DE3852389T2 - Rissformungsverhütung in implantierten Prothesen. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein implantierbare Prothesen und Verfahren, um dieselben herzustellen und zu behandeln, um im wesentlichen ihr Reißen oder ihre Haarrißbildung zu verhindern, wenn sie implantiert werden, wobei die Behandlung ein Anwenden eines Silikongummi-Materials auf eine implantierbare polymere Oberfläche einer medizinischen Prothese umfaßt, wobei die polymere Oberfläche eine solche ist, die, wenn sie für beträchtliche Zeitperioden einer Implantation ausgesetzt ist, reißen wird, wenn sie nicht so mit dem Silikongummi-Material behandelt wird. Die implantierbare polymere Oberfläche ist aus einem Material gefertigt, welches eine Oberflächenspannung aufweist, die größer ist als die des Silikongummis, wobei das Silikongummi ein im wesentlichen nicht nicht-polares Material ist, welches bequem aufgebracht wird, indem die zu behandelnde medizinische Prothese in eine silikongummihaltige Zusammensetzung getaucht wird.
• Mehrere biokompatible Materialien, welche sehr geeignet für eine Verwendung bei der Erzeugung von implantierbaren medizinischen Vorrichtungen sind, die weithin als implantierbare Prothesen charakterisiert werden können, zeigen Eigenschaften, welche bei solchen Vorrichtungen gefragt sind, einschließlich einer oder mehrerer (Eigenschaften) aus außergewöhnlicher Biokompatibilität, Extrudierbarkeit, Formbarkeit, guten Faserbildungseigenschaften, Zugfestigkeit, Elastizität, Haltbarkeit und dergleichen. Jedoch zeigen manche dieser sonst sehr wünschenswerten Materialien einen ernsthaften Mangel, wenn sie in den menschlichen Körper oder dergleichen implantiert werden, wobei ein solcher Mangel die Entwicklung von stärkevermindernden und unsichtbaren Rissen ist, welche für Prothesenbestandteile mit relativ dünnen Strängen oder Elementen eine vollständige Auflösung einer Anzahl dieser Stränge oder Elemente verursachen. Oft tritt nach einer längeren Exposition, welche in der Größenordnung von einem Monat oder mehr oder kürzeren Zeitperioden liegen kann, in Körperflüssigkeiten, wie sie z.B. während einer in vivo Implantation und Verwendung, abhängig von den Materialien und den Bedingungen, angetroffen werden, ein Rissigwerden oder Reißen der Oberfläche ein. Viele implantierbare Prothesen sollen dauerhaft in der Natur sein und sollten während der Jahre der Implantation kein wesentliches Reißen zeigen.
• Verschiedene Theorien sind bei dein Versuch verbreitet worden, die Ursache dieses Reißphänomens zu definieren. Vorgeschlagene Mechanismen umfassen einen oxidativen Abbau, hydrolytische Instabilität, enzymatische Zerstörung, thermisches und mechanisches Versagen, immunochemische Mechanismen und eine Aufnahme von Lipiden. Frühere Versuche ein Rissigwerden oder Reißen der Oberfläche bei der Implantation zu kontrollieren, umfassen die Einarbeitung von Antioxidanzien in das biokompatible Polymer und Unterwerfen des biokompatiblen Polymers unter verschiedene unterschiedliche Temperbedingungen, typischerweise unter Einschluß eines Versuchs, Belastungen in dem Polymer durch Anwendung verschiedener Erwärmungs- und Kühlungsbedingungen zu entfernen. Versuche so wie diese waren lange nicht erfolgreich.
• Eine besondere Notwendigkeit in dieser Richtung ist offensichtlich, wenn versucht wird Prothesen mit Verfahren zu bilden, welche das Extrudieren oder Spinnen von polymeren Fasern einschließen, wie z.B. solchen, die bei dem Aufwikkeln von faserbildenden Polymeren zu porösen Gefäßtransplantaten beteiligt sind, wie z.B. im U.S.-Patent Nr. 4,475,972 beschrieben, auf dessen Inhalt hiermit vollinhaltlich Bezug genommen wird. Solche Gefäßtransplantate umfassen eine Vielzahl von Strängen, die eine Größe mit einem ziemlich kleinen Durchmesser aufweisen, so daß wenn sich nach der Implantation Risse entwickeln, sich diese Risse oft in der Form einer vollständigen Auflösung der verschiedenen Stränge des Gefäßtransplantats manifestieren. Eine solche Strangauflösung kann in einem wesentlichen Ausmaß nicht toleriert werden und man hofft weiter, ein Gefäßtransplantat zur Verfügung zu stellen, das erfolgreich auf einer allgemein dauerhaften Basis implantiert werden kann, wodurch das Gefäßtransplantat für eine Anzahl von Jahren brauchbar bleibt.
• Zahlreiche Gefäßtransplantatstrukturen, welche aus gesponnenen Fasern gefertigt sind, scheinen, was ihre Lebensfähigkeit betrifft, sehr zufriedenstellende Leistungen zu bringen, wenn sie physischen Belastungsbedingungen unterworfen werden, welche jene annähern, die während und nach der Implantation erfahren werden, einschließlich Belastungen, welche durch Nähte und dergleichen übertragen werden. Beispielsweise zeigen bestimmte Polyurethanfasern, wenn sie einer gleichmäßigen Belastung unter in vitro-Bedingungen ausgesetzt werden, wie z.B. in einer Salzlösung bei Körpertemperatur, kein Reißen, welches sichtbar wird, wenn im wesentlichen dasselbe aus Polyurethan gesponnene Gefäßtransplantat in vivo-Bedingungen unterworfen wird. Während demgemäß viele Materialien, wie z.B. Polyurethane, Polypropylene, Polymethylmethacrylate und dergleichen scheinen können, als ob sie überlegene medizinische Vorrichtungen oder Prothesen lieferten, wenn sie Belastungen unter in vitro-Bedingungen unterworfen werden, werden diese für weniger als zufriedenstellend befunden, wenn sie im wesentlichen denselben Belastungen, aber unter in vivo-Bedingungen, unterworfen werden.
• Es besteht demgemäß ein Bedarf für eine Behandlung, welche rißverhindernde Eigenschaften auf Polymere überträgt, die unter implantierten oder in vivo-Bedingungen ein Rissigwerden oder Reißen der Oberfläche erfahren, und welche andererseits wünschenswert und vorteilhaft in Verbindung mit der Bildung von medizinischen Vorrichtungen oder Prothesen sind, welche das Reißphänomen sogar nach einer Implantation für Monate oder Jahre, in vielen Fällen eine beträchtliche Anzahl von Jahren, erfolgreich verhindern müssen. Beispielhafte medizinische Vorrichtungen oder Prothesen für welche eine solche Behandlung deutlich vorteilhaft wäre, umfassen Gefäßtransplantate, intraokulare Linsenschleifen oder Haptics, Schrittmacherleitungsisolatoren, dauerhafte Nahtmaterialien, Diaphragmen für künstliche Herzen, Herzklappenprothesen und dergleichen. Darüber hinaus hat die Erfahrung gezeigt, daß eine Rißverhinderung, die unter in vitro- Bedingungen erfolgreich ist, nicht notwendigerweise unter in vivo-Bedingungen erfolgreich ist.
• Ziele dieses Typs werden durch die vorliegende Erfindung erreicht, welche eine erfolgreiche Behandlung von biokompatiblen Polymeren einschließlich Polyurethanen, Polypropylenen, Polymethylmethacrylaten und dergleichen in dem Ausmaß erreicht, daß diese Polymere kein Rissigwerden, Reißen oder Haarrißbildungsphänomen der Oberfläche zeigen, welche sie andernfalls unter in vivo-Bedingungen zeigen würden. Die Erfindung umfaßt das Behandeln solcher Polymere mit einem rißverhindernden Material, welches ein Silikongummi, typischerweise ein Siloxan, einschließt. Die Behandlung kann durch ein so direktes Verfahren wie ein Eintauchen der Prothese in einen Behälter, welcher ein Silikongummimaterial und einen Quervernetzer oder ein Härtungsmittel enthält, ausgeführt werden, vorzugsweise gefolgt von dem Einleiten von Schritten um sicherzustellen, daß das Silikongummimaterial wenigstens in dem Ausmaß in und auf der biokompatiblen Oberfläche der Prothesevorrichtung absorbiert, daß das Riß verhinderungsmittel auf der biokompatiblen Oberfläche der implantierbaren Vorrichtung oder der medizinischen Prothese fixiert wird. Wahlweise kann die biokompatible Oberfläche mit einem Primer oder einem anderem Material oder Strahlung vorbehandelt werden, welche die Oberfläche mit einer chemischen Funktionalität versieht, mit der das Silikongummimaterial reagieren kann und an die es binden kann.
• Demgemäß ist es eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte implantierbare Vorrichtung, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und eine rißverhindernde Behandlung zur Verfügung zu stellen.
• Eine andere Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein verbessertes Gefäßtransplantat zur Verfügung zu stellen, welches aus gesponnenen Fasern hergestellt ist und welches eine außergewöhnliche Fähigkeit zeigt, die Bildung von Rissen und Strangauflösungen beim Implantieren für beträchtliche Zeitperioden, wie z.B. jenen, welche im allgemeinen in permanenten Implantationsverfahren angetroffen werden, zu verhindern.
• Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Rißverhinderungs-Behandlungsverfahren für biokompatible Polymere mit einer Oberflächenspannung, welche größer ist als die eines rißverhindernden Silikongummi-Mittels, zur Verfügung zu stellen.
• Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Herstellungsverfahren, Behandlungsverfahren und behandeltes Produkt zur Verfügung zu stellen, welches in vivo rißverhindernde Eigenschaften auf biokompatible polymere Materialien überträgt, welche wünschenswerte medizinische Eigenschaften zeigen, aber ein Reißen bei in vivo Anwendungen erfahren.
• Eine andere Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein verbessertes Behandlungsverfahren, Produkt sowie Verfahren zu dessen Herstellung zur Verfügung zu stellen, welches die rißverhindernden Eigenschaften eines biokompatiblen Materials drastisch verbessert, während es ebenfalls Gleit- oder reibungsvermindernde Eigenschaften darauf überträgt.
• Die obigen Aufgaben werden durch eine Verwendung einer Silikonbeschichtung gemäß den Ansprüchen 1 und/oder 2 gelöst.
• Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden durch eine Erwägung der folgenden detaillierten Beschreibung klar verstanden werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• Im Laufe dieser Beschreibung wird Bezug genommen auf die angefügten Zeichnungen, worin:
• Fig. 1 eine Mikrophotographie eines Abschnitts eines Gefäßtransplantates, welches durch Spinnen eines Polyurethans hergestellt wurde, das nicht gemäß dieser Erfindung behandelt wurde, und nach subcutaner Implantation ist; und
• Fig. 2 eine Mikrophotographie eines anderen Abschnitts des gesponnenen Polyurethantransplantates, welches in Fig. 1 verwendet wurde, ist, welches aber gemäß dieser Erfindung vor der subcutanen Implantation behandelt wurde.
Beschreibung der besonderen Ausführungsformen
• Rißverhindernde Materialien gemäß der vorliegenden Erfindung sind vom Silikongummityp und werden sehr typisch und leicht in rißverhindernden Zusammensetzungen zur Verfügung gestellt, welche ein Material eines Silikongummityps und ein Lösungsmittel dafür einschließen. Oft umfaßt die rißverhindernde Zusammensetzung einen Katalysator und ein Quervernetzungsmittel oder ein anderes System, um das Material des Silikongummityps zu härten. Eine geeignete Weise, um das Material des Silikongummityps in die rißverhindernde Zusammensetzung einzuarbeiten ist es, dieselbe in einer Dispersionsform zur Verfügung zu stellen. Verdünnungsmittel, aktinische Strahlungs-Kopplungsmittel und Primerbeschichtungen für das Material des Silikongummityps können ebenfalls verwendet werden.
• Mit besonderem Bezug auf das rißverhindernde Mittel selbst, ist dieser Bestandteil des Silikongummityps vorzugsweise ein Siloxan, welches Gruppen aufweist, die allgemein durch die folgende Formel dargestellt werden können:
• Ein typischer Siloxan-Bestandteil, vor dem Härten, kann durch die folgende Formel dargestellt werden:
• wobei R, R&sub1; und/oder R&sub2; jeweils eine Gruppe, wie z.B. eine Esterkomponente, eine Acetoxykomponente, eine Alkoholkomponente, eine Acrylsäurekomponente und dergleichen seien kann, die an der Quervernetzung, dem Härten oder Polymerisieren des Siloxanbestandteils beteiligt ist. R&sub3; und R&sub4;, wie auch R&sub1; und R&sub2; können jeweils aliphatische oder aromatische Gruppen sein, wie z.B. Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Phenyl-, oder substituierte aliphatische oder aromatische Gruppen, welche Halogenkomponenten oder andere Gruppen enthalten, beispielsweise 3,3,3-Trifluoropropylmethylkomponenten. Diese allgemeine Formel stellt einen Siloxanbestandteil dar, der mit sich selbst, mit oder ohne die Gegenwart von Feuchtigkeit und/oder einem Katalysator reagieren kann, um zu dem Silikonelastomer zu vernetzen oder zu polymerisieren. Wenn wenigstens die R-Gruppen Alkoholkomponenten sind, kann das Silikonelastomer durch Reaktion mit einem geeigneten Quervernetzungsbestandteil gebildet werden.
• Ein beispielhaftes Silikonelastomer oder Gummi ist ein Siloxan-Kondensationsreaktionsprodukt, dessen Hauptreaktionspartner eine Silikonkomponente einschließen:
• worin n einen Durchschnittswert von über 100 hat. Ein anderer Hauptreaktionspartner ist ein Acetoxysilan-Quervernet zer mit der Formel:
• worin p 1, 2 oder 3 ist. Das beispielhafte Siloxane dieses Typs ist poly(Dimethylsiloxan). Andere Siloxanpolymere umfassen poly(Ethylmethylsiloxan), poly(3,3,3-Trifluoropropylmethylsiloxan) und Kopolymere dieser Typen von Siloxanen mit poly(Dimethylsiloxan). Polymere Siloxane sind allgemein bekannt und kommerziell erhältlich, beispielsweise von der Dow Corning Corporation. Siloxane sind allgemein im U.S.- Patent Nr. 3,434,869 beschrieben, auf dessen Inhalt hiermit vollinhaltlich Bezug genommen wird. Diese Materialien sind hydrophob und im wesentlichen nicht-polar.
• Gewöhnlich werden diese Silikongummis und Silikonharzmaterialien gemäß dieser Erfindung angewendet, während sie in einem Lösungsmittel dispergiert oder gelöst werden, welches die Oberfläche der implantierten Vorrichtung, welche behandelt wird, nicht nachteilig beeinflußt. Typischerweise annehmbare Lösungsmittel in dieser Beziehung umfassen Heptan, Hexamethyldisiloxan, Trichlorethan, polyhalogenierte Kohlenwasserstoffe und dergleichen. Beispielhafte polyhalogenierte Kohlenwasserstoffe umfassen Materialien, welche unter dem Warenzeichen Freon erhältlich sind, einschließlich Trichlorfluoromethan, Dichlordifluormethan, 1,2-Dichlor-1,1,2,2,-tetrafluorethan und Octafluorcyclobutan. Gewisse dieser polyhalogenierten Kohlenwasserstoffe zeigen atmosphärische Siedepunkte unterhalb von Raumtemperatur und diese Lösungsmittel können vorteilhaft verwendet werden, indem die Anwendungszusammensetzung bei einem geeigneten erhöhten Druck und/oder verminderter Temperatur gehalten wird, so daß das Lösungsmittel während der Anwendung flüssig ist und danach leicht verdampft.
• Diese Silikongummis zeigen die beste Leistung wenn sie quervernetzt sind und die Quervernetzung wird durch einen geeigneten Katalysator erleichtert, obwohl auch ein Härten bei Raumtemperatur und bei erhöhten Temperaturen mit ultravioletter oder Gamma-Strahlung ebenfalls praktiziert werden kann. Geeignete Quervernetzer, welche Katalysatoren enthalten, sind kommerziell erhältlich, beispielsweise von der Dow Corning Corporation, und werden typischerweise mit der Silikonpolymerdispersion in einem Verhältnis in der Größenordnung von 50:1 Silikongummidispersion zu Quervernetzer/Katalysator verbunden, wobei das Verhältnis auf das Gewicht bezogen ist. Beispielhafte Katalysatoren sind jene, welche Platin, Benzoilperoxid, Zinn und dergleichen einschließen.
• Besonders wenn die implantierbare Vorrichtung, welche behandelt wird, aus einem oder mehreren feinen Strängen besteht, wird das rißverhindernde Mittel gewöhnlich hinlänglich an der biokompatiblen Oberfläche der implantierbaren Vorrichtung haften, ohne die Notwendigkeit irgendeiner Vorbehandlung von dieser. In jenen Fällen, wo die implantierbare Vorrichtung einen relativ großen und weichen Oberflächenbereidh hat, wie dies beispielsweise für einen Herzschrittmacherleitungs-Isolator oder ein künstliches Herzdiaphragma der Fall wäre, welche einen einheitlichen Oberflächenbereich aufweisen, der allgemein weich ist und ohne bedeutende Wellen oder Porösität. In diesen Fällen kann es vorteilhaft sein, die Oberfläche der implantierbaren Vorrichtung mit einem Kopplungsinittel oder einer Primerbeschichtung vorzubehandeln, wie z.B. der Primerlösung, die in dem Patent Nr. 3,434,869 beschrieben ist, einschließlich der darin angegebenen Primer, welche Reaktionsprodukte von Aminoorganosilikonverbindungen und Epoxyharzen sind. Typische Kopplungsmittel oder Primerbeschichtungszusammensetzungen umfassen solche Primer in Lösung oder Dispersion mit Lösungsmitteln, welche Isopropanol, Aceton, Wasser und dergleichen einschließen. Bestandteile wie z.B. Methyltrimethoxysilan können zugegeben werden, um die Primereigenschaften zu verstärken. Ein dünner Film des Kopplungsmittels oder der Primerzusammensetzung ist typischerweise geeignet, und kann durch Streichen, Tauchen, Sprühen oder dergleichen aufgetragen werden.
• Ein Binden zwischen dem Substrat und dem Silikonpolymer oder ein Pfropfen des Silikons auf das Substrat kann ebenfalls erleichtert werden, indem das Substrat/Silikon-System an einen geeigneten freien Radikalstarter ausgesetzt wird. Beispielhafte Silikone für diese Anwendung umfassen jene, welche funktionelle Acrylsäuregruppen oder Quervernetzer mit einer Acrylsäurefunktionalität enthalten. Typische Initiatoren umfassen aktinische Strahlung, wie z.B. ultraviolettes Licht, RF-Plasmaquellen, Gamma-Strahlung, hohe Temperatur oder dergleichen oder Kombinationen derselben. Nicht-Strahlungs-Initiatoren umfassen oxidierende Mittel, wie z.B. Cerammoniumnitrat und dergleichen.
• Davon unabhängig, ob eine Vorbehandlung durchgeführt wird oder nicht, wird die implantierbare Vorrichtung oder ein Abschnitt davon, welche widerstandsfähig gegenüber einer in vivo-Rißentwicklung gemacht werden sollen, mit der rißverhindernden Zusammensetzung in Kontakt gebracht, typischerweise durch Eintauchen in ein Bad der rißverhindernden Zusammensetzung, obwohl Sprühen, Streichen und dergleichen ebenfalls angewendet werden können. Nach einer solchen Anwendung der rißverhindernden Zusammensetzung ist es gewöhnlich bevorzugt die Vorrichtung physikalisch zu manipulieren, um die überschüssige rißverhindernde Zusammensetzung zu entfernen und dabei zu helfen, das rißverhindernde Mittel in die Zwischenräume und Wellen der Vorrichtung zu bringen. Beispielhafte physikalische Manipulationen in dieser Hinsicht umfassen eines oder mehrere aus Zusammendrükken der Vorrichtung wie z.B. zwischen Walzen oder pressen, Verwenden eines Vakuumsystems oder einer Zentrifugenvorrichtung, Verwendung von erhöhten Mengen von Verdünnungsmitteln in der rißverhindernden Zusammensetzung, oder dergleichen. Die Verdünnungsmittel und/oder Lösungsmittel sollten verdampft oder auf andere Weise entfernt werden. Eine gründliche Abdeckung kann wiederholte Beschichtungen nötig machen, wenn so gewünscht.
• Eine Anwendung des rißverhindernden Mittels kann einen Härtungsvorgang einschließen oder dicht von einem solchen gefolgt werden, sei es in Verbindung mit einein geeigneten Katalysator mit einem Quervernetzer, wie hierin beschrieben, aktinischer Strahlung, oder in Verbindung mit einem Verfahren eines Vulkanisationstyps bei Raumtemperatur oder erhöhten Temperaturen. Feuchtigkeitsgehalte können ebenfalls zu der Wirksamkeit solcher Nachbehandlungsverfahren beitragen.
• Die rißverhindernden Behandlungen gemäß dieser Erfindung werden verwendet, um implantierbare Vorrichtungen zu bilden oder zur Verfügung zu stellen, welche biokompatible Oberflächen haben, die im wesentlichen vollständig frei von Rissen sind, und die, nachdein sie für ausgedehnte Zeitperioden implantiert worden sind, nicht reißen oder sich lösen werden. Implantierbare medizinische Vorrichtungen, welche gemäß dieser Erfindung besonders geeignete Produkte sind, sind Gefäßtransplantate, welche aus extrudierten Fasern auf einem Gerät gesponnen sind, welches einen in die Länge gezogenen Dorn und eine Spinndüsenanordnung umfaßt, die sich mit Bezug zueinander drehen, während die Spinndüse einen Weg im allgemeinen entlang dem in die Länge gezogenen Dorn durchläuft. Andere besonders geeignete Produkte schließen permanente Nahtmaterialien ein, besonders da eine Rißentwicklung in solchen Produkten zu einem Aufbrechen der permanenten Naht führen kann und einer Verminderung seiner beabsichtigten Implantationsarbeitsweise. Andere besonders geeignete Produkte umfassen die Schleifen oder Haptics von intraokularen Linsenimplantaten. Die Produkte gemäß dieser Erfindung können ebenfalls Dinge, wie z.B. die äußere Isolatorhülle von Herzschrittmacherleitungen, künstliche Herzdiaphragmen, künstliche Herzklappenblätter und Nähmanschetten und dergleichen sein. Diese Produkte zeigen ebenfalls eine nützliche zusätzliche Eigenschaft, indem sie typischerweise eine verminderte Oberflächenreibung zeigen, was besonders deutlich sein kann, wenn ein Gefäßtransplantat genäht wird, welches gemäß dieser Erfindung behandelt wurde, wobei das Nahtmaterial bezogen auf die Stränge des Gefäßimplantates, durch welche es hindurchgeführt wird, leicht rutscht, um die Möglichkeit des Chirurgen zu vereinfachen, die Gefäßplastik durch Ziehen an dem Nahtmaterial an seine gewünschte chirurgische Implantationsstelle zu rücken.
• Materialien, aus welchen diese implantierbaren medizinischen Vorrichtungen gefertigt werden können, umfassen im wesentlichen jedes biokompatible Material, typischerweise ein polymeres Material, welches eine Oberflächenspannung hat, die größer ist als die des rißverhindernden Materials, hauptsächlich um eine angemessene Absorption des Rißverhinderungsmittels auf dem biokompatiblen Material zu bewirken. Beispielsweise hat ein typisches Siloxan eine Oberflächenspannung von ungefähr 18 Dyn/cm und biokompatible Materialien wären geeignet, die eine Oberflächenspannung aufweisen, die größer als dieser Wert ist. Eingeschlossen sind verschiedene Polyurethane, Polypropylene und Acrylatpolymere, wie z.B. Polymethylmethacrylat. Beispielhafte Polyurethane umfassen Polyurethane und poly(Fluorosilikonurethan) Kopolymere, welche in meiner parallelen Anmeldung mit dem Titel "Polyurethanes" beschrieben sind. Solche Materialien können vor der Behandlung mit der rißverhindernden Zusammensetzung Temperbedingungen unterworfen werden.
Beispiel
• Ein Polyurethan, welches in Dimethylacetamid gelöst war, wurde auf eine Weise, welche allgemein in dem Patent Nr. 4,475,972 beschrieben ist, auf einem rotierenden Dorn gesponnen, um ein Gefäßtransplantat zu bilden, welches einzelne Fasern mit einem Durchmesser von ungefähr 8 Mikrometern aufweist. Das resultierende Transplantat wurde 48 Stunden lang unter wechselnden Umgebungen von Stickstoff und Vakuum bei 80ºC getempert und dann in getrennte Stücke oder Abschnitte geschnitten. Zwei dieser Abschnitte wurden nicht weiter modifiziert und dienten als unmodifizierte Kontrollen. Zwei andere dieser getrennten Abschnitte wurden dem rißverhindernden Verfahren gemäß dieser Erfindung unterworfen.
• Insbesondere wurden die zwei behandelten Abschnitte einer Imprägnierung mit Silikon unterworfen, was eine Bildung einer rißverhindernden Zusammensetzung einschloß, die eine Mischung von 50 : 1, bezogen auf das Gewicht, einer Dow Corning Silikondispersion und dem empfohlenen Dow Corning Katalysator umfaßte. Diese zwei Transplantatabschnitte wurden dann in dieser rißverhindernden Zusammensetzung untergetaucht, und die Mischung wurde für zwei bis zehn Minuten evakuiert, um Luftblasen zu entfernen und um die rißverhindernde Zusammensetzung in die Zwischenräume des Transplantates zu zwingen, wonach die zwei Abschnitte des Transplantates zwischen zwei Walzen gepreßt wurden, um die überschüssige rißverhindernde Zusammensetzung zu entfernen. Die so behandelten Transplantatabschnitte wurden dann getrocknet und bei Raumtemperatur (24ºC) und Feuchtigkeit (40% relative Feuchtigkeit) 24 Stunden lang in einem Laminarströmungsabzug getrocknet.
• Die zwei unmodifizierten Kontroll-Transplantatabschnitte und die zwei mit Rißverhinderungsmittel behandelte Abschnitte wurden mit Ethylenoxid sterilisiert und subcutan in einen Hund implantiert. Nach einem Monat wurden alle vier Proben explantiert, in Natriumhydroxid- und Natriumhypochloridlösung gereinigt und dann unter einem Rasterelektronenmikroskop auf Faserbrüche und ein Reißen hin untersucht. Fig. 1 ist eine Mikrophotographie der Rasterelektronenmikroskop-Reproduktion eines typischen unmodifizierten Kontrolltransplantates, welches nicht in Übereinstimmung mit dieser Erfindung ist, aus der offensichtliches Reißen und Strangbrüche ersichtlich sind, obwohl solche Transplantate sogar Temperbedingungen unterworfen wurden, in einer Bemühung Risse und Brüche zu vermindern. Fig. 2 ist eine Mikrophotographie des Rasterelektronenmikroskop- Bildes, welches typisch für einen der Transplantatabschnitte ist, welcher gemäß dieser Erfindung behandelt wurde. Faserbrüche tauchen im wesentlichen nicht auf, und man kann keine Reißen der Oberfläche sehen.
• Abschnitte der explantierten Transplantate wurden ebenfalls von Hand gezogen, bis ein Brechen offensichtlich war, und ihre entsprechenden relativen Zugfestigkeiten wurden beobachtet. Die unmodifizierten Abschnitte zeigten das, was sich auf einen fast vollständigen Verlust der Zugfestigkeit belief, während die Zugfestigkeit der explantierten Abschnitte, welche gemäß dieser Erfindung behandelt wurden, eine Zugfestigkeit zeigten, welche im wesentlichen dieselbe war wie die Zugfestigkeit eines Transplantatabschnittes, der weder implantiert noch behandelt wurde.
• Man wird verstehen, daß die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, welche beschrieben worden sind, zur Veranschaulichung einiger der Anwendungen der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dienen. Zahlreiche Modifikationen können von Fachleuten gemacht werden, ohne von dem wahren Sinn und Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims (13)

1. Die Verwendung einer Silikonbeschichtung für das gründliche Umhüllen eines nicht-gewebten geformten Substrates einer implantierbaren medizinischen Vorrichtung mit einer biokompatiblen polymeren Oberfläche, um dessen Rißbildung in vivo zu verhindern, wobei das Substrat gewundene Stränge von extrudierten Fasern, die einander überlagern und durchdringen, einschließt, und die Silikonbeschichtung ein Silikonmaterial umfaßt, welches ein Siloxan ist, das -O-Si-O-Gruppen einschließt, und wenn es polymerisiert wird elastomer ist und eine vorbestimmte Oberflächenspannung aufweist, wobei das Silikonmaterial auf die polymere Oberfläche adsorbiert wird und/oder darauf gebunden wird, nach Vorbehandlung der polymeren Oberfläche mit einem Primer oder anderem Material oder Strahlung, um die polymere Oberfläche mit einer chemischen Funktionalität zu versehen, um so ein Pfropfen dazwischen zu bewirken, wobei die Oberflächenspannung der polymeren Oberfläche größer ist als die vorbestimmte Oberflächenspannung des Silikonmaterials.

2. Die Verwendung einer Silikonbeschichtung für das gründliche Umhüllen eines nicht-gewebten geformten Substrates einer implantierbaren medizinischen Vorrichtung mit einer biokompatiblen polymeren Polyurethan-Oberfläche, um dessen Rißbildung in vivo zu verhindern, wobei das Substrat gewundene Stränge von extrudierten Fasern, die einander überlagern und durchdringen, einschließt, und die Silikonbeschichtung ein Silikonmaterial umfaßt, welches ein Siloxan ist, das -O-Si-O-Gruppen einschließt, und wenn es polymerisiert wird elastomer ist und eine vorbestimmte Oberflächenspannung aufweist, wobei das Silikonmaterial auf die polymere Oberfläche adsorbiert wird und/oder darauf gebunden wird, nach Vorbehandlung der polymeren Oberfläche mit einem Primer oder anderem Material oder Strahlung, um die polymere Oberfläche mit einer chemischen Funktionalität zu versehen, um so ein Pfropfen dazwischen zu bewirken, wobei die Oberflächenspannung der polymeren Oberfläche größer ist als die vorbestimmte Oberflächenspannung des Silikonmaterials.

3. Die Verwendung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das elastomere Silikonmaterial der rißverhindernden Zusammensetzung ein Siloxankondensationsreaktionsprodukt von Reaktanten ist, welche einschließen:

a) eine Silikonkomponente der Formel

wobei n einen Durchschnittswert von größer als 100 hat, und

b) ein Acetoxysilanvernetzungsmittel der Formel

R-Si-(O- -CH&sub3;)p

wobei p gleich 1, 2 oder 3 ist.

4. Die Verwendung gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die rißverhindernde Zusammensetzung ein Lösungsmittel umfaßt, welches die biokompatible polymere Oberfläche nicht nachteilig beeinflußt.

5. Die Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das geformte Substrat eine oder mehrere extrudierte Fasern umfaßt, welche geformt werden, indem sie über einen Dorn gewunden werden.

6. Die Verwendung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Auftragungsschritt eine Verringerung der Gleiteigenschaften der biokompatibien polymeren Oberfläche umfaßt.

7. Die Verwendung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das elastomere Silikonmaterial der rißverhindernden Zusammensetzung ein Siloxan ist, welches vor dem Härten die Formel hat:

wobei jede Gruppe eine organische Komponente ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer oder mehreren Esterkomponenten, Acetoxykomponenten, Acrylkomponenten und Alkoholkomponenten, wobei jede R&sub3;- und R&sub4;- Gruppe eine organische Gruppe ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus aliphatischen Gruppen und substituierten aliphatischen Gruppen mit von einem bis zu ca. 12 Kohlenstoffatomen, und aromatischen Gruppen und substituierten aromatischen Gruppen mit von 6 bis zu ca. 20 Kohlenstoffatomen, und wobei jede R&sub1;-Gruppe und R&sub2;-Gruppe ein organischer Bestandteil, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus R, R&sub3; und R&sub4; ist.

8. Die Verwendung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das elastomere Silikonmaterial der rißverhindernden Zusammensetzung poly(Dimethylsiloxan) ist.

9. Die Verwendung gemäß Anspruch 8, wobei das poly(Dimethylsiloxan) mit Acetoxy-Endgruppen versehen ist.

10. Die Verwendung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die biokompatible polymere Oberfläche ein Polymer ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Polyurethan, einem poly(Fluorosilikonurethan)copolymer, einem Polypropylen, einem Acrylatpolymer und anderen Polymeren mit einer Oberflächenspannung, die größer als ca. 18 Dyn/cm ist.

11. Die Verwendung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das geformte Substrat ein Gefäßtransplantat ist.

12. Die Verwendung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das geformte Substrat ein Nahtmaterial ist.

13. Die Verwendung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das geformte Substrat ein Isolator für eine Schrittmacherleitung ist.