PL182804B1

PL182804B1 - Sposób powlekania powierzchni przedmiotu kwasem hialuronowym lub pochodną kwasu hialuronowego i sposób powlekania powierzchni przedmiotu polimerem półsyntetycznym

Info

Publication number: PL182804B1
Application number: PL96321781A
Authority: PL
Inventors: Morra@Marco; Cassinelli@Clara; Benedetti@Luca; Callegaro@Lanfranco
Original assignee: Fidia Advanced Biopolymers
Priority date: 1995-02-07
Filing date: 1996-02-07
Publication date: 2002-03-29
Also published as: NO313687B1; PL321781A1; US6129956A; DE69621911D1; DE69621911T2; AU4788496A; EP0808181B1; BR9607516A; TR199700760T1; CA2212519C; NO973648L; CN1141149C; JP2008080153A; HUP9702114A3; AU704047B2; HU219815B; ES2179930T3; MX9706054A; CN1173824A; NZ302264A

Abstract

1. Sposób powlekania powierzchni przedmiotu kwasem hialuronowym lub pochod- na kwasu hialuronowego, polegajacy na tym, ze prowadzi sie obróbke powierzchni przedmiotu plazma, a nastepnie zanurza sie obrobiona powierzchnie przedmiotu w roztwo- rze zawierajacym polietylenoimine, znamienny tym, ze zanurzona, obrobiona powierzch- nie przedmiotu poddaje sie reakcji z karbodwuimidem i kwasem hialuronowym lub po- chodna kwasu hialuronowego w obecnosci substancji wybranej z grupy obejmujacej N-hydroksyimid kwasu bursztynowego, sulfohydroksyimid kwasu bursztynowego i wo- dzian hydroksybenzotriazolu, która katalizuje, ulatwia lub intensyfikuje reakcje pomiedzy grupami karboksylowymi polisacharydu i grupami aminowymi powierzchni przedmiotu. 12. Sposób powlekania powierzchni przedmiotu polimerem pólsyntetycznym, pole- gajacy na tym, ze prowadzi sie obróbke powierzchni przedmiotu plazma, a nastepnie zanu- rza sie obrobiona powierzchnie przedmiotu w roztworze zawierajacym polietylenoimine, znamienny tym, ze zanurzona powierzchnie przedmiotu poddaje sie reakcji z kar- bodwuimidem i polimerem pólsyntetycznym w obecnosci substancji wybranej z grupy obejmujacej N-hydroksyimid kwasu bursztynowego, sulfohydroksyimid kwasu burszty- nowego i wodzian hydroksybenzotriazolu, która katalizuje, ulatwia lub intensyfikuje reak- cje pomiedzy grupami karboksylowymi polisacharydu i grupami aminowymi powierzchni przedmiotu. PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób powlekania zewnętrznych powierzchni przedmiotów kwasem hialuronowym lub jego pochodnymi względnie innymi naturalnymi lub półsyntetycznymi polimerami do zastosowań w dziedzinie chirurgii, ochronie zdrowia i w diagnostyce. Zgodnie z wynalazkiem jest możliwe łączenie polimeru w trwały sposób z powierzchnią przedmiotów wykonanych z szerokiej gamy materiałów. Powierzchnie obrabiane sposobem opisanym w niniejszym wynalazku odznaczają się wysokim stopniem zwilżalności i poślizgu w środowisku wodnym i wykazują polepszone własności podczas współdziałania z fazami biologicznymi. Na przykład, są one zdolne do zapobiegania adhezji komórek lub bakterii obecnych w płynach biologicznych.

Kwas hialuronowy jest naturalnym mukopolisacharydem obecnym w różnych stężeniach w praktycznie wszystkich tkankach. Każdy znawca tej dziedziny wie, ze wodne roztwory kwasu hialuronowego, jego soli lub jego pochodnych lub ogólnie polisacharydów wykazują wyraźną lepkość, poślizg i zdolność do zmniejszania tarcia, co stanowi cechę wynikłą

182 804 z obecności i działania polisacharydów takiego rodzaju jak kwas hialuronowy w organizmach ludzi i innych zwierząt (Michels R.G. i inni, Hialuronian sodowy w dawnych i późniejszych elementach chirurgicznych, Phisicochemical and Pharmacological Characteristic of hyaluronicAcid, 1-15, 1989).

Ze względu na te własności, polisacharydy tego samego rodzaju co kwas hialuronowy (zarówno polisacharydy naturalne, jak i otrzymywane metodą syntezy z naturalnych związków) były szeroko badane. W szczególności, dołożono wielu starań w celu określenia sposobów trwałego łączenia cienkich warstw kwasu hialuronowego (frakcja hialolecytyny, jak to opisano w opisie patentu europejskiego Nr 0138572) lub jego pochodnych (opis patentowy Stanów Zjednoczonych Nr 4,851,521) z powierzchnią innych materiałów. Celem tych badań było wytworzenie przedmiotów o ulepszonych własnościach powierzchniowych, z zachowaniem wszystkich własności materiału, z którego były one wykonane (wspomniany materiał będzie następnie powoływany jako podłoże). W szczególności, ze względu na jego wysoki stopień hydrofilowości, kwas hialuronowy i jego pochodne są szczególnie odpowiednie do wytwarzania wyrobów, których stosowanie wymaga, aby ich powierzchnia była odporna na adhezję komórek organizmów obecnych w tkankach lub płynach biologicznych. Takie powierzchnie są szczególnie interesujące w zastosowaniach, gdzie adhezja między materiałem a komórką może spowodować uszkodzenie biologicznej tkanki (Kaufinann, H.E. i inni, Science, 189, 525,1977).

Modyfikacja powierzchni materiałów kwasem hialuronowym lub jego pochodnymi sprawiała trudności wielu badaczom. Jedną z pierwszych kwestii jest to, że roztwory kwasu hialuronowego posiadają raczej wysokie napięcie powierzchniowe, takie samo lub trochę mniejsze niz woda (F.H. Silver i inni, Journal of Applied Biomaterials, 5, 89, 1994). Jest dobrze znane, że aby otrzymać jednorodną powłokę przy stosowaniu roztworu, zastosowany materiał musi mieć napięcie powierzchniowe niższe niż napięcie powierzchniowe podłoża, aby uzyskać całkowite, równe pokrycie powierzchni. Ponadto, prawie wszystkie materiały polimerowe, które mogą być stosowane jako podłoża wykazują napięcie powierzchniowe niższe niż woda, co stanowi cechę, która przeszkadza w tworzeniu cienkiej warstwy kwasu hialuronowego pokrywającego równo podłoże (Garbassi F. i inni, Polymer Surfaces, from Physics to Technology Willey, Chichester, 304, 1994).

Należy zauważyć, że kwas hialuronowy jest rozpuszczalny w wodzie, tak więc jakikolwiek przedmiot otrzymany przez proste pokrycie go warstwą roztworu kwasu hialuronowego, szybko traci swą powłokę w kontakcie z roztworami wodnymi, włączając w to płyny biologiczne. Pochodne kwasu hialuronowego, nawet te nierozpuszczalne w wodzie, są w każdym przypadku wysoce hydrofilowe i mają silną tendencję do pęcznienia w obecności wody lub wodnych roztworów (H.N. Joshi i E.M. Topp, International Joum. of Pharm. 80 (1992) 213-225)). W środowisku wodnym, ta właściwość gwałtownie powoduje odrywanie hydrofitowej warstwy powierzchniowej, zastosowanej do podłoża poprzez proste powlekanie z zastosowaniem roztworu. Z tego względu, badano sposoby związane z wytwarzaniem chemicznych wiązań między powierzchnią przedmiotu i kwasem hialuronowym lub jego pochodnymi.

Obecność trwałych wiązań chemicznych, przeszkadza w tym, aby warstwa powierzchniowa ulegała rozpuszczaniu i nadaje przedmiotom bardziej wytrzymałe własności powierzchniowe, o dłuższej trwałości. Wytworzenie chemicznego wiązania między podłożem a warstwą powierzchniową wymaga obecności odpowiednich chemicznych ugrupowań w obu materiałach. Podczas gdy struktura chemiczna kwasu hialuronowego zapewnia występowanie różnorodnych odpowiednich grup funkcyjnych, powierzchnia większości materiałów syntetycznych nie jest szczególnie odpowiednia dla tego typu działania. Do tego celu, sposób wytwarzania chemicznego wiązania między warstwą powierzchniową kwasu hialuronowego lub jego pochodnych i syntetycznego podłoża zwykle zawiera dwa etapy. W pierwszym etapie wprowadza się odpowiednie grupy chemiczne na powierzchnię, następnie, w drugim etapie, wywołuje się reakcję między grupami chemicznymi wprowadzonymi na powierzchnię podłoża i kwasem hialuronowym lub jego pochodnymi. Na przykład, opisy patentowe Stanów Zjednoczonych Nr, Nr, 4,657,820, 4,663,233, 4,722,867, 4,801,475, 4,810,586, 4, 959, 074, 5, 023,114 i 5, 037, 677 opisują stosowanie warstwy pośredniej między podłożem a powłoką

182 804 kwasu hialuronowego. Ta pośrednia warstwa fizycznie przylega do podłoża i zawiera grupy chemiczne odpowiednie do tworzenia wiązania z grupami chemicznymi kwasu hialuronowego. Ułatwia to powlekanie i zapewnia równe pokrywanie podłoża kwasem hialuronowym;

wspomniane opisy patentowe opisują także stosowanie albumin, które dodawane do kwasu hialuronowego, polepszają jego zdolność do zwilżania w równy sposób warstwy pośredniej.

W innych materiałach opisane jest stosowanie technologii plazmowej w celu wprowadzenia reaktywnych grup na podłoże. Technika ta (Garbassi F. i inni, Polymer Surfaces, from Phisics to Technology, Wiley, Chichester, 6, 1994), stwarza możliwość modyfikacji powierzchni materiałów polimerowych w szybki, efektywny sposób. Na przykład, w międzynarodowym zgłoszeniu patentowym Nr WO 94/06485, opisano wprowadzanie grup funkcyjnych na powierzchnię materiału polimerowego na drodze obróbki plazmą metanolową. Obrabiany materiał jest następnie kierowany do kontaktu z roztworami epichlorohydryny, która gwarantuje obecność grup odpowiednich do reakcji z polisacharydami.

Inne artykuły (Acta Phisiologica Scandinava, 116, 201, 1982; Journal of Biomedical Materials Research, 18, 953, 1984, Elan i inni) opisują obróbkę plazmą tlenową, z następującym dalej zastosowaniem 3-glicydoksy-propylotrójmetoksy-silanem. Powierzchnie obrabiane w ten sposób stosowane są do wytwarzania kowalentnych wiązań z polisacharydami.

Chociaż opisane powyżej sposoby są zasadniczo zadawalające, tym niemniej realizacja każdego z nich stwarza pewne trudności. W szczególności, stosowanie warstwy pośredniej wymaga, aby jej skład był przystosowany do rodzaju podłoża, aby wzmóc adhezję tak bardzo, jak to możliwe. W przypadku wytworzenia przedmiotów składających się z nowych materiałów, lub rzadko stosowanych materiałów, potrzeba wiele czasu i wysiłku na znalezienie najbardziej odpowiedniego składu warstwy pośredniej. Gdy przedmioty, które należy pokrywać składają się z różnych materiałów, jest trudno zastosować odpowiednią warstwę pośrednią dla każdego komponentu, ażeby uniknąć nakładania się warstw i nadlewania warstwy pośredniej w nieodpowiednie miejsca. Ponadto może być niepożądane stosowanie albumin w celu zwiększenia zwilżalności podłoża, szczególnie w przypadku wyrobów przeznaczonych do zastosowań biomedycznych.

Co się tyczy innych wymienionych przykładów, jest zalecane unikanie zastosowania epichlorohydryny i 3-glicydoksy-propylo-trójmetoksy-silanu, ponieważ są znane, jako stanowiące znaczne zagrożenie dla zdrowia. Istotnie, zgodnie z klasyfikacją substancji niebezpiecznych wydaną przez Unię Europejską, związki te oznaczone są odpowiednio jako R45 i R40, sygnalizując niebezpieczeństwo dla zdrowia, jak to jest podawane w większości katalogów produktów chemicznych i odczynników. Oznaczenie to wskazuje, w pierwszym przypadku, ze produkt ten może wywoływać raka i w drugim przypadku, ze istnieje ryzyko nieodwracalnych zmian.

Bardziej ogólnie, całkowita ilość reakcji, którym mogą podlegać grupy funkcyjne utrwalone na powierzchni i duże cząsteczki, takie jak cząsteczki polisacharydów, jest poważnie ograniczona dobrze znanym efektem przeszkody przestrzennej. Duży rozmiar cząsteczki polisacharydu zapobiega lub utrudnia kontakt między reaktywnymi grupami, tak, że prawdopodobieństwo efektywnego zachodzenia reakcji jest zdecydowanie niskie.

Inne sposoby opisane w stanie techniki obejmują reakcję między polisacharydami i grupami aminowymi. W japońskim opisie patentowym JP 04126074 (27 kwiecień 1992) opisane jest zastosowanie obróbki plazmą amoniową w celu wprowadzenia grup aminowych na powierzchnię polimerycznego podłoża. Grupy aminowe poddawane są następnie reakcji z kwasem hialuronowym lub innymi polisacharydami z zastosowaniem czynnika kondensującego. W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Nr 4,810,784, powierzchnia przedmiotu wykonanego z materiału polimerowego jest obrabiana reaktywnymi roztworami, takimi, aby wprowadzone zostały na powierzchnię jako taką, ujemne ładunki elektrostatyczne. Obrabiana w ten sposób powierzchnia doprowadzana jest do kontaktu z wodnym roztworem polietylenoiminy (PEI), polimeru odznaczającego się obecnością grup aminowych i dodatnim ładunkiem elekrostatycznym. Wzajemne oddziaływanie różnoimiennych ładunków wiąże PEI na modyfikowanej powierzchni, wytwarzając powierzchnię bogatą w grupy aminowe. Heparyna i inne polisacharydy wiązane są do aminowanej powierzchni po obróbce roztworem azoty6

182 804 nów. Wiadomo, iż działanie azotynów powoduje tworzenie się grup aldehydowych. Reagują one z aminowaną powierzchnią wiąząc nieodwracalnie polisacharydy do powierzchni. Tą samą reakcję wykorzystuje się wprowadzając grupy aldehydowe metodą łagodnego utleniania za pomocą nadjodanu C.Brink i inni, Colloids and surfaces, 149, 66, 1992).

Reakcja między PEI i jakąkolwiek grupą aldehydową obecną lub wprowadzoną do polisacharydu jest ponadto czasami stosowana do wiązania polisacharydu w różnych konformacjach do powierzchni przedmiotu (E. Ostenberg i inni, Journal of Biomedical Materials Research, 29, 741, 1995). Opis patentowy Nr 5,409,696 opisuje modyfikację powierzchni materiałów przez obróbkę plazmą zawierającą parę wodną z następującą dalej reakcją obrabianej powierzchni z PEI.

Otrzymywana w ten sposób powierzchnia jest bogata w grupy aminowe i zdolna jest do wiązania heparyny i innych polisacharydów w nieodwracalny sposób, przez działanie czynnika kondensującego. Typowo, reakcja między grupą karboksylową polisacharydu i grupą aminową powierzchni jest katalizowana przez etylo-dwumetylo-aminopropylo-karbodwuimid (EDC). Stosowanie tego sposobu do powlekania wnętrza rurek, przeznaczonych do kontaktu z krwią opisane jest przez P.V. Narayanan'a (Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition, 6, 181, 1994).

Badania wykazały, że sposoby opisane w cytowanych opisach patentowych i artykułach nie są w pełni zadawalające, jeśli dotyczą wytwarzania przedmiotów z powierzchnią modyfikowaną kwasem hialuronowym lub jego pochodnymi. Rzeczywiście, wprowadzanie grup funkcyjnych typu aminowego za pomocą plazmy amoniowej, jak to opisano w opisie Nr JP 04126074 (27 kwiecień 1992) nie jest bardzo praktyczne do zastosowania w procesie produkcyjnym. Fachowcom w tej dziedzinie wiadome jest, że gęstość grup funkcyjnych wprowadzanych tą techniką na powierzchni podłoża jest raczej niska i zbyt wiele zależy od precyzji geometrii reaktora stosowanego do obróbki plazmowej, od natury podłoża, od obecności dodatków i/lub zanieczyszczeń na powierzchni i we wnętrzu podłoża i od warunków składowania podłoża przed i po obróbce. Z tego względu technika ta jest trudna do zastosowania w produkcji przemysłowej. Ten ujemny aspekt jest znany stosującym tę technikę i w wyżej wzmiankowanych opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Nr Nr 4,810,874 i 5,409,696 przeciwdziałano temu przez zastosowanie PEI, co pozwalało na uzyskiwanie wysokiej gęstości grup aminowych. Chociaż te ostatnie sposoby efektywnie rozwiązują problem powołany w pierwszym etapie procesu, to znaczy wprowadzania reaktywnych grup na powierzchni materiału, nie są one tak efektywne w drugim etapie, który dotyczy wiązania kwasu hialuronowego lub jego pochodnych do powierzchni. Rzeczywiście, jak to wcześniej wspomniano, w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Nr 4,810,874 zalecano aktywację heparyny lub innych polisacharydów poprzez obróbkę chemiczną. Nie jest zatem możliwe stosowanie polisacharydu jako takiego, lecz jest konieczne modyfikowanie go przez obróbkę chemiczną narażając się na dodatkowe koszty w znaczeniu czasu, odczynników, pracy i składowania odpadów. Co więcej, inaczej niż dla innych polisacharydów, kwas hialuronowy jest tylko nieznacznie wrażliwy na częściowe reakcje utleniania, które pozwalają na wprowadzanie grup typu aldehydów do polisacharydu (J.E. Scott i M.J. Tigwell, Biochem. J., 173, 103, 1978; B.J. Kvam i inni, Carbohydrate Research, 230, 1, 1992). Co się tyczy opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Nr 5,409,696, gdy realizuje się proponowany w nim sposób, nie wytwarza się struktury powierzchni zdolnej do wykorzystania w pełnej rozciągłości wewnętrznych charakterystycznych właściwości kwasu hialuronowego. Gdy stosuje się sposób opisany w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Nr 5,409,696, z drugiej strony, jak pokazano to w zestawie testów porównawczych tam zawartych, nie jest możliwe otrzymanie powierzchni zdolnych do powstrzymywania adhezji komórek. Podobne rezultaty obserwowano, gdy zamiast samego kwasu hialuronowego stosowano jego półsyntetyćzne estry rozpuszczalne w wodzie (EPA , 0216453). W procesie tym jednak sposób w jaki tworzą się wiązania między aminowaną powierzchnią i polisacharydem nie pozwala, aby hydrofilowe własności kwasu hialuronowego lub jego pochodnych były eksploatowane w pełnym zakresie.

Sposób, który jest przedmiotem patentu Stanów Zjednoczonych Nr 5,409,696 może być stosowany tylko dla powierzchniowej modyfikacji materiałów polimerowych, jak to wskaza182 804 no w tytule Powierzchnie polimerowe obrabiane plazmą o częstotliwości radiowej, posiadające czynnik przeciwskrzeplinowy uwięziony na powierzchni oraz instrukcji wykonania w nim zawartych. W zwykłej biomedycznej i chirurgicznej praktyce, często są stosowane materiały metalowe lub ceramiczne tak, ze wskazane jest, aby sposób modyfikacji mógł obejmować także podłoża tego rodzaju.

Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie sposobu umożliwiającego wytwarzanie chemicznego wiązania między dowolnym podłożem i kwasem hialuronowym lub jego pochodnymi w sposób prosty i niezawodny i aby ich wewnętrzne własności mogły być wykorzystywane w najpełniejszym możliwym zakresie.

Sposób powlekania powierzchni przedmiotu kwasem hialuronowym lub pochodną kwasu hialuronowego, polegający na tym, że prowadzi się obróbkę powierzchni przedmiotu plazmą a następnie zanurza się obrobioną powierzchnię przedmiotu w roztworze zawierającym polietylenoiminę, według wynalazku charakteryzuje się tym, ze zanurzoną obrobioną powierzchnię przedmiotu poddaje się reakcji z karbodwuimidem i kwasem hialuronowym lub pochodną kwasu hialuronowego w obecności substancji wybranej z grupy obejmującej N-hydroksyimid kwasu bursztynowego, sulfohydroksyimid kwasu bursztynowego i wodzian hydroksybenzotriazolu, która katalizuje, ułatwia lub intensyfikuje reakcję pomiędzy grupami karboksylowymi polisacharydu i grupami aminowymi powierzchni przedmiotu.

Korzystnie, jako pochodną kwasu hialuronowego stosuje się całkowity lub częściowy ester benzylowy kwasu hialuronowego.

Korzystnie, jako pochodną kwasu hialuronowego stosuje się całkowity lub częściowy ester etylowy kwasu hialuronowego.

Korzystnie, reakcję między obrabianą powierzchnią i kwasem hialuronowym lub jego pochodną prowadzi się w wodnym roztworze w obecności hydroksyimidu kwasu bursztynowego i l-etylo-3-(3-dimetylo-amino-propylokarbodwuimidu).

Korzystnie, reakcję między obrabianą powierzchnią i kwasem hialuronowym lub jego pochodną prowadzi się w rozpuszczalniku organicznym w obecności hydroksyimidu kwasu bursztynowego i dicykloheksylo-karbodwuimidu.

Korzystnie, obróbkę powierzchni przedmiotu plazmą prowadzi się plazmą wybraną z grupy obejmującej plazmę tlenu, plazmę powietrza, plazmę alkoholu, plazmę acetonu, plazmę związków utlenionych, plazmę azotu, plazmę argonu względnie mieszaninę przynajmniej dwóch rodzajów wymienionej plazmy.

Korzystnie, jako przedmiot do powlekania stosuje się przedmiot wykonany z materiału nadającego się do kontaktu z płynami fizjologicznymi.

Korzystnie, jako przedmiot do powlekania stosuje się przedmiot wykonany z materiału polimerowego, materiału ceramicznego lub metalu.

Korzystnie, jako przedmiot do powlekania stosuje się przedmiot wykonany z materiału metalowego wybranego z grupy zawierającej tytan, stop tytanu, stal i stop chromo wokobal to wy.

Korzystnie, jako przedmiot do powlekania stosuje się przedmiot wybrany z grupy obejmującej cewniki, worki do krwi, kanały prowadzące, zgłębniki, strzykawki, instrumenty chirurgiczne, pojemniki, układy do filtracji, sztuczne ścięgna, stawy, sztyfty, zastawki sercowe, części zamienne kości i układu sercowo-naczyniowego, przeszczepy, cewniki żylne, soczewki wewnątrzgałkowe, soczewki kontaktowe, zamienniki części miękkich, sztuczne nerki, urządzenia do utleniania krwi, sztuczne serca, trzustki i wątroby.

Korzystnie, jako przedmiot do powlekania stosuje się przedmiot wybrany z grupy obejmującej elementy wyposażenia laboratoryjnego, płytki do hodowli komórek lub tkanek, płytki do regeneracji komórek lub tkanek oraz nośniki dla aktywnych czynników takich jak peptydy, białka i przeciwciała.

Sposób powlekania powierzchni przedmiotu polimerem półsyntetycznym, polegający na tym, że prowadzi się obróbkę powierzchni przedmiotu plazmą a następnie zanurza się obrobioną powierzchnię przedmiotu w roztworze zawierającym polietylenoiminę, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zanurzoną powierzchnię przedmiotu poddaje się reakcji z karbodwuimidem i polimerem półsyntetycznym w obecności substancji wybranej z grupy obejmującej N-hydroksyimid kwasu bursztynowego, sulfohydroksyimid kwasu bursztynowe8

182 804 go i wodzian hydroksybenzotriazolu, która katalizuje, ułatwia lub intensyfikuje reakcję pomiędzy grupami karboksylowymi polisacharydu i grupami aminowymi powierzchni przedmiotu.

Korzystnie, jako polimer półsyntetyczny stosuje się polimer półsyntetyczny wybrany z grupy składającej się z estru wielowartościowego alkoholu kwasu hialuronowego, wewnętrznego estru polisacharydu, zawierającego grupy kwasowe, estru karboksymetylocelulozy, estru karboksymetylochityny, estru karboksymetyloamidu, aktywnego estru karboksylowanego polisacharydu, estru sulfonowanego kwasu hialuronowego, estru kwasu alginowego, estru chityny, estru chitozanu, estru kwasu pektowego i estru kwasu pektynowego.

Korzystnie, reakcję między obrabianą powierzchnią i polimerem półsyntetycznym prowadzi się w wodnym roztworze w obecności hydroksyimidu kwasu bursztynowego i 1-etylo-3(3- dimetylo-amino-propylokarbodwuimidu).

Korzystnie, reakcję między obrabianą powierzchnią i polimerem półsyntetycznym prowadzi się w roztworze wodnym w obecności hydroksyimidu kwasu bursztynowego i dicykloheksylokarbodwuimidu.

Korzystnie, jako przedmiot do powlekania stosuje się przedmiot wykonany z materiału metalowego wybranego z grupy zawierającej tytan, stop tytanu, stal i stop chromowokobaltowy.

Korzystnie, jako przedmiot do powlekania stosuje się przedmiot wybrany z grupy obejmującej cewniki, worki do krwi, kanały prowadzące, zgłębniki, strzykawki, instrumenty chirurgiczne, pojemniki, układy do filtracji, sztuczne ścięgna, stawy, sztyfty, zastawki sercowe, części zamienne kości i układu sercowo-naczyniowego, przeszczepy, cewniki zylne, soczewki wewnątrzgałkowe, soczewki kontaktowe, zamienniki części miękkich, sztuczne nerki, urządzenia do utleniania krwi, sztuczne serca, trzustki i wątroby.

Niniejszy wynalazek dotyczy szczególnie sposobu powlekania przedmiotów biomedycznych, cienką warstwą kwasu hialuronowego, jego pochodną lub półsyntetycznym polimerem, w którym cienka warstwa jest związana w trwały sposób z materiałem podłoża. W ten sposób wytworzona zostaje struktura kompozytowa, której korpus odznacza się właściwościami materiału zastosowanego do wytworzenia przedmiotu, podczas gdy własności powierzchni odznaczają się własnościami cienkiej warstwy kwasu hialuronowego, jego pochodnej lub wspomnianego półsyntetycznego polimeru. Te własności mogą nadawać powierzchni materiału obrabianego sposobem według wynalazku wysoki stopień hydrofilności. Na przykład, powierzchnie przedmiotów obrabianych sposobem według wynalazku są zdolne do zapobiegania adhezji komórek obecnych w płynach biologicznych i do zmniejszania przywierania bakterii. Ponadto, powłoki na przedmiocie z materiału naturalnego pochodzenia zgodnie z niniejszym wynalazkiem, zapewniają lepsze współdziałanie z fazami biologicznymi.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. la przedstawia widmo spektroskopii elektronowej próbki 1, przykład I, fig. lb widmo spektroskopii elektronowej próbki 2, przykład I, fig. 2a - pik Cis z analizy spektroskopii elektronowej próbki stalowej umieszczonej w roztworze PEI, fig. 2b - pik Cisz analizy spektroskopii elektronowej próbki stalowej modyfikowanej kwasem hialuronowym według przykładu IV, fig. 3a - zdjęcie z mikroskopu optycznego pokazujące brak adhezji fibroblastów L-929 na powierzchni próbki A, przykład VI (powiększenie 200Χ), fig. 3b - zdjęcie z mikroskopu optycznego pokazujące adhezję fibroblastów L-929 na powierzchni próbki B,

182 804 przykład VI (powiększenie 200Χ), fig. 4a - zdjęcie z mikroskopu optycznego pokazujące brak adhezji fibroblastów L-929 na powierzchni próbki D, przykład VI (powiększenie 200Χ), fig. 4b zdjęcie z mikroskopu optycznego pokazujące adhezję fibroblastów L-929 na powierzchni próbki F, przykład VI (powiększenie 200Χ), fig. 5a - zdjęcie z mikroskopu optycznego pokazujące adhezję fibroblastów L-929 na powierzchni tytanu (powiększenie 200Χ), fig. 5b zdjęcie z mikroskopu optycznego pokazujące brak adhezji fibroblastów L-929 na powierzchni tytanu, modyfikowanego estrem kwasu hialuronowego opisane w przykładzie VIII (powiększenie 200Χ), fig. 6a - zdjęcie z mikroskopu optycznego pokazujące brak adhezji fibroblastów L-929 na powierzchni soczewki wewnątrzgałkowej, modyfikowanej kwasem hialuronowym opisane w przykładzie X (powiększenie 50Χ), fig. 6b - zdjęcie z mikroskopu optycznego pokazujące adhezję fibroblastów L-929 na powierzchni niemodyfikowanej soczewki wewnątrzgałkowej (powiększenie 50Χ), fig. 7a - zdjęcie z mikroskopu optycznego pokazujące brak adhezji fibroblastów L-929 na powierzchni soczewki wewnątrzgałkowej, modyfikowanej estrem kwasu hialuronowego opisane w przykładzie X (powiększenie 200Χ), fig. 7b - zdjęcie z mikroskopu optycznego pokazujące adhezję fibroblastów L-929 na powierzchni niemodyfikowanej soczewki wewnątrzgałkowej, (powiększenie 200Χ).

Szczegółowy opis wynalazku i poszczególne przykłady, pokazują jedynie korzystne przykłady wykonania wynalazku.

W ogólnym znaczeniu, niniejszy wynalazek dotyczy sposobu powlekania przedmiotów warstwą kwasu hialuronowego lub jego pochodnej (na przykład takiej jak polisacharydy zawierające grupy karboksylowe) lub półsyntetycznego polimeru, takiego jak opisany poniżej, na drodze tworzenia chemicznego wiązania z powierzchnią podłoża.

W sposobie według wynalazku, jako alternatywę dla kwasu hialuronowego lub jego pochodnych (takich jak jego częściowe pochodne) lub polisacharydy zawierające grupy karboksylowe jest możliwe zastosowanie wyżej wymienionych sposobów, do różnych półsyntetycznych polimerów, takich jak estry wielowartościowych alkoholi kwasu hialuronowego, wewnętrznych estrów polisacharydów, zawierających grupy estrów karboksymetylocelulozy, karboksymetylochityny i karboksymetyloamidu, aktywnych estrów karboksypolisacharydów, sulfonowanych estrów kwasu hialuronowego, estrów kwasu alginowego estrów gellanowych, wewnętrznych estrów gellanowych, estrów chityny i chitozanu estrów kwasu pektowego i kwasu pektynowego.

Zgodnie ze sposobem według niniejszego wynalazku, materiał podłoża dowolnego rodzaju obrabiany jest za pomocą plazmy powietrza, tlenu, argonu, azotu lub innych gazów lub par zdolnych do wprowadzania utlenionych centrów na powierzchni i/lub do wywołania efektu oczyszczającego i usunięcia zanieczyszczeń organicznych. Jednak zastosowanie plazmy zawierającej opary wody, nie jest wymagane w sposobie według niniejszego wynalazku.

Powierzchnia obrabiana w ten sposób jest poddana działaniu wodnego roztworu PEI (lub innej polikationowej substancji, takiej jak polilizyna lub podobne), tak, aby wytworzyć wysokie stężenie grup aminowych na powierzchni. Materiał obrabiany w ten sposób poddaje się reakcji z kwasem hialuronowym, jego pochodną lub polimerem półsyntetycznym (np. innym polisacharydem zawierającym grupy karboksylowe) w obecności czynnika kondensującego, takiego jak EDC w roztworze wodnym lub dwucykloheksylo-karbodwuimidu (DDC) w rozpuszczalniku organicznym. Obecne są także cząsteczki zdolne do wzmagania reakcji prowadzonej przez EDC. Ta klasa związków obejmuje, lecz nie jest ograniczona do N-hydroksyimidu kwasu bursztynowego (NHS), sulfohydroksyimidu kwasu bursztynowego, wodzianu hydroksy-benzotriazolu i podobnych cząstek.

Sposób według niniejszego wynalazku oparty jest na niespodziewanej obserwacji, ze cząsteczki takie jak NHS są zdolne do przyspieszania reakcji kondensacji wywołanej przez EDC, także w przypadku gdy grupy wiązane są na powierzchni pod nieobecność struktur molekularnych znanych fachowcom jako ramiona dystansujące.

Co się tyczy w szczególności kwasu hialuronowego, jest znane, że w roztworach także przy braku NHS, tworzy się produkt pośredni, ogólnie określany jako N-acylomocznik, który przeszkadza w dokończeniu reakcji. Gdy grupy aminowe są związane do powierzchni, muszą być zastosowane ramiona odległościowe w celu przywrócenia jej dostatecznej reaktywno

182 804 ści. Ramię odległościowe stanowi sekwencję atomów węgla, która oddziela reaktywne grupy od powierzchni, czyniąc je bardziej swobodnymi i zwiększając ich reaktywność. Na przykład produkt COVALINK (Nunc) stanowi polistyren, zawierający drugorzędowe grupy aminowe odseparowane od powierzchni za pomocą ramion odległościowych, zawierających dziewięć atomów węgla i NHS okazał się efektywny do zwiększenia wydajności reakcji wywołanej przez EDC. Oczywiście, koszt wytworzenia kompleksowej struktury cząsteczkowej na powierzchni, takiej jak funkcjonalnych grup na podłożu ramion odległościowych jest bardzo wysoki i ogranicza proces produkcyjny. W sposobie według niniejszego wynalazku, grupy aminowe są związane do powierzchni i wewnątrz struktury PEI, bez wymogu stosowania ramion odległościowych. Odkrycie, ze NHS jest zdolny przyspieszać reakcję kondensacji powierzchniowych grup aminowych prowadzoną przez EDC, nawet pod nieobecność ramion odległościowych i bez zwracania szczególnej uwagi na inne aspekty molekularne powierzchni jest zaskakujące i jest decydującym czynnikiem w sposobie według wynalazku.

Bardziej zaskakujące i nie do przewidzenia na podstawie dotychczasowej wiedzy jest odkrycie, że obecność NHS w mieszaninie reakcyjnej wywiera decydujący wpływ na antyadhezyjne własności dla komórek dla powierzchni pokrytej kwasem hialuronowym lub jego pochodnymi. Rzeczywiście, gdy pracuje się przy braku NHS, niemożliwe jest nadanie powierzchni pokrytej kwasem hialuronowym własności antyadhezyjnych, aby zapobiec adhezji komórek. Z drugiej strony, postępując zgodnie ze sposobem według niniejszego wynalazku, otrzymywane są powierzchnie doskonale odporne na kolonizację komórkową. Chociaż wynalazcy nie są zobligowani do wyjaśnienia przyczyny rezultatów jakie uzyskiwali i nie zamierzają ograniczyć się tym samym do jakiejś jednej teorii, zakłada się, że różnice w zachowaniu mogą być przypisane jednej z następujących przesłanek albo pod nieobecność NHS, wydajność reakcji jest zbyt niska, tak że chociaż kwas hialuronowy tworzy wiązania do powierzchni, nie staje się to w ilości dostatecznej, aby pokryć zupełnie materiał podłożowy; lub wiązanie powstałe pod nieobecność NHS zmienia własności kwasu hialuronowego związanego z powierzchnią. Uzyskana struktura nie zachowuje własności normalnie oczekiwanych dla tego rodzaju polimeru na podstawie obecnie istniejącej wiedzy.

W jednej szczególnie korzystnej postaci wykonania niniejszego wynalazku, materiał polimerowy, metalowy lub ceramiczny obrabiany jest plazmą powietrza lub tlenu o mocy ładunku między 1 a 400 W, korzystnie między 10 a 150 W, ciśnienie wynosi między 1,33 Pa a 1330 Pa, czas obróbki między 1 sekundą a 1 godziną korzystnie między 10 sekund a 30 minut. Jednak warunki obróbki nie są ograniczające i zależą od kształtu przedmiotu. Obróbka zachodzi wolniej jeśli wymagane jest modyfikowanie wnętrza rur lub innych niedostępnych części, podczas gdy płaskie lub eksponowane powierzchnie potrzebują mniej czasu.

Obrabiany materiał jest umieszczany w wodnym roztworze PEI, o stężeniu między 0,01% a 10%, korzystnie między 0,5% a 2%. Czas reakcji nie jest ograniczony i wynosi od 10 minut do 10 godzin. W końcu tego etapu materiał jest myty i umieszczany w roztworze kwasu hialuronowego lub jego pochodnej lub innego polisacharydu, zawierającego grupy karboksylowe. Stężenie polisacharydu wynosi między 0,005 i 5%, korzystnie między 0,05 a 1%. Roztwór jest uzupełniony w NHS i EDC w stężeniu między 0,001 a 1%. Reakcja przebiega w temperaturze pokojowej lub możliwie lekko podwyższonej i może trwać od 10 minut do 48 godzin. Jeśli typ polisacharydu i podłoża nadają się do tego, reakcję można prowadzić w organicznym rozpuszczalniku, z zastosowaniem DCC i NHS w poprzednio podanych stężeniach.

Ważne znaczenie sposobu według niniejszego wynalazku jest wyraźnie widoczne dla każdego znawcy w tej dziedzinie. Sposobem według niniejszego wynalazku można wytwarzać przedmioty z korzystną charakterystyką powierzchni, spowodowaną obecnością powłoki kwasu hialuronowego lub jego pochodnych, powłoki nie zmieniającej się w czasie ze względu na chemiczne wiązania między powloką a podłożem. Powierzchnie tych przedmiotów, ponadto wykazują wyraźnie zaznaczoną charakterystykę odporności na adhezję komórek i bakterii obecnych w płynach biologicznych.

Poniżej przedstawione są przykłady wykonania sposobu według wynalazku.

182 804

Przykład I

Z płytki Petriego gatunku bakteriologicznego pobrano próbkę polistyrenu (Corning) i obrobiono plazmą w reaktorze o płytach równoległych (Gambetti Kenologia). Obróbkę prowadzono pod ciśnieniem tlenu wynoszącym 133 Pa, o mocy ładunku 50 W, przepływie 20 cm (std)/min i czasie obróbki 30 sekund.

Obrobioną próbkę zanurzano na dwie godziny w 0,5% roztworze PEI (Aldrich) w wodzie. Wyjmowano je następnie, myto wodą i zanurzano w probówkach zawierających 5 ml następujących roztworów:

1) 1% (wagowych) kwasu hialuronowego (Fidia Advanced Biopolimers, Brindisi)

2) 1% (wagowo) kwasu hialuronowego, 0,02 g l-etylo-3-(3-dimetylo-aminopropylo) car- bodiimidu (Sigma),0,02 g N-hydroksyimidu kwasu bursztynowego (Sigma)

3) 1% (wagowych) kwasu hialuronowego zestryfikowanego 25% alkoholem benzylo- wym (Fidia Advanced Biopolimers, Brindisi)

4) 1% (wagowo) kwasu hialuronowego, zestryfikowanego 25% alkoholem benzylowym (Fidia Advanced Biopolymers) 0,02 g l-etylo-3-(3-dimetylo-aminopropylo)-carbodiimidu (Sigma), 0,3 g N-hydroksyimidu kwasu bursztynowego (Sigma)

5) 1% (wagowych) kwasu hialuronowego zestryfikowanego 50% alkoholem benzylo- wym (Fidia Advanced Biopolimers)

6) 1% (wagowo) kwasu hialuronowego, zestryfikowanego 50% alkoholem benzylowym

0,02 g l-etylo-3-(3-dimetylo-aminopropylo)-carbodiimidu (Sigma), 0,02 g N-hydroksyimidu kwasu bursztynowego (Sigma).

Próbki pozostawiono do przetrzymania w probówkach przez 12 godzin w pokojowej temperaturze, po czym odmywano je w wodzie przez noc. Wydajność obróbki sprawdzano analizą ESCA (spektroskopii elektronowej w analizie chemicznej). Jak już wiadomo (Garbassi i inni, Polymer Surfaces, from Physics to Technology, Wiley, Chichester, 3, 1994) za pomocą tej techniki jest możliwe oszacowanie składu chemicznego powierzchni materiałów. Analizę prowadzono przyrządem Perkin Elmer PHI 5500 ESCA. Obok próbek poprzednio opisanych, stosowano inne próbki obrabiane plazmą, jako próbki odniesienia, przez poddanie ich działaniu samej PEI.

Atomowy skład powierzchni %
Próbka Nr	0	C	N
1	11,8	79,3	7,1
2	26,4	65,5	7,1
3	11,5	78,9	7,6
4	23,2	67,4	6,0
5	11,8	79,0	7,3
6	21,6	69,0	6,8
sama PEI	11,2	78,8	7,5

Dane te pokazują znaczne zwiększenie ilości tlenu obecnego na powierzchni w następstwie procesu modyfikacji, jak się tego spodziewano po wprowadzeniu kwasu hialuronowego lub jego estrów. Z drugiej strony, pod nieobecność EDC i NHS, skład powierzchni pozostaje podobny do powierzchni odniesienia. Co więcej, szczegółowa analiza piku Cis wykazuje dużą ilość wiązań C-O, zgodnie z oczekiwaną strukturą molekularną. Spektrogramy ESCA próbek 1 i 2 przedstawiono na fig. la i Ib.

182 804

Przykład II

Inne próbki wytworzone sposobem opisanym w przykładzie I zanurzano w wodzie przez dwa miesiące. Powtórzono analizę ESCA. Nie obserwowano wystąpienia zmniejszenia lub zmian w powierzchniowym stężeniu tlenu, co potwierdziło stabilność wiązań między polisacharydem a powierzchnią.

Przykład III

Folię polietylenową, stosowaną do pakowania, obrabiano plazmą i zanurzano w PEI, jak to opisano w przykładzie I. Przygotowano dwie próbki i zanurzano w następujących roztworach dwumetylosulfotlenku (Fluka):

1) 1% kwasu hialuronowego zestryfikowanego 75% alkoholem benzylowym (Fidia Ad- vanced Biopolymers);

2) 1% kwasu hialuronowego zestryfikowanego 75% alkoholem benzylowym, 0,02 g 1-

-etylo-3-(3-diaminopropylo)carbodiimidu, 0,02 g N-hydroksyimidu kwasu bursztynowego.

Po odmywaniu w dwumetylosulfotlenku przez 24 godziny, próbki analizowano metodą ESCA. Uzyskano następujące rezultaty:

Atomowy skład powierzchni %
Próbka Nr	0	C	N
1	11,8	79,3	7,1
2	21,4	69,5	6,4
sama PEI	11,2	78,8	7,5

Przykład IV

Próbkę stali gatunku 316, stosowanego zwykle do zastosowań biomedycznych, obrabiano plazmą powietrzną przez 15 minut, następnie umieszczano w kontakcie z roztworem 0,5% PEI przez 2 godziny. Kwas hialuronowy wiązano na powierzchni materiału stosując roztwór 2 opisany w przykładzie I. Materiał poddawano następnie analizie metodą ESCA. Otrzymany pik Cis przedstawiony jest na fig. 2; przy czym fig. 2a odnosi się do próbek poddanych działaniu roztworu PEI, a fig. 2b przedstawia pik Cis próbki poddanej całkowitej modyfikacji. W tym ostatnim przypadku obserwuje się typowy szeroki wieloskładnikowy kształt, charakterystyczny dla piku Cis dla polisacharydów, potwierdzający obecność kwasu hialuronowego na powierzchni.

Przykład V

Płytki Petriego do kultury bakterii (Corning) modyfikowano jak to opisano w przykładzie I (3 płytki na obróbkę). W ten sposób przygotowane płytki napełniono 5 ml suspensji komórek (komórki fibroblatyczne tkanki łącznej myszy, L-929 w Minimum Essential Eagle's medium, uzupełnionego w serum z płodów cielęcych, antybiotyki penicyliny, streptomycyny, amfoterycyny B i l-glutaminy SPA, Mediolan) umieszczono w inkubatorze (Forma) w 37°C w atmosferze 5% CO₂ i przy 98% wilgotności. Współdziałanie komórek z kultury i podłoża polistyrenowego, przygotowanego jak to przedstawiono w przykładzie I, badano w regularnych przedziałach czasowych mikroskopem optycznym z kontrastem fazowym (Leica). W szczególności badano, czy komórki zdolne są przywierać do różnie przygotowanych podłoży i w jakim wymiarze, stosując kontrolne płytki Petriego, obrabiane jedynie samą plazmą, ażeby uzyskać maksymalne własności adhezyjne. W tym przykładzie (wychodząc z wyników obserwacji prowadzonych przez okres 24 godzin) wynik 5 odnosi się do maksimum adhezji, podczas gdy wynik 0 oznacza brak adhezji.

182 804

Próbka Nr	Wynik
kontrolna	5
1	4
2	0
3	4
4	0
5	4
6	0

Doświadczenie potwierdza obecność hydrofitowej warstwy, trwale związanej i zdolnej do zabezpieczania przed przywieraniem komórek.

Przykład VI

Cztery polistyrenowe płytki Petriego przygotowano zgodnie ze sposobem modyfikacji opisanym w przykładzie I, stosując roztwór 2 kwasu hialuronowego (próbki te powoływano jako A). Taką samą ilość płytek przygotowywano pokrywając powłoką kwasu hialuronowego sposobem opisanym w przykładzie 11 opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Nr 5,409,696 (te płytki powoływano jako B). Modyfikowane płytki doprowadzano do kontaktu z suspensją komórek L929, jak to opisano w poprzednim przykładzie a rezultaty przedstawiaj ą następuj ąco:

Próbka	Wynik
kontrolna	5
A	0
B	4

Figury 3a i 3b stanowią zdjęcia z mikroskopu optycznego i pokazują stan powierzchni na końcu testu. Figura 3a odnosi się do próbki A 3b odnosi się do próbki B. Różny stopień odporności na adhezję komórek uzyskiwaną w tych dwóch sposobach jest wyraźnie widoczny.

P r z y k ł a d VII

Cztery polistyrenowe płytki Petriego przygotowywano według sposobu modyfikacji opisanego w przykładzie I, stosując roztwór estrów kwasu hialuronowego 4 i 6 (próbki te są następnie powoływane jako odpowiednio C i D). Taką samą ilość płytek przygotowano zgodnie ze sposobem pokrywania kwasem hialuronowym opisanym w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Nr 5,409,696, stosując te same estry kwasu hialuronowego (te próbki powoływano jako E i F). Modyfikowane płytki doprowadzano do kontaktu z suspensją komórek L929, jak to opisano w uprzednim przykładzie. Badano adhezję komórek jak w poprzednim przykładzie a rezultaty są następujące:

Próbka	Wynik
kontrolna	5
c	0
D	0
E	5
F	5

182 804

Figury 4a i 4b stanowią zdjęcia uzyskane z mikroskopu optycznego i pokazują stan powierzchni na końcu testu. Figura 4a odnosi się do próbki D, 4b do próbki F. Różny stopień odporności na adhezję komórek jest wyraźnie widoczny.

Przykład VIII

Mały arkusz tytanu (Aldrich) modyfikowano plazmą i poddano działaniu PEI jak to opisano w przykładzie IV. Powierzchnię przygotowaną w ten sposób poddano reakcji z roztworem 6 jak w przykładzie I. Cztery próbki niemodyfikowanego tytanu i cztery próbki tytanu, który poddano modyfikacji doprowadzono do kontaktu z suspensją komórek L929, jak w poprzednim przykładzie. 24 godziny później badano adhezję komórek, zabarwiając komórki błękitem toluidynowym i obserwując wyhodowane komórki na mikroskopie metalograficznym. Wyniki obserwacji pokazano na fig. 5a i 5b. Figura 5a odnosi się do niemodyfikowanego tytanu, fig. 5b do tytanu modyfikowanego estrem kwasu hialuronowego zgodnie z niniejszym wynalazkiem. Jest widoczne, że komórki na tych dwóch powierzchniach różnie się zachowują. W przypadku modyfikowanego materiału, komórki utrzymują zaokrągloną postać i nie przybierają spłaszczonego, rozlanego wyglądu typowego dla komórek, które trwale przywarły do podłoża, co zaobserwowano na niemodyfikowanym materiale (Fig. 5a).

Przykład IX

Proces modyfikacji opisany w przykładzie VIII przeprowadzono na szklanym przezroczu. Modyfikowane szkło, próbkę szkła niemodyfikowanego i modyfikowaną plazmą płytkę polistyrenową (stosowaną jako kontrolna dla określenia maksimum adhezji), umieszczano w kontakcie z komórkami L-929. Po 24 godzinach badano adhezję komórek. Uzyskano następujące rezultaty:

Próbka	Wynik
kontrolna	5
Zwykłe szkło	5
Modyfikowane szkło	0

Przykład X

Proces modyfikacji opisany w przykładzie I, przeprowadzono na dwóch soczewkach wewnątrzgałkowych (Sanitaria Scaligera), stosując roztwór kwasu hialuronowego gatunku do zastosowań ocznych (Fidia Advanced Biopolymers), 0,4% EDC i 0,4% NHS. Modyfikowane soczewki i taką samą ilość niemodyfikowanych soczewek umieszczano w płytkach Petriego i doprowadzano do kontaktu z suspensjąkomórek L-929 jak w poprzednich przykładach. Odporność próbek na adhezję komórek przedstawiono na fig. 6 i 7. Stanowią one zdjęcia powierzchni soczewek modyfikowanych według niniejszego wynalazku (6a i 7a) oraz niemodyfikowanych (6b i 7b). Figury te wyraźnie pokazują różną zdolność hamowania adhezji komórek na tych dwu powierzchniach.

Według niniejszego wynalazku opracowano zatem nowy sposób wytwarzania przedmiotów pokrytych cienką warstwą kwasu hialuronowego lub jego pochodnych lub półsyntetycznego polimeru chemicznie związanego z podłożem. Sposób ten może być zastosowany do wytwarzania materiałów i urządzeń o ulepszonych własnościach powierzchniowych, a w szczególności materiałów i urządzeń odznaczających się hydrofitową powierzchnią. Bardziej szczegółowo, sposób może być stosowany do wytwarzania materiałów do zastosowań biomedycznych i chirurgicznych, w urologii, ortopedii, otolaryngologii, gastroenterologii, okulistyce, w dziedzinie związanej z układem sercowo-naczyniowym i w diagnostyce. Do zastosowań biomedycznych, w urządzeniach do stosowania para- i wewnątrzcielesnego, takiego jak cewniki, worki do krwi, kanały prowadzące, zgłębniki, strzykawki, instrumenty chirurgiczne, pojemniki, układy do filtracji; do protez lub celów chirurgicznych lub implantów, jest możliwe pokrywanie sztucznych ścięgien, stawów, sztyftów, zastawek sercowych, części zamiennych kości i układu sercowo-naczyniowego, przeszczepów, cewników zylnych, soczewek wewnątrzgałkowych, zamienników części miękkich i tak dalej. Przykładem urządzeń półtrwałych, które mogą być pokrywane są soczewki kontaktowe. Sposobem tym mogą być po

182 804 15 krywane złożone urządzenia symulujące procesy fizjologiczne, takie jak sztuczna nerka, urządzenia do utleniania krwi, sztuczne serca, trzustki i wątroby. Sposób według wynalazku stosuje się także do przedmiotów z grupy obejmującej elementy stosowane w diagnostyce, w wyposażeniu laboratoryjnym, w przypadku płytek do hodowli komórek lub tkanek i/lub regeneracji oraz nośników dla aktywnych czynników takich jak peptydy, białka i przeciwciała.

182 804

co ω ω

Eows'3/(3}n < *· F~l sh ωω O CL CL O Q

182 804

POMIAR ESCA, 10 PAŹDZIERNIKA 1995, POLE: 1, KAT 68 STOPNI, CZAS USTALENIA WSPÓŁRZĘDNYCH 16.45 MIN

PLIK· NR 65 1 PS iPP KAPSUŁKI MODYFIKOWANEJ

DYSK Ί: CZYNNIK SKALI : 17.003 kc/s, OFSET: 0.118 kc/s,‘ ENERGIA PRZEBIEGU:58.700 eV, APRETURA:4

ENERGIA WIĄŻĄCA (eV)

E°ws 'g/(3| n

1S2 S04

ENERGIA WIĄŻĄCA (eV)

£°ws'3/(3)N

182 804

EOlus-₃/(3) N

182 804

FIG. 3 A

FIG.3B

182 804

FIG.4B

182 804

FIG.5A

FIG.5B

182 804

I ΐ κι

FIG.6B

182 804

FIG.7A

FIG.7B

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób powlekania powierzchni przedmiotu kwasem hialuronowym lub pochodną kwasu hialuronowego, polegający na tym, ze prowadzi się obróbkę powierzchni przedmiotu plazmą, a następnie zanurza się obrobioną powierzchnię przedmiotu w roztworze zawierającym polietylenoiminę, znamienny tym, że zanurzoną, obrobioną powierzchnię przedmiotu poddaje się reakcji z karbodwuimidem i kwasem hialuronowym lub pochodną kwasu hialuronowego w obecności substancji wybranej z grupy obejmującej N-hydroksyimid kwasu bursztynowego, sulfohydroksyimid kwasu bursztynowego i wodzian hydroksybenzotriazolu, która katalizuje, ułatwia lub intensyfikuje reakcję pomiędzy grupami karboksylowymi polisacharydu i grupami aminowymi powierzchni przedmiotu.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako pochodną kwasu hialuronowego stosuje się całkowity lub częściowy ester benzylowy kwasu hialuronowego.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako pochodną kwasu hialuronowego stosuje się całkowity lub częściowy ester etylowy kwasu hialuronowego.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że reakcję między obrabianą powierzchnią i kwasem hialuronowym lub jego pochodną prowadzi się w wodnym roztworze w obecności hydroksyimidu kwasu bursztynowegoi l-etylo-3-(3-dimetyloamino-propylokarbodwuimidu).
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że reakcję między obrabianą powierzchnią i kwasem hialuronowym lub jego pochodną prowadzi się w rozpuszczalniku organicznym w obecności hydroksyimidu kwasu bursztynowego i dicykloheksylokarbodwuimidu.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że obróbkę powierzchni przedmiotu plazmą prowadzi się plazmą wybraną z grupy obejmującej plazmę tlenu, plazmę powietrza, plazmę alkoholu, plazmę acetonu, plazmę związków utlenionych, plazmę azotu, plazmę argonu względnie mieszaninę przynajmniej dwóch rodzajów wymienionej plazmy.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako przedmiot do powlekania stosuje się przedmiot wykonany z materiału nadającego się do kontaktu z płynami fizjologicznymi.
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako przedmiot do powlekania stosuje się przedmiot wykonany z materiału polimerowego, materiału ceramicznego lub metalu.
9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze jako przedmiot do powlekania stosuje się przedmiot wykonany z materiału metalowego wybranego z grupy zawierającej tytan, stop tytanu, stal i stop chromowo-kobaltowy.
10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako przedmiot do powlekania stosuje się przedmiot wybrany z grupy obejmującej cewniki, worki do krwi, kanały prowadzące, zgłębniki, strzykawki, instrumenty chirurgiczne, pojemniki, układy do filtracji, sztuczne ścięgna, stawy, sztyfty, zastawki sercowe, części zamienne kości i układu sercowonaczyniowego, przeszczepy, cewniki zylne, soczewki wewnątrzgałkowe, soczewki kontaktowe, zamienniki części miękkich, sztuczne nerki, urządzenia do utleniania krwi, sztuczne serca, trzustki i wątroby.
11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako przedmiot do powlekania stosuje się przedmiot wybrany z grupy obejmującej elementy wyposażenia laboratoryjnego, płytki do hodowli komórek lub tkanek, płytki do regeneracji komórek lub tkanek oraz nośniki dla aktywnych czynników takich jak peptydy, białka i przeciwciała.
12. Sposób powlekania powierzchni przedmiotu polimerem półsyntetycznym, polegający na tym, ze prowadzi się obróbkę powierzchni przedmiotu plazmą a następnie zanurza się obrobioną powierzchnię przedmiotu w roztworze zawierającym polietylenoiminę, znamienny tym, ze zanurzoną powierzchnię przedmiotu poddaje się reakcji z karbodwuimidem i polimerem półsyntetycznym w obecności substancji wybranej z grupy obejmującej N-hydroksyimid

182 804 kwasu bursztynowego, sulfohydroksyimid kwasu bursztynowego i wodzian hydroksybenzotriazolu, która katalizuje, ułatwia lub intensyfikuje reakcję pomiędzy grupami karboksylowymi polisacharydu i grupami aminowymi powierzchni przedmiotu.
13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że jako polimer półsyntetyczny stosuje się polimer półsyntetyczny wybrany z grupy składającej się z estru wielowartościowego alkoholu kwasu hialuronowego, wewnętrznego estru polisacharydu, zawierającego grupy kwasowe, estru karboksymetylocelulozy, estru karboksymetylochityny, estru karboksymetyloamidu, aktywnego estru karboksylowanego polisacharydu, estru sulfonowanego kwasu hialuronowego, estru kwasu alginowego, estru chityny, estru chitozanu, estru kwasu pektowego i estru kwasu pektynowego.
14. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że reakcję między obrabianą powierzchnią i polimerem półsyntetycznym prowadzi się w wodnym roztworze w obecności hydroksyimidu kwasu bursztynowego i l-etylo-3(3-dimetyloamino-propylokarbodwuimidu).
15. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że reakcję między obrabianą powierzchnią i polimerem półsyntetycznym prowadzi się w roztworze wodnym w obecności hydroksyimidu kwasu bursztynowego i dicykloheksylokarbodwuimidu.
16. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, ze obróbkę powierzchni przedmiotu plazmą prowadzi się plazmą wybraną z grupy obejmującej plazmę tlenu, plazmę powietrza, plazmę alkoholu, plazmę acetonu, plazmę związków utlenionych, plazmę azotu, plazmę argonu względnie mieszaninę przynajmniej dwóch rodzajów wymienionej plazmy.
17. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że jako przedmiot do powlekania stosuje się przedmiot wykonany z materiału nadającego się do kontaktu z płynami fizjologicznymi.
18. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że jako przedmiot do powlekania stosuje się przedmiot wykonany z materiału polimerowego, materiału ceramicznego lub metalu.
19. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że jako przedmiot do powlekania stosuje się przedmiot wykonany z materiału metalowego wybranego z grupy zawierającej tytan, stop tytanu, stal i stop ehromowo-kobaltowy.
20. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że jako przedmiot do powlekania stosuje się przedmiot wybrany z grupy obejmującej cewniki, worki do krwi, kanały prowadzące, zgłębniki, strzykawki, instrumenty chirurgiczne, pojemniki, układy do filtracji, sztuczne ścięgna, stawy, sztyfty, zastawki sercowe, części zamienne kości i układu sercowonaczyniowego, przeszczepy, cewniki żylne, soczewki wewnątrzgałkowe, soczewki kontaktowe, zamienniki części miękkich, sztuczne nerki, urządzenia do utleniania krwi, sztuczne serca, trzustki i wątroby.
21. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że jako przedmiot do powlekania stosuje się przedmiot wybrany z grupy obejmującej elementy wyposażenia laboratoryjnego, płytki do hodowli komórek lub tkanek, płytki do regeneracji komórek lub tkanek oraz nośniki dla aktywnych czynników takich jak peptydy, białka i przeciwciała.

* * *