DE102021106358A1 - Tissue adhesive in the form of a two-component adhesive for use in pancreatic anastomosis as part of pancreatic resection - Google Patents
Tissue adhesive in the form of a two-component adhesive for use in pancreatic anastomosis as part of pancreatic resection Download PDFInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gewebekleber in Form eines Zweikomponenten-Klebstoffs mit wenigstens einem aminofunktionellen Asparaginsäureester als Härter als erste Komponente und einem isocyanatfunktionellen Präpolymer als zweite Komponente zur Verwendung bei der Pankreasanastomose im Rahmen der Pankreasresektion. Die Erfindung betrifft zudem ein Kit aus diesem Gewebekleber und einem chirurgischen Nahtmaterial.The present invention relates to a tissue adhesive in the form of a two-component adhesive with at least one amino-functional aspartic acid ester as a hardener as the first component and an isocyanate-functional prepolymer as the second component for use in pancreatic anastomosis during pancreatic resection. The invention also relates to a kit made from this tissue adhesive and a surgical suture material.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gewebekleber in Form eines Zweikomponenten-Klebstoffs mit wenigstens einem aminofunktionellen Asparaginsäureester als Härter als erste Komponente und einem isocyanatfunktionellen Präpolymer als zweite Komponente zur Verwendung bei der Pankreasanastomose im Rahmen der Pankreasresektion. Die Erfindung betrifft zudem ein Kit aus diesem Gewebekleber und einem chirurgischen Nahtmaterial.The present invention relates to a tissue adhesive in the form of a two-component adhesive with at least one amino-functional aspartic acid ester as a hardener as the first component and an isocyanate-functional prepolymer as the second component for use in pancreatic anastomosis during pancreatic resection. The invention also relates to a kit made from this tissue adhesive and a surgical suture material.
Stand der Technik:State of the art:
Trotz der Fortschritte bei den chirurgischen Techniken, die während der Operation an Hepatobiliären und Bauchspeicheldrüsen (HPB) angewendet werden, tragen Blutungen, Gallenleckagen und die Entwicklung von Pankreasfisteln nach wie vor maßgeblich zur postoperativen Mortalität und Morbidität bei (Kollär D, Huszär T, Pohärnok Z, Cselovszky E, Oláh A (2016) A review of techniques for closure of the pancreatic remnant following distal pancreatectomy. Dig Surg 33:320-328). Es wurden Anstrengungen unternommen, um diese unerwünschten Effekte durch die Verwendung von topischen hämostatischen Mitteln und medizinischen Klebstoffen zu vermindern. Hierzu wurden Fibrinkleber, resorbierbare Gelatineschwämme, oxidierte regenerierte Cellulose-, Kollagen- und Thrombinkombinationen und dergleichen vorgeschlagen. Der Nachteil insbesondere von Fibrinkleber und anderen Produkten auf Proteinbasis besteht allerdings darin, dass sie durch Pankreasenzyme schnell verdaut werden und dies oft bevor eine ausreichende Wundheilung überhaupt möglich ist. Es ist jedoch bekannt, dass die Verwendung dieser Mittel die Qualität des chirurgischen Gewebemanagements verbessert und das Auftreten von Gallen-, Pankreas- und enterischen Anastomosenlecks verringert. Darüber hinaus verkürzt sich die Krankenhausaufenthaltszeit und die Genesung und Lebensqualität des Patienten wird nach einem solchen chirurgischen Eingriff verbessert.Despite advances in surgical techniques used during hepatobiliary and pancreatic (HPB) surgery, bleeding, bile leakage, and the development of pancreatic fistulas are still major contributors to postoperative mortality and morbidity (Kollär D, Huszär T, Pohärnok Z , Cselovszky E, Oláh A (2016) A review of techniques for closure of the pancreatic remnant following distal pancreatectomy.Dig Surg 33:320-328). Efforts have been made to reduce these undesirable effects through the use of topical hemostatic agents and medical adhesives. To this end, fibrin glue, absorbable gelatin sponges, oxidized regenerated cellulose, collagen and thrombin combinations and the like have been proposed. However, the disadvantage of fibrin glue and other protein-based products in particular is that they are quickly digested by pancreatic enzymes, often before adequate wound healing is even possible. However, the use of these agents is known to improve the quality of surgical tissue management and reduce the incidence of biliary, pancreatic, and enteric anastomotic leaks. In addition, the hospital stay time is reduced and the patient's recovery and quality of life is improved after such a surgical procedure.
Im Zuge der kontinuierlichen Verbesserung der Nahtverstärkung und / oder-versiegelung unter Verwendung von Gewebeklebstoffen in der viszeralen chirurgischen Praxis wird der Bedarf an besseren Materialien für medizinische Klebstoffe der nächsten Generation angesprochen. Die Entwicklung kundenspezifischer biologisch abbaubarer Produkte mit guter Biokompatibilität, wie beispielsweise der vollständig synthetischen Testverbindungen auf Polyurethanbasis, ist ein Ansatz.With continued improvement in suture reinforcement and/or sealing using tissue adhesives in visceral surgical practice, the need for better next-generation medical adhesive materials is being addressed. The development of customized biodegradable products with good biocompatibility, such as the fully synthetic polyurethane-based test compounds, is one approach.
Es besteht somit nach wie vor Bedarf an einem verbesserten Ansatz zum Verschluss von Sektionen bei Pankreasoperationen, wobei eine gute biologische Abbaubarkeit der eingesetzten Materialien bei gleichzeitig guter Resistenz gegen typische Pankreasflüssigkeiten gewährleistet sein soll. Zudem soll das Auftreten postoperativer Probleme, wie insbesondere das Auftreten von Pankreasfisteln, möglichst vermieden werden.There is therefore still a need for an improved approach to closing sections in pancreatic operations, with good biodegradability of the materials used and at the same time good resistance to typical pancreatic fluids being ensured. In addition, the occurrence of postoperative problems, such as the occurrence of pancreatic fistulas in particular, should be avoided as far as possible.
Aufgabe:Task:
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand somit darin, einen verbesserten Gewebekleber zur Verwendung bei der Pankreasanastomose im Rahmen der Pankreasresektion zur Verfügung zu stellen, der einerseits eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber den typischen Pankreasflüssigkeiten aufweist und zugleich eine gute biologische Abbaubarkeit im menschlichen oder tierischen Körper besitzt. Zudem soll der Gewebekleber eine zuverlässige und schnelle Pankreasanastomose erlauben.The object of the present invention was therefore to provide an improved tissue adhesive for use in pancreatic anastomosis in the context of pancreatic resection, which on the one hand has high resistance to typical pancreatic fluids and at the same time has good biodegradability in the human or animal body. In addition, the tissue adhesive should allow a reliable and fast pancreatic anastomosis.
Lösung:Solution:
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Gewebekleber in Form eines Zweikomponenten-Klebstoffs mit wenigstens einem aminofunktionellen Asparaginsäureester als Härter als erste Komponente und einem isocyanatfunktionellen Präpolymer als zweite Komponente zur Verwendung bei der Pankreasanastomose im Rahmen der Pankreasresektion..The object is achieved by a tissue adhesive in the form of a two-component adhesive with at least one amino-functional aspartic acid ester as a hardener as the first component and an isocyanate-functional prepolymer as the second component for use in pancreatic anastomosis as part of pancreatic resection.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei Einsatz des erfindungsgemäßen Gewebeklebers in Form eines Zweikomponenten-Klebstoffs („Klebstoff-System“) bei einer Pankreasanastomose einerseits ein sehr schneller Verschluss der Operationsöffnung erreicht werden kann und beispielsweise innerhalb von 2 bis 3 Minuten die operierte Stelle verschlossen ist. Laborversuche haben zudem gezeigt, dass der erfindungsgemäße Zwei-komponenten-Klebstoff eine deutlich verbesserte Resistenz gegenüber typischen Pankreasflüssigkeiten, die beispielsweise Amylase und Lipase enthalten, zeigt, verglichen mit einem Fibrinkleber. Dementsprechend verheilen die bei der Pankreasanastomose vorgenommenen Schnitte ausreichend schnell, bevor der Klebstoff abgebaut wird.The invention is based on the finding that when the tissue adhesive according to the invention is used in the form of a two-component adhesive ("adhesive system") in a pancreatic anastomosis, on the one hand a very rapid closure of the surgical opening can be achieved and, for example, the operated area can be closed within 2 to 3 minutes is locked. Laboratory tests have also shown that the two-component adhesive according to the invention shows a significantly improved resistance to typical pancreatic fluids, which contain amylase and lipase, for example, compared to a fibrin adhesive. Accordingly, the incisions made in the pancreatic anastomosis heal sufficiently quickly before the adhesive breaks down.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass der erfindungsgemäße Zweikomponenten-Klebstoff auch mit chirurgischem Nahtmaterial kompatibel ist, das erfindungsgemäße Klebstoffsystem also zusammen mit herkömmlichen chirurgischen Methoden zur Anwendung kommen kann.A further advantage of the solution according to the invention is that the two-component adhesive according to the invention is also compatible with surgical suture material, ie the adhesive system according to the invention can be used together with conventional surgical methods.
Zudem zeichnen sich die erfindungsgemäßen Zweikomponenten-Klebstoffe durch eine gute biologische Abbaubarkeit aus, die je nach Menge der Lactidgruppen beziehungsweise des Co-Monomergehalts entsprechend der
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Zweikomponenten-Klebstoffs liegt darin, dass der ausgehärtete Gewebekleber gemäß ISO 10993-5:2009 keine Zytotoxizität aufweist.A further advantage of the two-component adhesive according to the invention is that the cured tissue adhesive according to ISO 10993-5:2009 has no cytotoxicity.
Erfindungsgemäß bevorzugte Klebstoffe sind beispielsweise solche, wie sie in
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems umfasst oder besteht der Gewebekleber aus den folgenden Komponenten:
- ein isocyanatfunktionelles Präpolymer als Komponente A), erhältlich durch
- a) Umsetzung einer wenigstens ein Zerewitinoff-aktives H-Atom aufweisenden H-funktionellen Starterverbindung mit einer Alkylenoxidverbindung und einem Co-Monomer zu einer Hydroxylgruppen tragenden Vorstufe, wobei das Co-Monomer ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Lactide, Glycolide, sowie Kombinationen hiervon und Kombinationen von Lactiden und / oder Glycoliden mit cyclischen Dicarbonsäureanhydriden und wobei das Co-Monomer durch eine statistische Copolymerisation in die Polymerkette(n) der Hydroxylgruppen tragenden Vorstufe eingebaut ist, sowie
- b) Umsetzung der Hydroxylgruppen tragenden Vorstufe aus Schritt a) mit einem polyfunktionellen Isocyanat zu dem isocyanatfunktionellen Präpolymer,
- ein aminofunktioneller Asparaginsäureester als Komponente B) der allgemeinen Formel (I)
- an isocyanate-functional prepolymer as component A), obtainable from
- a) Reaction of an H-functional starter compound having at least one Zerewitinoff-active H atom with an alkylene oxide compound and a comonomer to give a hydroxyl-bearing precursor, the comonomer being selected from the group comprising lactides, glycolides and combinations thereof and Combinations of lactides and/or glycolides with cyclic dicarboxylic acid anhydrides and where the co-monomer is incorporated into the polymer chain(s) of the hydroxyl-bearing precursor by a statistical copolymerization, as well as
- b) reaction of the hydroxyl-bearing precursor from step a) with a polyfunctional isocyanate to form the isocyanate-functional prepolymer,
- an amino-functional aspartic acid ester as component B) of the general formula (I)
Mit anderen Worten enthält das erfindungsgemäße isocyanatfunktionelle Präpolymer in den Polymerketten Estergruppen, die durch statistische Copolymerisation von Alkylenoxidverbindungen und Lactiden, Glycoliden und / oder cyclischen Dicarbonsäureanhydriden auf Zerewitinoff-aktive H-Atome enthaltende Starterverbindungen erzeugt werden. Insbesondere sind die Estergruppen nicht blockweise eingebaut. Dabei ist unter dem unbestimmten Artikel „ein“, „einer“ usw. zu verstehen, dass wahlweise jeweils auch mehrere dieser Komponenten miteinander umgesetzt werden können. Die genannten Komponenten, insbesondere das Co-Monomer, kann auch dimer, trimer usw. eingesetzt werden, wie beispielsweise als Dilactid.In other words, the isocyanate-functional prepolymer according to the invention contains ester groups in the polymer chains, which are produced by random copolymerization of alkylene oxide compounds and lactides, glycolides and/or cyclic dicarboxylic acid anhydrides onto starter compounds containing Zerewitinoff-active H atoms. In particular, the ester groups are not incorporated in blocks. The indefinite article "a", "an" etc. is to be understood as meaning that several of these components can also be implemented with one another. The components mentioned, in particular the comonomer, can also be used in dimer, trimer, etc., for example as dilactide.
Solche isocyanatfunktionellen Präpolymere sind im Körper eines Patienten biologisch abbaubar. Die Abbauzeit liegt dabei oberhalb der Heilungsdauer für die zu verschließende Wunde, beispielsweise bei 4 Wochen. Hierbei scheint sich insbesondere die statistische Verteilung der Co-Monomereinheiten in der (den) Polymerkette(n) vorteilhaft auf die Abbaugeschwindigkeit auszuwirken, da diese als „Sollbruchstellen“ in dem ausgehärteten Klebstoff fungieren. Wenn die Co-Monomerbausteine beim biologischen Abbau angegriffen und aufgebrochen werden, verkürzt sich dadurch die Polymerkettenlänge besonders schnell.Such isocyanate-functional prepolymers are biodegradable in a patient's body. The degradation time is longer than the healing time for the wound to be closed, for example 4 weeks. The statistical distribution of the comonomer units in the polymer chain(s) in particular seems to have an advantageous effect on the rate of degradation, since these function as "predetermined breaking points" in the cured adhesive. When the comonomer building blocks are attacked and broken down during biological degradation, the polymer chain length shortens particularly quickly.
Gleichzeitig zeichnen sich die erfindungsgemäßen isocyanatfunktionellen Präpolymere durch eine hohe Adhäsion insbesondere auf menschlichem oder tierischem Gewebe sowie eine hohe Aushärtungsgeschwindigkeit aus. Zudem erfüllen Gewebekleber mit einem erfindungsgemäßen isocyanatfunktionellen Präpolymer die Anforderungen hinsichtlich der Histotoxizität und Thrombogenität.At the same time, the isocyanate-functional prepolymers according to the invention are distinguished by high adhesion, in particular to human or animal tissue, and a high rate of curing. In addition, tissue adhesives with an isocyanate-functional prepolymer according to the invention meet the requirements with regard to histotoxicity and thrombogenicity.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die H-funktionelle Starterverbindung wenigstens ein Zerewitinoff-aktives H-Atom trägt. Unter einem Zerewitinoff-aktiven H-Atom wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein azides H-Atom oder „aktives“ H-Atom verstanden. Ein solches kann in an sich bekannter Weise durch eine Reaktion mit einem entsprechenden Grignard-Reagenz ermittelt werden. Die Menge an Zerewitinoff-aktiven H-Atomen wird typischerweise über die Methanfreisetzung gemessen, die bei einer Reaktion der zu überprüfenden Substanz mit Methylmagnesiumbromid (CH3-MgBr) gemäß der folgenden Reaktionsgleichung frei wird:
Zerewitinoff-aktive H-Atome stammen typischerweise von C-H aziden organischen Gruppen, -OH, -SH, -NH2 oder -NHR mit R als organischem Rest sowie -COOH.Zerewitinoff-active H atoms are typically derived from C-H acidic organic groups, -OH, -SH, -NH2 or -NHR with R as an organic radical, and -COOH.
Besonders geeignete H-funktionelle Starterverbindungen besitzen eine H-Funktionalität von 1 bis 35, insbesondere 1 bis 16, bevorzugt 1 bis 8, wobei sich die H-Funktionalität auf die vorgenannten Zerewitinoff-aktiven H-Atome bezieht.Particularly suitable H-functional starter compounds have an H functionality of 1 to 35, in particular 1 to 16, preferably 1 to 8, where the H functionality relates to the aforementioned Zerewitinoff-active H atoms.
Als H-funktionelle Starterverbindungen sind insbesondere polyhydroxyfunktionelle Polymere geeignet, welche insbesondere ausgewählt sind aus geradkettigen und/oder verzweigten Polyethern, Polyestern, Polyetherpolyestern, Polycarbonaten, Polyetherpolycarbonaten, sowie Kombinationen hiervon.Polyhydroxy-functional polymers are particularly suitable as H-functional starter compounds, which are selected in particular from straight-chain and/or branched polyethers, polyesters, polyether polyesters, polycarbonates, polyether polycarbonates, and combinations thereof.
Sofern das als H-funktionelle Starterverbindung eingesetzte Hydroxylgruppen tragende Polymer ein Polyether ist oder Polyethergruppen aufweist, enthalten diese weiter bevorzugt Ethylenoxideinheiten, wobei der Gewichtsanteil der Ethylenoxideinheiten in einem solchen vorgefertigten Alkylenoxidadditionsprodukt insbesondere wenigstens 40 Gew.% beträgt, bevorzugt wenigstens 50 Gew.%. Beispielsweise beträgt der Gewichtsanteil an Ethylenoxideinheiten 40 bis 90 Gew.-%, bevorzugt 50 bis 80 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Masse des Hydroxylgruppen tragenden Polymers. Der Rest des Polyethergerüsts bzw. der Polyetherbausteine kann jeweils durch andere Alkylenoxideinheiten wie insbesondere (Poly)propylenoxid, (Poly)butylenoxid oder andere (Poly)Alkylenoxidgruppen und Mischungen hiervon aufgebaut sein. Die Molekulargewichte der H-funktionellen Starterverbindung können über weite Bereiche variieren. So kann das mittlere Molgewicht beispielsweise 17 bis 10000 g/mol betragen, insbesondere von mehr als 200 bis 9000 g/mol. Das mittlere Molgewicht bezeichnet bei polymeren Verbindungen deren Zahlenmittel, welches über an sich bekannte Methoden, beispielsweise über Gelpermeationschromatographie oder die Ermittlung der OH-Zahl bestimmbar ist. Mit anderen Worten kann als H-funktionelle Starterverbindung für das erfindungsgemäße Präpolymer eine monomere Starterverbindung gewählt werden, wie beispielsweise Ammoniak oder Ethylenglykol. Auch oligomere Starterverbindungen sind umfasst, beispielsweise Polyether mit einem mittleren Molgewicht von 200 bis 600 g/mol sowie polymere Starterverbindungen mit höheren Molekulargewichten, beispielsweise von mehr als 600 bis 10000 g/mol oder 800 bis 9000 g/mol.If the polymer containing hydroxyl groups used as the H-functional starter compound is a polyether or has polyether groups, these more preferably contain ethylene oxide units, the proportion by weight of the ethylene oxide units in such a prefabricated alkylene oxide addition product being in particular at least 40% by weight, preferably at least 50% by weight. For example, the proportion by weight of ethylene oxide units is 40 to 90% by weight, preferably 50 to 80% by weight, based in each case on the mass of the polymer bearing hydroxyl groups. The remainder of the polyether skeleton or the polyether building blocks can in each case be built up by other alkylene oxide units such as, in particular, (poly)propylene oxide, (poly)butylene oxide or other (poly)alkylene oxide groups and mixtures thereof. The molecular weights of the H-functional starter compound can vary over a wide range. For example, the mean molecular weight can be from 17 to 10000 g/mol, in particular from more than 200 to 9000 g/mol. In the case of polymeric compounds, the average molecular weight denotes their number average, which can be determined using methods known per se, for example using gel permeation chromatography or determining the OH number. In other words, a monomeric starter compound, such as ammonia or ethylene glycol, can be selected as the H-functional starter compound for the prepolymer according to the invention. Oligomeric starter compounds are also included, for example polyethers with an average molecular weight of 200 to 600 g/mol and polymeric starter compounds with higher molecular weights, for example more than 600 to 10000 g/mol or 800 to 9000 g/mol.
Neben den bevorzugt zu verwendenden hydroxyfunktionellen Startern können auch aminofunktionelle Starter eingesetzt werden. Beispiele für hydroxyfunktionelle Starterverbindungen sind Methanol, Ethanol, 1-Propanol, 2-Propanol und höhere aliphatische Monole, insbesondere Fettalkohole, Phenol, alkylsubstituierte Phenole, Propylenglykol, Ethylenglykol, Diethylenglykol, Dipropylenglykol, 1,2-Butandiol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, Hexandiol, Pentandiol, 3-Methyl-1,5-pentandiol, 1,12-Dodecandiol, Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Sorbit, Saccharose, Hydrochinon, Brenzcatechin, Resorcin, Bisphenol F, Bisphenol A, 1,3,5-Trihydroxybenzol, sowie methylolgruppenhaltige Kondensate aus Formaldehyd und Phenol oder Harnstoff. Es können auch hochfunktionelle Starterverbindungen auf Basis von hydrierten Stärkehydrolyseprodukten eingesetzt werden. Solche sind beispielsweise in
Beispiele für aminogruppenhaltige H-funktionelle Starterverbindungen sind Ammoniak, Ethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, Isopropanolamin, Diisopropanolamin, Ethylendiamin, Hexamethylendiamin, Anilin, die Isomere des Toluidins, die Isomere des Diaminotoluols, die Isomere des Diaminodiphenylmethans sowie bei der Kondensation von Anilin mit Formaldehyd zu Diaminodiphenylmethan anfallende höherkernige Produkte, ferner methylolgruppenhaltige Kondensate aus Formaldehyd und Melamin sowie Mannichbasen. Außerdem können als Starterverbindungen auch Ringöffnungsprodukte aus cyclischen Carbonsäureanhydriden und Polyolen eingesetzt werden. Beispiele sind Ringöffnungsprodukte aus Phthalsäureanhydrid oder Bernsteinsäureanhydrid einerseits und Ethylenglykol, Diethylenglykol, 1,2-Butandiol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, Hexandiol, Pentandiol, 3-Methyl-1,5-pentandiol, 1,12-Dodecandiol, Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit oder Sorbit andererseits. Daneben ist es auch möglich, ein- oder mehrfunktionelle Carbonsäuren direkt als Starterverbindungen einzusetzen.Examples of H-functional starter compounds containing amino groups are ammonia, ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, isopropanolamine, diisopropanolamine, ethylenediamine, hexamethylenediamine, aniline, the isomers of toluidine, the isomers of diaminotoluene, the isomers of diaminodiphenylmethane and in the condensation of aniline with formaldehyde to form diaminodiphenylmethane resulting higher-nuclear products, also methylol-containing condensates from formaldehyde and melamine and Mannich bases. In addition, ring-opening products from cyclic carboxylic acid anhydrides and polyols can also be used as starter compounds. Examples are ring opening products from phthalic anhydride or succinic anhydride on the one hand and ethylene glycol, diethylene glycol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, hexanediol, pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,12-dodecanediol , glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol or sorbitol on the other hand. In addition, it is also possible to use monofunctional or polyfunctional carboxylic acids directly as starter compounds.
Ferner können in dem Prozess auch vorgefertigte Alkylenoxidadditionsprodukte der erwähnten Starterverbindungen, also Polyetherpolyole vorzugsweise mit OH-Zahlen von 5 bis 1000 mg KOH/g, bevorzugt 10 bis 1000 mg KOH/g, als Starterverbindungen eingesetzt, bzw. dem Reaktionsgemisch zugesetzt werden. Auch ist es möglich, im erfindungsgemäßen Prozess Polyesterpolyole vorzugsweise mit OH-Zahlen im Bereich von 6 bis 800 mg KOH/g als Starter oder Co-Starter einzusetzen. Hierfür geeignete Polyesterpolyole können beispielsweise aus organischen Dicarbonsäuren mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen und mehrwertigen Alkoholen, vorzugsweise Diolen, mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 2 bis 6 Kohlenstoffatomen nach bekannten Verfahren hergestellt werden.Furthermore, prefabricated alkylene oxide addition products of the starter compounds mentioned, i.e. polyether polyols preferably with OH numbers of 5 to 1000 mg KOH/g, preferably 10 to 1000 mg KOH/g, can also be used as starter compounds in the process or added to the reaction mixture. It is also possible to use polyester polyols, preferably with OH numbers in the range from 6 to 800 mg KOH/g, as starters or co-starters in the process according to the invention. Polyester polyols suitable for this purpose can be prepared by known processes, for example, from organic dicarboxylic acids having 2 to 12 carbon atoms and polyhydric alcohols, preferably diols, having 2 to 12 carbon atoms, preferably 2 to 6 carbon atoms.
Des Weiteren können als H-funktionelle Startersubstanzen Polycarbonatpolyole, Polyestercarbonatpolyole oder Polyethercarbonatpolyole, bevorzugt Polycarbonatdiole, Polyestercarbonatdiole oder Polyethercarbonatdiole vorzugsweise jeweils mit OH-Zahlen im Bereich von 6 bis 800 mg KOH/g, als Starter oder Co-Starter verwendet werden. Diese werden beispielsweise durch Umsetzung von Phosgen, Dimethylcarbonat, Diethylcarbonat oder Diphenylcarbonat mit di- oder höherfunktionellen Alkoholen oder Polyesterpolyolen oder Polyetherpolyolen hergestellt.Furthermore, polycarbonate polyols, polyester carbonate polyols or polyether carbonate polyols, preferably polycarbonate diols, polyester carbonate diols or polyether carbonate diols, preferably each with OH numbers in the range from 6 to 800 mg KOH/g, can be used as starters or co-starters as H-functional starter substances. These are prepared, for example, by reacting phosgene, dimethyl carbonate, diethyl carbonate or diphenyl carbonate with difunctional or higher alcohols or polyester polyols or polyether polyols.
Eingesetzt werden können auch Polyethercarbonatpolyole, wie sie beispielsweise durch katalytische Umsetzung von Alkylenoxiden (Epoxiden) und Kohlendioxid in Anwesenheit von H-funktionellen Startersubstanzen erhältlich sind (siehe z.B.
In Schritt a) der Herstellung des erfindungsgemäßen Präpolymers dienen bevorzugt aminogruppenfreie H-funktionelle Starterverbindungen mit Hydroxylgruppen als Träger der aktiven Wasserstoffe wie beispielsweise Methanol, Ethanol, 1-Propanol, 2-Propanol und höhere aliphatische Monole, insbesondere Fettalkohole, Phenol, alkylsubstituierte Phenole, Propylenglykol, Ethylenglykol, Diethylenglykol, Dipropylenglykol, 1,2-Butandiol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, Hexandiol, Pentandiol, 3-Methyl-1,5-pentandiol, 1,12-Dodecandiol, Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Sorbit, Saccharose, Hydrochinon, Brenzcatechin, Resorcin, Bisphenol F, Bisphenol A, 1,3,5-Trihydroxybenzol, methylolgruppenhaltige Kondensate aus Formaldehyd und Phenol und hydrierte Stärkehydrolyseprodukte. Es können auch Gemische verschiedener H-funktioneller Starterverbindungen eingesetzt werden.In step a) of the preparation of the prepolymer according to the invention, amino-free, H-functional starter compounds with hydroxyl groups are preferably used as carriers for the active hydrogens, such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol and higher aliphatic monols, in particular fatty alcohols, phenol, alkyl-substituted phenols, propylene glycol , Ethylene Glycol, Diethylene Glycol, Dipropylene Glycol, 1,2-Butanediol, 1,3-Butanediol, 1,4-Butanediol, Hexanediol, Pentanediol, 3-Methyl-1,5-pentanediol, 1,12-Dodecanediol, Glycerin, Trimethylolpropane, Pentaerythritol , sorbitol, sucrose, hydroquinone, catechol, resorcinol, bisphenol F, bisphenol A, 1,3,5-trihydroxybenzene, methylol-containing condensates of formaldehyde and phenol and hydrogenated starch hydrolysis products. Mixtures of different H-functional starter compounds can also be used.
Als erfindungsgemäß verwendbare Alkylenoxidverbindungen können solche Vertreter ausgewählt sein, die 2 bis 24 Kohlenstoffatome aufweisen, insbesondere 2 bis 12 Kohlenstoffatome, weiter bevorzugt 2 bis 6 Kohlenstoffatome, sowie die Kombination unterschiedlicher Alkylenoxidverbindungen der vorgenannten Art. Bei den Epoxiden mit 2 bis 24 Kohlenstoffatomen handelt es sich beispielsweise um eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylenoxid, Propylenoxid, 1-Butenoxid, 2,3-Butenoxid, 2-Methyl-1,2-propenoxid (Isobutenoxid), 1-Pentenoxid, 2,3-Pentenoxid, 2-Methyl-1,2-butenoxid, 3-Methyl-1,2-butenoxid, 1-Hexenoxid, 2,3-Hexenoxid, 3,4-Hexenoxid, 2-Methyl-1,2-pentenoxid, 4-Methyl-1,2-pentenoxid, 2-Ethyl-1,2-butenoxid, 1-Heptenoxid, 1-Octenoxid, 1-Nonenoxid, 1-Decenoxid, 1-Undecenoxid, 1-Dodecenoxid, 4-Methyl-1,2-pentenoxid, Butadienmonoxid, Isoprenmonoxid, Cyclopentenoxid, Cyclohexenoxid, Cycloheptenoxid, Cyclooctenoxid, Styroloxid, Methylstyroloxid, Pinenoxid, ein- oder mehrfach epoxidierte Fette als Mono-, Di- und Triglyceride, epoxidierte Fettsäuren, C1-C24-Ester von epoxidierten Fettsäuren, Epichlorhydrin, Glycidol, und Derivate des Glycidols wie beispielsweise Methylglycidylether, Ethylglycidylether, 2-Ethylhexylglycidylether, Allylglycidylether, Glycidylmethacrylat sowie epoxidfunktionelle Alkyloxysilane wie beispielsweise 3-Glycidyloxypropyltrimethoxysilan, 3-Glycidyloxypropyltriethoxysilan, 3-Glycidyloxypropyltripropoxysilan, 3-Glycidyloxypropyl-methyl-dimethoxysilan, 3-Glycidyloxypropylethyldiethoxysilan und 3-Glycidyloxypropyltriisopropoxysilan. Vorzugsweise werden Ethylenoxid und/oder Propylenoxid verwendet. Insbesondere kann der Gewichtsanteil an Ethylenoxid, bezogen auf die Gesamtmasse der dosierten Alkylenoxidverbindungen, wenigstens 40 Gew.-% betragen, bevorzugt wenigstens 50 Gew.-%. Beispielsweise beträgt der Gewichtsanteil an Ethylenoxid 40 - 90 %, bevorzugt 50 - 80 %, jeweils bezogen auf die Gesamtmasse der dosierten Alkylenoxidverbindungen.Alkylene oxide compounds which can be used according to the invention can be those representatives which have 2 to 24 carbon atoms, in particular 2 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 6 carbon atoms, and the combination of different alkylene oxide compounds of the aforementioned type. The epoxides having 2 to 24 carbon atoms are for example one or more compounds selected from the group consisting of ethylene oxide, propylene oxide, 1-butene oxide, 2,3-butene oxide, 2-methyl-1,2-propene oxide (isobutene oxide), 1-pentene oxide, 2,3-pentene oxide, 2 -Methyl-1,2-butene oxide, 3-methyl-1,2-butene oxide, 1-hexene oxide, 2,3-hexene oxide, 3,4-hexene oxide, 2-methyl-1,2-pentene oxide, 4-methyl-1 ,2-pentene oxide, 2-ethyl-1,2-butene oxide, 1-heptene oxide, 1-octene oxide, 1-nonene oxide, 1-decene oxide, 1-undecene oxide, 1-dodecene oxide, 4-methyl-1,2-pentene oxide, butadiene monoxide , isoprene monoxide, cyclopentene oxide, cyclohexene oxide, cycloheptene oxide, cyclooctene oxide, styrene oxide, methyl styrene oxide, pinene oxide - or polyepoxidized fats as mono-, di- and triglycerides, epoxidized fatty acids, C1-C24 esters of epoxidized fatty acids, epichlorohydrin, glycidol, and derivatives of glycidol such as methyl glycidyl ether, ethyl glycidyl ether, 2-ethylhexyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, glycidyl methacrylate and epoxy-functional alkyloxysilanes such as 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidyloxypropyltriethoxysilane, 3-glycidyloxypropyltripropoxysilane, 3-glycidyloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidyloxypropylethyldiethoxysilane and 3-glycidyloxypropyltriisopropoxysilane. Ethylene oxide and/or propylene oxide are preferably used. In particular, the proportion by weight of ethylene oxide, based on the total mass of the metered alkylene oxide compounds, can be at least 40% by weight, preferably at least 50% by weight. For example, the proportion by weight of ethylene oxide is 40-90%, preferably 50-80%, based in each case on the total mass of the metered alkylene oxide compounds.
Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das isocyanatfunktionelle Präpolymer Bausteine herrührend von Lactiden, Glycoliden und / oder cyclischen Dicarbonsäureanhydriden enthält, die durch eine statistische Copolymerisation in die Polymerkette der Hydroxylgruppen tragenden Vorstufe eingebaut sind. In bevorzugter Weise beträgt das Stoffmengenverhältnis der Alkylenoxidverbindung zu diesem Co-Monomer in der Hydroxylgruppen tragenden Vorstufe 200 : 1 bis 1 : 1 beträgt, insbesondere 10 : 1 bis 5 : 1. Diese Stoffmengenverhältnisse sind besonders bevorzugt, weil ein Gewebekleber enthaltend eine solche Präpolymervorstufe ein gutes Adhäsionsvermögen bei geringer Aushärtezeit besitzt und sich zudem unter physiologischen Bedingungen schnell abbaut.According to the invention, the isocyanate-functional prepolymer contains building blocks originating from lactides, glycolides and/or cyclic dicarboxylic acid anhydrides, which are built into the polymer chain of the hydroxyl-bearing precursor by statistical copolymerization. The molar ratio of the alkylene oxide compound to this comonomer in the hydroxyl-bearing precursor is preferably 200:1 to 1:1, in particular 10:1 to 5:1. These molar ratios are particularly preferred because a tissue adhesive containing such a prepolymer precursor has good adhesion with a short curing time and also degrades quickly under physiological conditions.
Grundsätzlich ist es auch möglich, weitere Co-Monomere, wie z.B. cylische Anhydride oder Kohlendioxid durch statistische Copolymerisation in die Polymerkette des Hydroxylgruppen tragenden Präpolymers mit einzubauen.In principle, it is also possible to incorporate other co-monomers, such as e.g. cyclic anhydrides or carbon dioxide, into the polymer chain of the hydroxyl-bearing prepolymer by statistical copolymerization.
Die Herstellung der Komponente A) kann unkatalysiert durchgeführt werden, wobei der Einsatz eines Katalysators jedoch bevorzugt ist. Hierbei kann insbesondere der Schritt a) über einen Doppelmetallcyanid-Katalysator (DMC- Katalysator) katalysiert werden, der insbesondere Zinkhexacyanocobaltat (III), Zinkhexacyanoiridat (III), Zinkhexacyanoferrat (III) oder Cobalt(II) hexacyanocobaltat (III) enthält. Ein besonderer Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die als Zwischenprodukt des Schrittes a) erhaltene Hydroxylgruppen tragende Vorstufe eine vergleichbar enge Molekülkettenlängen-Verteilung aufweist. Einer der Gründe kann in dem Einsatz der DMC-Katalyse gesehen werden, denn solche Katalysatoren zeigen eine sogenannte „catch-up“-Kinetik. Das heißt, dass mit zunehmender Kettenlänge die katalytische Aktivität für die Anbindung des nächsten Monomerbausteins sukzessive abnimmt und damit auch die Reaktionsgeschwindigkeit.The preparation of component A) can be carried out without catalysis, but the use of a catalyst is preferred. In particular, step a) can be catalyzed via a double metal cyanide catalyst (DMC catalyst) which contains in particular zinc hexacyanocobaltate (III), zinc hexacyanoiridate (III), zinc hexacyanoferrate (III) or cobalt(II) hexacyanocobaltate (III). A particular advantage of this embodiment is that the hydroxyl-bearing precursor obtained as an intermediate of step a) has a comparably narrow molecular chain ten-length distribution. One of the reasons can be seen in the use of DMC catalysis, because such catalysts show so-called "catch-up" kinetics. This means that as the chain length increases, the catalytic activity for the attachment of the next monomer building block gradually decreases, and with it the reaction rate.
Wie vorstehend erläutert wird als bevorzugter aminofunktionelle Asparaginsäureester ein solcher der allgemeinen Formel (I) eingesetzt. Weiter bevorzugt ist ein aminofunktioneller Asparaginsäureester der allgemeinen Formel (II)
Zur Verbesserung der biologischen Kompatibilität ist das polyfunktionelle Isocyanat vorzugsweise ausgewählt aus aliphatischen Isocyanaten, insbesondere aus Hexamethylendiisocyanat (HDI), Isophorondiisocyanat (IPDI), Butylendiisocyanat (BDI), Bisisocyanatocyclohexylmethan (HMDI), 2,2,4-Trimethylhexamethylendiisocyanat, Bisisocyanatomethylcyclohexan, Bisisocyanatomethyltricyclodecan, Xylendiisocyanat, Tetramethylxylylendiisocyanat, Norbornandiisocyanat, Cyclohexandiisocyanat, Diisocyanatododecan oder Kombinationen hiervon. Hierbei sind Hexamethylendiisocyanat (HDI), Isophorondiisocyanat (IPDI), Butylendiisocyanat (BDI) und Bis(isocyanatocyclohexyl)methan (HMDI) bevorzugt. Besonders bevorzugt sind Hexamethylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat, Butylendiisocyanat, ganz besonders bevorzugt Hexamethylendiisocyanat und Isophorondiisocyanat.To improve the biological compatibility, the polyfunctional isocyanate is preferably selected from aliphatic isocyanates, in particular from hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI), butylene diisocyanate (BDI), bisisocyanatocyclohexylmethane (HMDI), 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, bisisocyanatomethylcyclohexane, bisisocyanatomethyltricyclodecane, xylene diisocyanate , tetramethylxylylene diisocyanate, norbornane diisocyanate, cyclohexane diisocyanate, diisocyanatododecane, or combinations thereof. Here, hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI), butylene diisocyanate (BDI) and bis(isocyanatocyclohexyl)methane (HMDI) are preferred. Hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, butylene diisocyanate are particularly preferred, and hexamethylene diisocyanate and isophorone diisocyanate are very particularly preferred.
Grundsätzlich ist die Erfindung jedoch nicht auf den Einsatz aliphatischer Isocyanate beschränkt, es können also auch übliche aromatische Isocyanate verwendet werden, wie beispielsweise Toluol-diisocyanat (TDI) oder Diphenylmethandiisocyanat (MDI).In principle, however, the invention is not limited to the use of aliphatic isocyanates, so conventional aromatic isocyanates can also be used, such as toluene diisocyanate (TDI) or diphenylmethane diisocyanate (MDI).
Die Umsetzung des nach Schritt a) erhaltenen Hydroxylgruppen tragenden Präpolymers mit dem polyfunktionellen Isocyanat in Schritt b) kann bei einem NCO/OH-Verhältnis von 4:1 bis 12:1 erfolgen, bevorzugt 8:1, und anschließend kann der Anteil an nicht umgesetztem Isocyanat mittels geeigneter Methoden abgetrennt werden. Üblicherweise wird hierfür die Dünnschichtdestillation verwendet, wobei ein Präpolymer mit einem Restmonomergehalt von weniger als 1 Gew.-%, bevorzugt weniger als 0,1 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt weniger als 0,03 Gew.-% erhalten wird.The reaction of the hydroxyl-bearing prepolymer obtained after step a) with the polyfunctional isocyanate in step b) can be carried out at an NCO/OH ratio of 4:1 to 12:1, preferably 8:1, and then the proportion of unreacted Isocyanate are separated by suitable methods. Thin-film distillation is usually used for this, giving a prepolymer having a residual monomer content of less than 1% by weight, preferably less than 0.1% by weight, very particularly preferably less than 0.03% by weight.
Gegebenenfalls können während der Herstellung des isocyanatfunktionellen Präpolymers Stabilisatoren wie Benzoylchlorid, Isophthaloylchlorid, Dibutylphosphat, 3-Chlorpropionsäure oder Methyltosylat zugesetzt werden.Optionally, stabilizers such as benzoyl chloride, isophthaloyl chloride, dibutyl phosphate, 3-chloropropionic acid, or methyl tosylate may be added during preparation of the isocyanate-functional prepolymer.
Die Reaktionstemperatur bei der Umsetzung im Schritt b) beträgt bevorzugt 20 bis 120 °C und weiter bevorzugt 60 bis 100°C.The reaction temperature in the reaction in step b) is preferably from 20 to 120.degree. C. and more preferably from 60 to 100.degree.
Das isocyanatfunktionelle Präpolymer hat bevorzugt einen nach DIN EN ISO 11909 gemessenen mittleren NCO-Gehalt von 2 bis 10 Gew.-%, bevorzugt von 2,5 bis 8 Gew.-%.The isocyanate-functional prepolymer preferably has an average NCO content, measured according to DIN EN ISO 11909, of 2 to 10% by weight, preferably 2.5 to 8% by weight.
Die mittlere NCO-Funktionalität des isocyanatfunktionellen Präpolymers beträgt bevorzugt 1,5 bis 6, weiter bevorzugt 1,6 bis 5, noch weiter bevorzugt 1,7 bis 4, ganz besonders bevorzugt 1,8 bis 3,5 und insbesondere 3.The average NCO functionality of the isocyanate-functional prepolymer is preferably from 1.5 to 6, more preferably from 1.6 to 5, even more preferably from 1.7 to 4, very particularly preferably from 1.8 to 3.5 and in particular 3.
Erfindungsgemäß zeichnet sich der eingesetzte Klebstoff durch einen Aspartathärter aus. Der Gewebekleber kann jedoch bevorzugt wenigstens einen weiteren Härter umfassen. So umfasst der erfindungsgemäße Gewebekleber- nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform ferner einen weiteren Härter, der insbesondere aus Polyolen mit einer zahlenmittleren Molmasse von 1000 Da oder weniger ausgewählt ist, insbesondere von 600 Da oder weniger, weiter bevorzugt 400 Da oder weniger oder gar 300 Da oder weniger. Als Polyole eignen sich beispielsweise PEG oder PPG. Durch den Zusatz dieser zusätzlichen Härter kann die Aushärtungsgeschwindigkeit des erfindungsgemäßen Gewebeklebers beeinflusst, das heißt in der Regel verkürzt werden, so dass eine bedarfsgerechte Konfektionierung des Gewebeklebers erfolgen kann. Bevorzugt wird beispielweise ein Polyethylenglycol 200 verwendet.According to the invention, the adhesive used is characterized by an aspartate hardener. However, the tissue adhesive can preferably comprise at least one further hardener. According to a particularly preferred embodiment, the tissue adhesive according to the invention also comprises a further hardener, which is selected in particular from polyols with a number-average molar mass of 1000 Da or less, in particular 600 Da or less, more preferably 400 Da or less or even 300 Da or fewer. PEG or PPG, for example, are suitable as polyols. By adding these additional hardeners, the curing speed of the tissue adhesive according to the invention can be influenced, that is to say it can generally be shortened, so that the tissue adhesive can be manufactured as required. For example, a polyethylene glycol 200 is preferably used.
Selbstverständlich können in die Gewebekleber auch pharmakologisch aktive Wirkstoffe wie Analgetika mit und ohne antiinflammatorische Wirkung, Antiphlogistika, antimikrobiell wirksame Substanzen, Antimykotika, antiparasitär wirkende Stoffe eingearbeitet sein.Of course, pharmacologically active ingredients such as analgesics with and without anti-inflammatory effects, antiphlogistics, antimicrobial substances, antimycotics, antiparasitic substances can also be incorporated into the tissue adhesive.
Die Wirkstoffe können als reiner Wirkstoff oder aber in verkapselter Form vorliegen, um beispielsweise eine zeitlich verzögerte Abgabe zu erzielen. Als medizinische Wirkstoffe können im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von Wirkstofftypen und -klassen eingesetzt werden.The active ingredients can be present as a pure active ingredient or in encapsulated form, for example in order to achieve a time-delayed release. Within the scope of the present invention, a large number of types and classes of active substances can be used as medicinal active substances.
Ein solcher medizinischer Wirkstoff kann beispielsweise eine unter in vivo-Bedingungen Stickstoffmonoxid-freisetzende Komponente, bevorzugt L-Arginin oder eine L-Arginin-haltige oder eine L-Arginin freisetzende Komponente, besonders bevorzugt L-Arginin Hydrochlorid umfassen. Auch Prolin, Ornithin und/oder andere biogene Zwischenstufen wie beispielsweise biogene Polyamine (Spermin, Spermitin, Putrescin oder bioaktive künstliche Polyamine) können verwendet werden. Derartige Komponenten unterstützen bekanntermaßen die Wundheilung, wobei deren kontinuierliche mengenmäßig nahezu gleichmäßige Abgabe der Wundheilung besonders zuträglich ist.Such a medicinal active substance can, for example, comprise a component which releases nitrogen monoxide under in vivo conditions, preferably L-arginine or an L-arginine-containing component or an L-arginine-releasing component, particularly preferably L-arginine hydrochloride. Proline, ornithine and/or other biogenic intermediates such as biogenic polyamines (spermine, spermite, putrescine or bioactive artificial polyamines) can also be used. It is known that components of this type support wound healing, and their continuous, almost uniform release in terms of quantity is particularly beneficial for wound healing.
Weitere erfindungsgemäß verwendbare Wirkstoffe umfassen mindestens eine Substanz ausgewählt aus der Gruppe der Vitamine oder Provitamine, Carotinoide, Analgetika, Antiseptika, Hämostyptika, Antihistaminika, antimikrobiellen Metalle oder deren Salze, pflanzlichen wundheilungsfördernden Substanzen oder Substanzgemische, Pflanzenextrakte, Enzyme, Wachstumsfaktoren, Enzyminhibitoren sowie Kombinationen hiervon.Other active ingredients that can be used according to the invention include at least one substance selected from the group of vitamins or provitamins, carotenoids, analgesics, antiseptics, haemostatics, antihistamines, antimicrobial metals or their salts, herbal substances or mixtures of substances that promote wound healing, plant extracts, enzymes, growth factors, enzyme inhibitors and combinations thereof.
Als Analgetika sind insbesondere nicht-steroidale Analgetika insbesondere Salicylsäure, Acetylsalicylsäure und deren Derivate z.B. Aspirin®, Anilin und dessen Derivate, Acetaminophen z.B. Paracetamol®, Antranilsäure und deren Derivate z.B. Mefenaminsäure, Pyrazol oder dessen Derivate z.B. Methamizol, Novalgin®, Phenazon, Antipyrin®, Isopropy-Iphenazon und ganz besonders bevorzugt Arylessigsäuren sowie deren Derivate, Heteroarylessigsäuren sowie deren Derivate, Arylpropionsäuren sowie deren Derivate und Herteroarylpropionsäuren sowie deren Derivate z.B. Indometacin®, Diclophenac®, Ibuprofen®, Naxoprophen®, Indomethacin®, Ketoprofen®, Piroxicam® geeignet.Analgesics include, in particular, non-steroidal analgesics, in particular salicylic acid, acetylsalicylic acid and their derivatives, e.g. Aspirin®, aniline and its derivatives, acetaminophen, e.g. Paracetamol®, antranilic acid and its derivatives, e.g. mefenamic acid, pyrazole or its derivatives, e.g. methamizole, Novalgin®, phenazone, Antipyrin® , Isopropyl-iphenazone and very particularly preferably arylacetic acids and derivatives thereof, heteroarylacetic acids and derivatives thereof, arylpropionic acids and derivatives thereof and heteroarylpropionic acids and derivatives thereof, e.g. Indomethacin®, Diclophenac®, Ibuprofen®, Naxoprophen®, Indomethacin®, Ketoprofen®, Piroxicam®.
Als Wachstumsfaktoren sind insbesondere zu nennen: aFGF (Acidic Fibroplast Growth Factor), EGF (Epidermal) Growth Factor), PDGF (Platelet Derived Growth Factor), rhPDGF-BB (Becaplermin), PDECGF (Platelet Derived Endothelial Cell Growth Factor), bFGF (Basic Fibroplast Growth Factor), TGF α; (Transforming Growth Factor alpha), TGF β (Transforming Growth Factor beta), KGF (Keratinocyte Growth Factor), IGF1/IGF2 (Insulin-Like Growth Factor) und TNF (Tumor Necrosis Factor).The following growth factors should be mentioned in particular: aFGF (Acidic Fibroplast Growth Factor), EGF (Epidermal) Growth Factor), PDGF (Platelet Derived Growth Factor), rhPDGF-BB (Becaplermin), PDECGF (Platelet Derived Endothelial Cell Growth Factor), bFGF ( basic fibroblast growth factor), TGFα; (Transforming Growth Factor alpha), TGF β (Transforming Growth Factor beta), KGF (Keratinocyte Growth Factor), IGF1/IGF2 (Insulin-Like Growth Factor) and TNF (Tumor Necrosis Factor).
Als Vitamine oder Provitamine sind insbesondere die fettlöslichen oder wasserlöslichen Vitamine Vitamin A, Gruppe der Retinoide, Provitamin A, Gruppe der Carotenoide, insbesondere β-Carotin, Vitamin E, Gruppe der Tocopherole, insbesondere α Tocopherol, β-Tocopherol, γ-Tocopherol, δ-Tocopherol und α-Tocotrienol, β-Tocotrienol, γ-Tocotrienol und δ-Tocotrienol, Vitamin K, Phyllochinon insbesondere Phytomenadion oder pflanzliches Vitamin K, Vitamin C, L-Ascorbinsäure, Vitamin B1, Thiamin, Vitamin B2, Riboflavin, Vitamin G, Vitamin B3, Niacin, Nikotinsäure und Nikotinsäureamid, Vitamin B5, Pantothensäure, Provitamin B5, Panthenol oder Dexpanthenol, Vitamin B6, Vitamin B7, Vitamin H, Biotin, Vitamin B9, Folsäure sowie Kombinationen hiervon geeignet.Vitamins or provitamins are in particular the fat-soluble or water-soluble vitamins vitamin A, group of retinoids, provitamin A, group of carotenoids, in particular β-carotene, vitamin E, group of tocopherols, in particular α-tocopherol, β-tocopherol, γ-tocopherol, δ -Tocopherol and α-tocotrienol, β-tocotrienol, γ-tocotrienol and δ-tocotrienol, vitamin K, phylloquinone in particular phytomenadione or vegetable vitamin K, vitamin C, L-ascorbic acid, vitamin B1, thiamin, vitamin B2, riboflavin, vitamin G, Vitamin B3, niacin, nicotinic acid and nicotinamide, vitamin B5, pantothenic acid, provitamin B5, panthenol or dexpanthenol, vitamin B6, vitamin B7, vitamin H, biotin, vitamin B9, folic acid and combinations thereof.
Als Antiseptikum ist ein solches Mittel zu verwenden, das gemizid, bakterizid, bakteriostatisch, fungizid, viruzid, virustatisch und/ oder allgemein mikrobiozid wirkt.An antiseptic should be used that has a gemicidal, bactericidal, bacteriostatic, fungicidal, virucidal, virustatic and/or generally microbiocidal effect.
Insbesondere sind solche Stoffe geeignet die ausgewählt werden aus der Gruppe Resorcinol, lod, lod-Povidon, Chlorhexidin, Benzalkoniumchlorid, Benzoesäure, Benzoylperoxid oder Cethylpyridiniumchlorid. Darüber hinaus sind als Antiseptika insbesondere auch antimikrobiellen Metalle zu verwenden. Als antimikrobielle Metalle können insbesondere Silber, Kupfer oder Zink sowie deren Salze, Oxide oder Komplexe in Kombination oder alleine verwendet werden.Substances that are particularly suitable are those selected from the group consisting of resorcinol, iodine, iodine-povidone, chlorhexidine, benzalkonium chloride, benzoic acid, benzoyl peroxide or cethylpyridinium chloride. In addition, antimicrobial metals in particular can also be used as antiseptics. In particular, silver, copper or zinc and their salts, oxides or complexes can be used in combination or alone as antimicrobial metals.
Als pflanzliche, wundheilungsfördernde Wirkstoffe sind im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung insbesondere Extrakte der Kamille, Hamamelis-Extrakte z.B. Hamamelis virgina, Calendula-Extrakt, Aloe- Extrakt z.B. Aloe vera, Aloe barbadensis, Aloe feroxoder oder Aloe vulgaris, Grüntee- Extrakte, Meeresalgen-Extrakt z.B. Rotalgen- oder Grünalgen-Extrakt, Avocado-Extrakt, Myrre-Extrakt z.B. Commophora molmol, Bambus-Extrakte sowie Kombinationen hiervon zu nennen.In connection with the present invention, extracts of chamomile, hamamelis extracts such as Hamamelis virgina, calendula extract, aloe extract, e.g. aloe vera, aloe barbadensis, aloe feroxoder or aloe vulgaris, green tea extracts, seaweed Extract, for example red algae or green algae extract, avocado extract, myrrh extract, for example Commophora molmol, bamboo extracts and combinations thereof.
Der Gehalt der Wirkstoffe richtet sich dabei in erster Linie an der medizinisch erforderlichen Dosis aus sowie auch an der Verträglichkeit mit den übrigen Bestandteilen des erfindungsgemäßen Gewebeklebers.The content of the active substances depends primarily on the medically required dose and also on the compatibility with the other components of the tissue adhesive according to the invention.
Das erfindungsgemäße System kann zudem chirurgisches Nahtmaterial umfassen. Hierfür kommen im Prinzip sämtliche dem Fachmann bekannten chirurgische Nahtmaterialien in Frage. Mit diesem Material können die durchtrennten und wieder aneinandergefügten Gewebeteile zusätzlich zum Klebstoff stabilisiert werden. Dazu wird beispielsweise eine Stütznaht aus dem chirurgischem Nahtmaterial erzeugt. Diese Maßnahme wird zweckmäßigerweise vor dem Auftrag des Klebstoffs vorgenommen.The system according to the invention can also comprise surgical suture material. In principle, all surgical suture materials known to the person skilled in the art can be used for this purpose. With this material, the severed and rejoined tissue parts can be stabilized in addition to the adhesive. For this purpose, for example, a support seam is produced from the surgical suture material. This measure is expediently carried out before the adhesive is applied.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Pankreasanastomose im Rahmen der Pankreasresektion mittels eines erfindungsgemäßen Gewebeklebers, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- a) Durchtrennen des Pankreas und Entfernen von Pankreasgewebe, gegebenenfalls bis zum Dünndarm und/ oder Magen;
- b) Zusammenführen der beiden Enden des Gewebes des Pankreas, gegebenenfalls mit denen des Dünndarms und/ oder des Magens so dass die Kanten des Gewebes noch voneinander beabstandet sind oder auf Stoß zusammenliegen;
- c) optionales Erzeugen einer Stütznaht aus chirurgischem Nahtmaterial, mit der die Enden des durchtrennten Pankreasgewebes, Dünndarmgewebes und/ oder Magengewebes miteinander verbunden werden;
- d) Vermischen der ersten und zweiten Komponente des Zweikomponenten-Klebstoffs und Auftragen des Klebstoffs zumindest auf die Öffnungsstelle der den Bereich der zusammengefügten Enden des durchtrennten Pankreasgewebes;
- e) Aushärtenlassen des Gewebeklebers.
- a) Transection of the pancreas and removal of pancreatic tissue, optionally up to the small intestine and/or stomach;
- b) Bringing together the two ends of the tissue of the pancreas, optionally with those of the small intestine and/or the stomach, so that the edges of the tissue are still spaced apart or are butt together;
- c) optionally creating a support seam from surgical suture material, with which the ends of the severed pancreatic tissue, small intestine tissue and/or stomach tissue are connected to one another;
- d) mixing the first and second components of the two-component adhesive and applying the adhesive at least to the opening site of the region of the joined ends of the severed pancreatic tissue;
- e) allowing the tissue adhesive to set.
Die Erfindung betrifft zudem ein Kit umfassend oder bestehend aus einem erfindungsgemäßen Gewebekleber und chirurgischem Nahtmaterial sowie optional einer Verfahrensanleitung zur Pankreasanastomose im Rahmen der Pankreasresektion, die das vorstehend genannte erfindungsgemäße Verfahren beschreibt.The invention also relates to a kit comprising or consisting of a tissue adhesive according to the invention and surgical suture material and optionally instructions for the pancreas anastomosis in the context of pancreas resection, which describes the above-mentioned method according to the invention.
Die Erfindung betrifft insbesondere die folgenden Ausführungsformen:
- Nach einer ersten Ausführungsform betrifft die Erfindung einen Gewebekleber in Form eines Zweikomponenten-Klebstoffs mit wenigstens einem aminofunktionellen Asparaginsäureester als Härter als erste Komponente und einem isocyanatfunktionellen Präpolymer als zweite Komponente zur Verwendung bei der Pankreasanastomose im Rahmen der Pankreasresektion.
- According to a first embodiment, the invention relates to a tissue adhesive in the form of a two-component adhesive with at least one amino-functional aspartic acid ester as a hardener as the first component and an isocyanate-functional prepolymer as the second component for use in pancreatic anastomosis during pancreatic resection.
Nach einer zweiten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein System nach Ausführungsform 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewebekleber folgende Komponenten umfasst oder daraus besteht:
- ein isocyanatfunktionelles Präpolymer als Komponente A), erhältlich durch
- a) Umsetzung einer wenigstens ein Zerewitinoff-aktives H-Atom aufweisenden H-funktionellen Starterverbindung mit einer Alkylenoxidverbindung und einem Co-Monomer zu einer Hydroxylgruppen tragenden Vorstufe, wobei das Co-Monomer ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Lactide, Glycolide, sowie Kombinationen hiervon und Kombinationen von Lactiden und / oder Glycoliden mit cyclischen Dicarbonsäureanhydriden und wobei das Co-Monomer durch eine statistische Copolymerisation in die Polymerkette(n) der Hydroxylgruppen tragenden Vorstufe eingebaut ist, sowie
- b) Umsetzung der Hydroxylgruppen tragenden Vorstufe aus Schritt a) mit einem polyfunktionellen Isocyanat zu dem isocyanatfunktionellen Präpolymer,
- ein aminofunktioneller Asparaginsäureester als Komponente B) der allgemeinen Formel (I)
- an isocyanate-functional prepolymer as component A), obtainable from
- a) Reaction of an H-functional starter compound having at least one Zerewitinoff-active H atom with an alkylene oxide compound and a comonomer to give a hydroxyl-bearing precursor, the comonomer being selected from the group comprising lactides, glycolides and combinations thereof and Combinations of lactides and/or glycolides with cyclic dicarboxylic acid anhydrides and where the co-monomer is incorporated into the polymer chain(s) of the hydroxyl-bearing precursor by a statistical copolymerization, as well as
- b) reaction of the hydroxyl-bearing precursor from step a) with a polyfunctional isocyanate to form the isocyanate-functional prepolymer,
- an amino-functional aspartic acid ester as component B) of the general formula (I)
Nach einer dritten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein System nach Ausführungsform 2, dadurch gekennzeichnet, dass der aminofunktionelle Asparaginsäureester ein solcher der allgemeinen Formel (II)
wobei R1, R2, R3 gleiche oder verschiedene organische Reste sind, die keine Zerewitinoff-aktiven H-Atome aufweisen.According to a third embodiment, the invention relates to a system according to embodiment 2, characterized in that the amino-functional aspartic acid ester is one of the general formula (II)
where R1, R2, R3 are identical or different organic radicals which do not have any Zerewitinoff-active H atoms.
Nach einer vierten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein System nach Ausführungsform 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Alkylenoxidverbindung aus Ethylenoxid und/ oder Propylenoxid ausgewählt ist, wobei der Anteil an Ethylenoxideinheiten in der Polymerkette der Hydroxylgruppen tragenden Vorstufe wenigstens 40 Gew.-% beträgt.According to a fourth embodiment, the invention relates to a system according to embodiment 2 or 3, characterized in that the alkylene oxide compound is selected from ethylene oxide and/or propylene oxide, the proportion of ethylene oxide units in the polymer chain of the hydroxyl-bearing precursor being at least 40% by weight.
Nach einer fünften Ausführungsform betrifft die Erfindung ein System nach ein der Ausführungsformen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das polyfunktionelle Isocyanat ausgewählt ist aus aliphatischen Isocyanaten.According to a fifth embodiment, the invention relates to a system according to one of embodiments 2 to 4, characterized in that the polyfunctional isocyanate is chosen from aliphatic isocyanates.
Nach einer sechsten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein System nach einer der vorstehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewebekleber wenigstens einen weiteren Härter umfasst, der insbesondere aus Polyolen mit einer zahlenmittleren Molmasse von 1000 Da oder weniger ausgewählt ist, insbesondere von 600 Da oder weniger.According to a sixth embodiment, the invention relates to a system according to one of the preceding embodiments, characterized in that the tissue adhesive has at least one comprises a further hardener which is selected in particular from polyols having a number-average molar mass of 1000 Da or less, in particular 600 Da or less.
Nach einer siebten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein System nach einer der vorstehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewebekleber zumindest einen pharmakologisch aktiven Wirkstoff enthält, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Analgetika mit und ohne antiinflammatorische Wirkung, Antiphlogistika, antimikrobiell wirksame Substanzen, Antimykotika, antiparasitär wirkende Stoffe oder Mischungen von diesen, wobei die Wirkstoffe insbesondere als reiner Wirkstoff oder in verkapselter Form vorliegen.According to a seventh embodiment, the invention relates to a system according to one of the above embodiments, characterized in that the tissue adhesive contains at least one pharmacologically active ingredient selected from the group consisting of analgesics with and without anti-inflammatory effects, anti-inflammatory drugs, antimicrobial substances, antimycotics, antiparasitic agents Substances or mixtures of these, the active ingredients being present in particular as a pure active ingredient or in encapsulated form.
Nach einer achten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein System nach Ausführungsform 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkstoff ausgewählt ist aus unter in vivo-Bedingungen Stickstoffmonoxid-freisetzende Komponenten, bevorzugt L-Arginin oder eine L-Arginin-haltige oder eine L-Arginin freisetzende Komponente, besonders bevorzugt L-Arginin Hydrochlorid,
Prolin, Ornithin und/oder biogenen Polyaminen, insbesondere Spermin, Spermitin, Putrescin oder bioaktiven künstlichen Polyaminen,
Vitaminen oder Provitaminen, Carotinoiden, Analgetika, Antiseptika, Hämostyptika, Antihistaminika, antimikrobiellen Metallen oder deren Salzen, pflanzlichen wundheilungsfördernden Substanzen oder Substanzgemischen, Pflanzenextrakten, Enzymen, Wachstumsfaktoren, Enzyminhibitoren sowie Kombinationen hiervon.According to an eighth embodiment, the invention relates to a system according to embodiment 7, characterized in that the active substance is selected from components which release nitrogen monoxide under in vivo conditions, preferably L-arginine or an L-arginine-containing component or an L-arginine-releasing component , particularly preferably L-arginine hydrochloride,
proline, ornithine and/or biogenic polyamines, in particular spermine, spermite, putrescine or bioactive artificial polyamines,
Vitamins or provitamins, carotenoids, analgesics, antiseptics, haemostatics, antihistamines, antimicrobial metals or their salts, herbal substances or substance mixtures that promote wound healing, plant extracts, enzymes, growth factors, enzyme inhibitors and combinations thereof.
Nach einer neunten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein System nach einer der vorstehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass das System chirurgisches Nahtmaterial umfasstAccording to a ninth embodiment, the invention relates to a system according to one of the above embodiments, characterized in that the system comprises surgical suture material
Nach einer zehnten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Pankreasanastomose im Rahmen der Pankreasresektion mittels eines Gewebeklebers nach einer der Ausführungsformen 1 bis 9, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- a) Durchtrennen des Pankreas und Entfernen von Pankreasgewebe, gegebenenfalls bis zum Dünndarm und/ oder Magen;
- b) Zusammenführen der beiden Enden des Gewebes des Pankreas, gegebenenfalls mit denen des Dünndarms und/ oder des Magens so dass die Kanten des Gewebes noch voneinander beabstandet sind oder auf Stoß zusammenliegen;
- c) optionales Erzeugen einer Stütznaht aus chirurgischem Nahtmaterial, mit der die Enden des durchtrennten Pankreasgewebes, Dünndarmgewebes und/ oder Magengewebes miteinander verbunden werden;
- d) Vermischen der ersten und zweiten Komponente des Zweikomponenten-Klebstoffs und Auftragen des Klebstoffs zumindest auf die Öffnungsstelle der den Bereich der zusammengefügten Enden des durchtrennten Pankreasgewebes;
- e) Aushärtenlassen des Gewebeklebers.
- a) Transection of the pancreas and removal of pancreatic tissue, optionally up to the small intestine and/or stomach;
- b) Bringing together the two ends of the tissue of the pancreas, optionally with those of the small intestine and/or the stomach, so that the edges of the tissue are still spaced apart or are butt together;
- c) optionally creating a support seam from surgical suture material, with which the ends of the severed pancreatic tissue, small intestine tissue and/or stomach tissue are connected to one another;
- d) mixing the first and second components of the two-component adhesive and applying the adhesive at least to the opening site of the region of the joined ends of the severed pancreatic tissue;
- e) allowing the tissue adhesive to set.
Nach einer elften Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Kit enthaltend oder bestehend aus einem Gewebekleber nach einer der Ausführungsformen 1 bis 6 und chirurgischem Nahtmaterial sowie optional einer Verfahrensanleitung zur Pankreasresektion, die das Verfahren gemäß Ausführungsform 10 beschreibt.According to an eleventh embodiment, the invention relates to a kit containing or consisting of a tissue adhesive according to one of embodiments 1 to 6 and surgical suture material and optionally a method manual for pancreas resection, which describes the method according to embodiment 10.
Nach einer zwölften Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Kit nach Ausführungsform 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Komponenten des Gewebeklebers in separaten Kammern einer Zweikammerspritze vorliegt, wobei die Zweikammerspritze auslassseitig mit einem Statikmischer und optional mit einer Auftragsdüse versehen ist.According to a twelfth embodiment, the invention relates to a kit according to embodiment 11, characterized in that the two components of the tissue adhesive are present in separate chambers of a two-chamber syringe, the two-chamber syringe being provided with a static mixer on the outlet side and optionally with an application nozzle.
Nach einer dreizehnten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Kit nach Ausführungsform 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragsdüse eine Breitschlitzdüse ist. According to a thirteenth embodiment, the invention relates to a kit according to embodiment 12, characterized in that the application nozzle is a slot nozzle.
Beispiel:Example:
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The present invention is explained in more detail below using exemplary embodiments.
Eingesetzte Materialien:Materials used:
Gewebekleber (Erfindungsgemäß): Zwei-Komponenten Gewebekleber basierend auf dem Polyol 1 der
Tachosil® (Vergleich): Kollagenvlies mit humanem Fibrinogen und Thrombin (Takeda Pharma Vertrieb GmbH & Co. KG, Berlin, Deutschland)
Chirurgisches Nahtmaterial (Vergleich): Ethilon 6/0 (Ethicon®, Hamburg, Deutschland)Tissue Adhesive (According to the Invention): Two-component tissue adhesive based on the polyol 1 of
Tachosil® (comparison): collagen fleece with human fibrinogen and thrombin (Takeda Pharma Vertrieb GmbH & Co. KG, Berlin, Germany)
Surgical suture material (comparison): Ethilon 6/0 (Ethicon®, Hamburg, Germany)
Messmethoden:Measurement methods:
Die Bestimmung der OH-Zahlen erfolgte gemäß der Vorschrift der DIN 53240.The OH numbers were determined in accordance with the provisions of DIN 53240.
Die Viskositäten der Polyole wurden mittels Rotationsviskosimeter (Physica MCR 51, Hersteller: Anton Paar) nach der Vorschrift der DIN 53019 (2008) ermittelt.The viscosities of the polyols were determined using a rotational viscometer (Physica MCR 51, manufacturer: Anton Paar) in accordance with the specifications of DIN 53019 (2008).
Das Zahlenmittel Mn und das Gewichtsmittel Mw des Molekulargewichts sowie die Polydispersität (Mw/Mn) wurden mittels Gelpermeations-Chromatographie (GPC) bestimmt. Es wurde vorgegangen nach DIN 55672-1: „Gelpermeationschromatographie, Teil 1 - Tetrahydrofuran als Elutionsmittel“ (SECurity GPC-System von PSS Polymer Service, Flussrate 1.0 ml/min; Säulen: 2xPSS SDV linear M, 8x300 mm, 5 µm; RID-Detektor). Dabei wurden Polystyrolproben bekannter Molmasse zur Kalibrierung verwendet.The number average M n and the weight average M w of the molecular weight and the polydispersity (M w /M n ) were determined by means of gel permeation chromatography (GPC). The procedure was according to DIN 55672-1: "Gel permeation chromatography, part 1 - tetrahydrofuran as eluent" (SECurity GPC system from PSS Polymer Service, flow rate 1.0 ml/min; columns: 2xPSS SDV linear M, 8x300 mm, 5 µm; RID Detector). Polystyrene samples of known molar mass were used for calibration.
NCO-Gehalte wurden, wenn nicht ausdrücklich anders erwähnt, volumetrisch gemäß DIN-EN ISO 11909 bestimmt.Unless expressly stated otherwise, NCO contents were determined volumetrically in accordance with DIN-EN ISO 11909.
Die Bestimmung des Restmonomergehalts erfolgte nach DIN ISO 17025:2018-03.The residual monomer content was determined according to DIN ISO 17025:2018-03.
1 In vitro Experimente1 In vitro experiments
Inkubationsversuche mit PankreassaftIncubation experiments with pancreatic juice
Zur Charakterisierung des erfindungsgemäßen Gewebeklebers und seiner Resistenz gegenüber dem enzymatisch aktivem Pankreassaft, wurden weitere in vitro Inkubationsversuche durchgeführt. Dazu wurden Pellets des ausgehärteten erfindungsgemäßen Gewebeklebers definierter Masse in hoch aktivem Pankreassaft (sehr hohe Enzymkonzentrationen; Amylase: 102.800 U/L; Lipase 151.800 U/L) bei 36,7° C inkubiert und alle 24 Stunden für 10 Tage wurde das Gewicht der Probe mit dem erfindungsgemäßen Gewebekleber erneut bestimmt und die Inkubationslösung erneuert. Als Kontrollartikel wurde ein Fibrin Sealant (Tachosil) verwendet und ebenso behandelt. Test- und Kontrollartikel wurden zudem als Kontrolle mit physiologischer Elektrolytlösung inkubiert. Anhand der Gewichtsentwicklung über den Zeitraum von 10 Tagen wurde ein deutlicher Unterschied zwischen dem erfindungsgemäßen Gewebekleber und Tachosil erkennbar: Während Tachosil die Kontrolllösung über 10 Tage stark absorbierte (relative Gewichtssteigerung bis zu 850%), wurde der Pankreassaft ebenfalls an Tag 1 absorbiert (relative Gewichtssteigerung bis zu 350%), führte jedoch zu einem Abbau des Fibrin Sealants so dass dieses an Tag 5 bereits vollständig lysiert war. Im Gegensatz dazu zeigte der erfindungsgemäße Gewebekleber eine konstante Absorption der Kontrolllösung und des Pankreassaftes von ungefähr 200% über den Testzeitraum von 10 Tagen. Der erfindungsgemäße Gewebekleber wurde nicht durch die Pankreasenzyme lysiert und es gab keinen Unterschied zwischen der Kontrolllösung und dem Pankreassaft. Aus diesen Ergebnissen lässt sich schließen, dass der erfindungsgemäße Gewebekleber im Vergleich zu Tachosil eine bedeutend höhere Resistenz gegenüber der Pankreasenzyme Amylase und Lipase aufweist.Further in vitro incubation tests were carried out to characterize the tissue adhesive according to the invention and its resistance to the enzymatically active pancreatic juice. For this purpose, pellets of the cured tissue adhesive according to the invention of a defined mass were incubated in highly active pancreatic juice (very high enzyme concentrations; amylase: 102,800 U/L; lipase 151,800 U/L) at 36.7° C. and the weight of the sample was measured every 24 hours for 10 days determined again with the tissue adhesive according to the invention and renewed the incubation solution. A fibrin sealant (Tachosil) was used as a control article and treated in the same way. Test and control articles were also incubated with physiological electrolyte solution as a control. Based on the weight development over a period of 10 days, a clear difference between the tissue adhesive according to the invention and Tachosil was recognizable: while Tachosil strongly absorbed the control solution over 10 days (relative increase in weight up to 850%), the pancreatic juice was also absorbed on day 1 (relative increase in weight up to 350%), but led to a degradation of the fibrin sealant so that it was already completely lysed on day 5. In contrast, the tissue adhesive of the present invention showed constant absorption of the control solution and pancreatic juice of approximately 200% over the 10-day test period. The tissue glue of the present invention was not lysed by the pancreatic enzymes and there was no difference between the control solution and the pancreatic juice. It can be concluded from these results that the tissue adhesive according to the invention has a significantly higher resistance to the pancreatic enzymes amylase and lipase compared to Tachosil.
2 In vivo Experimente2 In vivo experiments
Zur Untersuchung der Effizienz und Sicherheit des erfindungsgemäßen Gewebeklebers in der Versiegelung einer Pankreasanastomose wurden Versuche in den Modellorganismen Ratte und Schwein durchgeführt. Während in der Ratte eine Resektion des distalen Pankreas durchgeführt wurde, wurden im Schwein sowohl die distale Resektion (simultan zur Ratte) als auch eine vereinfachte Pankreatogastrostomy (vPG) durchgeführt, bei der der Pankreaskopf reseziert und der Pankreasstumpf an den Magen angeschlossen wurde. Die Versuche werden nachfolgend im Einzelnen beschrieben.In order to investigate the efficiency and safety of the tissue adhesive according to the invention in the sealing of a pancreatic anastomosis, tests were carried out in the model organisms rat and pig. While a resection of the distal pancreas was performed in the rat, both the distal resection (simultaneously to the rat) and a simplified pancreatogastrostomy (vPG) were performed in the pig, in which the head of the pancreas was resected and the pancreas stump was attached to the stomach. The experiments are described in detail below.
2.1 Distale Resektion (Ratte)2.1 Distal resection (rat)
Es wurde eine Resektion des distalen Abschnitts (ca. 1/3 des gesamten Organs) durchgeführt und mithilfe eines Fadens ligiert. Anschließend wurde der Testartikel der erfindungsgemäße Gewebekleber, Kontrollartikel Tisseel (Fibrin) oder bei Ratten der Kontrollgruppe ausschließlich physiologische Kochsalzlösung auf die Resektionsfläche aufgetragen. Test- und Kontrollartikel wurde eine Zeit von 5 Minuten zur vollständigen Polymerisation der Kleber zugestanden. Die Ratten wurden nach unterschiedlichen Versuchsdauern (14, 21 oder 90 Tage) tierschutzgerecht euthanasiert und seziert. Zur Beurteilung der Effizienz und Sicherheit des erfindungsgemäße Gewebeklebers wurden folgende Parameter herangezogen: Klinische Observationen, klinisch-chemische und hämatologische Blutwerte, makroskopische Observationen während der Sektion (Adhäsionen innerhalb des Bauchraumes, Ablösung des Klebers von der Resektionsfläche, Degradation des Klebers), Pankreasfisteln, histopathologische Evaluierung.The distal portion (about 1/3 of the entire organ) was resected and ligated with suture. Then the test article, the tissue adhesive according to the invention, the control article Tisseel (fibrin) or, in the case of rats of the control group, exclusively physiological saline solution was applied to the resection surface. Test and control articles were allowed a time of 5 minutes for the adhesives to fully polymerize. After different test periods (14, 21 or 90 days), the rats were euthanized and dissected in accordance with animal welfare. The following parameters were used to assess the efficiency and safety of the tissue adhesive according to the invention: Clinical observations, clinical-chemical and hematological blood values, macroscopic observations during the dissection (adhesions within the abdomen, detachment of the adhesive from the resection area, degradation of the adhesive), pancreatic fistulas, histopathological evaluation.
Alle mit dem erfindungsgemäßen Gewebekleber behandelten Tiere erholten sich sehr gut von der Operation und waren während der akuten Erholungsperiode (14 Tage) maximal einer mittleren Belastung ausgesetzt. Die Belastung entsprach der der Kontrolltiere (physiologische Kochsalzlösung) und ist demnach der operativen Prozedur und nicht der Verwendung des erfindungsgemäßen Gewebeklebers zuzuordnen. Die hämatologischen Parameter des kleinen Blutbilds wichen zu keinem Zeitpunkt signifikant von den Werten vor der Operation oder den Werten der Kontrolltiere ab, so dass kein Einfluss des erfindungsgemäßen Gewebeklebers detektiert wurde. Die Pankreasenzyme Amylase und Lipase im Blut der Tiere zeigten eine signifikante Steigerung 90 Tage nach der Operation in einer mit dem erfindungsgemäßen Gewebekleber behandelten Tiergruppe. Da bei der Sektion jedoch keine Anzeichen für eine Pankreasfistel gefunden wurde, ist die Konzentrationserhöhung als irrelevant einzustufen. Die mit dem erfindungsgemäßen Gewebekleber behandelten Ratten zeigten signifikant mildere Adhäsion innerhalb des Bauraumes im Vergleich zu Ratten, welche mit Tisseel oder physiologischer Kochsalzlösung behandelt wurden. Des Weiteren zeigte der erfindungsgemäße Gewebekleber eine sehr geringe Rate der Ablösung (bei einem von 10 Tieren zum Zeitpunkt 21 Tage), was auf eine sehr gute Adhäsion auf dem Pankreasgewebe schließen lässt. Die histopathologische Evaluierung zeigte die Ausbildung einer Gewebekleber-umgebenden Bindegewebskapsel, eine milde Entzündung, welche lokal um den Gewebekleber detektiert wurde und nicht floride war, und eine fortschreitende Degradation des erfindungsgemäßen Gewebeklebers mit steigender Versuchsdauer. Diese lokale Gewebereaktion entsprach den Erwartungen bei Einbringung des Klebers in ein Gewebe und zeigte zu keinem Zeitpunkt toxikologische oder adverse Effekte.All animals treated with the tissue adhesive of the present invention recovered very well from the surgery and were maximally exposed to moderate stress during the acute recovery period (14 days). The stress corresponded to that of the control animals (physiological saline solution) and is therefore attributable to the surgical procedure and not to the use of the tissue adhesive according to the invention. The hematological parameters of the small blood count did not deviate at any time significantly from the values before the operation or the values of the control animals, so that no influence of the tissue adhesive according to the invention was detected. The pancreatic enzymes amylase and lipase in the blood of the animals showed a significant increase 90 days after the operation in a group of animals treated with the tissue adhesive according to the invention. However, since no signs of a pancreatic fistula were found during the autopsy, the increase in concentration is classified as irrelevant. The rats treated with the tissue adhesive according to the invention showed significantly milder adhesion within the construction space compared to rats treated with Tisseel or physiological saline solution. Furthermore, the tissue adhesive according to the invention showed a very low rate of detachment (in one out of 10 animals at the point in time 21 days), which suggests very good adhesion to the pancreatic tissue. The histopathological evaluation showed the formation of a connective tissue capsule surrounding the tissue adhesive, a mild inflammation which was detected locally around the tissue adhesive and was not active, and progressive degradation of the tissue adhesive according to the invention with increasing test duration. This local tissue reaction corresponded to the expectations when the adhesive was introduced into a tissue and did not show any toxicological or adverse effects at any time.
Zusammenfassend lässt sich fest halten, dass der erfindungsgemäße Gewebekleber im Modell der distalen Pankreasresektion in der Ratte nicht nur sehr effizient war (Verhinderung Pankreasfistel, sehr geringe Ablösungsrate, widerstandsfähig gegen Pankreasflüssigkeit), sondern ebenfalls keine adversen Effekte induzierte. Es wurden keine Veränderungen des Blutbildes oder Anzeichen einer lokalen oder systemischen Toxizität detektiert, weshalb der erfindungsgemäße Gewebekleber als sicher über den Versuchszeitraum von 90 Tagen zu beurteilen ist.In summary, it can be stated that the tissue adhesive according to the invention was not only very efficient in the model of distal pancreatic resection in rats (prevention of pancreatic fistula, very low detachment rate, resistant to pancreatic fluid), but also did not induce any adverse effects. No changes in the blood count or signs of local or systemic toxicity were detected, which is why the tissue adhesive according to the invention can be assessed as safe over the test period of 90 days.
2.2 Distale Resektion (Schwein)2.2 Distal resection (pig)
Die positiven Ergebnisse des erfindungsgemäßen Gewebeklebers in der Pankreasresektion in der Ratte wurden anschließend in einem Modellorganismus untersucht, welcher in Anatomie, Lebensweise und Funktion sehr gut mit dem Menschen vergleichbar ist. Hierzu wurde das Schwein als Modelorganismus ausgewählt und eine distale Pankreasresektion wurde in 36 Schweinen simultan zum Rattenversuch durchgeführt. Die Untersuchungszeiträume der Tiere betrugen 21, 90 und 180 Tage und als Vergleichsprodukt wurde Tisseel® verwendet.The positive results of the tissue adhesive according to the invention in the pancreas resection in rats were then examined in a model organism which is very well comparable to humans in terms of anatomy, way of life and function. For this purpose, the pig was selected as a model organism and a distal pancreas resection was performed in 36 pigs simultaneously with the rat experiment. The study periods of the animals were 21, 90 and 180 days and Tisseel® was used as a comparison product.
Bei keinem der Tiere wurde die Ausbildung einer Pankreasfistel oder eine daraus resultieren Peritonitis detektiert. Der Kleber verblieb an der Stelle der Applikation (Pankreasstumpf) und es wurden keine Ablösungen festgestellt. Die hämatologischen Untersuchungen zeigten keine pathologischen Werte, die CRP-Werte aller Tiere als Indikator für eine floride Entzündung waren ohne besonderen Befund und es gab keine Hinweise auf eine Lebertoxizität (AST und ALT Werte ohne besonderen Befund). Die histopathologische Evaluierung bestätigte die Ergebnisse aus der Rattenstudie: Ausbildung einer Bindegewebskapsel, eine milde den erfindungsgemäßen Gewebekleber umgebende Entzündungsreaktion und voran schreitende Degradation des Klebers mit zunehmender Versuchsdauer. Nach 180 Tagen war der erfindungsgemäße Gewebekleber nahezu vollständig abgebaut. Diese lokale Gewebereaktion entsprach den Erwartungen bei Einbringung des Klebers in ein Gewebe und zeigte zu keinem Zeitpunkt toxikologische oder adverse Effekte.The formation of a pancreatic fistula or resulting peritonitis was not detected in any of the animals. The adhesive remained at the site of application (pancreas stump) and no detachments were found. The haematological examinations did not show any pathological values, the CRP values of all animals as an indicator for active inflammation were without any special findings and there were no indications of liver toxicity (AST and ALT values without any special findings). The histopathological evaluation confirmed the results from the rat study: formation of a connective tissue capsule, a mild inflammatory reaction surrounding the tissue adhesive according to the invention and progressive degradation of the adhesive with increasing test duration. After 180 days, the tissue adhesive according to the invention was almost completely degraded. This local tissue reaction corresponded to the expectations when the adhesive was introduced into a tissue and did not show any toxicological or adverse effects at any time.
Zusammenfassend lässt sich fest halten, dass der erfindungsgemäße Gewebekleber ebenfalls im Modell der distalen Pankreasresektion im Schwein nicht nur sehr effizient war (Verhinderung Pankreasfistel, sehr geringe Ablösungsrate), sondern ebenfalls keine adversen Effekte induzierte. Es wurden keine Veränderungen des Blutbildes oder Anzeichen einer lokalen oder systemischen Toxizität detektiert, weshalb der erfindungsgemäße Gewebekleber als sicher über den Versuchszeitraum von 180 Tagen zu beurteilen ist. Des Weiteren konnte bestätigt werden, dass der erfindungsgemäße Gewebekleber bei Verwendung der Pankreasresektion im Schwein innerhalb von 180 Tagen nahezu vollständig abgebaut wurde.In summary, it can be stated that the tissue adhesive according to the invention was not only very efficient in the model of distal pancreatic resection in pigs (prevention of pancreatic fistula, very low detachment rate), but also did not induce any adverse effects. No changes in the blood count or signs of local or systemic toxicity were detected, which is why the tissue adhesive according to the invention can be assessed as safe over the test period of 180 days. Furthermore, it could be confirmed that the tissue adhesive according to the invention was almost completely degraded within 180 days when pancreas resection was used in pigs.
2.3 Vereinfachte Pankreatogastrostomy (vPG)2.3 Simplified Pancreatogastrostomy (vPG)
Um ebenfalls eine in der Klinik zahlreich verwendete Operationsmethode, die Pankreatogastrostomy (PG) zu simulieren, wurde eine vereinfachte Pankreatogastrostomy (vPG) im Modellorganismus Schwein durchgeführt. Bei der vPG wurde der Pankreasschwanz reseziert, das Pankreasende in den Magen geleitet und dort mit der Magenschleimhaut vernäht. Diese Anastomose wurde mit dem erfindungsgemäßen Gewebekleber entweder intraluminal (innerhalb des Magens) oder extraluminal (außerhalb des Magens) versiegelt. Des Weiteren wurde eine Verblockung der Pankreasgänge untersucht. Dafür wurde zunächst eine vPG durchgeführt, die Pankreas-Magen-Anastomose intraluminal mittels des erfindungsgemäßen Gewebeklebers versiegelt und zusätzlich der Pankreashauptgang sowie die großen Pankreasnebengänge mittels des Gewebeklebers blockiert. Dies hatte das Ziel, die Sekretion des Pankreassaftes lokal zu unterbinden und damit der Entstehung postoperativer Pankreasfisteln vorzubeugen. Die Schweine wurden nach einer Überlebenszeit von 14 Tagen tierschutzgerecht euthanasiert und seziert. Die Tiere wurden nach der Operation engmaschig überwacht und klinische Observation wurden dokumentiert. Bei allen Tieren wurden hämatologische Untersuchungen sowie Enzymbestimmungen (Amylase und Lipase) im Blut und in der abdominalen Drainageflüssigkeit am postoperativen Tag (POD) 1, 3, 5, 10 und 14 durchgeführt.A simplified pancreatogastrostomy (vPG) was performed in the model organism pig in order to simulate a surgical method that is frequently used in the clinic, the pancreatogastrostomy (PG). In vPG, the tail of the pancreas was resected, the end of the pancreas guided into the stomach and sutured to the gastric mucosa. This anastomosis was sealed either intraluminally (inside the stomach) or extraluminally (outside the stomach) with the tissue adhesive according to the invention. Blockage of the pancreatic ducts was also examined. For this purpose, a vPG was first performed, the pancreas-stomach anastomosis was sealed intraluminally using the tissue adhesive according to the invention, and the main pancreatic duct and the large side pancreatic ducts were also blocked using the tissue adhesive. The aim of this was to locally prevent the secretion of pancreatic juice and thus prevent the development of postoperative pancreatic fistulas. After a survival time of 14 days, the pigs were humanely euthanized and dissected. Animals were closely monitored after surgery and clinical observation was documented. Haematological examinations and enzyme determinations (amylase and lipase) in the blood and in the abdominal drainage fluid were carried out in all animals on postoperative days (POD) 1, 3, 5, 10 and 14.
Alle Versuchstiere zeigten nach der Operation einen guten Gesundheitszustand und es kam zu keinen mit dem erfindungsgemäßen Gewebekleber assoziierten Komplikationen in der Erholungsphase. Die hämatologischen Befunde waren insgesamt unauffällig und nichtpathologische Schwankungen waren auf den operativen Eingriff per se zurück zu führen. Die Untersuchung von Amylase und Lipase in der Drainageflüssigkeit zeigte eine deutliche Erhöhung an POD1, welche sich jedoch bis zu POD5 vollständig normalisierte und es gab in keinem Tier einen Hinweis auf eine Pankreasfistel (Definition Pankreasfistel: 3-facher Amylasewert in abdomineller Drainage im Vergleich zur Serumamylasekonzentration über POD7 hinaus oder an 3 aufeinanderfolgenden Tagen). Nach POD5 wurde keine Drainageflüssigkeit mehr aufgefangen, was auf eine gute Heilung des Pankreasstumpfes schließen ließ. Die makroskopischen Observationen während der Sektion an POD14 zeigten geringfügige Kleberreste an der Anastomose, sehr milde Adhäsionen innerhalb des Bauchraumes sowie eine nahezu vollständige Verdauung des Pankreasstumpfes an der Anastomose. Diese Ergebnisse lassen auf eine sehr gute Wundheilung innerhalb von 14 Tagen schließen. Es wurden keine relevanten Unterschiede zwischen Tieren unterschiedlicher Versuchsgruppen (intraluminal, extraluminal, Verblockung) festgestellt.All test animals showed a good state of health after the operation and there were no complications in the recovery phase associated with the tissue adhesive according to the invention. Overall, the hematological findings were unremarkable and non-pathological fluctuations were attributable to the surgical intervention per se. The examination of amylase and lipase in the drainage fluid showed a significant increase in POD1, which, however, normalized completely up to POD5 and there was no evidence of a pancreatic fistula in any animal (definition of pancreatic fistula: 3-fold amylase value in abdominal drainage compared to the serum amylase concentration beyond POD7 or for 3 consecutive days). Drainage fluid was no longer collected after POD5, indicating good healing of the pancreatic stump. Macroscopic observations during the dissection at POD14 showed minor adhesive residue at the anastomosis, very mild adhesions within the abdomen, and almost complete digestion of the pancreatic stump at the anastomosis. These results indicate very good wound healing within 14 days. No relevant differences were found between animals from different test groups (intraluminal, extraluminal, blocking).
Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass sich der erfindungsgemäße Gewebekleber für die intra- und extraluminale Versiegelung einer Pankreas-Magen-Anastomose sowie für die Verblockung der Pankreasgänge eignet und die Entstehung von Pankreasfisteln vollständig verhindert. Mit Rücksicht auf den guten Gesundheitszustand der Tiere nach der Operation, unauffälligen hämatologischen, Amylase- und Lipase Werten in Blut und Drainageflüssigkeit sowie ausbleibenden makroskopischen Befunden während der Sektion ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Gewebeklebers in der vPG über einen Zeitraum von 14 Tagen als sicher zu beurteilen.In summary, it can be stated that the tissue adhesive according to the invention is suitable for the intraluminal and extraluminal sealing of a pancreatic-stomach anastomosis and for blocking the pancreatic ducts and completely prevents the formation of pancreatic fistulas. With regard to the good state of health of the animals after the operation, unremarkable haematological, amylase and lipase values in the blood and drainage fluid and the absence of macroscopic findings during the dissection, the use of the tissue adhesive according to the invention in the vPG over a period of 14 days can be assessed as safe .
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- EP 2794710 B1 [0009, 0011, 0068]EP 2794710 B1 [0009, 0011, 0068]
- EP 2145634 B1 [0011]EP 2145634 B1 [0011]
- EP 1525244 A1 [0021]EP 1525244 A1 [0021]
- EP 2046861 A [0025]EP 2046861 A [0025]
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