ХИРУРГИЧЕСКИЙ ИМПЛАНТАТ
SURGICAL IMPLANT

Изобретение относится к хирургическим имплантатам, в частности к имплантатам для укрепления ткани для восстановления паховой грыжи и/или брюшной грыжи или грыжи послеоперационного рубца.
Пластика грыжи - одна из наиболее распространенных хирургических процедур, в мире ежегодно проводят примерно 6,4 млн процедур. В год с помощью плоских сетчатых имплантатов восстанавливают примерно 3,1 млн грыж (48%).
Сетка, использующаяся в качестве хирургического имплантата, укрепляет область грыжи. Для обеспечения надежной фиксации сетка может пришиваться к ткани тела вблизи грыжи. Тем не менее наложение швов задерживает хирургические процедуры и может вызвать послеоперационные боли у пациента, например, из-за повреждения нерва.
В документе WO 2003/099160 A описывается хирургический имплантат, содержащий бугорчатую пленку, которая может соединяться с хирургической сеткой. Бугорки являются полыми и увеличивают гибкость пленки. Бугорчатая пленка может производиться из рассасывающейся полимерной пленки с помощью тепловой деформации. В зависимости от конструкции бугорки могут увеличивать или уменьшать трение между имплантатом и тканями организма, таким образом обеспечивая эффект фиксации или повышенную мобильность соответственно.
В документе ЕР 2476444 описывается медицинское устройство, содержащее пористую подложку и пленку, сформированную в порах подложки. Это устройство не обладает свойствами самостоятельной фиксации.
В документе WO 2011/026987 A описывается протезная ткань (сетка), содержащая нити, расположенные в определенном порядке, и бородки, выступающие наружу по отношению к поверхности ткани. Бородки, которые служат в качестве вспомогательного средства фиксации, могут быть сформированы в виде нитей или крючков, изготовленных из биосовместимого материала, которые прикреплены к ткани. Другая сторона ткани содержит микропористый слой, выполненный из биологически рассасывающихся материалов. Бородки острые из-за процесса резания. Чтобы уменьшить способность этого продукта сцепляться с самим собой, например когда его складывают для доставки через гильзу троакара, бородки покрывают покрытием из водорастворимого материала, который растворяется во время хирургической операции. Тем не менее такое изделие может быть сложным в обращении.
Документ WO 99/45860 описывает в целом жесткие биосовместимые субстраты, содержащие массив поверхностных нановыступов, которые не дают клеткам склеиваться.
В патенте США номер 6106558 описано устройство для нейродекомпрессии, в котором используются определенные топографические характеристики поверхности для предотвращения формирования рубца вокруг нервов. Устройство содержит выступы, выполненные во вспененном материале основы.
Задачей изобретения является создание хирургического имплантата, в частности для пластики грыжи, который снижает потребность в наложении швов и может легко, быстро и безопасно использоваться во время хирургической процедуры.
Эта задача решается с помощью хирургического имплантата в соответствии с п. 1. Пункт 21 относится к процессу изготовления такого хирургического имплантата. Преимущественные варианты осуществления изобретения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения.
Хирургический имплантат, в соответствии с изобретением, содержит гибкую основную конструкцию, имеющую поверхность и множество рассасывающихся кусков пленки, прикрепленных к поверхности основной конструкции. Каждый кусочек пленки содержит множество твердых выступов, выходящих из соответствующего куска пленки в направлении от основной конструкции.
В предпочтительных вариантах осуществления основная конструкция содержит сетчатую структуру, имеющую поры. Термин «сетчатая структура» - это общий термин и в целом включает пористый гибкий лист и, говоря более конкретно, например, сетки (хирургические сетки), ленты, перфорированные пленки, нетканые ткани, тканые ткани, трикотажные листы, трикотажные ленты, плетеные листы, плетеные ленты, фибриллярные коллагеновые листы, сетчатые мешки и сетчатые пробки. В сетчатых мешках или сетчатых пробках сетку складывают или свертывают и необязательно фиксируют к самой себе в некоторых точках или областях, или соответствующая структура осуществляется с помощью нескольких сеток. Другие примеры пористых основных конструкций - это пены и губки.
Например, основная конструкция может содержать хирургическую сетку, имеющую поры, причем указанная поверхность образовывается одной стороной хирургической сетки. В этом случае имплантат может использоваться, например, для ликвидации грыжи. Можно также использовать хирургический имплантат в соответствии с изобретением, например, как сетку для ликвидации дефектов в области таза или грудной имплантат. В таких случаях основная конструкция имплантата адаптируется к конкретной цели. Как правило, рассасывающуюся пленку не нужно прикреплять ко всей поверхности сетчатой структуры, или основной конструкции.
Все участки пленки имплантата могут иметь тот же размер. В других вариантах осуществления участки пленки имеют разные размеры. Как правило, присутствие участков пленки не оказывает существенного влияния на гибкость основной конструкции, так как участки пленки являются независимыми частями, которые не образуют сплошного слоя. В противоположность этому хирургической имплантат, спроектированный, например, в виде композиции хирургической сетки и слоя пленки, покрывающей всю поверхность хирургической сетки, будет, как правило, жестче, что может быть невыгодным, в зависимости от вида предусмотренной операции.
Выступы придают хирургическому имплантату свойства самофиксации на биологических мягких тканях. Они вцепляются в мягкие ткани механическим образом, что приводит к повышенному сопротивлению усилию сдвига, а также отделяющему усилию, в частности, если выступы твердые. Как правило, швы для крепления имплантата накладывать не нужно. Это уменьшает риск травмы и боли для пациента и облегчает хирургическую процедуру, а также сокращает время ее проведения. Тем не менее при необходимости можно наложить дополнительные швы.
В предпочтительных вариантах осуществления по меньшей мере один выступ в форме прутка, столбика или грибовидный. Форма определяется соответствующим корпусом и соответствующей головкой, корпус выходит из куска пленки и заканчивается в головке, а головка выступает в боковом направлении по отношению к корпусу, создавая своего рода грибовидную форму в общем виде. Такие грибовидные выступы могут проявлять особо эффективные свойства самофиксации. Здесь и в дальнейшем термин «по меньшей мере один» включает в себя варианты осуществления, в которых есть много выступов на хирургическом имплантате и/или в которых все выступы имеют одинаковую форму. Конечно, имплантат может также содержать выступы различной формы или размеров или выступы с различной плотностью на соответствующих участках пленки.
Предпочтительно, чтобы по меньшей мере один из участков пленки содержал выступ, имеющий продольную ось, которая выходит из пленки под углом по отношению к поверхности пленки в диапазоне от 50° до 90° или от 70° до 90°.
Выступы могут иметь очень разные размеры. Например, по меньшей мере один выступ может иметь длину, измеренную вдоль продольной оси выступа, в диапазоне от 20 до 5000 мкм, или от 100 до 500 мкм, или от 20 до 400 мкм.
Если общая площадь всех участков пленки не слишком велика, гибкость основной конструкции не слишком снижается из-за наличия таких участков пленки. В предпочтительных вариантах от 10 до 50% площади поверхности основной конструкции покрыты участками пленки, при этом могут использоваться все промежуточные значения в этом диапазоне.
С другой стороны, если общая площадь всех участков пленки, содержащих выступы, не слишком мала, будет достигнут желаемый эффект самофиксации. Оптимальная площадь зависит от свойств выступов и биологической ткани. Как правило, площади больше 5% от площади поверхности основной конструкции будет достаточно.
В предпочтительных вариантах осуществления основная конструкция содержит сетчатые структуры, имеющие поры, как уже упоминалось ранее. В этом случае по меньшей мере один участок пленки может иметь размер, равный размеру поры в сетчатой структуре или превышающий его. Например, 90% участков пленки могут иметь размер больше, чем поры сетки. Не требуется, чтобы окружность конкретной пленки совпадала с участком линий, определенных материалом сетки. Например, участки пленки могут быть выполнены в виде полос или крестов, которые, например, покрывают точки пересечения сетчатой структуры или просто не охватывают точку пересечения, а прикрепляются к другим линиям сетчатой структуры. Если поры сетчатой структуры достаточно велики, кусочек пленки может также иметь размер меньше, чем размер поры в сетчатой структуре.
Сетчатая основная конструкция предпочтительно макропористая, типичный размер пор составляет более чем 0,5 мм, что поддерживает хорошую интеграцию тканей. Однако также могут быть предусмотрены поры других размеров. Как уже указывалось выше, сетка или сетчатая основная конструкция может быть любой, например трикотажной различных типов вязки, тамбурной вязки или тканой. Также предусмотрена конструкция в виде перфорированной пленки или фольги. В зависимости от материала любые волокна сетки могут быть как биорассасывающимися, так и нерассасывающимися. Таким образом, сетка может быть рассасывающейся, нерассасывающейся или частично рассасывающейся. Нити могут быть выполнены в виде одиночных нитей или состоять из нескольких волокон. Также могут быть предусмотрены пленочные нити и тянутые пленочные ленты. Кроме того, возможны любые сочетания, смеси или композиты материалов и конструкций. Более того, нити могут иметь покрытие. Сетка может также быть выполнена в виде перфорированного листа. Как правило, сетчатая структура гибкая и имеет поверхностную форму основания. Например, она может быть основана на имеющейся в продаже сетке для грыжи.
Участки пленки предпочтительно образуют повторяющийся узор. Примерами являются центровой узор (в котором участки пленки расположены в одном концентрическом кольце или более вокруг общего центра) или, если основная конструкция содержит сетку, узор перевернутой сетки (в которой участки пленки образуют узор сетки и имеют размеры в порядке одной поры сетки или более).
Участки пленки могут иметь различные формы (например, форму шестиугольника, округлого шестиугольника, треугольника, округлого треугольника, прямоугольника, закругленного прямоугольника, квадрата, скругленного квадрата, круга, эллипса или форму креста, змеи, спирали и т. д.) и размеры (например, типичную длину или ширину в интервале от 0,7 до 50 мм или от 2 до 5 мм). Разнообразие узоров уже упоминалось выше и может также включать неправильные узоры.
Обычно (но не только) каждый участок пленки окружен площадью основной конструкции без других участков пленки, причем ширина этой зоны находится, например, в диапазоне от 1 до 50 мм или от 1 до 9 мм. Тем не менее участки пленки также могут соприкасаться друг с другом.
Кроме того, участки пленки могут быть соединены друг с другом с помощью распорок, например по парам (например, одна стойка между членами пары), в небольшие группы или в большие группы. Такие распорки могут быть изготовлены из того же материала, что и участки пленки. Если распорки относительно узкие, они образуют соединители, которые не являются жесткими и не ухудшают гибкость имплантата.
Толщина участков пленки может находиться, например, в диапазоне от 5 до 250 мкм или от 10 до 200 мкм. Это толщина пленки в зоне между выступами. Как правило, толщина может варьироваться и может быть значительно меньше, чем толщина первоначально плоского слоя пленки, используемого для получения участков пленки, включая выступы (см. примеры ниже), потому что во время производственного процесса часть материала исходного пленочного слоя может быть преобразована в выступы.
Предпочтительно участки пленки и соответствующие выступы сделаны из одного куска, см. примеры производственных процессов ниже.
Если основная конструкция содержит сетчатую структуру, имеющую поверхность и противоположную поверхность и содержащую поры, пленка также может быть прикреплена к противоположной поверхности. Эта пленка может иметь различные свойства. Например, она может быть выполнена как единое целое, например в виде целостной пленки, покрывающей часть или всю противоположную сторону сетчатой структуры. Или она может быть выполнена в виде множества участков пленки, аналогичных участкам пленки на поверхности. Кроме того, пленка на противоположной стороне может быть рассасывающейся или нерассасывающейся. Она может содержать выступы, чтобы обеспечить эффект самофиксации, или она может быть более или менее гладкой, без выступов. Если пленка имеет барьерные свойства, это может препятствовать врастанию тканей организма в поры сетчатой структуры.
В другом предпочтительном варианте осуществления эффект участков пленки с выступами с обеих сторон (поверхность и противоположная поверхность) основной конструкции обеспечивается одним слоем участков пленки. В этом случае основная конструкция является сетчатой и участки пленки продвигаются в поры сетки в основной конструкции, в которой выступы выходят из участков пленки в обоих направлениях, из поверхности основной конструкции и противоположной к основной конструкции поверхности. Пример способа изготовления такого имплантата представлен ниже.
Участки пленки рассасываются, потому через некоторое время после хирургической операции эффект самофиксации больше не нужен. Если к этому времени участки пленки уже рассосутся или разрушатся, это может положительно повлиять на рост тканей в основной конструкции и процесс заживления. Если основная конструкция также рассасывается, предпочтительно, чтобы участки пленки рассасывались быстрее, чем основная конструкция.
Подходящие материалы для рассасывающихся участков пленки хорошо известны в данной области техники. Выбор материала пленки зависит, например, от периода резорбции. С учетом процессов изготовления имплантата в соответствии с изобретением они могут также зависеть от температуры плавления материала пленки по отношению к количеству материала в основной конструкции (см. ниже). Например, участки пленки могут содержать поли-п-диоксанон (ППД), сополимеры гликолида и ε-капролактона (например, материал Monocryl производства компании Джонсон и Джонсон Медикал ГмбХ) и/или сополимеры лактида и гликолида (в частности, в отношении 90:10 материал Vycril производства компании Джонсон и Джонсон Медикал ГмбХ). Как правило, может использоваться большое разнообразие синтетических полимерных биорассасывающихся материалов, например полиоксикислоты (например, полилактиды, полигликолиды, полигидроксибутираты, полигидроксивалериаты), сополимеры лактида и триметиленкарбоната, сополимеры гликолида, лактида и триметиленкарбоната, поликапролактоны, полидиоксаноны, синтетические (но и природные) олиго- и полиаминокислоты, полифосфазены, полиангидриды, полиортоэфиры, полифосфаты, полифосфонаты, полиспирты, полисахариды, простые полиэфиры. Тем не менее встречающиеся в природе материалы, такие как коллаген и желатин, или материалы природного происхождения, такие как биорассасывающиеся гелевые пленки с жирными кислотами омега-3 или окисленной регенерированной целлюлозой (ОРЦ), также могут использоваться.
Подходящие материалы для основной конструкции хорошо известны в данной области техники. К нерассасывающимся или медленнорассасывающимся веществам относятся, например, полиалкены (например, полипропилен или полиэтилен), фторированные полиолефины (например, политетрафторэтилен (ПТФЭ) или поливинилиденфторид), полиамиды, полиуретаны, полиизопрены, полистиролы, полисиликоны, поликарбонаты, полиарилэфир кетоны (ПАЭК), эфиры полиметакриловой кислоты, эфиры полиакриловой кислоты, ароматические полиэфиры, полиимиды, а также смеси и/или сополимеры этих веществ. Другие предпочтительные материалы, многие из которых рассасываются, включают: полигидроксильные кислоты, полилактиды, полигликолиды, сополимеры лактида и триметиленкарбонат, сополимеры гликолида, лактида и триметиленкарбоната, полигидроксибутираты, полигидроксивалериаты, поликапролактоны, полидиоксаноны, поли-п-диоксаноны, синтетические и натуральные олиго- и полиаминокислоты, полифосфазены, полиангидриды, полиортоэфиры, полифосфаты, полифосфонаты, многоатомные спирты, полисахариды, простые полиэфиры, целлюлозу, бактериальную целлюлозу, полиамиды, алифатические сложные полиэфиры, ароматические сложные полиэфиры, сополимеры полимеризуемых веществ, рассасывающееся стекло. Особенно предпочтительные материалы включают полипропилен (нерассасывающийся), смеси поливинилиденфторида и сополимеров винилиденфторида и гексафторпропилена (нерассасывающиеся, например материал Pronova Джонсон и Джонсон Медикал ГмбХ), ПТФЭ (нерассасывающиеся, в том числе рПТФЭ и кПТФЭ), полисилоксаны (нерассасывающиеся), поли-п-диоксаноны (ППД, рассасывающиеся), сополимеры лактида и гликолида (рассасывающиеся), в частности сополимеры гликолида и лактида в соотношении 90:10 (Vycril, рассасывающиеся), сополимеры гликолида и ε-капролактона (монокрил, рассасывающиеся). Биологические материалы, такие как аллотрансплантат и ксенотрансплантат, также используются.
Таким образом, хирургический имплантат, согласно изобретению, имеет множество преимуществ. Свойства самофиксации обеспечивают комфорт для пациента за счет снижения риска хронической боли, которая может быть связана с фиксацией шва. Структура основания, например хирургическая сетка, надежно удерживается на месте во время периода интегрирования ткани, таким образом сетка предотвращается от перемещения. После этого участки пленки, в том числе выступы, могут быть поглощены.
Кроме того, улучшается эффективность использования времени в ходе хирургической операции. В частности, хирургический имплантат можно легко подготовить и обработать во время операции. В целом благодаря конструкции выступов имплантат не проявляет склонности к слипанию с самим собой при сворачивании в рулон или складывании в несколько слоев. Таким образом, имплантат хорошо подходит для лапароскопических процедур. Его можно легко переместить к месту операции через гильзу троакара и развернуть после этого, таким образом он не прилипнет к себе. Кроме того, хотя имплантат имеет функцию самофиксации, он предоставляет возможность репозиционирования, поскольку имплантат можно отклеить от ткани и расположить его снова в другом месте. Поскольку в большинстве случаев фиксировать имплантат швами не нужно, хирургические процедуры, как правило, длятся меньше времени. Тем не менее при желании имплантат может быть дополнительно зафиксирован с помощью, например, наложения швов.
Известные пленки или самофиксирующиеся пленки, присоединенные к хирургической сетке, могут придавать жесткость, которая уменьшает соответствие анатомическим структурам, а также уменьшает количество точек крепления к тканям неравномерной структуры. В противоположность этому хирургический имплантат в соответствии с изобретением в основном сохраняет гибкость и эластичность основной конструкции и соответствует ей, в то же время хорошо прилипает к анатомическим структурам, даже если они неровные.
Если хирургический имплантат выполнен в виде имплантата для устранения дефектов мягких тканей, например имплантата для устранения грыжи, и приспособлен по меньшей мере для частичной фиксации в мягких тканях, таких как мышцы или жир, трение между хирургическим имплантатом и мягкими тканями может быть увеличено по меньшей мере в одном направлении (измеренном в плоскости имплантата) на коэффициент 2 или более по сравнению с соответствующим имплантатом без выступов.
В особенно предпочтительном варианте осуществления хирургический имплантат в соответствии с изобретением содержит основную конструкцию, выполненную в виде стабильной сетки для восстановления мягких тканей для длительного использования, содержащей поры, размером по меньшей мере 1 мм, а общая площадь всех участков пленки меньше 25% площади поверхности основной конструкции. Выступы имеют грибовидную форму, выполнены из одного куска материала вместе с соответствующими участками пленки, и их длина, измеренная вдоль продольной оси соответствующего выступа, находится в диапазоне от 300 до 500 мкм. Необязательно дополнительные участки пленки с выступами можно изготовить на противоположной стороне сетки.
Хирургический имплантат в соответствии с изобретением может быть изготовлен с помощью следующих шагов: создание формы, содержащей множество полостей, при этом каждая полость имеет форму одного выступа; заполнение формы жидким материалом, образующим участки пленки и выступы в соответствии с узором, определяющим формы и местоположения участков пленки; отверждение жидкого материала; крепление участков пленки к основной конструкции, при этом выступы должны быть направлены в направлении от основной конструкции; извлечение формы.
Порядок, в котором перечислены эти шаги, не обязательно представляет собой последовательность, в которой этапы выполняются в процессе изготовления в соответствии с изобретением, это объясняется более подробно ниже.
Форма предпочтительно гибкая и содержит, например, силикон, полиуретан, натуральный каучук или синтетический каучук. Силикон, например, очень гибкий и термостабильный. Форма в основном плоская и обеспечивает поверхность для образования кусков пленки. От этой поверхности простираются полости, каждая из которых имеет форму одного выступа. Силиконовые формы, например, могут быть изготовлены, например, с помощью формы, изготовленной механическим способом (позитив массива выступов) из металла или полимера в качестве мастер-формы, которая наполняется прекурсорами силикона, вступающими затем в реакцию. Благодаря большой эластичности силикона мастер-форму можно извлечь после завершения реакции, и при использовании формы форму можно отделить от выступов, образованных формой, даже в случае выступающих с боков частей выступов.
В предпочтительных вариантах осуществления процесса узор, определяющий формы и расположения участков пленки, определяется маской, которая помещается между основной конструкцией и материалом для заполнения формы.
Этапы заполнения формы жидким материалом, который образует участки пленки, включая выступы, затвердение жидкого материала и прикрепление участков пленки к основной конструкции, в частности к хирургической сетке, могут осуществляться одновременно, например, следующим образом.
В этом предпочтительном варианте осуществления в процессе используется многоуровневая сборка, содержащая в следующем порядке форму, хирургическую сетку (например, из полипропилена) в качестве основной конструкции, маску, лист материала (например, поли-п-диоксанона) для участков пленки, у которых более низкая температура плавления, чем у хирургической сетки, и гибкую пластину с закрытой поверхностью. Лист материала нагревают до температуры, которая выше, чем температура его плавления, и ниже температуры плавления хирургической сетки, чтобы лист стал жидким. Затем форму и пластину прижимают друг к другу, при этом пластина служит в качестве противовеса или упора, в результате чего материал для участков пленки передается через маску в форму и в то же время заливает собой хирургическую сетку. После снижения температуры жидкий материал затвердевает (это этап отвердевания, упомянутый выше), поэтому форма может быть удалена благодаря ее высокой эластичности. Таким образом, участки пленки формируются с помощью маски и прочно соединяются с хирургической сеткой, также формируются выступы, все этапы происходят практически одновременно.
В одном из вариантов последнего способа осуществления исходные позиции хирургической сетки и листа материала для кусков пленки меняются местами. В этом случае материал для участков пленки переносится в форму и попадает в хирургическую сетку в тех областях, которые не закрыты маской.
Гибкое пластинчатое устройство может содержать закрытую поверхность. Оно может быть выполнено в виде второй формы, которая является гибкой и содержит ряд полостей, каждая полость имеет форму одного выступа. Эта вторая форма похожа на другую форму и может использоваться для получения выступов на противоположной стороне сетки, чтобы создать хирургический сетчатый имплантат, содержащий выступы на обеих сторонах.
В зависимости от используемых материалов и деталей процесса стадия осуществления может быть осуществлена путем испарения растворителя, с помощью охлаждения (как в приведенных выше примерах) или реакции реагентов, образующих пленку и выступы.
Некоторые аспекты изобретения будут раскрыты далее в общих чертах.
Примеры применения
Имплантаты для восстановления мягких тканей, например хирургические сетки, в основном используются в случае наличия дефекта или недостатков в мягких тканях или отверстия в ткани, которое должно быть заполнено или накрыто.
(а) Брюшные и паховые грыжи возникают, когда ткани, структура или часть органа выступают через аномальное отверстие в теле. Они наиболее часто связаны с выпячиванием кишечника через слабые точки в брюшной стенке. Устройства для пластики грыжи могут иметь различные формы и быть изготовленными из различных материалов в виде плоских устройств, в основном плоских, но изогнутых устройств, мешочков, сумок или сложенных в виде заглушек.
(б) Хирургические сетки, ленты или слинги используются в случае заболеваний таза, таких как недержание мочи или опущение тазовых органов. В этих вариантах применения может существовать необходимость контактирования тканого материала со стенкой влагалища (например, сетка для органов малого таза) или с уретрой, например системы GYNECARE ТВТ производства компании Ethicon, Inc., в которых сборка, согласно изобретению, может поддерживать крепление в некоторых областях ленты или сетки.
(в) Изделия Durapatches используются после операции на головном мозге, чтобы покрыть и закрыть твердую оболочку. Твердая мозговая оболочка - это жесткая негибкая волокнистая оболочка, внешняя из трех слоев, которые окружают головной и спинной мозг. Коммерческие трансплантаты изготавливают из биологического (в том числе ксенотрансплантаты и аллотрансплантаты) или синтетического материала. Предусмотренные данным изобретением участки пленки с микровыступами, расположенные в определенных местах на одной или обеих сторонах сетки, помогают закрепить имплантат на месте.
(г) Укрепляющие трансплантаты мышц плечевого пояса наиболее часто используются в случае, если существующие ткани больше не могут использоваться, или для поддержки функций мышц плечевого пояса, или в случае, если их дальнейшее лечение невозможно.
(д) Рассасывающиеся мешочки используются в травматологии в качестве устройства сжатия печени для уменьшения кровотечения, такие как Vicryl Mesh bag A.
(е) Трансплантаты в области реконструкции груди используются в рамках процедуры «TRAM-лоскут», где реконструкция аутогенной ткани молочной железы выполняется с помощью поперечного кожно-мышечного лоскута прямой мышцы живота (TRAM), вырезаемого в области грудной клетки. На донорском участке стенки брюшной полости, используемом для взятия кожно-мышечного лоскута, могут появляться потенциальные участки ослабления брюшной стенки, выпячивания и грыжа. Чтобы предотвратить образование грыжи, большинство хирургов используют синтетическую сетку при закрытии живота. Ткани, такие как рассасывающиеся сетки, например сетки Vicryl или TiGr matrix, также используются при увеличении или пластике груди, т. е. в онкопластической хирургии, которая является сочетанием удаления опухоли с лимфэктомией или мастэктомией соответствующих краев и одновременной пластики молочной железы (Koo et al. 2011, «Results from Over One Year of Follow-Up for Absorbable Mesh Insertion in Partial Mastectomy», Yonsei Med J 52(5):803-808, 2011). Изобретенное устройство поможет свести к минимуму использование швов, скрепок или клея.
(ж) Устройства для пластики мягких тканей используются в качестве наполнителя для увеличения объема ткани, например в косметической хирургии для удаления морщин или при удалении свищей для заполнения каналов свища. В зависимости от предполагаемого использования могут использоваться рассасывающиеся материалы.
Размеры и форма участков пленки
Размер участков пленки предпочтительно находится в диапазоне от 1 до 10 мм, не придавая при этом жесткости основной конструкции, их толщина составляет от 5 до 500 мкм. Участки пленки могут иметь любую форму, например форму круга, овала, треугольника, прямоугольника, квадрата, пятиугольника, шестиугольника, креста, звезды.
Жесткость, форма и общая толщина участков пленки, а также края участков пленки могут использоваться в дополнение к микровыступам, чтобы придать дополнительные функции, такие как возможность пальпации для определения ориентации.
Узор участков пленки и расстояние между ними
В зависимости от предполагаемого использования имплантата участки пленки могут быть расположены по периферии, в центре или по всей площади. Предпочтительно общая площадь пленки, по сравнению с площадью поверхности имплантата, составляет менее 50%, в частности менее 25% общей площади рисунка. У имплантатов, у которых пленка размещена только в центре или по периферии, общая площадь пленки может быть сокращена по геометрическим соображениям. Узор куска пленки можно использовать для настройки параметров, таких как жесткость при изгибе в разных направлениях. Предпочтительно узор куска пленки не должен придавать большой жесткости имплантату, чтобы обеспечить прилегание к неровным структурам или чтобы он не влиял отрицательно на функции, такие как сворачивание и разворачивание или складывание и раскладывание во время лапароскопической операции.
Крепление куска пленки к основной конструкции
Кусочки пленки могут быть соединены друг с другом в случае размещения в виде сэндвича и/или присоединены к основной конструкции различными обычными способами, например их можно сшить, вышить, связать (в том числе термическими средствами) или сварить термическим способом, в том числе с помощью ультразвука. Методы сварки в более широком смысле также включают тепловую деформацию по меньшей мере одной из пленок (ниже точки плавления пленки). Рассасывающийся термоклей, например полидиоксанон как биорассасывающийся полимер с относительно низкой температурой плавления, может использоваться в качестве средства для склеивания других материалов участков пленки. В качестве растворимых клеев могут использоваться другие растворимые полимеры, например полилактид, поликапролактон или их сополимеры. Реактивные клеи, такие как цианоакрилаты, или изоцианаты, или оксираны, также могут использоваться при условии, что они биосовместимы.
Особенно предпочтительным является одношаговый процесс создания микровыступов и соединение с пористой структурой для пластики тканей (основной конструкцией). В случае сеток с большими порами участки пленки предпочтительно простираются по меньшей мере вдоль одной части края пор.
Участки пленки с микровыступами предпочтительно обволакивают или окружают основную конструкцию по меньшей мере частично. Это помогает прикреплять участки пленки даже к поверхностям с плохой способностью к прикреплению, таким как ПТФЭ или полипропилен, без предварительной обработки поверхности.
Микровыступы участков пленки
Микровыступы - это твердые выступы, их размер предпочтительно находится в диапазоне от 20 до 800 мкм, предпочтительно от 50 до 500 мкм, в частности предпочтительно от 250 до 350 мкм области участков пленки.
Микровыступы изменяют крепление к мягким тканям млекопитающих или человека во время размещения и/или врастания имплантата.
Микровыступы предпочтительно выступают под углом 45-90° к поверхности участков пленки и могут иметь сложную структуру, например форму гриба, изогнутого стержня и т. д.
2
Были подготовлены предпочтительные грибовидные микровыступы с плотностью около 288 выступов на см участка пленки. Например, с помощью сканирующей электронной микроскопии было определено, что высота грибовидных выступов составляет 288 мкм, толщина ножки - диаметр 410 мкм, диаметр суженной средней части 177 мкм, а диаметр головки 410 мкм, толщина ободка головки грибовидного выступа составляет около 12 мкм.
Активные компоненты
Например, целесообразным может быть создание имплантата по настоящему изобретению по меньшей мере с одним биологически активным или лечебным компонентом, который может необязательно выделяться локально после имплантации. Вещества, допустимые для применения в качестве активных или терапевтических агентов, могут быть синтетическими или природного происхождения и могут без ограничения включать в себя, например, антибиотики, противомикробные средства, антибактериальные препараты, антисептики, химиотерапевтические препараты, цитостатики, ингибиторы метастазов, противодиабетические средства, антимикотики, гинекологические препараты, урологические препараты, противоаллергические препараты, половые гормоны, ингибиторы синтеза половых гормонов, кровоостанавливающие средства, гормоны, пептидные гормоны, антидепрессанты, витамины, такие как витамин C, антигистамины, депротеинизированную ДНК, плазмидную ДНК, катионные комплексы ДНК, РНК, клеточные компоненты, вакцины, клетки, присутствующие в организме в естественных условиях, или генетически модифицированные клетки. Активный агент или терапевтическое средство может присутствовать в различных формах, включая инкапсулированную форму или адсорбированную форму. При использовании таких активных веществ можно достичь улучшений результатов лечения пациента или может достигаться терапевтический эффект (например, лучшее заживление ран, предотвращение или уменьшение воспаления).
Одним предпочтительным классом активных агентов являются антибиотики, которые включают такие агенты, как гентамицин или антибиотик ZEVTERA™ (цефтобипрол медокарил) (который выпускается компанией Basilea Pharmaceutica Ltd., Базель, Швейцария). Другие активные агенты, которые могут использоваться, - это высокоэффективные, широкого спектра действия антимикробные агенты против различных бактерий и дрожжей (даже в присутствии жидкостей организма), например октенидин, октенидина дигидрохлорид (доступен в качестве активного ингредиента в дезинфицирующем средстве Octenisept компании Schülke & Mayer, Norderstedt, Германия), полигексаметилена бигуанид (ПГМБ) (доступен в качестве активного ингредиента в Lavasept компании Braun, Швейцария), триклозан, медь (Cu), серебро (Ag), наносеребро, золото (Au), селен (Se), галлий (Ga), тауролидин, N-хлортаурин, антисептики на основе спирта, такие как жидкость для полоскания рта Listerine (Листерин) (R), N а-лаурил-L-аргинин этилового эфира (LAE), миристамидпропилдиметиламин (МАПД, доступный в качестве активного ингредиента в SCHERCODINE ™ М), олеамидопропилдиметиламин (ОАПД, доступный в качестве активного ингредиента в SCHERCODINE™ O) и стеарамидопропилдиметиламин (САПД, доступный в качестве активного ингредиента в SCHERCODINE™ S), моноэфиры жирных кислот и наиболее предпочтительно октенидина дигидрохлорид (далее октенидин), тауролидин и ПГМБ.
Одним предпочтительным классом активных агентов являются местные анестезирующие средства, включающие такие агенты, как амбукаин, бензокаин, бутакаин, прокаин/бензокаин, хлорпрокаин, кокаин, циклометикаин, диметокаин/ларокаин, этидокаин, гидроксипрокаин, гексилкаин, изобукаин, паретоксикаин, пеперокаин, прокаинамид, пропоксикаин, прокаин/новокаин, пропаракаин, тетракаин/аметокаин, лидокаин, артикаин, бупивакаин, дибукаин, цинхокаин/дибукаин, этидокаин, левобупивакаин, лидокаин/лигнокаин, мепивакаин, метабутоксикаин, пиридокаин, прилокаин, пропоксикаин, пиррокаин, ропивакаин, тетракаин, тримекаин, толикаин, их комбинации, например лидокаин/прилокаин (ЭСМА), или местные анестетики натурального происхождения, включая сакситоксин, тетродотоксин, ментол, эвгенол и пролекарства или их производные.
Кроме того, в устройства, соответствующие настоящему изобретению, может быть введен контрастирующий агент. Такой контрастирующий агент может представлять собой газ или вещество, создающее газ для ультразвукового контрастирования или МРТ контрастирования, например комплексы металлов, таких как гадолиниевая соль диэтилентриаминпентауксусной кислоты или суперпарамагнитные наночастицы (Resovist™ или Endorem™), согласно документу ЕР 1324783 В1, который включен в качестве ссылки. Видимые в рентгеновских лучах вещества могут быть включены согласно ЕР 1251794 B1 (включено в качестве ссылки), включая чистый диоксид циркония, стабилизированный диоксид циркония, нитрид циркония, карбид циркония, тантал, пентоксид тантала, сульфат бария, серебро, йодистое серебро, золото, платину, палладий, иридий, медь, оксиды железа, не очень магнитные стали имплантата, немагнитные стали имплантата, титан, щелочные йодиды, йодированные ароматические соединения, йодированные алифатические углеводороды, йодированные олигомеры, йодированные полимеры, сплавы веществ, способные к легированию. Контрастирующие агенты могут быть включены в сетку или присутствовать на ней, присутствовать в участках пленки или на них.
Основная конструкция
В зависимости от предполагаемого использования устройства для пластики тканей для изготовления частей устройства для пластики мягких тканей (основной конструкции) может использоваться биосовместимый долговременный стабильный полимер. Под полимером с длительной стабильностью понимается нерассасывающийся биосовместимый полимер или биорассасывающийся полимер, который рассасывается или разлагается медленно, например сохраняет по меньшей мере 50% исходной прочности на разрыв в условиях in vivo через 60 дней после имплантации. Последняя группа включает в себя такие вещества, как полиамиды, которые, как правило, считаются устойчивыми, поскольку они не создавались в качестве рассасывающихся материалов, но которые со временем подвергаются воздействиям со стороны тканей и жидкостей организма. К предпочтительным материалам для тканевого элемента для восстановления относятся: полигидроксикислоты, полилактиды, полигликолиды, полигидроксибутираты, полигидроксивалераты, поликапролактоны, полидиоксаноны, синтетические и натуральные олиго- и полиаминокислоты, полифосфазены, полиангидриды, полиортоэфиры, полифосфаты, полифосфонаты, полиспирты, полисахариды, простые полиэфиры, целлюлоза, бактериальная целлюлоза, полиамиды, алифатические полиэфиры, ароматические полиэфиры, сополимеры их полимеризуемых веществ, рассасывающиеся стекломатериалы. Особенно предпочтительными материалами составляющих имплантата для пластики ткани являются полипропилен и смеси поливинилиденфторида и сополимеров винилиденфторида и гексафторпропилена, ПТФЭ, рПТФЭ, кПТФЭ, силикон, при этом могут также использоваться другие обычные биосовместимые материалы. Элементы имплантата для пластики ткани могут быть изготовлены из моноволокна, комплексных нитей или их сочетания. Элемент имплантата для пластики ткани может содержать в дополнение к долгосрочному стабильному полимеру рассасывающийся полимер (т. е. биорассасывающийся или биоразлагаемый). Рассасывающийся полимер и долгосрочный стабильный полимер предпочтительно содержат мононити и/или комплексные нити. Термины «рассасывающиеся полимеры» и «биорассасывающиеся полимеры» могут использоваться как синонимы. Термин «биорассасывающийся» имеет обычное значение.
Если требуется кратковременная поддержка ткани, например пробки для фистулы, элемент имплантата для пластики ткани может быть изготовлен из полимера или биоразлагаемого полимера без каких-либо долгосрочных стабильных полимеров.
Не обязательно основную конструкцию можно изготовить из биологического материала, такого как аллотрансплантат, ксенотрансплантат.
Дополнительный слой или слои
Имплантаты для пластики ткани или укрепляющие имплантаты, например сетки, могут быть разработаны таким образом, чтобы обеспечивать врастание ткани на одной стороне (например, посредством открытых пор или пустот) и препятствовать врастанию ткани на противоположной стороне (например, с помощью гладкой поверхности, например пленки или непористого слоя, который в данной области обычно называют противоспаечным барьером). Это важно, когда сетчатые имплантаты используют или имплантируют в области живота, например в рамках процедуры пластики грыжи, где адгезия брюшины (т. е. врастание ткани) к имплантату желательна, а врастание ткани или спайка на висцеральной стороне являются нежелательными (т. е. нужен противоспаечный эффект). В данной области известны и доступны на рынке несколько обычных продуктов, у которых одна сторона гладкая и является противоспаечным барьером, а другая пористая или шершавая, обеспечивающая врастание ткани. Такие продукты могут быть полностью рассасывающимися, полностью нерассасывающимися или частично рассасывающимися и частично нерассасывающимися. Такие продукты могут представлять собой комбинации из множества сетчатых слоев и устойчивых к адгезии барьеров. Некоторые имплантаты являются полностью готовыми к использованию (например, грыжевая сетка Proceed, PhysioMesh, сетки Gore DualMesh и Bard Composix), а другие сетчатые имплантаты требуется предварительно на несколько минут замочить в воде или физиологическом растворе перед имплантацией, чтобы противоспаечный барьер набух и имплантат стал достаточно мягким для имплантации и установки в организме пациента (например, Sepramesh или композитный материал Parietex).
Дополнительный слой или слои могут быть добавлены к хирургическом имплантату между участками пленки со множеством выступов и основной конструкцией, или с противоположной стороны, или же с обеих сторон, что приводит к появлению следующих композитов:
участки пленки + дополнительный слой + базовая конструкция, или
участки пленки + базовая конструкция + дополнительный слой, или
участки пленки + дополнительный слой + базовая конструкция + дополнительный слой.
Дополнительный слой или слои могут по-разному влиять на свойства имплантата для лечения тканевых дефектов, например изменять его жесткость или улучшать прорастание или регенерацию тканей.
Дополнительные слои, используемые для изготовления имплантируемых устройств для восстановления ткани, соответствующих настоящему изобретению, должны иметь толщину, достаточную для эффективного предотвращения образования спаек. Толщина, как правило, находится в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 500 мкм, а предпочтительно от приблизительно 5 до приблизительно 50 мкм. К пленкам, подходящим для использования в качестве первой или вспомогательной второй пленки устройств для восстановления ткани, соответствующих настоящему изобретению, относятся как биорассасывающиеся, так и нерассасывающиеся пленки. Предпочтительно пленки создаются на полимерной основе и могут быть изготовлены из различных традиционных биосовместимых полимеров. К нерассасывающимся или медленнорассасывающимся веществам относятся, например, полиалкены (например, полипропилен или полиэтилен), фторированные полиолефины (например, политетрафторэтилен (ПТФЭ) или поливинилиден фторид), полиамиды, полиуретаны, полиизопрены, полистиролы, полисиликоны, поликарбонаты, полиарилэфир кетоны (ПАЭК), эфиры полиметакриловой кислоты, эфиры полиакриловой кислоты, ароматические полиэфиры, полиимиды, а также смеси и/или сополимеры этих веществ. Также могут применяться синтетические биорассасывающиеся материалы, например полигидроксикислоты (например, полилактиды, полигликолиды, полигидроксибутираты, полигидроксивалераты), поликапролактоны, полидиоксаноны, синтетические и натуральные олиго- и полиаминокислоты, полифосфазены, полиангидриды, полиортоэфиры, полифосфаты, полифосфонаты, полиспирты, полисахариды, полиэфиры. Однако также могут использоваться материалы природного происхождения, такие как коллагены, желатин, а также материалы, производные от природных, такие как пленки на основе поперечно-сшитых гелей из биорассасывающихся жирных кислот омега-3 или окисленная восстановленная целлюлоза (ОВЦ).
Пленки, используемые в устройствах для восстановления ткани, соответствующих настоящему изобретению, могут покрывать всю внешнюю поверхность тканевого элемента (базовую конструкцию) для восстановления или только ее часть. В некоторых случаях предпочтительно, чтобы пленка перекрывала границы восстановительного полотна. Термин «граница» в настоящем документе обозначает периферический край или центральную кромку, если в сетке имеется отверстие, например, для расположения в ней анатомической структуры, такой как обрабатываемый сосуд, или кишка при лечении или профилактике парастомальной грыжи, или семенной канатик.
Пленки могут подвергаться перфорированию до или после сборки устройства, или же пленки могут изготавливаться таким образом, чтобы содержать поры. Тем не менее специалисту в данной области будет понятно, что следует предпринимать меры предосторожности во избежание повреждения тканевого элемента или второй пленки при выполнении перфорирования на собранном устройстве.
Пленки могут быть соединены различными традиционными способами, например путем сшивания, склеивания, сварки и ламинирования. Соединение может выполняться по периферии, в центральной части или по всему собранному устройству в виде точечного, линейного или общего соединения так, чтобы поры верхней и нижней пленки были по существу смещены относительно друг друга.
Пленки могут быть прикреплены друг к другу и/или к тканевому элементу (основной конструкции) для восстановления различными традиционными способами, например прошиты, сшиты, склеены (в том числе термическим способом) по некоторым участкам (например, точечно или вдоль линий или полос, например по периферическому краю) или соединены термической сваркой, включая ультразвуковую. К методам сварки в более широком смысле относятся термическая деформация по меньшей мере одной из пленок (при температуре ниже температуры плавления одной пленки). Имплантат не обязательно может иметь вышитые структуры, выполненные для упрочнения, например реброобразные структуры.
В особенности предпочтительным для устройств, соответствующих настоящему изобретению, является соединение пленок с помощью метода термического ламинирования, при необходимости (необязательно) с использованием дополнительного биосовместимого плавящегося клея, например полидиоксанона, являющегося биорассасывающимся полимером с относительно низкой температурой плавления. В качестве растворимых клеев могут использоваться другие растворимые полимеры, например полилактид, поликапролактон или их сополимеры. Также могут использоваться реакционные гели, например цианоакрилаты, изоцианаты или этиленоксиды, если они являются биосовместимыми.
Настоящее изобретение разъяснено в вариантах осуществления ниже. Рисунки показаны на следующих фигурах.
ФИГ. 1, часть (а) представляет собой трехмерный вид варианта осуществления хирургического имплантата в соответствии с данным изобретением, а часть (b) представляет собой увеличенный вид участка пленки, содержащего выступы в соответствии с данным вариантом осуществления.
На ФИГ. 2 представлен трехмерный вид варианта осуществления, показанного на ФИГ. 1.
На ФИГ. 3 показан еще один вариант осуществления хирургического имплантата, соответствующего данному изобретению, при этом часть (а) представляет собой увеличенный трехмерный вид участка пленки, включая грибовидные выступы, а часть (b) представляет собой вид имплантата сверху.
На ФИГ. 4 в частях (а)-(h) представлены трехмерные виды некоторых вариантов исполнения выступов на участках пленки хирургических имплантатов, соответствующих данному изобретению.
На ФИГ. 5 показан другой вариант осуществления хирургического имплантата в соответствии с данным изобретением, т. е. в части (а) показан вид сверху на участок пленки, образующий повторяющийся узор на имплантате, часть (b) представляет собой увеличенный вид участка пленки, показанного в части (а), а часть (с) представляет трехмерный вид участка пленки, показанного в части (b).
На ФИГ. 6 показан другой вариант осуществления хирургического имплантата в соответствии с данным изобретением, т. е. в части (а) показан вид сверху на участок пленки, образующий повторяющийся узор на имплантате, часть (b) представляет собой увеличенный вид участка пленки, показанного в части (а), а часть (с) представляет трехмерный вид участка пленки, показанного в части (b).
На ФИГ. 7 представлен схематический вид варианта осуществления процесса изготовления хирургического имплантата, соответствующего данному изобретению, см. пример 1.
На ФИГ. 8 приведена схема, иллюстрирующая геометрические расчеты, связанные с вариантом осуществления хирургического имплантата согласно данному изобретению, описанным в примере 1.
На ФИГ. 9 приведен вид сверху варианта осуществления хирургического имплантата согласно данному изобретению, описанного в примере 3.
На ФИГ. 10 представлен схематический вид другого варианта осуществления процесса изготовления хирургического имплантата, соответствующего данному изобретению, см. пример 4.
На ФИГ. 11 представлен схематический вид другого варианта осуществления процесса изготовления хирургического имплантата, соответствующего данному изобретению, см. пример 7.
На ФИГ. 1 показан хирургический имплантат 1, который содержит гибкую основную конструкцию, выполненную в виде хирургической сетки 2 и служащую для закрытия дефекта в тканях. На трехмерном виде (ФИГ. 1 (а)) лицевая сторона сетки 2 повернута кверху и обозначена цифрой 3. В этом варианте осуществления сетка 2 обладает порами 4 шестиугольной формы, составленными в узор, напоминающий соты.
К лицевой поверхности 3 сетки 4 прикреплено множество участков пленки 6. В этом варианте осуществления участки пленки 6 не касаются друг друга. На каждом участке пленки 6 имеется множество твердых выступов 8, отходящих от соответствующего участка пленки 6 в направлении, противоположном сетке 2 (лучше всего это показано на увеличенном виде ФИГ. 1 (b)). В этом варианте осуществления изобретения выступы 8 имеют форму прутков и угол между продольной осью каждого выступа 8 и поверхностью участка пленки 6 близок к 90°. Участки пленки 6 также имеют шестиугольную форму, но площадь участка пленки 6 больше площади поры 8.
Вариант хирургического имплантата 1 показан на ФИГ. 2 и обозначен цифрой 10. Хирургический имплантат 10 в своей основе имеет ту же конструкцию, что и имплантат 1, поэтому соответствующие части имеют те же номера, что и на ФИГ. 1. Однако в дополнение к имплантату 1 хирургический имплантат 10 содержит лист барьерного материала 12, прикрепленный к противоположной поверхности 13 сетки 2. Лист барьерного материала 12 представляет собой непористую пленку и предназначен для предотвращения прорастания тканей тела через противоположную сторону 13 внутрь сетки 2 после имплантации хирургического имплантата 10. В этом варианте осуществления изобретения лист барьерного материала 12 крупнее листа сетки 2, что означает, что вокруг сетки 2 имеются поля 14. Эти поля 14 могут помогать при работе с имплантатом 10.
На ФИГ. 3 показан другой вариант осуществления хирургического имплантата, обозначенный цифрой 20, который может быть изготовлен так, как это будет описано в примере 1 ниже. На ФИГ. 3 (а) показан чертеж, сделанный по микрофотографии участка пленки, обладающего множеством выступов, а на ФИГ. 3 (b) показан вид сверху участка имплантата 20, который в данном варианте изобретения простирается за пределы, указанные на ФИГ. 3 (b).
Имплантат 20 содержит сетчатую конструкцию 22 с ромбовидными порами 24. На лицевой поверхности имеется множество шестиугольных участков пленки 26. Площадь каждого участка пленки 26 слегка превышает площадь одной поры 24. Множество выступов 28 отходят от верхней поверхности каждого участка пленки 26. Выступы 28 имеют грибовидную форму, в которой выделяется стержень 30 и головка 32, отходящая в сторону от стержня 30.
На ФИГ. 3 (а) показано, что волокна сетки 22 почти полностью включены в материал участков пленки 26.
В этом варианте осуществления изобретения сетка 22 - это доступная в продаже сетка Ultrapro производства компании Ethicon, легкая монофиламентная, частично рассасывающаяся хирургическая сетка из полипропиленовых волокон (нерассасывающихся), и волокна Monocryl (рассасывающийся материал, см. выше) с порами шириной около 2,27 мм в одном направлении и около 3,17 мм в перпендикулярном к первому направлении. Участки пленки 26 представляют собой шестиугольные лоскуты шириной от 3,7 до 4,1 мм, расстояние между соседними участками пленки 26 составляет около 4,4 мм. Участки пленки 26 покрывают около 20% площади поверхности сетки 22. Они простираются над точками пересечения пор 24. Участки пленки 26, включая выступы 28, изготовлены из поли-п-диоксанона (ПДС), который способен рассасываться в организме. Подробнее об этом см. в примере 1 ниже.
На ФИГ. 4 части с (а) по (h) показано несколько типов твердых выступов, которые все обозначены номером 40. Большая часть выступов 40 содержит стержень 42 (в некоторых случаях с выраженной опорной частью 43) и головку 44, которая по меньшей мере частично выступает вбок относительно стержня 42 (см. ФИГ. с 4(а) по 4(е) и 4(g)). Некоторые выступы имеют шип 46, который выступает за пределы головки 44, как показано на ФИГ. 4(с), 4(е) и 4(g). Выступы согласно ФИГ. 4(f) полностью сформованы в виде шипов. На ФИГ. 4(h) показан выступ, имеющий форму загнутого прута 48. Особенное преимущество имеет выступ грибовидной формы, показанный на ФИГ. 4(d).
Детальное описание. На ФИГ. 4(а) стержень 42 и головка 44 имеют шестиугольную форму, при этом головка симметрично выступает в стороны относительно стержня 42. На ФИГ. 4(b) стержень 42 и головка 44 имеют шестиугольную форму, при этом головка 44 асимметрично выступает в стороны относительно стержня 42. На ФИГ. 4(с) выступ подобен выступу, показанному на ФИГ. 4(b), но на нем имеется шип в виде трехгранной пирамиды. Выступ, показанный на ФИГ. 4(d), имеет грибовидную форму с опорным участком 43 в форме усеченного конуса, сужающуюся среднюю часть стержня 42 и относительно плоскую головку 44. На ФИГ. 4(е) выступ подобен выступу, показанному на ФИГ. 4(d), но на нем имеется дополнительный шип пирамидальной формы. Выступ, показанный на ФИГ. 4(f), имеет круглое в сечении опорное основание 43, диаметр которого постепенно уменьшается, так что выступ представляет собой острый кончик или шип 46. На ФИГ. 4(g) показан грибовидный выступ, напоминающий выступ, приведенный на ФИГ. 4(е), при этом на головке 44 имеются вырезы. Выступ, показанный на ФИГ. 4(h), имеет форму изогнутого прутка 48, сделанного из трех прямых участков, расположенных под углом друг к другу; в одном из вариантов он имеет плавный изгиб по всей длине.
На ФИГ. 5 показан другой вариант осуществления хирургического имплантата, обозначенный здесь номером 50. На ФИГ. 5(а) показан узор крепления участков пленки 56, при этом каждый участок пленки имеет треугольную форму (см. ФИГ. 5(b)) и содержит выступы практически кубической формы (см. ФИГ. 5(с)). Участки пленки 56 расположены вдоль трех линий, пересекающихся под углом примерно 60°, что обеспечивает повышенную гибкость основной конструкции имплантата 50 в некоторых направлениях.
Хирургический имплантат 60, показанный на ФИГ. с 6(а) по 6(с), сходен с имплантатом 50. В этом случае, однако, расстояние между участками пленки 66 меньше, чем расстояние между участками пленки 56, и выступы представляют собой горизонтально выступающие закраины 68.
Ниже приводятся некоторые примеры, в которых также освещается процесс изготовления имплантатов.
Пример 1. Сетка Ultrapro с примерно 30%-м покрытием из шестиугольных участков, выполненных из пленки ПДС с микровысутпами
На ФИГ. 7 схематически показан вариант осуществления процесса изготовления хирургического имплантата, т. е. процесс изготовления имплантата 20, уже ранее описанного посредством ФИГ. 3.
2
На первом этапе изготавливают пресс-форму 70, имеющую ряд полостей 71, каждая из которых имеет форму одного выступа; форма изготавливается из 2-компонентного набора силиконовых прекурсоров (эластомеров). Для этого используется положительная форма (мастер-форма) из полипропилена, содержащая на одной поверхности 288 грибовидных выступов/см, чья общая высота составляет примерно 250 мкм, диаметр головки примерно 375 мкм, диаметр стержня приблизительно 200 мкм, а диаметр опоры примерно 340 мкм. Жидкий силиконовый эластомер наливают на мастер-форму из полипропилена и, сохраняя горизонтальное положение, отверждают при повышенных температурах (от 50 до 80°C) в печи в течение нескольких часов. После охлаждения до комнатной температуры силиконовые формы, содержащие грибовидные негативы выступов, могут быть извлечены из мастер-формы из полипропилена.
В качестве основной конструкции имплантата использовалась сетка Ultrapro (Ethicon) (хирургическая сетка 72 на ФИГ. 7), представляющая собой композитную сетку, состоящую примерно поровну из полипропиленовых волокон и рассасывающегося волокна Monocryl (полиглекапрона). Во избежание смещения и усадки сетка может быть закреплена на металлической раме.
Форму 70 помещают в металлическую форму так, чтобы полости 71 были направлены кверху, а следом накладывают хирургическую сетку 72. Затем накладывают нарезанный на шестиугольники слой тонкой резины (схематически показан как маска 74 на ФИГ. 7) поверх сетки 72, после чего кладут лист 76 из материала, температура плавления которого ниже температуры плавления сетки 72. В этом примере лист представляет собой пленку из поли-п-диоксанона (ПДС) толщиной 150 мкм. Наконец, последним слоем накладывают пластину 78 (в данном случае из мягкого пенопласта с закрытыми ячейками), размещая ее поверх листа 76.
Эту сборку помещают в тепловой пресс и нагревают до температуры чуть ниже 130°С в течение нескольких минут при давлении около 5 бар. В этих условиях поли-п-диоксанон, из которого изготовлен лист 76, становится очень мягким и проходит сквозь шестиугольные отверстия в маске 74 и через поры сетки 72, заполняя полости 71 в форме 70; так получаются шестиугольные участки пленки, хорошо прикрепленные к сетке и оснащенные выступами. После охлаждения сборки до комнатной температуры (или хотя бы до температуры ниже 50°С) давление можно снять, после чего можно убрать форму 70, маску 74 и пластину 78. Поскольку силиконовая форма 70 очень гибкая, ее можно снять с выступов без каких-либо проблем.
Сканирующий электронный микроскоп позволил обнаружить множество микровыступов с общей высотой около 290 мкм, шириной головки около 360 мкм (толщина периметра при этом составляла около 20 мкм) и с диаметром стержня от 150 до 200 мкм.
Полученный хирургический имплантат был гибким и сгибался, как исходная сетка 72. Многослойность не привела к заметному увеличению жесткости. Проверка с помощью брюшины свиньи показала, что имплантат хорошо закрепляется на тканях, таких как жир или мышечная ткань, и в то же время он не прилипает сам к себе, что могло бы затруднить работу с ним, например, при складывании или свертывании в рулон.
Детальное описание. Хирургический имплантат размером 7×9 см, изготовленный так, как показано в примере 1, при проведении сравнительного испытания на свином желудке показал хорошую прикрепляемость к мышечным и жировым тканям после того, как был прижат к тканям при помощи кратковременного и незначительного усилия. Сила отрыва (определенная с помощью пружинных весов) составила около 1,1 Н. Имплантат можно легко отделять и снова прикреплять, при этом не наблюдается значительной потери способности к прикреплению.
Имплантат также можно легко сворачивать в рулон, пропускать через троакар, развертывать в брюшной полости и помещать на брюшную стенку в соответствии с методикой ТАРР. В методике ТАРР хирург проникает в брюшную полость и помещает сетку через разрез в брюшине в районе возможного расположения грыжи. Имплантат из примера 1 хорошо прикреплялся к тканям, оказался прост в обращении и не проявлял нежелательного прилипания к внутренним органам во время работы с ним.
Оказалось, что общая площадь всех участков пленки составляет около 30% от общей площади поверхности основной конструкции (сетки 72). К удивлению разработчиков, даже такое относительно малое покрытие продемонстрировало хорошую прикрепляемость к тканям мышц и фасций (см. выше) без отрицательного воздействия на гибкость и упругость имплантата в испытании на обрабатываемость.
Общая площадь участков пленки была определена геометрическим расчетом, см. ФИГ. 8, из предположения о том, что каждый участок пленки имел форму правильного шестиугольника и что размеры всех участков были одинаковы. a=r=2,065 мм (Величина была определена с помощью микроскопа.) Притом что h=[(1/2)√3]a, площадь A одного шестиугольника равна
2
2
A=6 (1/2) a [(1/2)√3] a=1,5 √3 a=11,08 мм.
На прямоугольном участке хирургического имплантата, описанного в примере 1, размером 60×110 мм находилось 8* 13=104 участка пленки. Таким образом, вышеуказанное отношение составило 104*11,08/(60*110)=0,175=17,5%.
Пример 2. Сетка Ultrapro с примерно 20%-м покрытием из шестиугольных участков, выполненных из пленки ПДС с микровыступами
TiGr-Matrix производства компании Novus Scientific представляет собой композитную сетку, сделанную из быстро- и медленнорассасывающихся многофиламентных волокон. Быстрорассасывающиеся волокна состоят из сополимера гликолида, лактида и триметиленкарбоната и практически целиком рассасываются в течение 4 месяцев. Волокна с длительным сроком рассасывания изготовлены из сополимера лактида и триметиленкарбоната; срок полного рассасывания для них составляет около 3 лет.
Хирургический имплантат был приготовлен так же, как описано в примере 1, но только вместо сетки Ultrapro в качестве основной конструкции использовалась сетка TiGr-Matrix размером 7×11 см. Участки пленки имели неправильную округлую форму и были прочно прикреплены к сетке.
Получившийся имплантат оказался лишь чуть более жестким, чем исходная сетка, как показали испытания, и его можно было легко сворачивать в рулон и разворачивать без сколько-нибудь значительного слипания.
Пример 3. Пористый лист кПТФЭ между круглыми участками ПДС-пленки с выступами на одной из сторон
Сетка Omyra производства компании B. Braun представляет собой сетчатую пленку для исправления грыжевых дефектов. Она изготовлена из конденсированного политетрафторэтилена (кПТФЭ), в котором вырезаны звездообразные поры размером примерно 2,4 мм, придающие цельному пластику свойства сетки.
Девять участков ПДС-пленки (диаметром 8 мм, толщиной около 150 мкм) были помещены на одну из сторон перфорированного листа кПТФЭ (сетка Omyra) размером 7×7 см на расстоянии друг от друга примерно 1 см. Девять подобных же участков пленки были помещены на другую сторону листа в точности напротив первых. Эту сборку вложили между силиконовыми формами, упомянутыми в примере 1, и одной лишенной текстуры силиконовой прокладкой, упомянутой в примере 1. Всю сборку поместили между двумя металлическими пластинами в термопрессе, нагрели до 120°С и прессовали в течение примерно 5 минут, после чего дали остыть в прессе до температуры окружающей среды.
Таким образом, на участках пленки были сформированы выступы на одной из поверхностей листка кПТФЭ, при этом такие участки пленки оказались сплавленными с противолежащими участками пленки на другой стороне листка так, что листок оказался плотно зафиксирован между ними. Противоположно размещенные участки пленки остались гладкими. Выступы легко определялись на ощупь пальцем, когда нужно было правильно расположить имплантат. В целом характеристики, связанные с изгибанием в ходе использования, не изменились. На участках пленки наблюдалось вплавление распорок кПТФЭ примерно на глубину 60 мкм в пленку ПДС с обеих сторон (в тех микрообластях, где нет выступов). Общая толщина пленки ПДС с выступами составила 560 мкм, грибовидные выступы имели примерно 250 мкм в высоту, 390 мкм в ширину в области головки и 190 мкм в области стержня. Расчетная общая площадь участков пленки составила примерно 10% от общей площади листа.
На ФИГ. 9 показан хирургический имплантат (обозначенный номером 90), подготовленный в соответствии с примером 3. Он содержит сетку Omyra в качестве основной конструкции 92, имеющую ребра жесткости 94 и девять участков пленки 96.
Пример 4. Легкая полипропиленовая сетка с определяемыми на ощупь участками пленки
Была взята легкая полипропиленовая сетка, имеющая ту же структуру плетения, что и сетка UltraPro производства Ethicon, Inc., Соммервил, шт. Нью-Джерси, США, рассмотренная в примере 1, но без рассасывающихся волокон Monocryl (полиглекапрон 25). Эта сетка (основная конструкция) была подвергнута тепловому ламинированию подобно тому, как это было описано в примере 1, но со слегка отличной подготовкой, см. ФИГ. 10.
Расположение слоев сверху вниз следующее: силиконовая форма 100 с рядом полостей 101, при этом каждая из полостей имеет форму одного из выступов, лист пластика ПДС 106 для формирования участков пленки, включая выступы, резиновая маска 104, вышеупомянутая полипропиленовая сетка 102 в качестве основной конструкции и плоская гибкая прижимная пластина 108 из силикона (без полостей). В этом случае выступы формируются по всей форме 100 и листу 106, но маска 104 прикрывает некоторые участки сетки 102 так, что к сетке привариваются только участки пленки с выступами.
Выступы на участках пленки легко прощупывались пальцем (даже в перчатке), что позволяло различать стороны имплантата.
Хирургический имплантат, полученный в примере 4, был проверен на коже крысы в качестве модели трения (сравнимой с приведенной в документе WO 2006/092236 A1), при этом к коже была приложена предварительная нагрузка в 500 г (5 Н). Для зоны контакта 5×10 см максимальная сила трения составила 13 Н.
Пример 5. Легкая полипропиленовая сетка с определяемыми на ощупь участками пленки на обеих сторонах сетки
На первом этапе был подготовлен хирургический имплантат, описанный в примере 4. Затем полипропиленовая сетка с участками пленки (с выступами) была вложена между двух частей силиконовой формы, подвергнута ламинированию и снова охлаждена.
Это привело к получению хирургического имплантата, содержащего сетчатую основную конструкцию, к которой с обеих сторон крепились участки пленки с выступами. Имплантат был гибкий и мог крепиться к тканям и жировым структурам с обеих сторон.
Пример 6. Пористый лист кПТФЭ межу прямоугольными участками пленки ПДС с выступами
Перфорированный листок кПТФЭ (сетка Omyra производства компании B. Braun, как в примере 3) размером 10×10 см был совмещен с пятью участками пленки ПДС на каждой из сторон, размещенными попарно друг напротив друга (толщина 150 мкм, каждый такой участок представлял собой квадрат размером 1×1 см) (четыре участка по краям листка и один в центре), после чего вся конструкция была вложена в двойную силиконовую литейную форму, как показано в примере 1. Эту сборку поместили между двумя металлическими пластинами в термопрессе, нагрели до 120°С и прессовали в течение примерно 5 минут, после чего дали остыть в прессе до температуры окружающей среды.
Полученный хирургический имплантат имел участки пленки с выступами с обеих сторон листка кПТФЭ, при этом указанный листок хорошо вплавился в массу ПДС на участках пленки.
Пример 7. Легкая полипропиленовая сетка с участками пленки с выступами на обеих сторонах
В качестве основной конструкции использовалась легкая полипропиленовая сетка (ПП), как та, что была подготовлена в примере 4.
На ФИГ. 11 схематически показан порядок подготовки к изготовлению имплантата, описанного в примере 7. Расположение слоев на ФИГ. 11 сверху вниз следующее: силиконовая форма 110 с рядом полостей 111, при этом каждая из полостей имеет форму одного из выступов, лист пластика ПДС 116 для формирования участков пленки, включая выступы, резиновая маска 114, вышеупомянутая полипропиленовая сетка 112 в качестве основной конструкции, еще одна резиновая маска 115 и вторая литейная форма 118, имеющая ряд полостей, при этом каждая полость имеет форму одного выступа.
В процессе теплового ламинирования, сходном с процессом из примера 4, материал ПДС вдавливается в поры сетки 112 и в полости обеих литейных форм 110 и 118, тогда как маски 114 и 115 закрывают сетку 112 с обеих сторон и четко ограничивают участки пленки. Таким образом, участки пленки с выступами образуются на обеих поверхностях и хорошо крепятся на сетке 112.
Внешний вид участков пленки был определен под микроскопом. Плоская часть участков пленки имела толщину от 240 до 290 мкм в разных точках участка пленки, верхние выступы имели высоту около 290 мкм, а нижние - около 320 мкм. Ширина головки грибовидных выступов составляла около 360 мкм, а стержни выступов минимальной шириной около 160 мкм не совпадали на обеих поверхностях сетки. Выступы отходили от обеих поверхностей сетки.
Полученный хирургический имплантат демонстрировал фиксирующие свойства с обеих сторон и крепился к таким тканям, как жир, мышцы и фасции. При сворачивании в плотный рулон и последующем разворачивании имплантат не прилипал сам к себе, что очень важно для лапароскопической хирургии.