DE69705303T2

DE69705303T2 - Verbundfasern, solche fasern enthaltende wundverbände und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE69705303T2
Application number: DE69705303T
Authority: DE
Inventors: Paul Hanmer; David Kershaw; M. Mahoney; David Pritchard
Original assignee: Bristol Myers Squibb Co
Current assignee: Convatec Technologies Inc
Priority date: 1996-04-12
Filing date: 1997-04-11
Publication date: 2002-04-25
Anticipated expiration: 2017-04-12
Also published as: DE69705303D1; JP2000508385A; EP0892863A1; WO1997039170A1; CA2250473A1; EP0892863B1; AU2637897A; NZ332112A; DK0892863T3; CA2250473C; ES2157568T3; AU711723B2; US6140257A; ATE202388T1

Description

Die Erfindung betrifft Verbundfasern, insbesondere absorbierende Verbundfasern für die Anwendung bei der Wundbehandlung, Wundverbände, die solche Fasern enthalten und ein Verfahren zu deren Herstellung.
Absorbierende Fasern für die Anwendung bei der Wundbehandlung sind im Fachgebiet weithin bekannt. Zu Beispielen gehören Cellulosefasern, chemisch modifizierte Cellulosefasern, Pektinfasern, Alginatfasern, Chitosanfasern, Hyaluronsäurefasern oder andere Polysaccharidfasern oder Fasern, die aus Gummis abgeleitet werden. Bei der Behandlung von Wunden ist es wünschenswert, Fasern zu verwenden, die aus Pektin oder Carboxymethylcellulose hergestellt werden, jedoch sind die bekannten Verfahren zur Herstellung solcher Fasern komplex und teuer und die erhaltenen Fasern sind nicht immer entwicklungsfähig. Zum Beispiel ist die Herstellung von Carboxymethylcellulosefasern durch chemisches Überführen vorgeformter Cellulosefasern bekannt. Es ist ebenfalls bekannt, dass sowohl Pektinfasern als auch Carboxymethylcellulosefasern schwierig zu spinnen sind.
In GB 2062652 A wurde vorgeschlagen Cellulosefasern, die anionisch modifizierte Polysaccharide umfassen, herzustellen, indem das Polysaccharid zu vorgeformter Viskose gegeben wird. In ähnlicher Weise wird in US 4063558 ein Verfahren zur Herstellung von Celluolosefasern mit darin einheitlich dispergierten Alkalimetallsalzen der Alginsäure beschrieben, wobei eine Lösung von Natriumalginat zu vorgeformter Viskose gegeben wird.
In WO 96/1016 werden Fasern beschrieben, die vorzugsweise von 70 bis 95 Gewichts-% eines Alginats, das zusammen mit 5 bis 30 Gewichts-% mindestens einer wasserlöslichen organischen Polymerspezies (ein anderes als Alginat) versponnen ist.
Wir haben nun gefunden, dass es möglich ist, eine absorbierende Verbundfaser herzustellen, die eine Matrix aus wasserunlöslichem Alginat mit einem darin dispergierten anderen Polysaccharid enthält, wobei die Faser weniger als 50 Gewichts-% des Alginats umfasst und die Faser die Nachteile der Fasern nach Stand der Technik abschwächt.
Demgemäß stellt die Erfindung eine absorbierende Verbundfaser bereit, umfassend eine Matrix aus mindestens 10 und weniger als 50 Gewichts-% wasserunlöslichem Alginat, worin mindestens 40 Gewichts-% eines anderen Polysaccharids dispergiert sind. Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich hierbei alle Prozentangaben auf das Gewicht auf der Grundlage des Fasergewichts.
Ohne an eine Theorie gebunden zu sein wollen, wird angenommen, dass das wasserunlösliche Alginat, als eine Matrix, wirkungsvoll ein molekulares Gerüst für die Faser bereitstellt, das es ermöglicht, dass andere Polysaccharide eingebaut werden können, und eine Faser zur Folge hat, die gesponnen oder auf andere Art und Weise verarbeitet werden kann. Die Verwendung von wasserunlöslichem Alginat für diesen Zweck ermöglicht es, dass die Fasern ohne die Notwendigkeit komplexer und teurer Verfahren und ohne die Notwendigkeit der Verwendung von vorgeformter Cellulose als Ausgangsmaterial hergestellt werden können. Bevorzugte Polysaccharide für die Zugabe zu dem Alginatgerüst sind Carboxymethylcellulose und/oder Pektin.
Da angenommen wird, dass die erfindungsgemäßen Fasern auf das wasserunlösliche Alginat angewiesen sind, um eine Unversehrtheit (Integrität) der Fasern bereitzustellen, ist es in der Tat überraschend, dass es möglich ist, entwicklungsfähige Fasern herzustellen, die zu Produkten verarbeitet werden können, die einen Minderanteil an unlöslichlichem Alginat enthalten. Einer der Vorteile von solchen Fasern liegt darin, dass sie einen Hauptanteil anderer Polysaccharide als Alginat enthalten, die sie im Allgemeinen absorbierender machen als Fasern, die unlösliches Alginat als einen Hauptanteil haben.
Vorzugsweise umfassen die Fasern, zusätzlich zu dem unlöslichen Alginat, von 40% bis 90% eines anderen Polysaccharids, stärker bevorzugt von 60% bis 85% und am meisten bevorzugt von 70% bis 80% eines anderen Polysaccharids, bei dem es sich am meisten bevorzugt um Carboxymethylcellulose oder Pektin oder um ein Gemisch davon handelt. Polysaccharide, die erfindungsgemäß zur Verwendung in Fasern geeignet sind, schließen Carboxymethylcellulose, Carboxyethylcellulose, andere Derivate der Cellulose, Cellulose, Pektin, Hyaluronsäure und Chitosan ein. Das unlösliche Alginat ist vorzugsweise Calciumalginat.
Vorzugsweise umfassen die Fasern von 10 bis weniger als 50 Fasergewichts-% an unlöslichem Alginat, stärker bevorzugt 10 bis 49, stärker bevorzugt 15 bis 40 und am meisten bevorzugt von 20 bis 30 Fasergewichts-% an wasserunlöslichem Alginat. Das unlösliche Alginat ist vorzugsweise Calciumalginat.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der absorbierenden Verbundfaser der Erfindung umfasst eine Matrix aus 20% bis 30% Calciumalginat bezogen auf das Fasergewicht, worin von 55% bis 60% Carboxymethylcellulose und 15% bis 20% Pectin bezogen auf das Fasergewicht dispergiert sind.
Demgemäß stellt eine andere Ausführungsform der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der absorbierenden Verbundfaser bereit, umfassend die folgenden Schritte:
(i) Zugabe von Natriumalginat und eines anderen Polysaccharids zu Wasser unter Bildung einer Spinnlösung;
(ii) Pressen der Spinnlösung durch eine Spinndüse unter Bildung von Fasern;
(iii) Behandlung der erhaltenen Fasern mit einer Ionenquelle, z. B. Calciumionen, um das Alginat in ein wasserunlösliches Alginat (z. B. Calciumalginat) zu überführen und das Alginat mit dem anderen Polysaccharid zu vernetzen;
(iv) Trocknen der Fasern.
Das Verfahren ermöglicht es Verbundfasern herzustellen, die eine große Menge anderer Polysaccharide umfasst, insbesondere Carboxymethylcellulose, Pektin oder beide. Die so hergestellten Fasern können versponnen oder auf andere Art und Weise mechanisch verarbeitet werden. Zusätzlich haben die erhaltenen Fasern eine hohe Reißfestigkeit, verglichen mit Alginat, Carboxymethylcellulose oder Pektin alleine.
Wie hier verwendet, bedeutet die Bezeichnung Faser sowohl relativ kurzes, diskretes, statistisch orientiertes Material (manchmal als Stapelfaser bekannt) und Garne, die daraus hergestellt werden (manchmal als Stapelgarne bekannt), als auch relativ langes, strukturiertes kontinuierliches Filamentgarn. Die Fasern können eine Stapellänge von 5 mm bis 70 mm, in der Regel 20 mm bis 50 mm, vorzugsweise 25 mm bis 40 mm haben.
Die nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellten Fasern können unter Verwendung herkömmlicher Verfahren getrocknet werden, zum Beispiel unter Verwendung von Aceton oder Trocknen mit heißer Luft.
Alginate werden durch eine Vielzahl von Mikroorganismen und Meeresalgen, die als handelsübliche Quellen dienen, hergestellt. Bei den Alginaten handelt es sich um natürliche Materialien, die eine beträchtliche Vielseitigkeit aufweisen, aber dadurch gekennzeichnet sind, dass es sich um Blockcopolymere handelt, wobei die einzelnen Monosaccharideinheiten in Gruppen angeordnet sind, wie in Blöcken aus Mannuron (M)- und Guluron (G)-Resten. Zusätzlich zu den sich wiederholenden Blöcken kann jede Polymerkette einen Anteil von abwechselnden M- und G-Monosaccharideinheiten enthalten. Das Alginat kann aus jeder leicht handhabbaren Quelle, zum Beispiel L. Hyperborea oder Ascophyllum Nodosum oder denjenigen erhalten werden, die in EP-A-0721355 an Bristol-Myers Squibb Company beschrieben und besonders bevorzugt sind.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden absorbierende Verbundfasern bei der Herstellung von Wundverbänden verwendet. Demgemäß stellt die Erfindung einen Wundverband bereit, umfassend eine absorbierende Verbundfaser, die eine Matrix aus zwischen mindestens 10% und weniger als 50% wasserunlösliches Alginat umfasst, worin mindestens 40% eines anderen Polysaccharids dispergiert sind.
Die Wundverbände können in der Form von Tupfern, Wundkissen, Wattestreifen, Schwämmen, Netzen und Bandagen vorliegen und können als Primär- oder Sekundärverbände insbesondere bei der Behandlung von Unterschenkelgeschwüren verwendet werden. Die erfindungsgemäßen Wundverbände können durch die verbesserte Unversehrtheit (Integrität) im Vergleich zu denen aus Alginat, Pektin oder Carboxymethylcellulose allein hergestellten Verbänden einen Vorteil haben.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein Wundverband bereitgestellt, umfassend eine Mischung aus diskreten Textilfasern und diskreten absorbierenden Verbundfasern, wobei die absorbierenden Verbundfasern eine Matrix aus mindestens 10% wasserunlöslichem Alginat umfasst, worin mindestens 40% eines anderen Polysaccharids dispergiert sind. Ein solcher Verband hat den Vorteil, dass er nicht an dem Wundgewebe haftet und relativ preiswert ist, und den zusätzlichen Vorteil, das er länger als herkömmliche Baumwollgaze auf der Wunde verbleiben kann. Die erfindungsgemäßen absorbierenden Verbundfasern, die in dem Wundverband enthalten sind, werden bei der Aufnahme des Wundexsudats feucht und glitschig oder gallertartig. Dies verringert die Tendenz der Textilfasern an der Wunde zu kleben.
Im Allgemeinen absorbieren Textilfasern Flüssigkeiten durch Kapillarwirkung und sind nicht hygroskopisch. Das bedeutet, dass deren Absorptionsvermögen, wie es durch den Absorptionstest über freies Aufquellen bestimmt wird, so gering wie weniger als 1 Gramm Flüssigkeit pro Gramm Faser ist. Geeignete Textilfasern können in Abhängigkeit von der Endanwendung des Verbands und dem Herstellungsverfahren natürlich oder synthetisch sein. Geeignete Textilfasern sind zum Beispiel in PCT/GB95/00114 beschrieben. Zum Beispiel ist in Fällen, in denen der Verband aus einem nicht gewebten Gemisch diskreter Fasern hergestellt wird, die Textilfaser vorzugsweise eine, die bei relativ niedrigen Temperaturen verschmolzen wird, zum Beispiel Polypropylen. Der Gesamtverband kann durch Erhitzen verschmolzen werden, um einen Verband mit ausreichender Zugfestigkeit zu erhalten, so dass er sogar dann intakt von der Wunde entfernt werden kann, wenn er mit Exsudat gesättigt ist. Dies vermeidet die Notwendigkeit einer sorgfältigen Entfernung von Teilen eines Verbandes aus der Wunde, der beim Aufnehmen des Exsudats seine Unversehrtheit (Integrität) verloren hat.
In den Fällen, in denen der Verband aus einem gewebten Gemisch diskreter Fasern hergestellt wird, kann es sich bei der Textilfaser um Polyester, Polypropylen oder Polyamid oder um jedes andere geeignete Trägergarn handeln. Wir haben überraschenderweise gefunden, dass es möglich ist, erfindungsgemäße Fasern in einem Wirkverfahren zu wirken, wobei es für das Textilgarn vorzuziehen ist, Stütz- oder Kettenstiche (pillar or chain stiches) des Gewirkes (der Kette) zu bilden und es für die Verbundfaser vorzuziehen ist, das Einleggarn (in-laid yarn) zu bilden oder darin eingebaut zu sein. Eine besonders geeignete Wirkart dieses Typs ist eine Raschel-Wirkart, wie sie in Textile Science von Kathryn Hatch, West Publishing Company 1993 beschrieben wird. Wenn Verbundfasern sowohl in die Stütze als auch in das Einleggarn eingeschlossen sind, neigt das Stützgarn dazu zu brechen und Fasern abzustoßen. Wenn Verbundfasern nur in das Einleggarn eingeschlossen sind, wird diese Tendenz überwunden, es können ziemlich hohe Maschinenwirkgeschwindigkeiten erzielt werden und es wird ein Verband in einer besseren Unversehrtheit (Integrität) hergestellt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform stellt die Erfindung einen Wundverband bereit, wie er in den Ansprüchen 11 bis 14 beansprucht wird, wobei der Verband in Form einer Kettenwirkware vorliegt, umfassend ein Stützgarn und ein Einleggarn, wobei das Stützgarn im wesentlichen keine Verbundfasern enthält.
Verschiedene fakultative Bestandteile können in der Endzusammensetzung der Fasern enthalten sein, wie Konservierungsstoffe und kleine Mengen an pharmakologisch wirksamen Bestandteilen. Zum Beispiel können ein Antibiotikum oder antimikrobielles Mittel, wie S- Metronidazol, Silbersulfadiazin, Neomycin oder Penicillin und ein antiseptisches Mittel, wie Povidoniod, Iod, und ein antientzündliches Mittel, wie Hydrocortison oder Triamcinolonacetonid, oder ein Hautschutzmittel, wie Zinkoxid, eingeschlossen sein.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele veranschaulicht:

Beispiel 1

Erfindungsgemäße Fasern in Form eines Endlosgarns wurden wie folgt hergestellt:
800 ml einer 6%igen (w/w) Spinnlösung wurden hergestellt, indem 28 g Carboxymethylcellulose (ex Hercules), 12 g Alginat (ex Kelco) und 8 g Pektin (ex Aldrich Ltd.) zu 752 g entionisiertem Wasser gegeben wurden. Das Gemisch wurde mit einem Hochgeschwindigkeitsrührer gemischt bis sich die Bestandteile gelöst hatten und die Spinlösung wurde über Nacht zum Entgasen stehengelassen.
Die entgaste Spinlösung wurden dann in einen Druckkessel gegossen, der mit einem Spinlösungspump-/-filtriersystem einer Spinneinrichtung verbunden war. Der Druckkessel wurde mit Kompressionsluft auf 2 bis 3 Atmosphären unter Druck gesetzt und die Pumpe, Filter mit einer Porengröße von 60 um und Verbindungsröhren wurden gereinigt, um alle Luftbläschen zu entfernen. Eine 400er Strahlspinnerdüse, zuvor 20 Minuten mit Ultraschall gereinigt, wurde mit der Einrichtung verbunden und die Einrichtung wurde in Gang gesetzt. Am Ausgang der Spinnerdüse wurde die Spinnlösung in ein Spinnbad mit einer Länge von 2 m, das 30 l einer Calciumchloridlösung mit einer Konzentration von 0,4 mol/dm³ enthielt, eingebracht. Die so hergestellten Fasern wurden über drei Rollensets einer ersten Galette gefädelt und dann über die Rollen einer zweiten Galette. Auf die Fasern wurde in einer Geschwindigkeit, die ausreichend war, um das erhaltene Garn zu benetzen, Propan-2-ol getropft. Das Garn wurde dann durch zwei Bäder geführt, das erste enthielt 41 Propan-2-ol und das zweite 2,5 l Propan-2-ol. Das Propan-2- ol wurde zum Trocknen des Garns bei einer Konzentration gehalten. Das Garn wurde dann durch ein Set von Quetschrollen geführt, um eine Zugkraft auf das Garn anzuwenden. Das Garn wurde dann auf Konusse gewickelt. Die Spinnlösung wurde mit 6 ml pro Minute dem System zugeführt und es wurde ein Geschwindigkeitsdifferenzial zwischen der ersten und der zweiten Galette beibehalten, was zu einer Streckung von 60% führte. Das erhaltene Garn hatte ein Denier von 300 bis 400.

Beispiel 2

Es wurde ein erfindungsgemäßer gewirkter Wundverband hergestellt, umfassend das Garn aus Beispiel 1 und ein gekräuseltes Polyestergarn. Der Verband wurde auf einer Crochetwirkmaschine (Modell STP7 ex KOHLER) gewirkt, wobei jede von ihren Nadeln eine Kette von ineinandergreifenden Schlingen (Stütz- oder Kettenstiche) hervorbrachte. Diese bilden die Kettfäden des Verbands. Die Kettfäden werden von Schussfäden zusammengehalten. 45 Kettfadenheftungen wurden aus gekräuseltem Polyestergarn von 150 Denier gewirkt. Diese wurden von 44 Fäden des Garns aus Beispiel 1 (Einleggarn) zusammengehalten, um den Verband zu erzeugen.

Beispiel 3

Ein erfindungsgemäßer nichtgewebter Wundverband wurde hergestellt, indem 200 g auf eine Länge von 5 cm geschnittene absorbierenden Verbundfasern aus Beispiel 1 und 200 g auf eine Länge von 5 cm geschnittene Polypropylenstapelfasern in einem "rag roller" gemischt wurden, um die Fasern zufällig zu mischen. Das Fasergemisch wurde dann gekrempelt und zu einem Gewebe mit einem Grundgewicht von 100 g/m² quer übereinander geschlagen. Das Gewebe wurde dann durch erhitzte Kalanderwalzen bei 65ºC und unter Druck geführt. Das erhaltene Produkt wurde dann in diskrete quadratische Verbände von 10 cm mal 10 cm geschnitten.

Beispiel 4

Ein Stapelgarn aus erfindungsgemäßen Verbundfasern wurde auf folgendem Weg hergestellt. Ein Gemisch aus Verbundfaser (20 kg) und Polypropylen (20 kg) (alle 3 Denier) wurde auf eine Stapellänge von 40 mm geschnitten und in einer herkömmlichen Kurzstapelschwingmaschine, einer Truteschler Opening-Fertigungstraße, in eine Wickelwatte von etwa 100 g/m² überführt. Die Fertigungsstraße umfasst einen Zufuhrtisch, einen Grobfaseröffner, einer Maßeintragsvorrichtung, einen Feinöffner und einen Wattebildner.
Die einmal erzeugte Watte (lap) wurde in eine Krempelmaschine vom Kammtyp, eine Thibeau CA6 mit einem Wiegeplattefülltrichter, einem Faseröffnungsbereich und einem Hauptkrempelzylinder, gebracht. Das erzeugte Fasergewebe wurde in die Form eines Faserbandes mit einem Durchschnittsgewicht von 5 Gramm pro Meter Länge kondensiert.
Die Faserhänder wurden dann in einer herkömmlichen Kurzstapelstreckmaschine, einer Platts Globe Draw Frame, in der die Rollen mit Differenzialoberflächengeschwindigkeiten arbeiteten, verfeinert, um den Mehrfacheintrag von Faserbändern (6-8) in ein einheitliches Einfachfaserband mit einer einheitlichen Dicke (etwas 3 g pro Meter Länge) zu dämpfen.
Das gestreckte Faserband wurde in einer Vorspinnmaschine in ein Vorspinngarn überführt, was das Band weiter verfeinerte. Es wurde ein Twist eingelegt, um dem Strang Kohäsion zu geben. Das Vorspinngarn wurde dann in einer Ringspinnmaschine gesponnnen, in der eine weitere Verstreckung stattfand, und es wurde eine Twist eingelegt, um das Zielgarn zu erzeugen.

Claims

1. Absorbierende Verbundfaser, umfassend eine Matrix aus mindestens 10 bis weniger als 50 Gew.-% wasserunlöslichem Alginat, worin mindestens 40 Gew.-% eines anderen Polysaccharids dispergiert sind.

2. Absorbierende Verbundfaser nach Anspruch 1, wobei das wasserunlösliche Alginat Calciumalginat ist.

3. Absorbierende Verbundfaser nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das andere Polysaccharid ausgewählt ist aus Carboxymethylcellulose, Carboxyethylcellulose, anderen Derivaten von Cellulose, Cellulose, Pektin, Hyaluronsäure und Chitosan.

4. Absorbierende Verbundfaser nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Fasern 40 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 60 bis 85 Gew.-%, eines anderen Polysaccharids umfassen.

5. Absorbierende Verbundfaser nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Fasern 70 bis 80 Gew.-% eines anderen Polysaccharids umfassen.

6. Absorbierende Verbundfaser nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei das andere Polysaccharid Carboxymethylcellulose oder Pektin oder eine Mischung davon ist.

7. Absorbierende Verbundfaser nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Fasern 10 bis 49 Gew.-%, vorzugsweise 30% bis 40%, der Calciumalginat-Faser umfassen.

8. Absorbierende Verbundfaser nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Fasern 20 bis 30 Gew.-% der Calciumalginat-Faser umfassen.

9. Verfahren zur Herstellung einer absorbierenden Verbundfaser nach Anspruch 1, umfassend die folgenden Schritte:

(i) Zugabe von Natriumalginat und eines anderen Polysaccharids zu Wasser unter Bildung einer Spinnlösung;

(ii) Pressen der Spinnlösung durch eine Spinndüse unter Bildung von Fasern;

(iii) Behandelnder resultierenden Fasern mit einer Ionenquelle, um das Alginat in wasserunlösliches Alginat umzuwandeln und das Alginat mit dem anderen Polysaccharid zu vernetzen;

(iv) Trocknen der Fasern.

10. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Ionenquelle in Schritt (iii) Calciumionen sind.

11. Wundverband, umfassend eine absorbierende Verbundfaser, welche eine Matrix aus 10% bis weniger als 50% wasserunlöslichem Alginat umfaßt, worin mindestens 40% eines anderen Polysaccharids dispergiert sind.

12. Wundverband, umfassend eine Mischung von diskreten Textilfasern und diskreten absorbierenden Verbundfasern, wobei die absorbierenden Verbundfasern eine Matrix aus 10% bis weniger als 50% wasserunlöslichem Alginat umfassen, worin mindestens 40% eines anderen Polysaccharids dispergiert sind.

13. Wundverband nach Anspruch 12, umfassend 50 bis 95 Gew.-% Textilfasern und 5 bis 50 Gew.-% absorbierende Verbundfasern.

14. Wundverband nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, umfassend 75 bis 90 Gew.-% Textilfasern und 10 bis 25 Gew.-% absorbierende Verbundfasern.

15. Wundverband nach den Ansprüchen 11 bis 14, wobei die Fasern in Form eines Gewebes vorliegen.

16. Wundverband nach den Ansprüchen 11 bis 15, wobei die Fasern in Form eines Krempelvlieses vorliegen.

17. Verwendung eines Wundverbands nach den Ansprüchen 11 bis 16 zur Behandlung einer Wunde durch direktes Kontaktieren des Verbandes mit der Wunde.

18. Wundverband nach den Ansprüchen 12 bis 15, wobei der Verband in Form eines Trägergarn und Einleggarn umfassenden Gewirks vorliegt, wobei das Trägergarn im wesentlichen frei von Verbundfasern ist.

19. Wundverband nach Anspruch 18, wobei das Gewebe eine Kettenwirkware ist.