DE60126142T2

DE60126142T2 - Bioabsorbierbare wundauflage

Info

Publication number: DE60126142T2
Application number: DE60126142T
Authority: DE
Inventors: L. Sharon Canton GREENE; A. Archel San Diego AMBROSIO; M. Rosann Cumming MATTHEWS KAYLOR; A. Dave Neenah SOERENS
Original assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Priority date: 2000-12-29
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2007-05-10
Anticipated expiration: 2021-12-22
Also published as: DE60126142D1; KR20080006647A; KR20040005867A; KR100860896B1; EP1345635A1; MXPA03005896A; WO2002072163A1; US20020111576A1; CA2429961A1; EP1345635B1; US7041868B2; KR100871188B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
(1) Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Wundverbände und insbesondere auf Mehrschichten-Wundverbände, die ein Element aufweisen, das biologisch absorbierbar (bioabsorbierbar) ist.
(2) Beschreibung des verwandten Standes der Technik
Die Versorgung und Behandlung von äußeren Wunden und von inneren Verletzungen, die Folgen von chirurgischen Eingriffen sind, sind Bereiche intensiver Forschung und eines kommerziellen Interesses und Bereiche, in denen jüngste Verbesserungen die Lebensqualität von Patienten signifikant verbessert haben.
Chronische Wunden bleiben eine der schwierigsten und kostspieligsten chronischen Erkrankungen, die behandelt werden müssen. Diese Arten von Wunden haben auch einen heimtückischen Einfluss auf das Leben der Menschen, die darunter leiden. Die häufigsten Klagen von an das Haus gefesselten Patienten betreffen ihre begrenzte Mobilität und das Gefühl, isoliert zu sein (vgl. beispielsweise J. A. Neil et al., „Ostomy/Wound Management", 46: 28–38 (2000)). Viele dieser Patienten ziehen sich von dem Leben zurück und einige haben das Gefühl, dass sie nur noch dahinvegetieren. Daher sind zusätzlich zu den finanziellen Bürden, die solche Patienten und das Ge sundheitssystem belasten, chronischen Wunden auch mit hohen psychosozialen Kosten verbunden.
Die derzeitige Praxis der Behandlung von chronischen Wunden umfasst in der Regel das Debridement, an das sich ein Abdecken der Wunde mit typischen feuchten Verbänden, wie z.B. Hydrokolloiden, Hydrogelen, Alginaten und dgl., anschließt. Einige dieser Typen von Verbänden sind beispielsweise in dem US-Patent Nr. 4 570 629 beschrieben, in dem eine Hydrogel-Membran, die aus biologisch abbaubaren Copolyelektrolyten hergestellt ist, beschrieben ist. Andere derartige Formulierungen sind beschrieben in den US-Patenten Nr. 4 973 466, 5 604 200, 5 679 371 und 6 039 940. In dem US-Patent Nr. 5 674 523 wird eine Hydrogelschicht mit einer dampfdurchlässigen Bakterien-Sperrschicht kombiniert.
Die Verwendung von Kollagen in Wundverbänden ist das Hauptthema vieler Arbeiten. Diese Verbände wurden bisher hergestellt als komprimierter Schaum (US-Patent Nr. 3 800 792), als ein Zwei-Schichten-Verband aus einem vernetzten Verbundmaterial aus Kollagen und einem Mucopolysaccharid, der mit einer die Feuchtigkeit durchlässigen Kontrollmembran abgedeckt ist (US-Patent Nr. 4 060 081), und als ein Verband aus Kollagen in Kombination mit einem resorbierbaren Biopolymer, wie z.B. Fibrinogen (US-Patent Nr. 4 407 787). Andere Verbände auf Kollagen-Basis sind in den US-Patenten Nr. 4 703 108, 4 759 354, 4 834 734, 4 837 285, 4 841 962, 4 970 298, 5 116 824, 5 536 656, 5 579 570, 5 733 337 und 5 863 984 beschrieben.
In dem US-Patent Nr. 4 947 840 ist die Verwendung von Kollagen sowie von synthetischen Polymeren, wie z.B. Polylactiden oder Polyglycolsäuren, für die Herstellung von biologisch abbaubaren Matrizen für die Regeneration von Geweben beschrieben. Dabei hat sich gezeigt, dass bestimmte Faktoren, wie z.B. die Porengröße des der Matrize und der Porenvolumenanteil, die Rate bzw. Geschwindigkeit der Wundkontraktion – insbesondere bei ein Implantat enthaltenden Wunden – steuern (kontrollieren). In dem US-Patent Nr. 5 856 367 ist ein Verfahren zur Herstellung von biokompatiblen porösen Matrices beschrieben, die eine bioabsorbierbare Matrix (zur Herstellung der Matrix wird Kollagen verwendet) enthalten, wobei ein Volumenorientierungs-Hilfsmittel verwendet wird, um eine Porenbildung zu erzielen.
Verbände und Zusammensetzungen, die Arzneimittel abgebende Merkmale aufweisen, sind beispielsweise beschrieben in dem US-Patent Nr. 4 178 361, in dem eine pharmazeutische Zusammensetzung mit anhaltender Arzneimittelgabe (mit Depot-Wirkung) in einer Hydrogel-bildenden Matrix beschrieben ist. In dem US-Patent Nr. 4 683 142 ist ein Mehrschichten-Lagenmaterial beschrieben, das besteht aus einer Glycoprotein-Matrix, die Substanzen enthält, die eine Blutgerinnung hervorrufen, und in dem US-Patent Nr. 5 593 395 ist ein Mehrschichten-Verband beschrieben, der eine daran haftende Freisetzungs-Folie aufweist, die ein topisches Arzneimittel oder Medikament enthält.
Die Verwendung von bioabsorbierbaren synthetischen Materialien in Wundverbänden ist in verschiedenen Publikationen beschrieben, beispielsweise die Verwendung eines Gewebes oder eines Schwammes aus Polyglycolsäure (US-Patent Nr. 3 875 937) oder aus Polyglycolsäure, auf die ein dampfdurchlässiger Film aufgebracht worden ist (US-Patent Nr. 3 903 882). Die Verwendung eines enzymatisch abbaubaren Materials, wie Poly-(N-acetyl-D-glucosamin) für Nahtmaterialien, absorbierbare Gewebe, Gaze, Knochenschienen und dgl., ist in dem US-Patent Nr. 4 074 336 beschrieben. In dem US-Patent Nr. 5 955 578 ist eine Matrix beschrieben, die Bindungs-Peptide von weniger als 30 Aminosäuren enthält, die mit einem biologisch abbaubaren Polymer, wie z.B. Hyaluronsäure, konjugiert sind.
Über die Verwendung von vorteilhaften Überzügen auf Verbandmaterialien wurde ebenfalls bereits berichtet. So ist beispielsweise in dem US-Patent Nr. 4 265 233 ein Verfahren zum Fixieren des Blutgerinnungsfaktors XIII an einem Verbandmaterial beschrieben, um die Wundheilung zu unterstützen.
Fortgeschrittenere Formen der Behandlung, wie z.B. die Verwendung von Wachstumsfaktor-Gelen und Produkten vom künstlichen Haut-Typ, wurden vor kurzem mit einem gewissen Erfolg eingeführt. Obgleich einige der Produkte signifikant bessere Ergebnisse lieferten als die typischen Verbände, können diese sehr kostspielig sein und dennoch zu keiner Heilung bei einer signifikanten Anzahl von Wunden führen (vgl. z.B. "Reuters Medical News", 15. June, 2000, in www.upmc.com/reuters/prof/2000/06/06.15/20000615clin004.html und H. Brem et al. in "Arch. Surg." 135: 627–634 (2000).
In einem synthetisch hergestellten Gewebeprodukt werden Zellen, wie z.B. Fibroblast-Zellen, verwendet, die auf einem Rinderkollagen-Gerüst gezüchtet werden, das die Dermis der Haut simuliert. Auf der Oberseite der Hautschicht werden Keratinozyten gezüchtet, welche die Epidermis-Schicht bilden. Diese Verfahren werden in einer in vitro-Umgebung durchgeführt. Die Komplexität des Herstellungsverfahrens und die Ausgangsmaterialien, die dafür erforderlich sind, haben zur Folge, dass das Produkt verhältnismäßig kostspielig ist und, da es lebende Zellen enthält, eine spezielle Verpackung erfordert und eine verhältnismäßig begrenzte Lagerfähigkeit besitzt (vgl. z.B. N. Parenteau, "Sci: American", 280(4): 83–84 (1999)). Ein anderer lebender Hautersatz besteht aus einem lebenden Stroma-Gewebe, beispielsweise Fibroblasten, die auf einem dreidimensionalen Grundgerüst mit einer vorübergehenden Abdeckung gezüchtet werden (US-Patent Nr. 5 460 939). Die Verwendung eines extrazellulären Matrix-Materials, das von einer Zellkultur von Stroma-Zellen abgeschieden wird, die auf einer Trägermatrix gezüchtet werden, ist in dem US-Patent Nr. 5 830 708 beschrieben.
Ein anderes Verfahren zur Hautregenerierung umfasst die Abdeckung der Wunde mit einer Kollagen-Glycosaminoglycan-Matrix, welche die Infiltration der Matrix durch Mesenchym-Zellen und Blutgefäße erlaubt und bei dem eine kultivierte Epithel-Eigenimplantat-Folie, die aus Epidermis-Zellen besteht, die dem gleichen Patienten an einer wundfreien Stelle der Körperoberfläche des Patienten entnommen worden sind, verwendet wird (US-Patent Nr. 5 489 304).
Obgleich Behandlungsverfahren, die eine künstliche Haut ergeben, die lebende Zellen enthält oder aus einer Zellkultur hergestellt wird, häufig wirksam sind und sehr vielversprechend bleiben, kann ihre Verwendung auch zeitraubend und teuer sein.
Darüber hinaus sind einige dieser Methoden und Produkte begrenzt nur auf die Anwendung bei Patienten, aus denen die Zellen gewonnen wurden. Daher wären Verfahren zur Wundbehandlung, die verhältnismäßig billig sind, leicht anzuwenden sind und schnell bei beliebigen Patienten angewendet werden können, nachdem die Wunde aufgetreten ist, sehr erwünscht.
Mehrere neue Verbände haben sich als vielversprechend erwiesen bei der Unterstützung der Beseitigung einiger dieser Defekte. So ist beispielsweise in EP 0 099 758 A2 ein zusammengesetzter Mehrschichten-Wundverband mit einer semipermeablen Membran, mit einer permeablen Trägermembran und einer biologisch abbaubaren Gewebezwischenschicht beschrieben. Ähnlich ist ein Verband, wie er in EP 0 227 955 A2 beschrieben ist. In keinem Patent findet sich jedoch ein Hinweis darauf, dass die biologisch abbaubare Gewebezwischenschicht auch als Gerüst für das Zellenwachstum dient.
In dem kanadischen Patent Nr. 2 109 672 ist ein Mehrschichten-Wundverband beschrieben, der eine Wundkontaktschicht aus einem biokompatiblen Material, eine Molekularfiltrations-Membran mit einer maximalen Porengröße von etwa 0,5 μm (Mikron) und eine absorptionsfähige Schicht auf der Oberseite der Molekularfiltrations-Membran aufweist. Bei der Verwendung sorgt die Membran dafür, dass Biopolymere und Wundheilungsfaktoren an der Oberfläche der Wunde verbleiben, während Bakterien ausgeschlossen werden und ein schneller Austritt von Wundexsudat in die absorptionsfähige Schicht möglich ist. Die Wundkontaktschicht besteht in der Regel aus einem biologisch absorbierbaren Material, das beim Kontakt mit dem Wundexsudat ein bioasorbierbares Gel bildet. Wie bei den weiter oben beschriebenen Verbänden dient jedoch die Wundkontaktschicht dieses Verbandes offensichtlich nicht als Gerüst für das Zellenwachstum.
In WO 97/46 265 ist ein Mehrschichten-Wundverband beschrieben, der einen für Flüssigkeit durchlässigen und biologisch resorbierbaren unteren Abschnitt aufweist, der benachbart zu der Wunde angeordnet ist und die Heilung der Wunde fördert. Das biologisch resorbierbare Material kann aus biologisch abbaubaren Estern, wie z.B. Poly(3-hydroxybutyrat), bestehen. Die Verwendung eines Protein-freien, biologisch resorbierbaren Polymers ist, wie angegeben wird, vorteilhaft, weil dieses die Heilung stimuliert durch Stimulierung von Makrophagen und aufgrund seiner Funktion als Gerüst für das Zellenwachstum. Darin ist auch angegeben, dass das Polymer die Gefäßbildung und den Mikrokreislauf stimuliert. Der Verband umfasst einen oberen Abschnitt, der für Dampf durchlässig ist und für Bakterien undurchlässig ist. Ein dazwischen liegender Abschnitt, beispielsweise aus Cellulosefasern, Polyacrylsäuren oder vorzugsweise ein Kolloid, kann ebenfalls zugegeben werden, um als absorptionsfähige Schicht zu dienen. Es gibt keinen Hinweis darauf, dass dieser Abschnitt gegen das Anhaften oder Eindringen von wachsenden Zellen des Heilungsgewebes beständig ist und dass erwartet werden könnte, dass die großen Poren einer Cellulosefaser-Struktur zu einem solchen Eindringen einladen würden. Deshalb muss dann, wenn der Verband für eine längere Zeitspanne an Ort und Stelle angeordnet war, entweder die Zwischenschicht an Ort und Stelle gehalten werden oder es ist eine gewisse Schädigung einiger Zellen oder eines Gewebes, das in die Zwischenschicht eingedrungen ist, zu erwarten.
Trotz dieser Vorteile besteht weiterhin ein Bedarf für einen Verband, der die Wundheilung beschleunigt, Verletzungen bzw. Schädigungen und Störungen der Heilung als Folge der Abnahme oder des Austausches des Verbandes vermeidet, der die Handhabung von Wundexsudat ermöglicht, der für längere Zeiträume gelagert werden und bei jedem beliebigen Patienten leicht verwendet werden kann.
Die Befriedigung dieser Bedürfnisse ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft, kurz zusammengefasst, einen neuen Wundverband, der umfasst eine benachbart zu der Wunde angeordnete erste Schicht und die ein Material umfasst, das biologisch absorbierbar (bioabsorbierbar), porös und geeignet ist, als Gerüst für die Zellenanhaftung und die Zellenproliferation zu dienen; und der eine zweite Schicht aufweist, die mit der ersten Schicht in Kontakt steht und ein absorptionsfähiges gelbildendes Material umfasst, das dafür geeignet ist, als Sperrschicht (Barriere) gegenüber der Zellenadhäsion und Zellenpenetration zu dienen.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung sei darauf hingewiesen, dass sie ein Verfahren zum Behandeln einer Wunde umfasst, das umfasst das Aufbringen eines Wundverbands auf die Wunde, der aufweist eine benachbart zu der Wunde angeordnete erste Schicht, die ein Material umfasst, das bioabsorbierbar, porös und geeignet ist, als Gerüst für die Zellenanhaftung und die Zellenproliferation zu dienen, und der eine zweite Schicht aufweist, die mit der ersten Schicht in Kontakt steht und ein absorptionsfähiges gelbildendes Material umfasst, das dazu geeignet ist, als Sperrschicht für eine Zellenadhäsion und Zellenpenetration zu dienen.
Unter den zahlreichen Vorteilen, die durch die vorliegende Erfindung erzielt werden, können daher genannt werden die Bereitstellung eines Verbandes, der die Wundheilung beschleunigt, die Bereitstellung eines Verbandes, der Verletzungen bzw. Schädigungen und Störungen der Heilung als Folge der Entfernung oder des Austausches des Verbandes vermeidet, die Bereitstellung eines Verbandes, der eine Behandlung von Wundexsudat ermöglicht, und die Bereitstellung eines Verbandes, der über längere Zeiträume hinweg gelagert und bei jedem beliebigen Patienten leicht verwendet werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 erläutert eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Verbandes, der eine bioabsorbierbare und poröse erste Schicht aufweist, die geeignet ist, als Gerüst für die Zellenanhaftung und die Zellenproliferation zu dienen und die benachbart zu einem Wundbett angeordnet ist, und der eine absorptionsfähige gelbildende zweite Schicht aus einem Material aufweist, die geeignet ist, als Sperrschicht (Barriere) gegenüber der Zellenanhaftung und Zellenpenetration zu dienen;
2 erläutert eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Verbandes, der ein bioabsorbierbares Gerüstmaterial aufweist, das benachbart zu einem Wundbett angeordnet ist und der außerdem eine Schicht aus einem absorptionsfähigen Sperrschichtmaterial und danach eine Schicht aus einem atmungsaktiven wasserabweisenden Film aufweist, der auf einer Seite einen Klebstoff aufweist, um den Verband an der Haut zu fixieren;
3 erläutert eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Verbandes ähnlich demjenigen, wie er in 2 dargestellt ist, jedoch mit der Ausnahme, dass die relativen Positionen der Schicht aus dem absorptionsfähigen Sperrschichtmaterial und der Filmschicht umgekehrt sind. Hier umfasst die Filmschicht jedoch ein transparentes Filmmaterial, das für Flüssigkeit durchlässig ist, das jedoch als Sperrschicht (Barriere) für die Zellenpenetration und die Zellenadhäsion dient und das ebenfalls einen Klebstoff auf einer Seite aufweisen kann, um den Verband an der Haut zu fixieren;
4 erläutert eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Verbandes, der ein bioabsorbierbares Gerüstmaterial aufweist, das benachbart zu einem Wundbett angeordnet ist, und der danach eine Schicht aus einem transparenten Filmmaterial aufweist, das in der Lage ist, eine Flüssigkeit von innen zur Peripherie zu saugen, wobei diese Schicht geeignet ist, als Sperrschicht (Barriere) für die Zellenadhäsion und die Zellenpenetration zu dienen, und der auch einen Klebstoff auf einer Seite aufweisen kann, um den Verband an der Haut zu fixieren, und der dann eine Schicht aus einem absorptionsfähigen Sperrschichtmaterial um die Peripherie des Verbandes herum aufweist, sodass ein Betrachtungsfenster oberhalb der Wunde verbleibt;
5 erläutert eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Verbandes, der dem in 4 dargestellten Verband ähnelt, jedoch mit der Ausnahme, dass die Schicht aus dem absorptionsfähigen Sperrschichtmaterial in Form einer kontinuierlichen Bahn mit durchgehenden Löchern vorliegt;
6 erläutert eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Verbandes, der ein bioabsorbierbares Gerüstmaterial aufweist, das benachbart zu einem Wundbett angeordnet ist, und der eine Schicht aufweist, die aus Segmenten aus dem absorptionsfähigen Sperrschichtmaterial besteht, die von Segmenten eines transparenten Filmmaterials durchsetzt ist, das in der Lage ist, Flüssigkeit an seine Peripherie abzusaugen und das auch als Sperrschicht (Barriere) für die Zellenpenetration und die Zellenadhäsion dienen kann;
7 zeigt abtastelektronenmikroskopische Aufnahmen der Oberfläche eines Bonded-Carded-Bahn (BCW)-Aufnahmematerials aus Poly(milchsäure)-Fasern bei (a) 25-facher Vergrößerung und (b) 100-facher Vergrößerung; und
8 zeigt abtastelektronenmikroskopische Aufnahmen der Oberfläche eines BCW-Auffangsmaterials aus Poly(milchsäure)-Fasern (a) nach dem Waschen mit Wasser (bei 1 800-facher Vergrößerung) und (b) nachdem die gewaschenen Fasern mit Hyaluronat und dann mit einer Chitosan-Formulierung beschichtet worden sind. In allen Zeichnungen sind sich entsprechende Teile durch entsprechende Bezugsziffern gekennzeichnet.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Nachstehend wird im einzelnen Bezug genommen auf Ausführungsformen der Erfindung, von denen ein oder mehrere Beispiele nachstehend beschrieben werden. Jedes Beispiel dient lediglich der Erläuterung der Erfindung und ist darauf nicht beschränkt. Der Fachmann auf diesem Gebiet ist ohne weiteres in der Lage, verschiedene Modifikationen und Abänderungen der Erfindung durchzuführen, ohne dass dadurch der Schutzbereich der Erfindung verlassen wird. Beispielsweise können Merkmale, die als Teil einer Ausführungsform nachstehend erläutert oder beschrieben werden, auf eine andere Ausführungsform angewendet werden unter Bildung einer weiteren Ausführungsform.
Die vorliegende Erfindung umfasst daher alle Modifikationen und Abänderungen innerhalb des Schutzbereiches der nachfolgenden Patentansprüche. Weitere Ziele, Merkmale und Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung oder sind durch diese nahegelegt. Für den Fachmann auf diesem Gebiet ist klar, dass die vorliegende Beschreibung der Erfindung nur eine Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen ist und dass die breiteren Aspekte der vorliegenden Erfindung dadurch nicht eingeschränkt werden.
Erfindungsgemäß wurde gefunden, dass ein Mehrschichten-Wundverband hergestellt werden kann, der die Wundheilung beschleunigt und der umfasst eine erste Schicht, die benachbart zu der Wunde angeordnet ist, wenn der Verband aufgelegt wird, wobei die erste Schicht aus einem biologisch absorbierbaren (bioabsorbierbaren) und porösen Material hergestellt ist, das geeignet ist, als Gerüst für neue Zellen für die Anhaftung und Proliferation zu dienen. Dieses Material wird hier als „bioabsorbierbares Gerüstmaterial" oder „Gerüstmaterial" bezeichnet. Diese Schicht kann an Ort und Stelle auf dem Wundbett während des gesamten Heilungsprozesses verbleiben und sie wird absorbiert und durch neues Gewebe ersetzt. Während der Heilung transportiert die erste Schicht auch ein Wundexsudat aus dem Wundbett in eine zweite Schicht, die mit der ersten Schicht in Kontakt steht. Bei der zweiten Schicht kann es sich um ein Material handeln, das absorptionsfähig für die Flüssigkeit ist, das jedoch geeignet ist, als Sperrschicht (Sperre bzw. Barriere) für die Zellenanhaftung und für die Zellenpenetration durch das Wachstum von Zellen und größeren Proteinen in dem Wundexsudat zu dienen. Dieses Material wird hier als „absorptionsfähiges Sperrschichtmaterial" bezeichnet. Neben ihrer Funktion zum Absorbieren von Wundexsudat und zur Verhinderung des Verlustes an vorteilhaften Wachstumsfaktoren aus dem Gerüstmaterial kann die zweite Schicht auch als Reservoir für Flüssigkeiten zum Hydratisieren der Wunde dienen. Die Merkmale der Nicht-Anhaftung und der Beständigkeit gegen Penetration durch Zellen bieten den wichtigen Vorteil, dass das absorptionsfähige Sperrschichtmaterial – und jede nachfolgende Schicht – bei Bedarf leicht entfernt und/oder ersetzt werden kann, ohne dass das Gerüstmaterial gestört (beeinträchtigt) wird und ohne dass eine Schädigung für die wachsenden Zellen oder das wachsende Gewebe hervorgerufen wird.
Gewünschtenfalls kann die zweite Schicht mit einer dritten Schicht in Kontakt stehen, bei der es sich um einen atmungsaktiven Film handeln kann, der als Sperrschicht dienen kann, der den Eintritt von Bakterien in das Wundbett verhindert.
Der neue Verband ist leicht anwendbar, für das Anlegen ist kein chirurgischer Eingriff erforderlich und er kann für die Verwendung sowohl auf flachen Wunden als auch auf tief ausgehöhlten Wunden konfiguriert werden. Der Verband weist keine lebenden Zellen oder schnell abbaubaren Komponenten auf und kann daher leicht gelagert werden und er kann für eine Zeitspanne von bis zu 1 oder 2 Jahren gelagert werden. Da der erfindungsgemäße Verband keine lebenden Zellen oder teure biologisch abgeleitete Chemikalien enthält, ist er auch verhältnismäßig leicht und billig herzustellen.
Die erste Schicht des erfindungsgemäßen Verbandes ist ein bioabsorbierbares Material, das porös und geeignet ist, um als Gerüst für die Zellenanhaftung und die Zellen-Proliferation zu dienen. Dieses bioabsorbierbare Gerüstmaterial kann auch als Reservoir für das Wundexsudat dienen, wodurch vorteilhafte Wachstumsfaktoren, die in dieser Flüssigkeit enthalten sind, zurückgehalten werden. Die Wachstumsfaktoren können mit dem Wundbett in Kontakt gehalten werden und dadurch ihre vorteilhafte Wirkung auf den Heilungsprozess fortsetzen. Das Material, das für das Gerüstmaterial verwendet wird, ist dazu geeignet, als Gerüst für das Zellenwachstum zu dienen durch Bereitstellung einer Oberfläche für die Zellenanhaftung, während die durchgehenden Poren des Materials Kanäle für das Hineinwachsen von neuen Zellen und eines eventuellen neuen Gewebes bereitstellen. Da das Gerüstmaterial bioabsorbierbar ist, muss es während der Wundheilung nicht entfernt werden und stört die Wundheilung nicht und es wird eventuell abgebaut und durch neues Gewebe ersetzt.
Der hier verwendete Ausdruck "Schicht" ist so zu verstehen, dass er nahezu jede beliebige Gestalt oder Form eines Materials beschreibt, üblicherweise bezieht er sich jedoch auf ein Material, das die Gestalt einer kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Folie oder Films mit nahezu jeder beliebigen Dicke und jedem Grad der Regelmäßig keit oder Unregelmäßigkeit hat. Die Bezeichnung "erste Schicht", "zweite Schicht" und dgl. beschreibt die Anordnung eines Materials, bezogen auf das Wundbett. Beispielsweise wird das Material, das an das Wundbett angrenzend und in Kontakt mit diesem angeordnet ist, als "erste Schicht" bezeichnet. Das Material, das auf der Oberseite der ersten Schicht angeordnet ist (betrachtet in einer Richtung, in der man sich von dem Wundbett entfernt) wird als "zweite Schicht" bezeichnet und dgl. Eine Schicht kann ein Material oder zwei Materialien oder mehr Materialien umfassen.
Der hier verwendete Ausdruck „biologisch absorbierbar" bzw. „bioabsorbierbar" beschreibt die Eigenschaft eines Materials abgebaut zu werden, wenn das Material Bedingungen ausgesetzt wird, die typisch sind für die diejenigen, die in einem Wundbett vorliegen, unter Bildung von Abbauprodukten, die aus der Wunde innerhalb eines Zeitraums entfernt werden können, der etwa zusammenfällt mit dem Zeitraum der Wundheilung. Diese Abbauprodukte können von dem Körper des Patienten absorbiert werden oder sie können in eine andere Schicht des Verbandes transportiert werden. Unter dem Zeitraum der Wundheilung ist der Zeitraum zu verstehen, der gemessen wird ab dem Anlegen eines Verbandes bis zu dem Zeitpunkt, wenn die Wunde im Wesentlichen geheilt ist. Diese Zeitspanne kann reichen von mehreren Tagen für einfache Hautabschürfungen bei Patienten mit schneller Heilung bis zu mehreren Monaten für chronische Wunden bei Patienten mit langsamer Heilung. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Wundverband so hergestellt werden kann, dass die für die Bioabsorption des Gerüstmaterials erforderliche Zeitspanne auf den Typ der Wunde und die für die Heilung der Wunde erforderliche Zeitspanne abgestimmt werden kann. So kann beispielsweise bei einigen Verbänden der Erfindung das Gerüstmaterial so aufgebaut sein, dass es innerhalb eines Zeitraums von einer Woche abgebaut wird, während andere Verbände so aufgebaut sein können, dass sie innerhalb eines Zeitraums von eins bis drei Monaten oder, falls gewünscht, innerhalb eines noch längeren Zeitraums abgebaut werden.
Das bioabsorbierbare Gerüstmaterial kann aus einem beliebigen Material hergestellt werden, das biologisch absorbierbar (bioabsorbierbar) ist und das den übrigen Kriterien dieses Materials, beispielsweise den oben angegebenen Kriterien, genügt. Das Gerüstmaterial kann aus bioabsorbierbaren Polymeren hergestellt werden, wie z.B. (ohne darauf begrenzt zu sein) aus Polymeren von Milchsäure und Glycolsäure, aus Copolymeren von Milchsäure und Glycolsäure, aus Poly(ether-co-estern), aus Poly(hydroxybutyrat), aus Copolymeren von Milchsäure und ε-Aminocapronsäure, aus Lactid-Polymeren, Copolymeren von Poly(hydroxybutyrat) und 3-Hydroxyvalerat, aus Polyestern der Bernsteinsäure, aus Poly(N-acetyl-D-glucosamin), aus vernetzter Hyaluronsäure und vernetztem Kollagen.
Das bioabsorbierbare Gerüstmaterial, das erfindungsgemäß verwendbar ist, kann sich in dem Exsudat in Raten auflösen, die gleich sind oder geringfügig niedriger sind als die Rate der Wundheilung. Die Raten der Bioabsorption des Gerüstmaterials können gewünschtenfalls an den erwarteten Zeitraum der Heilung der Wunde, auf die es angewendet wird, angepasst werden. So kann beispielsweise ein Gerüstmaterial, das innerhalb einer Woche oder innerhalb von zwei Wochen bioabsorbiert wird, besonders geeignet sein für eine schnell heilende Wunde, während ein Gerüstmaterial, das innerhalb von etwa 1 bis 2 Monaten bioabsorbiert wird, für chronische Wunden und für Wunden, die längere Ausheilungszeiten erfordern, verwendet wird. Die Rate der Bioabsorption des Gerüstmaterials kann gesteuert werden durch Auswahl des Typs der Polymeren, die das Material bilden, und durch Auswahl von verschiedenen Variablen, wie z.B. der Kettenlänge, des Vernetzungsgrades, des Grades der Substitution durch Substituenten, durch die Auswahl der Substituenten, die auf das Polymer aufgepfropft werden können, und andere Faktoren, die dem Fachmann auf diesem Gebiet allgemein bekannt sind.
Das Gerüstmaterial kann aus einem gewebten (gewirkten) oder nicht-gewebten (Vliesstoff-)Gewebe, hergestellt sein, und es kann insbesondere hergestellt sein aus Meltblown- und Spunbond-Fasern. Der hier verwendete Ausdruck „nicht-gewebtes Gewebe (Vliesstoff) bezieht sich auf ein Gewebe, das eine Struktur aus einzelnen Fasern oder Filamenten hat, die übereinander liegen, jedoch nicht auf eine identifizierbare wiederkehrende Weise.
Der hier verwendete Ausdruck "Spunbond-Fasern" bezieht sich auf Fasern, die hergestellt werden durch Extrudieren eines geschmolzenen thermoplastischen Materials, in Form von Filamenten aus einer Vielzahl von feinen, in der Regel kreisförmigen Kapillaren einer Spinndüse, wobei der Durchmesser der extrudierten Filamente dann schnell vermindert wird, wie beispielsweise in den US-Patenten Nr. 4 340 563, 3 692 618, 3 802 817, 3 338 992, 3 909 009 und 3 542 615 beschrieben.
Der hier verwendete Ausdruck "Meltblown-Fasern" bezieht sich auf Fasern, die hergestellt werden durch Extrudieren eines geschmolzenen thermoplastischen Materials in Form von Filamenten aus einer Vielzahl von feinen, in der Regel kreisförmigen Düsenkapillaren in Form von geschmolzenen Fäden oder Filamenten in einem in der Regel erhitzten Hochgeschwindigkeits-Gas (beispielsweise Luft)-Strom, der die Filamente aus dem geschmolzenen thermoplastischen Material schwächt unter Verringerung ihres Durchmessers. Danach werden die geschmolzenen Fasern in dem Hochgeschwindigkeits-Gasstrom transportiert und auf einer Sammeloberfläche abgelagert unter Bildung eines Gewebes aus willkürlich verteilten Meltblown-Fasern. Das Meltblowing-Verfahren ist beispielsweise in den US-Patenten Nr. 4 307 143 und 4 663 220 beschrieben.
Die erste Schicht kann auch ein Schaum sein oder irgendeine dreidimensionale poröse Struktur haben. Weitere Informationen über die Bildung von Poly(D,L-milchsäure)/Poly(ε-caprolacton)-Mischungs-Membranen, die erfindungsgemäß verwendbar sind, werden von Aslan et al. in "J. Mater. Sci.", 35: 1615–1622 (2000) angegeben. Die Herstellung von Fasern aus bioabsorbierbaren Polymeren ist in den US-Patenten Nr. 5 698 322 und 6 135 987 beschrieben.
Das Gerüstmaterial ist porös und weist miteinander verbundene Poren mit einer Porengröße in dem Bereich von etwa 50 bis 400 μm auf. Es wird angenommen, dass Poren in diesem Größenbereich eindringende Zellen aufnehmen können und das Wachstum und die Proliferation von Zellen fördern können, woran sich eine Gefäßbildung und eine Gewebsentwicklung anschließen.
Das Gerüstmaterial kann mit Biomolekülen, wie z.B. (ohne dass die Erfindung darauf beschränkt ist) Hyaluronanen, Kollagen, Laminin, Fibronectin, Wachstumsfaktoren, Integrinen (Arg-Gly-Asp; d.h. RGD's) und dgl. oder mit Natriumhyaluronat und/oder Chitosan-niacinamid-ascorbat, von denen angenommen wird, dass sie die Zellenwanderung und die Zellen-Proliferation fördern, oder irgendeiner Kombination davon Oberflächen-modifiziert sein. Das Gerüstmaterial kann auch mit diesen und anderen bioaktiven Agentien, wie z.B. Arzneimitteln, Vitaminen, Wachstumsfaktoren, therapeutischen Peptiden und dgl., imprägniert sein. Außerdem können Arzneimittel, die Schmerzen lindern, in die erste Schicht eingearbeitet werden.
Das Gerüstmaterial kann auch so ausgewählt werden, dass es die Epithelbildung, die Granulation und allgemein die Heilung fördert. Ohne an diese oder irgendeine andere Theorie gebunden zu sein, nehmen die Erfinder an, dass dann, wenn die erste Schicht Polymere umfasst, beispielsweise Polymere von Milchsäure, die Milchsäureabbauprodukte, die entstehen, die Angiogenese fördern können. Darüber hinaus wird angenommen, dass der Einschluss von Hyaluronsäure in die erste Schicht eine optimale Bereitstellung der Milchsäure erlaubt und dass die kombinierte Acidität, die durch den Abbau des Gerüstes und das Hyaluronan bereitgestellt wird, eine Umwelt schaffen, die schädlich für Bakterien ist, wodurch eine Bakterien-Verunreinigung verhindert wird. Ferner wird angenommen, dass eine saure Umgebung eine schnellere Wundheilung fördert.
Die Hyaluronsäure kann eine Komponente der ersten Schicht als ein Faserüberzug sein oder sie kann lediglich als eine getrennte Komponente in der ersten Schicht enthalten sein. Es wird angenommen, dass durch die Verwendung von Hyaluronan-Gel eine optimale Abgabe von Milchsäure an die Wunde ermöglicht wird (vgl. z.B. www.biomatrix.com/skincarepage.htm). Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass Hyaluronane weniger allergen als Kollagen sind, das Material, das üblicherweise in den meisten Produkten vom künstlichen Haut-Typ verwendet wird (vgl. z.B. „U. S. Biologically Derived Polymers for Medical Applications im „Frost and Sullivan Report", Ch. 4 (1996)). Es wird angenommen, dass durch die kombinierte Acidität, hervorgerufen durch den Abbau des Gerüstmaterials und den Hyaluronan-Überzug, eine Umge bung geschaffen wird, die schädlich für übliche Bakterien ist, wodurch eine Bakterien-Kontamination verhindert wird. Außerdem wurde bereits vorgeschlagen, dass eine saure Umgebung eine schnellere Wundheilung fördert (R. Mani, "Wound Rep. Regen.", 7: 330–334 (1999)) und dass die Hyaluronane dazu dienen, die Zellenwanderung und die Teilung in der Epidermis zu erleichtern (vgl. z.B. www.glycoforum.gr.jp/science/hyaluronan/HA04/HA04E.html).
Chitosan und seine Derivate weisen Eigenschaften auf, die für die Wundheilung wichtig sind, und außerdem können sie als Komponenten in der ersten Schicht enthalten sein. Dabei handelt es sich um GRAS (allgemein als sicher angesehene)-Verbindungen, die bekannt dafür sind, dass sie antimikrobielle Eigenschaften aufweisen. Wie oben angegeben, können Proteine, z.B. Kollagen, Laminin, Fibronectin und dgl., und Wachstumsfaktoren, die bekannt dafür sind, dass sie die Wundheilung beschleunigen, in der ersten Schicht enthalten sein. Integrine sind dimere Proteine, welche die Zellhaftung unterstützen. Einige Mitglieder der Integrin-Familie binden auch andere (weitere) Proteine, wie z.B. Kollagen, Fibronectin und Laminin – die alle für die Wundheilung wichtig sind.
Die Dicke der ersten Schicht kann etwa 1 bis 2 mm betragen für tief ausgehöhlte Wunden kann sie aber auch dicker sein.
Bei dem erfindungsgemäßen absorptionsfähigen Sperrschichtmaterial handelt es sich um ein Material, das wässrige Flüssigkeiten absorbiert, beim Hydratisieren mit wässrigen Flüssigkeiten ein Gel bildet und das geeignet ist, um als Sperrschicht (Barriere) gegen Zellenadhäsion und Zellenpenetration zu dienen. Dieses Material kann ein mikroporöses, gelbildendes oder nicht-haftendes Material sein, das mehr oder minder absorptionsfähig und atmungsaktiv gemacht werden kann, um den Bedingungen des Wundbettes zu entsprechen (die bestimmt werden durch den Zustand der Wundheilung oder den Wunden-Typ), während gleichzeitig eine Dehydratation der Wunde verhindert wird. Um eine Dehydratation der Wunde zu verhindern, muss das absorptionsfähige Sperrschichtmaterial in der Lage sein, sowohl Flüssigkeit zu absorbieren als auch diese wieder abzugeben.
Unter dem hier verwendeten Ausdruck "geeignet, um als Sperrschicht (Barriere) gegen Zellenadhäsion" zu dienen, ist zu verstehen, dass das Material Oberflächeneigenschaften aufweist, die eine Adhäsion durch wachsende Epithelzellen verhindert. Der Ausdruck "geeignet, um als Sperrschicht (Barriere) gegen Zellen-Penetration zu dienen" bedeutet, dass das Material Poren aufweist, die ausreichend klein sind, um im Wesentlichen zu verhindern oder wesentlich zu vermindern das Hineinwachsen von Epithelzellen, oder bei dem die Kombination von Porengröße und Oberflächeneigenschaften des Materials ausreichend ist, um im Wesentlichen zu verhindern oder wesentlich zu vermindern das Hineinwachsen von Epithelzellen. Unter dem Ausdruck "im Wesentlichen verhindern" und „wesentlich vermindern" des Hineinwachsen der Epithelzellen ist zu verstehen, dass das Sperrschichtmaterial das Eindringen und Hineinwachses einer geringen Menge von Zellen erlaubt, jedoch nur in einem solchen Umfang, dass dadurch die Oberfläche der heilenden Wunde im Wesentlichen nicht gestört wird, wenn das Sperrschichtmaterial entfernt wird.
Diese absorptionsfähige Sperrschicht kann erforderlichenfalls entfernt werden, um die Absorptionseigenschaften des Verbandes zu erneuern, ohne die Granulation (die Bildung von Granulationsgewebe) oder die Bildung von neuem Epithelgewebe zu stören. Da das absorptionsfähige Sperrschichtmaterial mikroporös ist und/oder eine Oberfläche aufweist, an der Zellen nicht haften, können keine Zellen in diese zweite Schicht eindringen. Unter dem hier verwendeten Ausdruck „mikroporös" ist zu verstehen, dass ein Material Poren aufweist, die eine geringere Größe haben als die Zellen, von denen man erwarten würde, dass sie an der ersten Schicht des erfindungsgemäßen Verbandes haften oder in sie eindringen. Insbesondere kann das Material Poren aufweisen, die in dem Größenbereich von weniger als etwa 10 μm liegen, wenn das Material in einem hydratisierten Zustand vorliegt. Wenn das Gerüstmaterial durch neues Gewebe vollständig ersetzt wird, dann kann das absorptionsfähige Sperrschichtmaterial als zweite Schicht des Verbandes fungieren, der unter Anwendung einer minimalen Kraft aus dem Kontakt mit dem Gerüstmaterial leicht entfernt werden kann, wodurch eine Beeinträchtigung (Verletzung) der neu gebildeten Gewebe verhindert werden kann.
Zusätzlich können die Nicht-Haftungs- und mikroporösen Eigenschaften des absorptionsfähigen Sperrschichtmaterials so sein, dass eine Absorption von Proteinen, wie z.B. Wachstumsfaktoren, die in dem Exsudat enthalten sind und für den Heilungsprozess kritisch sind, verhindert wird. Dies kann erzielt werden durch Größenausschluss als Folge einer Kontrolle der Mikroporosität dieses Materials. Beispielsweise können die Poren des absorptionsfähigen Sperrschichtmaterials so eingestellt werden, dass sie ausreichend klein sind, um den Durchgang von großen Biomolekülen, wie z.B. Proteinen und dgl., auszuschließen.
Gelbildende Polymere, wie z.B. (ohne dass die Erfindung darauf beschränkt ist) Polyacrylat-Hydrogele, Polyurethan-Hydrogele, vernetzte Polyether, z.B. vernetztes Poly(ethylenoxid), Carboxymethylcellulose, Materialien vom Hydrokolloid-Typ und dgl., können zur Bildung des absorptionsfähigen Sperrschichtmaterials verwendet werden. Die Schicht kann bestehen aus nicht-gewebten Fasern, beispielsweise Spunbond-Fasern, oder es kann sich um Meltblown- oder Spunbond-Meltblown-Spunbond-Materialien handeln. Die Schicht kann auch in Form eines Schaums, eines Gels, eines Films, einer Folie, einer Paste oder irgendeiner beliebigen Struktur vorliegen, die eine Porosität aufrechterhält, die charakterisiert ist durch eine mittlere Porengröße von weniger als etwa 10 μm im hydratisierten Zustand. Es kann auch eine Hydrogel-Folie verwendet werden.
Ohne an diese oder irgendeine andere spezielle Theorie gebunden zu sein, wird von den Erfindern angenommen, dass das absorptionsfähige Sperrschichtmaterial Exsudat absorbieren kann durch Absorption mittels des Polymers und auch durch Absorption durch eine Kapillarwirkung der Mikroporen. Außerdem kann dieses Material eine Hydratation bewerkstelligen, um das Austrocknen der Wunde zu verhindern. Da das Polymer selbst ein Hydrogel sein kann, kann eine Dehydratation des Verbandes verhindert werden. Die Zugabe eines antimikrobiellen Agens zu dieser Schicht kann eine mikrobielle Kontamination und Infektion verringern und da das antimikrobielle Agens nicht in direkten Kontakt mit der Wunde kommt, kann dadurch sein nachteiliger Effekt auf den Wundheilungsprozess vermieden werden.
Das absorptionsfähige Sperrschichtmaterial kann auch als Plattform für die gesteuerte Abgabe von anderen therapeutischen Agentien dienen. In dem absorptionsfähigen Sperrschichtmaterial können bioaktive Agentien, wie z.B. Vitamine, Proteine, Peptide, Wachstumsfaktoren, Arzneimittel, Nährstoffe, Antibiotika und dgl., enthalten sein. Diese Verbindungen können entweder in ihrer reinen Form oder in Mischung mit Adjuvantien oder als Komponente einer Formulierung mit kontrollierter Freisetzung zugegeben werden. Die bioaktiven Agentien, die dem absorptionsfähigen Sperrschichtmaterial zugesetzt werden, können über eine gewisse Zeitspanne zu dem Wundbett wandern und dadurch ihre günstigen Aktivitäten auf die Wundheilung ausüben.
Der atmungsaktive Film, der als Sperre (Barriere) gegen den Eintritt von Bakterien in das Wundbett dient, kann aus irgendeinem beliebigen Material hergestellt sein, das zu einem Film geformt werden kann, der den Durchgang von Wasserdampf erlaubt, jedoch als Sperre (Barriere) gegen den Durchgang von Mikroorganismen dient. Der Film kann außerdem dienen als Sperre (Barriere) gegen die Transmission von flüssigem Wasser. Der Film kann transparent sein und er kann ein seitliches Aufsaugvermögen aufweisen für die Verwendung bei einigen Ausführungsformen, bei denen ein peripherer Transfer von Exsudat-Flüssigkeit, beispielsweise zu der Peripherie des Verbandes, erforderlich ist.
Zu Materialien, die zur Bildung der dritten Schicht verwendet werden können, gehören (ohne dass die Erfindung darauf beschränkt ist) Filme, die hergestellt sind aus Elastomeren, wie z.B. Polyurethanen, Silicon oder natürlichen Kautschuken, Poly(caprolacton), Polyacrylat und Polymethacrylatestern oder ihren Copolymeren und dgl., die Feuchtigkeitsdurchlässigkeiten aufweisen, die ähnlich denjenigen der menschlichen Haut sind. Es ist wünschenswert, dass der atmungsaktive Film für Wasserdampf durchlässig ist.
Der atmungsaktive Film kann Poren in dem Größenbereich von etwa 1 bis etwa 8 μm aufweisen.
Bei einigen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verbandes ist es vorteilhaft, einen Klebstoff auf eine Seite einer der Schichten aufzubringen, sodass der Verband mit der Haut eines Patienten haftend verbunden werden kann. Wenn ein solcher Klebstoff erforderlich ist, kann jeder beliebige Klebstoff, der für diesen Zweck nützlich ist, verwendet werden. Viele derartige Klebstoffe sind aus dem Stand der Technik bekannt.
Der transparente Film, der durchlässig ist für Feuchtigkeit, der jedoch als Sperre (Barriere) gegen den Eintritt von Bakterien in das Wundbett dient, kann aus irgendeinem transparenten Material hergestellt sein, das zu einem Film geformt werden kann, der den Durchgang von Flüssigkeiten erlaubt, der jedoch als Sperre (Barriere) gegen den Durchgang von Mikroorganismen wirkt. Der Film kann transparent sein oder er kann aus einem durchscheinenden Material hergestellt sein, das in Form eines dünnen Films als im Wesentlichen transparent erscheint.
Zu Materialien, die zur Bildung der dritten Schicht verwendet werden können, gehören (ohne dass die Erfindung darauf beschränkt ist) Filme aus Elastomeren, wie z.B. Polyurethanen, Silicon oder natürlichen Kautschuken, Poly(caprolacton), Polyacrylat- und Polymethacrylatestern oder ihren Copolymeren und dgl.
Der erfindungsgemäße Verband kann in Form von getrennten Stücken vorliegen, die beim Auflegen auf eine Wunde zusammengefügt werden, oder er kann die Form eines Mehrschichten-Verbundmaterials haben, bei dem zwei oder drei der Komponenten auf eine Wunde in Form eines einheitlichen Verbandes aufgebracht werden können.
Die erste Schicht ist so angeordnet, dass sie benachbart zu dem Wundbett angeordnet werden kann, wenn der Verband auf eine Wunde aufgebracht wird. Wenn die erste Schicht mit einem Wundbett in Kontakt steht, ist es üblich, dass eine Seite der Schicht mit dem Wundbett in Kontakt steht und die gegenüberliegende Seite von dem Wundbett entfernt ist.
Die zweite Schicht steht in innigem Kontakt mit der ersten Schicht. Bei einer Ausführungsform, wie sie in 1 dargestellt ist, steht die zweite Schicht in Kontakt mit der Seite der ersten Schicht, die von dem Wundbett weg weist. Die zweite Schicht kann auch lediglich im Kontakt mit der ersten Schicht angeordnet sein oder sie kann an die erste Schicht schwach gebunden sein.
Bei einer Ausführungsform kann die erste Schicht in einer ersten Stufe auf das Wundbett aufgebracht werden und die erste Schicht kann dann durch die zweite Schicht in einer zweiten Stufe abgedeckt werden zur Bildung eines Zweischichten-Verbandes, der die vorteilhaften Eigenschaften des erfindungsgemäßen Verbandes aufweist.
Alternativ können die erste Schicht und die zweite Schicht schwach miteinander verbunden sein zur Bildung eines zusammengesetzten Mehrschichten-Verbandes, bevor dieser auf die Wunde aufgebracht wird. Eine solche Bindung kann dadurch erzielt werden, dass man eine zweite Schicht, wie z.B. aus nicht-gewebten Fasern, direkt auf eine Seite der ersten Schicht aufbringt, sodass Punkte entstehen, an denen die Schichten an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten miteinander verbunden sind. Zum Verbinden der beiden Schichten können thermische oder Ultraschall-Punktverbindungen sowie bestimmte Klebstoffe verwendet werden. Ein Merkmal der Grenzfläche zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht besteht darin, dass dafür gesorgt wird, dass die beiden Schichten leicht voneinander getrennt werden können, indem man lediglich manuell die zweite Schicht von der ersten Schicht abzieht, ohne die Anordnung der ersten Schicht auf dem Wundbett zu stören.
Wie vorstehend beschrieben, kann dann, wenn die zweite Schicht aus einem absorptionsfähigen Sperrschichtmaterial besteht, die zweite Schicht von selbst abfallen oder sie kann unter Aufwendung einer sehr geringen Kraft abgezogen werden, wenn die erste Schicht vollständig abgebaut worden ist. Das absorptionsfähige Sperrschichtmaterial der zweiten Schicht kann sowohl absorptionsfähig als auch hydratisierend wirken bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung einer gewissen Atmungsaktivität. Erfor derlichenfalls kann sie durch eine neue Schicht ersetzt werden, um das Absorptionsvermögen und die Hydratation zu erneuern, ohne die darunter liegende Granulierung (Granulationsschicht) oder das neue Epithelgewebe zu stören.
Die zweite Schicht kann in Kontakt stehen mit einer dritten Schicht. Die dritte Schicht ist optional, es ist jedoch nützlich, die ersten beiden Schichten an Ort und Stelle festzuhalten, um als Sperrschicht (Barriere) gegen eine Mikroben-Infektion und als Kontrolle für den Durchgang von Flüssigkeit in den Verband hinein und aus dem Verband heraus zu fungieren. Die dritte Schicht kann ein dünner Film sein. Eine solche Schicht kann einem zusammengesetzten Verband als Filmschicht einverleibt werden.
Der erfindungsgemäße Verband kann in einer Reihe von alternativen Konfigurationen vorliegen. Beispielsweise können mehrere alternative Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verbandes unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden, auf welche die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist. Dabei zeigen:

A. 1 eine erste Schicht, die ein bioabsorbierbares Gerüstmaterial (10) aufweist, das angrenzend an eine Wundstelle (65) im Gewebe eines Patienten (60) angeordnet ist. Die erste Schicht ist bedeckt von einer zweiten Schicht aus einem absorptionsfähigen Sperrschichtmaterial (20);
B. 2 einen Verband, der eine erste Schicht umfasst, die ein bioabsorbierbares Gerüstmaterial (10) umfasst, das benachbart zu einer Wundstelle (65) in dem Gewebe eines Patienten (60) angeordnet ist. Die erste Schicht ist von einer zweiten Schicht aus einem absorptionsfähigen Sperrschichtmaterial (20) bedeckt und die zweite Schicht ist von einer dritten Schicht aus einem atmungsaktiven Filmmaterial (30) bedeckt. Die dritte Schicht kann einem Klebstoff gegenüberliegen, der die dritte Schicht an die zweite Schicht bindet. Gewünschtenfalls kann sich eine dritte Schicht über die Ränder der ersten Schicht und der zweiten Schicht auf zwei oder mehr Seiten hinaus erstrecken, um als Methode zum Befestigen des Verbandes an dem Patienten zu dienen. Als Alternative kann die dritte Schicht aus einem transparenten Film aus einem atmungsaktiven Material hergestellt sein, das Flüssigkeit peripher zu dem Rand der dritten Schicht transportieren kann, wobei diese Schicht jedoch dazu geeignet ist, als Sperre (Barriere) gegen Zellenanhaftung und Zellenpenetration zu dienen. Beim Auflegen auf eine Wunde kann das Gerüstmaterial (10) sich an die Oberfläche des Wundbettes (65) anpassen, wodurch die Menge des freien Raumes zwischen dem Wundbett und dem Verband minimiert wird.
C. Die in 3 dargestellte Struktur ähnelt derjenigen, wie sie in dem obigen Abschnitt "B" beschrieben ist, jedoch mit der Ausnahme, dass die Positionen der zweiten Schicht und der dritten Schicht umgekehrt sind, und dass die zweite Schicht nun aus einem transparenten Film (40) besteht, der Flüssigkeit transportieren kann, der jedoch geeignet ist, als Sperre (Barriere) gegen Zellenanhaftung und Zellenpenetration zu dienen. Der zweite Schichtfilm dient auch als Sperre (Barriere) gegen eine Mikrobeninfektion. Diese Struktur erlaubt es, das absorptionsfähige Sperrschichtmaterial erforderlichenfalls zu ersetzen, ohne eine Beeinträchtigung (Verletzung) der Wundstelle/der Haut hervorzurufen, da sie nur an die dritte Schicht (die Filmschicht) gebunden ist. Diese Konfiguration ist in der 3 dargestellt.
D. 4 erläutert einen Verband, der eine erste Schicht umfasst, die ein bioabsorbierbares Gerüstmaterial (10) aufweist, das benachbart zu dem Wundbett (65) angeordnet ist. Über dieser Schicht ist ein mit Klebstoff versehener, atmungsaktiver transparenter Film (40) angeordnet, der Flüssigkeit transportieren kann und dadurch Exsudat aus dem Umkreis der Wunde absaugen kann. Dann wird ein absorptionsfähiges Sperrschichtmaterial (20) als diskontinuierliche dritte Schicht um den Umkreis der Wunde herum angeordnet. Bei dieser Ausführungsform ist der transparente Film (40) von dem absorptionsfähigen Sperrschichtmaterial (20) nicht vollständig bedeckt, sodass es möglich ist, das darunter liegende Gerüst (10) für die Inspektion sichtbar zu machen. Dadurch wird eine visuelle Überwachung des Heilungsprozesses ermöglicht. Eine Abänderungen dieser in der 5 dargestellten Konfiguration ist das Vorsehen des absorptionsfähigen Sperrschichtmaterials (20) als eine „Bahn" oder ein Netz", durch deren (dessen) Löcher hindurch der transparente Film (40) erkennbar ist.
E. Die in 6 dargestellte Ausführungsform ist eine Variante von "D", in welcher das absorptionsfähige Sperrschichtmaterial (20) mit dem für die transparente Filmschicht (40) verwendeten Material zu einer Schicht mit einem „Waffel-artigen Design" (50) versetzt ist, wobei jeder Segmentbereich einen Abschnitt des absorptionsfähigen Sperrschichtmaterials (20) umfasst, der von einer Grenzschicht aus dem transparenten Filmmaterial (40) umgeben ist. Bei diesem Aufbau ist, wie angenommen wird, das darunterliegende Gerüst (10) noch sichtbar, da die absorptionsfähige zweite Schicht jedoch nicht mehr nur auf den Umkreis des gesamten Verbandes begrenzt ist, ist das Absorptionsvermögen verbessert. Außerdem kann der Verband leicht auf jede gewünschte Form zugeschnitten werden unter Beibehaltung sowohl des transparenten Filmmaterials (40) als auch der absorptionsfähigen zweiten Schicht (20), ungeachtet dessen, auf welche Größe oder Gestalt der Verband zugeschnitten wurde. Wie vorstehend beschrieben, kann das poröse Material der ersten Schicht so hergestellt werden, dass seine Poren auf einer Seite (der Seite, die benachbart zu dem Wundbett angeordnet ist) eine Größe in dem Bereich von 50 bis 400 μm haben zur Erzielung eines optimalen Zellenwanderung, während die Poren auf der gegenüberliegenden Seite viel kleiner sind (im Größenbereich von 1 bis 10 μm liegen), um als Sperre (Barriere) für das Zellenwachstum zu wirken.
F. Eine alternative Ausführungsform der vorstehend unter "B" beschriebenen Konfiguration ergibt einen Verband nach Anspruch 18.

Es ist wünschenswert, dass der erfindungsgemäße Verband zum Zeitpunkt seiner Verwendung steril ist, und der Verband kann durch irgendein geeignetes Sterilisierungsverfahren, wie es allgemein bekannt ist, sterilisiert werden. Beispielsweise können die erfindungsgemäßen Verbände unter Anwendung eines geeigneten Sterilisie rungszyklus mittels Ethylenoxid als Sterilisationsmittel sterilisiert werden. Es kann auch eine Strahlungssterilisation angewendet werden.
Wenn der erfindungsgemäße Verband gelagert wird, sollte seine Sterilität geschützt werden und der Verband selbst sollte gegen die Feuchtigkeit der Umgebung geschützt werden. Wenn die absorptionsfähige Sperrschicht in einem hydratisierten oder teilweise hydratisierten Zustand gelagert werden soll, sollte die Schicht gegenüber dem Gerüstmaterial isoliert sein, um einen Abbau des Gerüstmaterials vor dem Auflegen auf eine Wunde zu verhindern. Als Alternative kann der gesamte Verband in einer trockenen Form gelagert werden und gewünschtenfalls kann die absorptionsfähige Sperrschicht mittels einer geeigneten sterilen Lösung unmittelbar vor dem Auflegen auf einen Patienten vollständig oder teilweise hydratisiert werden. Es wird angenommen, dass unter geeigneten Lagerbedingungen der erfindungsgemäße Verband für eine Zeitspanne von bis zu einem oder zwei Jahren oder mehr gelagert werden kann.
Der erfindungsgemäße Verband kann auf beliebige Weise verwendet werden, so wie ein ähnlicher Verband verwendet wird. Die Komponenten des erfindungsgemäßen Verbandes können getrennt auf eine Wunde aufgelegt werden zur Bildung eines vollständigen erfindungsgemäßen Verbandes, oder sie können in Form eines einheitlichen Mehrschichten-Verbandes verwendet werden, der in einer einzigen Stufe auf eine Wunde aufgelegt werden kann.
Wenn die erste Schicht oder die erste Schicht und die zweite Schicht vor der Zugabe eines Abdeckfilms auf eine Wunde gelegt werden, können sie zugeschnitten werden, um auf die Wunde zu passen oder sie können irgendeine beliebige Gestalt oder Größe haben, die wünschenswert ist. Nach dem Aufbringen dieser Schicht(en) kann eine Abdeckfilmschicht (eine dritte Schicht) gewünschtenfalls aufgebracht werden, um den Verband zu binden und die Haftung des Verbandes an dem Patienten zu gewährleisten.
Der erfindungsgemäße Verband kann auf einen tierischen Patienten oder einen menschlichen Patienten aufgelegt werden und er kann für nahezu jeden Wunden-Typ, bei dem die Haut aufgeplatzt oder abgeschürft ist und aus der Körperflüssigkeiten, wie z.B. Serum, Blut oder Wundenexsudat freigesetzt werden, verwendet werden. Der erfindungsgemäße Verband ist besonders geeignet zum Verbinden von chronischen Wunden und Brandwunden.
In den folgenden Beispielen sind verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Weitere Ausführungsformen innerhalb des Schutzbereiches der nachfolgenden Patentansprüche sind für den Fachmann auf diesem Gebiet ohne weiteres ersichtlich unter Berücksichtigung der vorstehenden Beschreibung oder praktischen Durchführung der Erfindung, wie sie hier angegeben ist. Die Beschreibung dient zusammen mit den Beispielen nur der Erläuterung der Erfindung, ohne dass der Schutzbereich der Erfindung, der sich aus den auf die Beispiele folgenden Ansprüchen ergibt, darauf beschränkt ist.
Allgemeine Verfahren
In den Beispielen sind alle Prozentsätze, wenn nichts anderes angegeben ist, auf das Gewicht bezogen. Alle Molekulargewichte sind, wenn nichts anderes angegeben ist, gewichtsdurchschnittliche Molekulargewichte.
Beispiel 1
Dieses Beispiel erläutert die Herstellung eines Gerüstmaterials aus Poly(milchsäure)-Fasern.
Die Porosität und die Abbaueigenschaften wurden für eine Poly(milchsäure) (PLA)-Bonded-Carded-Bahn (BCW)-Abdeckung (erhältlich von der Firma Kimberly-Clark Co., Neenah, WI) und für ein PLA-Auffang-Material (ein nicht-gewebtes Material mit einem hohen Hohlraumvolumen für die Aufnahme von hohen Flüssigkeitsbelastungen, geliefert von der Firma Kimberly-Clark Co., Neenah, WI) und für ein Spunbond-PLA-Material (geliefert von der Firma Cargill Dow L. L. C., Minnetonka, MN) gemes sen. In Bezug auf die Porosität, die Integrität und die Verfügbarkeit wurde die PLA-BCW-Abdeckung für den weiteren Test ausgewählt.
Die 8 zeigt mikrofotografische SEM-Aufnahmen dieses Materials bei (a) 1800-facher Vergrößerung und (b) bei 1000-facher Vergrößerung und sie erläutert die offene, nicht-gewebte (Vliesstoff)-Struktur der PLA-Fasern. Dieses Material war ebenso wie die anderen beiden Materialien hydrolytisch stabiler als dies normalerweise wünschenswert wäre (es wurde selbst nach 3 Monaten in einer normalen Kochsalzlösung bei Raumtemperatur nicht abgebaut), es wird jedoch angenommen, dass die Bioabsorptionsfähigkeit kontrolliert (gesteuert) werden kann, sodass sie den gewünschten Wert, durch Einstellung des Polymerisationsgrades und anderer relevanter Parameter von PLA.
Um die Porengröße des Materials wirksam zu vermindern und seine Dicke zu erhöhen, bis es etwa die Dicke der menschlichen Haut hat (etwa 1 bis 2 mm), wurden vier überkreuz gelegte Lagen der Abdeckung aufeinander laminiert unter Anwendung eines bestimmten Musters mittels einer Warmpresse. Getrennt davon wurden vier überkreuz angeordnete Lagen des Abdeckungsmaterials mittels Ultraschall verbunden. Durch Vergleich zwischen den SEM-Bildern einer einzelnen Lage des Materials mit vier kreuzweise übereinanderliegenden und aufeinander laminierten Lagen wurde festgestellt, dass die Überkreuz-Anordnung nützlich war, um ein dichteres, weniger stark ausgerichtetes Fasermuster für das Gerüstmaterial zu erzeugen.
Beispiel 2
Dieses Beispiel erläutert die Herstellung eines Strukturmaterials mit PLA-Fasern, die mit Hyaluronat und Chitosan-niacinamidascorbat beschichtet waren.
Bikomponentenfasern (1,5 Denier), bestehend aus einem PLA-Kern und einer weniger kristallinen und besser abbaubaren PLA-Hülle, wurden erhalten von der Firma Fiber Innovations Technology, Johnson City, TN. Diese Fasern wurden mit Monofilament-PLA-Fasern mit 3 Denier in einem Gewichtsverhältnis von 60 : 40 miteinander gemischt und zu einer Bonded-Carded-Bahn (BCW) mit einem Flächengewicht von m²/g (1,5 osy) verarbeitet. Drei Rollen des BCW-Materials wurden dann aufeinanderlaminiert durch Ultraschall-Bindung unter Anwendung des Entwicklungsmusters zur Bildung eines 3-lagigen laminierten BCW-Materials.
Eine Laminatfolie aus 3-lagigem BCW wurde zu kreisförmigen Scheiben zerschnitten unter Verwendung einer 5,4 cm (2 1/8 inch) Stanze. Die Scheiben wurden unter langsamem Rühren 24 h lang in 2 l destilliertes Wasser gelegt, um die Appretur zu entfernen, die bei der Herstellung auf die Fasern aufgebracht worden war. Die Scheiben wurden dann an der Luft getrocknet. Eine mikrofotografische SEM-Aufnahme der gewaschenen laminierten Folie ist in der 9(a) dargestellt.
Es wurden mehrere gewaschene und getrocknete Scheiben 10 min lang in eine 0,5%ige gepufferte Natriumhyaluronat (HA)-Lösung in Wasser gelegt. Die Scheiben wurden dann an der Luft 1 h lang getrocknet, danach in einem Umwälzofen 1 h lang bei 40 °C getrocknet. Die Scheiben wurden anschließend 1 min lang in die HA-Lösung gelegt, 30 min lang an der Luft getrocknet und 30 min lang im Ofen getrocknet. Die Wiederbenetzung mit HA und die Trocknungsstufen wurden dann einmal wiederholt.
Danach wurden die Scheiben 2 min lang in 2 l destilliertes Wasser gelegt, um überschüssige HA und Salz (aus dem Puffer) zu entfernen und über Nacht an der Luft getrocknet, woran sich eine Ofentrocknung für 1 h bei 40 °C anschloss. Einige Scheiben wurden dann mit einem Chitosansalz (erhältlich von der Firma Vanson, Inc., Redmond, WA) beschichtet durch Eintauchen der HA-beschichteten Scheiben in eine Lösung des Chitosansalzes für 1 min. Es wurde festgestellt, dass während dieser Zeit, während der die Scheiben in der Chitosansalz-Lösung lagen, ein gewisser Niederschlag gebildet wurde. Die Scheiben wurden über Nacht an der Luft getrocknet und dann 4 h lang bei 40 °C in einem Ofen getrocknet. Die 9(b) zeigt eine mikrofotografische SEM-Aufnahme von laminiertem BCW, das mit HA beschichtet und dann mit dem Chitosansalz beschichtet worden war. Es sei darauf hingewiesen, dass bei einigen Fasern Brücken zwischen den Fasern und grauweiß gefärbten Stel len entstanden (geringere Elektronendichte bei der SEM-Aufnahme). Dies wurde als Hinweis darauf genommen, dass eine Beschichtung der Fasern mit dem Chitosansalz tatsächlich eingetreten war.
Die Diskussion der hier genannten Literaturhinweise dient lediglich der Zusammenfassung der Angaben ihrer Autoren und es wurde dadurch nicht anerkannt, dass irgendeiner der genannten Literaturhinweise den relevanten Stand der Technik darstellt. Die Anmelder behalten sich vor, die Genauigkeit und Relevanz der genannten Literaturstellen zu überprüfen.
Aus den obigen Ausführungen ist zu ersehen, dass erfindungsgemäß mehrere Vorteile erzielt werden und dass weitere Vorteile daraus resultieren.
Da verschiedene Änderungen in den oben genannten Verfahren und Zusammensetzungen vorgenommen werden können, ohne dass dadurch der Schutzbereich der Erfindung verlassen wird, gilt, dass das gesamte Material, das in der vorstehenden Beschreibung enthalten ist und in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, so zu interpretieren ist, dass es die Erfindung lediglich erläutert und diese in keiner Weise beschränkt. Diese und weitere Modifikationen und Abänderungen der vorliegenden Erfindung können in der Praxis vom Fachmann auf diesem Gebiet vorgenommen werden, ohne dass dadurch der Schutzbereich der Erfindung verlassen wird, der sich insbesondere aus den nachfolgenden Patentansprüchen ergibt. Außerdem ist klar, dass Aspekte der verschiedenen Ausführungsformen sowohl vollständig als auch teilweise gegeneinander ausgetauscht werden können. Ferner ist für den Fachmann auf diesem Gebiet ohne weiteres ersichtlich, dass die vorstehende Beschreibung nur beispielhaft ist und die Erfindung, wie sie in den nachfolgenden Patentansprüchen beschrieben ist, nicht einschränkt.

Claims

Wundverband, der umfasst: (a) eine erste Schicht, die sich anliegend an die Wunde (65) befindet und ein Material (10) umfasst, das bioabsorptionsfähig und porös ist und geeignet ist, um als Gerüst für Zellanhaftung und Proliferation zu dienen; und (b) eine zweite Schicht, die sich in Kontakt mit der ersten Schicht befindet, wobei die zweite Schicht dadurch gekennzeichnet ist, dass sie ein absorbierendes, Gel bildendes Material (20) umfasst, das geeignet ist, um als Barriere für Zelladhäsion und Penetration zu dienen.
Der Verband nach Anspruch 1, der zusätzlich umfasst: (c) eine dritte Schicht, die sich in Kontakt mit der zweiten Schicht befindet und die ein Material (30) umfasst, das dampfdurchlässig ist, aber als Barriere für die Transmission von Flüssigkeiten und Mikroorganismen funktioniert.
Der Verband nach Anspruch 1, wobei das Material (10), das die erste Schicht bildet, Poren aufweist mit einer Größe in einem Bereich von 50–400 μm (microns).
Der Verband nach Anspruch 3, wobei das Material (10), das die erste Schicht bildet, Fasern umfasst.
Der Verband nach Anspruch 4, wobei das Material (10), das die erste Schicht bildet, ein Vliesmaterial umfasst.
Der Verband nach Anspruch 5, wobei die Fasern, die sich in dem Vliesmaterial befinden, aus einer Schmelze versponnene (melt-spun) Fasern sind.
Der Verband nach Anspruch 6, wobei die aus einer Schmelze versponnenen Fasern mit einem Verfahren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kardieren-und-Verbinden (bonded carded web), Spunbonding und Meltblowing hergestellt werden.
Der Verband nach Anspruch 1, wobei das Material (10), das bioabsorptionsfähig und porös ist und geeignet ist, um als Gerüst für Zellanhaftung und Proliferation zu dienen, ein Material umfasst, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Poly(Milchsäure), Poly(Glykolsäure), Co-Polymeren der Milchsäure und der Glykolsäure, Poly(Ether-Co-Estern), Poly(Hydroxybutyrat), Co-Polymeren der Milchsäure und ε-Aminocapronsäure, Lactid Polymeren, Co-Polymeren des Poly(Hydroxybutyrats) und des 3-Hydroxyvalerats, Polyestern der Bernsteinsäure, vernetzter Hyaluronsäure und vernetztem Kollagen.
Der Verband nach Anspruch 8, wobei das bioabsorptionsfähige Gerüstmaterial (10) bioabsorbiert werden kann innerhalb einer Zeitspanne von einer Woche bis zu sechs Monaten.
Der Verband nach Anspruch 9, wobei das bioabsorptionsfähige Gerüstmaterial (10) bioabsorbiert werden kann innerhalb einer Zeitspanne von einem Monat bis zu zwei Monaten.
Der Verband nach Anspruch 8, wobei die erste Schicht zusätzlich mindestens ein Material umfasst, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Hyaluronsäure, Kollagen, Laminin, Fibronectin, einem Wachstumsförderer, Integrin, Natriumhyaluronat, Chitosan, Niasinamidascorbat, einem Medikament, einem Vitamin, einem therapeutischen Peptid und Kombinationen aus diesen.
Der Verband nach Anspruch 9, wobei die erste Schicht zwischen 1 mm und 10 mm dick ist.
Der Verband nach Anspruch 12, wobei die erste Schicht zwischen 1 mm und 2 mm dick ist.
Der Verband nach Anspruch 1, wobei das absorbierende, Gel bildende Material (20), das geeignet ist, um Zelladhäsion und Penetration zu vermeiden, ein Hydrogel umfasst.
Der Verband nach Anspruch 14, wobei das absorbierende, Gel bildende Material (20) Poren aufweist, die eine Größe haben, die geringer ist als 10 μm (microns), wenn sich das Material (20) in einem hydratisierten Zustand befindet.
Der Verband nach Anspruch 15, wobei das absorbierende, Gel bildende Material (20) ausgewählt ist aus eine Gruppe bestehend aus Polyacrylat Hydrogelen, Polyurethan Hydrogelen, vernetzten Poly(Ethylenoxid) Hydrogelen, Carboxymethylcellulose Hydrogelen und Materialien vom Typ eines Hydrocolloiden.
Der Verband nach Anspruch 14, wobei die zweite Schicht zusätzlich ein Material umfasst, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Vitaminen, Proteinen, Peptiden, Wachstumsförderern, Medikamenten, Nährstoffen, Antibiotika und jeder Kombination aus diesen.
Der Verband nach Anspruch 1, wobei der Kontakt zwischen der ersten und der zweiten Schicht erstellt wird durch eine adhäsive, atmungsaktive Folie aus einem Material, das Flüssigkeit weiterleiten kann, aber das geeignet ist, um als Barriere für Zelladhäsion und Penetration zu dienen.