[go: up one dir, main page]

DE10013248A1 - Verfahren zur Herstellung von antimikrobiellen Kunststoffkörpern mit verbessertem Langzeitverhalten - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von antimikrobiellen Kunststoffkörpern mit verbessertem Langzeitverhalten

Info

Publication number
DE10013248A1
DE10013248A1 DE10013248A DE10013248A DE10013248A1 DE 10013248 A1 DE10013248 A1 DE 10013248A1 DE 10013248 A DE10013248 A DE 10013248A DE 10013248 A DE10013248 A DE 10013248A DE 10013248 A1 DE10013248 A1 DE 10013248A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
silver
colloidal
treated
metal
inorganic particles
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
DE10013248A
Other languages
English (en)
Inventor
J Peter Guggenbichler
Andreas Hirsch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guggenbichler Joseph Peter Prof Dr Med At
Hirsch Andreas Prof Dr De
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to DE10013248A priority Critical patent/DE10013248A1/de
Priority to JP2001514032A priority patent/JP2003506511A/ja
Priority to DE50007020T priority patent/DE50007020D1/de
Priority to EP00954384.4A priority patent/EP1210386B2/de
Priority to AU66859/00A priority patent/AU6685900A/en
Priority to PCT/DE2000/002493 priority patent/WO2001009229A1/de
Priority to EP04013082A priority patent/EP1457516A1/de
Priority to AT00954384T priority patent/ATE270688T1/de
Priority to CA002380490A priority patent/CA2380490A1/en
Publication of DE10013248A1 publication Critical patent/DE10013248A1/de
Priority to JP2011170935A priority patent/JP2011252162A/ja
Priority to JP2014005190A priority patent/JP2014080624A/ja
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/205—Compounding polymers with additives, e.g. colouring in the presence of a continuous liquid phase
    • C08J3/2053—Compounding polymers with additives, e.g. colouring in the presence of a continuous liquid phase the additives only being premixed with a liquid phase
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L29/00—Materials for catheters, medical tubing, cannulae, or endoscopes or for coating catheters
    • A61L29/04—Macromolecular materials
    • A61L29/06—Macromolecular materials obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L29/00—Materials for catheters, medical tubing, cannulae, or endoscopes or for coating catheters
    • A61L29/12—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material
    • A61L29/126—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having a macromolecular matrix
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L29/00—Materials for catheters, medical tubing, cannulae, or endoscopes or for coating catheters
    • A61L29/14—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. lubricating compositions
    • A61L29/16—Biologically active materials, e.g. therapeutic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • C08J7/043—Improving the adhesiveness of the coatings per se, e.g. forming primers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • C08J7/06—Coating with compositions not containing macromolecular substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
    • A61L2300/10—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices containing or releasing inorganic materials
    • A61L2300/102—Metals or metal compounds, e.g. salts such as bicarbonates, carbonates, oxides, zeolites, silicates
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
    • A61L2300/10—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices containing or releasing inorganic materials
    • A61L2300/102—Metals or metal compounds, e.g. salts such as bicarbonates, carbonates, oxides, zeolites, silicates
    • A61L2300/104—Silver, e.g. silver sulfadiazine
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
    • A61L2300/40—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a specific therapeutic activity or mode of action
    • A61L2300/404—Biocides, antimicrobial agents, antiseptic agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2375/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/04—Polyurethanes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung eines antimikrobiellen Kunststoffkörpers, umfassend das Formen eines Vorprodukts, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Formen mindestens ein Bestandteil des Vorprodukts mit einem Metallkolloid behandelt wird.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von antimikrobiellen metallhaltigen Kunststoffkörpern, insbesondere Gegenstände für den medizinischen Bedarf. Diese Gegenstände werden insbesondere in Form von Kathetern verwendet.
Ein erheblicher Nachteil von Kunststoffgegenständen für den medizinischen Bedarf, insbesondere von Kurz- und Langzeitkathetern, besteht in der leichten Besiedelbarkeit der verwendeten Kunststoffe mit oft multi-resistenten Keimen, die auf der Oberfläche des Kunststoffkörpers, bzw. auf der Katheteraußen- und -innenseite, einen Biofilm bilden. Eine prophylaktische Imprägnierung der Oberflächen mit Antibiotika scheidet wegen der damit verbundenen hohen Selektion von resistenten Mikroorganismen aus.
In den letzten Jahren wurden daher zahlreiche Versuche unternommen, die Kunststoffoberflächen mit Silberionen, die z. B. aus Silbernitrat, -acetat, -chlorid stammen, zu imprägnieren. Silberionen besitzen von allen Schwermetallionen ein sehr breites antimikrobielles Spektrum und eine hohe Toxizität gegenüber Mikroorganismen durch z. B. die Bindung an die Zellwand über SH-Gruppen, Blockierung der Atmungskette, Unterbinden der Zellproliferation durch DNA-Bindung, aber eine geringe Toxizität gegenüber animalischen Zellen. Hierbei konnte jedoch in verschiedenen klinischen Studien keine ausreichende mikrobielle Wirksamkeit beobachtet werden. Zusätzlich führt die ätzende Wirkung bzw. die schlechte Wasserlöslichkeit von Silbersalzen zu weiteren Problemen in der Anwendung.
Bei Kontakt von Metalloberflächen wie z. B. Silber mit physiologischer NaCl-Lösung werden in Abhängigkeit von der Größe der Metalloberfläche Metallionen (Silberionen) in Freiheit gesetzt. Die Beimischung von Metallpulver, z. B. von Silberpulver, zu einem Polymer, z. B. Polyurethan, führt jedoch nicht zum Erfolg, da auf Grund der geringen Oberfläche relativ hohe Konzentrationen an Metallpulver erforderlich sind, was mechanische Probleme im Kunststoffmaterial verursacht. Die für eine antimikrobielle Wirksamkeit erforderliche kritische Oberfläche ist daher durch Zumischen von Metallpulver nicht erreichbar.
EP-A-0 711 113 offenbart eine neue Technologie, bei der metallisches Silber auf Polyurethanfolien aufgedampft und diese in zerkleinerter Form compoundiert werden. Dadurch konnte eine gleichmäßige Verteilung von Silberpartikeln im Polymermaterial erreicht und somit eine für eine bakteriostatische Wirksamkeit ausreichend große Oberfläche erzielt werden. Die antimikrobielle Wirksamkeit dieser Kunststoffkörper ist sowohl hinsichtlich Reduktion und Verhinderung von Adhärenz, Biofilmbildung und Langzeitverhalten als auch Toxizität und Verträglichkeit sehr gut belegt. Die Anwendbarkeit vorstehender Kunststoffkörper wird jedoch durch einen zeitaufwendigen und kostenintensiven Herstellungsprozess, vor allem verursacht durch das Bedampfen mit Silber, limitiert.
Ferner beschreibt US-A-5,180,585 eine antimikrobielle Zusammensetzung, umfassend anorganische Teilchen mit einer ersten mikrobiziden Schicht und einer zweiten Schicht zum Schützen der darunterliegenden ersten Schicht. Das Herstellungsverfahren ist relativ komplex.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist somit die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung von antimikrobiell wirksamen Kunststoffkörpern, welche die vorstehenden Nachteile nicht aufweisen, d. h. einfach herstellbar sind und eine ausreichende Silberionenkonzentration an der Oberfläche liefern.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß vor dem Formen des Kunststoffkörpers mindestens ein Bestandteil des Vorprodukts des Formkörpers mit einem Silberkolloid behandelt wird.
Als Ausgangsmaterial für den Kunststoffkörper kommen viele polymere Verbindungen in Betracht, die im medizinischen Bereich üblicherweise verwendet werden. Diese sind insbesondere Polyethylen, Polypropylen, vernetzte Polysiloxane, Polyurethane, Polymere auf (Meth)acrlyat-Basis, Cellulose und Cellulosederivate, Polycarbonate, ABS, Tetrafluorethylenpolymere und Polyethylenterephthalate, sowie die entsprechenden Copolymere. Besonders bevorzugt sind Polyurethan, Polyethylen und Polypropylen sowie Polyethylen-Polypropylen-Copolymere. Das eingesetzte Metall ist vorzugsweise Silber, Kupfer, Gold, Zink oder Cer. Von diesen Metallen ist Silber besonders bevorzugt.
Neben dem kolloidalen Metall wird bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Kunststoffkörper ein oder mehrere Polymerwerkstoffe eingesetzt. Dem Gemisch aus kolloidalem Metall und Kunststoff(en) können auch weitere Additive zugesetzt werden. Dies sind insbesondere anorganische Teilchen wie Bariumsulfat, Calciumsulfat, Strontiumsulfat, Titanoxid, Aluminiumoxid, Siliziumoxid, Zeolithe, Glimmer, Talk, Kaolin usw. Besonders bevorzugt ist dabei Bariumsulfat, das gleichzeitig als Röntgenkontrastmittel für besondere Anwendungsformen dienen kann.
Vor dem Formen wird ein oder mehrere Polymerbestandteile mit der kolloidalen Metallösung behandelt und/oder ein oder mehrere der anorganischen Additive.
Nach dem Mischen der (teilweise) mit einem kolloidalen Metall behandelten Ausgangsstoffe wird das erhaltene Gemisch weiterverarbeitet, um einen Kunststofformling zu erhalten. Dies kann in Mischern, Knetern, Extrudern, Spritzgießmaschinen oder (Heiß)pressen geschehen.
Die Metallkolloide, mit denen die Kunststoffe oder anorganischen Teilchen behandelt werden, stellt man geeigneterweise durch Reduktion von Metallsalzlösungen her. Zur Stabilisierung des entstehenden Kolloids können Schutzstoffe wie Gelatine, Kieselsäure oder Stärke eingesetzt werden.
Im Falle des bevorzugten Metalls Silber wird z. B. ammoniakalische Silbernitratlösung in der Gelatine langsam mit einem geeigneten Reduktionsmittel versetzt. Als Reduktionsmittel können neben Aldehyden (z. B. Acetaldehyd) auch Aldosen (z. B. Glucose), Chinone (z. B. Hydrochinon), anorganische komplexe Hydride (Natrium- oder Caliumboranat), reduzierende Stickstoffverbindungen (Hydrazin, Polyethylenimin) sowie Ascorbinsäure verwendet werden.
Kunststoffvorprodukte, wie z. B. Pellets, und/oder die anorganischen Teilchen, wie z. B. Bariumsulfat, werden dann mit dieser kolloidalen Silberlösung behandelt, getrocknet und in die entsprechende Form gebracht. Das Aufbringen des Silberkolloids auf die Ausgangsstoffe und das anschließende Trocknen kann mehrmals wiederholt werden, so daß auf diesem Wege sehr hohe Silberkonzentrationen in das Kunststoffmaterial eingebracht werden können. Dies ist insbesondere bei der Silberbeschichtung von Bariumsulfat vorteilhaft, da so eine vorherige Beschichtung der Kunststoff-Pellets nicht zwingend erforderlich ist.
Die Suspension kann auch durch Filtration vom Lösungsmittel und anschließend durch Nachwaschen zunächst mit ca. 5%-iger Ammoniaklösung und dann mehrmals mit aqua dest. von allen niedermolekularen organischen Verbindungen befreit werden. Der Filterrückstand liefert wie vorstehend nach Lufttrocknung ein homogenes Material. Auch dieser Prozess kann mehrmals wiederholt werden.
Die Verwendung von z. B. Gelatine, (pyrogener) Kieselsäure oder Stärke als Kolloidstabilisator kann bei der Adsorption von Silber an die anorganischen Teilchen unterbleiben, da die bei der Reduktion entstehenden mikrokristallinen Silberpartikel adsorbtiv an die Oberfläche der anorganischen Teilchen gebunden werden und somit die Ausbildung einer geschlossenen Silberschicht auf dem Feststoff verhindert wird. Eingesetzte wasserlösliche Hilfschemikalien können mit Wasser entfernt werden.
Durch Variation oder Weglassen der Kolloidstabilisatoren sowie der Reduktionsmittel kann die Partikelgröße des Silbers und damit die Mobilität der entstehenden Silberionen in einem weiten Bereich gesteuert und darüber hinaus durch die Verwendung von niedermolekularen Aldehyden als Reduktionsmittel, welche die Gelatine teilweise vernetzen, eine sehr gute Haftung auf dem Polymer erreicht werden.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren durch Beispiele veranschaulicht.
Beispiel 1 Herstellung des Silberkolloids
1,0 g Gelatine (DAB) werden bei 40°C in 100 ml aqua dest. unter Rühren gelöst. Hierzu gibt man anschließend 1,0 g (5,88 mmol) AgNO3 p. a. und versetzt die entstandene Lösung mit 1,0 ml (14,71 mmol) 25%-igen NH3-Wasser.
Zur Darstellung des Silberkolloids werden zu vorstehender Lösung bei 40°C langsam über einen Zeitraum von 30 min 258,7 mg (5,88 mmol, 330 µl) Acetaldehyd gelöst in 50 ml aqua dest. getropft.
Beispiel 2 Beschichtung von Polyurethan-Pellets
10 min nach beendetem Zutropfen gemäß Beispiel 1 werden ca. 50 g Polyurethan-Pellets aus Tecothane TT-1085A zugesetzt und zur Beschichtung mit kolloidalem Silber zunächst 2 h bei 40°C und anschließend 3 h bei RT kräftig gerührt.
Man trennt das Silberkolloid durch rasche Filtration über einen Faltenfilter geeigneter Porengröße ab, wäscht die Pellets noch einmal mit dem Filtrat nach und überführt die noch feuchten Pellets in eine Abdampfschale. Nach dem Entfernen überschüssiger nicht am Polymer anhaftender Silberkolloidlösung wird 10 h bei 70°C getrocknet.
Beispiel 3 Adsorption von kolloidalem Silber an Bariumsulfat
  • a) In 500 ml aqua dest. werden bei 50°C nacheinander 0,666 g Gelatine und anschließend 6,66 g AgNO3 gelöst. Man versetzt mit ca. 8,5 ml 25%-iger wässriger NH3-Lösung bis zur schwach alkalischen Reaktion.
    Hierzu wird langsam bei 50°C unter kräftigem Rühren eine Lösung aus 3,53 g wasserfreier α-D-Glucose in 150 ml aqua dest. getropft und das entstandene Silberkolloid, wenn ca. die Hälfte der Glucoselösung zugetropft ist, mit 333 g BaSO4 versetzt. Nach beendetem Zutropfen wird die Suspension noch ca. 2 h bei 50°C weiterturbiniert und anschließend durch Eindampfen und Trocknen bei 70°C von den flüchtigen Anteilen befreit. Die Zerkleinerung des Materials erfolgt in einem Handmörser.
  • b) Vorgehensweise analog Beispiel 3a), jedoch unter Verwendung von 6,66 g pyrogener Kieselsäure (Degussa, Aerosil 200) anstelle von Gelatine. Die Teilchengröße des kolloidalen Silbers lag im Bereich von 10 bis 50 nm, bestimmt mittels einer REM- Aufnahme.
Beispiel 4 Alternative Adsorption von kolloidalem Silber an Bariumsulfat
Verfahrensweise analog Beispiel 3a), jedoch mit 1,2 l aqua dest., 2 g Gelatine, 20 g AgNO3 und 26 ml 25%-iger NH3-Lösung. Als Reduktionsmittel wird eine Lösung aus 10,59 g Glucose in 400 ml aqua dest. verwendet und analog Beispiel 3a) mit 333 g BaSO4 versetzt. Die Suspension wird anschließend 3 h bei 50°C weiterturbiniert und zur Vervollständigung der Reaktion ca. 8 h bei 70°C gehalten. Das an BaSO4 absorbierte Ag- Kolloid wird durch Filtration der noch möglichst warmen Suspension und anschließendem viermaligem Nachwaschen des Rückstandes mit aqua dest. vom Wasser und den darin löslichen Bestandteilen (Gelatine, Gluconsäure, NH4NO3 und NH3) abgetrennt. Die Trocknung erfolgt bei 70°C und die Zerkleinerung wie in Beispiel 3a).
Der Restanteil an organischem Material (Gelatine, Gluconsäure, Glucose) des nach Beispiel 4 erhaltenen Materials wurde unter der Voraussetzung, daß Gelatine und Gluconsäure unter den verwendeten Bedingungen eine vergleichbare Löslichkeit in Wasser besitzen, mittels zweier voneinander unabhängigen Methoden bestimmt.
Durch Verbrennungsanalyse
Hierbei liegen die C- und H-Werte unterhalb der vom Gerätehersteller angegebenen Meßtoleranz von 0,3%, d. h. daß ein fertiges compoundiertes Polyurethanmaterial mit 20% BaSO4 und 0,8% Ag rechnerisch einen organischen Gesamtrestanteil von theoretisch maximal 0,182 Gew.-% (maximal mögliche untere Erfassungsgrenze des Geräts) besitzt. Der tatsächliche Wert dürfte somit wesentlich geringer sein.
Durch Thermogravimetrie
Durch Vergleich des nach Beispiel 4 erhaltenen Materials mit einer identisch hergestellten, aber nicht ausgewaschenen Referenzprobe (Gewichtsverlust ca. 3,2%) und reinem BaSO4 ergibt sich ein Gesamtgewichtsverlust von maximal 0,28 Gew.-% (Gelatine: 0,045 Gew.-%, Gluconsäure: 0,235 Gew.-%) oder besser. Das fertige compoundierte Polyurethan mit 20% BaSO4 und 0,8% Ag weist somit einen organischen Gesamtrestanteil von ≦ 0,056 Gew.-% (Gelatine: ≦ 0,009 Gew.-%, Gluconsäure: ≦ 0,047 Gew.-%) auf. Hierbei ist wegen der bedeutend größeren Empfindlichkeit die Thermogravimetrie der Verbrennungsanalyse vorzuziehen.
Beispiel 5 Bestimmung der antibakteriellen Wirksamkeit
Zur Bestimmung der Besiedelbarkeit der erfindungsgemäßen Kunststoffkörper mit Keimen wurden jeweils fünfzylinderförmige Proben des entsprechenden Kunststoffs (Durchmesser 3 mm, Länge 13 mm) mit einer Zusammensetzung enthaltend Staphylococcus epidermis in einer Trypcase-Soy-Broth-Nährlösung bei 175°C inkubiert. Folgende Kunststoffkörper wurden untersucht (Nummer 1 ist handelsüblich und unbehandelt, Nummer 2 und 3 sind erfindungsgemäß):
Prüfkörper 1: Stück aus einem PU-Katheter der Firma Arrow (ES 04701)
Prüfkörper 2: gemäß Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung
Prüfkörper 3: gemäß Beispiel 3 der vorliegenden Erfindung.
Die jeweils 5 Prüfkörper wurden vier Testreihen unter folgenden Bedingungen unterzogen:
Testreihe 1: anfängliche Konzentration von Staphylococcus epidermis 5 × 107 CFU/ml
Testreihe 2: anfängliche Konzentration von Staphylococcus epidermis 108 CFU/ml
Testreihe 3: wie Testreihe 1, jedoch nach einer 5-ständigen Vorinkubation in physiologischer Pufferlösung bei 37°C gemessen
Testreihe 4: wie Testreihe 1, wobei die Kunststoffkörper mit steril filtriertem natürlichen Harn bei 37°C 4 Stunden lang vorbehandelt wurden.
Tabelle 1 zeigt die Anzahl der besiedelten Kunststoffkörper. Bestimmt wurde dies durch visuelle Kontrolle.
Tabelle 1
Die Kathetermaterialien zeigen nach dem Compoundieren keine Beeinträchtigung der für therapeutische Zwecke nötigen mechanischen Eigenschaften (Rauhigkeit, Homogenität und Elastizität). Hierbei kann das Verfahren gut an wechselnde Anforderungen im Produktionsprozess angepaßt werden, da die antimikrobielle Wirksamkeit unabhängig davon erhalten bleibt, ob das Silber über eine Beschichtung der Polyurethan-Pellets (Beispiel 2) oder über das Röntgenkontrastmittel (Beispiel 3 und 4) in das Polymermaterial eingebracht wird.
Die erfindungsgemäßen Kunststoffgegenstände zeigen bei vergleichbar geringer Toxizität eine signifikant höhere antimikrobielle Wirksamkeit hinsichtlich Adhärenz und Biofilmbildung sowie ein deutlich verbessertes Langzeitverhalten als bisherige Werkstoffe.
Die erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren sind gut kontrollierbar, kostengünstig und für eine Produktion im größeren Maßstab geeignet. Zusätzlich wurde mit Beispiel 4 ein Verfahren ausgearbeitet, alle "Hilfschemikalien" aus dem anorganischen Kontrastmittel zu entfernen, so daß eine Zertifizierung des Verfahrens keine Probleme bereiten sollte.
Beispiel 6 Zeitabhängigkeit der antimikrobiellen Wirksamkeit Katheter (die Mengenangaben sind auf das fertige, compoundierte Material bezogen)
  • 1. Polyurethankatheter 20% BaSO4 + 0,8% Ag 1,0 cm Länge (Beispiel 4)
  • 2. Silikonkatheter 25% BaSO4 + 1% Ag 1 cm Länge, 1,3 mm Dicke und 2 mm Breite (Beispiel 4)
  • 3. Silikonkatheter 25% BaSO4 + 0,33% Ag + 0,33% SiO2 (Beispiel 3b) Wandstücke von Silikon 1 cm Länge, 1 mm Dicke und 2 mm Breite
  • 4. Kontrolle: ArgenTec 1 Lumenkatheter (Sicuris) Extr. 1/99 20% BaSO4 + 0,9-1% Ag
Sterilisation: Aufbewahrung im Heißluftschrank bei 90°C über 3 Stunden. Vorangegangene Untersuchungen zeigten die Keimfreiheit der Proben nach dieser Zeit. (Proben sind weitgehend vorher bereits nicht keimbesiedelt)
Keime: S. epidermidis (Ref.: Infection Suppl. 6/99)
E. coli (Ref.: Infection Suppl. 6/99)
Nährmedium: Trypcase Soja
Vorgangsweise
  • - Proben werden 8 Stunden lang in einer Suspension NaCl 0,45% mit 2,5% Glukose mit 5 × 107 Keimen bei Zimmertemperatur inkubiert
  • - Anschließend wird die Keimsuspension abzentrifugiert
  • - 2 × Waschen (2 min Resuspension in physiologischer Kochsalzlösung unter Schwenken)
  • - Transferierung der Proben in sterile Kochsalzlösung in einer Petrischale
  • - Stündliche, nach 6 Stunden 2-stündliche Entnahme einer Probe und Transferierung nach leichtem Schwenken in physiologischer Kochsalzlösung in Trypcase Soja Medium
  • - Inkubation für 24-36 Stunden
  • - Beurteilung auf Sterilität der Probe (Trübung = Endpunktmessung).
Ergebnisse der Untersuchungen mit S. epidermidis
Alle Proben werden 5-fach (+++++) getestet
Diskussion
In dieser Untersuchung konnte eine zeitaufgelöste antimikrobielle Wirksamkeit von Festkörpern geprüft werden. Es zeigt sich, daß die antimikrobielle Wirksamkeit der silbergefüllten Proben bereits nach 6 Stunden besteht und ein kontaminierter Katheter in dieser Zeit auch bei einem unphysiologisch hohen Inokulum bereits wiederum steril ist. Eine geringere Ag-Konzentration wie bei Probe 2b führt ebenfalls zu einem positiven Ergebnis.
Ergebnisse der Untersuchungen mit E. coli
Alle Proben werden 5-fach (+++++) getestet
Die Ergebnisse für S. epidermidis sind auch nach 1, 2 und 3 Wochen Elution des Silbers in physiologischer NaCl-Lösung gleich gut und zeigen identische Ergebnisse wie in Tabelle 1.
Die Untersuchung der Cytotoxizität wurde durch die Firma Toxikon, Bedford Mass, USA durchgeführt. Es zeigte sich, daß die hergestellten Proben nicht toxisch sind und den Erfordernissen des Elutions-Testes ISO 10993 entsprechen.

Claims (15)

1. Verfahren zur Herstellung eines antimikrobiellen Kunststoffkörpers, umfassend das Formen eines Vorprodukts, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Formen mindestens ein Bestandteil des Vorprodukts mit einem Metallkolloid behandelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Vorprodukt aus einem oder mehreren polymeren Materialien besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Vorprodukt aus Polyurethan besteht.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei dem Kunststoffvorprodukt neben den polymeren Werkstoffen weitere Additive zugegeben werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Additive aus anorganischen Teilchen bestehen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die anorganischen Teilchen Bariumsulfat, Calciumsulfat, Strontiumsulfat, Titanoxid, Aluminiumoxid, Siliziumoxid, Zeolithe, Glimmer, Talk oder Kaolin umfassen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die anorganischen Teilchen Bariumsulfat und/oder pyrogene Kieselsäure umfassen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eines oder mehrere der Vorproduktbestandteile mit dem kolloiden Metall behandelt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei sowohl der Kunststoff als auch die anorganischen Teilchen mit dem kolloiden Metall behandelt werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die anorganischen Teilchen mit dem Metallkolloid behandelt werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Metallkolloid kolloidales Silber ist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das behandelte Vorprodukt durch Mischen, Kneten, Extrudieren, Spritzgießen oder (Heiß)pressen in die endgültige Form gebracht wird.
13. Kunststoffkörper erhältlich nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
14. Kunststoffkörper nach Anspruch 13, wobei das kolloidale Silber eine Teilchengröße von 10 bis 50 nm aufweist.
15. Kunststoffkörper nach Anspruch 13 oder 14 in Form eines Katheters.
DE10013248A 1999-07-30 2000-03-17 Verfahren zur Herstellung von antimikrobiellen Kunststoffkörpern mit verbessertem Langzeitverhalten Ceased DE10013248A1 (de)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10013248A DE10013248A1 (de) 2000-03-17 2000-03-17 Verfahren zur Herstellung von antimikrobiellen Kunststoffkörpern mit verbessertem Langzeitverhalten
PCT/DE2000/002493 WO2001009229A1 (de) 1999-07-30 2000-07-28 Verfahren zur herstellung von antimikrobiellen kunststoffkörpern mit verbessertem langzeitverhalten
DE50007020T DE50007020D1 (de) 1999-07-30 2000-07-28 Verfahren zur herstellung von antimikrobiellen kunststoffkörpern mit verbessertem langzeitverhalten
EP00954384.4A EP1210386B2 (de) 1999-07-30 2000-07-28 Verfahren zur herstellung von antimikrobiellen kunststoffkörpern mit verbessertem langzeitverhalten
AU66859/00A AU6685900A (en) 1999-07-30 2000-07-28 Method of producing antimicrobial synthetic bodies with improved long-term behavior
JP2001514032A JP2003506511A (ja) 1999-07-30 2000-07-28 改良された長期効能を有する抗菌性プラスチック体の製造法
EP04013082A EP1457516A1 (de) 1999-07-30 2000-07-28 Verfahren zur Herstellung von antimikrobiellen Kunststoffkörpern mit verbessertem Langzeitverhalten
AT00954384T ATE270688T1 (de) 1999-07-30 2000-07-28 Verfahren zur herstellung von antimikrobiellen kunststoffkörpern mit verbessertem langzeitverhalten
CA002380490A CA2380490A1 (en) 1999-07-30 2000-07-28 Method of producing antimicrobial synthetic bodies with improved long-term behavior
JP2011170935A JP2011252162A (ja) 1999-07-30 2011-08-04 改良された長期効能を有する抗菌性プラスチック体の製造法
JP2014005190A JP2014080624A (ja) 1999-07-30 2014-01-15 改良された長期効能を有する抗菌性プラスチック体の製造法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10013248A DE10013248A1 (de) 2000-03-17 2000-03-17 Verfahren zur Herstellung von antimikrobiellen Kunststoffkörpern mit verbessertem Langzeitverhalten

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10013248A1 true DE10013248A1 (de) 2001-09-20

Family

ID=7635262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10013248A Ceased DE10013248A1 (de) 1999-07-30 2000-03-17 Verfahren zur Herstellung von antimikrobiellen Kunststoffkörpern mit verbessertem Langzeitverhalten

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10013248A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8075823B2 (en) 1999-07-30 2011-12-13 Guggenbichler J Peter Process for preparing antimicrobial plastic bodies having improved long-time performance
DE102017121439A1 (de) 2017-09-15 2019-03-21 Hecosol Gmbh Anti-mikrobielle Beschichtung
EP3907261A1 (de) 2020-05-06 2021-11-10 Hecosol GmbH Verwendung von antimikrobieller beschichtung

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8075823B2 (en) 1999-07-30 2011-12-13 Guggenbichler J Peter Process for preparing antimicrobial plastic bodies having improved long-time performance
DE102017121439A1 (de) 2017-09-15 2019-03-21 Hecosol Gmbh Anti-mikrobielle Beschichtung
WO2019053037A1 (de) 2017-09-15 2019-03-21 Hecosol Gmbh Anti-mikrobielle beschichtung
EP3907261A1 (de) 2020-05-06 2021-11-10 Hecosol GmbH Verwendung von antimikrobieller beschichtung
WO2021224150A1 (en) 2020-05-06 2021-11-11 Hecosol Gmbh Use of antimicrobial coating

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1536848B1 (de) Verfahren zur herstellung eines antimikrobiellen kunststoffproduktes
DE19936059A1 (de) Verfahren zur Herstellung von antimikrobiellen Kunststoffkörpern
EP1210386B1 (de) Verfahren zur herstellung von antimikrobiellen kunststoffkörpern mit verbessertem langzeitverhalten
EP2176329B1 (de) Antimikrobielles kunststoffprodukt und verfahren zu dessen herstellung
DE69229548T2 (de) Antimikrobielle zusammensetzungen für medizinische anwendungen
EP0302186B1 (de) Medizinisches Gerät und Verfahren zu seiner Herstellung
DE60107455T2 (de) Stabilisierte zusammensetzungen mit antibakterieller wirkung
DE60313626T2 (de) Antimikrobieller silberhaltiger wundverband f r kontinuierliche freisetzung
WO2003090799A1 (de) Wasserabsorbierende, die zersetzung von körperflüssigkeiten verzögernde polymerteilchen, diese beinhaltende verbunde sowie deren verwendung
DE69018684T2 (de) Antimikrobielle Kunststoffmaterialien mit Breitbandwirkung.
EP2217296B1 (de) Chirugisches Nahtmaterial
DE212010000186U1 (de) Bakterizides Sorptionsmaterial
EP1611272B1 (de) Cellulosische formkörper mit funktionaler wirkung sowie verfahren zu deren herstellung
EP2185208B1 (de) Brust-implantat mit antibakterieller wirkung
DE69126520T2 (de) Antimikrobielle Zusammensetzung mit einer Hitze- und Witterungsbeständigkeit
DE10013248A1 (de) Verfahren zur Herstellung von antimikrobiellen Kunststoffkörpern mit verbessertem Langzeitverhalten
DE602004007106T2 (de) Wegwerfprodukte für die weibliche hygiene
JPH04231062A (ja) 抗菌性医療用品
EP3587456A1 (de) Verfahren zur herstellung eines antibakteriellen chitosanhaltigen polymers für medizinische zwecke, insbesondere für die wundbehandlung
DE10331324A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines antimikrobiellen Kunststoffproduktes
DE102011102636B3 (de) Verfahren zur Herstellung eines antimikrobiellen Kunststoffproduktes
DE69320332T2 (de) Antivirale kondome
CN119345481B (zh) 一种血液透析导管及其制备方法
DE2533159C2 (de)
DE102011102635B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines antimikrobiellen Kunststoffproduktes unter Verwendung eines Reduktons

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
R409 Internal rectification of the legal status completed
R409 Internal rectification of the legal status completed
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20111001

R082 Change of representative

Representative=s name: HOFSTETTER, SCHURACK & PARTNER PATENT- UND REC, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: HOFSTETTER, SCHURACK & PARTNER PATENT- UND REC, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: GUGGENBICHLER, JOSEPH PETER, PROF. DR. MED., AT

Free format text: FORMER OWNER: J. PETER GUGGENBICHLER,ANDREAS HIRSCH, , DE

Effective date: 20150327

Owner name: HIRSCH, ANDREAS, PROF. DR., DE

Free format text: FORMER OWNER: J. PETER GUGGENBICHLER,ANDREAS HIRSCH, , DE

Effective date: 20150327

Owner name: HIRSCH, ANDREAS, PROF. DR., DE

Free format text: FORMER OWNERS: GUGGENBICHLER, J. PETER, 90491 NUERNBERG, DE; HIRSCH, ANDREAS, PROF. DR., 91054 ERLANGEN, DE

Effective date: 20150327

Owner name: GUGGENBICHLER, JOSEPH PETER, PROF. DR. MED., AT

Free format text: FORMER OWNERS: GUGGENBICHLER, J. PETER, 90491 NUERNBERG, DE; HIRSCH, ANDREAS, PROF. DR., 91054 ERLANGEN, DE

Effective date: 20150327

R082 Change of representative

Representative=s name: HOFSTETTER, SCHURACK & PARTNER PATENT- UND REC, DE

Effective date: 20150327

Representative=s name: HOFSTETTER, SCHURACK & PARTNER PATENT- UND REC, DE

Effective date: 20140930

R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final