ГЕМОСТАТИЧЕСКИЕ АГЕНТЫ НА ОСНОВЕ ГЛИНЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИХ ДОСТАВКИ
HAEMOSTATIC CLAY AGENTS AND DELIVERY DEVICES

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Настоящее изобретение в целом относится к агентам и устройствам для улучшения гемостаза и, в частности, к гемостатическим агентам на основе глины и устройствам, содержащим такие агенты, для их доставки к кровоточивым ранам.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Кровь представляет собой жидкую среду, которая включает эритроциты, лейкоциты, кровяные тельца и тромбоциты, распределенные в жидкой фазе. Жидкая фаза представляет собой плазму, которая содержит кислоты, липиды, растворимые электролиты и протеины. Протеины суспендированы в жидкой фазе и могут быть отделены от жидкой фазы любым из нескольких методов, таких как фильтрация, центрифугирование, электрофорез и иммунохимические техники. Одним из протеинов, суспендированным в жидкой фазе, является фибриноген. При кровотечении фибриноген реагирует с водой и тромбином (энзим) с образованием фибрина, который нерастворим в крови и полимеризируется с образованием сгустков.
В широком ряде случаев, животные, включая человека, могут быть ранены. Часто такие раны сопровождаются кровотечением. В некоторых случаях, такие раны и кровотечение являются незначительными, и обычная функция свертывания крови дополнительно к оказанию простой первой помощи - это все, что требуется. К сожалению, в некоторых случаях происходит значительное кровотечение. Эти ситуации обычно требуют специализированного оборудования и материалов, а также персонала, обладающего навыками оказания соответствующей помощи. Если такая помощь не является легкодоступной, возможна значительная потеря крови. При сильном кровотечении иногда доступность оборудования и профессионального персонала является недостаточной для того, чтобы остановить кровотечение вовремя.
Более того, серьезные раны часто могут быть нанесены в отдаленных областях или ситуациях, таких как поле боя, где адекватная медицинская помощь не является доступной незамедлительно. В некоторых обстоятельствах важно остановить кровотечение, даже при менее серьезных ранах, на промежуток времени, достаточный для того, чтобы раненый человек или животное получил медицинскую помощь.
В попытке решить вышеописанные проблемы были разработаны материалы для регулирования сильного кровотечения в ситуациях, когда обычная помощь недоступна или менее чем эффективна. Хотя эти материалы продемонстрировали некоторый успех, иногда они являются недостаточно эффективными для травматических ран и являются дорогими. Более того, эти материалы иногда являются неэффективными в некоторых ситуациях и с трудом могут использоваться и извлекаться из раны.
Дополнительно или альтернативно, ранее разработанные материалы могут оказывать нежелательные побочные эффекты. Например, один тип материала для свертывания крови из уровня техники в целом представляет собой порошок или мелкие частицы, где площадь поверхности материала часто приводит к экзотермической реакции при контакте материала с кровью. Часто избыток материала, который не является необходимым, попадает в рану, что может обострить экзотермические эффекты. В зависимости от специфических свойств материала, полученная экзотермическая реакция может быть достаточно сильной и вызвать дискомфорт или даже ожог у пациента. Хотя в некоторых источниках в уровне техники указано, что полученная экзотермическая реакция является желательным признаком, который может обеспечить эффект свертывания крови в ране подобно прижиганию, существует возможность того, что ткань на и вокруг раненого участка может быть нежелательно затронута.
Более того, для удаления таких материалов из раны часто требуется промывание. Если количество применяемого материала вызывает дискомфорт или жжение, может потребоваться незамедлительное промывание раны. В случаях, когда раненый человек или животное еще не транспортируется в учреждение, которое может осуществить необходимое промывание, нежелательные эффекты или перенасыщение раны может произойти.
Кровотечение также является проблемой во время хирургических процедур. Не считая наложения швов или зашивания резаной раны или внутренней кровоточивой области, кровотечение часто регулируют, используя губку или другой материал, применяемый для оказания давления на участок и/или для абсорбции крови. Однако когда кровотечение становится избыточным, эти средства являются недостаточными для остановки кровотока. Более того, любой материал с сильной экзотермической реакцией для регулирования кровотечения может повредить ткань, окружающую кровоточивый участок, и возможно с трудом будет извлечен после использования.
На основании вышесказанного, общей задачей настоящего изобретения является обеспечить гемостатический агент, который преодолеет или превзойдет недостатки, связанные с уровнем техники. Также задачей настоящего изобретения является обеспечение устройств, способных для применения таких гемостатических агентов.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с одним аспектом, настоящее изобретение состоит в устройстве для улучшения свертывания крови, контролируя кровотечение. Устройство содержит глинистый материал в форме частиц и резервуар для содержания глинистого материала. По крайней мере, часть резервуара определяется сеткой, имеющей отверстия, так что когда устройство наносят на кровоточивый участок, частицы глины контактируют с кровью через отверстия.
В соответствии с другим аспектом, настоящее изобретение состоит в другом устройстве, способном обеспечить гемостатический эффект на кровоточивой ране для регулирования кровотока из раны. Устройство содержит марлевую основу (субстрат) и глинистый материал, расположенный на марлевой основе. При наложении устройства на кровоточивую рану, по крайней мере, часть глинистого материала контактирует с кровью, вызывая гемостатический эффект.
В соответствии с другим аспектом, настоящее изобретение состоит в перевязочном материале, который может быть нанесен на кровоточивую рану для улучшения свертываемости крови, контролируя кровотечение. Такой материал содержит основу (субстрат), сетку, закрепленную на субстрате, и частицы глинистого материала, удерживаемые в сетке. Сетка определяется множеством элементов, размещенных с определением отверстий, которые позволяют проникать потоку крови в сетку и глинистый материал, вызывая, таким образом, свертывание крови.
В соответствии с другим аспектом настоящее изобретение состоит в гемостатической губке, которая может быть применена к кровоточивой ране для свертывания крови и управления кровотечением. Такая губка включает основу, гемостатический материал, расположенный на первой поверхности основы, и разделительный агент, расположенный на второй поверхности основы. Разделительный агент расположен на поверхности основы, контактирующей с раной, для ингибирования прилипания губки к ткани раны после образования сгустка. При обработке кровоточивой раны применение гемостатической губки приводит к тому, что, по крайней мере, часть гемостатического материала контактирует с кровью через разделяющий агент и через основу.
В соответствии с еще одним аспектом настоящее изобретение состоит в других формах гемостатических губок. В таких формах гемостатическая губка может включать пленку и гемостатический материал, включенный в пленку; основу, гемостатический материал, размещенный на ней и пленку, расположенную на гемостатическом материале; или гемостатический материал, размещенный между двумя основами (субстратами).
В соответствии с еще одним аспектом настоящее изобретение состоит в гемостатическом устройстве для улучшения свертывания крови, контролируя кровотечение. Устройство содержит марлевую основу (субстрат), глинистый материал, расположенный на марлевой основе, и также полиол, такой как глицерол или подобный, размещенный на марлевой основе для связывания глинистого материала. При использовании устройства для обработки кровоточивой раны, по крайней мере, часть глинистого материала контактирует с кровью, вытекающей из раны, вызывая свертывание крови.
В соответствии с еще одним аспектом настоящее изобретение состоит в перевязочном материале, который может быть нанесен на кровоточивую рану для улучшения свертываемости крови, контролируя кровотечение. Материал имеет гибкую основу и марлевую основу, закрепленную на ней. Марлевая основа включает глинистый материал и полиол. При использовании перевязочного материала для обработки кровоточивой раны, по крайней мере, часть глинистого материала контактирует с кровью, вытекающей из раны, вызывая свертывание крови.
В соответствии с еще одним аспектом настоящее изобретение состоит в гемостатической губке. Один тип губки имеет марлевую основу и дисперсную систему гемостатического материала и полиола на первой поверхности основы. При использовании губки для обработки кровоточивой раны, по крайней мере, часть гемостатического материала контактирует с кровью, вытекающей из раны, вызывая свертывание крови. Другой тип губки имеет первую и вторую основы. Гемостатический материал диспергируют в полиоле и наносят на первую основу и вторая основа размещается на гемостатическом материале, диспергированном в полиоле. При использовании этой губки для обработки кровоточивой раны, по крайней мере, часть гемостатического материала контактирует с кровью, по крайней мере, через один из субстратов.
Преимущество настоящего изобретения заключается в том, что в отличие от других материалов, таких как, например, цеолиты, глинистый компонент не производит экзотермической реакции с кровью. Устранение теплообразования на раненом участке является полезным для снижения дискомфорта и/или дальнейшего ранения пациента и может быть особенно полезным при лечении некоторых пациентов, таких как педиатрические или гериатрические пациенты, или при обработке раны, расположенной в чувствительной или болезненной области.
Другим преимуществом является то, что глина может быть тонко разделена и отложена на множестве поверхностей, облегчая, таким образом, ее использование в качестве компонента в различных устройствах регулирования потока крови. В частности, глина может быть использована в форме частиц (например, удерживаемых на сетке или пленке) или она может быть использована в форме порошка (например, осаждаемого на волокнистой основе с образованием марли или губки). В любом варианте осуществления настоящего изобретения, эффективность глины в ускорении гемостаза раны улучшается по сравнению с подобными агентами, которые могут быть использованы только в одной форме (например, в виде частиц определенного размера) для ограничения нежелательных побочных эффектов, таких как избыточная экзотермическая реакция.
Еще одним преимуществом настоящего изобретения является то, что устройства и агенты по настоящему изобретению легко наносятся на открытые раны. В частности, когда гемостатический агент удерживается в сетке или подобном устройстве, или когда он включен в волокнистую структуру с образованием марли, устройство может быть легко извлечено из стерильной упаковки и помещено или закреплено напрямую в точках, где происходит кровотечение для свертывания крови.
Одно из преимуществ использования полиола, такого как глицерол в комбинации с глиной (или любым другим гемостатическим агентом), заключается в том, что часто пылеообразование, связанное с глиной (или другим гемостатическим агентом), подавляется. Из-за его низкой летучести, глицерол, например, испаряется с трудом. Поскольку он нелегко испаряется, образование глинистой пыли при диспергировании глины в глицероле снижается. Снижение или подавление пыли означает, что больше гемостатичного материала доступно с целью свертывания крови.
Другим преимуществом использования полиола в комбинации с глиной (или другим гемостатическим агентом) является то, что нежелательное прилипание губки к ране снижается. Соответствующим образом, губка или другое устройство может быть легко удалено из раны, не нарушая целостности образовавшегося сгустка крови.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 представляет собой схематическое изображение сетчатой структуры устройства свертывания крови по настоящему изобретению.
Фиг.2 представляет собой вид сбоку устройства свертывания крови по Фиг.1, иллюстрирующий удерживание частиц глины в сетчатой структуре.
Фиг.3 представляет собой перспективное изображение устройства свертывания крови, где глинистый материал включен в марлю.
Фиг.4 представляет собой перспективное изображение устройства свертывания крови, где глинистый материал включен в ткань.
Фиг.5А представляет собой перспективное изображение поддерживающей повязки, где частицы глины находятся в сетчатом контейнере для применения на кровоточивой ране.
Фиг.5В представляет собой перспективное изображение перевязочного материала, где гемостатический материал и полиол включены в марлевую основу для применения на кровоточивой ране.
Фиг.6 представляет собой схематическое изображение губки, обладающей гемостатическими способностями.
Фиг.7 представляет собой схематическое изображение другого варианта губки, обладающей гемостатическими способностями.
Фиг.8 представляет собой схематическое изображение другого варианта губки, обладающей гемостатическими способностями.
Фиг.9 представляет собой схематическое изображение другого варианта губки, обладающей гемостатическими способностями.
ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Раскрываемые здесь гемостатические устройства и гемостатические агенты являются применимыми для кровоточивых ран для ускорения гемостаза. Гемостатические агенты включают глинистые материалы или другие материалы на основе кремния, которые при контакте с кровоточивой раной могут уменьшать или останавливать кровоток путем абсорбции, по крайней мере, части жидкой фазы крови, облегчая, таким образом, свертывание. Однако настоящее изобретение не ограничивается глиной, поскольку другие материалы, такие как биоактивные стекла, биологические гемостатические средства, молекулярные сетчатые материалы, диатомовая земля, комбинации вышеперечисленного и тому подобное, включены в объем притязаний настоящего изобретения и могут быть использованы в комбинации с глиной или отдельно в качестве гемостатического агента.
Как используется здесь, термин «глина» относится к кристаллической форме гидратированного силиката алюминия. Кристаллы глины имеют нерегулярную форму и нерастворимы в воде. Комбинация некоторых типов глины с водой может давать массу, имеющую некоторую степень пластичности. В зависимости от типа глины ее комбинация с водой может давать коллоидный гель, имеющий тиксотропные свойства.
В одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, глина представляет собой каолин, который включает минерал «каолинит». Хотя термин «каолин» используется здесь для описания настоящего изобретения, необходимо понимать, что каолинит может также быть использован в комбинации с или вместо каолина. Однако настоящее изобретение не ограничивается также каолином или каолинитом, поскольку другие материалы включены в объем притязаний по настоящему изобретению. Такие материалы включают, без ограничения, аттапульгит, бентонит, комбинации перечисленных материалов, комбинации вышеперечисленных материалов с каолином и/или диатомовой землей и тому подобное.
2
2
5
4
Как используется здесь, термин «каолин» относится к мягкой, природной алюмосиликатной глине (и, более специфично, к шестнадцатигранной филлосиликатной глине), имеющей химическую формулу AlSiO(OH). Каолин представляет собой многослойный силикатный минерал природного происхождения, имеющий переменные четырехгранные листы и восьмигранные листы алюминиевого октаэдра, связанного через атомы кислорода гидроксильных групп. Каолин содержит приблизительно 50% алюминия, приблизительно 50% кремния и следы примесей.
Более предпочтительно, глина представляет собой Эдгарскую пластичную глину (здесь и далее «ЕРК»), которая является каолиновой глиной, промытой водой; она добывается и обрабатывается в и рядом с Эдгар, Флорида. Эдгарский пластичный каолин имеет желательные характеристики пластичности, является огнеупорным и при смешивании с водой дает тиксотропную глинистую суспензию.
Каолин по настоящему изобретению может быть смешан с или иным образом использован в комбинации с другими материалами, обеспечивающими дополнительные свойства свертывания крови и/или улучшающими эффективность. Такие материалы включают, без ограничения, сульфат магния, метафосфат натрия, хлорид кальция, декстрин, комбинации вышеперечисленных материалов и гидраты вышеперечисленных материалов.
Различные материалы могут быть смешаны с, соединены с или включены в каолин для поддержания антисептической среды на раненом участке или для обеспечения функций, которые являются дополнительными к функции свертывания крови глиной. Примерами материалов, которые могут быть введены, без ограничения, являются фармацевтически активные соединения, такие как антибиотики, противогрибковые агенты, антимикробные агенты, противовоспалительные агенты, анальгетики, антигистаминные средства (например, хлорфенирамин малеат, дифенгидрамин гидрохлорид и прометазин гидрохлорид), соединения, содержащие ионы серебра или ионы меди, комбинации вышеперечисленного и тому подобное. Другие материалы, которые могут быть включены для обеспечения дополнительных гемостатических свойств, включают аскорбиновую кислоту, транексамовую кислоту, рутин и тромбин. Растительные агенты, оказывающие желательные эффекты на раненые участки, также могут быть добавлены.
Для использования в настоящем изобретении, каолин (или другой глинистый материал или диатомовая земля) находится предпочтительно в форме частиц. Как используется здесь, «частицы» включают шарики, крупинки, гранулы, палочки или любую другую морфологию поверхности или комбинацию морфологии поверхности. Безотносительно морфологии поверхности частицы имеют размер приблизительно от 0.2 мм (миллиметров) до 10 мм, предпочтительно от 0.5 мм до 5 мм и более предпочтительно от 1 мм до 2 мм в эффективном диаметре. Однако настоящее изобретение не ограничивается этими размерами и другие размеры частиц (например, менее 0.2 мм) также входят в объем притязаний настоящего изобретения. Размер частиц каолина (или другого глинистого материала или диатомовой земли) может быть таким маленьким, что он может рассматриваться как порошок. Если размер частиц такой, что материал рассматривается как порошок, порошок может быть самым мелким (то есть тактильно неощутимым).
Частицы глины могут быть произведены любым из нескольких известных способов. Такие способы включают смешение, экструзию, образование шарообразных частиц и тому подобное. Оборудование, которое может быть использовано для смешения, экструдирования и образования шарообразных частиц глины, доступно от Caleva Process Solutions Ltd. в Дорсет, Великобритания. Другие способы включают использование псевдоожиженного слоя или аппарат для гранулирования. Псевдоожиженные слои для получения частиц глины доступны от Glatt Air Technologies в Рамси, Нью-Джерси. Дисковые грануляторы для получения частиц глины доступны от Feeco International, Inc., в Грин Бей, Висконсин. Предпочтительно глину экструдируют через подходящее гранулирующее устройство. Однако настоящее изобретение не ограничивается этими вариантами, поскольку другие устройства и способы для получения измельченной глины также входят в объем притязаний по настоящему изобретению.
Глину ЕРК, используемую в настоящем изобретении, измельчают, сушат и обжигают приблизительно до 600°С. Для того чтобы достичь подходящей гомогенной смеси ЕРК с образованием частиц, относительно высокое давление применяется к массе ЕРК, используя подходящий смешивающий аппарат. До осуществления этого процесса содержание воды в глине измеряется и регулируется приблизительно до 20% по весу с получением смеси, хорошо поддающейся экструзии и последующей обработке.
Во время обжига ЕРК до температуры 600°С материал спекается (глазируется). Остеклование (витрификация) осуществляется путем повторения циклов расплавления и охлаждения для того, чтобы позволить ЕРК (или другому глинистому материалу) превратиться в стекловидное вещество. С увеличением количества циклов кристаллическая структура разрушается с получением аморфной композиции. Аморфная природа ЕРК позволяет ему поддерживать структурную целостность при последующем увлажнении. В результате, ЕРК сохраняет структурную целостность при увлажнении во время использования, например при контакте с кровью. Однако настоящее изобретение не ограничивается использованием плотноспекшейся глины, поскольку другие материалы, которые не остекловываются, также входят в объем притязаний по настоящему изобретению. В частности, неостеклованная глина еще может использоваться при кровоточивой ране с обеспечением гемостаза.
Понятно, что клеточный механизм свертывания глины активирует точные контактные факторы при нанесении на кровь. В частности, считают, что каолин (предпочтительно ЕРК) инициирует механизм, по которому вода в крови абсорбируется, облегчая функцию свертывания.
На фиг.1 показан один из вариантов гемостатического устройства, где включен каолин в форме частиц. Устройство представляет собой проницаемый мешочек, который позволяет жидкости контактировать с частицами каолина, удерживаемыми в нем. Герметичная упаковка (не показана) обеспечивает стерильную окружающую среду для хранения гемостатического устройства до тех пор, пока оно не используется. Устройство, которое показано под номером 10, именуется здесь и далее как «мешочек 10», включает решетку или сетку 12 и измельченный каолин 14, удерживаемый в мешочке решеткой или сеткой. Сетка 12 закрыта со всех сторон и определяет отверстия, которые способны удерживать измельченный каолин 14 в ней, одновременно позволяя жидкости протекать через нее. Как проиллюстрировано, сетка 12 является ровной и в качестве примера только несколько частиц измельченного каолина 14 показаны. Измельченный каолин 14 может быть смешан с частицами другого типа глины, диатомовой земли и тому подобное с образованием гомогенной смеси.
Сетка 12 определяется соединенными между собой плетениями, нитями или полосками материала. Плетения, нити или полоски могут быть соединены между собой в любой одной или комбинацией способов, включающих, без ограничения, переплетенных в марлю, скрученных, интегрально образованных и тому подобное. Предпочтительно соединение является таким, что сетка может сгибаться при одновременном сохранении размеров отверстий, определяемых ей. Материал, из которого плетения, нити, полоски выполняют, может быть полимером (например, нейлон, полиэтилен, полипропилен, полиэстер и тому подобное), металлом, стекловолокном или органическим веществом (например, хлопок, шерсть, шелк и тому подобное).
На фиг.2 отверстия, определяемые сеткой 12, имеют размер для удерживания измельченного каолина 14, но позволяют потоку крови протекать через них. Поскольку сетка 12 может быть плотно натянута вокруг измельченного каолина 14, частицы могут расширяться через отверстия на расстояние d. Если частицы расширяются через отверстия, они будут напрямую контактировать с тканью, на которую мешочек 10 нанесен. Таким образом, кровь, вытекающая из ткани, незамедлительно контактирует с измельченным каолином 14, и ее водная фаза впитывается в каолин, облегчая свертывание крови. Однако настоящее изобретение не требует, чтобы частицы набухали через сетку.
Для нанесения мешочка 10 на кровоточивую рану мешочек извлекают из упаковки и помещают на кровоточивую рану. Измельченный каолин 14 в сетке 12 контактирует с тканью раны и/или кровью, вытекающей из раны, и, по крайней мере, часть жидкой фазы крови адсорбируется глинистым материалом, улучшая свертывание. Гибкость сетки 12 позволяет ей соответствовать форме кровоточивой раны и сохранять эту форму при применении.
На фиг.3 изображен другой вариант осуществления гемостатического устройства по настоящему изобретению, который представляет собой каолиновую марлю, обозначенную под номером 20, здесь и далее именуемую как «марля 20». Каолином покрывают марлевую основу (субстрат), используя любой подходящий метод для получения марли 20. Например, одним способом нанесения каолина на марлевую основу является погружение субстрата в глинистую суспензию каолин/вода. Каолиновый материал, используемый для глинистой суспензии, предпочтительно представляет собой тонко измельченный каолиновый порошок, хотя представленное изобретение не ограничивается этим материалом, поскольку каолиновые частицы, пластинки, крошки, шарики, палочки, гранулы и тому подобное могут альтернативно или дополнительно быть использованы. Марлевая основа может быть любым подходящим тканым или нетканым волокнистым материалом, включающим без ограничения, хлопок, шелк, шерсть, пластичный материал, целлюлозу, вискозу, полиэстер, комбинации вышеперечисленного и тому подобное. Однако представленное изобретение не ограничивается тканым или нетканым волокнистым материалом в качестве марлевой основы, поскольку нетканый материал и тому подобные материалы также включены в объем притязаний по настоящему изобретению.
Однако марля 20 по настоящему изобретению не ограничивается каолином, поскольку другие глины, такие как аттапульгит, бентонит и их комбинации могут быть использованы вместо или дополнительно к каолину. Более того, другие материалы, на основе кремния, биоактивное стекло, диатомовая земля, комбинации вышеперечисленного и тому подобное также могут быть использованы дополнительно к или вместо любого из вышеперечисленных глинистых материалов.
После того как каолин высушивается на марлевой основе с образованием марли 20, марля является достаточно гибкой для того, чтобы допустить ее сгибание, свертывание или другие манипуляции для упаковывания.
Гибкость основы марли 20 позволяет марле принимать форму кровоточивой раны и сохранять форму кровоточивой раны при применении.
Один из способов отложения каолина (или другого глинистого материала), покрывающего марлевую основу, включает нагревание глинистой суспензии каолин/вода. Предпочтительно суспензию нагревают до кипения, так как более высокие температуры облегчают адгезию каолина к субстрату. Однако настоящее изобретение не ограничивается этой процедурой, поскольку суспензия может быть нагрета до более низкой температуры в зависимости от желаемых характеристик покрытия каолина. Кипение суспензии также обеспечивает эффективную форму перемешивания, что позволяет однородно распределить каолин в жидкой фазе.
Затем субстрат погружают в кипящую суспензию в течение промежутка времени, достаточного для отложения каолина на субстрате. Учитывая реологию влажного каолина и материала, из которого изготовлена марля или субстрат, каолин может приклеиться в виде пленки напрямую к поверхности субстрата или он может накапливаться в промежутках переплетений также вдоль самих переплетений, удерживаясь в волокнистой матрице.
Другой способ отложения каолина, покрывающего субстрат, включает нанесение каолина в форме суспензии на одну сторону марлевой основы, используя технику распыления, шлицевой метод экструзии пленок и полос или их комбинацию. При использовании любой техники количество суспензии, наносимое на поверхность субстрата, ограничено для того, чтобы избежать или свести к минимуму насыщение субстрата. Предпочтительно коллоидная форма каолина (или другого глинистого материала) используется для обеспечения стабильной суспензии материала с подходящей вязкостью для применения в шлицевом методе экструзии.
После напыления или нанесения шлицевым методом покрытый марлевый субстрат затем сворачивается или разрезается для дальнейшего закрепления каолина на материале основы. Затем марлевая основа высушивается.
В некоторых вариантах осуществления изобретения, каолин может быть присоединен к марлевой основе, используя связывающее вещество. В вариантах, где связывающее вещество используется, материал этого вещества является совместимым с биологической тканью. Предпочтительные связывающие вещества включают полиолы, хитозан и поливиниловый спирт, все из которых обладают адгезивными свойствами и совместимы с биологической тканью. Кроме того, хитозан проявляет гемостатические свойства.
Например, один из способов получения этого устройства может включать стадии разматывания марли с вала, погружение этой марли в суспензию гемостатического материала и воды, применение давления к марле путем прокатки влажной марли под высоким давлением для введения гемостатического материала в материал марли, высушивание свернутой влажной марли и удаление пыли с марли (например, продувкой через воздушные шаберы или воздушные сопла, путем использования электростатической энергии, вакуумирования или очистка щетками прямого контакта). После удаления пыли с марли марлю вновь накручивают на вал или она может быть разрезана на листы для индивидуального упаковывания.
Одна или более переменных могут быть изменены для оптимизации количества и целостности каолина, удерживаемого на марле. Эти переменные включают, без ограничения, температуру суспензии, время погружения, способ перемешивания суспензии, тип жидкости (суспензии). Повышение температуры суспензии, как указано выше, способствует удерживанию каолина на марле. Перемешивание может быть интенсифицировано путем продувки воздухом или другим газом через сопла, взбалтывание, барботирование, кипение или ультразвуковую вибрацию.
Жидкость, используемая для суспензии, также может быть чем-то иным, чем вода. Например, жидкость может быть водным раствором аммония. Водный раствор аммония вызывает набухание некоторых волокнистых материалов, таких как материалы, обычно используемые для изготовления марли.
В вариантах осуществления изобретения, где полиол используется в марле 20, полиол может представлять собой глицерол (также известный как глицерин, глициловый спирт и по его химическому наименованию пропан-1,2,3-триол). Глицерол представляет собой вязкую, гигроскопичную, водорастворимую жидкость, которая совместима с биологической тканью. Каолин диспергируется в глицероле с образованием дисперсной системы или другим способом смешивается с глицерином и осаждается на марлевом субстрате, используя любой подходящий способ. Подходящие способы отложения дисперсной системы каолина/глицерола на марлевой основе включают, без ограничения, напыление дисперсной системы, вымачивание марлевой основы в дисперсной системе, применение через шлицевой способ экструзии, физические средства, такие как нанесение щетками или прокатка дисперсной системы на марле и тому подобное.
Однако настоящее изобретение не ограничивается использованием глицерола, поскольку другие соединения на основе глицерола, включая глицероловые спирты (например, пропиленгликоли), этерифицированные жирные кислоты на основе глицерола (например, глицерилтриацетаты), и другие материалы, обладающие увлажняющими свойствами и тому подобные (также комбинации вышеперечисленного) входят в объем притязаний по этому изобретению. Более того, другие полиолы, такие как сорбитол, ксилитол, мальтол, комбинации вышеперечисленного, и тому подобные, также полимерные полиолы (например, полидекстроза) входят в объем притязаний по настоящему изобретению.
На фиг.4 представлен другой вариант осуществления гемостатического устройства по настоящему изобретению, представляющий собой ткань, обладающую гемостатическими свойствами, обозначенную номером 30, которая здесь и далее именуется как «ткань 30». Ткань 30 представляет собой материал, который может быть определен ткаными или неткаными прядями или нетканым материалом или тому подобное, который выдерживается или пропитывается биологическим гемостатическим материалом. Гемостатические материалы, которые могут быть введены или вкраплены в материал ткани 30, включают, без ограничения, глины (такие как каолин) в форме частиц 32, другие материалы на основе кремния (такие как диатомовая земля, их комбинации или тому подобное), хитозан, комбинации вышеперечисленного и тому подобное. В вариантах осуществления, где такие материалы вводят или вкрапливают в ткань, материал предпочтительно вводят в ткань в гидратированном состоянии и затем высушивают.
В варианте осуществления марли или ткани, марлевый или тканевый материал может быть перекрестно сшит с полисахаридом или подобным материалом.
На фиг.5А изображен другой вариант осуществления настоящего изобретения, представляющий собой перевязочный материал, обозначенный номером 50, который включает измельченный каолин 14 (или некоторый другой глинистый материал или диатомовую землю), удерживаемый в сетке 12 и закрепленный на гибком субстрате 52, который может быть нанесен на рану (например, используя чувствительный к давлению адгезив для приклеивания материала 50 к коже носителя). Сетка 12 пришивается, приклеивается или иным способом закрепляется на субстрате 52 для получения перевязочного материала 50.
Субстрат 52 представляет собой пластичный или тканевый элемент, который способствует удержанию на коже раненого человека или животного на или непосредственно рядом с кровоточивой раной. Адгезив (клей) 54 размещают на поверхности субстрата, которая соединяется с кожей раненого человека или животного. В частности, если субстрат 52 представляет собой невоздухопроницаемый пластичный материал, он может содержать отверстия 56 для рассеивания влаги, испаряющейся с поверхности кожи.
На фиг.5В другой вариант перевязочного материала показан, обозначенный номером 150. Перевязочный материал 150 содержит измельченный каолин (или некоторый другой глинистый материал или диатомовую землю, способную осуществлять гемостатическую функцию), диспергированный в глицероле и нанесенный на марлевую основу 112. Марлевая основа 112 закрепляется на гибком субстрате 152, который может быть нанесен на рану (например, используя самоклеющийся материал 154, расположенный сверху всех контактирующих с кожей поверхностей гибкого субстрата 152 для приклеивания материала 150 к коже носителя). Марлевый субстрат 112 пришивается, приклеивается или иным способом закрепляется на субстрате 152, который может представлять собой пластичный или тканевый элемент, содержащий отверстия 156. Разделяющий агент (например, поливиниловый спирт, глицерол, карбоксиметил целлюлоза и тому подобное) может быть расположен сверху дисперсной системы каолин/глицерол на марлевой основе 112.
На фиг.6 изображен другой вариант осуществления изобретения, представляющий собой губку, обозначенную номером 60, которая содержит субстрат (основу) 62, измельченный каолин 14 (или некоторый другой глинистый материал или диатомовую землю) размещенный на одной поверхности субстрата 62 и разделяющий агент 64, расположенный на противоположенной стороне субстрата. Губка 60 предусматривает достаточный контакт измельченного каолина 14 с кровью, вытекающей из раны через разделяющий агент 64 и субстрат 62, одновременно уменьшая адгезию губки к раненой ткани. Губка 60 также является совместимой с живой тканью.
Субстрат 62 представляет собой абсорбирующий марлевый материал, который определяет матрицу. Однако настоящее изобретение не ограничивается этим материалом, поскольку другие материалы, такие как смеси вискозной/полиэстерной целлюлозы и тому подобное также входят в объем притязаний по настоящему изобретению. Другие материалы, из которых субстрат 62 может быть изготовлен, включают тканевый материал, нетканый материал, бумагу (например, крафт-бумагу и тому подобное) и целлюлозный материал (например, хлопок в форме шариков, тампонов и тому подобное). Любой материал, из которого субстрат 62 может быть изготовлен, может обладать эластичным свойством. Когда эластичный материал используется в качестве субстрата 62, губка 60 становится как гемостатическим устройством, так и тугой повязкой, в частности в вариантах, где поверхностный когезионный агент или механический зажим добавляют для того, чтобы обеспечить положение губки точно над раной.
Гемостатический агент, используемый в губке 60, не ограничивается измельченным каолином 14. Другие материалы, такие как аттапульгит, бентонит, комбинации вышеперечисленного или комбинация вышеперечисленного с каолином может быть использована. Однако настоящее изобретение не ограничивается этими материалами, поскольку другие материалы, такие как биоактивное стекло, биологические гемостатические средства, диатомовая земля, их комбинации, их комбинации с глиной также входят в объем притязаний по настоящему изобретению.
Измельченный каолин 14 может быть связан с субстратом 62 кулоновскими силами, путем пропитывания или включения глины или другого гемостатического материала напрямую в материал субстрата, используя связующее вещество, путем захватывания гемостатического материала матрицей или тому подобное.
При использовании связывающего вещества для связывания измельченного каолина 14 с субстратом 62 связывающий материал может придать дополнительные функциональные свойства губке 60. Материалы, из которых выполнено связующее вещество, могут включать, без ограничения, хитозан, поливиниловый спирт, гуаровую смолу, клейстеризованный крахмал, полисахариды, целлюлозу, альгинат кальция и тому подобное, также комбинации вышеперечисленного.
В вариантах осуществления, где измельченный каолин 14 вводится в субстрат 62 напрямую, измельченный каолин может быть добавлен во время изготовления субстрата. Если субстрат представляет собой нетканый марлевый материал, содержащий вискозу и полиэстер, то измельченный каолин 14 может быть введен в или на волокна вискозы и полиэстера. Например, измельченный каолин 14 может быть в форме порошка и добавляется к расплавленному полиэстеру, и волокна полиэстера могут быть вытянуты из расплава полиэстер/гемостатический материал. Если субстрат представляет собой тканую марлю (например, хлопок), каолин 14 в форме порошка может быть включен в хлопковые нити при их формировании.
Измельченный каолин 14 может быть также диспергирован в глицероле и нанесен на субстрат 62 с помощью напыления, шлицевым способом экструзии, вымачиванием, нанесением щетками, прокаткой или тому подобное.
Разделяющий агент 64 представляет собой материал, расположенный на стороне субстрата 62, контактирующего с раной, для облегчения извлечения губки 60 из раненой ткани после образования сгустков крови. Разделяющий агент 64 может представлять собой непрерывную пленку или может прерываться на поверхности субстрата. Один материал, который может быть использован в качестве разделяющего агента, представляет собой поливиниловый спирт, спирт является биосовместимым материалом и может образовывать тонкую пленку, не оказывая значительного влияния на абсорбцию и влагопроницаемость губки 60. Другой материал, который может быть использован в качестве разделяющего агента 64, представляет собой глицерол, который может быть нанесен дополнительно к измельченному каолину, диспергированному в глицероле. При применении в качестве разделительного агента, глицерол образует пленку над дисперсной системой измельченного каолина 14 в глицероле. Другие материалы, которые могут быть использованы в качестве разделяющих агентов, включают, без ограничения, карбоксиметил целлюлозу. В любой конфигурации губки 60, разделяющий агент 64 может быть нанесен напрямую на поверхность субстрата 62, контактирующую с раной.
Альтернативно, разделяющий агент 64 может быть нанесен на поверхность субстрата 62, не контактирующую с раной, в виде суспензии глины и разделяющего агента. В таком варианте осуществления изобретения, концентрация поливинилового спирта или глицерола является такой, что, по крайней мере, часть некоторых из компонентов спирта просачивается к поверхности субстрата 62, контактирующей с раной, в то время как глинистый материал остается на или сохраняется около поверхности, не контактирующей с раной. В любом варианте осуществления изобретения, поливиниловый спирт или глицерол служит не только в качестве разделительного агента, но и в качестве агента, который устраняет пыль от измельченного каолина 14.
Однако другие материалы, которые могут быть использованы в качестве разделяющих агентов, составляющие объем притязаний по настоящему изобретению, включают, без ограничения силикон и клейстеризованный крахмал. Совместно с поливиниловым спиртом и глицеролом, или нанесены в форме пленки.
Губка 60 также содержит компонент, который придает ей рентгеноконтрастное свойство. В таком варианте осуществления, сульфат бария может быть введен в суспензию, которая содержит измельченный каолин 14, и нанесен на субстрат 62.
Губка 60 может также содержать воду или спирт, таким образом, губка может быть использована в качестве салфеток.
На фиг.7 изображен другой вариант осуществления губки, обозначенный номером 160. Губка 160 включает пленку 162, в которой измельченный каолин 14 диспергируется. Физическая целостность губки 160 поддерживается пленкой 162. Предпочтительно материал, из которого пленку выполняют, представляет собой поливиниловый спирт. При изготовлении губки 160 измельченный каолин 14 диспергируют в поливиниловом спирте, который формируют в лист. Губка 160 является особенно полезной, когда она вводится в перевязочный материал.
На фиг.8 другой вариант осуществления губки показан, обозначенный номером 260. Губка 260 содержит субстрат 262, измельченный каолин 14, расположенный на субстрате и пленку 266, расположенную над гемостатическим материалом. Измельченный каолин 14 является несвязанным (без связывающего вещества) коагулирующим кровь агентом и предпочтительно расположен на субстрате 262 полосками для облегчения сгибания губки 260. Пленка 266 является поливиниловым спиртом, гилцеролом или тому подобное и применяется как для включения измельченного каолина 14, так и для уменьшения образования пыли. При нанесении на кровоточивую рану кровь из раны просачивается к субстрату 262 и контактирует с измельченным каолином 14.
На фиг.9 другой вариант осуществления губки показан, обозначенный номером 360. Губка 360 содержит измельченный каолин 14, помещенный между двумя субстратами 362. Субстраты 362 могут быть связаны вместе любым подходящим способом, таким как термосклеивание областей, где измельченный каолин отсутствует, используя адгезив (клей) или связывающее вещество в выбранных областях, нанесение защитной пленки материала (такого как поливиниловый спирт) над всей губкой 360 или комбинация вышеперечисленного. Измельченный каолин 14 может быть использован в комбинации с глицеролом, например диспергированием в глицероле и нанесением на губку 360.
Губка 60 (также как и губки, обозначенные 160, 260, 360) могут быть сложены и использованы различным образом. Губка 60 может быть сложена так, что поверхности, на которой находится измельченный каолин 14, представляют собой внутренние поверхности сложенной губки, для уменьшения проблем пылеобразования и отделения гемостатического материала от субстрата 62. Губка 60 (и губки 160, 260, 360) также может быть сложена в гофрированной форме или в форме для получения ряда различных складочек, соединенных вдоль кромки. При изменении формы губки 60, требования податливости и абсорбции для различных применений могут быть решены. Губка может быть разрезана или иметь форму удлиненных полосок для оборачивания вокруг ран раненого человека или животного или для введения в цилиндры или тампоны. Губка 60 также может быть разрезана, разделена, распределена или другим способом разделена на небольшие фрагменты для применений, таких как наполнение сетчатых контейнеров.
Пример 1. Влияние температуры суспензии на способность хлопковой марли удерживать каолиновую глину.
Температуры суспензий каолин/вода были изменены для оценки способности хлопковой марли удерживать каолиновую глину. Суспензии воды и ЕРК были подготовлены, вес каолина составлял 40% от общего веса суспензии. Три губки были выполнены (одна из каждого кусочка марли) погружением хлопковой марли в суспензии при различных температурах, влажные губки были прокатаны под давлением и высушены. Таблица ниже показывает параметры для каждой суспензии и полученные результаты.
Образец
Температура суспензии (градусы С)
Метод перемешивания
Первоначальный вес марли (граммы)
Вес марли после (граммы)
% каолин (по весу)
1
22
перемешивание 1 минута
3.139
5.59
44
2
90
перемешивание 1 минута
3.064
5.868
48
3
100
кипение 1 минута
3.085
6.481
52
Вес марли после представляет собой вес марли после прокатки и высушивания. Необходимо отметить, что повышенная температура суспензии увеличивает количество удерживаемого каолина. Одним из объяснений этого является то, что структура хлопкового волокна марли ослабевает и разбухает при погружении в горячую жидкость.
Пример 2. Нанесение сухого каолина на сухую хлопковую марлю с получением гемостатического устройства
Сухой каолин был нанесен на сухую хлопковую марлю. Марля была свернута. Количество каолина, удерживаемого на марле, было заметно и значительно меньше каолина, удерживаемого на марле Образца 3 (Пример 1). Этот образец, однако, ускорил время свертывания цельной крови овцы на 70% по сравнению с неускоренным временем свертывания крови.
Пример 3. Снижение каолиновой пыли при использовании глицерола
Суспензия 50 грамм (г) воды, 20 г глицерола и 15 г каолинового порошка были подготовлены и использованы для насыщения марлевой губки (Kendall Curity 2733). Насыщенная губка была высушена. Губку удерживали и стучали по ней карандашом над чистой стеклянной поверхностью. Визуальное определение показало, что легко различимая пыль не удалялась с губки в результате обстукивания.
Вторую губку подготовили без глицерина и высушили. Губку удерживали и стучали по ней карандашом над чистой стеклянной поверхностью. Визуальное определение показало, что значительное количество каолиновой пыли было удалено в результате обстукивания.
Хотя настоящее изобретение показано и описано в отношении детальных вариантов осуществления, специалисту в данной области понятно, что различные изменения могут быть внесены и эквиваленты могут быть заменены для элементов без отступления от объема притязаний. Дополнительно модификации могут быть выполнены для того, чтобы адаптировать конкретную ситуацию или материал к раскрытию изобретения без отступления от сущности изобретения. Таким образом, понятно, что изобретение не ограничивается конкретными вариантами осуществления, раскрытыми в детальном описании, но изобретение включает все варианты осуществления, охватываемые объемом притязаний прилагаемой формулы изобретения.