DE2125801A1

DE2125801A1 - Verfahren zur Herstellung flacher Kapillarenbündel aus hydrophilen Gelen für chirurgische Dränagen, vor allem für Dränagen zur Glaukomheilung, und eine Form zur Durchführung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE2125801A1
Application number: DE19712125801
Authority: DE
Inventors: Otto; Krejci Lubomir; Prag. P Wichterle
Original assignee: Czech Academy of Sciences CAS
Current assignee: Czech Academy of Sciences CAS
Priority date: 1970-05-27
Filing date: 1971-05-25
Publication date: 1972-02-03
Also published as: FR2093736A5; US3767759A; CS152018B1; DE2125801B2; CA956067A; GB1347093A; JPS5113953B1

Description

PATENTANMELDUNG

Anmelder; Ceskoslovenska akademie ved., Praha 1, Narodni tr. 3

Titel; Verfahren zur Herstellung flacher Kapillarenbündel aus hydrophilen Gelen für chirurgische Dränagen, vor allem für Dränagen zur Glaukomheilung, und eine Form zur Durchführung dieses Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von flachen Kapillarenbündeln aus hydrophilen Gelen für chirurgische Dränagen, vor allem für Dränagen zur Glaukomheilung, sowie eine Form zur Durchführung dieses Verfahrens.

Antiglaukomatische Operationen (vom Filtrations- oder Dränagetyp) wurden bisher mit Implantaten verschiedenster Zusammensetzung - z. ß. mit Tantal- oder Platindrähten und mit Plastmassen in Form von Polyamidfasern oder

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Polyamidröhrchen (Seton) - durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Operationen waren bisher nur wenig wirksam und die Autoren beschränkten sich lediglich auf die Beschreibung von Experimentaleingriffen an Versuchstieren und auf die Publikation von einigen Fällen bei menschlichen Patienten. Langfristige Beobachtungen dieser Patienten bewiesen bisher bei der absoluten Mehrzahl der Operationen entweder

a) eine Blockierung in der Umgebung des Dränsystems oder des Dränagesystems-selbst als Folge von unangemessenen Proliferierungsprozessen oder

b) eine Mchtverträglichkeit einiger dieser Implantate und deren vorzeitige oder verspätete Ausscheidung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von flachen Kapillarenbündeln aus hydrophilen Gelen für chirurgische Dränagen, vor allem für Dränagen zur Glaukomheilung zu schaffen, so daß das hergestellte Implanat eine gute Drainagefähigkeit ^ und eine gute Einheilung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zunächst in ein System planparalleler Platten und Distanzstücke ein System paralleler Fäden eingebettet wird. Darauf wird der gesamte Hohlraum dieses Systems völlig mit einem Monomergemisch ausgefüllt, das zu einem Hydrogel polymerisiert oder das nach erfolgter Polymerisation zu einem Hydrogel weiterverarbeitet werden kann. Anschließend wird das System nach Beseitigung der Distanz-

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stücke und der Platten demontiert und die Fasern mit den freigelegten Enden werden, z. B, durch Auflösung oder Ausschmelzen, beseitigt.

Die erfindungsgemäße Form zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einem Systems planparalleler, mit Vorteil gläserner, Platten die auf zwei gegenüberliegenden Kanten mit Distanzstücken aus biegsamen Material, z. B. aus Papier, versehen sind. Dabei wird auf dem derart zubereiteten Platten ein System paralleler Fäden aufgelegt.

Gemäß der Erfindung können z. B. flache Kapillarenbündel folgender Dimensionen hergenteltt werden: Breite 2-4 mm, Länge 4-10 mm, je nach der Art der beabsichtigten Operation· Auf einen Millimeter des Kapillarenbündels entfallen bei einem Durchmesser der Kapillarenröhrchen von 0,08 0,1 mm ungefähr 9 gleichlaufenden Kanälchen. Es entsteht somit ein Kapillarensystem, das bei Verbindung der vorderen Augenkammer und des Raumes unterhalb der Bindehaut oder des Suprachorioidalraumes die Filtration nicht nur der Augenkammerflüssigkeit, sondern auch die Filtration der Teilchen sicherstellt, die im laufe der Operation oder im Postoperationszeitraum in der vorderen Augenkammer auftreten können, z. B. Blutzellen, entzündete Zellen, Exsudate oder ähnliches.

Die Vorteile dieser neuen Operationsart mit Einführung dieses neuen Implantattyps bestehen vor allem im folgenden:

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a) In dem inerten Charakter des in das Augeninnere eingeführten Materials.

Id) In der ausreichenden Dränagefähigkeit dieser Folie, was bei den operierten Tieren durch wiederholte Provokation künstlicher glaukomatischer Anfälle in verschiedenen Zeitintervallen nachgewiesen wurde.

c) Histologische Kontrollen in verschiedenen Zeitintervallen zwischen 1 bis 12 Monaten bewiesen eine sehr gute Einheilung des Implantats in der Operationswunde mit einer nur kleinen Narbe.

Die experimentelle Überprüfung dieser Operation mit einem gemäß dieser Erfindung hergestelltem Implantat wurde in Tierversuchen an Kaninchen durchgeführt (die Gesamtzahl der operierten Augen betrug 150). Es wurden folgende zwei unterschiedliche Typen der Dränageoperation verwirklicht:

1) Verbindung der vorderen Augenkammer mit dem Raum unterhalb der Bindehaut mit Ausbildung eines Filtrationspolsters .

2) Nach der Methode der modifizierten Zyklodialyse bei Verbindung der vordersn Augenkammer mit den Suprachorioidalraum.

Die Kapillaren des Implantats waren weder durch Pigmentzellen blockiert, noch konnte ein Einwachsen des Proliferanzgewebes entlang des Implantats in die vordere

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Augenkammer festgestellt werden. Bei dem zweiten Operationstyp (modifizerte Zyklodialyse) kam es in keinem der verfolgten Fälle zu einer Aderhaut- oder Netzhatablösung.

Die in Tierexperimenten erzielten Ergebnisse ermöglichten es, die Auswahl γοη Patienten zur ersten Operationen zu treffen. Es wurden insgesamt 8 erfolgreiche Operationen durchgeführt. Der Druck im Augeninnenraum sank bei allen Patienten ab und die ursprünglich sehr schmerzhaften Augen beruhigten sich; die Patienten fühlen sich subjektiv ohne Beschwerden. Objektive Befunde bewiesen bei den indizierten Fällen die Anwendbarkeit dieses neuen Operationstyps mit dem neuen Implantat in der Augenchirurgie..

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch die Form und

Fig. 2 einen vergrößerten Quershhnitt durch den fertigen Drän.

Die in Fig. 1 dargestellte Form setzt sich aus drei Grundplatten 1 (eine mittlere Trennplatte und zwei Deckplatten) zusammen, die vorzugsweise aus Glas hergestellt werden. Es können z, B. Diapositivdeckgläser 50 χ 50 mm verwendet werden. Zwei gegenüberliegenden Kanten der mittleren Platte

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sind mit Distanzstücken 2 aus biegsamem Material, z.B.. aus Papier, versehen. Über diese Distanzstücke 2 wird parallel mit den freigebliebenen Kanten der Faden .3 in einer möglichst dichten und festen einschichtigen Aufwicklung eingebettet. Mit Vorteil kann eine Polyamidfaser mit einem Durchmesser von 0,03 - 0,2 mm verwendet werden. Über diese Aufwicklung wird entlang der zu ihr senkrechten Kanten ein weiteres Distanzstück 2 angelegt, w über das auf beiden Seiten zwei Deckplatten befestigt werden, z. B. so, daß das gesamte Formsystem fest mit einem Faden umwickelt wird.

Die Form kann auch aus mehreren Platten 1 und Distanzstücken 2 als in der Zeichnung angedeutet, zusammengestellt werden. Dies hängt von der Dicke des Drähns ab, der hergestellt werden soll. Der nach der Mymerisation des Monome r gemische s, Entfernung der Form und Beseitigung der Fäden anfallende Hydrogeldrän 5 ist dann mit einem System von KapillarenrÖhrchen 4 versehen (Fig. 2).

Weitere Details des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den nachfolgenden Beispielen, die aber keineswegs die einzigen Realisationsmöglichkeiten darstellen.

Beispiel 1

In ein System aus drei Glasplatten 50 χ 50 mm, bei welchem über die zwei geschliffenen gegenüberliegenden Kanten der mittleren Platte Papierstreifen (Breite 8 mm, Dicke

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0,08 mm) gefaltet wurden, wurde über diese Streifen parallel mit den freigebliebenen Kanten - mit einem Abstand von 0,1 mm - eine einschichtige Aufwicklung eines Fadens aus Polyamid 6 vom Durchmesser 0,08 mm eingebettet. Auf diese Aufwicklung wurden sodann entlang der zu ihr senkrechten Kanten wiederum gleiche Papierstreifen gelegt und auf ihnen beiderseitig nochmals zwei Deckgläser derart befestigt, daß das ganze System noch mit einem Polyamidfaden fest umwickelt wurde. Das Monomergemisch wurde aus 60 Teilen Monomeren (Hydroxyäthylmethakrylat mit einem Gehalt von 0,25 $> G-lykoldimethakrylat), 40 Teilen wasserfreien Glyzerins und 0,3 Teilen Diisopropylperkarbonats zubereitet. Dieses Gemisch wurde bei Normaltemperatur und einem Druck von ungefähr 1 mm Hg kurz entgast; sodann vollzog sich nach Anlegung einer Kleinpipette an die offenen Plattenkanten durch Einwirkung der Kapillarkräfte die Ansaugung des Gemisches in die beiden Hohlräume zwischen den Glasplatten. Die angefüllte Form wurde in einen auf 7O⁰C erwärmten und mit COp angefüllten Thermostaten eingelegt. Nach 25 Minuten wurde das System dem Thermostaten entnommen, die Deckgläser angekratzt und durch heftige Schläge rissig gemacht. Nach mehrstündiger Mntauchung in Wasser (6O⁰C) können die Glasscheiben leicht entfernt werden. Nach anschließender mehrstündiger Aufbewahrung des entblößten Gels war es möglich, die einpolymerisierte Aufwicklung derart abzuziehen, daß entlang des Papierrandstreifens alle Polyamidfäden scharf durchschnitten wurden. Das Glyzerin wurde

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sodann durch Lagerung in destilliertem Wasser (über Nacht) ausgewaschen. Die Entfernung der Fäden erfolgte durch eine 15 Stunden andauernde Lagerung der in Wasser angequollenen Folie - nach Abschneidung der Papierränder - in 40 zeiger Schwefelsäure. Die Folie wurde zwischen zwei Glasplatten derart leicht eingeklemmt, daß die Kapillaren abwärts gerichtet waren, worauf auf die obere Kante mit den offenen Kapillarenenden ein Strom 40 #iger Schwefelsäure mit einer solchen Geschwindigkeit zugeleitet wurde, daß er die Kapillaren durchfließen, sie aber nicht umfließen konnte. Nur bei den ersten Anteilen des Eluats konnte nach Verdünnung mit Wasser eine Fällungsreaktion beobachtet werden. Zur Sicherstellung der kompletten Auswaschung mußte durch die Folie ungefähr 10 ml Säure getrieben werden. Die Säure wurde sodann mit etwas Wasser ausgewaschen; die mit Wasser abgespülte Folie wurde in einigen Bädern mit destilliertem Wasser bis zum völligen Verschwinden einer saueren Reaktion durchwaschen. Nach Einstellung des völligen Gleichgewichts mit Wasser bzw. mit physiologischer Lösung besaß die anfallende Folie eine Gesamtdicke von 0,75 mm; die Öffnungen entsprachen genau der Dicke des Polyamid-6-fadens, d. h. 0,08 mm. Die Öffnungen sind in den engsten Berührungssteilen mit einer Wand der Dicke 0,01 bis 0,05 mm getrennt. Die Öffnungen liegen praktisch genau in der Mitte der Folie, auf beiden Seiten sind somit Wände der Dicke 0,2 mm.

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Beispiel 2

Der im Beispiel 1 beschriebene Vorgang wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß als Distanzstücke durchsichtige Klebestreifen in der Dicke von 0,05 bis 0,06 mm verwendet wurden. Das Monomergemisch setzte sich aus 6 Vol.-Teilen Hydroxyäthylmethakrylat mit 0,3 1° Äthylenglykoldimethakrylat, aus 4 Vol.-Teilen Glyzerin und 0,04 Vol.-Teilen Diisopropylperkarbonat zusammen. Anstelle des Polyamidfadens wurde eine orientierte Polyesterfaser aus Adipinsäure und Äthylenglykol in der Dicke von 0,1 mm verwendet, die durch Ausschmelzung im siedenden Wasser beseitigt wird.

Beispiel 3

Der im Beispiel 1 beschriebene Vorgang wurde derart wiederholt, daß als Distanzstück Papier einer Dicke von 0,095 mm und anstelle des Polyamidfadens ein Einzelfaden aus chloriertem Polyvinylchlorid verwendet wurde, der nach beendeter Polymerisation durch Auslaugung mit einem Gemisch Azeton-Äthylazetat beseitigt wurde. Die Zusammensetzung des Monomergemisches war die folgende: 21 Vol-Teile Hydroxyäthylmethakrylat (mit 0,42 $> Äthylenglykoldimethakrylat), 14 Vol.-Teile Glyzerin und 0,14 Vol.-Teile Diisopropylperkarbonats.

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Beispiel 4

In das im Beispiel 1 beschriebene System wurden in einer Schicht parallele Fasern aus praktisch in Fluorwasserstoffsäuren restlos lösbarem Glas einer Dicke von 0,1 mm und der Länge von 20 mm eingebettet. Die Fasern wurden auf. das Distanzstück mit Hilfe einer hoch viskosen Natriumpolyakrylatlösung aufgeklebt, deren dünne Schicht vorerst auf das Distanzstück aufgetragen worden war. In diese Form wurde sodann das entgaste, mit Initiatoren versehene Monomergemisch eingesaugt, das aus 80 Vol.-Teilen von im voraus durch Destillation vom Inhibitor befreiten Akrylonitrils, aus 125 Vol.-Teilen 65#iger (weißer) Salpetersäure der Dicke 1,50, aus 40 Tropfen einer 10$igen wässrigen Ammonium-'persulfatlösung und aus 10 Tropfen einer N/10 wässrigen Silbernitratlösung bestand. Die angefüllte Form wurde sodann unter Kohlendioxyd und unter SäuerstoffausSchluß 5 Tage lang bei Temperaturen von 20 bis 23⁰C belassen. Die Form, die ein gelartiges, durch die konzentrierte SaI-™ petersäure erweichtes Polymer enthält, wurde sodann in eine Polyäthylenfolie eingehüllt und 10 Stunden lang auf 45⁰C erwärmt. Es folgte eine Abschreckung der Form in einem Überschuß kalten Wassers; sodann wurde die Form unter Wasser bei gleichzeitiger Auswaschung der Salpetersäure durch Herausziehen der Glasplatten und der Distanzstücke auseinandergenommen. Die Ränder des anfallenden Gels wurden derat abgeschnitten, daß die Enden der Glasfasern entblößt wurden. Das flache HydrogeIgebilde wurde im weiteren

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mit einer ungefähr 1#igen wässrigen Natriumhydrogenkarbonatlösung bis zur Erzielung einer konstanten Reaktion der Waschlösungen durchgewaschen. Hieran schließt sich eine gründliche Auswaschung in destilliertem Wasser bis zur neutralen Reaktion an. Mit einer Pinzette wurden sodann die einzelnen Glasfaden dem angequollenen Hydrogel 'entnommen. Falls es nicht gelingen sollte, alle Fäden ohne Beschädigung zu entfernen, wird das ganze flache Hydrogelgebilde in verdünnte Fluorwasserstoffsäure für so lange eingetaucht, bis sich der Rest der Glasfaden völlig auflöst. Das flache Gebilde wird in einer verdünnten Natriumhadrogenkarbonatlösung und in Wasser unter zeitweiliger Ausquetschung der Flüssigkeit aus den Kanälchen durchwaschen. Das Endprodukt wurde in physiologischer Lösung (0,8# Natriumchlorid in Wasser) ausgekocht und steril gelagert. Es kann im weiteren als Drän z. B. in der Augenchirurgie u. ä. zur Anwendung gelangen.

Es ist selstverständlich, daß zur Zubereitung der Hydrogelschicht auch andere Monomergemisehe eingesetzt werden können, die sich z. B. aus Akrylamid, Methakrylamid, teilweise auch aus Methakrylonitril oder Akrylonitril, N-Vinylpyrolidon u. ä. zusammensetzen, wobei als Vernetzungsmittel z. B. Ν,Ν-Methylen-bis-Methakrylamid, Divinylsulfon, Triakryloylperhydrotriazin u. ä. infrage kommen können. Falls bei der Polymerisation des Akrylonitrils oder des Methakrylonitrils als Lösungsmittel konzentrierte Salpetersäure (wie .im Beispiel 4 angeführt) oder eine konzentrierte Zinkchloridlösung verwendet wird,

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kann die Zugabe eines Vernetzungsmittels wegfallen, da es bei Monomerkonzentrationen.über ungefähr 15 - 20 % zur Vernetzung durch Kettenübertragung auf das Monomer oder Polymer kommt. Bei Anwendung von Zinkchloridlösungen als Lösungsmittel kann die Hydrolyse bedeutend beschleunigt werden, wenn das nach Beendigung der Polymerisation anfallende primäre Gel vorerst mit Chlorwasserstoff einer geeigneten Konzentration gesättigt wird. Dann genügt es, das Prodult ungefähr 30 Minuten lang auf 8O⁰C zu erwärmen, um die Hydrolyse zu verwirklichen. Das Zinkchlorid wird dann durch Auswaschung, z.B. mit verdünnten Natriumhydrogenkarbonatlösungen, beseitigt.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten flachen Kapillarenbündel können nicht nur in der Augenmedizin, sondern auch überall dort verwendet werden, wo es sich um die Ableitung von Körperflüssigkeiten, Exsudaten u. ä. aus postoperativen Wunden, aus beschädigten Organen und Geweben u. ä. handelt.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE :

1./ Verfahren zur Herstellung flacher Kapillarenbündel aus hydrophilen Gelen für chirutgische Dränagen, vor allem für Dränagen zur Grlaukomheilung, dadurch gekennzeichnet , daß in ein System planparalleler Platten und Distanzstücke ein System paralleler Fäden eingebettet wird, worauf die Hohlräume dieses Systems völlig mit einem Monomergemisch ausgefüllt werden, das zu einem Hydrogel polymerisiert oder nach erfolgter Polymerisation zu einem Hydrogel weiterverarbeitet wird, und daß anschließend das System durch Abnahme der Distanzstücke und der Platten auseinandergenommen wird und die Fäden mit den entblößten Enden, z, B. durch Auflöaung oder Ausschmelzen, beseitigt werden.

Form zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß diese aus einem System gläserner planparalleler Platten (1) besteht, die auf zwei gegenüberliegenden Kanten mit Distanzstücken (2) aus biegsamem Material, z. B. aus Papier, versehen sind und daß auf die derart zubereiteten Platten ein System paralleler Fäden (3) aufgelegt ist.

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