РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Настоящая заявка является непредварительным притязанием на приоритет на основании предварительной заявки США № 61/412120, которая была подана 10 ноября 2010 года. Полные раскрытия вышеуказанных заявок на соответствующие патенты США, таким образом, включены в настоящий документ путем ссылки для всех целей.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Предлагаемое изобретение относится к рассасывающемуся гемостатическому нетканому войлоку, пригодному для использования в процедурах, и к методам производства упомянутого войлока.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Остановка кровотечения является важной и критичной в хирургических процедурах для уменьшения кровопотери, снижения риска возникновения послеоперационных осложнений и сокращения продолжительности операции в операционной. Благодаря своей способности к биохимическому разложению и своим бактерицидным и гомеопатическим свойствам, окисленная целлюлоза, а также окисленная регенерированная целлюлоза длительное время используется в качестве локальной гемостатической раневой повязки в целом ряде хирургических процедур, включая нейрохирургию, брюшную хирургию, сердечно-сосудистую хирургию, торакальную хирургию, хирургию головы и шеи, хирургию органов таза и операции на коже и подкожной ткани. Известен целый ряд методов, формирующих различные типы кровоостанавливающих средств на основе окисленных целлюлозных материалов, изготавливаемых в порошковой, тканой, нетканой, вязаной и иных формах и сочетаниях. В число применяемых в настоящее время гемостатических раневых повязок входят вязаные или нетканые ткани, заключающие в себе окисленную регенерированную целлюлозу, которая представляет собой окисленную целлюлозу с повышенной гомогенностью целлюлозного волокна. В число примеров таких коммерчески доступных гемостатических раневых повязок входят рассасывающееся кровоостанавливающее средство Surgicel®; рассасывающееся кровоостанавливающее средство Surgicel Nu-Knit®; и волокнистое рассасывающееся кровоостанавливающее средство Surgicel®; все имеются в наличии у компании Johnson & Johnson Wound Management Worldwide, подразделение компании Ethicon, Inc., Соммервилл, Нью-Джерси, компания Johnson & Johnson. В число других примеров коммерческих рассасывающих кровоостанавливающих средств с содержанием окисленной целлюлозы входит рассасывающая целлюлозная хирургическая повязка Oxycel® от компании Becton Dickinson and Company, Моррис Плейнс, Нью-Джерси.
Коммерчески доступные кровоостанавливающие средства с содержанием окисленной целлюлозы, упомянутые выше, являются вязаными или неткаными тканями, имеющими пористую структуру для обеспечения гемостаза.
Патент США № 3364200 для Эштона и Мозера описывает рассасывающееся хирургическое кровоостанавливающее средство в форме тампонов из интегрированных окисленных целлюлозных штапельных волокон. Тем не менее, нет предложения о том, чтобы такие тампоны могли использоваться для введения гемостатического материала через трокар во время лапароскопических хирургических процедур. Потребность в очень специфических свойствах, допускающих введение гемостатических материалов на основе целлюлозных волокон в место проведения операции через трокар или подобное устройство, стала очевидной с возникновением и широким распространением использования лапароскопических методик спустя несколько лет после выдачи патента США № 3364200 в 1968 году.
В опубликованной заявке на патент США 2008/0027365 для Хью описан аппарат для содействия гемостазу, использующий окисленную целлюлозу в форме сжимаемой, формуемой массы, которая превращается в лист для размещения на месте кровотечения, и дополнительно имеющий гильзу в форме трубчатого кожуха, размеры которого позволяют принять конечность.
В опубликованной заявке на патент США 2004/0005350 для Луни и других раскрыты гемостатические раневые повязки с использованием субстрата волокнистой ткани, сделанного из карбоксилокисленной целлюлозы, и с содержанием пористой, полимерной матрицы, однородно распределенной по ткани и сделанной из биологически совместимого, водорастворимого или водонабухающего целлюлозного полимера, при которой ткань содержит около 3 весовых процентов или более водорастворимых олигосахаридов.
В опубликованной заявке на патент США 2007/0160654 для Фергюссона раскрыт метод производства композита армированной гелеобразующей ткани для использования в качестве раневой повязки, при этом гелеобразующий волоконный материал в форме нетканой ткани протаскивается иглой в армирующий слой с одной стороны с тем, чтобы проникнуть сквозь армирующий слой и сформировать слой гелеобразующего волоконного материала с обеих сторон армирующего слоя. Процесс дополнительно предусматривает формирование гелеобразующего волоконного материала путем нетканого кардочесания, перпендикулярной фальцовки гелеобразующего волокна, и иглопробивание в иглопробивной машине. Учения Фергюссона относятся к волокнистому материалу на поддерживающем слое и к гелеобразующим материалам.
В опубликованной заявке на патент США 2007/0036943 для Хайроуза и других указана нетканая абсорбирующая ткань с содержанием извитых волокон, формирующих большое число волоконных пучков, которые распределяются по всей поверхности первого слоя, при этом пучки соединяются друг с другом, образуя сетевую структуру в этом же самом первом слое. Другой волоконный слой, расположенный на боковой поверхности первого слоя, проступает наружу посередине, образуя большое число выступов.
В опубликованной заявке на патент США 2006/0258995 для Пендхаркара и других указан метод создания многослойной ткани, содержащей первую рассасывающуюся нетканую ткань и один или несколько слоев второй рассасывающейся тканой или вязаной ткани. Ткань является специфически многослойной.
В опубликованной заявке на патент США 2002/0168911 для Тоннера раскрыто абсорбирующее полотно с начесом для использования в больничных поставках, оно заключает в себе смесь волокон вискозы на 80-95% и полиэстера на 10%, превращенную в переведенное сухим способом нетканое полотно, в котором полотно состоит из множественных кардочесанных и наложенных внахлест слоев, которые консолидируются при помощи иглопробивного процесса, при этом полотно с начесом имеет водопоглощение, как минимум, около 1000 весовых процентов и скорость поглощения, как минимум, около 20 мм после 10 секунд.
В патенте США № 7427574 для Аллена раскрыта нетканая салфетка из махровой ткани, сформированная из смеси двух полиэфирных волокон разного размера, большинство из которых имеет длину около половины длины меньшинства, которые подвергаются кардочесанию, наложению внахлест и иглопробиванию для создания ткани со сцепленными волокнами. Салфетка из махровой ткани обладает хорошими абсорбирующими и удерживающими свойствами для раствора, содержащего хлоргексидина глюконат, при этом также высвобождая заявленный хлоргексидина глюконат при натирании на кожу.
В патенте США № 7229689 для Куина и других раскрыта нетканая войлочная раневая повязка, сформированная путем кардочесания полисахаридных волокон для создания полотна, наложения внахлест упомянутого полотна для формирования толстого слоя войлока, иглопробивания войлока для формирования пробитой иглой нетканой структуры и продольной резки упомянутой пробитой иглой нетканой структуры для формирования отдельных раневых повязок. Данное изобретение относится к полисахаридным волокнам, обладающим водопоглощающими свойствами, характеризуемым включением в пределы волокон, как минимум, одного вещества, имеющего противомикробные свойства, и к раневым повязкам, сформированным из упомянутых волокон. Полисахаридные волокна предпочтительно формируются из альгината или альгинатсодержащих дополнительных полисахаридных материалов для придания дополнительной поглощающей способности. Волокна предпочтительно содержат соединение серебра в качестве противомикробного средства.
В патенте США № 6735835 для Вонга раскрыт метод создания нетканой ткани, который включает кардочесание и иглопробивание. Метод производства нетканой ткани заключает в себе разрыхление и смешивание различных входных волокон для формирования однородной волоконной смеси, имеющей предварительно определенные пропорции различных входных волокон; кардочесание волоконной смеси для формирования однородного полотна предварительно определенной толщины, перемещающегося в первом направлении; размещение на полотне высокопрочных на разрыв и растяжение нитей, которые простираются в первом направлении и разнесены перпендикулярно к первому направлению; размещение фиксированных отрезков полотна чередующимся образом на конвейере, перемещающемся во втором направлении перпендикулярно первому направлению, для формирования на конвейере подушки, состоящей из уложенных внахлест отрезков полотна; и иглопробивание подушки для формирования нетканой ткани.
В патенте США № 5824335 для Доригатти и других указаны биорассасывающиеся нетканые тканевые материалы для использования в хирургии, упомянутые материалы, представляющие собой нитки, заделанные в матрицу, в которых как матрица, так и нитки представляют собой гиалуроновую кислоту, автоматически загущенную сшитым полимером, с производством нетканой хирургической ткани, которое включает кардочесание и иглопробивание.
В патенте США № 3837338 для Чески и других указан конформный нетканый бандаж, заключающий в себе войлочную целлюлозную нетканую ткань, в которой волокна имеют существенную свободу перемещения относительно друг друга, механически уплотняются в серию волн для образования бандажного материала, который не уменьшается в ширину при относительном удлинении на 10% или более.
В патенте США № 5503623 для Тилтона указаны инструментарий и метод для лапароскопической вставки и нанесения листоподобного хирургического материала, например, противоспаечного барьера, и лапароскопическому хирургу гарантируется возможность использования крупных и полноразмерных листов Interceed™ в брюшной (включая органы таза) хирургии. В лапароскопической хирургии брюшной полости (включая органы таза) весь инструментарий и все хирургические изделия должны вводиться через "порты", состоящие из снабженных клапанами гильз или трубок. Для надлежащего и эффективного введения и нанесения крупного или полноразмерного листа или листоподобного материала Тилтон предоставляет метод и аппарат захватывания и свертывания листа, а затем его развертывания, высвобождения и нанесения после прохождения в брюшную полость пациента. Прибор состоит из рабочей захватывающей и свертывающей секции, которая вращается для сворачивания листоподобного материала. Затем он "выгружается" или втягивается в трубчатую секцию прибора - капсулу инструмента для вставки - для прохождения через снабженный клапаном "порт". Как только листоподобный материал оказывается в брюшной полости, он разворачивается. Захватывающая секция прибора обеспечивает надлежащее и более легкое выравнивание, а затем нанесение развернутого листа. Дополнительная гибкость достигается благодаря шарнирному механизму, который обеспечивает горизонтальное перемещение захватывающего/свертывающего элемента для образования угла в корпусе прибора.
В патенте США № 5957939 для Хэвена раскрыто медицинское устройство для развертывания хирургических тканей на месте проведения операции в пределах полости тела пациента. Устройство включает развертывающий элемент в виде удлиненного вала инструмента для вставки с поддерживающим элементом в виде листа пластмассы, прикрепленного к дальнему концу вала. Лист хирургической ткани помещается на поддерживающий элемент и закручивается вокруг вала инструмента для вставки. Скрученную ткань и поддерживающий элемент окружает трубка интродьюсера для предотвращения их раскручивания. Трубка интродьюсера может затем быть вставлена в полость тела и втянута, чтобы позволить поддерживающему элементу саморазмотать лист ткани в пределах полости тела.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном примере осуществления предлагаемое изобретение относится к саморассасывающейся гемостатической повязке, содержащей одиночный слой трехмерно спутанного нетканого войлока, который не разделяется на четко выраженные слои вручную, состоящей, главным образом, из волокон окисленной целлюлозы, в которых войлок имеет достаточную механическую прочность и гибкость для сохранения своей структурной целостности при лапароскопическом развертывании. Войлок может вне зависимости одного от другого иметь базовый вес от 70 до 200 граммов в расчете на квадратный метр, предел прочности при растяжении более 0,89 ньютонов, предел прочности при растяжении в направлении Z более 0,22 ньютонов, предел прочности при раздирании более 0,22 ньютонов и водопоглощение вплоть до 1000% своего веса. Волокна окисленной регенерированной целлюлозы могут иметь диаметр в среднем от примерно 5 микрон до примерно 25 микрон.
В другом примере осуществления обладающая признаками изобретения повязка, имеющая прямоугольные габариты 2,54 см (1 дюйм) × 5,1 см (2 дюйма), может иметь усилие вставки для развертывания через лапароскопический трокар, которое для войлока, имеющего базовый вес от примерно 150 до примерно 200 граммов в расчете на квадратный метр, составляет менее 89 ньютонов; для войлока, имеющего базовый вес от примерно 100 до примерно 125 граммов в расчете на квадратный метр, составляет менее 35,6 ньютонов; или для войлока, имеющего базовый вес от примерно 70 до примерно 80 граммов в расчете на квадратный метр, составляет менее 13,3 ньютонов.
В другом примере осуществления обладающая признаками изобретения повязка содержит трехмерно спутанный войлок, который состоит, главным образом, из прядей, имеющих извитость от примерно 2,0 витков/см (5 витков/дюйм) до примерно 4,7 витков/см (12 витков/дюйм) и штапельную длину от примерно 3,8 до примерно 10,8 см (от примерно 1 ½ до примерно 4 ¼ дюймов).
Предлагаемое изобретение также относится к методам для изготовления рассасывающихся гемостатических нетканых повязок, описанных выше, заключающим в себе этапы предоставления целлюлозной нити, имеющей жгутики минимального кручения; формирования многонитевой, подаваемой одним нитеводителем кругловязаной целлюлозной ткани, имеющей минимальное кручение; мойки целлюлозной ткани; окисления промытой ткани; придания податливости окисленной ткани; распускания податливой ткани для формирования непрерывной пряди, имеющей извитость от примерно 2,0 витков/см (5 витков/дюйм) до примерно 4,7 витков/см (12 витков/дюйм); резки непрерывной пряди для формирования штапелей, упомянутые штапели имеют длину от примерно 3,8 до примерно 10,8 см (от примерно 1 ½ до примерно 4 ¼ дюймов); кардочесания штапелей в кардочесанный материал; и иглопродавливания и трехмерного спутывания кардочесанного материала для формирования однослойного нетканого войлока. Этапы распускания и резки предпочтительно выполняются при низком растяжении или в течение минимального времени при высоком растяжении. Этап распускания предпочтительно выполняется без последующей намотки на катушку и с незамедлительно следующей резкой. Кардочесанный материал может заключать в себе приблизительно от 10 до 17 слоев кардочесанного полотна, более предпочтительно примерно 12 слоев кардочесанного полотна.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В зависимости от примера осуществления предложенного изобретения, метод изготовления рассасывающегося гемостатического нетканого войлока заключает в себе этапы, описанные ниже.
При приготовлении рассасывающегося гемостатического нетканого войлока предложенного изобретения были использованы следующие нити регенерированной целлюлозы:
42-жгутиковая нить толщиной 150 денье, предпочтительно
90-жгутиковая нить толщиной 100 денье
24-жгутиковая нить толщиной 60 денье.
Шаг вязания: вязаная целлюлозная структура была создана с использованием кругловязальной машины. Множественные волоконные жгуты были сведены вместе в одиночную некрученую бечеву. Данная бечева была подана в вязальную машину, и была создана кругловязаная структура. Круглая вязка представляет собой тип уточной вязки, при которой материал может быть непрерывно распутываемым. Таким образом, был выработан кругловязаный текстиль 15,2 см (6 дюймов) с использованием вязальной машины, снабженной одиночным рядом игл круговым рисунком, которая произвела распущенную однофонтурную вязку. Изобретатели открыли, что избегание кручения волокон во время вязания дополнительно упростило более поздний этап разрыхления и кардочесания. На этапе вязания была выполнена многонитевая, подаваемая одним нитеводителем круглая вязка, представляющая собой непрерывный "носок" или трубку вязки. Многонитевая подача одним нитеводителем была выполнена при отсутствующем или минимальном кручении, предпочтительно менее 2,0/см (5/дюйм) нитей. Изобретатели открыли, что присутствие значительного кручения перед окислением имело результатом существенное усложнение шага разрыхления или распускания. Окисление только повысило бы этот уровень трудности, исходя из того, что мы видели при некрученой нити. Изобретатели открыли, что ухудшение свойств при растяжении материала после окисления требовало минимального кручения или его отсутствия для того, чтобы успешно выполнить дальнейшую обработку, в том числе этапы распускания и резки. Крученые волокна имели результатом более сложное распускание и более высокую поломку волокон и увеличенный выход обрезков.
Этап мойки, включая растягивание паром: цели мойки с растягиванием паром, как известно в данной области, заключаются в удалении любых остаточных масел для вязальных машин и других загрязнений на вязаных структурах. После этапа мойки, который основан на воде, необходимо удалить воду. При удалении воды (сушке) вязаная структура усаживается, чем известны структуры вискозного волокна. Затем выполняется шаг растягивания паром для возврата вязаной структуры почти к ее предпомывочным габаритам. Мойка выполняется горячей водой с добавлением моющих средств и последующими водными полосканиями, как известно в данной области, далее следует этап сушки и растягивание паром, заключающееся в обработке ткани паром и одновременно в применении растяжения, как известно в данной области.
Этап окисления: ткань затем была окислена, как это известно в данной области. Методы производства высокоокисленных дериватов трикарбоксильной кислоты из целлюлозы в качестве гемостатических материалов, включая двухэтапное окисление путем последующей обработки йодосодержащим соединением и оксидами азота. Сделана ссылка на патент США № 7279177 и приведенные в нем ссылки с описанием гемостатических раневых повязок и методов их изготовления, который таким образом включен путем ссылки в полном объеме. Окисленные целлюлозные материалы обычно приготавливаются путем предварительного окисления метапериодатом или периодной кислотой для получения окисленной периодатом диальдегидцеллюлозы с целью формирования промежуточного химического соединения для формирования карбоксильно-окисленной целлюлозы. Промежуточное химическое соединение диальдегидцеллюлозы затем дополнительно окисляется NO2 для получения карбоксильно-окисленной целлюлозы, которая затем используется в качестве гемостатического, противомикробного ранозаживляющего средства. Регенерированная целлюлоза и подробное описание того, как сделать регенерированную окисленную целлюлозу, изложены в патенте США № 3364200 и патенте США № 5180398, содержание каждого из которых настоящим документом включено путем ссылки, как если бы оно было изложено в полном объеме. Как таковые учения, связанные с окисленной регенерированной целлюлозой и методами ее получения, хорошо знакомы специалистам в области гемостатических раневых повязок. Патент США № 3364200 раскрывает приготовление карбоксильно-окисленной целлюлозы окисляющим средством, например динитротетраксидом, в неоновой среде. Патент США № 5180398 раскрывает приготовление карбоксильно-окисленной целлюлозы окисляющим средством, например диоксидом азота, в перфторуглеродном растворителе. После окисления любым методом ткань тщательно промывается растворителем, например тетрахлоридом углерода, затем - водным раствором 50% изопропилового спирта и в конце 99% изопропиловым спиртом. Другие иллюстративные описания этапа окисления можно найти в патенте США № 5134229 для Сейферштайна и других с описанием технологического процесса для приготовления нейтрализованного окисленного целлюлозного продукта и метода его использования, в патенте США № 7645874 для Сейферштайна и других с описанием окисления целлюлозы диоксидом азота в растворителе на основе перфторированного третичного амина, и в патенте США № 5914003 для Косовски и других с описанием окисления целлюлозы диоксидом азота в гидрофторэфирном растворителе, которые таким образом включены путем ссылки в полном объеме.
Этап придания податливости: в зависимости от примера осуществления предложенного изобретения, было выполнено придание податливости или растягивание вязаного материала, который подвергся химическому процессу окисления, которое придало материалу твердости. Ткань была сделана податливой по методикам, известным тем, кто имеет опыт в данной области. Один известный метод представляет собой метод использования колец внутри тканевой трубки, которые удерживаются на месте конусообразными штифтами, расположенными снаружи трубки, но затрагивающими внутренний диаметр колец. Толщина и диаметр колец варьируют в зависимости от размера трубки. Могут применяться другие методы придания податливости, механизированные или ручные. Изобретатели открыли, что инновационные вязание, окисление, придание податливости и распускание материала имели результатом рассасываемый гемостатический нетканый войлок, обладающий предпочтительными свойствами для хирургических и, в частности, лапароскопических хирургических вариантов применения. Изобретатели открыли, что этап придания податливости имел результатом материал, который особенно пригоден для последующего этапа распускания в непрерывную прядь. После этапа окисления материал теряет прочность, и было открыто, что потеря прочности после окисления составила 60% или более от прочности при растяжении. Например, изобретатели открыли, что испытание на прямое растяжение 12 нитей показало прочность при растяжении 27,6 Ньютона (6,2 фунтов-сил) для неокисленного материала и прочность при растяжении всего лишь 9,3 Ньютона (2,1 фунтов-сил) для окисленного материала. Изобретатели открыли, что без придания податливости скорости распускания были значительно сокращены (менее чем 40%). Было обнаружено, что распускание материала для резки всегда требовало определенной степени придания податливости, выполняемого вручную или в ходе механизированного процесса. Без придания податливости материал постоянно ломался, скорость распускания составляла примерно от 50 до 100 кг/ч, и материал приходилось разматывать вручную. С приданием податливости скорость разматывания составила между 400 и 500 кг/ч.
Этапы разматывания и резки: ткань затем была распущена в непрерывную прядь и разрезана для формирования волоконного штапеля. Распускание и резка были использованы при низком растяжении или в течение минимального времени при высоком растяжении, чтобы предохранить виток для обеспечения лучшего спутывания и уберечь его от поломки в течение более поздних процессов. Использованное растяжение всегда было ниже, чем прочность пряди для избегания сведения к минимуму поломок нитей. Прочность при растяжении нити окисленной регенерированной целлюлозы была измерена с использованием машины для проверки прочности при растяжении "Инстрон". В предпочтительном примере осуществления растяжение при распускании должно быть ниже, чем 60 грамм-сил, как измерено динамометром. Распускание было выполнено без последующей намотки на катушку, но с незамедлительной следующей резкой, имеющей результатом предохранение витка. Длина штапелей составляла от примерно 3,8 до примерно 10,8 см (от примерно 1 ½ до примерно 4 ¼ дюймов) или вплоть до 15,2 см (6 дюймов). Изобретатели попытались использовать штапели, которые составляют приблизительно 2,54 см (1 дюйм) в длину, но конечное пробитое иглой изделие испытывало недостаток структурной целостности.
Шаг кардочесания: штапельная нить была затем кардочесана в кардочесанный материал для последующего иглопробивания. В процессе кардочесания штапельные волокна были введены в машину вращающимися цилиндрами, имеющими металлические зубцы. Штапельное волокно "прочесывается" посредством зубцов цилиндров, которые действуют, разделяя связку штапельной нити на отдельные жгутики. "Прочесанные" жгутики (полотно) были уложены слоями на приемном валике в материал. Материал состоял приблизительно из 10-17 слоев кардочесанного полотна, обычно примерно 12-слойное полотно, формирующее кардочесанный материал, который затем был пробит иглой для создания однослойного "войлока".
Иглопробивание для трехмерного спутывания и формирования однослойного войлока: волокна, сформированные на предыдущем этапе, были затем пробиты иглой для формирования войлока предложенного изобретения следующим образом. Кардочесанный материал был подан в процесс иглопробивания, в ходе которого ложе крючковых игл проникало в материал по мере прохождения материала сквозь машину. Крючковые иглы протягивали волокна материала сквозь друг друга с трехмерным спутыванием жгутиков и повышением плотности структуры. Продуктом процесса иглопробивания явился нетканый войлок предложенного изобретения.
Изобретатели открыли, что материал, изготовленный по описанному методу и имеющий следующие свойства, неожиданно продемонстрировал сочетание желательных гемостатических свойств и свойств структурной целостности при развертывании через лапароскопический трокар диаметром 5 мм. В данном контексте термин "нетканая ткань" включает, без ограничений, ткани из склеенных волокон, формованные ткани или технические ткани, которые изготовлены в ходе процессов, отличных от тканья или вязания.
Более конкретно термин "нетканая ткань" относится к пористому, текстилеподобному материалу, обычно в плоской листовой форме, состоящему в первую очередь или полностью из штапельных волокон, собранных в полотно, лист или материал. Структура нетканой ткани основана на расположении, например, штапельных волокон, которые обычно располагаются более или менее произвольно. Свойства при растяжении, упруго-прочностные и тактильные свойства нетканой ткани обычно связаны с трением между волокнами, создаваемым спутыванием и армированием, например, штапельных волокон, и/или с адгезионным, химическим или физическим связыванием. Несмотря на это сырьевыми материалами, использующимися для производства нетканой ткани, могут быть нити, грубые полотна, сетчатая ткань или жгутики, изготовленные в ходе процессов, к которым относятся тканье или вязание.
ПРИМЕР 1. Свойства
В зависимости от примера осуществления предложенного изобретения, рассасывающийся гемостатический нетканый войлок содержит одиночный слой трехмерно спутанных волокон окисленной регенерированной целлюлозы, в котором войлок имеет механическую прочность, характеризуемую сохранением структурной целостности при лапароскопическом развертывании. Рассасывающийся гемостатический нетканый войлок дополнительно характеризуется сохранением структурной ценности, когда прямоугольный образец, имеющий размеры 2,54 см (1 дюйм) × 5,1 см (2 дюйма), развертывается через лапароскопический трокар, имеющий диаметр 5 мм.
Изобретатели открыли, что рассасывающийся гемостатический нетканый войлок является упруго сжимаемым, имеющим достаточную механическую гибкость, прочность и базовый вес для эффективного использования в качестве кровоостанавливающего средства для эффективного лапароскопического развертывания.
Рассасывающийся гемостатический нетканый войлок дополнительно характеризуется быстрой гемостатической активностью со временем для гемостаза приблизительно от 4 до 6 минут в модели свиной селезенки с линейным разрезом. Рассасывающийся гемостатический нетканый войлок имеет базовый вес от 70 до 200 граммов в расчете на квадратный метр. Рассасывающийся гемостатический нетканый войлок дополнительно характеризуется пределом прочности при растяжении более 0,89 ньютонов [0,2 фунта-силы] при одинаковом базовом весе для прямоугольного образца, имеющего габариты 2,54 см (1 дюйм) × 5,1 см (2 дюйма).
Рассасывающийся гемостатический нетканый войлок дополнительно характеризуется пределом прочности при растяжении в направлении Z более 0,22 ньютона [0,05 фунта-силы]. Для сравнительных целей была предпринята попытка проведения оценки известного имеющегося на рынке нетканого волокнистого неспутанного материала на основе окисленной регенерированной целлюлозы для определения предела прочности при растяжении в направлении Z, и изобретатели обнаружили, что предел прочности при растяжении в направлении Z оказался настолько низким, что материал не мог быть установлен в стенд для проведения испытания на растяжение без расслоения.
Рассасывающийся гемостатический нетканый войлок дополнительно характеризуется средним пределом прочности при раздирании более 0,22 ньютона [0,05 фунта-силы].
В зависимости от примера осуществления предложенного изобретения, рассасывающийся гемостатический нетканый войлок делается из волокон окисленной регенерированной целлюлозы, имеющих диаметр от примерно 5 микрон до примерно 25 микрон.
В зависимости от примера осуществления предложенного изобретения, рассасывающийся гемостатический нетканый войлок был способен поглощать около 1000% своего веса в воде. Войлок, проверенный в ходе проведения испытания на водонасыщенность, был способен поглощать около 1000% своего веса в воде. Испытание включает взвешивание образца, насыщение образца водой, ожидание в течение определенного времени, пока стечет избыточная вода, и взвешивание образца с водой. Войлок, проверенный в ходе проведения испытания на водонасыщенность, был способен поглощать около 1000% своего веса в воде, 1000% по весу в сравнении с 400% для вязаных структур. Для сравнения, имеющийся на рынке нетканый волокнистый неспутанный материал на основе окисленной регенерированной целлюлозы с базовым весом от 200 до 400 грамм/квадратный метр не может быть подвергнут данному испытанию по причине недостатка целостности в ходе данного испытания.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖА
Относящееся теперь к рисунку 1 усилие вставки трокара (сухое) для прямоугольного образца рассасывающегося гемостатического нетканого войлока предложенного изобретения, имеющего габариты 2,54 см (1 дюйм) × 5,1 см (2 дюйма), показано в виде функции базового веса, как измерено машиной "Инстрон", для вставки в трокар диаметром 5 мм для войлока предложенного изобретения с указанием допустимых усилий вставки. Было открыто, что войлок сохранил структурную целостность после вставки, о чем свидетельствует отсутствие разрыва и приблизительно одинаковая геометрическая площадь после развертывания.
Усилие вставки было измерено путем установки лапароскопического диссектора в испытательный стенд на верхнюю движущуюся головку машины для проверки прочности материала при растяжении "Инстрон" 5544 с тензодатчиком на 444,8 Ньютонов (100 фунтов). Затем на неподвижное основание был установлен 5 мм эндохирургический трокар Endopath Xcel компании Ethicon. Прямоугольный испытательный образец размером 2,54 см (1 дюйм) × 5,1 см (2 дюйма) был захвачен у входа в диссектор и вставлен через трокар со скоростью 1,3 см/сек (0,5 дюйма/сек) машиной "Инстрон". Период действия сжимающего напряжения был измерен и зарегистрирован программным обеспечением машины "Инстрон".
В зависимости от примера осуществления предложенного изобретения, рассасывающийся гемостатический нетканый войлок был дополнительно охарактеризован усилием вставки для развертывания прямоугольного образца, имеющего габариты 2,54 см (1 дюйм) × 5,1 см (2 дюйма), через лапароскопический трокар:
менее чем 89 ньютонов [20 фунтов-сил] для войлока, имеющего базовый вес от примерно 150 до примерно 200 граммов в расчете на квадратный метр;
менее чем 35,6 ньютонов [8 фунтов-сил] для войлока, имеющего базовый вес от примерно 100 до примерно 125 граммов в расчете на квадратный метр; или
менее чем 13,3 ньютонов [3 фунта-силы] для войлока, имеющего базовый вес от примерно 70 до примерно 80 граммов в расчете на квадратный метр.
Было замечено, что после выхода из трокара войлок данного изобретения легче манипулируется и размещается, и войлок был сморщен в меньшей степени по сравнению с известными вязаными кровоостанавливающими средствами. Войлок выходил из трокара быстро и без дополнительного развертывающего усилия, возвращаясь в форму перед вставкой, с демонстрацией упругой сжимаемости и обладанием достаточными механической гибкостью, прочностью и базовым весом для эффективного использования в качестве кровоостанавливающего средства для эффективного лапароскопического развертывания. Для сравнения, имеющийся на рынке нетканый волокнистый неспутанный материал на основе окисленной регенерированной целлюлозы с базовым весом от 200 до 400 грамм/квадратный метр было невозможно вставить в трокар. Когда несколько слоев, снятых с имеющегося на рынке нетканого волокнистого неспутанного материала на основе окисленной регенерированной целлюлозы с базовым весом от 200 до 400 грамм/квадратный метр, были вставлены в трокар, изобретатели обнаружили, что такой модифицированный образец утратил структурную целостность во время развертывания трокара и демонстрировал разрывы и повреждения.
В зависимости от примера осуществления предложенного изобретения, рассасывающийся гемостатический нетканый войлок делается из нити, которая представляет собой 42-жгутиковую нить толщиной 150 денье, 90-жгутиковую нить толщиной 100 денье, 24-жгутиковую нить толщиной 60 денье или их сочетания.
В зависимости от примера осуществления предложенного изобретения, рассасывающийся гемостатический нетканый войлок делается из нитей, характеризующихся витком от примерно 2,0/см до примерно 4,7/см (от примерно 5/дюйм до примерно 12/дюйм), и заключает в себе штапели, имеющие длину от примерно 3,8 до примерно 10,8 см (от примерно 1 ½ до примерно 4 ¼ дюймов).
Изобретатели неожиданно открыли метод изготовления и результирующий материал, который имеет желаемые гемостатические и механические свойства и является развертываемым лапароскопически. В частности, материал имеет гемостатические свойства, подобные нетканым окисленным регенерированным целлюлозным материалам, и механические свойства, обеспечивающие возможность лапароскопического развертывания, подобные вязаным или тканым окисленным регенерированным целлюлозным материалам.
В зависимости от примера осуществления предложенного изобретения, рассасывающийся гемостатический нетканый войлок изготавливается по методу, состоящему из этапов
предоставления регенерированной целлюлозной нити, имеющей жгутики минимального кручения;
формирования многонитевой, подаваемой одним нитеводителем кругловязаной целлюлозной ткани, имеющей минимальное кручение нитей;
мойки целлюлозной ткани;
окисления ткани;
придания ткани податливости;
распускания ткани с формированием непрерывной пряди, имеющей извитость от примерно 2,0 витков/см до примерно 4,7 витков/см (от примерно 5 витков/дюйм до примерно 12 витков/дюйм);
резки непрерывной пряди для формирования штапелей, упомянутые штапели имеют длину от примерно 3,8 до примерно 10,8 см (от примерно 1 ½ до примерно 4 ¼ дюймов);
кардочесания штапельной нити в кардочесанный материал;
иглопробивания и трехмерного спутывания кардочесанного материала и формирования однослойного нетканого войлока;
где
этапы распускания и резки выполняются при низком растяжении или в течение минимального времени при высоком растяжении с сохранением витка;
шаг распускания выполняется без последующей намотки на катушку, но с незамедлительно следующим шагом резки, имеющим результатом сохранение витка;
кардочесанный материал состоит приблизительно из 10-17 слоев кардочесанного полотна, предпочтительно около 12 слоев кардочесанного полотна.
Было дополнительно выявлено, что рассасываемый гемостатический нетканый войлок обладает улучшенными свойствами меньшего приставания к хирургическим инструментам и другим материалам в пределах места проведения хирургической операции, особенно при подвергании контакту с влажными материалами и поверхностями, и одновременно обеспечивает гемостаз подобно обычным и известным целлюлозосодержащим гемостатическим раневым повязкам или лучше их. Были проведены сравнительные оценки степени, в которой гемостатические средства на основе окисленной регенерированной целлюлозы приставали к хирургическим инструментам и перчаткам, на предложенном рассасываемом гемостатическом нетканом войлоке в сравнении с известным имеющимся на рынке нетканым волокнистым неспутанным материалом на основе окисленной регенерированной целлюлозы. Оценки были проведены 21 хирургом (с разделением между общими и травматическими хирургами из Соединенных Штатов Америки и Европы) с >95% хирургов, признающих обладающий признаками изобретения рассасывающийся гемостатический нетканый войлок менее пристающим по сравнению с известным имеющимся на рынке нетканым волокнистым неспутанным материалом на основе окисленной регенерированной целлюлозы.
В одном предпочтительном примере осуществления для нити 150 денье/42 жгутика диаметр отдельного волокна составлял приблизительно от 18 до 25 микрон, как измерено по SEM изображению, поэтому использованные волокна и нити имели от 150/42 денье в расчете на жгутик (dpf) (~3,6 dpf) до 100/90 (~1,1 dpf) или приблизительно от 5 микрон до 25 микрон в диаметре для жгутиков.
В предпочтительном примере осуществления войлок формируется из волокон, имеющих одинаковую штапельную длину и/или контролируемое распределение штапельной длины и меньшее количество мелких фракций, которые определяются как короткие, легко теряемые фрагменты волокон. Известные нетканые материалы на основе окисленной регенерированной целлюлозы имеют большее количество мелких фракций. Для сравнения, имеющийся на рынке нетканый волокнистый неспутанный материал на основе окисленной регенерированной целлюлозы с базовым весом от 200 до 400 грамм/квадратный метр имел более широкое распределение и значительно более короткие штапели примерно 1,3-1,5 см (0,5-0,6 дюйма) в длину.
В предпочтительном примере осуществления войлок представляет собой однослойный войлок, и он не имеет слоев, снимающихся друг с друга. Для сравнения, имеющийся на рынке нетканый волокнистый неспутанный материал на основе окисленной регенерированной целлюлозы с базовым весом от 200 до 400 грамм/квадратный метр имеет множество слоев, которые распределяются по слоям, и имеет значительно более низкую Z-прочность. Материал расслаивался при попытке установки в испытательный стенд для проведения испытания на отслаивание.
В предпочтительном варианте осуществления войлок имеет более интенсивное спутывание и межблокировку волокон по сравнению с известными неткаными гемостатическими материалами на основе окисленной регенерированной целлюлозы. Используется механический процесс иглопробивания со спутыванием в направлении Z. Могут использоваться другие типы трехмерного спутывания, например, гидроспутывание. Для сравнения, имеющийся на рынке нетканый волокнистый неспутанный материал на основе окисленной регенерированной целлюлозы с базовым весом от 200 до 400 грамм/квадратный метр имеет метод изготовления, в котором отсутствует этап процесса иглопробивания, обеспечивающий трехмерное спутывание.
ПРИМЕР 2. Влажная вставка через трокар
Для влажной вставки через трокар для прямоугольного образца, имеющего габариты 2,54 см (1 дюйм) × 5,1 см (2 дюйма), было открыто, что войлок сохранил свою структурную целостность после вставки. В зависимости от примера осуществления предложенного изобретения, рассасывающийся гемостатический нетканый войлок дополнительно улучшил свойства меньшего приставания к хирургическим инструментам и другим материалам в пределах места проведения хирургической операции, особенно при подвергании контакту с влажными материалами и поверхностями, и одновременно обеспечивает гемостаз подобно обычным и известным целлюлозосодержащим гемостатическим раневым повязкам или лучше их. Были проведены сравнительные оценки лапароскопической обработки на обладающем признаками изобретения рассасывающемся гемостатическом нетканом войлоке в сравнении с имеющейся на рынке волокнистой окисленной регенерированной целлюлозой 21 хирургом (с разделением между общими и травматическими хирургами из Соединенных Штатов Америки и Европы) с большинством (>80%), одобряющим характеристики лапароскопической обработки обладающего признаками изобретения рассасывающегося гемостатического нетканого войлока.
ПРИМЕР 3. Гемостатическая активность
Гемостатическая активность рассасывающегося гемостатического нетканого войлока предложенного изобретения была проверена с использованием модели гемостаза экстренного разреза свиной селезенки. В линейной модели разреза селезенки были сделаны разрезы 15 мм в длину × 3 мм в глубину на селезенке, и на только что созданное раневое место был нанесен испытуемый или контрольный образец (A, B, C или E) с последующим обтурирующим пальцевым давлением (тампонадой). Давление было первоначально применено в течение одной минуты и было рассчитано по времени при помощи электронного таймера. Вслед за одноминутной первоначальной тампонадой пальцевое давление было прекращено; марлевая прокладка на образце была незамедлительно удалена. Была проведена оценка гемостаза в течение 30-секундного периода. Если свободноструйное кровотечение не замечалось в течение 30 секунд, отмечалось время гемостаза в минутах: формат секунд, и испытание завершалось для данного препарата. Если замечалось свободноструйное кровотечение, то давление и марля применялись повторно в течение дополнительной 30 секундной тампонады и периодов наблюдения до тех пор, пока не достигался гемостаз, или до тех пор, пока период проведения испытания не достигал десяти минут. По истечении десяти минут испытание прекращалось в виде полного отказа и записывалось в виде ">10:00" (больше, чем десять минут) в исходных данных. Гемостаз определялся по прекращению свободноструйного кровотечения через менее чем десять минут.
Результаты проверки гемостатической активности показаны в таблицах 1-3. Таблицы 1 и 2 представляют собой два различных комплекта экспериментов. Таблица 3 представляет собой сводку результата из таблицы 2. Испытуемые образцы для таблиц 2 и 3:
Использованным контролем являлась марля, которая представляла собой отрицательный контроль.
A - имеющееся на рынке тканое кровоостанавливающее средство, однослойное,
B - двойной слой образца A,
C - одиночный слой рассасывающегося гемостатического нетканого войлока предложенного изобретения, сделанный из нити кругового волокна толщиной 150 денье, окисленный и превращенный в нетканый с базовым весом 100-110 граммов на квадратный метр, упакованный в фольгу и гамма-стерилизованный до минимум 30 кГр,
E - двойной слой образца C.
Были использованы прямоугольные куски испытуемых образцов размером приблизительно 1,5 см × 2,5 см.
В ходе всех испытаний наблюдалось быстрое время до гемостаза для рассасывающегося гемостатического нетканого войлока предложенного изобретения. Преимущественно время до гемостаза было независимым от числа слоев рассасывающегося гемостатического нетканого войлока.
ПРИМЕР 4. Предел прочности при раздирании
Был измерен предел прочности при раздирании в ходе резки в машинном направлении рассасывающегося гемостатического нетканого войлока предложенного изобретения. Предел прочности при раздирании был подвергнут испытаниям с применением машины для испытания материалов "Инстрон" и продемонстрировал высокую прочность для нетканого материала на основе окисленной регенерированной целлюлозы.
Машина для испытания материалов "Инстрон" 5500R: TJ 8, имеющая тензодатчик 44,5 Ньютона (10 фунтов) и захваты 90 фунтов на квадратный дюйм с гладкими стальными поверхностями 2,54×3,8 см (1×1,5 дюйма). Для проведения испытания предела прочности при раздирании были предоставлены образцы, нарезанные в машинном направлении. Подготовка образца включала резание прорехи длиной 2,54 см (1 дюйм) при помощи ножниц. Это было сделано для обеспечения зажима образцов в захваты "Инстрон" и инициирования прорехи в контролируемом направлении. Расстояние между захватами "Инстрон" (измерительная база) было установлено на 2,54 см (1 дюйм). Каждая сторона кромки разреза образца была загружена на захваты "Инстрон" таким образом, чтобы 1,3 см (0,5 дюйма) длины образца находились внутри захватов. Поперечина "Инстрон" перемещалась со скоростью 30,5 см/мин (12 дюймов/мин) для распространения прорехи по образцу. Испытание было остановлено вручную, когда прореха распространилась по всему образцу. Результаты измерений представлены в таблице 4.
ПРИМЕР 5. Предел прочности при растяжении и водопоглощение
Предел прочности при растяжении был измерен в ходе подобного испытания, как описано в примере 4, с использованием машины "Инстрон" и испытанием предела прочности при растяжении в продольном направлении. Все подвергнутые испытанию образцы являлись прямоугольными образцами размером 2,54×5,1 см (1×2 дюйма). Результаты испытания представлены в таблице 5.
Водопоглотительная способность была испытана в соответствии со следующей процедурой. Испытание включает взвешивание образца, насыщение образца водой, ожидание, пока стечет избыточная вода, в течение определенного времени и взвешивание образца с водой. Результаты испытания представлены в таблице 5.
Водопоглотительная способность для разных партий материала от свыше 850% до свыше 1000% веса воды сохраняется в виде функции веса рассасывающегося гемостатического нетканого войлока. Сравнение с гемостазом, основанным на имеющейся на рынке тканой и вязаной окисленной регенерированной целлюлозе, в ходе того же самого испытания показало более низкую водопоглотительную способность: 360% (базисный вес 188,1); 333% (базисный вес 253); 136% (базисный вес 431).
Предложенное изобретение относится к рассасывающемуся гемостатическому нетканому войлоку, пригодному для использования в ходе лапароскопических операций, и к методам производства заявленного войлока. Рассасывающаяся гемостатическая повязка, содержащая одиночный слой трехмерно спутанного нетканого войлока, который не может быть разделен на отдельные слои вручную, состоящая, по существу, из волокон окисленной целлюлозы, в которой войлок имеет достаточную механическую прочность и гибкость для сохранения своей структурной целостности при лапароскопическом развертывании. Изобретение обеспечивает эффективное использование в качестве кровоостанавливающего средства для эффективного лапароскопического развертывания. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 ил., 5 табл.
1. Рассасывающаяся гемостатическая повязка, содержащая одиночный слой трехмерно спутанного нетканого войлока, который не может быть разделен на отдельные слои вручную, состоящая, по существу, из волокон окисленной целлюлозы, в которой войлок имеет достаточную механическую прочность и гибкость для сохранения своей структурной целостности при лапароскопическом развертывании.
2. Рассасывающаяся гемостатическая повязка по п.1, в которой указанный войлок имеет базовый вес от 70 до 200 граммов на квадратный метр.
3. Рассасывающаяся гемостатическая повязка по п.2, в которой указанный войлок имеет предел прочности при растяжении более 0,89 ньютона.
4. Рассасывающаяся гемостатическая повязка по п.3, в которой указанный войлок имеет предел прочности при растяжении в направлении Z более 0,22 ньютона.
5. Рассасывающаяся гемостатическая повязка по п.4, в которой указанный войлок имеет предел прочности на разрыв более 0,22 ньютона.
6. Рассасывающаяся гемостатическая нетканая повязка по п.5, в которой волокна окисленной регенерированной целлюлозы имеют средние диаметры от около 5 микрон до около 25 микрон.
7. Рассасывающаяся гемостатическая нетканая повязка по п.6, в которой указанный войлок имеет водопоглотительную способность до около 1000% своего веса.
8. Рассасывающаяся гемостатическая нетканая повязка по п.1, имеющая прямоугольные размеры 1 дюйм × 2 дюйма и усилие вставки для развертывания через лапароскопический трокар, которое для войлока, имеющего базовый вес от около 150 до около 200 граммов на квадратный метр, составляет менее 89 ньютонов; причем для войлока, имеющего базовый вес от около 100 до около 125 граммов на квадратный метр, составляет менее 35,6 ньютонов; причем для войлока, имеющего базовый вес от около 70 до около 80 граммов на квадратный метр, составляет менее 13,3 ньютонов.
9. Рассасывающаяся гемостатическая нетканая повязка по п.1, в которой указанный трехмерно спутанный войлок состоит, по существу, из прядей, имеющих извитость от около 5 витков/дюйм до около 12 витков/дюйм и штапельную длину от около 1 ½ до около 4 ¼ дюймов.
10. Способ изготовления рассасывающейся гемостатической нетканой повязки по п.1, предусматривающий стадии:
a) обеспечения целлюлозной нити, имеющей волокна минимального кручения;
b) формирования многонитевой, подаваемой одним нитеводителем кругловязаной целлюлозной ткани, имеющей минимальное кручение;
c) промывания целлюлозной ткани;
d) окисления промытой ткани;
e) придания окисленной ткани податливости;
f) распускания сделанной податливой ткани для формирования непрерывной пряди, имеющей извитость от около 5 витков/дюйм до около 12 витков/дюйм;
g) резки непрерывной пряди для формирования штапелей, причем штапели имеют длину от около 1 ½ до около 4 ¼ дюймов;
h) кардочесания штапелей в кардочесанный материал;
i) иглопробивания и трехмерного спутывания кардочесанного материала для формирования однослойного нетканого войлока.
11. Способ по п.10, в котором стадии распускания и резки выполняют при низком растяжении или в течение минимального времени при высоком растяжении.
12. Способ по п.10, в котором стадию распускания выполняют без последующей намотки на катушку и с незамедлительной последующей резкой.
13. Способ по п.10, в котором кардочесанный материал содержит приблизительно от 10 до 17 слоев кардочесанного полотна.
14. Способ по п.13, в котором кардочесанный материал содержит около 12 слоев кардочесанного полотна.
| US 2009018479 A1, 15.01.2009 | |||
| US 2004243041 A1, 02.12.2004 | |||
| US 2004241212 A1, 02.12.2004 | |||
| US 2009246238 A1, 01.10.2009 | |||
| US 2008168759 A1, 17.07.2008 | |||
| US 20070190110 A1, 16.08.2007. |
