DE60205906T2

DE60205906T2 - Poröses schwammartiges Cellulosematerial zur Behandlung von Verletzungen

Info

Publication number: DE60205906T2
Application number: DE60205906T
Authority: DE
Inventors: Jouko Viljanto; Risto Penttinen; Kurt LÖNNQVIST
Original assignee: Vivoxid Oy
Current assignee: Vivoxid Oy
Priority date: 2001-06-12
Filing date: 2002-06-11
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2022-06-12
Also published as: ES2245737T3; NO20035539D0; DK1401407T3; SK16182003A3; NZ530129A; US20040247650A1; PL366536A1; RU2281088C2; PT1401407E; RU2004100316A; CA2449732A1; CZ200412A3; EP1401407B1; AU2002310785B2; DE60205906D1; EP1401407A1; JP2004533299A; WO2002100383A1; ATE303138T1; HUP0400181A2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein schwammartiges Cellulosematerial zur Behandlung von Verletzungen und/oder Verbrennungen und die Verwendung des genannten Materials, definiert in den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche, die nachstehend dargestellt sind.
Es existiert ein Bedarf an billigem und einfach zu verwendendem Material, das in der Behandlung von Verletzungen und/oder Verbrennungen vor Hauttransplantationen verwendet werden kann. Gewöhnlich benötigen Patienten mit Verletzungen, wie großen Verbrennungen dritten Grades, oder mit großen verwundeten Flächen Hauttransplantate. Jedoch ist es nicht immer möglich, die Hauttransplantation direkt nach der Verletzung aufgrund von unzureichender Zirkulation oder schwerer Kontamination der Wundbasis durchzuführen. Wenn die Fläche des verwundeten Gewebes zu groß ist, kann der Patient nicht genügend Haut für Eigengewebetransplantate übrig haben oder der Patient kann so ernsthaft verletzt sein, dass die Operationen verschoben werden müssen, bis sich der Patient ausreichend erholt hat. Vor der Hauttransplantation muss totes und nicht-vitales Gewebe entfernt werden und verletzte Gewebe müssen temporär abgedeckt werden, um die Flüssigkeits-, Elektrolyt- und Proteinverluste von den verletzten Geweben zu minimieren, um eine adäquate Körpertemperatur aufrecht zu erhalten und die Wundbasisgranulierung und -revaskularisierung des geschädigten Gewebes zu fördern. Verletzungen, wie große offene Wunden und Verbrennungen, sind extrem anfällig gegenüber Infektionen, wenn sie nicht abgedeckt werden.
Die Hüllschichten, die heute verwendet werden, schließen verschiedene künstliche Hautersatzmittel und traditionelle temporäre Hüllschichten, wie Wundverbände, ein. Hautersatzmittel, sogenannte künstliche Häute (artificial skins) oder lebende Hautäquivalente (living skin equivalents), enthalten gewöhnliche Gewebe-basierte oder Gewebe-verwandte Produkte, wie Collagen. Sie können auch lebende Zellen enthalten, wie kultivierte menschliche Fibroblasten, und Proteine, wie Glycosaminoglycan. Der Nachteil dieses Typs von Hautersatzmittel ist ihr Preis, da sie extrem teuer sind: die Kosten für einen Patienten mit schweren 50%igen Verbrennungen können sich bis zu 150–200.000 FIM aufaddieren. Zusätzlich zu den Kosten werden mit ihrer Verwendung bestimmte Zweifel und Gesundheitsrisiken verbunden. Es ist noch nicht bekannt, ob die in den Hautersatzmitteln enthaltenen Proteine als eine Quelle für Prionen-induzierte Krankheiten, z.B. die Kreutzfeld-Jakob-Krankheit, wirken können. Die Matrices auf Polymerbasis können kleine Mengen von Monomeren- oder Polymerisationskatalysator-Rückständen enthalten, die für die Gewebe schädlich oder sogar toxisch sein können. Diese Hautersatzmittel bereiten auch die Wundbasis nicht wirkungsvoll für eine Transplantation vor. Menschliche Haut, die von Leichen stammt, wurde als allogene Hauttransplantate verwendet. Die Leichen wurden auf infektiöse Krankheiten, wie Hepatitis B und C und HIV, getestet, aber insbesondere im Falle von HIV, welches eine relativ lange Inkubationszeit hat, können frische Infektionen die Screening-Tests unbemerkt passieren.
Cellulose-Viskose-Schwamm wurde auch als temporäre Abdeckung für verbrannte Flächen verwendet (Viljanto, J. et Jääskeläinen, A. „Stimulation of Granulation Tissue Growth in Burns", Annales Chirurgiae et Gynaecologiae Fenniae 62 1973). Die Ergebnisse mit Cellulose-Viskose-Schwamm waren vielversprechend, aber, um die Wundbasisgranulierung und -revaskularisierung zu verbessern, war es notwendig, den Schwamm kontinuierlich mit einer Mischung von verschiedenen Aminosäuren und Vitaminen zu befeuchten (Viljanto, J. et Raekallio, J. „Local Hyperalimentation of Open Wounds", The British Journal of Surgery 6: 63, 1976). Das kontinuierliche Befeuchten war schwierig durchzuführen und zufrieden stellend zu kontrollieren. Weiterhin sind Aminosäuren sensibel und ihre Mischung kann nicht länger als ein paar Tage aufbewahrt werden. Dies macht es notwendig, regelmäßig eine frische Aminosäuremischung herzustellen, da die kontinuierliche Befeuchtung des Schwamms erforderlich war. Ganz selbstverständlich vermindert die komplizierte Vorgehensweise, mit der die verbesserten Ergebnissen der Wundbasisgranulierung und -revaskularisierung erhalten wurden, das Interesse, Cellulose-Viskose-Schwamm bei der Behandlung von Verletzungen und/oder Verbrennungen in den folgenden Jahrzehnten zu verwenden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein kosteneffizientes und einfach anzuwendendes schwammartiges Cellulosematerial zur Behandlung von Verletzungen und/oder Verbrennungen bereitzustellen.
Somit ist es die Aufgabe, eine verbesserte Alternative zu den existierenden schwammartigen Cellulosematerialien bereitzustellen.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist die Verwendung von neuen schwammartigen Cellulosematerialien zur Behandlung von Verletzungen, wie Verbrennungen oder akuten chronischen Wunden.
Um die oben genannten Aufgaben zu erfüllen, ist die vorliegende Erfindung durch das gekennzeichnet, was in dem kennzeichnenden Teilen der unabhängigen Patentansprüche, die nachstehend dargestellt sind, definiert ist.
Ein typisches poröses, schwammartiges Cellulosematerial zur Verwendung in der Behandlung von Verletzungen und/oder Verbrennungen umfasst Zink, Kupfer, Selen und/oder Eisen, die an die Materialmatrix gebunden und/oder in die Materialmatrix absorbiert sind, in Mengen, die dazu ausreichend sind, eine Wundbasisgranulierung und -revaskularisierung zu fördern, wobei die Menge an Zink, Kupfer, Selen und Eisen mindestens 0,1 μg/g Trockenmaterial beträgt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es wurde jetzt überraschenderweise herausgefunden, dass durch Einarbeiten von anorganischen Spurenelementen, die für die Wundbasisgranulierung und -revaskularisierung essentiell sind, ähnliche Ergebnisse erhalten werden können, als wenn Cellulose-Viskose-Schwamm, der mit einer komplizierten Aminosäure- und Vitaminmischung befeuchtet ist, verwendet wird. Die vorliegende Erfindung stellt eine einfache und billige Alternative bereit, mit der verbesserte Behandlungsergebnisse von Verletzungen und/oder Verbrennungen erzielt werden können.
Der Ausdruck „schwammartiges Cellulosematerial" bezieht sich, wenn er im Kontext der vorliegenden Erfindung benutzt wird, auf ein Material, das aus Cellulose hergestellt ist und Mikro- und Makroporen in Kontakt miteinander enthält. Das Material hat schwammartige, d.h. schwammige physikalische Charakteristika: es ist weich, leicht, porös, komprimierbar, elastisch und es ist in der Lage, Flüssigkeiten zu absorbieren.
Der Ausdruck „Spurenelemente" bezieht sich, wenn er im Kontext der vorliegenden Erfindung verwendet wird, auf anorganische chemische Elemente und Substanzen, die in Spurenmengen benötigt werden, um die speziellen Funktionen des menschlichen Körpers zu sichern, wie Entwicklung und Gewebewachstum. Solche Elemente sind z.B. Eisen, Kupfer, Zink, Selen, Magnesium und Mangan.
Gemäß der Erfindung sind geeignete Spurenelemente, die die Wundbasisgranulierung und -revaskularisierung fördern, in die Materialmatrix des porösen, schwammigen Cellulosematerials eingearbeitet. Spurenelemente können durch jedes geeignete Verfahren als solches in die Materialmatrix eingearbeitet werden. Sie können z.B. durch Absorption, Adsorption, Imprägnierung bzw. Durchtränkung in das Material eingearbeitet sein oder sie können an die Matrix gebunden sein. Die Elemente können durch verschiedene physikalische oder chemische Verfahren in das Material eingeschlossen sein. Die Spurenelemente können z.B. in die Materialmatrix in dem Herstellungsverfahren des schwammartigen Cellulosematerials abgelagert werden, wobei die Spurenelemente dann einen Teil der Materialstruktur bilden. Da die Materialmatrix als solche aus Cellulose hergestellt ist, ist sie frei von allen chemischen Rückstandsproblemen, die mit Materialien auf Polymerbasis verbunden sind.
Z.B. kann das schwammartige Cellulosematerial gemäß der vorliegenden Erfindung durch Herstellen eines Celluloseschwamms durch ein als solches bekanntes Verfahren hergestellt werden. Das schwammige Cellulosematerial kann wiederholt mit destilliertem Wasser gewaschen werden. Das so erhaltene saubere schwammige Cellulosematerial kann mit einer Lösung gewaschen werden, die die gewünschten Spurenelemente enthält. Während des Waschens werden die Spurenelemente auf der Materialmatrix abgelagert und die Menge der abgelagerten Elemente kann leicht aus den Konzentrationen berechnet werden, die in der Waschflüssigkeit zurückbleiben. Nach der Ablagerung von Spurenelementen kann das schwammartige Cellulosematerial getrocknet werden, in die gewünschte Form geschnitten werden und verpackt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das schwammartige Cellulosematerial mindestens Zink, Kupfer, Selen und/oder Eisen. Das Material kann nur eines dieser Spurenelemente oder zwei oder mehrere zur gleichen Zeit umfassen. Zu sätzlich zu diesen Elementen kann die Matrix auch andere Spurenelemente umfassen, wenn sie als förderlich für die Wundbasisgranulierung und -revaskularisierung erachtet werden. Die Gesamtmenge an Zink, Kupfer, Selen und Eisen beträgt normalerweise mindestens 0,1 μg/g Trockenmaterial. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt die Gesamtmenge von Zink, Kupfer, Selen und Eisen typischerweise mindestens 0,3 μg/g Trockenmaterial, manchmal mindestens 0,5 μg/g Trockenmaterial.
Gemäß anderer Ausführungsformen der Erfindung kann die Zinkkonzentration 2–20 μg/g Trockenmaterial, bevorzugt 7–10 μg/g Trockenmaterial, die Eisenkonzentration 5–28 μg/g Trockenmaterial, bevorzugt 10–14 μg/g Trockenmaterial, die Kupferkonzentration 4–24 μg/g Trockenmaterial, bevorzugt 6,0–10 μg/g Trockenmaterial, und/oder die Selenkonzentration 0,5–3,0 μg/g Trockenmaterial, bevorzugt 0,8–1,2 μg/g Trockenmaterial, betragen. Gemäß der Erfindung können die Konzentrationen von Zink, Kupfer, Selen und Eisen unabhängig voneinander ausgewählt werden und es ist nicht notwendig, sie alle gleichzeitig in der Matrix zu haben.
In einer Ausführungsform der Erfindung beträgt die Kupferkonzentration 9,5–12 μg/g Trockenmaterial und/oder die Selenkonzentration 1,1–1,4 μg/g Trockenmaterial.
Zusätzlich zu den oben genannten Spurenelementen können Celluloseschwämme auch dazu verwendet werden, Calcium und Phosphat lokal an Zellen zu liefern. Dies wird die Zellproliferation und die Synthese von zellulären und/oder extrazellulären Komponenten stark erhöhen. Ein ähnliches Prinzip wurde zweihundert Jahre lang in der Landwirtschaft als Düngemittel verwendet, um das Zellwachstum zu verstärken.
Das Material gemäß der Erfindung fördert wirkungsvoll die Regeneration von Bindegewebe und die Wundbasisgranulierung und es ist einfach zu verwenden und billig im Preis. Das Material braucht nur mit physiologischer Kochsalzlösung oder dergleichen befeuchtet zu werden, bevor es auf verletztes Gewebe gelegt wird. Es ist keine kontinuierliche Infusion mit komplizierten Aminosäurelösungen notwendig, um eine erfolgreiche Wundbasisgranulierung und -revaskularisierung zu erhalten. Die Einfachheit der Verwendung und die Kostengünstigkeit machen das Material gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet, um auch unter schwierigen und unzulänglichen Bedingungen, z.B. in Entwicklungsländern oder Feldhospitälern, verwendet zu werden.
Wenn es bei der Behandlung von Verletzungen verwendet wird, wird das erfindungsgemäße Material in eine geeignete Form geschnitten und auf das gereinigte verletzte Gewebe gelegt. Das schwammartige Cellulosematerial kann den transformierenden Wachstumsfaktor beta 1 (TGF-β1), der ein Inhibitor für das Epithel-Zellwachstum ist, in das Material und an die Material-/Gewebegrenzfläche herbeiziehen. Somit kann das Material wirkungsvoll das Wachstum von Keratinozyten an der Wundbasis inhibieren und eine unerwünschte Keratinisation der Wundbasis verhindern. In ähnlicher Weise kann das Material gemäß der vorliegenden Erfindung das Verschwinden von kleinen Regionen der Haut fördern, wenn solche Regionen an der Wund basis existieren. Die Entfernung von Keratingewebe und die Inhibition der Keratinisation sind wichtig, da sie den Erfolg der folgenden Hauttransplantation verbessern werden.
Wenn es auf die Wundbasis gelegt wird, wird das erfindungsgemäße Material als ein Protein-Adsorptionsmittel und als ein gutes hämostatisches Mittel wirken. Das Material wird eng an der Wundbasis haften und das Wachstum der Kapillaren auch in das Material fördern. Wenn das Material von der Wundbasis entfernt wird, werden die Kapillaren, die in das Material hineingewachsen sind, abgetrennt, was die Wundbasis zum Transplantieren geeignet macht.
Gemäß der Erfindung wird das poröse, schwammartige Cellulosematerial, das Spurenelemente umfasst, bevorzugt bei der Behandlung von Verletzungen, wie tiefe Verbrennungen und verschiedene Typen von akuten oder chronischen Wunden, verwendet. Die Verwendung der Erfindung wird die lokale Verarmung an essentiellen Spurenelementen in dem verletzten Gewebe verhindern und die Verfügbarkeit von z.B. Eisen(II), Kupfer, Zink, Selen, Magnesium und/oder Mangan garantieren, die für eine optimale Wundbasisgranulierung benötigt werden. Diese Spurenelemente werden gewöhnlich durch intravenöse Alimentation bereitgestellt, aber sie können das verletzte Gewebe nur erreichen, wenn es gut vaskularisiert wird. Z.B. bei tiefen Verbrennungen dritten Grades ist das verletzte Gewebe praktisch leblos: die Epidermis ist vollständig zerstört und die Dermis teilweise oder vollständig zerstört und die Vaskularisierung fehlt in dem verletzten Gewebe. In solchen Fällen tritt eine lokale Verarmung an essentiellen Spurenelementen auf, sogar wenn eine Spurenelemente-enthaltende Lösung dem Patienten intravenös gegeben wird. Das Ergebnis ist, dass die regenerative Kapazität des Patienten überschritten ist, was zu schlechter Granulierung und leicht infizierten Oberflächen führt. Diese Verarmung an essentiellen Spurenelementen kann vermieden werden, wenn das Material gemäß der vorliegenden Erfindung bei der Behandlung solcher Verletzungen verwendet wird. Die vorliegende Erfindung erfüllt daher den lange verspürten Bedarf nach einem Material, das wirkungsvoll im Fördern der Wundbasisgranulierung und -revaskularisierung ist und gleichzeitig einfach zu verwenden und kosteneffizient ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann das schwammige Cellulosematerial, das Spurenelemente umfasst, beispielsweise auch als erste Hilfe bei akuten Wunden, Verkehrs- oder Arbeitsunfällen, verwendet werden. Die Möglichkeiten, sich um diese Verletzungen in örtlichen Ambulanzen oder kleineren Hospitälern zu kümmern, sind oft eingeschränkt und die Patienten müssen in größere spezielle Versorgungs- bzw. Pflegeeinheiten transportiert werden. Während des Transports des Patienten wird die offene Oberfläche der verletzten Fläche einfach mit dem erfindungsgemäßen Material abgedeckt, um somit diffuses Bluten, Flüssigkeitsverlust und die Kontamination des verletzten Gewebes zu verhindern.
Das erfindungsgemäße Material kann bei der Behandlung von verletzten Geweben verwendet werden, bei denen nicht nur der epidermale, sondern auch der dermale Teil der Haut teilweise oder vollständig zerstört ist. Solche Verletzungen sind z.B.:

– schwere Verbrennungen,
– akute Wunden, die z.B. durch Arbeits- oder Verkehrsunfälle verursacht wurden,
– chronische Geschwüre, z.B. diabetische Ulcera, Ulcus varicosum und trophische Ulcera,
– Druckgeschwüre und
– chronische Infektionen, z.B. Lepra.

Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist daher die Verwendung eines porösen, schwammartigen Cellulosematerials, das Spurenelemente umfasst, zur Herstellung einer Vorrichtung für die Behandlung von akuten Wunden, Verbrennungen, chronischen Geschwüren oder chronischen Infektionen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann das schwammige Cellulosematerial, das Spurenelemente umfasst, auch bei der Behandlung von infizierten Verletzungen verwendet werden. Es wurde beobachtet, dass das erfindungsgemäße Material, wenn es befeuchtet und auf die offene Oberfläche des verletzten Gewebes gelegt wurde, mononukleäre Phagozyten, wie Monozyten und Makrophagen, an die Grenzfläche zwischen dem Material und dem infizierten Gewebe „herbeiziehen" („attract") wird. Da diese Phagozyten wirkungsvoll Bakterien, exogenes Material und tote Zellen, die die Infektion verursachen, zerstören, kann die Infektion von der Wundbasis entfernt werden, indem das schwammige Cellulosematerial, das Spurenelemente umfasst, so oft wie nötig gewechselt wird, bis die Gewebeoberfläche zum Transplantieren bereit ist.
Das erfindungsgemäße Material kann insbesondere bei der Behandlung von infizierten Gewebehöhlungen verwendet werden, die sonst schwierig zu behandeln sind. Die oral verabreichten Antibiotika erreichen diese Gewebe über den Blutkreislauf oft nicht, wenn die Gewebe schlecht vaskularisiert sind. Das schwammige Cellulosematerial, das Spurenelemente umfasst, kann einfach mit physiologischer Kochsalzlösung oder Ringer-Lösung befeuchtet werden, in die Höhlung gebracht werden und, wenn nötig, gewechselt werden. Wie oben beschrieben, wird das Material die körpereigenen Mechanismen zum Überwinden der Infektion in dem Gewebe unterstützen. Gleichzeitig werden es auch oral verabreichte Antibiotika erreichen, da die Verwendung des Materials die Revaskularisierung des Gewebes verbessert.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein semi-permeabler Film an einer Seite des porösen, schwammigen Cellulosematerials, das Spurenelemente umfasst, befestigt. Bevorzugt kann der Wasserdampf durch den Film hindurch treten, aber er kann Proteine mit einem Molekulargewicht > 5000 in der Matrix zurückhalten. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform wird der semi-permeable Film Proteine, die größer oder von gleicher Größe wie Albumin und Fibrinogen sind, zurückhalten. Wenn der Film an das erfindungsgemäße Material befestigt ist, wird es einfacher zu verwenden sein und, indem die Eigenschaften des befestigten Films, z.B. Porengröße und Filmdicke, kontrolliert werden, können die Flüssigkeitsverluste durch den Film genauer kontrolliert werden. Die Semi-Permeabilität des Films kann sich auch, als eine Wirkung der Temperatur, ändern. Bei höheren Temperaturen ist die Permeabilität des Films bevorzugt niedriger als bei niedrigeren Temperaturen, da die Flüssigkeitsausscheidung aus dem verletzten Gewebe bei erhöhten Temperaturen gewöhnlich erhöht ist. Die Wichtigkeit der Rückhaltung der Feuchtigkeit in dem Material ist insbesondere in den Fällen ausprägt, in denen die Patienten, die mit dem erfindungsgemäßen Material behandelt werden, unter Wärme erzeugenden Lampen bei erhöhten Temperaturen bis zu 27–28°C gehalten werden.
Das poröse und schwammige Cellulosematerial, das Spurenelemente umfasst, kann leicht in verschiedene Formen und Größen geformt werden. Vorrichtungen, wie Tücher, Stücke, Blätter, Scheiben und andere Gegenstände, können leicht für die Behandlung von Verbrennungen, akuten Wunden, chronischen Geschwüren und chronischen Infektionen hergestellt werden. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist es auch möglich, ein gebrauchsfertiges Produkt zu erhalten, indem das sterilisierte, zurecht geschnittene Cellulosematerial, das Spurenelemente umfasst, mit physiologischer Kochsalzlösung befeuchtet wird und in hermetisch verschlossene Verpackungen gepackt wird. Das Material gemäß der vorliegenden Erfindung kann zu Tüchern geformt sein, die in der ersten Hilfe, z.B. am Ort eines Arbeits- oder Verkehrsunfalls, leicht anzuwenden sind.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung ist in den folgenden Zeichnungen, die einige Ausführungsformen der Erfindung zeigen, weiter veranschaulicht.
Die 1a–1c veranschaulichen schematisch ein Stück eines schwammigen Cellulosematerials, das Spurenelemente umfasst, das auf die offene Oberfläche des verletzten Gewebes gelegt wird, und
die 2a–2b zeigen eine rasche und quantitative Bindung des transformierenden Wachstumsfaktors beta 1 (TGF-β1) in die Celluloseschwämme in vitro.
1a zeigt ein Stück 1 des schwammigen Cellulosematerials gemäß der vorliegenden Erfindung, das Spurenelemente umfasst. Das Stück 1 wurde auf die offene, infizierte Oberfläche 9' des verletzten Gewebes 9 gelegt. An dem Stück 1 wurde ein semi-permeabler Film 2 befestigt. Der Film 2 erlaubt die Verdampfung von Wasserdampf aus dem Stück 1. Die Verdampfung von Wasser wurde durch die Pfeile 4 und 4' angedeutet. Typischerweise werden etwa 5 mg H₂O/cm³/h verdampft. Die Phagozyten 5, 5' werden zu der Oberflächenregion der infizierten Oberfläche 9' und auch in das Stück 1 herbeigezogen, wo sie die Bakterien 6, durch Sterne angedeutet, und den Debris 7, durch schwarze Punkte angedeutet, zerstören. Die Blutgefäße 3, 3' erreichen die Oberfläche 9' des verletzten Gewebes 9 nicht.
In 1b sind die Blutgefäße 3, 3' teilweise in Stück 1 des schwammigen Materials hineingewachsen und die Wundbasisgranulierung wurde initiiert. Phagozyten haben Bakterien und Debris zerstört und die Oberfläche 9' des verletzten Gewebes 9 ist nicht mehr infiziert. Wenn das Stück 1 des schwammigen Materials von dem verletzten Gewebe 9 entfernt wird, wird eine saubere Oberfläche 8 von granuliertem Gewebe 10 enthüllt. Es kann beobachtet wer den, dass das granulierte Gewebe 10' auch teilweise in das Stück 1 des schwammigen Materials hineingewachsen ist.
1c zeigt die Situation nach der Hauttransplantation. Ein Spalt Hauteigengewebetransplantat 11 wurde auf die saubere Oberfläche 8 des granulierten Gewebes 10 gelegt. Es kann auch ein ultradünnes Eigengewebetransplantat verwendet werden. Einige Phagozyten-Zellen 12 können in dem granulierten Gewebe 10 gesehen werden. Die Blutgefäße 3, 3' sind bis zu dem Eigengewebetransplantat 11 gewachsen.
Ein Verfahren zur Herstellung des schwammigen Cellulosematerials, das Spurenelemente umfasst, ist in Beispiel 1 beschrieben. Beispiel 2 gibt eine exemplarische Verwendung des schwammigen Cellulosematerials, das Spurenelemente umfasst, gemäß der Erfindung bei der Behandlung von Verbrennungen an. Beispiel 3 zeigt eine schnelle und quantitative Bindung des transformierenden Wachstumsfaktors beta 1 (TGF-β1) in Celluloseschwämmen in vitro. Alle Beispiele sollten als nicht-einschränkend betrachtet werden.
BEISPIEL 1
Herstellung eines schwammigen Cellulosematerials gemäß der Erfindung
Cellulose-Viskose-Lösung, die 5% Cellulose enthielt, wurde gemäß bekannten Verfahren hergestellt. Berechnet auf das Gewicht der Cellulose, wurden 20% Baumwollfasern auf die Länge von 8–10 mm geschnitten und in die Viskoselösung gemischt. Ein Poren bildendes Material, in diesem Fall Glaubersalz (Na₂SO₄·10H₂O) mit einer Partikelgröße < 1,0 mm wurde verwendet. Es wurde das 80-fache des Anfangsgewichts der Cellulose an Glaubersalz zugefügt. Das erhaltene Material wurde in eine Form eingebracht und die Cellulose wurde durch Erhitzen in einem Wasserbad regeneriert. Das schwammige Cellulose-Rohmaterial, das das Wasserbad verließ, wurde mittels heißen Wassers salzfrei gewaschen, mit verdünnter Säure und Bleichlösung behandelt und schließlich wiederholt mit destilliertem Wasser gewaschen. Das saubere schwammige Cellulosematerial wurde dann wiederholt mit einer Lösung gewaschen, die in destilliertem Wasser hergestellt wurde und solche Mengen der gewünschten Spurenelemente enthielt, dass die Zielkonzentration der Spurenelemente des getrockneten Materials erhalten wurde. Spurenelemente können leicht in eine Lösung gelöst werden, wenn die korrespondierenden Chloridverbindungen verwendet werden. Die Menge der abgelagerten Spurenelemente wurde durch Vergleichen der Spurenelemente-Konzentrationen in der Waschlösung vor und nach dem Waschen des schwammigen Cellulosematerials berechnet. Als die Zielkonzentrationen, die auf dem Material abgelagert wurden, erreicht waren, wurde das Material getrocknet, auf die gewünschte Größe geschnitten und verpackt.
BEISPIEL 2
Behandlung von tiefen Verbrennungen unter Verwendung des erfindungsgemäßen Materials
Die verbrannte Fläche der Haut wurde durch Entfernen der nekrotisierten und nicht-vitalen Teile des Gewebes bereinigt. Dieses Debridement wurde sorgfältig scheibenweise so tief durchgeführt, dass minimales Bluten auf dem Gewebe beobachtet wurde. Dies zeigte die Grenze des lebenden Gewebes an. Ein (1) Liter nicht-komprimierten schwammigen Cellulosematerials, das Spurenelemente umfasst, wurde vorsichtig befeuchtet, indem maximal 580–600 ml physiologische Kochsalzlösung (0,9% NaCl) aufgesaugt wurden. Das Material wurde auf die Form und Größe der verbrannten Fläche zugeschnitten. Das befeuchtete Material gemäß der Erfindung wurde auf die ausgeschnittene Oberfläche der verbrannten Fläche gelegt und mit einem Cellophanfilm abgedeckt. Wenn das Gewebe nicht infiziert war, wird das Material einmal nach drei Tagen gewechselt. Wenn das Gewebe infiziert ist, wird das Material zu Beginn der Behandlung jeden Tag gewechselt. Die Wundbasis wird visuell während des Wechsels untersucht und, sobald sich die Infektion vermindert, werden die Wechselintervalle verlängert. Die Gesamtbehandlungszeit für eine ausreichende Wundbasisgranulierung ist normalerweise 5–10 Tage und die Anzahl der Wechsel variiert zwischen 2 und 5. Die Revaskularisierung der verbrannten Fläche wird gewöhnlich innerhalb von fünf Tagen von Beginn der Behandlung an auftreten.
BEISPIEL 3
Aufzeigen einer schnellen und quantitativen Bindung des transformierenden Wachstumsfaktors beta 1 (TGF-β1) in Celluloseschwämme in vitro
Die schnelle und quantitative Bindung des transformierenden Wachstumsfaktors beta 1 (TGF-β1) in das schwammartige Cellulosematerial gemäß der vorliegenden Erfindung in vitro wurde mittels Western-Analyse analysiert. Das Cellulosematerial wurde in Teststücke der Größe 5 × 5 × 5 mm geschnitten. Die Teststücke wurden dann in 20 ng von gereinigtem TGF-β1 in phosphatgepufferter Salzlösung (PBS) inkubiert. Das Lösungsvolumen war das 5fache des Volumens des Teststücks. Die Inkubationszeit war in verschiedenen Tests 10 und 30 Minuten und 1, 2, 4, 6, 22 und 48 Stunden. Nach der Inkubation wurden die Teststücke mit Salzlösung gewaschen und der TGF-β1, der an die Stücke gebunden war, wurde in einen Elektrophoresepuffer extrahiert. Der extrahierte TGF-β1 wurde in einem Polyacrylamidgel laufengelassen und auf eine Hybond-ECL-Nitrocellulosemembran (Amersham Life Sciences, UK) übertragen. Das spezifische Binden eines TGF-β1-Antikörpers (1,5 μg/ml, RDI, UK) wurde mit dem Vectastain ABC-Kit (Vector Laboratories, USA) detektiert und durch ein verstärktes Chemilumineszens(ECL)-Detektionssystem (Amersham, UK) sichtbar gemacht. 2a zeigt die schnelle und quantitative Bindung von TGF-β1 an das schwammartige Cellulosematerial gemäß der Erfindung.
Die schnelle und quantitative Bindung des transformierenden Wachstumsfaktors beta 1 (TGF-β1) in das schwammartige Cellulosematerial gemäß der vorliegenden Erfindung in vitro wurde auch mit einer immunohistologischen Analyse analysiert. Gleiche Schwämme wurden mit oder ohne TGF beta wie zuvor inkubiert. Nach dem Spülen der Abschnitte mit Tris-gepufferter Salzlösung wurden die gebundenen primären Antikörper mit der Avidin-Biotin-Peroxidase-Komplex-Technik (Vectastain ABC kit, Vector Laboratories, Inc., USA) unter Verwendung von Diaminobenzidin als Chromogen sichtbar gemacht. Gewebe wurden mit dem Hämatoxylin-Färbemittel nach Mayer gegengefärbt. Links in 2b ist die Kontrollprobe gezeigt und rechts die Färbung des TGF-β1-behandelten Schwammes. 2b macht die starke Bindung des TGF-β1 an die Struktur des schwammartigen Cellulosematerials gemäß der vorliegenden Erfindung sichtbar.
Es wird anerkannt werden, dass das Wesentliche der vorliegenden Erfindung in der Form einer Vielzahl von Ausführungsformen verkörpert werden kann, von denen nur wenige hier offenbart sind. Es wird offensichtlich für die Fachleute auf dem Gebiet sein, dass andere Ausführungsformen existieren und nicht von dem Sinn der Erfindung abweichen. Somit sind die beschriebenen Ausführungsformen veranschaulichend und sollten nicht als einschränkend gedeutet werden.

Claims

Poröses, schwammartiges, zur Behandlung von Verletzungen und/oder Verbrennungen zu verwendendes Cellulosematerial, wobei das Cellulosematerial Zink, Kupfer, Selen und/oder Eisen, das an die Materialmatrix gebunden und/oder in die Materialmatrix absorbiert ist, in Mengen umfasst, die dazu ausreichend sind, eine Wundbasisgranulierung und -revaskularisierung zu fördern, wobei die Menge an Zink, Kupfer, Selen und Eisen mindestens 0,1 μg/g Trockenmaterial beträgt.
Poröses, schwammartiges Cellulosematerial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Cellulosematerial zusätzlich andere Spurenelemente umfasst.
Poröses, schwammartiges Cellulosematerial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eisenkonzentration 5–28 μg/g Trockenmaterial, vorzugsweise 10–14 μg/g Trockenmaterial beträgt.
Poröses, schwammartiges Cellulosematerial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zinkkonzentration 2–20 μg/g Trockenmaterial, vorzugsweise 7–10 μg/g Trockenmaterial beträgt.
Poröses, schwammartiges Cellulosematerial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupferkonzentration 4–24 μg/g Trockenmaterial, vorzugsweise 6–10 μg/g Trockenmaterial beträgt.
Poröses, schwammartiges Cellulosematerial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Selen konzentration 0,5–3,0 μg/g Trockenmaterial, vorzugsweise 0,8–1,2 μg/g Trockenmaterial beträgt.
Poröses, schwammartiges Cellulosematerial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein semipermeabler Film, durch den Wasserdampf hindurchtreten kann, der jedoch Proteine mit einem Molekulargewicht > 5000 in dem Material zurückhält, an einer Seite des Cellulosematerials befestigt ist.
Verwendung des porösen, schwammartigen Cellulosematerials nach einem der Ansprüche 1–6 zur Herstellung einer Vorrichtung zur Behandlung akuter Wunden.
Verwendung des porösen, schwammartigen Cellulosematerials nach einem der Ansprüche 1–6 zur Herstellung einer Vorrichtung zur Behandlung chronischer Geschwüre.
Verwendung des porösen, schwammartigen Cellulosematerials nach einem der Ansprüche 1–6 zur Herstellung einer Vorrichtung zur Behandlung chronischer Infektionen.
Verwendung des porösen, schwammartigen Cellulosematerials nach einem der Ansprüche 1–6 zur Herstellung einer Vorrichtung zur Behandlung von Verbrennungen.