RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 228106 (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: 409555 (22) Data zgłoszenia: 22.09.2014 (51) Int.Cl. C08J 3/28 (2006.01) C08J 3/24 (2006.01) A61L 27/20 (2006.01) A61L 27/52 (2006.01) A61L 27/58 (2006.01) A61L 31/04 (2006.01) (54) Sposób wytwarzania biodegradowalnych rurek polimerowych z wypełnieniem, przeznaczonych zwłaszcza do regeneracji nerwów obwodowych (73) Uprawniony z patentu: POLITECHNIKA ŁÓDZKA, Łódź, PL (43) Zgłoszenie ogłoszono: 29.03.2016 BUP 07/16 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 28.02.2018 WUP 02/18 (72) Twórca(y) wynalazku: RADOSŁAW A. WACH, Łódź, PL JANUSZ M. ROSIAK, Łódź, PL PIOTR ULAŃSKI, Łódź, PL AGNIESZKA ADAMUS, Łódź, PL (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Ewa Kaczur-Kaczyńska PL 228106 B1
2 PL 228 106 B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania biodegradowalnych rurek polimerowych z wypełnieniem, przeznaczonych zwłaszcza do regeneracji nerwów obwodowych. Rurki polimerowe do zastosowań biomedycznych, podobnie jak wszystkie wyroby medyczne przeznaczone do kontaktu z organizmem, poza odpowiednio dobranymi do danego zastosowania właściwościami, charakteryzują się biokompatybilnością. Biokompatybilne polimery ulegające biodegradacji mogą być stosowane jako implanty gdy wymagane jest pełnienie oczekiwanej funkcji w organizmie przez ograniczony czas, po którym implant ulega degradacji, a jej produkty są metabolizowane i usuwane z organizmu lub ulegają resorpcji. W tym ostatnim przypadku produkty degradacji biomateriału mogą być wykorzystywane przez organizm w naturalnych procesach fizjologicznych odbudowy tkanki. Biomateriały z biodegradowalnych polimerów syntetycznych są wykorzystywane do wytwarzania wyrobów medycznych, takich jak systemy do kontrolowanego uwalniania leków, nici chirurgiczne, mocowania ortopedyczne i implanty zastępujące kości, a polimery te są dobierane do danego zastosowania m.in. na podstawie ich właściwości fizykochemicznych, mechanizmu i kinetyki biodegradacji. Biodegradowalnymi polimerami dopuszczonymi przez FDA wykorzystywanymi w medycynie oraz badanymi w kierunku zastosowań biomedycznych są m.in. poli(kwas mlekowy) (PLA), poli( -kaprolakton) (PCL) i poli(węglan trimetylenu) (PTMC). Stosuje się również ich mieszaniny oraz kopolimery. Rurki z tych polimerów mogą być wytwarzane za pomocą klasycznych metod, na przykład metodą wytłaczania, przędzenia na mokro lub elektrospinningu, a pożądaną wytrzymałość i elastyczność zapewnia się poprzez odpowiedni dobór komponentów mieszaniny oraz sterowanie parametrami przerobu. Przykładowe zastosowania takich wyrobów to stenty wykorzystywane w chorobach układu krwionośnego lub rurki do wspomagania regeneracji nerwów. W przeciwieństwie do wyrobów z biomateriałów niewchłanianych, dla których konieczna jest kolejna interwencja chirurgiczna zmierzająca do usunięcia implantu, który spełnił już swoją funkcję, wyroby z polimerów biodegradowalnych nie wymagają późniejszej operacji. Szczególnie korzystne jest stosowanie materiałów biodegradowalnych do wytwarzania rurek przeznaczonych do wspomagania regeneracji przerwanych nerwów obwodowych, tak zwaną metodą tubulizacji, gdy kikuty przerwanego nerwu, których nie da się zbliżyć w celu zszycia, umieszcza się z dwóch stron w rurce, a następnie przymocowuje się do jej ścian wewnętrznych. Rurka zapewnia odpowiednią przestrzeń do regeneracji aksony części proksymalnej nerwu wydłużają się zbliżając i w efekcie łącząc się z dystalną końcówką nerwu. Z opisów patentowych US 5145943 i US 5145945 jest znany sposób wytwarzania rurek do wspomagania regeneracji nerwów obwodowych, z biodegradowalnych polimerów syntetycznych, jak poli(węglan trimetylenu) i kopolimery poliwęglanów zawierające laktydy i kaprolakton, metodą wytłaczania. Z czasopisma Journal of Applied Polymer Science, 127, 2259 (2013) jest znany sposób wytwarzania rurek z syntetycznych polimerów biodegradowalnych, jak PLA, PCL, PTMC metodą wytrącania polimeru z jego roztworu osadzonego na pręcie o określonej średnicy, w nierozpuszczalniku. W opisach patentowych i opisach zgłoszeń patentowych dotyczących urządzeń do wspomagania regeneracji nerwów obwodowych proponuje się również zastosowanie do wytworzenia rurek kolagenu (US5292802A, WO 2009/084571 A2, EP 2221070 A1, EP 2228036 A1, JP 2009034374 A), chitozanu (US 7135040 B2, WO 92/13579, JP 4982887 B2, CN 101318035 A, US 2010234863 A1), jedwabiu (EP 2465472 A2, EP 2712955 A1, US 8106014 B2) oraz innych białek (US8153591 B2). W toku prowadzonych badań nad technikami tubulizacji i mechanizmem regeneracji wiązki nerwowej ustalono, iż korzystnym może być zastosowanie rurek polimerowych zawierających wewnętrzne rusztowanie, które będzie zapewniało dodatkową podstawę dla wzrastającej wiązki nerwowej. To wewnętrzne rusztowanie powinno wypełniać całą przestrzeń wewnątrz rurki lub tylko jej część, mieć strukturę pozwalająca na przerastanie przez odbudowujący się nerw lub pozwalającą się przystosować do zmieniającego się kształtu nerwu, gdy rosnący wewnątrz rurki stożek nerwu rozpycha matrycę wypełniającą. Doskonałym materiałem do utworzenia takiej matrycy wydają się być hydrożele. Znanych jest szereg metod otrzymywania rurek z polimerów biodegradowalnych, wewnątrz których znajduje się wypełnienie na bazie polimerów pochodzenia naturalnego, w szczególności wypełnienie hydrożelowe, wytwarzane zarówno w sposób chemiczny jak i fizyczny.
PL 228 106 B1 3 Znany jest, z opisu zgłoszenia patentowego P. 391898 A1 implant wspomagający regenerację uszkodzonych nerwów w postaci rurki polimerowej wypełnionej chitozanem. Chitozan w postaci zawiesiny wodnej umieszcza się w rurce, a następnie całość liofilizuje się. W opisie patentowym US 8242076 B2 ujawniono metodę wytwarzania hydrożelu z kwasu hialuronowego przez jego fizyczne sieciowanie oraz wykorzystanie tego hydrożelu do regeneracji tkanek miękkich, w tym tkanki nerwowej. Do regeneracji uszkodzonych nerwów stosuje się także rurki polimerowe z keratyny, zawierające wewnętrzną matrycę z hydrożelu z kwasu hialurowego, w formie uwodnionej lub nieuwodnionej (opis patentowy EP 1991253 B1). Znana jest również, z opisu zgłoszenia patentowego EP 2255833 A2, rurka polimerowa z biodegradowalnego polimeru, zawierająca wewnętrzną matrycę z biodegradowalnego polimeru, o wzdłużnie ułożonych porach. Polimery tworzące matrycę, takie jak klasyczne białka, aminoglukany, celuloza lub syntetyczne polimery biodegradowalne, są usieciowane metodą klasyczną przez ogrzewanie pod próżnią lub za pomocą środka sieciującego. Z opisu patentowego WO 89/10728 jest znany sposób wytwarzania wewnętrznej matrycy rurek polimerowych, z kompozycji białek i polisacharydów poprzez wprowadzenie zawiesiny tego materiału do cylindrycznej formy, a następnie jej zestalenie i liofilizację. W opisie zgłoszenia patentowego WO 95/20359 A1 opisano zastosowanie rurek polimerowych z biodegradowalnego polimeru, takiego jak poli(kwas glikolowy), poli(kwas mlekowy) lub ich kopolimerów, wypełnionych matrycą z polisacharydu (metylocelulozy), która jest nośnikiem biologicznie aktywnych substancji. Matryca jest wytwarzana klasyczną metodą. W opisanych powyżej rozwiązaniach wprowadzone do rurek polimerowych wypełnienia polisacharydowe są zwykle stabilizowane z pomocą oddziaływań fizycznych lub zawierają dodatki w postaci innych chemicznych środków sieciujących. Proces wytwarzania tych wypełnień jest wieloetapowy - tworzenie wypełnienia i sterylizacja produktu muszą być realizowane w osobnych etapach produkcji. Znane są również metody wytwarzania hydrożeli z rozpuszczalnych w wodzie polisacharydów, z wykorzystaniem promieniowania jonizującego, w szczególności promieniowania gamma i wiązki przyspieszonych elektronów. Działaniu promieniowania jonizującego poddaje się polisacharydy, jak rozpuszczalne w wodzie lub roztworach wodnych pochodne celulozy, skrobi, chityny, karagenu, posiadające hydrofllowe podstawniki, w szczególności niejonowe, tj. hydroksypropylocelulozę, hydroksyetylocelulozę, metylocelulozę i kopolimery tychże, kopolimery zawierające wymienione polimery, oraz posiadające podstawniki ulegające dysocjacji na jony, tj. karboksymetyloskrobię, karboksymetylochitynę, karboksymetylochitozan, karboksymetylokaragen (opisy patentowe US 6,875,862, US 6,617,448, US 7,208,593, US 7,307,157, opisy zgłoszeń patentowych JP-A-2005-82800, US 20080139796 A1, JP-A-2001-2703). Zgodnie z tymi metodami do polisacharydu dodaje się wody i miesza do wytworzenia (tiksotropowej) pasty pseudożelu, po czym wytworzoną pastę zamyka się w opakowaniu i poddaje działaniu promieniowania jonizującego. Stężenie polisacharydu w pseudożelu wynosi powyżej 5%, w szczególności zawiera się w granicach 5 65% w/w, stosowane promieniowanie jonizujące może być wiązką przyspieszonych elektronów lub promieniowaniem gamma, zaabsorbowana dawka promieniowania jest wyższa niż 5 kgy. W opisie zgłoszenia patentowego US 20080070997 A1 ujawniono tworzenie hydrożeli polimerowych z CMC, polegające na otrzymywaniu fizycznego żelu za pomocą kwasu lub roztworu kwasu i napromienieniu promieniowaniem jonizującym, lub dodatkowo późniejsze zanurzenie otrzymanego żelu w rozworze kwasu, lub dodatkowo dodanie nierozpuszczalnego w wodzie związku metalu, w szczególności tlenku glinu. Karboksymetyloceluloza (CMC) jest rozpuszczalną w wodzie pochodną polimeru pochodzenia naturalnego celulozy. Może występować w postaci soli metali jednowartościowych, w szczególności soli sodowej. Karboksymetyloceluloza jest polimerem biozgodnym i biodegradowalnym, nie ulegającym akumulacji w środowisku, gdyż ulega hydrolizie oraz rozkładowi do cukrów prostych pod wpływem enzymów. Pęcznieje w wodzie, a następnie rozpuszcza się, tworząc roztwory o dużej lepkości, zależnej głównie od masy cząsteczkowej i stopnia podstawienia. CMC stosuje się w przemyśle spożywczym, głównie jako środek zagęszczający, a także jako wypełniacz, emulgator, błonnik pokarmowy, środek dyspergujący, w przemyśle farmaceutycznym jako środek do kontrolowanego uwalniania leków, jako środek rozsadzający tabletki, a w postaci wodnych roztworów jej soli sodowej jako lepiszcza przy granulacji na mokro, do wyrobu maści oraz jako podłoże hydrożelowe.
4 PL 228 106 B1 Karboksymetylochitozan (CMCS) jest rozpuszczalną w wodzie pochodną polimeru pochodzenia naturalnego chityny, lub występującego rzadko w przyrodzie chitozanu. CMCS może występować w postaci soli metali jedno wartość i owych, w szczególności soli sodowej. CMCS jest rozpuszczalny w wodzie i roztworach wodnych o odczynie silnie kwasowym, obojętnym i zasadowym. Zakres rozpuszczalności zależy od wartości parametrów fizykochemicznych takich jak: DDA, DS i masa cząsteczkowa. CMCS jest polimerem biodegradowalnym, nie szkodzącym środowisku, gdyż ulega hydrolizie oraz rozkładowi pod wpływem enzymów. Z uwagi na biokompatybilność i swoje właściwości bakteriostatyczne CMCS jest badany w kierunku zastosowań farmaceutycznych i biomedycznych, m.in. jako środek zagęszczający roztwory, do wyrobu maści i żeli. Sposób wytwarzania biodegradowalnych rurek polimerowych z wypełnieniem, przeznaczonych zwłaszcza do regeneracji nerwów obwodowych, stanowiących rurki z polimeru biodegradowalnego wypełnione hydrożelem polisacharydowym wytworzonym w drodze sieciowania polisacharydu w tych rurkach, z wykorzystaniem sposobu sieciowania polisacharydów za pomocą promieniowania jonizującego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że do rurki polimerowej z poli(kwasu mlekowego), poli( -kaprolaktonu), poliwęglanu trimetylenu), ich mieszanin lub kopolimerów, o średnicy wewnętrznej 0,5 10 mm wprowadza się roztwór polisacharydu lub polisacharydów, jak karboksymetylochitozan, karboksymetyloceluloza lub ich mieszaniny, w wodzie lub buforze fosforanowym, bądź żel fizyczny tego polisacharydu lub polisacharydów powstały przez zmieszanie tego polisacharydu lub polisacharydów z wodą lub buforem fosforanowym, o zawartości polisacharydów równej 4 20% w/w, zamyka napełnioną rurkę w opakowaniu odpornym na działanie promieniowania jonizującego i zapewniającym sterylność rurek i polisacharyd umieszczony we wnętrzu rurki poddaje się sieciowaniu w drodze napromienienia dawką promieniowania jonizującego 15 50 kgy. Stosuje się rurki polimerowe wykonane w drodze wytłaczania, przędzenia na mokro, elektrospinningu, wytrącania polimeru z roztworu lub formowania z filmu lub z folii. Jako promieniowanie jonizujące stosuje się wiązkę przyspieszonych elektronów lub promieniowanie gamma. Sieciowanie polisacharydów za pomocą promieniowania jonizującego, stosowane w sposobie według wynalazku, ma liczne zalety w stosunku do klasycznych metod stosowanych dotychczas do sieciowania polisacharydów wewnątrz rurek polimerowych do regeneracji nerwów obwodowych. Najważniejsze zalety to: brak konieczności stosowania dodatkowych substancji chemicznych jako środków sieciujących, często toksycznych i trudnych do usunięcia z końcowego produktu, trwałość otrzymywanego tą metodą hydrożelu, a także możliwość połączenia w jednym etapie technologicznym radiacyjnego sieciowania polisacharydowego wypełnienia z radiacyjną sterylizacją całego wyrobu, co prowadzi do skrócenia i zmniejszenia kosztów procesu wytwarzania takich biomateriałów. Żel polisacharydu wytworzony sposobem według wynalazku, z wzajemnie połączonych ze sobą wiązaniami kowalencyjnymi łańcuchów zastosowanego polisacharydu, jest nierozpuszczalny w całości lub części w wodzie oraz roztworach wodnych i tworzy wewnętrzne wypełnienie rurki polimerowej (hydrożelową matrycę wewnątrz rurki), które jest zintegrowane z tą rurką, nie wysuwając się z niej. Rurki polimerowe z wypełnieniem hydrożelowym, otrzymane sposobem według wynalazku, mogą znaleźć zastosowanie jako wyroby medyczne, w szczególności jako implanty wspomagające regenerację nerwów obwodowych. Mogą być wykorzystane do implantacji bezpośrednio po wytworzeniu sposobem według wynalazku, bez dodatkowego osobnego procesu sterylizacji, jeżeli do jego wytworzenia zastosowano dawkę promieniowania jonizującego zapewniającą sterylizację, a produkt był umieszczony w opakowaniu nieprzepuszczalnym dla bakterii i wirusów. Sposób według wynalazku ilustrują poniższe przykłady z powołaniem się na rysunek przedstawiający rurkę z wypełnieniem w widoku perspektywicznym oraz zdjęcie fragmentu rurki z wypełnieniem wykonane skaningowym mikroskopem elektronowym. P r z y k ł a d 1 Do wytworzenia hydrożelowego wypełnienia rurek polimerowych stosowano karboksymetylocelulozę (CMC) w postaci soli sodowej (firmy Daicel Co. Ltd., Japonia), o stopniu podstawienia DS 2,34 i wagowo-średniej masie cząsteczkowej 7,4 10 5 mol g -1. Sporządzono mieszaninę CMC z wodą, o stężeniu CMC równym 6,0% w/w poprzez zmieszanie odpowiednich ilości CMC i wody i pozostawienie tak przygotowanej mieszaniny na 24 godziny, tj. do całkowitego rozpuszczenia CMC w wodzie oraz ujednolicenia mieszaniny. Uzyskana po tym czasie mieszanina miała postać bardzo lepkiego roztworu. Mieszaninę tę wprowadzono za pomocą strzykawki z igłą do rurek wykonanych z mieszaniny polimerów PLA/PTMC 50/50 w/w, o średnicy wewnętrznej 1,2 mm oraz długości 2 cm wykonanych metodą wytrącania polimerów z ich roztworu osadzonego na pręcie o określonej średnicy, w nieroz-
PL 228 106 B1 5 puszczalniku (opisana w czasopiśmie Journal of Applied Polymer Science, 127, 2259 (2013)). Rurki wypełniono tak, żeby mieszanina polisacharydu z wodą w sposób całkowity wypełniła światło rurek (wewnętrzną objętość rurek). Wyznaczono ilości wypełnienia za pomocą pomiarów mas pustej rurki oraz po wypełnieniu mieszaniną CMC z wodą. Rurki wypełnione mieszaniną pojedynczo szczelnie zamknięto w folii odpornej na działanie promieniowania jonizującego. Dodatkowo naważki mieszaniny zostały szczelnie zamknięte w folii odpornej na działanie promieniowania jonizującego i użyte do dalszych badań. Następnie rurki, jak i próbki mieszaniny poddano napromienieniu wiązką przyspieszonych elektronów z akceleratora. Dawki zaabsorbowane zawierały się w przedziale 1 50 kgy. Po napromienieniu, rurki zawierające wypełnienie hydrożelowe zostały poddane ocenie na integralność powstałego hydrożelu z rurką poprzez zanurzenie rurek w roztworze buforu PBS (phosphate buffered saline całkowite stężenie soli ok. 0,15 mol/l) w temperaturze 37 C na 5 dni. Za brak integralności uznano wypłukanie żelu z wnętrza rurki oraz rozpuszczenie żelu z uwagi na nieusieciowanie lub niedostateczne usieciowanie jego łańcuchów. Za dobrą integralność uznano obecność żelu wewnątrz rurki po upływie czasu badania. Jako próbkę kontrolną wykorzystywano rurkę wypełnioną mieszaniną lecz nienapromienioną (dawka 0 kgy). Wyniki oceny integralności powstałego hydrożelu z rurkami przedstawiono w tablicy 1. Minus (-) oznacza brak integralności lub brak żelu w rurce po inkubacji, plus (+) oznacza integralność hydrożelu z rurką. Napromienione mieszaniny po wyjęciu z folii (zawarte w foliach) zostały przeniesione do zlewek z wodą dejonizowaną w celu ekstrakcji frakcji rozpuszczalnej, tj. zolu. Woda była wymieniana początkowo co 12 godzin, a po dwóch dniach co 24 godziny. Podczas ekstrakcji sieć hydrożelu absorbowała wodę rozpuszczając nieusieciowaną mieszaninę lub w przypadku obecności frakcji nierozpuszczalnej (żelu) wypłukując nieusieciowane oraz zdegradowane części (zol) polisacharydu. Jako próbę kontrolną badano w ten sam sposób nienapromienioną mieszaninę (dawka 0 kgy). Spęczniony żel (ms) został wysuszony do stałej masy (mg). Frakcja żelowa GF (%) ilość frakcji nierozpuszczalnej w próbce, tj. po wyekstrahowaniu zolu została obliczona za pomocą równania (1), w którym (mg) jest masą usieciowanej frakcji żelowej, a (mp) początkową masą CMC w próbce. GF = (mg)/(mp) 100% (1). Obliczone ilości frakcji żelowej w próbkach przedstawiono także w tabeli 1. Średnią masę mieszaniny wprowadzonej do rurki wyznaczono na podstawie badania dwóch próbek. T a b e l a 1 Wyniki przedstawione w tabeli 1 świadczą o powstaniu frakcji żelowej dla dawek powyżej 15 kgy. Pomimo obecności frakcji nierozpuszczalnej nie stwierdzono integralności hydrożelu z rurką dla dawki 25 kgy, zintegrowanie hydrożelu z rurką obserwuje się natomiast dla dawki 50 kgy. Powyższe wykazuje możliwość wytworzenia hydrożelu z CMC wewnątrz rurki osłonowej poprzez jego usieciowanie promieniowaniem jonizującym po uprzednim wprowadzeniu CMC w postaci mieszaniny z wodą do wnętrza rurki.
6 PL 228 106 B1 P r z y k ł a d 2 Do wytworzenia hydrożelowego wypełnienia rurek polimerowych stosowano karboksymetylochitozan (CMCS) w postaci soli sodowej (firmy Kraeber & Co GmbH) (DDA = 93,8%, DS = 1,9%), o stopniu deacetylacji DDA 94%, stopniu podstawienia DS 96% i wagowo-średniej masie cząsteczkowej 3,4 10 5 mol g -1. Sporządzono mieszaniny CMCS z wodą, o stężeniach CMCS równych 7,0, 10,0 i 15,0% w/w poprzez zmieszanie odpowiednich ilości CMCS i wody i pozostawienie przygotowanych mieszanin na 48 godzin (7% mieszanina ) i na 4 dni (10- i 15% mieszanina) tj. do całkowitego rozpuszczenia CMCS w wodzie oraz ujednolicenia mieszaniny. 7% mieszanina CMCS miała postać bardzo lepkiego roztworu, mieszaniny 10- i 15% miały postać pseudożelu. Dalej postępowano jak w przykładzie 1. W tabelach 2, 3 i 4 podano, odpowiednio dla próbek zawierających 7, 10 i 15% CMCS, ilości wypełnienia rurek wyznaczone jak w przykładzie 1 oraz wyniki ocen integralności powstałego hydrożelu z rurkami i ilości frakcji żelowej w próbkach wyznaczone jak w przykładzie 1. T a b e l a 2 Wyniki przedstawione w tabeli 2 świadczą o powstaniu frakcji żelowej dla dawek 15 kgy i powyżej w wyniku usieciowania łańcuchów CMCS poprzez napromienienie mieszaniny polisacharydu z wodą, w której stężenie CMCS było równe 7,0% w/w. Integralność hydrożelu z rurkami stwierdzono dla przypadku zastosowania dawek, dla których wykazano obecność frakcji nierozpuszczalnej (GF>0). Powyższe wskazuje na możliwość wytworzenia hydrożelu z polisacharydu CMCS wewnątrz rurki osłonowej poprzez jego usieciowanie promieniowaniem jonizującym, po uprzednim wprowadzeniu tego polisacharydu w postaci mieszaniny z wodą do wnętrza rurki. T a b e l a 3
PL 228 106 B1 7 Wyniki przedstawione w tabeli 3 świadczą o powstaniu frakcji żelowej dla dawek 15 kgy i powyżej, w wyniku usieciowania łańcuchów CMCS poprzez napromienienie mieszaniny tego polisacharydu z wodą, w którym stężenie CMCS wynosiło 10,0% w/w. Integralność hydrożelu z rurkami stwierdzono dla przypadku zastosowania dawek, dla których wykazano obecność frakcji nierozpuszczalnej (GF>0). Powyższe wykazuje możliwość wytworzenia hydrożelu z polisacharydu CMCS wewnątrz rurki osłonowej poprzez jego usieciowanie promieniowaniem jonizującym, po uprzednim wprowadzeniu tego polisacharydu w postaci mieszaniny z wodą do wnętrza rurki. Na rysunku przedstawiono rurkę z wypełnieniem hydrożelowym z CMCS w widoku perspektywicznym oraz zdjęcie fragmentu rurki z tym wypełnieniem hydrożelowym z CMCS o stężeniu 10% w/w, wykonane skaningowym mikroskopem elektronowym. T a b e l a 4 Wyniki przedstawione w tabeli 4 świadczą o powstaniu frakcji żelowej dla dawek 15 kgy i powyżej, w wyniku usieciowania łańcuchów CMCS poprzez napromienienie mieszaniny tego polisacharydu z wodą, w którym stężenie CMCS wynosiło 15,0% w/w. Integralność hydrożelu z rurką stwierdzono dla przypadku zastosowania dawek, dla których wykazano obecność frakcji nierozpuszczalnej (GF>0). Powyższe wykazuje możliwość wytworzenia hydrożelu z CMCS wewnątrz rurki osłonowej poprzez jego usieciowanie promieniowaniem jonizującym, po uprzednim wprowadzeniu CMCS w postaci mieszaniny z wodą do wnętrza rurki. P r z y k ł a d 3 Do wytworzenia hydrożelowego wypełnienia rurek polimerowych użyto CMCS stosowany w przykładzie 2. Sporządzono mieszaninę CMCS z buforem fosforanowym (PBS), o stężeniu CMCS równym 10,0% w/w, poprzez zmieszanie odpowiedniej ilości CMCS i PBSu i pozostawienie tak przygotowanej mieszaniny na 4 dni, tj. do całkowitego rozpuszczenia CMCS oraz ujednolicenia mieszaniny. Mieszanina miała postać pseudożelu. Mieszaninę wprowadzono za pomocą strzykawki z igłą do rurek polimerowych wykonanych z następujących syntetycznych polimerów biodegradowalnych: a. PLA/PTMC o składzie 25/75 (w/w) o średnicy wewnętrznej 1,2 mm oraz długości 20 mm; b. PLA o średnicy wewnętrznej 2 mm oraz długości 30 mm; c. PCL o średnicy wewnętrznej 4 mm oraz długości 40 mm; d. d) PCL/PTMC o składzie 75/25 (w/w) o średnicy wewnętrznej 3 mm oraz długości 30 mm. Rurki zapakowane pojedynczo w folię odporną na działanie promieniowania jonizującego, poddano napromienieniu wiązką przyspieszonych elektronów z akceleratora dawką 25 kgy. W tabeli 5 podano ilości wypełnienia rurek wyznaczone jak w przykładzie 1 oraz wyniki oceny integralności powstałego hydrożelu z rurkami, dokonanej jak w przykładzie I.
8 PL 228 106 B1 T a b e l a 5 Wyniki przedstawione w tabeli 5 wskazują na możliwość wytworzenia hydrożelu z CMCS wewnątrz rurek polimerowych o różnej średnicy wewnętrznej i różnej długości wykonanych z syntetycznych polimerów biodegradowalnych, w wyniku jego usieciowania promieniowaniem jonizującym, po uprzednim wprowadzeniu CMCS w postaci mieszaniny z wodnym roztworem soli (PBS) do wnętrza rurki. Stwierdzono, że w przypadku zastosowania 10% w/w roztworu CMCS w buforze fosforanowym żel powstaje po zaabsorbowaniu dawki 25 kgy (z tablicy 1: GF = 27%), a otrzymany wewnątrz rurki hydrożel jest integralny z rurką wykonaną z różnych syntetycznych polimerów biodegradowalnych. Powyższe wykazuje możliwość wytworzenia hydrożelu z CMCS wewnątrz rurek osłonowych wykonanych z syntetycznych polimerów biodegradowalnych poprzez jego usieciowanie promieniowaniem jonizującym po uprzednim wprowadzeniu CMCS w postaci mieszaniny z wodą do wnętrza rurek. P r z y k ł a d 4 Do wytworzenia hydrożelowego wypełnienia rurek polimerowych użyto CMC i CMCS stosowane w przykładzie 1 i 2. Sporządzono mieszaninę CMCS i CMC z wodą, o stężeniu polisacharydów równym 8%, w której zawartość CMC i CMCS wynosiła po 4% w/w, poprzez zmieszanie odpowiednich ilości CMC, CMCS i wody i pozostawienie tak przygotowanej mieszaniny na 48 godzin, tj. do całkowitego rozpuszczenia polisacharydów w wodzie oraz ujednolicenia mieszaniny. Mieszanina miała postać bardzo lepkiego pseudożelu. Mieszaninę wprowadzono, za pomocą strzykawki z igłą, do rurek polimerowych wykonanych z mieszaniny polimerów PLA/PTMC 50/50% w/w. Rurki z wypełnieniem oraz naważki mieszaniny umieszczono w szczelnie zamkniętej folii i poddano napromienieniu wiązką przyspieszonych elektronów z akceleratora. Dawki zaabsorbowane zawierały się w przedziale 1 50 kgy. W tabeli 6 podano ilości wypełnienia rurek, ilości frakcji żelowej wyznaczone jak w przykładzie 1 oraz wyniki oceny integralności powstałego hydrożelu z rurkami dokonanej także jak w przykładzie 1. T a b e l a 6
PL 228 106 B1 9 Wyniki przedstawione w tabeli 6 świadczą o powstaniu frakcji żelowej dla dawek 15 kgy i powyżej, w wyniku usieciowania, poprzez napromienienie, mieszaniny CMC i CMCS z wodą, w której sumaryczne stężenie CMC i CMCS wynosiło 8,0%. Integralności hydrożelu z rurką stwierdzono w przypadku zastosowania dawek, dla których wykazano obecność frakcji nierozpuszczalnej (GF>0). Powyższe wskazuje na możliwość wytworzenia hydrożelu z mieszaniny CMC i CMCS wewnątrz rurki osłonowej poprzez ich usieciowanie promieniowaniem jonizującym, po uprzednim wprowadzeniu do wnętrza rurki CMC i CMCS w postaci ich mieszaniny z wodą. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdza się, że rozpuszczalne w wodzie i roztworach wodnych polisacharydy, jak CMC oraz CMCS, wprowadzone do rurek wykonanych z syntetycznego polimeru biodegradowalnego lub mieszaniny takich polimerów, w postaci bardzo lepkiego roztworu lub pseudożelu, ulegają usieciowaniu wewnątrz rurki wskutek napromienienia rurki z polisacharydem promieniowaniem jonizującym, w szczególności wiązką przyspieszonych elektronów, tworząc wewnętrzne wypełnienie hydrożelowe zintegrowane z rurką. Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób wytwarzania biodegradowalnych rurek polimerowych z wypełnieniem, przeznaczonych zwłaszcza do regeneracji nerwów obwodowych, stanowiących rurki z polimeru biodegradowalnego wypełnione hydrożelem polisacharydowym wytworzonym w drodze sieciowania polisacharydu w tych rurkach, z wykorzystaniem sposobu sieciowania polisacharydów za pomocą promieniowania jonizującego, znamienny tym, że do rurki polimerowej z poli(kwasu mlekowego), poli( -kaprolaktonu), poliwęglanu trimetylenu), ich mieszanin lub kopolimerów, o średnicy wewnętrznej 0,5 10 mm wprowadza się roztwór polisacharydu lub polisacharydów, jak karboksymetylochitozan, karboksymetyloceluloza lub ich mieszaniny, w wodzie lub buforze fosforanowym, bądź żel fizyczny tego polisacharydu lub polisacharydów powstały przez zmieszanie tego polisacharydu lub polisacharydów z wodą lub buforem fosforanowym, o zawartości polisacharydów równej 4 20% w/w, zamyka napełnioną rurkę w opakowaniu odpornym na działanie promieniowania jonizującego i zapewniającym sterylność rurek i polisacharyd umieszczony we wnętrzu rurki poddaje się sieciowaniu w drodze napromienienia dawką promieniowania jonizującego 15 50 kgy. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się rurki polimerowe wykonane w drodze wytłaczania, przędzenia na mokro, elektrospinningu, wytrącania polimeru z roztworu lub formowania z filmu lub z folii. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako promieniowanie jonizujące stosuje się wiązkę przyspieszonych elektronów lub promieniowanie gamma.
10 PL 228 106 B1 Rysunek Departament Wydawnictw UPRP Cena 2,46 zł (w tym 23% VAT)