ОСНОВОВЯЗАНОЕ ПОЛОТНО И МЕДИЦИНСКИЙ МАТЕРИАЛ
WARP KNITTED FABRIC AND MEDICAL MATERIAL

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к основовязаному полотну и к медицинскому материалу. В частности, изобретение относится к основовязаному полотну для применения в живом организме в области медицины, и к медицинскому материалу, включающему основовязаное полотно. Изобретение также относится к способу герметизации полотна, и к герметизированному полотну.
Уровень техники
Некоторые виды полотна, такие как тканое и вязаное полотно, используемые в области медицины, характеризуются биосовместимостью, и полотно относительно просто перерабатывается в материал, и таким образом, такое биосовместимое полотно применяют в качестве медицинского материала.
В частности, недавно были разработаны высоко функциональные полотна для применения в области медицины.
Например, PTL 1 раскрывает сетку для применения в имплантируемом бандаже. Сетка включает множество не-биодеградируемых поперечных нитей и множество не-биодеградируемых продольных нитей, расположенных в виде решетки, и биодеградируемое волокно, встроенное в нити. Поры/промежуточные зазоры в бандаже увеличиваются при деградации полотна, и это увеличение способствует врастанию ткани и формированию рубцовой ткани.
PTL 2 раскрывает полимерную сетку для применения в медицинской имплантации. Полимерная сетка включает абсорбируемое полимерное волокно и не-абсорбируемое полимерное волокно, сплетенные друг с другом. Полимерная сетка обеспечивает более раннюю фазу повышения жесткости (из-за присутствия абсорбируемого полимерного волокна и не-абсорбируемого полимерного волокна), и более позднюю фазу повышения эластичности (после деградации абсорбируемого полимерного волокна).
Перечень цитируемой литературы
Патентная литература
PTL 1: Японский патент № 5657249
PTL 2: Патентная публикация США № 2013/0267137
Раскрытие изобретения
Техническая проблема, решаемая изобретением
К сожалению, сетка, раскрытая в PTL 1, которая является тканым полотном, недостаточно растягивается даже после полного разрушения биодеградируемого волокна. Таким образом, если сетку применяют для укрепления зашитой части органа при операции, сетка может быть неспособной к приспособлению к повышению размера органа в связи с постепенным ростом органа в организме человека.
В полимерной сетке, раскрытой в PTL 2, в сетчатой структуре после растворения абсорбируемого полимерного волокна сцепление абсорбируемого полимерного волокна в направлении утка устраняется, но сохраняется сцепление не-абсорбируемого полимерного волокна в направлении основы. Полученная сетчатая структура проявляет простое расширение исходного вязаного полотна; следовательно, вязаное полотно не может быть расширено во всех направлениях одновременно. Таким образом, даже если абсорбируемое полимерное волокно растворяется, растяжение полотна в направлении утка ведет к сжатию полотна в направлении основы, и наоборот, как в случае перед растворением абсорбируемого полимерного волокна. Поскольку полимерная сетка не может быть растянута во всех направлениях одновременно, полимерная сетка может не обладать способностью к растяжению в ответ на увеличение размера органа во всех направлениях, как при проблемах, связанных с сеткой, раскрытой в PTL 1.
В свете вышеизложенного, задачей настоящего изобретения является обеспечение основовязаного полотна, состоящего из двух типов нитей, где полотно способно растягиваться во всех направлениях одновременно, за счет абсорбции биоабсорбируемых нитей, проявляющих более высокую скорость биоабсорбции в живом организме на протяжении времени, в то время как степень растяжения может быть повышена. Другой задачей настоящего изобретения является обеспечение медицинского материала, включающего основовязаное полотно. Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение способа герметизации полотна гидрогелем для предотвращения проникновения жидкости, такой как кровь, через полотно. Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение герметизированного полотна.
Средства решения проблемы
Авторы настоящего изобретения провели всесторонние исследования и установили, что вышеупомянутые проблемы можно решить с помощью основовязаного полотна, включающего множество рядов первых петель, каждый из которых включает группу последовательных петель в направлении основы, а первые петли включают первую нить; и один или несколько рядов вторых петель, каждый из которых включает группу последовательных петель в направлении основы, и ряды вторых петель включают петли только из второй нити, имеющей более высокую скорость биоабсорбции, чем первая нить, где ряды первых петель и ряды вторых петель расположены предварительно заданным образом. Авторы настоящего изобретения также установили, что вышеупомянутые проблемы можно решить путем герметизации полотна в специфических условиях. Настоящее изобретение было завершено на основе этих наблюдений. Настоящее изобретение включает следующие аспекты.
Аспект (1) настоящего изобретения обеспечивает основовязаное полотно, включающее:
- множество рядов первых петель, каждый из которых включает группу последовательных петель в направлении основы, где первые петли включают первую нить; и
- один или несколько рядов вторых петель, каждый из которых включает группу последовательных петель в направлении основы, и располагается между рядами первых петель; где
- ряды вторых петель, включающие одну или несколько петель только из второй нити, и одну или несколько петель, включающих первую нить, петли из второй нити и петли, включающие первую нить, поочередно располагаются,
- любые два соседних ряда петель из рядов первых и/или вторых петель соединяются вместе;
- по меньшей мере три ряда первых петель соединяются вместе первой нитью; и
- первая нить имеет более низкую скорость биоабсорбции, чем вторая нить.
Аспект (2) настоящего изобретения обеспечивает основовязаное полотно в соответствии с Аспектом (1), где первая нить состоит из не-биоабсорбируемого материала, а вторая нить состоит из биоабсорбируемого материала.
Аспект (3) настоящего изобретения обеспечивает основовязаное полотно в соответствии с Аспектом (1) или (2), где от одного до пяти рядов вторых петель располагаются между рядами первых петель.
Аспект (4) настоящего изобретения обеспечивает основовязаное полотно по любому из Аспектов (1)-(3), где первая и/или вторая нить является многоволоконной нитью.
Аспект (5) настоящего изобретения обеспечивает основовязаное полотно по любому из Аспектов (1)-(4) для применения в медицинском материале.
Аспект (6) настоящего изобретения обеспечивает медицинский материал, включающий основовязаное полотно по любому из Аспектов (1)-(4), где по меньшей мере одна поверхность основовязаного полотна покрыта гидрогелем, или пространство между нитями основовязаного полотна заполнено гидрогелем.
Аспект (7) настоящего изобретения обеспечивает медицинский материал в соответствии с Аспектом (6), где гидрогель является желатином и/или коллагеном.
Настоящее изобретение также обеспечивает герметизированное полотно, соответствующее следующему уравнению:
[F1]
50 ≤ X ≤ 80; 1,4 ≤ Y ≤ 6,0 и 414 ≤ Z ≤ 1,028
2
2
где Х представляет массу на единицу площади полотна (г/м), Y представляет массу гидрогелевого покрытия на единицу площади (мг/см), а Z представляет набухание (%) гидрогеля.
2
2
Настоящее изобретение также обеспечивает герметизированное полотно, в котором масса на единицу площади полотна (г/м) (Х), масса гидрогелевого покрытия на единицу площади (мг/см) (Y) и набухание (%) гидрогеля (Z) в прямоугольной системе координат (X, Y, Z) представлены на краях и во внутреннем пространстве многогранника, имеющего следующие вершины: точка (50, 6, 700), точка B (50, 6, 800), точка C (50, 4, 800), точка D (50, 4, 700), точка E (70; 6,2; 459), точка F (70; 6,2; 965), точка G (70; 1,6; 965), точка H (70; 1,6; 459), точка I (72; 4,9; 826), точка J (72; 4,9; 1028), точка K (72; 1,7; 1028), и точка L (72; 1,7; 826).
Эффекты, достигаемые изобретением
Основовязаное полотно из настоящего изобретения, которое имеет основовязальный характер, имеет достаточно плотную структуру. Основовязаное полотно может быть растянуто во всех направлениях одновременно за счет разрушения и абсорбции нити, имеющей более высокую скорость биоабсорбции из двух нитей, составляющих биоабсорбируемый материал, содержащийся в основовязаном полотне. Таким образом, растягивание полотна в одном направлении не вызывает сжатия полотна в другом направлении.
В основовязаном полотне из настоящего изобретения первая нить имеет более низкую скорость биоабсорбции, чем вторая нить; каждый ряд первых петель включает группу последовательных петель, содержащих первую нить, в направлении основы; каждый ряд вторых петель включает группу последовательных петель, содержащую одну или несколько петель только из второй нити и одну или несколько петель, включающих первую нить, петли из второй нити и петли из первой нити поочередно располагаются в направлении основы; один или несколько рядов вторых петель располагаются между рядами первых петель; и по меньшей три ряда первых петель связаны вместе первой нитью. Таким образом, основовязаное полотно проявляет прочность, достаточную для предотвращения разделения или разрыва полотна во всех направлениях и с высокой степенью растяжения во всех направлениях даже после разрушения и абсорбции второй нити.
Если применяют основовязаное полотно из настоящего изобретения, например, в качестве заполняющего материала для шва и имплантации в хирургии, основовязаное полотно прочно поддерживает сшитую часть на ранней стадии, и проявляет прочность, достаточную для предотвращения разрыва на стадии разрушения и абсорбции нити из биоабсорбируемого материала. Кроме того, основовязаное полотно может растягиваться в ответ на повышение размера сшитого органа в связи с постепенным ростом организма человека.
Основовязаное полотно из настоящего изобретения проявляет дополнительно улучшенную прочность и расширение во всех направлениях после разрушения биоабсорбируемого материала, если от одного до пяти рядов вторых петель располагаются между рядами первых петель.
Основовязаное полотно из настоящего изобретения имеет мягкую текстуру, если нить является многоволоконной нитью. Применение многоволоконной нити в живом организме является предпочтительным с точки зрения регенерации тканей, поскольку клетки тканей и микрососуды могут инфильтрировать моноволокна.
Способ герметизации из настоящего изобретения пригоден для применения в производстве медицинского материала, поскольку способ требует только простой операции, и может предотвращать проникновение жидкости, такой как кровь, через полотно.
Основовязаное полотно или герметизированное полотно из настоящего изобретения пригодно для применения в качестве медицинского материала. В частности, основовязаное полотно или герметизированное полотно пригодно для применения в качестве заплат для лечения сердца, т.е. для восстановления дефектной или пораженной стенозом части сердца новорожденного.
Медицинский материал из настоящего изобретения может предотвращать утечку жидкости, такой как кровь, через основовязаное полотно, если по меньшей мере одна поверхность полотна покрыта гидрогелем, или поверхность между нитями полотна заполнена гидрогелем. Медицинский материал из настоящего изобретения обеспечивает успешное замещение гидрогеля тканью в живом организме. Применение медицинского материала из настоящего изобретения приводит к успешной регенерации гладких мышц и мелких сосудов при замещении тканью. Медицинский материал также снижает кальцификацию за счет отложения кальция.
Медицинский материал проявляет превосходную универсальность и биосовместимость, если гидрогелем является желатин и/или коллаген.
Основовязаное полотно из настоящего изобретения включает множество рядов первых петель, каждый из которых включает группу последовательных петель в направлении основы, и первые петли включают первую нить, и множество рядов вторых петель, включающих группу последовательных петель в направлении основы, и ряды вторых петель включают петли только из второй нити, которая имеет более высокую скорость биоабсорбции, чем первая нить, так что ряды первых петель и ряды вторых петель сплетены в специфическом расположении. В предпочтительном варианте осуществления основовязаное полотно из настоящего изобретения состоит из нити не-биоабсорбируемого материала и нити биоабсорбируемого материала (далее этот вариант осуществления может обозначаться как «первый вариант осуществления»).
Предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения (первый вариант осуществления) подробно описан ниже со ссылкой на соответствующие чертежи.
Одни и те же компоненты обозначаются одними и теми же справочными номерами, и избыточное описание пропущено. Если не указано иное, отношения размещения, такие как отношения расположения по вертикали и горизонтали, основаны на тех, которые иллюстрированы на чертежах. Соотношения размеров на чертежах не обязательно соответствуют действительным соотношениям размеров.
Краткое описание чертежей
Фиг.1(а) является видом спереди основовязаного материала в соответствии с первым вариантом осуществления.
Фиг.1(b) является видом спереди состояния после разрушения и абсорбции нити биоабсорбируемого материала из основовязаного полотна, иллюстрированного на фиг.1(а).
Фиг.2 иллюстрирует характер плетения основовязаного материала, иллюстрированного на фиг.1(а).
Фиг.3(а) является частичным увеличенным изображением фиг.1(а).
Фиг.3(b) является частичным увеличенным изображением фиг.1(b).
Фиг.4(а) иллюстрирует вид с открытыми петлями основовязаного полотна, показанного на фиг.1(а) или фиг.1(b).
Фиг.4(b) иллюстрирует вид с закрытыми петлями основовязаного полотна, показанного на фиг.1(а) или фиг.1(b).
Фиг.5(а) является видом спереди основовязаного полотна в соответствии с первым вариантом осуществления после разрушения и абсорбции нити биоабсорбируемого материала, фиг.5(b) является частичным увеличенным изображением состояния растяжения основовязаного полотна в направлении утка, а фиг.5(с) является частичным увеличенным изображением состояния растяжения в направлении основы основовязаного полотна, растянутого в направлении утка.
Фиг.6(а) является видом спереди другого основовязаного полотна в соответствии с первым вариантом осуществления.
Фиг.6(b) является видом спереди основовязаного полотна, иллюстрированного на фиг.6(а), в состоянии после разрушения и абсорбции нити биоабсорбируемого материала.
Фиг.7(а) является видом спереди основовязаного полотна в соответствии со вторым вариантом осуществления.
Фиг.7(b) является видом спереди основовязаного полотна, иллюстрированного на фиг.7(а), в состоянии после разрушения и абсорбции нити биоабсорбируемого материала.
Фиг.8(а) является видом спереди основовязаного полотна в соответствии с третьим вариантом осуществления.
Фиг.8(b) является видом спереди основовязаного полотна, иллюстрированного на фиг.8(а), в состоянии после разрушения и абсорбции нити биоабсорбируемого материала.
Фиг.9(а)-9(g) являются, соответственно, видом спереди основовязаного полотна в соответствии с 4-10 вариантами осуществления после разрушения и абсорбции нити биоабсорбируемого материала.
Фиг.10(а) иллюстрирует основовязаное полотно, приготовленное в Примере 1.
Фиг.10(b) является увеличенным изображением основовязаного полотна.
Фиг.10(с) иллюстрирует состояние растяжения основовязаного полотна, приготовленного в Примере 1, после разрушения и абсорбции нити биоабсорбируемого материала.
Фиг.11 иллюстрирует состояние растяжения основовязаного полотна, приготовленного в Примере 2, после разрушения и абсорбции нити биоабсорбируемого материала.
Фиг.12 иллюстрирует состояние растяжения основовязаного полотна, приготовленного в Примере 3, после разрушения и абсорбции нити биоабсорбируемого материала.
Фиг.13 иллюстрирует состояние растяжения основовязаного полотна, приготовленного в Примере 4, после разрушения и абсорбции нити биоабсорбируемого материала.
Фиг.14 иллюстрирует состояние растяжения основовязаного полотна, приготовленного в Примере 5, после разрушения и абсорбции нити биоабсорбируемого материала.
Фиг.15 иллюстрирует состояние растяжения основовязаного полотна, приготовленного в Примере 6, после разрушения и абсорбции нити биоабсорбируемого материала.
Фиг.16 иллюстрирует состояние растяжения основовязаного полотна, приготовленного в Примере 7, после разрушения и абсорбции нити биоабсорбируемого материала.
Фиг.17 иллюстрирует состояние растяжения основовязаного полотна, приготовленного в Примере 8, после разрушения и абсорбции нити биоабсорбируемого материала.
Фиг.18 иллюстрирует состояние растяжения основовязаного полотна, приготовленного в Примере 9, после разрушения и абсорбции нити биоабсорбируемого материала.
Фиг.19 иллюстрирует состояние растяжения основовязаного полотна, приготовленного в Сравнительном примере 1, после разрушения и абсорбции нити биоабсорбируемого материала.
Фиг.20(а) является графиком, иллюстрирующим результаты двухосного растяжения основовязаного полотна (120 рядов), приготовленного в Примере 1, и основовязаного полотна, приготовленного с различными числами рядов (60 и 90 рядов) (Примеры 10-12).
Фиг.20(b) является графиком, иллюстрирующим результаты двухосного растяжения основовязаного полотна (120 рядов), приготовленного в Примере 1, и основовязаного полотна, приготовленного с различным числом рядов (60 и 90 рядов) (Примеры 10-12).
Фиг.20(с) является графиком, иллюстрирующим результаты двухосного растяжения основовязаного полотна (120 рядов), приготовленного в Примере 1, и основовязаного полотна, приготовленного с различным числом рядов (60 и 90 рядов) (Примеры 10-12).
Фиг.20(d) является графиком, иллюстрирующим результаты двухосного растяжения основовязаного полотна, приготовленного в Сравнительном примере 1 (Сравнительный пример 2).
Фиг.21 является схематической иллюстрацией устройства для проверки герметичности, используемого для испытания на водонепроницаемость и испытания утечки через игольный прокол.
Фиг.22 является микрофотографией основовязаного полотна перед нанесением покрытия из желатина.
Фиг.23(а) является микрофотографией верхней поверхности медицинского материала, приготовленного в Примере 13, а фиг.23(b) является фотографией медицинского материала на поперечном разрезе.
Фиг.24(а) является микрофотографией верхней поверхности медицинского материала, приготовленного в Примере 14, а фиг.24(b) является фотографией медицинского материала на поперечном разрезе.
Фиг.25(а) является микрофотографией верхней поверхности медицинского материала, приготовленного в Примере 15, а фиг.25(b) является фотографией медицинского материала на поперечном разрезе.
Фиг.26 является фотографией внешнего вида внутренней оболочки нижней полой вены спустя шесть месяцев после имплантации медицинского материала, приготовленного в Примере 17.
Фиг.27 является фотографией окрашенной гематоксилином-эозином сосудистой стенки нижней полой вены спустя шесть месяцев после имплантации медицинского материала, приготовленного в Примере 17 (Планка размера = 500 мкм).
Фиг.28 является увеличенной фотографией части, выделенной штриховой линией на фиг.27 (Планка размера = 100 мкм).
Фиг.29 является фотографией окрашенной ализариновым красным сосудистой стенки нижней полой вены спустя шесть месяцев после имплантации медицинского материала, приготовленного в Примере 17 (Планка размера = 500 мкм).
Фиг.30 является фотографией сосудистой стенки нижней полой вены, окрашенной для определения альфа-актина гладких мышц, спустя шесть месяцев после имплантации медицинского материала, приготовленного в Примере 17 (Планка размера = 100 мкм).
Фиг.31 является фотографией сосудистой стенки нижней полой вены, окрашенной для определения фактора фон Виллебранда, спустя шесть месяцев после имплантации медицинского материала, приготовленного в Примере 17 (Планка размера = 100 мкм).
Фиг.32 является фотографией внешнего вида внутренней оболочки нижней полой вены спустя три месяца после имплантации медицинского материала, приготовленного в Примере 18.
Фиг.33 является фотографией окрашенной гематоксилином-эозином сосудистой стенки нижней полой вены спустя три месяца после имплантации медицинского материала, приготовленного в Примере 18 (Планка размера = 500 мкм).
Фиг.34 является увеличенной фотографией части, выделенной штриховой линией на фиг.33 (Планка размера = 100 мкм).
Фиг.35 является фотографией окрашенной ализариновым красным сосудистой стенки нижней полой вены спустя три месяца после имплантации медицинского материала, приготовленного в Примере 18 (Планка размера = 500 мкм).
Фиг.36 является фотографией сосудистой стенки нижней полой вены, окрашенной для определения альфа-актина гладких мышц, спустя три месяца после имплантации медицинского материала, приготовленного в Примере 18 (Планка размера = 100 мкм).
Фиг.37 является фотографией внешнего вида внутренней оболочки нижней полой вены спустя шесть месяцев после имплантации мембраны бычьего перикарда.
Фиг.38 является фотографией окрашенной гематоксилином-эозином сосудистой стенки нижней полой вены спустя шесть месяцев после имплантации мембраны бычьего перикарда (Планка размера = 500 мкм).
Фиг.39 является увеличенной фотографией части, выделенной штриховой линией на фиг.38 (Планка размера = 100 мкм).
Фиг.40 является фотографией окрашенной ализариновым красным сосудистой стенки нижней полой вены спустя шесть месяцев после имплантации мембраны бычьего перикарда (Планка размера = 500 мкм).
Фиг.41 является фотографией сосудистой стенки нижней полой вены, окрашенной для определения альфа-актина гладких мышц, спустя шесть месяцев после имплантации мембраны бычьего перикарда (Планка размера = 100 мкм).
Фиг.42 является фотографией сосудистой стенки нижней полой вены, окрашенной для определения фактора фон Виллебранда, спустя шесть месяцев после имплантации мембраны бычьего перикарда (Планка размера = 100 мкм).
Фиг.43 иллюстрирует графики условий герметизации (количества желатинового покрытия и массы полотна на единицу площади) в Примерах 19-42. Числа в незакрашенных кругах и незакрашенных треугольниках соответствуют Примерам.
2
Фиг.44 иллюстрирует графики условий герметизации (90 рядов, масса полотна на единицу площади (70 г/м), количество желатинового покрытия, и набухание (%)) в Примерах 27, 32-34 и 40.
2
Фиг.45 иллюстрирует графики условий герметизации (100 рядов, масса полотна на единицу площади (72 г/м), количество желатинового покрытия, и набухание (%)) в Примерах 28-30 и 38-39.
Осуществление изобретения
Как применяется в настоящей заявке, термин «биоабсорбируемый» означает такое свойство, что нить, состоящая из биоабсорбируемого материала, исчезает при разрушении и абсорбции тканями в живом организме в соответствии с химическим свойством материала и т.д. Как применяется в настоящей заявке, термин «скорость биоабсорбции» относится к скорости, с которой нить, используемая в основовязаном полотне из настоящего изобретения, разрушается и абсорбируется в живом организме, т.е. к периоду, во время которого единица количества нити разрушается и абсорбируется в живом организме.
Основовязаное полотно
Далее описано основовязаное полотно из настоящего изобретения.
Как применяется в настоящей заявке, «ряд петель» основовязаного полотна означает группу последовательных петель, расположенных в направлении основы.
Фиг.1(а) является видом спереди основовязаного материала в соответствии с первым вариантом осуществления. Фиг.1(b) является видом спереди состояния основовязаного полотна после разрушения и абсорбции нити биоабсорбируемого материала. Фиг.2 иллюстрирует характер плетения основовязаного материала, иллюстрированного на фиг.1(а).
Как иллюстрировано на фиг.1(а), основовязаное полотно 10 в соответствии с первым вариантом осуществления включает множество рядов первых петель 1, расположенных с регулярными интервалами, и множество рядов вторых петель 2, так что каждый ряд состоит из группы последовательных петель, расположенных в направлении основы; и два последовательных ряда вторых петель 2 располагаются между рядами первых петель 1.
В основовязаном полотне 10, которое имеет характер плетения основы, как иллюстрировано на фиг.2, соседние ряды петель, т.е. ряд первых петель 1 и соседний ряд вторых петель 2 или соседний ряд вторых петель 2 связаны друг с другом.
Основовязаное полотно 10, которое имеет основовязальный характер, имеет достаточно плотную структуру. Основовязаное полотно может быть растянуто во всех направлениях одновременно за счет разрушения и абсорбции нити из биоабсорбируемого материала, описанного ниже. Как применяется в настоящей заявке, термин «все направления» означает все направления на той же плоскости, в которой находится основовязаный материал.
Как иллюстрировано на фиг.1(b), нить из биоабсорбируемого материала в основовязаном полотне 10 в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения исчезает за счет разрушения и абсорбции в живом организме на протяжении времени. В частности, петли, состоящие из нити из биоабсорбируемого материала, исчезают из рядов вторых петель 2, а петли, состоящие из нити из не-абсорбируемого материала, остаются в рядах первых петель 1 и рядах вторых петель 2. Растяжение полотна за счет разрушения и абсорбции нити из биоабсорбируемого материала описано ниже.
Каждый из рядов первых петель 1 включает множество петель, состоящих из нити из не-биоабсорбируемого материала и связанных в направлении основы.
Каждый из рядов вторых петель 2 включает множество петель, состоящих из нити из биоабсорбируемого материала, и множество петель, состоящих из нити из не-биоабсорбируемого материала, так что два типа петель поочередно соединяются в направлении основы.
Фиг.3(а) является частичным увеличенным изображением с фиг.1(а), а фиг.3(b) является частичным увеличенным изображением с фиг.1(b).
Как иллюстрировано на фиг.3(а) и 3(b), два ряда вторых петель 2 располагаются между соседними рядами первых петель 1. Таким образом, основовязаное полотно 10 включает ряды первых петель 1 и ряды вторых петель 2 в отношении 1:2, т.е. основовязаное полотно 10 состоит из непрерывно и повторно располагающихся единиц, каждая из которых включает один ряд первых петель 1 и два ряда вторых петель 2. Как описано ниже, отношение рядов первых петель 1 и рядов вторых петель 2 в основовязаном полотне 10 может быть модифицировано для изменения формы и растяжения основовязаного полотна после разрушения и абсорбции нити из биоабсорбируемого материала.
Ряды первых петель 1 располагаются с регулярными интервалами, и связаны вместе с нитью из не-биоабсорбируемого материала, образуя некоторые ряды вторых петель. Как иллюстрировано на фиг.3(b), ряды первых петель 1 связаны вместе с нитью из не-биоабсорбируемого материала, который не подвергается биологическому разрушению или абсорбции, даже после разрушения и абсорбции нити из биоабсорбируемого материала в живом организме.
По меньшей мере три ряда первых петель должны быть связаны вместе, с точки зрения прочности основовязаного полотна. Эта структура может сохранять достаточную прочность без разрушения на протяжении длительного периода времени.
Каждый ряд вторых петель включает множество петель, состоящих из нити из не-биоабсорбируемого материала, которая связывает вместе ряды первых петель 1, и множество петель, состоящих из нити из биоабсорбируемого материала.
Каждый ряд вторых петель 2 может включать любое число петель, состоящих из нити из не-биоабсорбируемого материала, и любое число петель, состоящих из нити из биоабсорбируемого материала.
Петли, состоящие из нити из не-биоабсорбируемого материала, и петли, состоящие из нити из биоабсорбируемого материала, могут поочередно располагаться в любой пропорции.
Число и пропорция этих двух типов петель в ряду вторых петель 2 может быть идентично, или отличаться от числа и пропорции в соседнем ряду вторых петель 2.
Фиг.4(а) иллюстрирует вид с открытыми петлями основовязаного полотна, показанного на фиг.1(а) или фиг.1(b), а фиг.4(b) иллюстрирует вид с закрытыми петлями основовязаного полотна, показанного на фиг.1(а) или фиг.1(b).
Как показано на фиг.4(а) и 4(b), нить из не-биоабсорбируемого или биоабсорбируемого материала образует множество петель при формировании зигзагов в основовязаном полотне 10.
Другая нить из не-биоабсорбируемого или биоабсорбируемого материала также образует петли при формировании зигзагов в основовязаном полотне. Эти петли связаны вместе в направлении утка для образования основовязаного полотна.
Таким образом, нить из не-биоабсорбируемого материала образует ряды первых петель 1, и петли, которые связывают ряды из первых петель 1 вместе, т.е. часть рядов вторых петель 2.
Нить из биоабсорбируемого материала также формирует часть рядов вторых петель 2 путем связывания повернутых краев образующей зигзаги нити из не-биоабсорбируемого материала.
В этом случае плетение из петель может быть в виде открытых петель (см. фиг.4(а)) или закрытых петель (см. фиг.4(b)). Основовязаное полотно 10 в соответствии с первым вариантом осуществления находится в виде открытых петель.
Расположение рядов петель (описанных ниже) и вышеупомянутый вид открытых петель или закрытых петель может быть определен подходящим способом в основовязаном полотне 10 для изменения формы и растяжения основовязаного полотна 10 после разрушения и абсорбции нити из биоабсорбируемого материала.
Как показано на фиг.3(а) и 3(b), основовязаный материал 10 имеет такую структуру, что часть рядов вторых петель 2 исчезает за счет разрушения и абсорбции нити из биоабсорбируемого материала в живом организме. В частности, нить из биоабсорбируемого материала в основовязаном полотне 10, показанном на фиг.3(а), постепенно разрушается и абсорбируется в живом организме, и в итоге исчезает, с образованием плетения, иллюстрированного на фиг.3(b), приводя к повышению растяжения основовязаного полотна 10. Удаление нити из биоабсорбируемого материала может происходить параллельно с растяжением основовязаного полотна в живом организме.
В случае удаления нити из биоабсорбируемого материала, вышеупомянутое расположение и связь рядов первых петель 1 и рядов вторых петель 2 может обеспечивать основовязаное полотно с прочностью, достаточной для предотвращения разделения или разрыва полотна во всех направлениях, и может значительно повышать степень растяжения полотна во всех направлениях.
Фиг.5(а) является видом спереди основовязаного полотна в соответствии с первым вариантом осуществления после разрушения и абсорбции нити из биоабсорбируемого материала. Фиг.5(b) является частичным увеличенным изображением состояния растяжения основовязаного полотна в направлении утка. Фиг.5(с) является частичным увеличенным изображением состояния растяжения в направлении основы основовязаного полотна, растянутого в направлении утка.
Если основовязаное полотно 10 растягивается в направлении утка после разрушения и абсорбции нити из биоабсорбируемого материала, как показано на фиг.5А и 5В, петли рядов вторых петель 2, состоящие из нити из биоабсорбируемого материала, растягиваются в прямую форму.
Если основовязаное полотно 10 растягивается в направлении основы после разрушения и абсорбции нити из биоабсорбируемого материала, как показано на фиг.5(с), петли из рядов первых петель 1, состоящих из нити из не-биоабсорбируемого материала, растягиваются в прямую форму.
Поскольку основовязаное полотно 10 может быть растянуто в направлениях основы и утка независимо, растягивание полотна в одном направлении не вызывает сжатия полотна в другом направлении. Таким образом, основовязаное полотно может быть растянуто во всех направлениях одновременно.
Настоящее изобретение не должно ограничиваться предпочтительным вариантом осуществления, описанным выше.
В основовязаном полотне 10 в соответствии с первым вариантом осуществления каждый ряд первых петель 1 включает множество петель, состоящих из нити из не-биоабсорбируемого материала и соединенных в направлении основы. Петли могут содержать иную нить, чем нить из не-биоабсорбируемого материала, если структура связанных рядов первых петель 1 может быть сохранена после удаления нити из биоабсорбируемого материала в живом организме.
В основовязаном полотне 10 в соответствии с первым вариантом осуществления ряды первых петель 1 связаны вместе с множеством петель из рядов вторых петель 2, состоящих из нити из не-биоабсорбируемого материала. Ряды первых петель 1 могут быть соединены вместе нитью, состоящей из другого не-биоабсорбируемого материала.
Каждый ряд вторых петель 2, включающий множество петель, состоящих из нити из биоабсорбируемого материала, может быть построен из одной петли, состоящей из нити из биоабсорбируемого материал. Каждый ряд вторых петель 2, который также включает множество петель, состоящих из нити из не-биоабсорбируемого материала, может быть построен из одной петли, состоящей из нити из не-биоабсорбируемого материала. Таким образом, каждый ряд вторых петель может включать одну или несколько петель, состоящих из нити из биоабсорбируемого материала, и одну или несколько петель, состоящих из нити из не-биоабсорбируемого материала, так что эти два типа петель поочередно связываются.
Основовязаное полотно 10 в соответствии с первым вариантом осуществления включает ряды первых петель 1 и ряды вторых петель 2 в отношении 1:2, однако, ряды первых петель 1 и ряды вторых петель 2 могут располагаться в любом отношении.
В основовязаном полотне 10 два ряда вторых петель 2 располагаются между соседними рядами первых петель 1. Однако любое число рядов вторых петель 2 может быть расположено между соседними рядами первых петель 1.
Предпочтительно, от одного до пяти рядов вторых петель 2 располагаются между соседними рядами первых петель 1. В этом случае основовязаное полотно проявляет усовершенствованную прочность и растяжение во всех направлениях.
Фиг.6(а) является видом спереди другого основовязаного полотна в соответствии с первым вариантом осуществления. Фиг.6(b) является видом спереди основовязаного полотна, иллюстрированного на фиг.6(а), в состоянии после разрушения и абсорбции нити из биоабсорбируемого материала.
Основовязаное полотно 11, показанное на фиг.6(а) и 6(b), является видом открытых петель. Основовязаное полотно 11 состоит из непрерывно и повторно располагающихся единиц, каждая из которых включает один ряд первых петель 1а, один ряд вторых петель 2а1, один ряд первых петель 1а, и два ряда вторых петель 2а2. Таким образом, основовязаное полотно 11 включает ряды первых петель 1а, ряды вторых петель 2а1, ряды первых петель 1а, и ряды вторых петель 2а2 в отношении 1:1:1:2.
Фиг.7(а) является видом спереди основовязаного полотна в соответствии со вторым вариантом осуществления. Фиг.7(b) является видом спереди основовязаного полотна, иллюстрированного на фиг.7(а), в состоянии после разрушения и абсорбции нити из биоабсорбируемого материала.
Основовязаное полотно 12, иллюстрированное на фиг.7(а) и 7(b), находится в виде закрытых петель. Основовязаное полотно 12 состоит из непрерывно и повторно располагающихся единиц, каждая из которых включает один ряд первых петель 1b и три ряда вторых петель 2b. Таким образом, основовязаное полотно 12 включает ряды первых петель 1b и ряды вторых петель 2b в отношении 1:3.
Фиг.8(а) является видом спереди основовязаного полотна в соответствии с третьим вариантом осуществления. Фиг.8(b) является видом спереди основовязаного полотна, иллюстрированного на фиг.8(а), в состоянии после разрушения и абсорбции нити биоабсорбируемого материала.
Основовязаное полотно 13, иллюстрированное на фиг.8(а) и 8(b), находится в виде закрытых петель. Основовязаное полотно 13 состоит из непрерывно и повторно располагающихся единиц, каждая из которых включает один ряд первых петель 1с и два ряда вторых петель 2с. Таким образом, основовязаное полотно 12 включает ряды первых петель 1с и ряды вторых петель 2с в отношении 1:2.
Фиг.9(а)-9(g) являются, соответственно, видом спереди основовязаного полотна в соответствии с 4-10 вариантами осуществления после разрушения и абсорбции нити биоабсорбируемого материала. Каждое из основовязаных полотен в соответствии с 4-10 вариантами осуществления включает ряды петель, состоящих из нити из биоабсорбируемого материала и нити из не-биоабсорбируемого материала в предварительно заданном отношении. Каждая из фиг.9(а)-9(g) иллюстрирует состояние после разрушения и абсорбции нити из биоабсорбируемого материала.
Эти основовязаные полотна готовят с помощью основовязальной машины, имеющей направляющие гребенки (GB1 - GB4), как иллюстрировано в Таблице 1. Как показано на фиг.9, эти полотна, которые имеют одну и ту же текстуру, включают разный характер рядов первых петель 1 и рядов вторых петель 2 за счет изменения расположения рядов петель.
Таблица 1
Основовязаное полотно в соответствии с четвертым вариантом осуществления состоит из непрерывно и повторно расположенных единиц, каждая из которых включает один ряд первых петель и один ряд вторых петель (фиг.9(а) иллюстрирует состояние после разрушения и абсорбции нити из биоабсорбируемого материала). Таким образом, основовязаное полотно из четвертого варианта осуществления включает ряды первых петель и ряды вторых петель в отношении 1:1.
Основовязаное полотно в соответствии с пятым вариантом осуществления состоит из непрерывно и повторно расположенных единиц, каждая из которых включает один ряд первых петель и два ряда вторых петель (фиг.9(b) иллюстрирует состояние после разрушения и абсорбции нити из биоабсорбируемого материала). Таким образом, основовязаное полотно из пятого варианта осуществления включает ряды первых петель и ряды вторых петель в отношении 1:2.
Основовязаное полотно в соответствии с шестым вариантом осуществления состоит из непрерывно и повторно расположенных единиц, каждая из которых включает один ряд первых петель и три ряда вторых петель (фиг.9(с) иллюстрирует состояние после разрушения и абсорбции нити из биоабсорбируемого материала). Таким образом, основовязаное полотно из шестого варианта осуществления включает ряды первых петель и ряды вторых петель в отношении 1:3.
Основовязаное полотно в соответствии с седьмым вариантом осуществления состоит из непрерывно и повторно расположенных единиц, каждая из которых включает один ряд первых петель и четыре ряда вторых петель (фиг.9(d) иллюстрирует состояние после разрушения и абсорбции нити из биоабсорбируемого материала). Таким образом, основовязаное полотно из седьмого варианта осуществления включает ряды первых петель и ряды вторых петель в отношении 1:4.
Основовязаное полотно в соответствии с восьмым вариантом осуществления состоит из непрерывно и повторно расположенных единиц, каждая из которых включает один ряд первых петель и пять рядов вторых петель (фиг.9(е) иллюстрирует состояние после разрушения и абсорбции нити из биоабсорбируемого материала). Таким образом, основовязаное полотно из восьмого варианта осуществления включает ряды первых петель и ряды вторых петель в отношении 1:5.
Основовязаное полотно в соответствии с девятым вариантом осуществления состоит из непрерывно и повторно расположенных единиц, каждая из которых включает два ряда первых петель и два ряда вторых петель (фиг.9(f) иллюстрирует состояние после разрушения и абсорбции нити из биоабсорбируемого материала). Таким образом, основовязаное полотно из девятого варианта осуществления включает ряды первых петель и ряды вторых петель в отношении 1:1.
Основовязаное полотно в соответствии с десятым вариантом осуществления состоит из непрерывно и повторно расположенных единиц, каждая из которых включает два ряда первых петель и один ряд вторых петель (фиг.9(g) иллюстрирует состояние после разрушения и абсорбции нити из биоабсорбируемого материала). Таким образом, основовязаное полотно из десятого варианта осуществления включает ряды первых петель и ряды вторых петель в отношении 2:1.
Основовязаное полотно может включать ряды первых петель и ряды вторых петель в любом другом отношении. Например, основовязаное полотно может состоять из повторяющихся единиц, каждая из которых включает один ряд первых петель и два или три ряда вторых петель (т.е. с отношением рядов первых петель и рядов вторых петель 1:2:1:3), повторяющихся единиц, каждая из которых включает один или два ряда первых петель и два ряда вторых петель (т.е. с отношением рядов первых петель и рядов вторых петель 2:2:1:2), или из комбинации этих повторяющихся единиц.
Основовязаное полотно из настоящего изобретения включает ряды первых петель и ряды вторых петель в отношении предпочтительно 1:2 или 1:3, более предпочтительно 1:2, с точки зрения стабильности (т.е. прочности) вязаного полотна после растяжения. Как иллюстрировано на фиг.10(с), растянутое полотно проявляет высокую прочность, если нити равномерно расположены в направлениях основы и утка.
Далее описаны физические свойства, материалы и применение основовязаного полотна из настоящего изобретения.
Основовязаное полотно из настоящего изобретения (в состоянии, где биоабсорбируемый материал не разрушен и не абсорбирован) предпочтительно имеет плотность от 60 до 120 рядов на дюйм и от 28 до 45 столбиков на дюйм. Более предпочтительно, плотность составляет от 70 до 110 рядов на дюйм и от 30 до 42 столбиков на дюйм, еще более предпочтительно от 80 до 100 рядов на дюйм и от 32 до 40 столбиков на дюйм, с точки зрения простоты применения полотна на сшитой биологической ткани, и непроницаемости для воды, утечки через игольный прокол, и анизотропности основовязаного полотна.
Основовязаное полотно после удаления нити, состоящей из биоабсорбируемого материала, предпочтительно проявляет растяжение в 1,2-8,0 раз, более предпочтительно в 2,0-8,0 раз, по сравнению с состоянием перед удалением нити, состоящей из биоабсорбируемого материала.
Если основовязаное полотно применяют в качестве наполняющего материала для хирургически сшитой части ткани у педиатрического пациента (чьи органы быстро растут), или для восстановления хирургического дефекта в ткани, основовязаный материал может растягиваться в ответ на рост ткани.
Биоабсорбируемый материал для применения в основовязаном полотне из настоящего изобретения может быть любого типа, обладающего биосовместимостью и удаляющегося посредством разрушения и абсорбции в живом организме на протяжении времени.
Примеры биоабсорбируемого материала включают поли(гликолевую кислоту), поли(молочную кислоту), лактид-гликолидные сополимеры, поли(яблочную кислоту), полидиоксанон, поликапролактон, полигидроксиалканоат, модифицированный поли(виниловый спирт), казеин, модифицированный крахмал, глактин-капролактоновые сополимеры, сополимеры гликолевой кислоты - молочной кислоты, и их производные.
Среди этих материалов предпочтительный является по меньшей мере один материал, выбранный из поли(молочной кислоты), полидиоксанона, поли(гликолевой кислоты), глактин-капролактоновых сополимеров, и сополимеров гликолевой кислоты - молочной кислоты. Применение таких материалов вносит вклад в улучшение универсальности и прочности основовязаного полотна, и облегчает разрушение и абсорбцию полотна в живом организме.
Любую известную методику можно применять для контроля скорости биоабсорбции нити, состоящей из биоабсорбируемого материала. Например, скорость биоабсорбции можно контролировать путем модификации отношения сополимерных компонентов, или гидрофилизации или гидрофобизации боковых цепей полимера. Среди вышеупомянутых биоабсорбируемых материалов поли(молочная кислота), поли(гликолевая кислота) и поликапролактон, как известно, удовлетворяют следующему отношению с точки зрения скорости биоабсорбции: поли(гликолевая кислота) > поли(молочная кислота) > поликапролактон (т.е. поли(гликолевая кислота) имеет наивысшую биоабсорбируемость). Таким образом, скорость биоабсорбции лактид-гликолидного сополимера можно контролировать путем регуляции отношения лактидного компонента и гликолидного компонента.
Если основовязаное полотно из первого варианта осуществления накладывают на ткань человека, основовязаное полотно постепенно разрушается за предварительно заданный период времени после фиксации полотна на ткани в соответствии со степенью роста в организме человека. Как правило, период от трех месяцев до трех лет требуется для удаления нити, состоящей из биоабсорбируемого материала в основовязаном полотне, за счет разрушения и абсорбции нити в живом организме. В основовязаном полотне из настоящего изобретения скорость биоабсорбции первой нити предпочтительно ниже скорости биоабсорбции второй нити. Первая нить предпочтительно разрушается за период от шести месяцев до нескольких лет после разрушения второй нити для надежного растяжения основовязаного полотна.
Не-биоабсорбируемый материал для применения в основовязаном полотне из настоящего изобретения может быть любого типа, обладающего биосовместимостью и не разрушающегося и не абсорбирующегося в живом организме с течением времени.
Примеры не-биоабсорбируемого материала включают фторсодержащие волокна, нейлоновые волокна, полиэфирные волокна, акриловые волокна, винилоновые волокна, винилиденовые волокна, поли(винилхлоридные) волокна, полиэтиленовые волокна, полипропиленовые волокна, полиуретановые волокна, углеродные волокна, полистироловые волокна и поли(метилметакрилат). Примеры полиэфира включают поли(этилентерефталат), поли(триметилентерефталат), поли(бутилентерефталат), поли(молочную кислоту), стереокомплекс поли(молочной кислоты), и полиэфиры, совместно полимеризованные с третьим компонентом.
Среди этих материалов предпочтительным является по меньшей мере один, выбранный из фторсодержащих волокон, нейлоновых волокон, полиэфирных волокон и полипропиленовых волокон. Применение такого материала вносит вклад в улучшение универсальности и прочности основовязаного полотна и в сохранение достаточной прочности полотна.
Нить, состоящая из не-биоабсорбируемого материала для применения в основовязаном полотне из настоящего изобретения, предпочтительно имеет общую тонину от 22 до 110 децитекс, тонину отдельных волокон от 0,8 до 5,0 децитекс, и от 1 до 48 одиночных волокон. Нить, состоящая из не-биоабсорбируемого материала, например, с тониной в пределах вышеуказанного диапазона, является легкой нитью и сохраняет достаточную прочность. Более предпочтительно, нить, состоящая из не-биоабсорбируемого материала, имеет общую тонину от 25 до 50 децитекс, тонину отдельных волокон от 1 до 5 децитекс, и от 5 до 20 одиночных волокон.
Нить, состоящая из биоабсорбируемого материала для применения в основовязаном полотне из настоящего изобретения, предпочтительно имеет общую тонину от 20 до 200 децитекс, тонину отдельных волокон от 1,3 до 44 децитекс, и от 1 до 24 одиночных волокон. Нить, состоящая из биоабсорбируемого материала, имеющая тонину в пределах указанного диапазона, может быть разрушена и абсорбирована в живом организме. Более предпочтительно, нить, состоящая из биоабсорбируемого материала, имеет общую тонину от 25 до 50 децитекс, тонину отдельных волокон от 1 до 5 децитекс, и от 5 до 20 одиночных волокон.
Нить, состоящая из биоабсорбируемого материала и/или нить, состоящая из не-биоабсорбируемого материала, может быть одноволоконной или многоволоконной нитью. Применение многоволоконной нити позволяет обеспечить мягкую текстуру основовязаного полотна. Применение многоволоконной нити в живом организме предпочтительно с точки зрения регенерации ткани, поскольку клеточные ткани могут инфильтрировать моноволокна. Одноволоконная нить промывается более эффективно, чем многоволоконная нить. Многоволоконная нить, состоящая из биоабсорбируемого материала и/или многоволоконная нить, состоящая из не-биоабсорбируемого материала, предпочтительно имеет от 5 до 20 одиночных волокон и общую тонину от 25 до 50 децитекс.
Основовязаное полотно из настоящего изобретения готовят с основовязальной машиной в обычном зигзагообразном режиме, таком как атласное плетение, так что ряды первых петель (или ряды вторых петель) соединяются вместе, и ряды первых петель соединяются с рядами вторых петель. Готовая форма основовязаного полотна может варьировать для обеспечения необходимой текстуры посредством модификации типа нити или расположения и отношения рядов петель. Все направляющие гребенки могут быть расположены в отношении 1:1, 4:2 или 5:3 для модификации отношения петель, построенных из волокна, состоящего из не-биоабсорбируемого материала, в рядах вторых петель. Основовязальная машина, имеющая два навоя и две гребенки, или три навоя и две гребенки, может применяться для одновременного вязания нитей, имеющих одно и то же удлинение, твердость и тонину.
Основовязаное полотно из настоящего изобретения применяют, например, в качестве восстановительного, наполняющего материала, или укрепления для лечения повреждения, дефекта или стеноза в ткани живого организма. Примеры ткани включают кровеносный сосуд, сердечный клапан, перикард, твердую оболочку головного мозга, хрящ, кожу, слизистую оболочку, связку, сухожилие, мышцу, трахею и брюшину, или тому подобное. Примеры повреждения живого организма включают операцию, травму и врожденный дефект, и стеноз. Основовязаный материал можно применять в кардиохирургии, например, для дефекта межпредсердной перегородки, дефекта межжелудочковой перегородки, дефекта предсердно-желудочковой перегородки, тетрады Фалло, стеноза легочной артерии, или единственного желудочка, или тому подобного.
В частности, основовязаное полотно из настоящего изобретения пригодно для применения в качестве заплаты для восстановления ткани сердца, т.е. для восстановления дефектной или стенозированной части сердца новорожденного. В таком случае основовязаное полотно прочно поддерживает восстановленную часть на ранней стадии, и значительно растягивается на стадии удаления нити, состоящей из биоабсорбируемого материала. Таким образом, основовязаное полотно может растягиваться в ответ на повышение размера восстановленного органа в связи с ростом организма человека.
Медицинский материал
Медицинский материал из настоящего изобретения описан далее.
«Покрытие» из медицинского материала из настоящего изобретения означает состояние, где гидрогель нанесен на поверхности нитей основовязаного полотна и между нитей полотна, так чтобы жидкость, такая как кровь, не проникала через полотно. Как применяется в настоящей заявке, термин «покрытие» может обозначаться как «герметизация».
Выражение «пространство заполнено гидрогелем» в медицинском материале из настоящего изобретения означает состояние, где гидрогель фиксирован между нитями основовязаного полотна так, чтобы жидкость не проникала через полотно.
В медицинском материале из настоящего изобретения по меньшей мере одна из обеих поверхностей основовязаного полотна покрыта гидрогелем. Таким образом, медицинский материал может снижать или предотвращать утечку жидкости, такой как кровь, через основовязаное полотно. Медицинский материал обеспечивает успешную замену гидрогеля тканью в живом организме, а замена тканью приводит к регенерации гладких мышц и малых сосудов. Медицинский материал также снижает кальцификацию за счет отложения кальция, которое может быть вызвано мертвыми клетками. Более предпочтительно, обе поверхности основовязаного полотна покрыты гидрогелем.
Как применяется в настоящей заявке, медицинский материал, включающий основовязаное полотно, покрытое гидрогелем, может быть обозначено как «герметизированное основовязаное полотно», а медицинский материал, включающий полотно, покрытое гидрогелем, может обозначаться как «герметизированное полотно».
Гидрогель предпочтительно является биосовместимым полимером, в который может быть встроена вода. Примеры гидрогеля включают белки, такие как коллаген, желатин (т.е. гидролизат коллагена), протеогликан, фибронектин, витронектин, ламинин, энтактин, тенасцин, тромбоспондин, фактор фон Виллебранда, остеопонтин и фибриноген; полисахариды, такие как гликозаминогликан (например, хондроитинсульфат), крахмал, гликоген, агароза и пектин; и водорастворимые, гидрофильные и водо-абсорбирующие синтетические полимеры, такие как поли(молочная кислота), поли(гликолевая кислота), поли(гамма-глутаминовая кислота), и их сополимеры. Эти материалы могут применяться в комбинации. В частности, гидрогель предпочтительно является желатином и/или коллагеном с точки зрения универсальности и биосовместимости.
Герметизированное основовязаное полотно из настоящего изобретения легко поддается обработке; т.е. полотно легко сшивается во время операции. Подробнее, герметизированное основовязаное полотно из настоящего изобретения не подвергается, или подвергается незначительной деформации при имплантации, обладает подходящей гибкостью, и приходит в тесный контакт с тканью. Кроме того, герметизирующий слой не удаляется с полотна. Герметизированное основовязаное полотно из настоящего изобретения проявляют подходящую анизотропию, т.е. подходящую разницу между модулем упругости в продольном направлении и модулем упругости в поперечном направлении. Избыточно большая анизотропия может создавать нежелательное усилие, которое подавляет расширение в определенном направлении основовязаного полотна в живом организме. Герметизированное основовязаное полотно из настоящего изобретения имеет высокую водонепроницаемость. Прокол от иглы, образованный иглой при сшивании герметизированного водонепроницаемого материала с тканью, является закрытым, для предотвращения утечки жидкости (например, крови) через полотно.
Способ герметизации
Далее описан способ герметизации полотна из настоящего изобретения.
Способ герметизации может включать погружение полотна в гидрогель, или распыление или нанесение гидрогеля на полотно. Например, полотно может быть погружено в раствор, содержащий гидрогель, а затем охлаждено или высушено при предварительно определенной температуре, для покрывания полотна гидрогелем. Температура способа предпочтительно составляет примерно от 0°С до 40°С, более предпочтительно примерно от 0°С до 30°С. Период способа составляет примерно от 30 минут до 2 часов.
Способ герметизации из настоящего изобретения может включать поперечную сшивку гидрогеля. Способ может включать применение любого поперечно-сшивающего агента, обычного в данной области техники, такого как глутаральдегид или глиоксаль. Концентрация поперечно-сшивающего агента, как правило, составляет примерно от 0,1 до 10 масс.%.
Полотно может быть вязаным полотном, таким как трикотажное полотно или двойное рашелевое трикотажное полотно, или тканым полотном, таким как полотно простого переплетения или полотно саржевого переплетения. Вязаное полотно может быть основовязаным или кулирным трикотажным полотном.
2
2
2
2
2
2
2
Если гидрогель является белком, то количество гидрогеля для покрытия полотна (содержание твердого вещества (масса) на единицу площади) составляет, как правило, от 1 до 30 мг/см, предпочтительно от 1 до 20 мг/см, более предпочтительно от 1 до 10 мг/см, особо предпочтительно от 1,4 до 6,0 мг/см. Масса полотна на единицу площади составляет, как правило, от 40 до 100 г/м, предпочтительно от 50 до 80 г/м, более предпочтительно от 50 до 80 г/м. Набухание (%) гидрогеля, определяемое Формулой (I), описанной ниже, как правило, составляет от 400 до 1200%, предпочтительно от 400 до 1100%, более предпочтительно от 414 до 1028%.
Высокая водонепроницаемость, снижение утечки через игольный прокол, и усовершенствованная способность к обработке во время операции для герметизированного полотна из настоящего изобретения может быть достигнута путем регуляции массы полотна на единицу площади, количества гидрогелевого покрытия, и набухания (%) гидрогеля. Герметизированное полотно из настоящего изобретения предпочтительно удовлетворяет следующим отношениям:
[F2]
50 ≤ X ≤ 75; 1,4 ≤ Y ≤ 6,0, и 414 ≤ Z ≤ 1028
2
2
где Х представляет массу на единицу площади полотна (г/м), Y представляет массу гидрогелевого покрытия на единицу площади (мг/см), а Z представляет набухание (%) гидрогеля.
2
2
Количество гидрогелевого покрытия меньше 1,4 мг/см приводит к недостаточной водонепроницаемости, в то время как количество гидрогелевого покрытия больше 6,0 мг/см может приводить к деформации герметизированного полотна. Набухание гидрогеля меньше 414% приводит к недостаточной адгезии между герметизированным полотном и целевой тканью, на которую накладывают полотно, например, специфической биологической тканью, в то время как набухание больше 1028% может приводить к удалению герметизирующего слоя с полотна.
Более предпочтительно, в герметизированном полотне из настоящего изобретения значения X, Y и Z (которые являются такими, как определено выше) в прямоугольной системе координат (X, Y, Z) представлены на краях и во внутреннем пространстве многогранника, имеющего следующие вершины: точка А (50, 6, 700), точка B (50, 6, 800), точка C (50, 4, 800), точка D (50, 4, 700), точка E (70; 6,2; 459), точка F (70; 6,2; 965), точка G (70; 1,6; 965), точка H (70; 1,6; 459), точка I (72; 4,9; 826), точка J (72; 4,9; 1028), точка K (72; 1,7; 1028), и точка L (72; 1,7; 826).
Еще более предпочтительно, в герметизированном полотне из настоящего изобретения значения X, Y и Z в прямоугольной системе координат (X, Y, Z) представлены на краях и во внутреннем пространстве многогранника, имеющего следующие вершины: точка A (54; 5,3; 760), точка B (70; 6,2; 459), точка C (70; 4,4; 965), точка D (70; 1,6; 552), точка E (72; 1,7; 1028), точка F (72; 3,6; 877) и точка G (72; 4,9; 826).
Герметизированное полотно из настоящего изобретения можно применять в качестве медицинского материала, такого как восстанавливающий или укрепляющий материал при повреждении биологической ткани. Примеры медицинского материала включают заплаты для применения в кардиохирургии, стенты, баллонные катетеры, стент-графты, протезы сосудов, протезы клапанов сердца, и кольцевые протезы. Применение герметизированного полотна из настоящего изобретения в качестве медицинского материала обеспечивает успешную замену гидрогеля живой тканью в живом организме, а замена тканью индуцирует регенерацию коллагеновых волокон, гладких мышц и мелких сосудов. Кроме того, герметизированное полотно также снижает кальцификацию, вызванную отложением кальция.
Герметизированное полотно из настоящего изобретения проявляет высокую водонепроницаемость, улучшенную способность к обработке, и сниженную утечку через игольный прокол, как в вышеупомянутом герметизированном основовязаном полотне.
Примеры
Настоящее изобретение далее описано посредством примеров, которые не должны рассматриваться как ограничивающие изобретение.
Примеры основовязаного полотна
Приготовление основовязаного полотна
Для приготовления основовязаного полотна нить из поли(молочной кислоты) (33T12, производство TEIJIN LIMITED) в качестве нити из биоабсорбируемого материала, и нить из поли(этилентерефталата) (33T12, тип 262, производство Toray Industries, Inc.) в качестве не-биоабсорбируемого материала наматывали вокруг навоя сновальной машины. Число нитей определяли в соответствии с шириной основовязаного полотна. Намотанные нити затем вставляли в вязальную машину (основовязальную машину, плотность 32, 120 рядов) и помещали в гребенки (бёрда) через нитеразделитель, имеющий нитеводитель.
Четыре гребенки (GB1 - GB4) использовали в вязальной машине, и из нитей получали гладкое трикотажное полотно. Нити располагали в двух гребенках (GB1 и GB2) для получения полного набора, и в двух оставшихся гребенках (GB3 и GB4) для получения полного набора. Полученное вязаное полотно подвергали термофиксации при 120°С в течение одного часа для получения плотности 36 петельных столбиков на дюйм и 117 рядов на дюйм.
Таблица 2 иллюстрирует рисунки и текстуры приготовленных основовязаных полотен (фиг.10-18), а Таблица 3 иллюстрирует их текстуры. Нить из поли(этилентерефталата) помещали в GB1 и GB3, а нить из поли(молочной кислоты) помещали в GB2 и GB4.
Таблица 2
Номер фигуры
Текстура
Расположение
Ряд 1-х петель:ряд 2-х петель
Исходное расположение нити(A=ПЭТ/B=ПМК)
GB1(A)/GB2(B)
GB3(A)/GB4(B)
Прим. 1
фиг.10
14c атлас
3 внутрь, 3 наружу
1:2
A3/B3
B2/A3/B1
Прим. 2
фиг.11
14c атлас
4 внутрь, 4 наружу
1:3
A4/B4
B4/A4
Прим. 3
фиг.12
14c атлас
4 внутрь, 4 наружу
1:3
A4/B4
B2/A4/B2
Прим. 4
фиг.13
14c атлас
5 внутрь, 5 наружу
1:4
A5/B5
A1/B5/A4
Прим. 5
фиг.14
14c атлас
6 внутрь, 6 наружу
1:5
A6/B6
B6/A6
Прим. 6
фиг.15
14c атлас
2 внутрь, 2 наружу
1:1
A2/B2
B2/A2
Прим. 7
фиг.16
10c атлас
2 внутрь, 2 наружу
1:1
A2/B2
B2/A2
Прим. 8
фиг.17
8c атлас
2 внутрь, 2 наружу
1:1
A2/B2
B1/A2/B1
Прим. 9
фиг.18
6c атлас
2 внутрь, 2 наружу
1:1
A2/B2
B2/A2
Таблица 3
Полученное основовязаное полотно подвергали обработке растворением в водном растворе NaOH до удаления нити, состоящей из биоабсорбируемого материала. Фиг.10-18 иллюстрируют основовязаное полотно после удаления биоабсорбируемого материала. Фиг.10(а) иллюстрирует основовязаное полотно, фиг.10(b) является частичным увеличенным изображением полотна, а фиг.10(с) иллюстрирует состояние растяжения полотна в направлении основы и утка после удаления нити, состоящей из биоабсорбируемого материала. Фиг.11-18 иллюстрируют состояние растяжения основовязаного полотна в направлении основы и утка после удаления нити, состоящей из биоабсорбируемого материала.
Сравнительный пример основовязаного полотна
Сравнительный пример 1
Основовязаное полотно готовили, как в Примере 1, за исключением того, что текстура и расположение были модифицированы следующим образом.
Таблица 4
Номер фигуры
Текстура
Расположение
Сравнительный пример 1
фиг.19
GB1
10-12-23-21//
1 внутрь,1 наружу
GB2
23-21-10-12//
GB3
10-01//
GB4
00-33//
Растяжение по двум направлениям основовязаного полотна после разрушения поли(молочной кислоты)
Пример 10
Основовязаное полотно, приготовленное в Примере 1, разрезали на куски размером 100 мм на 100 мм, а затем погружали в 1 М водный раствор NaOH при 60°C на 2 часа для разрушения ПМК волокна в основовязаном полотне. Полученный кусок промывали ультрачистой водой, и сушили для приготовления опытного образца. Опытный образец разрезали до размера 60 мм на 60 мм, и подвергали испытанию на одновременное растяжение в двух направлениях с постоянной скоростью, т.е. растягивали до увеличения вдвое исходной длины в продольном направлении (MD) и поперечном направлении (TD), с машиной для двухосного растяжения (производство Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd.). Расстояние между держателями - 45 мм, скорость - 50 мм/мин, температура - 37°C.
Пример 11
Основовязаное полотно готовили как в Примере 1, за тем исключением, что число рядов меняли до 60 в вязальной машине. Опытный образец готовили из основовязаного полотна, и подвергали испытанию на одновременное растяжение в двух направлениях с постоянной скоростью, как в Примере 10.
Пример 12
Основовязаное полотно готовили как в Примере 1, за тем исключением, что число рядов меняли до 90 в вязальной машине. Опытный образец готовили из основовязаного полотна, и подвергали испытанию на одновременное растяжение в двух направлениях с постоянной скоростью, как в Примере 10.
Сравнительный пример 2
Опытный образец готовили из основовязаного полотна из Сравнительного примера 1, и подвергали испытанию на одновременное растяжение в двух направлениях с постоянной скоростью, как в Примере 10.
Таблица 5 и фиг.19(а)-19(d) иллюстрируют результаты оценки опытных образцов из Примеров 10-12 и Сравнительного примера 2.
Таблица 5
Максимальная нагрузка растяжения (N)
Пример 10
Пример 11
Пример 12
Сравнительный пример 2
MD
0,82
0,42
0,72
17,22
TD
0,43
0,17
0,46
7,18
Результаты испытания показали, что каждое из основовязаных полотен из Примеров 10-12 растягивали в два раза от исходной длины с усилием меньше 1 Н. Основовязаное полотно из настоящего изобретения сохраняло увеличенную сетчатую структуру после растягивания в два раза от исходной длины. Напротив, основовязаное полотно из Сравнительного примера 2 разрушалось после растягивания примерно в 1,4 раза от исходной длины, из-за приложения усилия 10 Н или больше, т.е. основовязаное полотно нельзя было растянуть в два раза от его исходной длины.
Пример (1) медицинского материала
Приготовление медицинского материала
Основовязаное полотно из Примера 1, приготовленное, как описано выше, промывали с помощью ультразвуковой мойки. Из основовязаного полотна отрезали круги (диаметр примерно 67 мм), и круглые образцы основовязаного полотна помещали в контейнер для погружения (плоская чашка Петри, диаметр 68 мм, производство Flat). Круглую металлическую рамку помещали на основовязаное полотно для фиксации полотна в контейнере. В контейнер добавляли предварительно определенное количество 12% раствора желатина (MediGelatin, произведенного Nippi, Incorporated), и основовязаное полотно погружали в раствор.
Контейнер охлаждали до 4°С в течение 30 минут для покрытия (герметизации) основовязаного полотна желатином, чтобы предотвратить проникновение жидкости через полотно. Отдельно охлаждали 3% раствор глутаральдегида (50% раствор глутаральдегида, произведенный Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) до 4°С. Охлажденный раствор глутаральдегида (4 мл) добавляли в контейнер, и проводили реакцию при 4°С в течение 1 часа, для поперечной сшивки желатина. После завершения реакции полученный продукт промывали дистиллированной водой и сушили под вакуумом в течение ночи. Сухой продукт погружали в 40% водный раствор глицерина (глицерин качества Японской Фармакопеи, произведенный KENEI Pharmaceutical Co., Ltd.) (10 мл) на 20 минут, для получения медицинского материала, состоящего из покрытого желатином основовязаного полотна (далее может обозначаться как «герметизированное основовязаное полотно»).
Оценка медицинского материала
Определение количества гидрогелевого покрытия
Количество гидрогелевого покрытия определяли на основе разницы между массой основовязаного полотна до нанесения желатинового покрытия и после нанесения.
Определение толщины герметизированного основовязаного полотна
Толщину образца герметизированного основовязаного полотна определяли в пяти точках с микрометром (Quick Micro MDQ-30M, произведенного Mitutoyo Corporation), и определяли среднее значение от измеренных величин.
Испытание водонепроницаемости
Водонепроницаемость оценивали с помощью тестера для оценки герметичности 20, изображенного на фиг.21.
Периферическую поверхность герметизированного основовязаного полотна 23 покрывали силиконовым адгезивным герметизирующим материалом (TSE392-W, произведенным Momentive Performance Materials) для предотвращения утечки воды через него.
Герметизированное основовязаное полотно 23 помещали в контакт с донным портом 21 (диаметр 20 мм) на дне контейнера 22 тестера для оценки герметичности 20. Контейнер 22 заполняли дистиллированной водой, и прилагали давление 150 мм рт.ст. (20 кПа) к воде. Дистиллированную воду, протекающую из донной части 21 через герметизированное основовязаное полотно 23, извлекали, и измеряли количество протекшей воды в минуту с электронными весами 24. Испытание повторяли три раза, и определяли среднее значение измеренных величин.
Испытание утечки через игольный прокол
Искусственную кожу (Pro(S), произведенную Nihon Light Service, Inc.), пришивали при пятикратном прокалывании иглой к центру герметизированного основовязаного полотна хирургической нитью (Prolene 6-0, произведенной Ethicon), для получения опытного образца для испытания утечки жидкости через игольный прокол. Опытный образец помешали в тестер для оценки герметичности, как в испытании водонепроницаемости, описанном выше, и контейнер заполняли имитированной кровью (произведенной Yamashina Seiki Co., Ltd.) при комнатной температуре. Прилагали давление 150 мм рт.ст. (20 кПа) к имитированной крови сверху, и измеряли количество имитированной крови, протекающей через герметизированное основовязаное полотно 23 в минуту. Испытание повторяли три раза, и определяли среднее значение измеренных величин.
Оптическая микрография герметизированного основовязаного полотна
Герметизированное основовязаное полотно нарезали на куски предварительно заданного размера, и предварительно фиксировали 2,5% глутаральдегидом при 4°С в течение двух часов. Герметизированное основовязаное полотно затем промывали 0,1 М фосфатным буфером в течение двух часов, а затем фиксировали 1% осмия тетроксидом при 4°С в течение 2 часов. Затем герметизированное основовязаное полотно последовательно подвергали дегидратации 50% этанолом в течение 10 минут, 70% этанолом в течение 20 минут, 80% этанолом в течение 20 минут, 90% этанолом в течение 30 минут, 95% этанолом в течение 30 минут, и 100% этанолом в течение 30 минут. Затем полученное герметизированное основовязаное полотно последовательно подвергали контакту с n-бутил-глицидиловым эфиром (QY-1, произведенным Nisshin EM Co., Ltd.) в течение 30 минут, 1:1 смесью QY-1 и эпоксидной смолы (Epon812 смолы) в течение 30 минут, 1:2 смесью QY-1 и эпоксидной смолы в течение 30 минут, 1:3 смесью QY-1 и эпоксидной смолы в течение 30 минут, и эпоксидной смолой в течение ночи. Герметизированное основовязаное полотно затем подвергали затвердеванию при 60°С. Затвердевший образец резали ультрамикротомом на срезы толщиной 1 мкм. Срез окрашивали толуидиновым синим, и наблюдали верхнюю поверхность и поперечный срез окрашенного образца, и фотографировали цифровым микроскопом (произведенным KEYENCE CORPORATION).
Пример 13
2
Герметизированное желатином основовязаное полотно готовили таким же способом, как описано выше, посредством добавления 12% раствора желатина (1,0 мл). Полученное герметизированное желатином основовязаное полотно имело желатиновое покрытие 3,59 мг/см и толщину 0,22 мкм. Герметизированное основовязаное полотно микрографировали. Как иллюстрировано на фиг.23, желатин откладывался на поверхности нитей и между нитями. Испытание водонепроницаемости волокна показало отсутствие утечки воды (0 г/мин), а испытание утечки через прокол иглой полотна показало слабую утечку имитированной крови (0,1 г/мин). Результаты оценки показали, что герметизированное основовязаное полотно проявляло улучшенные свойства.
Пример 14
2
Герметизированное желатином основовязаное полотно готовили таким же образом, как описано выше, посредством добавления 12% раствора желатина (2,0 мл). Полученное герметизированное основовязаное полотно имело желатиновое покрытие 4,93 мг/см и толщину 0,24 мкм. Герметизированное основовязаное полотно микрографировали. Как показано на фиг.24, желатин отлагался на поверхностях нитей и между нитями. Испытание водонепроницаемости показало отсутствие утечки воды (0 г/мин), а испытание утечки через игольный прокол полотна показало утечку имитированной крови (0,04 г/мин). Результаты оценки показали, что герметизированное основовязаное полотно проявляет улучшенные свойства.
Пример 15
2
Герметизированное желатином основовязаное полотно готовили таким же образом, как описано выше, посредством добавления 12% раствора желатина (3,0 мл). Полученное герметизированное основовязаное полотно имело желатиновое покрытие 6,34 мг/см и толщину 0,35 мкм. Герметизированное основовязаное полотно микрографировали. Как показано на фиг.25, желатин отлагался на поверхностях нитей и между нитями. Испытание водонепроницаемости показало отсутствие утечки воды (0 г/мин), а испытание утечки через игольный прокол полотна показало утечку имитированной крови (0,05 г/мин). Результаты оценки показали, что герметизированное основовязаное полотно проявляет улучшенные свойства.
Пример 16
2
Герметизированное желатином основовязаное полотно готовили таким же образом, как описано выше, посредством добавления 12% раствора желатина (0,5 мл). Полученное герметизированное основовязаное полотно имело желатиновое покрытие 1,86 мг/см и толщину 0,20 мкм. Испытание водонепроницаемости показало утечку воды (4,2 г/мин), а испытание утечки через игольный прокол полотна показало относительно большую утечку имитированной крови (750 г/мин или меньше).
Сравнительный пример медицинского материала
Сравнительный пример 3
Не покрытое желатином основовязаное полотно подвергали испытанию водонепроницаемости и испытанию утечки через игольный прокол. Основовязаное полотно проявляло утечку воды (1,000 г/мин или больше) и утечку имитированной крови (1000 г/мин или больше) за короткий период времени.
Таблица 6 показывает результаты оценки вышеупомянутых медицинских материалов.
Таблица 6
Пример 13
Пример 14
Пример 15
Пример 16
Сравнительныйпример 3
Количество покрытия(мг/см<sup>2</sup>)
3,59
4,93
6,34
1,86
0
Толщина после нанесения покрытия (мкм)
0,22
0,24
0,35
0,20
0,20
Испытание водонепроницаемости (г/мин)
0
0
0
4,2
1000 <
Испытание утечки через игольный прокол (г/мин)
0,1
0,04
0,05
750 >
1000 <
Пример имплантации у собак
Основовязаное полотно имплантировали на сосудистые стенки нижней полой вены и нисходящей аорты у собак. Основовязаное полотно оценивали, как описано ниже.
Герметизированное основовязаное полотно для применения имплантации
Герметизированное основовязаное полотно для имплантации на сосудистой стенке нижней полой вены готовили посредством способа, описанного в Примере 1 и разделе «Приготовление медицинского материала». В частности, герметизированное основовязаное полотно готовили в следующих условиях.
Нить, состоящая из биоабсорбируемого материала: нить из поли(молочной кислоты) (33T1, произведенная TEIJIN LIMITED)
Нить, состоящая из не-биоабсорбируемого материала: нить из поли(этилентерефталата) (33T12, тип 262, произведенная Toray Industries, Inc.)
Условия вязальной машины: плотность 32, 130 рядов.
Плотность (после термофиксации): 35 столбиков на дюйм, 127 рядов на дюйм
Текстура: 14с атлас
Расположение: 3 внутрь, 3 наружу
Количество добавленного желатина: 36,0 мл
2
Количество желатинового покрытия: 3,3 мг/см
Герметизированное основовязаное полотно для имплантации на сосудистой стенке нисходящей аорты также готовили посредством способа, описанного в Примере 1 и разделе и разделе «Приготовление медицинского материала». В частности, герметизированное основовязаное полотно готовили в следующих условиях, так чтобы обе поверхности полотна были равномерно покрыты желатином.
Нить, состоящая из биоабсорбируемого материала: нить из поли(молочной кислоты) (33T12, произведенная TEIJIN LIMITED)
Нить, состоящая из не-биоабсорбируемого материала: нить из поли(этилентерефталата) (33T12, тип 262, произведенная Toray Industries, Inc.)
Условия вязальной машины: плотность 32, 120 рядов.
Плотность (после термофиксации): 36 столбиков на дюйм, 117 рядов на дюйм
Текстура: 14с атлас
Расположение: 3 внутрь, 3 наружу
Количество добавленного желатина: 1,2 мл
2
Количество желатинового покрытия: 3,82 мг/см
Анестезия
2
Анестезию экспериментальных собак осуществляли посредством внутривенного введения тиамилала натрия (Isozol, произведенного Nichi-Iko Pharmaceutical Co., Ltd.) (22,5 мг/кг: дозировку регулировали соответствующим образом на основе степени анестезии во время применения). Для профилактики дегидратации вводили физиологический раствор через головную вену. В трахею вводили трахеальных катетер, и собак подвергали механической вентиляции с аппаратом ИВЛ для животных (произведенным ACOMA Co., Ltd.) (15 тактов/мин, дыхательный поток: 20 мл/кг/такт в качестве стандарта). Анестезию поддерживали путем ингаляции смеси газов (Воздух: O = 3:0,2 в качестве стандарта), и 0,5-3% изофлурана (ингаляционного анестетика форана, произведенного AbbVie) с аппаратом ИВЛ для животных (произведенным ACOMA Co., Ltd.).
Имплантация в сосудистой стенке нижней полой вены
Собаку, подвергнутую анестезии, как описано выше (бигль, возраст четыре месяца, масса тела при имплантации 6,7 кг, получена из Hamaguchi Laboratory Animals), клали на левый бок, правую сторону грудной стенки брили и дезинфицировали раствором йода. Затем проникали в правую сторону грудного отдела через четвертое межреберье боковой стенки. Выполняли 20 мм продольный разрез нижней полой вены, и герметизированное основовязаное полотно, приготовленное, как описано выше (эллиптической формы размером 23 мм на 8 мм), имплантировали в разрез, выполненный в сосуде, по циркулярному шву.
Имплантация в сосудистую стенку нисходящей аорты
Собаку, анестезированную, как описано выше (бигль, возраст 20 месяцев, масса тела при имплантации 8,9 кг, полученную из Hamaguchi Laboratory Animals), помещали на правый бок, левую сторону грудной стенки брили и дезинфицировали раствором йода. Проникали в левую часть грудного отдела через четвертое межреберье боковой стенки. Затем выявляли дугу аорты и рассекали нисходящую аорту. Определяли участок имплантации в нисходящей аорте, и внутривенно вводили гепарин (400 МЕ/животное) в обход к участку имплантации. Центры кисетных швов проксимально и дистально к участку имплантации надрезали скальпелем, и вставляли две канюли в надрезанные части, а затем соединяли вместе для обеспечения шунтирующего контура. Затем нисходящую аорту зажимали проксимально и дистально к участку имплантации. Выполняли продольный разрез в нисходящей аорте длиной 20 мм между зажимами, и производили резекцию сосудистой стенки размером 20 мм на 12 мм. Герметизированное основовязаное полотно, приготовленное, как описано выше (эллиптической формы с размерами 20 мм на 12 мм), имплантировали в дефект стенки посредством циркулярного шва. Затем два сосудистых зажима, наложенные проксимально и дистально к участку имплантации, снимали, и вводили внутривенно протамина сульфат в дозе 4 мг/животное (0,4 мл/животное раствора протамина сульфата 10 мг/мл). Утечку крови через участок имплантации контролировали дополнительным швом, компрессией марлей или нанесением фибринового клея (TachoSil, произведенного CSL Behring). Удаляли канюли для шунтирования, с последующим наложением лигатуры из кисетных швов. После подтверждения отсутствия утечки крови в участке имплантации и кисетных швов, грудной катетер вставляли в левую грудную полость, и закрывали грудную клетку. После дренажа грудной полости извлекали грудной катетер, и закрывали хирургический разрез. После гемостаза вставляли дренаж, и закрывали грудную клетку. Для облегчения боли после операции буторфанола тартрат (Vetorphale, произведенный Meiji Seika Pharma Co., Ltd.) вводили внутримышечно в дозе 0,1 мг/кг после операции и до пробуждения.
Резекция ткани и приготовление препаратов
По истечении предварительно заданного времени после операции экспериментальных собак умерщвляли посредством избыточной анестезии. Затем сосудистую ткань в участке имплантации герметизированного основовязаного полотна извлекали, и разрезали в продольном направлении на противоположной стороне от ткани. Образец сосуда фиксировали 4% раствором параформальдегида, а затем замораживали. Полученный срез ткани дегидратировали этиловым спиртом, а затем заливали парафином (с помощью ксилола, служащего в качестве промежуточного агента), для приготовления блока, залитого парафином. Блок резали на образцы толщиной примерно 4-5 мкм. Срезы окрашивали гематоксилином и эозином (ГЭ) и ализариновым красным (АК), и проводили иммунное окрашивание фактора фон Виллебранда (ФВ) и α-актина гладких мышц (α-АГМ).
Иммунное окрашивание
Кроличьи поликлональные антитела против фактора Виллебранда (DAKO Cytomation A/S, Глоструп, Дания) (разбавленные 1:2500) или мышиные моноклональные антитела против АГМ (клон 1А4, DAKO) (разбавленные 1:500) использовали в качестве первичных антител для иммуноокрашивания. Каждые из первичных антител реагировали со срезами при 4°С в течение ночи. Козьи поликлональные антитела против IgG кролика, меченые пероксидазой хрена (Nichirei, Токио, Япония) или козьи поликлональные антитела против IgG мыши, меченые пероксидазой хрена (Nichirei, Токио, Япония), использовали в качестве вторичных антител для ФВ или АГМ, соответственно. Каждое из вторичных антител реагировало с каждым из первичных антител, и полученный продукт реакции антиген-антитело визуализировали посредством темно-коричневого окрашивания 3,3’-диаминобензидином (ДАБ), с последующим контрастным окрашиванием гематоксилином.
Визуализация
Микроскопические изображения получали с флуоресцентным микроскопом (BX53, произведенным Olympus Corporation) и цифровой камерой для микроскопа (DP73, произведенной Olympus Corporation).
Пример 17
Имплантация в сосудистую стенку нижней полой вены
Герметизированное основовязаное полотно, приготовленное, как описано выше, имплантировали в сосудистую стенку нижней полой вены экспериментальной собаки посредством вышеописанного способа. Не отмечалось ни утечки, не разрыва в участке имплантации герметизированного основовязаного полотна.
Экспериментальную собаку умерщвляли спустя шесть месяцев после операции, и готовили образец сосудистой ткани в участке имплантации герметизированного основовязаного полотна посредством вышеупомянутого способа. Фиг.26 является фотографией образца. Фиг.27 и 28 иллюстрируют срез ткани поблизости от шва, окрашенный гематоксилином и эозином (ГЭ) посредством вышеупомянутого способа. Фиг.29 является микроскопической фотографией среза ткани, окрашенного ализариновым красным (АК). Фиг.30 является микроскопической фотографией среза ткани, окрашенного для выявления альфа-актина гладких мышц (αАГМ), а фиг.31 является микроскопической фотографией среза ткани, окрашенного для выявления фактора фон Виллебранда (ФВ).
Фиг.26 иллюстрирует, что край участка имплантации герметизированного основовязаного полотна был нечетким спустя шесть месяцев после операции, что указывало на успешную регенерацию внутреннего слоя. Фиг.27 и 28 демонстрируют исчезновение желатина в герметизированном основовязаном полотне в участке имплантации, замену желатина регенерированной аутологичной тканью, и перекрывание тканью обеих поверхностей основовязаного полотна. Фиг.29 иллюстрирует отсутствие отложения кальция, обусловленного гибелью клеток. Это позволяет предположить, что герметизированное основовязаное полотно из настоящего изобретения обладает биосовместимостью, поскольку оно не вызывает реакции на чужеродный медицинский материал, часто приводящий к кальцификации. Фиг.30 иллюстрирует присутствие волокон актина гладких мышц в участке имплантации, что демонстрирует успешную регенерацию тканей. Фиг.31 иллюстрирует присутствие сосудистой ткани в регенерированной ткани среди волокон основовязаного полотна, что позволяет сделать предположение о долговременном приживлении новой развивающейся ткани, без отслаивания, наблюдаемого в псевдоинтиме.
Пример 18
Имплантация в сосудистую стенку нисходящей аорты
Герметизированное основовязаное полотно, приготовленное, как описано выше, имплантировали в сосудистую стенку нисходящей аорты экспериментальной собаки посредством вышеописанного способа. Не отмечалось ни утечки, ни разрыва в участке имплантации герметизированного основовязаного полотна.
Экспериментальную собаку умерщвляли спустя шесть месяцев после операции, и готовили образец сосудистой ткани в участке имплантации герметизированного основовязаного полотна посредством вышеупомянутого способа. Фиг.32 является фотографией образца. Фиг.33 и 34 являются микроскопическими фотографиями среза ткани поблизости от шва, окрашенного гематоксилином и эозином (ГЭ) посредством вышеупомянутого способа. Фиг.35 является микроскопической фотографией среза ткани, окрашенного ализариновым красным (АК). Фиг.36 является микроскопической фотографией среза ткани, окрашенного для выявления альфа-актина гладких мышц (αАГМ).
Фиг.32 демонстрирует успешную регенерацию внутренней оболочки в участке имплантации герметизированного основовязаного полотна спустя три месяца после операции. Фиг.33 и 34 демонстрируют регенерацию аутологичной ткани и ткани, перекрывающей полотно в участке имплантации. Фиг.35 иллюстрирует отсутствие отложения кальция, что позволяет предположить, что герметизированное основовязаное полотно из настоящего изобретения служит в качестве медицинского материала, обладающего биосовместимостью, достаточной, чтобы не вызывать кальцификацию, обусловленную реакцией на чужеродный медицинский материал или гибелью клеток в материале. Фиг.36 иллюстрирует присутствие волокон актина гладких мышц в ткани, что позволяет сделать предположение об успешной регенерации ткани. Другую экспериментальную собаку умерщвляли спустя шесть месяцев после операции, и исследовали состояние ткани в участке имплантации. Не отмечалось стеноза сосуда, и наблюдалась успешная регенерация и сохранение ткани, как в случае собаки спустя три месяца после операции.
Сравнительный пример имплантации у собак
Пластырь из мембраны бычьего перикарда имплантировали в сосудистую стенку нижней полой вены собаки. Оценку пластыря из мембраны бычьего перикарда проводили, как описано ниже. Процессы анестезии, приготовления образцов, иммуноокрашивания и визуализации, иные, чем процесс имплантации, осуществляли, как в Примере 18.
Имплантация пластыря из мембраны бычьего перикарда в сосудистую стенку нижней полой вены
Эллиптическую часть (длина по главной оси 2 см, длина по второстепенной оси 1,5 см) нижней полой вены вырезали у собаки (бигль, масса тела при имплантации 10,7 кг, полученной из Hamaguchi Laboratory Animals). Коммерческий пластырь из мембраны бычьего перикарда (эллиптической формы, имеющий размеры 25 мм на 15 мм, серийный номер 4700, произведенный Edwards Lifesciences Corporation) имплантировали в эллиптическую часть нижней полой вены.
Сравнительный пример 4
Как описано выше, пластырь из мембраны бычьего перикарда имплантировали в сосудистую стенку нижней полой вены собаки. Не отмечалось ни утечки, ни разрыва в участке имплантации пластыря из мембраны бычьего перикарда.
Собаку умерщвляли спустя шесть месяцев после операции. Сосудистую ткань в участке имплантации мембраны бычьего перикарда удаляли посредством вышеупомянутого способа. Фиг.37 является фотографией вырезанной в продольном направлении ткани в участке имплантации мембраны бычьего перикарда. Срез ткани окрашивали посредством вышеупомянутого способа. Фиг.38 и 39 являются микроскопическими фотографиями среза ткани поблизости от шва, окрашенного гематоксилином и эозином (ГЭ). Фиг.40 является микроскопической фотографией среза ткани, окрашенного ализариновым красным (АК). Фиг.41 является микроскопической фотографией среза ткани, окрашенного для выявления альфа-актина гладких мышц (αАГМ). Фиг.42 является микроскопической фотографией среза ткани, окрашенного для выявления фактора фон Виллебранда (ФВ).
Фиг.37 показывает, что край имплантированного пластыря из мембраны бычьего перикарда ясно определялся спустя шесть месяцев после операции, что позволяло сделать предположение о недостаточной регенерации ткани внутренней оболочки. Фиг.38 показывает ткань внутренней оболочки в участке имплантации, утолщенную, по сравнению нативной стенкой. Утолщение внутренней оболочки сосуда может вести к стенозу сосуда, что приводит к нарушению дистального потока крови. Фиг.39 иллюстрирует отсутствие новой ткани, образующейся внутри мембраны бычьего перикарда. Фиг.40 иллюстрирует отложение кальция поблизости от края имплантата, что позволяет сделать предположение о наличии реакции на чужеродное тело. Фиг.41 иллюстрирует, что вновь развивающиеся коллагеновые волокна и миофибриллы находятся в нерегулярной, неламинарной форме. Фиг.42 иллюстрирует отсутствие сосудистой ткани между волокнами основовязаного полотна. Эти наблюдения демонстрируют, что мембрана бычьего перикарда хуже герметизированного основовязаного полотна из Примеров 17 и 18.
Пример 2 медицинского материала
Приготовление медицинского материала
Покрытое желатином основовязаное полотно готовили, как в Примерах, описанных выше.
Оценка медицинского материала
Набухание
Герметизированное основовязаное полотно полностью сушили и нарезали с получением образца размером 30 мм на 30 мм. Измеряли исходную массу образца (М1 (мг)). Образец основовязаного полотна помещали во флакон, и добавляли в него ультрачистую воду (100 мл). Образец был погружен в воду в течение 24 часов. Затем образец извлекали из флакона, удаляли влагу с поверхности образца салфетками Kimwipes, а затем определяли массу образца (М2 (мг)).
Набухание гидрогеля (%) рассчитывали по Формуле (I):
[F3]
Набухание (%) = [(M2-M1)/количество покрытия (мг) (mg)]×100(I)
(M1: масса (мг) образца перед погружением, М2: масса (мг) образца после погружения)
Испытание на утечку через игольный прокол
Герметизированное основовязаное полотно, содержащее хирургический шов (Prolene 6-0, произведенный Ethicon), пропущенный через центр полотна, присоединяли к устройству для проверки герметичности, и определяли количество воды, проникающей через образец в минуту при приложении давления. Испытание повторяли три раза, и определяли среднее значение от измеренных величин.
Испытание прочности на изгиб
Образец помещали в держатель образца в соответствии с «JIS L1096:2010, Метод испытания тканого полотна и вязаного полотна; 8,21 Измерение прочности на изгиб». Затем определяли изгиб образца под действием собственного веса (δ) от горизонтальной плоскости.
Механические свойства
Модуль упругости, сопротивление разрыву и удлинение определяли посредством испытания на растяжение с малым настольным устройством (EZ-SX, произведенным Shimadzu Corporation).
Количество гидрогелевого покрытия и толщину и водонепроницаемость герметизированного основовязаного полотна определяли с применением вышеупомянутых способов.
Пример 19
Основовязаное полотно, приготовленное в Примере 1, промывали в ультразвуковой мойке. Основовязаное полотно резали с получением формы, пригодной для контейнера для погружения (прямоугольной кюветы, произведенной Grainer, 120 мм на 120 мм), а затем помещали в контейнер. Круглую металлическую рамку помещали на основовязаное полотно для фиксации полотна в контейнере. В контейнер добавляли 10% раствор желатина (MediGelatin, произведенного Nippi, Incorporated) (5,4 мл), и основовязаное полотно погружали в раствор.
Контейнер выдерживали при комнатной температуре в течение двух часов для покрытия (герметизации) основовязаного полотна желатином с целью предотвращения проникновения жидкости через полотно. Отдельно 0,4% раствор глутаральдегида (50% раствор глутаральдегида, произведенный Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) охлаждали до 4°С. Охлажденный раствор глутаральдегида (6,4 мл) добавляли в контейнер, и проводили реакцию при комнатной температуре в течение одного часа для поперечной сшивки желатина. После завершения реакции полученный продукт промывали дистиллированной водой и сушили под вакуумом в течение ночи. Сухой продукт погружали в 40% раствор глицерина (глицерин качества Японской Фармакопеи, произведенный KENEI Pharmaceutical Co., Ltd.) (15 мл) на 30 минут для получения медицинского материала состоящего из покрытого желатином основовязаного полотна.
Пример 20
Образец готовили, как в Примере 19, за тем исключением, что количество 10% раствора желатина доводили до 4,3 мл для изменения количества желатинового покрытия.
Пример 21
Образец готовили, как в Примере 19, за тем исключением, что количество 10% раствора желатина доводили до 2,9 мл для изменения количества желатинового покрытия.
Пример 22
Образец готовили, как в Примере 19, за тем исключением, что количество 10% раствора желатина доводили до 7,2 мл для изменения количества желатинового покрытия.
Пример 23
Образец готовили, как в Примере 19, за тем исключением, что добавляли 13% раствор желатина в количестве 3,3 мл.
Пример 24
Образец готовили, как в Примере 19, за тем исключением, что использовали 10% раствор желатина, а концентрацию раствора глутаральдегида меняли на 0,1%.
Пример 25
Образец готовили, как в Примере 19, за тем исключением, что количество 10% раствора желатина доводили до 5,4 мл для изменения количества желатинового покрытия, а концентрацию раствора глутаральдегида меняли на 10%.
Пример 26
Образец готовили, как в Примере 19, за тем исключением, что количество 10% раствора желатина доводили до 7,2 мл для изменения количества желатинового покрытия, а концентрацию раствора глутаральдегида меняли на 0,1%.
Пример 27
Образец готовили, как в Примере 19, за тем исключением, что количество 10% раствора желатина доводили до 7,2 мл для изменения количества желатинового покрытия, а концентрацию раствора глутаральдегида меняли на 10%.
Пример 28
Образец готовили, как в Примере 19, за тем исключением, что основовязаное полотно готовили в других условиях (плотность 32, 100 рядов), а количество 10% желатинового раствора меняли на 2,9 мл.
Пример 29
Образец готовили, как в Примере 28, за тем исключением, что количество 10% раствора желатина доводили до 5,4 мл для изменения количества желатинового покрытия.
Пример 30
Образец готовили, как в Примере 28, за тем исключением, что количество 10% раствора желатина доводили до 7,2 мл для изменения количества желатинового покрытия.
Пример 31
Образец готовили, как в Примере 28, за тем исключением, что основовязаное полотно готовили в других условиях (плотность 32, 60 рядов), а количество 10% желатинового раствора меняли на 7,2 мл.
Пример 32
Образец готовили, как в Примере 19, за тем исключением, что количество 10% раствора желатина доводили до 1,8 мл для изменения количества желатинового покрытия. Испытание на утечку через игольный прокол образца показало слегка повышенную утечку 3,0 г/мин.
Пример 33
Образец готовили, как в Примере 19, за тем исключением, что количество 10% раствора желатина доводили до 9,0 мл для изменения количества желатинового покрытия. Испытание на водонепроницаемость и испытание на утечку через игольный прокол образца показало отсутствие утечки жидкости. Образец был значительно деформирован после абсорбции воды. Такая значительная деформация при операции приводит к затруднениям при сшивании.
Пример 34
Образец готовили, как в Примере 19, за тем исключением, что количество 10% раствора желатина доводили до 1,0 мл для изменения количества желатинового покрытия, а концентрацию раствора глутаральдегида меняли на 0,05%. Погружение образца в ультрачистую воду при 37°С привело к набуханию слоя желатинового покрытия и отделению части слоя от основовязаного полотна.
Пример 35
Образец готовили, как в Примере 31, за тем исключением, что 10% раствор желатина заменяли на 13% раствор желатина, и количество 13% раствора желатина доводили до 7,2 мл, а концентрацию раствора глутаральдегида меняли на 3,0%. Испытание на утечку через игольный прокол образца показало слегка повышенную утечку 2,0 г/мин.
Пример 36
Образец готовили, как в Примере 28, за тем исключением, что основовязаное полотно готовили в других условиях (плотность 32, 60 рядов), а количество 10% желатинового раствора меняли на 2,9 мл. Образец был слегка хуже других образцов с точки зрения водонепроницаемости и утечки через игольный прокол.
Пример 37
Образец готовили, как в Примере 28, за тем исключением, что основовязаное полотно готовили в других условиях (плотность 32, 60 рядов), а количество 10% желатинового раствора меняли на 10,8 мл. Испытание на утечку через игольный прокол образца показало слегка повышенную утечку 2,4 г/мин. Образец был деформирован после абсорбции воды.
Пример 38
Образец готовили, как в Примере 37, за тем исключением, что основовязаное полотно готовили в других условиях (плотность 32, 100 рядов), а количество 10% желатинового раствора меняли на 1,45 мл. Испытание на утечку через игольный прокол образца показало слегка повышенную утечку 5,3 г/мин.
Пример 39
Образец готовили, как в Примере 37, за тем исключением, что основовязаное полотно готовили в других условиях (плотность 32, 100 рядов), а количество 10% желатинового раствора меняли на 10,8 мл для изменения количества желатинового покрытия. Образец был деформирован после абсорбции воды, как в образце из Примера 32.
Пример 40
Образец готовили, как в Примере 19, за тем исключением, что количество 10% раствора желатина доводили до 5,4 мл для изменения количества желатинового покрытия, а концентрацию раствора глутаральдегида меняли на 50%. Образец проявлял высокую степень поперечной сшивки, и таким образом, плохую степень адгезии к ткани, и продемонстрировал утечку через игольный прокол.
Пример 41
Прочность на изгиб основовязаного полотна (плотность 36, 120 рядов) измеряли в соответствии с «JIS L1096:2010, Метод испытания тканого полотна и вязаного полотна; 8,21 Измерение прочности на изгиб». Основовязаное полотно проявляло прочность на изгиб в продольном направлении 3,6 мН/см, и было жестче, чем основовязаное полотно (плотность 32, 90 рядов) (прочность на изгиб 0,7 мН/см), использованное в Примере 16.
Пример 42
2
2
Модуль упругости основовязаного полотна (плотность 32, 120 рядов) измеряли в продольном направлении и поперечном направлении, как в Примере 40. Основовязаное полотно проявляло модуль упругости в продольном направлении 5,1 Н/мм, и модуль упругости в поперечном направлении 20,9 Н/мм; т.е. слегка повышенную анизотропию.
Результаты показаны в Таблице 7. Символы «О» и «Δ» применяются для «всесторонней оценки» в Таблице 7. Образец, обозначенный «О», является улучшенным с точки зрения водонепроницаемости, утечки через игольный прокол, и удобства в обработке. Образец, обозначенный «Δ», является ухудшенным, по сравнению с образцом, маркированным «О», например, с точки зрения удобства при обработке. Символ «-» означает, что данные не получены.
Фиг.43 иллюстрирует графики условий герметизации (массу полотна на единицу площади и количество желатинового покрытия) в Примерах.
2
Фиг.44 иллюстрирует графики условий герметизации (количество желатинового покрытия и набухание (%) в случае 90 рядов и массы полотна на единицу площади 70 г/м) в примерах 19-27, 32-34 и 40. На фиг.44 точка координат (459 (набухание), 6,2 (количество желатинового покрытия)) является экстраполированным значением, полученным из уравнения y=-0,0035x+7,799 из прямой линии, соединяющей точку координат (858 (набухание), 4,8 (количество желатинового покрытия)) в Примере 26 и точку координат (517 (набухание), 6,0 (количество желатинового покрытия)) в Примере 27, и уравнения y=-0,0496x+28,973 из прямой линии, соединяющей точку координат (552 (набухание), 1,6 (количество желатинового покрытия)) в Примере 21 и точку координат (485 (набухание), 4,9 (количество желатинового покрытия)) в Примере 25. На фиг.44 точка координат (965 (набухание), 4,4 (количество желатинового покрытия)) является экстраполированным значением, полученным из уравнения y=-0,0035x+7,799 и уравнения y=0,0068x-2,1451 из прямой линии, соединяющей точку координат (552 (набухание), 1,6 (количество желатинового покрытия)) в Примере 21 и точку координат (898 (набухание), 3,98 (количество желатинового покрытия)) в Примере 24.
2
Фиг.45 иллюстрирует графики условий герметизации (количества желатинового покрытия и набухания (%) в случае 100 рядов и массы полотна на единицу площади 72 г/м) в Примерах 28-30 и Примерах 38-39.
Промышленная применимость
Основовязаное полотно из настоящего изобретения пригодно для применения, например, при восстановлении или укреплении для лечения повреждения, дефекта или стеноза биологической ткани, такой как кровеносный сосуд, сердечный клапан, перикард, твердая мозговая оболочка, хрящ, кожа, слизистая оболочка, связка, сухожилие, мышца, трахея и брюшина. В частности, основовязаное полотно пригодно для применения в качестве сердечного трансплантата для восстановления сердечной ткани в хирургии при врожденном заболевании сердца, таком как дефект межжелудочковой перегородки, тетрада Фалло, стеноз легочной артерии, или единственный желудочек.
Цифровые обозначения ссылочных обозначений
1, 1a, 1b, 1c: ряд первых петель
2, 2a, 2a1, 2a2, 2b, 2c: ряд вторых петель
10, 11, 12, 13: основовязаное полотно
20: устройство для испытания герметичности
21: донный порт
22: контейнер
23: герметизированное основовязаное полотно
24: электронные весы