ITPI950005A1 - Metodo per il rivestimento di protesi vascolari con polimeri sintetici biodegradabili e bioriassorbibili, loro miscele o ipns reti - Google Patents

Abstract

Una protesi vascolare rivestita da un polimero sintetico biodegradabile e bioriassorbibile viene formata a partire da una struttura porosa tubolare di un materiale sotto forma di fili biocompatibili avente un rivestimento di uno o più strati (preferibilmente tre) di questi materiali sintetici mescolati con un plastificante, che rendono la protesi impermeabile al sangue senza la necessità di precoagulazione. Il substrato poroso della protesi può essere una protesi vascolare di Dacron (PET), che può essere annodata o tessuta e ricoperta o no da carbonio pirolitico. Il materiale polimerico sintetico può essere un qualunque polimero sintetico biodegradabile e bioriassorbibile preferibilmente appartenente alla classe dei polimeri, e copolimeri statistici o a blocchi con polietilenglicole, dell'acido lattico, dell'acido glicolico, del caprolattone, loro miscele o IPNs. Dopo il trattamento di ricopertura e di essiccamento, che può essere ripetuto più volte (preferibilmente tre), viene misurata la porosità che risulta ridotta a circa 1% della porosità del graft prima del rivestimento.In accordo a quanto sopra, è oggetto dell'invenzione realizzare una protesi vascolare con caratteristiche migliorate. Un ulteriore oggetto dell'invenzione è la realizzazione di una protesi vascolare sintetica impermeabile al sangue. Un ulteriore oggetto dell'invenzione è la realizzazione di una protesi vascolare con caratteristiche migliori rivestita con polimeri sintetici biodegradabili e bioriassorbibili a base di polimeri e copolimeri dell'acido lattico, dell'acido glicolico, del caprolattone con polietilenglicole. Ancora un oggetto dell'invenzione è la realizzazione di un metodo innovativo per la preparazione di protesi vascolari rivestite di polimeri sintetici che rendono la protesi impermeabile al sangue.

Description

TITOLO: METODO PER IL RIVESTIMENTO DI PROTESI VASCOLARI CON POLIMERI SINTETICI BIODEGRADABILI E BIORIASSORBIBILI, LORO MISCELE O IPNs (RETI POLIMERICHE INTERPENETRATE).

STATO DELL'ARTE RELATIVO ALLA PRESENTE INVENZIONE Questa invenzione si riferisce ad una protesi vascolare sintetica, in particolare ad una protesi vascolare sintetica che possiede uno o più strati (preferibilmente tre) di polimeri sintetici biodegradabili e bioriassorbibili, o di loro miscele o di loro IPNs, tali da rendere la protesi impermeabile al sangue senza necessità di un trattamento di pre-coagulazione.

La sostituzione di segmenti di vasi sanguigni umani con protesi vascolari sintetiche è una tecnica medico-chirurgica ben accettata. Le protesi vascolari sintetiche sono state realizzate con una ampia varietà di configurazioni ed una altrettanto ampia varietà di materiali. Tra gl impianti di protesi vascolari piu accettati e di maggior successo ci sono quelli formati da un materiale biologicamente compatibile che mantiene un lume aperto tale da permettere al sangue di scorrere attraverso la protesi dopo l'impianto. Le protesi possono essere fatte con fibre biologicamente compatibili, quali Dacron e Teflon, costituite da un filo monobava o multibava, tessute o annodate.

Un importante fattore nella scelta di un particolare substrato per una protesi è la porosità della parete del tessuto col quale la protesi viene realizzata. La porosità è importante perché controlla la tendenza all'emorragia durante l'operazione e controlla anche la crescita del tessuto naturale dentro la parete della protesi. E' desiderabile che il substrato della protesi vascolare sia sufficientemente impermeabile al sangue da prevenire la perdita del sangue stesso durante rimpianto e, contemporaneamente, la struttura deve essere sufficientemente porosa da permettere la crescita al suo interno di fibroblasti e cellule della muscolatura liscia al fine di attaccare la protesi al tessuto ospite. Le protesi vascolari in commercio sono costituite da corpi tubolari flessibili e allungabili realizzati mediante la tessitura di un filo, in genere dì Dacron, ed hanno una porosità sufficiente da permettere la crescita del tessuto ospite. La procedura generale per il loro impianto include normalmente lo stadio della precoagulazione durante il quale la protesi è immersa nel sangue del paziente e lasciata in tale posizione per un periodo di tempo sufficiente affinché avvenga la coagulazione. Dopo questa pre-coagulazione non avviene più remorragia quando la protesi è impiantata e, contemporaneamente, la crescita del tessuto naturale non viene impedita. Comunque è desiderabile poter evitare la pre-coagulazione perché essa comporta la perdita di un tempo notevole durante l'operazione chirurgica.

Sono già state proposte, nel brevetto Stati Uniti N. 3272204, protesi vascolari rinforzate con collagene riassorbibile e impermeabili al sangue. Una ulteriore protesi vascolare rinforzata viene descritta nel brevetto Stati Uniti N. 3479670. Ulteriori brevetti sono G Bretagna N. 2187463 e Stati Uniti N. 4842575.

Tutti i brevetti citati usano collagene di diversa origine animale come materiale per rendere le protesi impermeabili. Recentemente sono sorte numerose perplessità sull'uso del collagene di origine animale in contatto con il sistema biologico umano, in seguito al propagarsi, in sempre più casi, della encefalite spongiforme bovina. La presente invenzione ha come scopo la sostituzione del collagene e, di conseguenza, dei pericoli connessi con il suo uso, e la realizzazione di protesi impermeabili al sangue che non richiedano un trattamento di pre-coagulazione, mediante l'uso di materiali polimerici biodegradabili e bioriassorbibili che non impediscono, durante la loro biodegradazione, la crescita del tessuto biologico.

RIASSUNTO

Una protesi vascolare rivestita da un polimero sintetico biodegradabile e bioriassorbibile viene formata a partire da una struttura porosa tubolare di un materiale sotto forma di fili biocompatibili avente un rivestimento di uno o più strati (preferibilmente tre) di questi materiali sintetici mescolati con un plastificante, che rendono la protesi impermeabile al sangue senza la necessità di pre-coagulazione. Il substrato poroso della protesi può essere una protesi vascolare di Dacron (PET), che può essere annodata o tessuta e ricoperta o no da carbonio pirolitico. Il materiale polimerico sintetico può essere un qualunque polimero sintetico biodegradabile e bioriassorbibile preferibilmente appartenente alla classe dei polimeri, e copolimeri statistici o a blocchi con polietilenglicole, dell'acido lattico, dell'acido glicolico, del caprolattone, loro miscele o IPNs. Dopo il trattamento di ricopertura e di essiccamento, che può essere ripetuto più volte (preferibilmente tre), viene misurata la porosità che risulta ridotta a circa 1% della porosità del grafi prima del rivestimento.

In accordo a quanto sopra, è oggetto dell'invenzione realizzare una protesi vascolare con caratteristiche migliorate. Un ulteriore oggetto dell'invenzione è la realizzazione di una protesi vascolare sintetica impermeabile al sangue. Un ulteriore oggetto dell’invenzione è la realizzazione di una protesi vascolare con caratteristiche migliori rivestita con polimeri sintetici biodegradabili e bioriassorbibili a base di polimeri e copolimeri dell'acido lattica dell'acido glicolico, del caprolattone con polietilenglicole. Ancora un oggemj dell'invenzione è la realizzazione di un metodo innovativo per la preparazione di protesi vascolari rivestite di polimeri sintetici che rendono la protesi impermeabile al sangue.

Ancora ulteriori oggetti e vantaggi dell'invenzione risulteranno in parte ovvi ed in parte risulteranno evidenti dalle specificazioni riportate di seguito.

La presente invenzione in accordo a quanto detto precedentemente comprende l'oggetto descritto in questo brevetto possedente le proprietà, le caratteristiche e la relazione degli elementi ed i molti stadi e le eventuali interrelazioni di uno o più di tali stadi rispetto a ciascuno degli altri, che sono esemplificati in quanto segue, e lo scopo dell'invenzione sarà indicato nelle rivendicazioni.

DESCRIZIONE DELLA MIGLIQRE REALIZZ AZIONE DELL'INVENZIONE Un protesi vascolare 10 costruita e modificata in accordo con l'invenzione è illustrata nella figura 1. La protesi 10 comprende una porzione di substrato tubolare 12 che è formata di un materiale sintetico sottoforma di fili biologicamente compatibili, preferibilmente un polietilentercftalato (PET) come il Dacron. Il substrato 12, costituito da un filo di Dacron tessuto o annodato, è poroso con una superficie interna ed esterna vellutata del tipo descritto nella competente letteratura. Mentre la porzione tubolare 12 è formata di Dacron, ogni materiale sottoforma di fili biocompatibili può essere usato come substrato ammesso che possa essere fabbricato in una struttura porosa che permetta la crescita di tessuto biologico e mantenga il lume aperto per il passaggio del sangue.

La porzione tubolare 12 presenta nella superficie interna un rivestimento di materiale polimerico biodegradabile indicato come 16. Il rivestimento 16 è formato da almeno tre strati derivanti dalla deposizione di polimeri sintetici da soluzioni o sospensioni in solventi opportuni e contenenti un plastificante. La figura 2 mostra una protesi biforcata rivestita polimero sintetico 20. La protesi 20 comprende la porzione tubolare principale 22 e ramificazioni 24. La porzione tubolare principale 22 e le porzioni biforcate 24 sono form da un substrato 26 di Dacron, tessuto o annodato, portante sulla superficie interna un rivestimento di polimero sintetico biodegradabile 28 formato dalla deposizione di uno o più strati (preferibilmente tre).

Substrati di protesi vascolari porose suscettibili di essere usati in accordo con la presente invenzione vengono prodotti preferibilmente da fili di Dacron multibava mediante processi di annodamento o tessitura che sono comunemente usati nella realizzazione di questi prodotti. Generalmente la porosità di substrati di Dacron varia fra 2000 e 3000 ml/min-cm<2 >(di acqua purificata a 120 mmHg). 11 rivestimento interno di materiale polimerico sintetico viene applicato riempiendo il substrato con una soluzione o sospensione di polimero e plastificante, massaggiando manualmente, rimuovendo poi l'eccesso e permettendo alla dispersione depositata di seccare. Dopo la deposizione finale il rivestimento viene essiccato in aria e quindi sottovuoto per rimuovere l'eccesso di solvente. La protesi rivestita in accordo con la presente invenzione ha una porosità praticamente uguale a zero.

Gli esempi che seguono sono presentati per illustrare il metodo per preparare le soluzioni o le sospensioni di polimero sintetico biodegradabile e le protesi rivestite in accordo con l'invenzione. Questi esempi sono proposti al fine di illustrare l'invenzione e non devono essere ritenuti in un senso limitativo.

ESEMPIO 1.

Una siringa da 50 mi viene riempita con una soluzione in cloroformio contenente 5% in peso di acido polilattico. Questa soluzione contiene anche 40% in peso di glicerina. La siringa viene piazzata all’interno di una estremità di una protesi vascolare della Sorin Biomedica di 10 mm di diametro interno e di approssimativamente 10 cm di lunghezza. La soluzione è iniettata all'interno del lume della protesi che viene massaggiata manualmente al fine di farla venire a contatto completamente con la soluzione di polimero. Ogni eccesso di soluzione viene rimosso attraverso l’estremità rimasta aperta. La protesi viene lasciata seccare per circa mezz'ora a temperatura ambiente. Lo stadio di impregnazione ed essiccamento sono ripetuti per tre volte. La protesi viene quindi seccata ancora in aria per 15 minuti e quindi sottovuoto per 24 ore.

ESEMPIO 2

Una siringa da 50 mi viene riempita con una soluzione in cloroformio contenente 5% in peso di caprolattone. Questa soluzione contiene anche 40% in peso di glicerina. La siringa viene piazzata all'interno di una estremità di una protesi vascolare della Sorin Biomedica di IO mm di diametro interno e di approssimativamente 10 cm di lunghezza. La soluzione è iniettata all'interno del lume della protesi che viene massaggiata manualmente al fme di farla venire a contatto completamente con la soluzione di polimero. Ogni eccesso di soluzione viene rimosso attraverso l'estremità rimasta aperta. La protesi viene lasciata seccare per circa mezz'ora a temperatura ambiente. Lo stadio di impregnazione ed essiccamento sono ripetuti per tre volte. La protesi viene quindi seccata ancora in aria per 15 minuti e quindi sottovuoto per 24 ore.

ESEMPIO 3

Una siringa da 50 mi viene riempita con una soluzione in cloroformio contenente 5% in peso di copolimero a blocchi caprolattone-polietilenglicole-caprolattone. Questa soluzione contiene anche 40% in peso di glicerina. La siringa viene piazzata all’interno di una estremità di una protesi vascolare della Sorin Biomedica di 10 mm di diametro interno e di approssimativamente 10 cm di lunghezza. La soluzione è iniettata all'interno del lume della protesi che viene massaggiata manualmente al fme di farla venire a contatto completamente con la soluzione di polimero. Ogni eccesso di soluzione viene rimosso attraverso l'estremità rimasta aperta. La protesi viene lasciata seccare per circa mezz'ora a temperatura ambiente. Lo stadio di impregnazione ed essiccamento sono ripetuti per tre volte. La protesi viene quindi seccata ancora in aria per 15 minuti e quindi sottovuoto per 24 ore.

ESEMPIO 4

Una siringa da 50 mi viene riempita con una soluzione in cloroformio contenente 5% in peso di copolimero a blocchi acido lattico-polietilenglicole-acido lattico. Questa soluzione contiene anche 40% in peso di glicerina. La siringa viene piazzata all'interno di una estremità di una protesi vascolare della Sorin Biomedica di 10 mm di diametro interno e di approssimativamente 10 cm di lunghezza. La soluzione è iniettata all'interno del lume della protesi che viene massaggiata manualmente al fine di farla venire a contatto completamente con la soluzione di polimero. Ogni eccesso di soluzione viene rimosso attraverso l'estremità rimasta aperta. La protesi viene lasciata seccare per circa mezz'ora a temperatura ambiente. Lo stadio di impregnazione ed essiccamento sono ripetuti per tre volte. La protesi viene quindi seccata ancora in aria per 15 minuti e quindi sottovuoto per 24 ore.

ESEMPIO 5

Le protesi vascolari impermeabili al sangue impregnate con polimeri sintetici in accordo con l'esempio 1 vengono testate come segue. Una protesi vascolare di 10 mm di diametro interno e di 10 cm di lunghezza viene attaccata ad un contenitore di sangue alla pressione di 120 mmHg dovuta all'altezza del recipiente. Il sangue stabilizzato viene fatto passare attraverso la protesi. Il sangue raccolto attraverso la protesi viene determinato ed espresso in ml/min-cm<2>. Viene determinata la porosità su 5 prove che risulta uguale a 0,03, 0,01, 0,02, 0,04, 0,05. Questa rappresenta una porosità media di 0,03 che viene considerata praticamente uguale a zero perché rientra nell’ambito degli errori sperimentali. Al fine di/ confrontare questo risultato con la perdita di sangue di una protesi non tratta l'esperimento viene ripetuto usando una protesi non trattata. La porosità risulta di ml/min-cm<2>.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI Con il presente brevetto si intende rivendicare quanto segue: 1) Un processo per la preparazione di una protesi vascolare sintetica impermeabile al sangue impregnata con polimeri sintetici biodegradabili e bioriassorbibili di acido lattico, acido glicolico, del caprolattone e di loro copolimeri, statistici e a blocchi, con polietilenglicole, comprendente: rapprowigionamento di un substrato protesico sintetico poroso tubolare e flessibile; l'inserimento, dentro almeno la superficie interna del substrato, di una soluzione o sospensione in solvente non acquoso dei polimeri sintetici descritti sopra e di un plastificante; il massaggio manuale del substrato per assicurare un mescolamento intimo della sospensione polimerica aH'intemo della struttura porosa del substrato; l'essiccamento del materiale polimerico biodegradabile e bioriassorbibile.
2. 2) Una sospensione di polimeri sintetici biodegradabili e bioriassorbibili, di cui alla rivendicazione 1, per formare una protesi vascolare sintetica impermeabile al sangue comprendente dal 1% al 15% di polimero sintetico, dal 8% al 60% di un plastificante biologicamente compatibile e dal solvente necessario.
3. 3) La sospensione della rivendicazione 2 dove il plastificante è scelto da un gruppo consistente di sorbitolo e glicerina e dai loro esteri alchilici.
4. 4) Il processo della rivendicazione 1 dove la sospensione è applicata, e massaggiata attraverso il substrato, più volte (preferibilmente tre) e seccata dopo ogni applicazione.
5. 5) Il processo della rivendicazione 1 dove il substrato ha una porosità inferiore a circa 3000 ml/min-cm<2 >(di acqua purificata a 120 mmHg).
6. 6) Il processo della rivendicazione 1 dove la sospensione contiene dal 1% al 15% in peso di polimero sintetico biodegradabile e bioriassorbibile.
7. 7) Il processo della rivendicazione 6 dove il plastificante è presente dal 8% al 60% in peso.