení tvoří 40 až 60 % a objem okrajových vrstev tvoří 40 až 60 %. Celý sendvič má s výhodou tloušťku v rozmezí 0,5 až 5 cm, například 1 cm.-2CZ 33755 U1 over 80 pm. Preferably, the collagen is derived from the skin of freshwater fish, which represents a great advantage over collagen isolated from large mammalian tissues, which has hitherto been used, in terms of eliminating possible potential allergic reactions. The volume of the core in a preferred embodiment is 40 to 60% and the volume of the edge layers is 40 to 60%. The whole sandwich preferably has a thickness in the range of 0.5 to 5 cm, for example 1 cm.

Sendvičová pěna je navržená tak, aby vykazovala udržitelné lokální uvolňování aktivních látek, například antibiotik, jejichž celkové množství je 30 až 60 % hmota. Řízeného uvolňování antibiotik a řízeného rozpadu kolagenové pěny je dosaženo vytvářením optimálního množství příčných vazeb v molekule kolagenu, a to buď fyzikálně, např. ozařováním, nebo chemicky, s výhodou aplikací N-(3-dimethylaminopropyl)-N-ethylkarbodiimid hydrochloridu (EDC) aN- hydroxysukcinimidu (NHS) při její přípravě.The sandwich foam is designed to show a sustainable local release of active substances, for example antibiotics, the total amount of which is 30 to 60% by weight. Controlled release of antibiotics and controlled breakdown of collagen foam is achieved by forming optimal amounts of cross-links in the collagen molecule, either physically, eg by irradiation, or chemically, preferably by applying N- (3-dimethylaminopropyl) -N-ethylcarbodiimide hydrochloride (EDC) and N - hydroxysuccinimide (NHS) in its preparation.

Doba rozpadu sendvičové pěny je řízena především dobou a teplotou stabilizace (síťování). Doba řízeného rozpadu, kterou lze vybrat na základě požadované doby aplikace pěny, následně ovlivňuje i dobu řízeného uvolňování aktivních látek, například antibiotik, přičemž z okrajových vrstev je uvolňování rychlé, zatímco z jádra je uvolňování dlouhodobější.The disintegration time of the sandwich foam is mainly controlled by the stabilization time (temperature). The controlled disintegration time, which can be selected on the basis of the desired foam application time, also affects the controlled release time of active substances, for example antibiotics, with rapid release from the peripheral layers while longer release from the core.

Základním přínosem tohoto technického řešení je skutečnost, že použitý kolagen izolovaný z kůže sladkovodních ryb má hemostatické účinky a jeho aplikace není spojená s rizikem alergické reakce nebo jiné nežádoucí imunitní odezvy organizmu. Dalším podstatným přínosem tohoto technického řešení je skutečnost, že umožňuje deponovat do mikrostrukturovaného povrchu s velkým specifickým povrchem a dostatečnou otevřenou porozitou biologicky aktivní látky podle očekávaného rozsahu poranění nebo poškození před operací, ale také podle uvážení operatéra i během operace, a to impregnací kolagenní pěny např. do roztoku antibiotik.The basic benefit of this technical solution is the fact that the used collagen isolated from the skin of freshwater fish has hemostatic effects and its application is not associated with the risk of an allergic reaction or other adverse immune response of the organism. Another significant benefit of this technical solution is the fact that it allows to deposit into a microstructured surface with a large specific surface and sufficient open porosity of biologically active substance according to the expected extent of injury or damage before surgery, but also at the discretion of the surgeon and during the impregnation of collagen foam, e.g. into the antibiotic solution.

Zároveň resorbovatelný materiál umožňuje jeho postupné bezpečné vstřebávání do okolní tkáně a tím i postupné účinné uvolňování v něm deponovaných biologicky aktivních látek.At the same time, the resorbable material enables its gradual safe absorption into the surrounding tissue and thus the gradual effective release of biologically active substances deposited in it.

Pěny připravené z 1% hmota, kolagenové disperze dokáží v během prvního týdne pojmout tekutinu o hmotnosti až 30násobku své hmotnosti. Plnému nasáknutí dochází již po čtyřech hodinách. Schopnost nasáknout se snižuje s časem v souvislosti s pobíhající degradací. Tuhé jádro připravené z 5% hmota, kolagenové disperze dokáže v během prvního týdne pojmout tekutinu o hmotnosti až 15násobku své hmotnosti.Foams prepared from 1% by weight of collagen dispersions can hold a liquid weighing up to 30 times their weight in the first week. Full soaking occurs after only four hours. The ability to soak decreases with time due to the degradation in progress. A solid core prepared from 5% by weight of a collagen dispersion can hold a liquid weighing up to 15 times its weight in the first week.

Požadované porozity je dosaženo jednak koncentrací disperze kolagenu, z níž se pěna připravuje, a jednak teplotou zamražení výsledné pěny před lyofilizací a následnou impregnací aktivní látkou. Čím koncentrovanější je disperze kolagenu, tím menší póry vznikají, a čím nižší je teplota zamražení, tím menší póry vznikají.The desired porosity is achieved both by the concentration of the collagen dispersion from which the foam is prepared and by the freezing point of the resulting foam before lyophilization and subsequent impregnation with the active substance. The more concentrated the collagen dispersion, the smaller the pores, and the lower the freezing temperature, the smaller the pores.

Při přípravě sendvičové kolagenové pěny se postupuje tak, že se odvážené množství kolagenu smísí s deionizovanou vodou v koncentraci 4 až 8 % hmota, kolagenu. Výsledná disperze je poté zamražena a lyofilizována do dosažení konstantní hmotnosti. Toto tuhé málo porézní jádro je dále impregnováno 0,1 až 3 % hmota, disperzí kolagenu a takto ponecháno 1 až 3 hodiny při teplotě 15 až 25 °C, zamraženo při teplotě -60 až -90 °C po dobu 3 až 8 hodin a lyofilizováno do dosažení konstantní hmotnosti. Tímto postupem je připravena sendvičová kolagenová pěna, jejíž vnitřní část sestává z málo porézního jádra a okraje sestávají z vysoce porézních vrstev. Konečné objemové množství málo porézního jádra v sendvičové pěně je 10 až 90 %, s výhodou 30 až 70 %, nejvýhodněji 40 až 60 %. Stabilita sendvičové kolagenové pěny je po lyofilizací zvýšena fýzikálně nebo chemicky, s výhodou chemickým síťováním pomocí EDC a NHS. Dále může být pěna impregnována roztokem na bázi alkoholu obsahujícím odvážené množství aktivních látek, přičemž aktivními látkami mohou být antibiotikum, anestetikum, antiagregans, antivirotikum, nebo jejich směs, s výhodou antibiotikum vybrané ze skupiny zahrnující vankomycin, gentamicin, rifampicin, nitrofúrantoin, nebo jejich kombinace, a to tak, aby jejich výsledné množství bylo 30 až 60 % hmota. Impregnovaná pěna může být poté zamražena a lyofilizována.The preparation of the sandwich collagen foam is carried out by mixing a weighed amount of collagen with deionized water in a concentration of 4 to 8% by weight of collagen. The resulting dispersion is then frozen and lyophilized to constant weight. This solid, non-porous core is further impregnated with 0.1 to 3% by weight of a collagen dispersion and thus left for 1 to 3 hours at 15 to 25 ° C, frozen at -60 to -90 ° C for 3 to 8 hours, and lyophilized to constant weight. In this way, a sandwich collagen foam is prepared, the inner part of which consists of a low-porous core and the edges consist of highly porous layers. The final volume amount of the low porous core in the sandwich foam is 10 to 90%, preferably 30 to 70%, most preferably 40 to 60%. The stability of the sandwich collagen foam is increased physically or chemically after lyophilization, preferably by chemical crosslinking with EDC and NHS. Further, the foam may be impregnated with an alcohol-based solution containing a weighed amount of active ingredients, wherein the active ingredients may be an antibiotic, anesthetic, antiaggregant, antiviral, or a mixture thereof, preferably an antibiotic selected from the group consisting of vancomycin, gentamicin, rifampicin, nitrofurantoin, or combinations thereof. , so that their final amount is 30 to 60% by weight. The impregnated foam can then be frozen and lyophilized.

-3 CZ 33755 U1-3 CZ 33755 U1

Impregnace vybranými antibiotiky může být uskutečněna teprve před její aplikací, pro což se použije vodný roztok antibiotik nebo se antibiotika smísí s fyziologickým roztokem a pěna se aplikuje po jejich odpaření, tedy po dosažení konstantní hmotnosti pěny. Tímto postupem je získána pěna s výsledným množstvím kolagenu 40 až 70 % hmota. A 30 až 60 % hmota, antibiotik.Impregnation with selected antibiotics can be carried out only before its application, for which an aqueous solution of antibiotics is used or the antibiotics are mixed with physiological solution and the foam is applied after their evaporation, i.e. after reaching a constant weight of foam. In this way, a foam is obtained with a final amount of collagen of 40 to 70% by weight. And 30 to 60% by weight, antibiotics.

Pěna podle technického řešení má následující výhody:The foam according to the technical solution has the following advantages:

programovatelný (řízený) rozpad pěny programovatelné (řízené) uvolňování aktivních látek elastická paměť, ohybová tuhost snazší manipulace s pěnou, možnost repozice (netrhá se, nerozpadá se) snížené riziko alergické reakce nebo jiné nežádoucí imunitní odezvy organizmu.programmable (controlled) disintegration of foam programmable (controlled) release of active substances elastic memory, bending stiffness easier handling of foam, possibility of reduction (does not tear, does not disintegrate) reduced risk of allergic reaction or other unwanted immune response of the organism.

Díky způsobu přípravy sendvičové kolagenové pěny nedochází k separaci jednotlivých vrstev, vrstvy i při manipulaci v tělním prostředí zůstávají spojené a neoddělí se od sebe. Zároveň se sendvičová pěna podle technického řešení vyznačuje elastickou pamětí a ohybovou tuhostí, snadnou manipulací (netrhá se) a možností repozice.Thanks to the method of preparation of sandwich collagen foam, the individual layers do not separate, the layers remain connected even when handled in the body environment and do not separate from each other. At the same time, the sandwich foam according to the technical solution is characterized by elastic memory and flexural rigidity, easy handling (does not tear) and the possibility of reduction.

Objasnění výkresůExplanation of drawings

Obr. 1 znázorňuje sendvičovou kolagenovou pěnu s málo porézním jádrem, připraveným z 5 % hmota, disperze kolagenu, a s vysoce porézními okrajovými částmi, připravenými z 1 % hmota, disperze kolagenu, příprava dle příkladu 2. Zcela vpravo je snímek rozhraní přechodu mezi jádrem a okrajem.Giant. 1 shows a sandwich collagen foam with a low porous core prepared from a 5% by weight collagen dispersion and with highly porous edges prepared from a 1% by weight collagen dispersion, prepared according to Example 2. On the far right is an image of the transition interface between the core and the edge.

Obr. 2 znázorňuje graf závislosti smluvního napětí na deformaci pro samotnou porézní pěnu, samotné tuhé jádro a pro sendvičovou pěnu (příprava dle příkladu 2). Z grafu je patrná několikanásobně zvýšená odolnost vůči deformaci u sendvičové pěny oproti samotné pěně.Giant. 2 shows a graph of the dependence of the contracted stress on the deformation for the porous foam alone, the rigid core alone and for the sandwich foam (preparation according to Example 2). The graph shows a several times increased resistance to deformation of the sandwich foam compared to the foam itself.

Příklad uskutečnění technického řešeníExample of implementing a technical solution

DefiniceDefinition

Kolagenová pěna v kontextu tohoto technického řešení je synonymem pro pojem „kolagenová houba, tedy porézní materiál na bázi kolagenu.Collagen foam in the context of this technical solution is synonymous with the term "collagen sponge, ie a porous collagen-based material.

Pod pojmem „otevřená porozita, resp. „otevřené póry se rozumí prostor, který komunikuje s povrchem výrobku, tedy se zevním prostředím. Může jít o jednotlivé póry propojené s povrchem, ale i o vzájemně propojené póry, z nichž alespoň jeden navíc komunikuje i s povrchem výrobku.Under the term "open porosity, resp. "Open pores" means the space that communicates with the surface of the product, ie with the external environment. These can be individual pores connected to the surface, but also interconnected pores, at least one of which also communicates with the surface of the product.

Pod pojmem „uzavřená porozita, resp. „uzavřené póry se rozumí tzv. osamocené póry neboli póry, které nejsou propojeny s vnějším povrchem výrobku.Under the term "closed porosity, resp. "Closed pores" are so-called solitary pores or pores which are not connected to the outer surface of the product.

Výraz vysoce porézní” v kontextu tohoto technického řešení jsou ty pěny, které mají otevřenou porozita v rozmezí 70 % až 90 %, s výhodou 80 % až 90 %, a velikost pórů v rozmezí 50 až 200 pm, přičemž alespoň 50 % objemu pórů je tvořeno póry o velikosti nad 80 pm, s výhodou nad 100 pm.The term "highly porous" in the context of this technical solution is those foams which have an open porosity in the range of 70% to 90%, preferably 80% to 90%, and a pore size in the range of 50 to 200 μm, at least 50% of the pore volume being formed by pores with a size above 80 μm, preferably above 100 μm.

-4CZ 33755 U1-4CZ 33755 U1

Výraz málo porézní v kontextu tohoto technického řešení jsou ty pěny, které mají otevřenou porozitu v rozmezí 70 % až 90 % a velikost pórů v rozmezí 20 až 80 pm, přičemž alespoň 50 % objemu pórů je tvořeno póry o velikosti pod 50 gm.The term low porosity in the context of this technical solution is those foams which have an open porosity in the range of 70% to 90% and a pore size in the range of 20 to 80 [mu] m, with at least 50% of the pore volume being pore sizes below 50 gm.

Příklad 1Example 1

Při přípravě sendvičové kolagenové pěny se obecně postupuje tak, že se odvážené množství kolagenu, s výhodou izolovaného z kůže sladkovodních ryb, například z kapra obecného, smísí s deionizovanou vodou, po nabobtnání kolagenu při teplotě 5 až 15 °C po dobu 1 až 3 hodin je směs dvojnásobně homogenizována po dobu 1 až 20 minut při 5 až 15 000 ot/min s 20minutovou prodlevou při teplotě 15 až 25 °C. Koncentrace kolagenové disperze pro přípravu jádra je 4 až 8 % hmota. Koncentrace pro přípravu okrajových částí je 0,1 až 3 % hmota., s výhodou 0,1 až % hmota. V prvním kroku je výsledná 4 až 8 % hmota, disperze dávkována do forem, zamražena při teplotě -60 až -90 °C po dobu 3 až 8 hodin a lyofilizována do dosažení konstantní hmotnosti. Ve druhém kroku je tuhé jádro impregnováno 0,1 až 3% hmota, disperzí ve formě a takto ponecháno 1 až 3 hodiny při teplotě 15 až 25 °C, zamraženo při teplotě -60 až -90 °C po dobu 3 až 8 hodin a lyofilizováno do dosažení konstantní hmotnosti, za získání sendvičové kolagenové pěny smálo porézním jádrem a vysoce porézními okrajovými vrstvami. Stabilita kolagenové sendvičové pěny je po lyofilizaci zvýšena máčením v roztoku 95 % hmota, ethanolu a vody s EDC aNHS při teplotě 25 až 40 °C, s výhodou 30 až 40 °C, nejvýhodněji při 37 °C po dobu 2 až 4 hodin. Na 1 g kolagenu připadá 0,51,5 g EDC a 0,125 až 0,750 g NHS smísené se 140 až 160 ml 95% hmota. Roztoku ethanolu s vodou. Po zesíťování kolagenu je pěna promývána 0,5 až 1,5 M hydrogen fosforečnanem disodným po dobu alespoň 30 minut a dále promyta alespoň 20 minut v destilované vodě, zamražena na -15 až -30 °C po dobu 5 až 7 hodin a lyofilizována. Konečné objemové množství málo porézního jádra v sendvičové pěně je 40 až 60 %. Posledním krokem přípravy podle výhodného provedení je impregnace sendvičové pěny 95 % hmota, roztokem ethanolu s vodou obsahujícím odvážené množství aktivních látek, například antibiotik vybraných ze skupiny zahrnující vankomycin, gentamicin, rifampicin, nitrofurantoin, nebo jejich kombinace tak, aby jejich výsledné množství bylo 30 až 60 % hmota. Impregnovaná pěna může být poté zamražena a lyofilizována. Sendvičová pěna může být také impregnována vybranými antibiotiky teprve před její aplikací, pro což se použije vodný roztok antibiotik nebo se antibiotika smísí s fýziologickým roztokem a pěna se aplikuje po jejich odpaření, tedy po dosažení konstantní hmotnosti pěny. Tímto postupem je získána pěna s výsledným množstvím kolagenu 40 až 60 % hmota, a 40 až 60 % hmota, antibiotik.In preparing a sandwich collagen foam, a weighed amount of collagen, preferably isolated from the skin of freshwater fish, such as common carp, is mixed with deionized water after the collagen has swelled at 5 to 15 ° C for 1 to 3 hours. the mixture is homogenized twice for 1 to 20 minutes at 5 to 15,000 rpm with a 20 minute delay at 15 to 25 ° C. The concentration of the collagen dispersion for the preparation of the core is 4 to 8% by weight. The concentration for the preparation of the edge portions is 0.1 to 3% by weight, preferably 0.1 to% by weight. In the first step, the resulting 4 to 8% mass, the dispersion is dosed into molds, frozen at -60 to -90 ° C for 3 to 8 hours and lyophilized until a constant weight is reached. In the second step, the solid core is impregnated with 0.1 to 3% by weight, dispersed in a mold and thus left for 1 to 3 hours at 15 to 25 ° C, frozen at -60 to -90 ° C for 3 to 8 hours and lyophilized to constant weight, to obtain a sandwich collagen foam with a porous core and highly porous edge layers. The stability of the collagen sandwich foam is increased after lyophilization by dipping in a solution of 95% by weight, ethanol and water with EDC and NHS at 25 to 40 ° C, preferably 30 to 40 ° C, most preferably at 37 ° C for 2 to 4 hours. 1 g of collagen contains 0.51.5 g of EDC and 0.125 to 0.750 g of NHS mixed with 140 to 160 ml of 95% by weight. Ethanol solution with water. After collagen crosslinking, the foam is washed with 0.5 to 1.5 M disodium hydrogen phosphate for at least 30 minutes and further washed for at least 20 minutes in distilled water, frozen at -15 to -30 ° C for 5 to 7 hours and lyophilized. The final volume amount of the low porous core in the sandwich foam is 40 to 60%. The final preparation step according to a preferred embodiment is to impregnate the sandwich foam with 95% by weight, a solution of ethanol with water containing a weighed amount of active substances, for example antibiotics selected from the group consisting of vancomycin, gentamicin, rifampicin, nitrofurantoin, or a combination thereof. 60% by weight. The impregnated foam can then be frozen and lyophilized. The sandwich foam can also be impregnated with selected antibiotics only before its application, for which an aqueous solution of antibiotics is used or the antibiotics are mixed with physiological saline and the foam is applied after their evaporation, i.e. after reaching a constant weight of foam. In this way, a foam is obtained with a final amount of collagen of 40 to 60% by weight, and 40 to 60% by weight, of antibiotics.

Příklad 2Example 2

Při přípravě sendvičové kolagenové pěny se postupuje tak, že se odvážené množství kolagenu smísí s deionizovanou vodou v koncentraci 5 % hmota, kolagenu, po nabobtnání kolagenu při teplotě 10 °C po dobu 2 hodin je směs dvojnásobně homogenizována po dobu 10 minut při 10 000 ot/min s 20minutovou prodlevou při teplotě 20 °C. Výsledná 5 % hmota, disperze je dávkována do forem, zamražena při teplotě -80 °C po dobu 6 hodin a lyofilizována do dosažení konstantní hmotnosti, za vzniku tuhého, málo porézního jádra. Ve druhém kroku je tuhé jádro impregnováno 1% hmota, disperzí ve formě, přičemž objemový poměr obou disperzí (disperze pro přípravu jádra a disperze pro přípravu okrajových částí) je 1:1, a takto je ponecháno 2 hodiny při teplotě 20 °C, zamraženo při teplotě -80 °C po dobu 6 hodin a lyofilizováno do dosažení konstantní hmotnosti za získání sendvičové pěny sestávající z málo porézního jádra a vysoce porézních okrajových vrstev. Stabilita kolagenové sendvičové pěny je po lyofilizaci zvýšena máčením v roztoku 95 % hmota, ethanolu a vody s EDC a NHS při teplotě 37 °C po dobu hodin. Na 1 g kolagenu se použil 1 g EDC a 0,250 g NHS smísené se 150 ml 95 % hmota, roztoku ethanolu s vodou. Po zesíťování kolagenu je pěna promývána 1 M hydrogen fosforečnanem disodným po dobu alespoň 30 minut a dále promyta alespoň 20 minut v destilované vodě, zamražena na -20 °C po dobu 6 hodin a lyofilizována. Konečné objemové množství málo porézního jádra v sendvičové pěně je 50 %. Posledním krokem přípravy je impregnace sendvičové pěny 95 % hmota, roztokem ethanolu s vodou obsahujícím odváženéTo prepare a sandwich collagen foam, a weighed amount of collagen is mixed with deionized water at a concentration of 5% by weight of collagen, and after the collagen has swelled at 10 ° C for 2 hours, the mixture is homogenized twice for 10 minutes at 10,000 rpm. / min with a 20 minute delay at 20 ° C. The resulting 5% by weight dispersion is dosed into molds, frozen at -80 ° C for 6 hours and lyophilized until constant weight, to give a solid, slightly porous core. In the second step, the solid core is impregnated with 1% by weight of the dispersion in a mold, the volume ratio of the two dispersions (dispersion for core preparation and dispersion for edge preparation) being 1: 1, and thus left for 2 hours at 20 ° C. at -80 ° C for 6 hours and lyophilized to constant weight to obtain a sandwich foam consisting of a low porous core and highly porous edge layers. The stability of the collagen sandwich foam is increased after lyophilization by dipping in a solution of 95% by weight, ethanol and water with EDC and NHS at 37 ° C for hours. 1 g of EDC and 0.250 g of NHS mixed with 150 ml of 95% by weight, ethanol-water solution were used per 1 g of collagen. After collagen crosslinking, the foam is washed with 1 M disodium hydrogen phosphate for at least 30 minutes and further washed for at least 20 minutes in distilled water, frozen at -20 ° C for 6 hours and lyophilized. The final volume amount of the low porous core in the sandwich foam is 50%. The last step of the preparation is the impregnation of the sandwich foam with 95% by weight, a solution of ethanol with water containing weighed

-5 CZ 33755 U1 množství antibiotik vybraných ze skupiny zahrnující vankomycin, gentamicin, rifampicin, nitrofurantoin, nebo jejich kombinace tak, aby jejich výsledné množství bylo 45 % hmota. Impregnovaná pěna může být poté zamražena a lyofílizována. Tímto postupem je získána pěna s výsledným množstvím kolagenu 55 % hmota, a 45 % hmota, antibiotik.The amount of antibiotics selected from the group consisting of vancomycin, gentamicin, rifampicin, nitrofurantoin, or a combination thereof so that the final amount is 45% by weight. The impregnated foam can then be frozen and lyophilized. In this way, a foam is obtained with a final amount of collagen of 55% by weight, and 45% by weight, of antibiotics.

Příklad 3Example 3

Postupuje se stejně jako v příkladu 2, ale doba síťování je 3 hodiny.The procedure is the same as in Example 2, but the crosslinking time is 3 hours.

Příklad 4Example 4

Postupuje se stejně jako v příkladu 2, ale doba síťování je 4 hodiny.The procedure is the same as in Example 2, but the crosslinking time is 4 hours.

Příklad 5Example 5

Postupuje se jako v příkladu 2 s výjimkou posledního kroku přípravy, tj. impregnace pěny roztokem obsahujícím aktivní látku. Pěna se zamrazí na -70 °C, lyofilizuje a nařeže na potřebné rozměry. Tímto postupem je získána sendvičová pěna sestávající z čistého kolagenu.The procedure is as in Example 2, except for the last preparation step, i.e. the impregnation of the foam with a solution containing the active substance. The foam is frozen at -70 ° C, lyophilized and cut to size. In this way, a sandwich foam consisting of pure collagen is obtained.

Příklad 6Example 6

Odvážené množství kolagenu se smísí s deionizovanou vodou v koncentraci 4 % hmota., po nabobtnání kolagenu při teplotě 15 °C po dobu 1 hodiny je směs dvojnásobně homogenizována po dobu 15 minut při 8 000 ot/min s 20minutovou prodlevou při teplotě 15 °C. V prvním krokuje výsledná 4% hmota, disperze dávkována do forem, zamražena při teplotě -75 °C po dobu 4 hodin a lyofílizována do dosažení konstantní hmotnosti, za získání tuhého jádra. Ve druhém kroku je tuhé jádro impregnováno 0,6 % hmota, disperzí ve formě, přičemž poměr disperze pro přípravu jádra k disperzi pro přípravu okrajových vrstev je 2:3, a takto ponecháno 1 hodinu při teplotě 25 °C, zamraženo při teplotě -75 °C po dobu 4 hodin a lyofdizováno do dosažení konstantní hmotnosti za získání sendvičové pěny sestávající z málo porézního jádra a vysoce porézních okrajových vrstev. Stabilita kolagenové sendvičové pěny je po lyofdizaci zvýšena máčením v roztoku 95 % hmota, ethanolu a vody s EDC a NHS při teplotě 37 °C po dobu 3 hodin. Na 1 g kolagenu se použilo 0,7 g EDC a 0,2 g NHS smísené se 140 ml 95 % hmota, roztoku ethanolu s vodou. Po zesíťování kolagenu je pěna promývána 0,8 M hydrogen fosforečnanem disodným po dobu alespoň 30 minut a dále promyta alespoň 20 minut v destilované vodě, zamražena na 30 °C po dobu 5 hodin a lyofílizována. Konečné objemové množství málo porézního jádra v sendvičové pěně je 40 %. Posledním krokem přípravy je impregnace sendvičové pěny 95 % hmota, roztokem ethanolu s vodou obsahujícím odvážené množství antibiotik vybraných ze skupiny zahrnující vankomycin, gentamicin, rifampicin, nitrofurantoin, nebo jejich kombinace tak, aby jejich výsledné množství bylo 30 % hmota. Impregnovaná pěna může být poté zamražena a lyofílizována. Tímto postupem je získána pěna s výsledným množstvím kolagenu 70 % hmota, a 30 % hmota, antibiotik.A weighed amount of collagen is mixed with deionized water at a concentration of 4% by weight. After swelling the collagen at 15 ° C for 1 hour, the mixture is homogenized twice for 15 minutes at 8,000 rpm with a 20 minute delay at 15 ° C. In the first step, the resulting 4% mass is dispersed, the dispersion is dosed into molds, frozen at -75 ° C for 4 hours and lyophilized to constant weight, to obtain a solid core. In the second step, the solid core is impregnated with 0.6% by weight of the dispersion in the mold, the ratio of the core preparation dispersion to the edge layer dispersion being 2: 3, and thus left for 1 hour at 25 ° C, frozen at -75 ° C for 4 hours and lyophilized to constant weight to obtain a sandwich foam consisting of a low porous core and highly porous edge layers. The stability of the collagen sandwich foam is increased after lyophilization by soaking in a solution of 95% by weight, ethanol and water with EDC and NHS at 37 ° C for 3 hours. 0.7 g of EDC and 0.2 g of NHS mixed with 140 ml of 95% by weight, ethanol-water solution were used per 1 g of collagen. After collagen crosslinking, the foam is washed with 0.8 M disodium hydrogen phosphate for at least 30 minutes and further washed for at least 20 minutes in distilled water, frozen at 30 ° C for 5 hours and lyophilized. The final volume amount of the low porous core in the sandwich foam is 40%. The final step in the preparation is to impregnate the sandwich foam with 95% by weight, an ethanol-water solution containing a weighed amount of antibiotics selected from the group consisting of vancomycin, gentamicin, rifampicin, nitrofurantoin, or a combination thereof so that the final amount is 30% by weight. The impregnated foam can then be frozen and lyophilized. In this way, a foam is obtained with a final amount of collagen of 70% by weight, and 30% by weight, of antibiotics.

Příklad 7Example 7

Odvážené množství kolagenu se smísí s deionizovanou vodou v koncentraci 7 % hmota., po nabobtnání kolagenu při teplotě 12 °C po dobu 2,5 hodin je směs dvojnásobně homogenizována po dobu 20 minut při 15 000 ot/min s 20minutovou prodlevou při teplotě 25 °C. V prvním kroku je výsledná 7% hmota, disperze dávkována do forem, zamražena při teplotě -85 °C po dobu 3 hodin a lyofílizována do dosažení konstantní hmotnosti, za získání tuhého jádra. Ve druhém kroku je tuhé jádro impregnováno 1% hmota, disperzí ve formě (poměr disperze pro přípravu jádra k disperzi pro přípravu okrajových vrstev je 3:2) a takto ponecháno 2,5 hodiny při teplotě 25 °C, zamraženo při teplotě -85 °C po dobu 3 hodin a lyofdizováno do dosažení konstantní hmotnosti za získání sendvičové pěny sestávající z málo porézního jádra a vysoce porézních okrajových vrstev. Stabilita kolagenové sendvičové pěny je po lyofdizaci zvýšena máčenímA weighed amount of collagen is mixed with deionized water at a concentration of 7% by weight. After swelling the collagen at 12 ° C for 2.5 hours, the mixture is homogenized twice for 20 minutes at 15,000 rpm with a 20 minute delay at 25 ° C. C. In the first step, the resulting 7% by weight dispersion is dosed into molds, frozen at -85 ° C for 3 hours and lyophilized to constant weight, to obtain a solid core. In the second step, the solid core is impregnated with 1% by weight, dispersion in the mold (ratio of dispersion for preparation of the core to dispersion for preparation of the edge layers is 3: 2) and thus left for 2.5 hours at 25 ° C, frozen at -85 ° C for 3 hours and lyophilized to constant weight to obtain a sandwich foam consisting of a low porous core and highly porous edge layers. The stability of the collagen sandwich foam is increased after dipping by dipping

-6CZ 33755 Ul v roztoku 95 % hmota, ethanolu a vody s EDC a NHS při teplotě 37 °C po dobu 3 hodin. Na 1 g kolagenu se použilo 1,4 g EDC a 0,7 g NHS smísené se 160 ml 95 % hmota, roztoku ethanolu s vodou. Po zesíťování kolagenu je pěna promývána 1,5 M hydrogen fosforečnanem disodným po dobu alespoň 30 minut a dále promyta alespoň 20 minut v destilované vodě, zamražena na 30 °C po dobu 5 hodin a lyofilizována. Konečné objemové množství málo porézního jádra v sendvičové pěně je 60 %. Posledním krokem přípravy je impregnace sendvičové pěny 95 % hmota, roztokem ethanolu s vodou obsahujícím odvážené množství antibiotik vybraných ze skupiny zahrnující vankomycin, gentamicin, rifampicin, nitrofurantoin, nebo jejich kombinace tak, aby jejich výsledné množství bylo 30 % hmota. Impregnovaná pěna může být poté zamražena a lyofilizována. Tímto postupem je získána pěna s výsledným množstvím kolagenu 70 % hmota, a 30 % hmota, antibiotik.-6GB 33755 Ul in a solution of 95% w / w, ethanol and water with EDC and NHS at 37 ° C for 3 hours. 1.4 g of EDC and 0.7 g of NHS mixed with 160 ml of 95% by weight, ethanol-water solution were used per 1 g of collagen. After crosslinking the collagen, the foam is washed with 1.5 M disodium hydrogen phosphate for at least 30 minutes and further washed for at least 20 minutes in distilled water, frozen at 30 ° C for 5 hours and lyophilized. The final volume amount of the low porous core in the sandwich foam is 60%. The final step in the preparation is to impregnate the sandwich foam with 95% by weight, an ethanol-water solution containing a weighed amount of antibiotics selected from the group consisting of vancomycin, gentamicin, rifampicin, nitrofurantoin, or a combination thereof so that the final amount is 30% by weight. The impregnated foam can then be frozen and lyophilized. In this way, a foam is obtained with a final amount of collagen of 70% by weight, and 30% by weight, of antibiotics.

Příklad 8Example 8

Odvážené množství kolagenu se smísí s deionizovanou vodou v koncentraci 8 % hmota., po nabobtnání kolagenu při teplotě 20 °C po dobu 3 hodin je směs dvojnásobně homogenizována po dobu 20 minut při 6 000 ot/min s 20minutovou prodlevou při teplotě 25 °C. V prvním kroku je výsledná 8% hmota, disperze dávkována do forem, zamražena při teplotě -80 °C po dobu 3 hodin a lyofilizována do dosažení konstantní hmotnosti, za získání tuhého jádra. Ve druhém kroku je tuhé jádro impregnováno 1,5% hmota, disperzí ve formě (poměr disperze pro přípravu jádra k disperzi pro přípravu okrajových vrstev je 7:3) a takto ponecháno 2 hodiny při teplotě 25 °C, zamraženo při teplotě -80 °C po dobu 3 hodin a lyofilizováno do dosažení konstantní hmotnosti za získání sendvičové pěny sestávající z málo porézního jádra a vysoce porézních okrajových vrstev. Stabilita kolagenové sendvičové pěny je po lyofilizaci zvýšena máčením v roztoku 95 % hmota, ethanolu a vody s EDC a NHS při teplotě 37 °C po dobu 2 hodin. Na 1 g kolagenu se použilo 1,4 g EDC a 0,35 g NHS smísené se 160 ml 95 % hmota, roztoku ethanolu s vodou. Po zesíťování kolagenu je pěna promývána 1,5 M hydrogen fosforečnanem disodným po dobu alespoň 30 minut a dále promyta alespoň 20 minut v destilované vodě, zamražena na -30 °C po dobu 5 hodin a lyofilizována. Konečné objemové množství málo porézního jádra v sendvičové pěně je 70 %. Posledním krokem přípravy je impregnace sendvičové pěny 95 % hmota, roztokem ethanolu s vodou obsahujícím odvážené množství antibiotik vybraných ze skupiny zahrnující vankomycin, gentamicin, rifampicin, nitrofurantoin, nebo jejich kombinace tak, aby jejich výsledné množství bylo 30 % hmota. Impregnovaná pěna může být poté zamražena a lyofilizována. Tímto postupem je získána pěna s výsledným množstvím kolagenu 70 % hmota, a 30 % hmota, antibiotik.A weighed amount of collagen is mixed with deionized water at a concentration of 8% by weight. After swelling the collagen at 20 ° C for 3 hours, the mixture is homogenized twice for 20 minutes at 6,000 rpm with a 20 minute delay at 25 ° C. In the first step, the resulting 8% by weight dispersion is dosed into molds, frozen at -80 ° C for 3 hours and lyophilized to constant weight, to obtain a solid core. In the second step, the solid core is impregnated with 1.5% by weight, dispersion in the mold (ratio of dispersion for preparation of the core to dispersion for preparation of the edge layers is 7: 3) and thus left for 2 hours at 25 ° C, frozen at -80 ° C for 3 hours and lyophilized to constant weight to obtain a sandwich foam consisting of a low porous core and highly porous edge layers. The stability of the collagen sandwich foam is increased after lyophilization by soaking in a solution of 95% by weight, ethanol and water with EDC and NHS at 37 ° C for 2 hours. 1.4 g of EDC and 0.35 g of NHS mixed with 160 ml of 95% by weight, ethanol-water solution were used per 1 g of collagen. After crosslinking the collagen, the foam is washed with 1.5 M disodium hydrogen phosphate for at least 30 minutes and further washed for at least 20 minutes in distilled water, frozen at -30 ° C for 5 hours and lyophilized. The final volume amount of the low porous core in the sandwich foam is 70%. The final step in the preparation is to impregnate the sandwich foam with 95% by weight, an ethanol-water solution containing a weighed amount of antibiotics selected from the group consisting of vancomycin, gentamicin, rifampicin, nitrofurantoin, or a combination thereof so that the final amount is 30% by weight. The impregnated foam can then be frozen and lyophilized. In this way, a foam is obtained with a final amount of collagen of 70% by weight, and 30% by weight, of antibiotics.

Příklad 9Example 9

V Tabulce 1 jsou dosažené maximální doby rozpadu sendvičové kolagenové pěny a maximální doby uvolňování antibiotik, doba a teplota síťování, přičemž příprava sendvičové pěny se provedla dle příkladu 2 s proměnnými konečnými objemovými množstvími málo porézního jádra v sendvičové pěně 40%, 50%, 60%, tj. s proměnnými poměry disperzí (2:3, 1:1, 3:2).In Table 1, the maximum disintegration times of the sandwich collagen foam and the maximum antibiotic release times, crosslinking time and temperature are obtained, the preparation of the sandwich foam being performed according to Example 2 with variable final volumes of low porous core in the sandwich foam 40%, 50%, 60% , i.e. with variable dispersion ratios (2: 3, 1: 1, 3: 2).

Tab. 1Tab. 1

Objemový podíl jádra Core volume fraction doba síťování při teplotě 15 - 25 °C crosslinking time at 15 - 25 ° C doba síťování při teplotě 30- 40°C crosslinking time at 30-40 ° C Dosažená maximální doba degradace Achieved maximum degradation time Maximální doba uvolňování antibiotik Maximum antibiotic release time 40% 40% 6 hodin 6 hours 2 hodiny 2 hours 4 týdny 4 weeks 21 dnů 21 days 9 hodin 9 hours 3 hodiny 3 hours 6 týdnů 6 weeks 25 dnů 25 days 12 hodin 12 hours 4 hodiny 4 o'clock 8 týdnů 8 weeks 30 dnů 30 days 50% 50% 6 hodin 6 hours 2 hodiny 2 hours 5 týdny 5 weeks 31 dnů 31 days 9 hodin 9 hours 3 hodiny 3 hours 7 týdny 7 weeks 35 dnů 35 days

-7CZ 33755 U1-7CZ 33755 U1

12 hodin 12 hours 4 hodiny 4 o'clock 9 týdnů 9 weeks 40 dnů 40 days 60% 60% 6 hodin 6 hours 2 hodiny 2 hours 6 týdny 6 weeks 41 dnů 41 days 9 hodin 9 hours 3 hodiny 3 hours 8 týdny 8 weeks 45 dnů 45 days 12 hodin 12 hours 4 hodiny 4 o'clock 10 týdnů 10 weeks 50 dnů 50 days

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Sendvičové kolagenní pěny s málo porézním jádrem a vysoce porézními okrajovými vrstvami s hemostatickými účinky, s řízenou dobou degradace a s řízeným lokálním uvolňováním antibiotik podle tohoto užitného vzoru lze využít v humánní a veterinární medicíně, zejména v chirurgii, ortopedii, krytí ran, léčbě bércových vředů, traumatologii a plastické chirurgii. Vhodná je zejména u méně rozsáhlých zánětů nebo v potenciálně infekčním terénu, tedy tam, kde je zapotřebí nejprve rychlé uvolnění optimální dávky aktivní látky, a následně dlouhodobější účinek aktivní látky, díky kterému se zamezí opětovnému vzniku zánětu.Collagen sandwich foams with a low porous core and highly porous edge layers with hemostatic effects, with a controlled degradation time and with controlled local release of antibiotics according to this utility model can be used in human and veterinary medicine, especially in surgery, orthopedics, wound dressings, leg ulcers, traumatology and plastic surgery. It is particularly suitable for less extensive inflammation or in potentially infectious terrain, ie where a rapid release of the optimal dose of active substance is required first, followed by a longer-lasting effect of the active substance, which prevents the recurrence of inflammation.

Claims (7)

NÁROKY NA OCHRANUCLAIMS FOR PROTECTION 1. Sendvičová kolagenní pěna pro řízené uvolňování aktivních látek vyznačující se tím, že obsahuje kolagen typu I a její struktura je tvořena málo porézním jádrem a vysoce porézními okrajovými vrstvami, přičemž málo porézní jádro má otevřenou porozitu v rozmezí 70 až 90% a střední hodnotu velikosti pórů 20 až 80 pm, kde 50 až 100 % objemu pórů je tvořeno póry o velikosti pod 50 pm, a vysoce porézní okrajová vrstva má otevřenou porozitu v rozmezí 70 až 90% a střední hodnotu velikosti pórů 50 až 200 pm, kde alespoň 50 až 100 % objemu pórů je tvořeno póry o velikosti nad 80 pm.A sandwich collagen foam for controlled release of active substances, characterized in that it contains type I collagen and its structure consists of a low-porous core and highly porous edge layers, the low-porous core having an open porosity in the range of 70 to 90% and a mean size. pore size 20 to 80 μm, where 50 to 100% of the pore volume consists of pores below 50 μm, and the highly porous edge layer has an open porosity in the range of 70 to 90% and a mean pore size of 50 to 200 μm, where at least 50 to 100% of the pore volume consists of pores larger than 80 μm. 2. Kolagenní pěna podle nároku 1, vyznačující se tím, že vysoce porézní okrajová vrstva má otevřenou porozitu v rozmezí 80 až 90%.Collagen foam according to Claim 1, characterized in that the highly porous edge layer has an open porosity in the range from 80 to 90%. 3. Kolagenní pěna podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že kolagenem typu I je kolagen izolovaný z kůže sladkovodních ryb.Collagen foam according to claim 1 or 2, characterized in that the type I collagen is collagen isolated from the skin of freshwater fish. 4. Kolagenní pěna podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že objem jádra tvoří 10 až 90 %, s výhodou 30 až 70 %, nejvýhodněji 40 až 60 %.Collagen foam according to any one of the preceding claims, characterized in that the core volume is 10 to 90%, preferably 30 to 70%, most preferably 40 to 60%. 5. Kolagenní pěna podle kteréhokoli z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že je impregnovaná alespoň jednou aktivní látkou a že poměr kolagenu k celkovému množství aktivních látek v kolagenní pěně je 40 až 70 % hmota, kolagenu na 30 až 60 % hmota, aktivních látek.Collagen foam according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is impregnated with at least one active substance and that the ratio of collagen to the total amount of active substances in the collagen foam is 40 to 70% by weight, collagen to 30 to 60% by weight. active substances. 6. Kolagenní pěna podle nároku 5, vyznačující se tím, že aktivní látka je vybrána ze skupiny zahrnující antibiotikum, anestetikum, antiagregans, antivirotikum, nebo jejich směs.Collagen foam according to claim 5, characterized in that the active substance is selected from the group consisting of an antibiotic, an anesthetic, an antiplatelet agent, an antiviral agent, or a mixture thereof. 7. Kolagenní pěna podle nároku 6, vyznačující se tím, že aktivní látkou je antibiotikum vybrané ze skupiny zahrnující vankomycin, gentamicin, rifampicin, nitrofurantoin, nebo jejich směs.Collagen foam according to claim 6, characterized in that the active substance is an antibiotic selected from the group consisting of vancomycin, gentamicin, rifampicin, nitrofurantoin, or a mixture thereof.
CZ2019-37021U 2019-12-17 2019-12-17 Sandwich collagen foam with low porous core and highly porous edge layers for controlled release of active substances CZ33755U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2019-37021U CZ33755U1 (en) 2019-12-17 2019-12-17 Sandwich collagen foam with low porous core and highly porous edge layers for controlled release of active substances

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2019-37021U CZ33755U1 (en) 2019-12-17 2019-12-17 Sandwich collagen foam with low porous core and highly porous edge layers for controlled release of active substances

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ33755U1 true CZ33755U1 (en) 2020-02-18

Family

ID=69583179

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2019-37021U CZ33755U1 (en) 2019-12-17 2019-12-17 Sandwich collagen foam with low porous core and highly porous edge layers for controlled release of active substances

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ33755U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12151033B2 (en) Foam compositions, foam matrices and methods
EP1695722B1 (en) Collagen hemostatic foam
US20160339140A1 (en) A Ready To Use Biodegradable And Biocompatible Device And A Method Of Preparation Thereof
US20010026810A1 (en) Hydrogel wound dressing and the method of making and using the same
JP6962919B2 (en) Dissolvable nasal sponge
DK159808B (en) PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF A PHARMACEUTICAL PREPARATION FOR USE IN THE TREATMENT OF OSTEITIS
KR101717585B1 (en) Scaffold with function of drug delivery control
JP7551652B2 (en) Tissue-derived porous matrices and methods for making and using same
Egozi et al. Biodegradable soy wound dressings with controlled release of antibiotics: Results from a guinea pig burn model
JPH08506497A (en) Pharmaceutical composition comprising a sponge-like material consisting of an ester derivative of hyaluronic acid in combination with other pharmaceutically active substances
EP3838302B1 (en) Sandwich and composite collagen sponge for controlled release of active substances, and method of preparation thereof
Alford et al. Equine distal limb wounds: new and emerging treatments
CZ33755U1 (en) Sandwich collagen foam with low porous core and highly porous edge layers for controlled release of active substances
CZ34045U1 (en) Degradable highly porous collagen foam for controlled release of active substances
CZ33802U1 (en) Nanostructured highly porous composite collagen foam for controlled release of active substances
CZ202155A3 (en) Collagen composite for controlled release of active substances and preparing it
RU2284824C1 (en) Surgical antiseptic glue "argacol"
RU2226406C1 (en) Hemostatic, antiseptic and wound-healing sponge
ES2343606T3 (en) MATRIX OF ACTIVE SUBSTANCES IN THE FORM OF A BIOREABSORBABLE POROUS VELLON ELABORATED FROM COLAGEN FIBRILLES, PROCEDURE FOR MANUFACTURING AND USE.
TWI761709B (en) Biofragmentable hemostatic sponge and methods for preparing and using the same
US20240285828A1 (en) Composition using fibrotic acellular dermal matrix, and method for preparing same
Beschastnov et al. Evaluation of the Feasibility of Using Commercial Wound Coatings as a Carrier Matrix for Bacteriophages
EA039154B1 (en) Method for manufacturing mesh prosthesis for hernioplasty with prolonged antibacterial properties
Berretta Characterization and Functional Evaluation of an Adhesive and Injectable Chitosan Paste Blended with Polyethylene Glycol for Bacterial Infection Prevention
Lee et al. Antibacterial effects of the povidone-iodine vacuum impregnation technique in expanded polytetrafluoroethylene augmentation rhinoplasty.

Legal Events

Date Code Title Description
FG1K Utility model registered

Effective date: 20200218

ND1K First or second extension of term of utility model

Effective date: 20231018