DE19960660A1 - Generation of reactive groups on poly(tetrafluoroethylene) by treatment with hydrogen peroxide and sulfuric acid, are useful for subsequent attachment of cells to vascular prostheses - Google Patents

Generation of reactive groups on poly(tetrafluoroethylene) by treatment with hydrogen peroxide and sulfuric acid, are useful for subsequent attachment of cells to vascular prostheses

Info

Publication number
DE19960660A1
DE19960660A1 DE19960660A DE19960660A DE19960660A1 DE 19960660 A1 DE19960660 A1 DE 19960660A1 DE 19960660 A DE19960660 A DE 19960660A DE 19960660 A DE19960660 A DE 19960660A DE 19960660 A1 DE19960660 A1 DE 19960660A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ptfe
groups
reactive
cells
hydrogen peroxide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19960660A
Other languages
German (de)
Inventor
Udo Bakowskiy
Carsten Kneuer
Thomas Graeter
Claus-Michael Lehr
Dieter Jahn
Christoph Loehbach
Hans-Joachim Schaefers
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19960660A priority Critical patent/DE19960660A1/en
Publication of DE19960660A1 publication Critical patent/DE19960660A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/38Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells
    • A61L27/3804Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells characterised by specific cells or progenitors thereof, e.g. fibroblasts, connective tissue cells, kidney cells
    • A61L27/3808Endothelial cells
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14Macromolecular materials
    • A61L27/16Macromolecular materials obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/507Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials for artificial blood vessels
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K16/00Immunoglobulins [IGs], e.g. monoclonal or polyclonal antibodies
    • C07K16/18Immunoglobulins [IGs], e.g. monoclonal or polyclonal antibodies against material from animals or humans
    • C07K16/28Immunoglobulins [IGs], e.g. monoclonal or polyclonal antibodies against material from animals or humans against receptors, cell surface antigens or cell surface determinants
    • C07K16/2839Immunoglobulins [IGs], e.g. monoclonal or polyclonal antibodies against material from animals or humans against receptors, cell surface antigens or cell surface determinants against the integrin superfamily
    • C07K16/2842Immunoglobulins [IGs], e.g. monoclonal or polyclonal antibodies against material from animals or humans against receptors, cell surface antigens or cell surface determinants against the integrin superfamily against integrin beta1-subunit-containing molecules, e.g. CD29, CD49
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K17/00Carrier-bound or immobilised peptides; Preparation thereof
    • C07K17/02Peptides being immobilised on, or in, an organic carrier
    • C07K17/08Peptides being immobilised on, or in, an organic carrier the carrier being a synthetic polymer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/12Chemical modification
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2400/00Materials characterised by their function or physical properties
    • A61L2400/18Modification of implant surfaces in order to improve biocompatibility, cell growth, fixation of biomolecules, e.g. plasma treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2327/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers
    • C08J2327/02Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08J2327/12Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C08J2327/18Homopolymers or copolymers of tetrafluoroethylene

Abstract

Generation of reactive surface groups (A) on poly(tetrafluoroethylene) (PTFE) by wet chemical methods, comprises reaction with a mixture of hydrogen peroxide and sulfuric acid. Independent claims are also included for: (a) coupling of cyanuric chloride to (A) to allow covalent binding of additional functional molecules; (b) covalent binding of protein, peptide or derived mimetics to the surface of (a); (c) other chemical and physical methods for introducing reactive surface groups on to PTFE that can be combined with methods (a) and (b); (d) coupling a crosslinker, reactive with hydroxy, amino or thiol groups, to the modified PTFE surface, provided this reaction can be combined with method (b); (e) loading implants made in (b) with autologous cells; (f) conditioning materials of (e) by culturing under flow conditions with shearing forces comparable with those encountered in vivo; (g) introduction of an intermediate layer (IL) during modification or loading of the implant material; and (h) IL that provides controlled release of a growth factor or pharmaceutical or provides for proteolytic cleavage by cell-specific enzymes.

Description

Die Erfindung betrifft ein neuartiges, mehrstufiges Verfahren zur nachträglichen Oberflächenmodifizierung und Funktionalisierung kommerziell erhältlicher Implantatmaterialien auf Basis von PTFE zur Erhöhung der biologischen Langzeitverträglichkeit und -stabilität. Im speziellen bezieht sich die Erfindung auf die Modifizierung von Gefäßimplantaten mit definierten Adhäsionsfaktoren zur dauerhaften Besiedelung mit autologen Endothelzellen.The invention relates to a novel, multi-stage method for subsequent Surface modification and functionalization more commercially available Implant materials based on PTFE to increase the biological Long-term tolerance and stability. In particular, the invention relates to Modification of vascular implants with defined adhesion factors for permanent Colonization with autologous endothelial cells.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

In der Biotechnologie, Biomedizin haben eine Vielzahl von Werkstoffen mit unterschiedlichsten Materialeigenschaften Eingang gefunden. Gerade in der modernen Medizintechnik werden diese Eigenschaften zur Verwendung als dauerhafte oder temporäre Implantatmaterialien angewandt. Dabei können Eigenschaften von biologisch inert bis hin zu vollständig biokompatibel notwendig sein. Beispiele für hierbei verwendete Materialien sind Hydrocarbonpolymere, Fluorocarbonpolymere, Halbleiter, Keramiken und Metalle. Von diesen Materialien sind besonders die kompakten Polytetrafluorethylene und die porösen Polytetrafluorethylene (PTFE) für die medizinische Anwendung von Bedeutung. Das PTFE ist ein hydrophobes Fluorcarbonpolymer mit einer großen Widerstandsfähigkeit gegenüber biochemischen und chemischen Einflüssen. Es ist ebenfalls gegenüber einer Vielzahl von Lösungsmitteln inert. Es gibt eine Vielzahl unterschiedlicher Herstellungsverfahren für PTFE und daraus bedingt eine Fülle handelsüblicher Formen. Dabei können sowohl die Eigenschaften der Oberfläche, Hydrophilie und Hydrophobie, mechanische Belastbarkeit und Oberflächenmorphologie (Poren, Stränge) in definierten Grenzen verändert werden. Im Vordergrund dieser Modifizierung stehen dabei die Möglichkeiten des Graftings anderer hydrophilerer Polymere (Patent US 4661383) oder Polymere mit freien reaktiven Gruppen (Patent US 5914182) oder das Einpressen von Metallen wie Aluminium (Patent US 5118524) in die PTFE-Polymermatrix.In biotechnology, biomedicine have a variety of materials different material properties found entrance. Especially in the modern Medical devices will use these properties as permanent or temporary implant materials applied. The properties of biological inert to be completely biocompatible. Examples of used here Materials are hydrocarbon polymers, fluorocarbon polymers, semiconductors, ceramics and Metals. Of these materials, the compact polytetrafluoroethylene and the porous polytetrafluorethylene (PTFE) for the medical application of Importance. The PTFE is a hydrophobic fluorocarbon polymer with a large Resistance to biochemical and chemical influences. It is also inert to a variety of solvents. There are many different manufacturing processes for PTFE and a wealth of them commercial forms. Both the properties of the surface, Hydrophilicity and hydrophobicity, mechanical resilience and surface morphology (Pores, strands) can be changed within defined limits. In the foreground this Modifications are the possibilities of grafting other more hydrophilic ones Polymers (patent US 4661383) or polymers with free reactive groups (patent US 5914182) or the pressing of metals such as aluminum (patent US 5118524) into the PTFE polymer matrix.

Aufbauend auf diesen Kompositmaterialien können nun bioaktive Spezies via Crosslinking-Agenzien an der Oberfläche fixiert werden. Die Chemisorption bzw. Physisorption bioaktiver Spezies wie Enzyme, organische Katalysatoren, Ribozyme, Organometallverbindungen, Proteine, Glycoproteine, Peptide, Polyaminosäuren, Nucleinsäuren, Antikörper, Carbohydrate, Zytokine, Lipide und Bestandteile der extrazellulären Matrix stellt die Grundlage für eine Biosymphatisierung, Erhöhung der Bioverträglichkeit solcher Materialien im Organismus, dar. Durch die Modifizierung der Oberfläche werden die energetischen Eigenschaften der Oberfläche wie die freie Energie und die Benetzbarkeit und/oder die Oberflächenmorphologie verändert.Building on these composite materials, bioactive species can now be Crosslinking agents are fixed on the surface. The chemisorption or  Physisorption of bioactive species such as enzymes, organic catalysts, ribozymes, Organometallic compounds, proteins, glycoproteins, peptides, polyamino acids, Nucleic acids, antibodies, carbohydrates, cytokines, lipids and components of the extracellular matrix provides the basis for a biosymphatization, increasing the Biocompatibility of such materials in the organism. By modifying the Surface are the energetic properties of the surface like free energy and changes the wettability and / or the surface morphology.

PTFE ist auf Grund seiner inerten Oberflächeneigenschaften für eine direkte Modifizierung schwer zugänglich. Die Anzahl reaktiver Gruppen an der Oberfläche von PTFE- Materialien ist von der Herstellung und von dem verwendeten Basismaterial abhängig. Freie Hydroxylgruppen sind in unter 1% an der Oberfläche verfügbar. Für eine direkte Modifizierung von PTFE-Oberflächen muß die Anzahl der reaktiven Gruppen durch physikalische und chemische Methoden erhöht werden. Hierbei wurden verschiedene Verfahren (Patente US 5369012, US 4946903) erarbeitet. Zur Erzeugung von Hydroxylgruppen und Aminogruppen wurden bisher kombinierte chemische und physikalische Methoden eingesetzt. Die Polymeroberfläche wurde unterschiedlich konzentrierten Gasgemischen aus u. a. Ammoniak, Wasserdampf, H2, verschiedenen organischen Nitriten und Nitraten oder Alkoholen ausgesetzt. Die Anbindung dieser Substanzen erfolgte durch Glimmentladung, Laserbestrahlung oder andere Formen harter Strahlung als Energieträger. Eine weitere Variante der Erzeugung reaktiver Gruppen konnte durch die Reduktion der Oberfläche mit verschiedenen Gemischen aus Wasser und Wasserstoff unter analogen experimentellen Bedingungen unter Erzeugung ungesättigter Kohlenwasserstoffe an der Oberfläche erreicht werden. Die Modifizierung erfolgte dabei direkt an der Oberfläche des Materials bis zu einer Schichttiefe von 10 nm (Patent US 4946903). Es konnten prozentuale Änderungen des Anteils an Hydroxyl- bzw. Stickstoff-Gruppierungen zwischen 3,5% und 33% in Abhängigkeit von den Versuchsbedingungen realisiert werden. Die Grenzflächenenergie der erhaltenen Oberflächen stieg deutlich an, der Grenzwinkel gegenüber Wasser verkleinerte sich merklich. Die hydrophilisierte Oberfläche kann nun zur Physi- bzw. Chemisorption der oben genannten bioaktiven Substanzen verwendet werden. In Abhängigkeit von der jeweils verwendeten Methode findet eine mehr oder minder starke Beeinflussung des Bulkmaterials statt. Due to its inert surface properties, PTFE is difficult to access for direct modification. The number of reactive groups on the surface of PTFE materials depends on the manufacture and the base material used. Free hydroxyl groups are available on the surface in less than 1%. For a direct modification of PTFE surfaces, the number of reactive groups has to be increased by physical and chemical methods. Various methods (patents US 5369012, US 4946903) were developed. Combined chemical and physical methods have so far been used to generate hydroxyl groups and amino groups. The polymer surface was exposed to differently concentrated gas mixtures of ammonia, water vapor, H 2 , various organic nitrites and nitrates or alcohols. These substances were connected by glow discharge, laser radiation or other forms of hard radiation as an energy source. A further variant of the generation of reactive groups could be achieved by reducing the surface with various mixtures of water and hydrogen under analogous experimental conditions with the production of unsaturated hydrocarbons on the surface. The modification was carried out directly on the surface of the material up to a layer depth of 10 nm (patent US 4946903). Percentage changes in the proportion of hydroxyl or nitrogen groups between 3.5% and 33% depending on the test conditions. The interfacial energy of the surfaces obtained increased significantly, the critical angle with water decreased noticeably. The hydrophilized surface can now be used for the physisorption or chemisorption of the above-mentioned bioactive substances. Depending on the method used, the bulk material is influenced to a greater or lesser extent.

Die aktivierte, mit reaktiven Gruppen versehene PTFE-Oberfläche ist nun einer kovalenten Anbindung von Funktionsmolekülen, wie in 1. beschrieben, zugänglich. Bisherige Technologien basieren größtenteils auf einer ausschließlich adsorptiven, auf Grund der hydrophilen Eigenschaften der Oberfläche basierenden Anlagerung der Funktionsmoleküle auf der Polymeroberfläche. Auch die Anlagerung von Kompositpolymeren (Grafting) als hydrophile Zwischenschichten zwischen dem inerten Polymermaterial und den Funktionsmolekülen erfolgt vornehmlich durch Adsorption und anschließende Kopplung durch hochenergetische Strahlung. Erweitert werden diese Arbeiten durch die Möglichkeit der Verwendung positiv geladener Polymere und monomerer Moleküle, wie beispielsweise Aminosilane, Chitosane, Lysin, Polylysin u. a. Diese können mit den oben genannten Methoden mit der Oberfläche verknüpft und die Funktionsmoleküle sowohl kovalent wie auch über elektrostatische Wechselwirkung angebunden werden (Patent US 5512474).The activated PTFE surface with reactive groups is now a covalent one Binding of functional molecules as described in 1. accessible. Previous Technologies are largely based on an exclusively adsorptive, due to the hydrophilic properties of the surface based attachment of the Functional molecules on the polymer surface. The addition of Composite polymers (grafting) as hydrophilic intermediate layers between the inert Polymer material and the functional molecules are primarily made by adsorption and subsequent coupling by high-energy radiation. These are expanded Work through the possibility of using positively charged polymers and monomeric molecules such as aminosilanes, chitosans, lysine, polylysine and the like. a. These can be linked to the surface using the above methods and the Functional molecules both covalently and via electrostatic interaction be connected (patent US 5512474).

Der prothetische Ersatz von Blutgefäßen stellt eine der wichtigen Operationsprinzipien der kardiovaskulären Chirurgie dar. Der Einsatz von großlumigen arteriellen Gefäßen ist mit guten Langzeitergebnissen möglich, bei kleineren arteriellen Gefäßen oder im venösen System zeigen sich jedoch die aktuellen Grenzen des prothetischen Gefäßersatz auf. Es kann gerade in diesen Situationen relativ geringen Blutflusses durch die Anlagerung von Thrombozyten und der lokalen Aktivierung der Blutgerinnung zur überschießenden Ausbildung von wandhaftendem Thrombus mit thrombotischem Frühverschluß der Gefäßprothese führen. Forschungsergebnisse der Arteriosklerose nativer Gefäße wie auch die Beobachtung des Verhaltens von prothetischen Gefäßen lassen die lokale Gerinnungsaktivierung aufgrund des Fehlens eines kompletten Endothelzellbesatzes als zentralen Mechanismus erscheinen. Daher sollte es möglich sein, daß eine komplette Besiedlung der Gefäßprothese mit autologen Endothelzellen das Auftreten der genannten Komplikationen auf ein Mindestmaß reduzieren kann. Das Prinzip der Besiedlung von Gefäßprothesen mit Endothelzellen ist experimentell bereits weitgehend etabliert, und es liegen auch erste klinische Erfahrungen vor. Ein bis zu 70%iger Besatz der endoluminalen Oberfläche mit Endothelzellen ist innerhalb von Stunden bis Tagen möglich. Klinisch reicht eine 70%ige Besiedlung der endoluminalen Oberfläche trotz Einsatz von Wachstumsfaktoren jedoch nicht aus. Mangelnde Qualität und Dichte der Besiedlung sind offensichtlich der Grund für die Tatsache, daß bei den bisherigen Anwendungen von endothelzellbesiedelten Gefäßprothesen keine signifikante Verbesserung der Resultate erzielt werden konnte. Die Expression und der Erhalt der endothelspezifischen Eigenschaften spielt eine entscheidende Rolle für die Zellverankerung auf den Gefäßprothesen. Eine Verbesserung der Zellverankerung auf den Gefäßprothesen ist zu erwarten, wenn man die spezifischen Eigenschaften der Extrazellulären Matrix der Blutgefäße auf die Oberfläche der künstlichen Gefäßprothesen überträgt. The prosthetic replacement of blood vessels represents one of the important principles of surgery cardiovascular surgery. The use of large-lumen arterial vessels is included good long-term results possible, with smaller arterial vessels or in the venous System, however, the current limits of prosthetic vascular replacement show up. It can accumulate in these situations of relatively low blood flow by Platelets and local activation of blood clotting to excess Formation of wall adherent thrombus with thrombotic early closure of the Perform vascular prosthesis. Research results of arteriosclerosis of native vessels such as the observation of the behavior of prosthetic vessels also leaves the local Activation of coagulation due to the lack of a complete endothelial cell population as central mechanism appear. Therefore, it should be possible for a complete Colonization of the vascular prosthesis with autologous endothelial cells the occurrence of the above Complications can be kept to a minimum. The principle of the settlement of Vascular prostheses with endothelial cells are already largely established experimentally, and it initial clinical experience is also available. Up to 70% of the endoluminal Surface with endothelial cells is possible within hours to days. Clinically 70% colonization of the endoluminal surface is sufficient despite the use of However, growth factors do not rule out. Lack of quality and density of settlement obviously the reason for the fact that in previous applications of  endothelial cell populated vascular prostheses did not significantly improve the results could be achieved. The expression and maintenance of the endothelium-specific Properties play a vital role in cell anchoring on the Vascular prostheses. The cell anchoring on the vascular prostheses is improving expect, given the specific properties of the extracellular matrix of the Blood vessels transferred to the surface of the artificial vascular prosthesis.  

GEGENSTAND DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Gegenstand des Schutzes ist ein neuartiges, mehrstufiges Verfahren zur nachträglichen Oberflächenmodifzierung und Funktionalisierung kommerziell erhältlicher PTFE-Materialien sein. Als Materialien können dabei sowohl feste mechanisch belastbare PTFE- Blockverbunde, wie auch flexible Folien sowie versponnene Gewebe unterschiedlichster äußerer Erscheinungsbilder angesehen werden. Als grundlegende Eigenschaften ist diesen Stoffen eine hohe oberflächliche Inertheit, die molekulare Grundzusammensetzung des Basispolymers gemäß CnFm bei n = 2 und m = 1-4 und einen Randwinkel gegenüber Wasser von größer 100°. Die Basispolymere können darüberhinaus über eine unterschiedliche mikroskopische Oberflächenmorphologie, wie glatte, poröse, mit Hohlräumen versehene Oberfläche usw., verfügen.The subject of the protection is a new, multi-stage process for the subsequent surface modification and functionalization of commercially available PTFE materials. The materials that can be considered here are both solid, mechanically resilient PTFE block composites, as well as flexible foils and spun fabrics with a wide variety of external appearances. The basic properties of these substances are high surface inertness, the basic molecular composition of the base polymer according to C n F m at n = 2 and m = 1-4 and a contact angle with water of greater than 100 °. The base polymers can also have a different microscopic surface morphology, such as smooth, porous, voided surface, etc.

Das neuartige Verfahren besteht aus fünf aufeinander aufbauenden Teilschritten. Der erste Teilschritt ist die Erzeugung reaktiver Oberflächengruppierungen an der Polymeroberfläche durch Oxydation. Als Methode wurde hier die Naßchemische Oxydation der Oberfläche, welche durch verschieden konzentrierte (von 1 vol% Wasserstoffperoxid bis 70 vol%) Wasserstoffperoxid/Schwefelsäure Gemische erreicht werden konnte, verwendet. Durch Variation der Reaktionstemperatur und der Inkubationszeit kann die Anzahl der oberflächlich erhaltenen reaktiven Hydroxylgruppen varürt werden. Die Oxydation erfolgt vornehmlich an der Oberfläche des Polymers bis zu einer Tiefe von ca. 20 nm. Bei Modifizierungen der Polymere in Bereichen der ausreichenden Aktivierung findet keinerlei Veränderung der Oberflächenmorphologie statt. Dies konnte mit Hilfe der Rasterkraftmikoskopie wie auch der Elektronenmikroskopie belegt werden. Der Nachweis der Entstehung der freien Hydroxylgruppen wurde mit Hilfe der FT-IR-Spektroskopie durchgeführt. Neben den unveränderten Basisbanden des PTFE entstanden neue für Hydroxylgruppen charakteristische Banden unterschiedlicher Intensität. Der Randwinkel gegenüber Wasser verkleinerte sich in Abhängigkeit von den Reaktionsparametern auf Werte zwischen 88° und 115° (pures PTFE 125°).The new method consists of five partial steps that build on one another. The The first step is the creation of reactive surface groupings on the Polymer surface through oxidation. The method here was wet chemical Oxidation of the surface caused by different concentrations (from 1 vol% Hydrogen peroxide up to 70 vol%) Hydrogen peroxide / sulfuric acid mixtures reached could be used. By varying the reaction temperature and the Incubation time can be the number of reactive hydroxyl groups obtained on the surface be varied. The oxidation takes place primarily on the surface of the polymer up to a depth of approx. 20 nm. With modifications of the polymers in the areas of sufficient activation does not change the surface morphology. This could be done with the help of atomic force microscopy as well as electron microscopy be occupied. Evidence of the formation of free hydroxyl groups was made with the help FT-IR spectroscopy. In addition to the unchanged basebands of PTFE new bands of different hydroxyl groups were formed Intensity. The contact angle with water decreased depending on the Reaction parameters to values between 88 ° and 115 ° (pure PTFE 125 °).

Die gegenwärtig verwendeten Aktivierungsstrategien der GCE-Oberfläche gehen in einem ersten Schritt von einer oxidativen Veränderung aus. Dabei kann die Oxydation sowohl naßchemisch mit Schwefelsäure/Wasserstoffperoxid /1, 7, 8/, Kaliumdichromat /7/ und Cer IV/Perchlorsäure /7/ oder elektrochemisch durch anodische Oxydation /9, 11/ erfolgen. Es werden so verschiedene Sauerstoffverbindungen, wie aliphatische und phenolische Hydroxylgruppen, chinoide Strukuren, Aldehyd- und Carboxylgruppen an der Oberfläche erhalten /9, 10/.The activation strategies currently used for the GCE surface are based on an oxidative change in a first step. The oxidation can take place both wet-chemically with sulfuric acid / hydrogen peroxide / 1, 7, 8 /, potassium dichromate / 7 / and cerium IV / perchloric acid / 7 / or electrochemically by anodic oxidation / 9, 11 /. Different oxygen compounds such as aliphatic and phenolic hydroxyl groups, quinoid structures, aldehyde and carboxyl groups are obtained on the surface / 9, 10 /.

Als zweiter Teilschritt wird die chemische Aktivierung der erzeugten reaktiven Hydroxylgruppen durch kleine reaktive Moleküle Gegenstand des Schutzes. Unter kleinen reaktiven Molekülen sind Verbindungen zu verstehen die aufgrund ihrer chemischen Struktur die Verknüpfung anderer gelöster Substanzen mit polymeren Oberflächen möglich machen. Diese reaktiven Moleküle (im weiteren Reaktanten genannt) können dabei nach der Kopplungsreaktion an der Oberfläche verbleiben, aber auch danach wieder desorbiert werden. Reaktanten im Sinne des vorgestellten Verfahrens sind Moleküle, die eine Verbindung mit Hydroxylgruppen eingehen aber weiterhin die Fähigkeit besitzen, mit freien Hydroxyl-, Amino- und Thiolgruppen zu reagieren. Als Reaktanten finden hier Carbodiimid /2/, Thionylchlorid /4, 5/, verschiedene Silane /3/, Bromcyan /8/, Cyanurchlorid /6/ Verwendung.The second step is the chemical activation of the generated reactive Hydroxyl groups protected by small reactive molecules. Among little ones reactive molecules are understood to be compounds based on their chemical Structure linking other dissolved substances with polymer surfaces make possible. These reactive molecules (hereinafter referred to as reactants) can remain on the surface after the coupling reaction, but also afterwards be desorbed again. Are reactants in the sense of the method presented Molecules that connect to hydroxyl groups still have the ability possess to react with free hydroxyl, amino and thiol groups. As reactants find carbodiimide / 2 /, thionyl chloride / 4, 5 /, various silanes / 3 /, cyanogen bromide / 8 /, Cyanuric chloride / 6 / use.

Die Oberflächenmorphologie der PTFE-Polymere wird nicht verändert. Die Aktivierung der Oberfläche kann in unterschiedlichen Lösungsmitteln erfolgen. Typischer Weise werden Chloroform, Methanol, Ethanol, Dioxan, Aceton oder deren Gemische mit verschiedenen Katalysatoren, wie n,n-Diisopropylethylamin oder Dimethylfluoropyriden u. a., verwendet. Die Reaktion kann mit Hilfe der FT-IR-Spektroskopie verfolgt und charakterisiert werden. Am Beispiel der Kopplung von Cyanurchlorid an der PTFE-Oberfläche wird das Entstehen einer neuen Bande im FT-IR beobachtet. Gleichzeitig vergrößert sich der Randwinkel gegenüber Wasser von ca. 90° auf 110°. Das so aktivierte Polymer ist lagerfähig. Bei Verwendung der angegebenen Methode bleibt die Reaktivität für 6 Monate unverändert erhalten.The surface morphology of the PTFE polymers is not changed. The activation of the Surface can be done in different solvents. Be typical Chloroform, methanol, ethanol, dioxane, acetone or their mixtures with various Catalysts such as n, n-diisopropylethylamine or dimethylfluoropyriden u. a., used. The reaction can be monitored and characterized using FT-IR spectroscopy. The example is the coupling of cyanuric chloride to the PTFE surface a new band was observed in FT-IR. At the same time, the contact angle increases against water from approx. 90 ° to 110 °. The polymer activated in this way can be stored. At Using the given method, the reactivity remains unchanged for 6 months receive.

In einem dritten Teilschritt werden ausgewählte Funktionsmoleküle an die so aktivierte PTFE-Oberfläche gekoppelt, die eine gezielte Anheftung und Ausbreitung von Zellen definierten Typs und Herkunft vermitteln. Dies wird durch eine affine und spezifische Wechselwirkung dieser Moleküle mit den physiologischen Adhäsionsmolekülen der Zellen erreicht. Als Kandidaten kommen hierbei in Frage: Bestandteile der extrazellulären Matrix wie Kollagene, Fibronektin, Laminin, Vitronektin; von diesen Molekülen abgeleitete lineare und zyklische Peptidsequenzen (RGD-Sequenzen), Rezeptorproteine von Mikroorganismen wie Invasin A von Yersinia spec. oder Picornavirus VP1-3 sowie von diesen abgeleitete (Fusions)proteine, Peptide und mimetische Strukturen. Die gewünschten zellulären Rezeptoren sind dabei insbesondere Integrine (beta-1 und beta- 3). In a third sub-step, selected functional molecules are activated on the so activated PTFE surface coupled, which allows targeted attachment and spread of cells convey a defined type and origin. This is done through an affine and specific Interaction of these molecules with the physiological adhesion molecules of the cells reached. Candidates here are: components of the extracellular matrix such as collagens, fibronectin, laminin, vitronectin; linear derived from these molecules and cyclic peptide sequences (RGD sequences), receptor proteins from Microorganisms such as Invasin A from Yersinia spec. or Picornavirus VP1-3 as well as from these derived (fusion) proteins, peptides and mimetic structures. The The desired cellular receptors are in particular integrins (beta-1 and beta 3).  

In dem vorgestellten Anwendungsbeispiel wurde erfolgreich ein Fusionsprotein aus dem Maltose-Binde-Protein (MBP) und der C-terminalen extrazellulären Domäne von Invasin A von Yersinia enterocolitica als zellbindendes Funktionsmolekül eingesetzt.In the application example presented, a fusion protein from the Maltose-binding protein (MBP) and the C-terminal extracellular domain of Invasin A used by Yersinia enterocolitica as a cell-binding functional molecule.

Ein optionaler vierter Teilschritt kann an dieser Stelle in den Herstellungsprozeß eingeführt werden, um eine Zwischenschicht monomerer oder polymerer Substanzen einzubringen, welche die Aktivität der kovalent fixierten Funktionsmoleküle im Sinne der Bindung von Zellen über deren Adhäsionsproteine nicht stört. Dazu stehen die nicht im 3. Teilschritt verbrauchten Linker-Moleküle, welche im 2. Teilschritt auf die Oberfläche des Implantatmaterials aufgebracht wurden, zur Verfügung. Alternativ kommt eine absorptive Anbindung der Zwischenschicht in Frage. Ziel dieser Zwischenschicht ist eine selektive Unterstützung der durch die Funktionsmoleküle zu erreichenden Zelladhäsion durch Stimulation von Wachstum und Teilung des erwünschten Zelltyps oder Inhibierung und Abtötung unerwünschter Zelltypen. Dies kann durch die Freisetzung von Wachstumsfaktoren bzw. Pharmaka (z. B. Antikoagulantien oder Toxine) aus der Zwischenschicht erreicht werden, welche gegebenenfalls gesteuert werden kann. Eine Steuerung der Freisetzung der Effektoren aus der Zwischenschicht kann gewährleistet werden, indem die Effektormoleküle als Fusionsproteine (F-Linker-E) in diese eingebaut werden, wobei der Fusionsanteil zur Fixierung auf dem Implantatmaterial dient und der Linker spezifische Proteasesequenzen enthält, die dem Abbau durch Proteasen des jeweiligen Zelltyps zugänglich sind.An optional fourth sub-step can be introduced at this point in the manufacturing process to insert an intermediate layer of monomeric or polymeric substances, which the activity of the covalently fixed functional molecules in the sense of the binding of Cells do not interfere with their adhesion proteins. They are not in the third step used linker molecules, which in the second step on the surface of the Implant material have been applied. Alternatively there is an absorptive Connection of the intermediate layer in question. The aim of this intermediate layer is a selective one Support of the cell adhesion to be achieved by the functional molecules Stimulation of growth and division of the desired cell type or inhibition and Killing unwanted cell types. This can be due to the release of Growth factors or pharmaceuticals (e.g. anticoagulants or toxins) from the Intermediate layer can be achieved, which can be controlled if necessary. A Control of the release of the effectors from the intermediate layer can be ensured by incorporating the effector molecules into them as fusion proteins (F-Linker-E) be, the fusion portion is used for fixation on the implant material and the Linker contains specific protease sequences, which are the degradation by proteases of the respective cell type are accessible.

In dem abschließenden fünften Teilschritt der Erfindung werden die modifizierten Implantatmaterialien einer abschließenden Besiedelung mit Zellen unterzogen, von denen eine für den jeweiligen Anwendungszweck maximale Langzeitstabilisierung des Implanates und dessen Funktionalität erwartet werden kann. Vorzugsweise wird diese Besiedelung ex-vivo vorgenommen und mit autologen, d. h. vom Empfänger des Implantates gewonnenen Zellen durchgeführt. Anschließend an die Besiedelung wird die aufgebrachte Zellschicht konditioniert. Dazu wird sie den nach Implantation zu erwartenden Stressfaktoren und Stimuli, wie Scherstress, Pulsation, Wachstumsfaktoren, Hormonen oder Stoffwechselprodukten, ausgesetzt. Durch diese Besiedelung kann eine Maskierung des Implantatmaterials erreicht werden, welches damit vom Körper akzeptiert wird, keine immunologischen Reaktionen und Aktivierung von Gerinnungs- und Komplementkaskaden auslöst. In the final fifth sub-step of the invention, the modified Implant materials undergo a final colonization with cells, of which a long-term stabilization of the maximum for the respective application Implanates and its functionality can be expected. This is preferred Colonization was carried out ex vivo and with autologous, d. H. from the recipient of the Cells obtained from implant performed. After the settlement, the applied cell layer conditioned. To do this, it becomes the after implantation expected stress factors and stimuli such as shear stress, pulsation, growth factors, Hormones or metabolic products. Through this settlement, one Masking of the implant material can be achieved, which is accepted by the body will, no immunological reactions and activation of coagulation and Complements cascades.  

Die Kombination von chemischen Modifizierungen unter Auswahl der geeigneten Funktionsmoleküle mit der dauerhaften, gegenüber Scherkräften ausreichend resistenten Besiedelung mit spezifischen Zellen kann als "Biosympathisierung" beschrieben werden und stellt die wesentliche Neuheit dieser Erfindung dar. The combination of chemical modifications with selection of the appropriate ones Functional molecules with the permanent, sufficiently resistant to shear forces Colonization with specific cells can be described as "biosympathization" and represents the essential novelty of this invention.  

ANWENDUNGSBEISPIELAPPLICATION EXAMPLE

Implantatmaterial aus PTFE für den prosthetischen Ersatz von kleinlumigen Blutgefäßen (Durchmesser) (Herkunft) wurde durch 15-minütige Inkubation mit einem Gemisch aus je einem Teil 30%igem Wasserstoffperoxid und 96%iger Schwefelsäure an der luminalen Oberfläche oxidiert. Die Abnahme der Oberflächen-Hydrophobizität wurde durch Messung des Benetzungswinkels (Wasser) nachgewiesen. Dieser verringerte sich von ursprünglich 125° auf ca. 90°. Eine Analyse des IR-Spektrums zeigte neben den für unmodifiziertes PTFE neue, für Hydroxylgruppen charakteristische Banden zwischen 1000 und 1400 cm-1.PTFE implant material for the prosthetic replacement of small-lumen blood vessels (diameter) (origin) was oxidized on the luminal surface by incubation for 15 minutes with a mixture of 30% hydrogen peroxide and 96% sulfuric acid. The decrease in surface hydrophobicity was demonstrated by measuring the wetting angle (water). This decreased from the original 125 ° to approx. 90 °. An analysis of the IR spectrum showed new bands between 1000 and 1400 cm -1 which are characteristic of unmodified PTFE and which are characteristic of hydroxyl groups.

Das so aktivierte Implantatmaterial wurde mit dem OH-reaktiven Crosslinker Cyanurchlorid verknüpft. Dies konnte nach vorheriger Neutralisation der oxidierten Oberfläche durch eine 30minütige Inkubation in einer gesättigten Lösung von Cyanurchlorid in Chloroform erreicht werden. Die erfolgreiche kovalente Modifikation mit Cyanurchlorid wurde mittels IR-Spektroskopie nachgewiesen. Das Spektrum der so behandelten Oberfläche des Materials zeigte zusätzliche, für C=N-Bindungen charakteristische Banden bei 2200 bis 2400 cm-1. Der Benetzungswinkel erhöhte sich nach der Umsetzung mit Cyanurchlorid von 90° auf 110°. Die Struktur und Festigkeit des Implantatmateriales wurde von der beschriebenen Prozedur nicht nachteilig beeinflußt.The implant material activated in this way was linked to the OH-reactive crosslinker cyanuric chloride. After neutralization of the oxidized surface, this could be achieved by incubation in a saturated solution of cyanuric chloride in chloroform for 30 minutes. The successful covalent modification with cyanuric chloride was verified by means of IR spectroscopy. The spectrum of the surface of the material treated in this way showed additional bands characteristic of C = N bonds at 2200 to 2400 cm -1 . The wetting angle increased from 90 ° to 110 ° after the reaction with cyanuric chloride. The structure and strength of the implant material were not adversely affected by the described procedure.

Anschließend an die Oxidation und Umsetzung mit dem Cross-Linker Cyanurchlorid wurden die Proteine MD1, MD2, Min3 bzw. MBP durch Reaktion einer seiner Amino- Gruppen mit einer der zwei noch verfügbaren und Amino-reaktiven C-Cl-Funktionen kovalent an das Implantatmaterial gekoppelt (Proteinkonzentration 100nM, 16 h). Die Proteine MD1, MD2 und Min3 stellen Fusionsproteine aus dem Maltose-Binde-Protein (Swiss-Prot: P02928) am N-Terminus und unterschiedlich langen Sequenzen der extrazellulären Domäne des Invasin A von Yersinia enterocolitica (Swiss Prot: P19196) am C-Terminus dar. Die Primärstrukturen sind in Abb. 1 dargestellt. Alle Proteine wurden von den entsprechenden Plasmiden auf Basis des pMal-Systemes in E.coli exprimiert und durch Maltose-Affinitätschromatographie und Ionenaustauschchromatographie aufgereinigt. Die Aktivität von MD1, MD2 und Min3 im Sinne einer Vermittlung von Zelladhäsion wurde in unabhängigen Untersuchungen gezeigt. Dabei wurde ebenfalls durch Inhibitionsstudien mit beta-1-Integrin-spezifischen Antikörpern und den RGD- Peptiden GRGDS und GRGDTP nachgewiesen, daß die beobachtete Adhäsion durch spezifische Wechselwirkungen zwischen den Fusionsproteinen und zellulären beta-1- Integrinen vermittelt wird. Die erfolgreiche Kopplung konnte in allen Fällen mittels eines Enzym-gekoppelten Immunoassays auf Basis eines anti-MBP-Antikörpers erfolgreich nachgewiesen werden. Eine Untersuchung der Oberfläche des modifizierten Implantatmaterials mit Hilfe der Raster-Kraft-Mikroskopie zeigte typische, etwa 5-10 nm große kugelförmige Strukturen (Abb. 2). Diese entsprachen in der Größe den verwendeten Proteinen und fehlten auf Oberflächen, die nicht mit dem(n) Protein(en) umgesetzt wurden.Following the oxidation and reaction with the cross-linker cyanuric chloride, the proteins MD1, MD2, Min3 and MBP were covalently coupled to the implant material by reacting one of its amino groups with one of the two still available and amino-reactive C-Cl functions (Protein concentration 100nM, 16 h). The proteins MD1, MD2 and Min3 represent fusion proteins from the maltose-binding protein (Swiss-Prot: P02928) at the N-terminus and sequences of the extracellular domain of Invasin A from Yersinia enterocolitica (Swiss Prot: P19196) of different lengths at the C-terminus The primary structures are shown in Fig. 1. All proteins were expressed from the corresponding plasmids based on the pMal system in E. coli and purified by maltose affinity chromatography and ion exchange chromatography. The activity of MD1, MD2 and Min3 in terms of mediating cell adhesion has been shown in independent studies. Inhibition studies with beta-1 integrin-specific antibodies and the RGD peptides GRGDS and GRGDTP also demonstrated that the observed adhesion is mediated by specific interactions between the fusion proteins and cellular beta-1 integrins. The successful coupling was successfully demonstrated in all cases by means of an enzyme-linked immunoassay based on an anti-MBP antibody. An examination of the surface of the modified implant material with the aid of atomic force microscopy showed typical, 5-10 nm large spherical structures ( Fig. 2). These corresponded in size to the proteins used and were missing on surfaces that were not reacted with the protein (s).

Anschließend wurden Besiedelungsversuche von unmodifiziertem Implantatmaterial, oxidiertem Implantatmaterial, oxidiertem und mit Cyanurchlorid umgesetztem Implantatmaterial sowie entweder mit dem Kontrollprotein MBP oder den aktiven Fusionsproteinen Min3, MD1 und MD2 kovalent beschichteten Implantatmaterial durchgeführt. Da es sich bei den Implantaten um Gefäßprothesen handelt, wurden für die Besiedelungsversuche primäre humane Endothelzellen ausgewählt. Diese wurden zuvor durch enzymatischen Verdau (0,1%ige Typ-I-Collagenase) aus einer Vena saphena magna isoliert. Das für die Besiedelung eingesetzte Zellkulturmedium enthielt neben den Standardbestandteilen eine optimierte Zusammensetzung aus verschiedenen Wachstumsfaktoren.Then attempts to colonize unmodified implant material, oxidized implant material, oxidized and reacted with cyanuric chloride Implant material as well as either the control protein MBP or the active Fusion proteins Min3, MD1 and MD2 covalently coated implant material carried out. Since the implants are vascular prostheses, Colonization experiments selected primary human endothelial cells. These were previously by enzymatic digestion (0.1% type I collagenase) from a saphenous vein magna isolated. The cell culture medium used for the colonization contained in addition to the Standard components an optimized composition of different Growth factors.

Abb. 3A bis 3D zeigen das Ergebnis einer 24stündigen Besiedelung von unmodifiziertem Implantatmaterial (A), oxidiertem Implantatmaterial (B) und mit dem Kontrollprotein MBP oder Min3-modifizierten Implantatmaterial (C, D). Es ist deutlich zu erkennen, daß auf den Proben A bis C nur ein geringer Teil der Oberfläche mit Zellen besiedelt werden konnte, während mit der Min3-Beschichtung (D) eine sehr gleichmäßige und vollständige Besiedelung erreicht wurde. Die Identität der Endothelzellen wurde zusätzlich über eine Anfärbung intrazellärer, von-Willebrand-Faktor positiver Speichergranulae gezeigt. Perfusionsversuche zeigten weiterhin eine ausreichende Stabiliät der ausgebildeteten Zellschicht gegenüber Scherkräften.
Figures 3A to 3D show the result of a 24-hour colonization of unmodified implant material (A), oxidized implant material (B) and with the control protein MBP or Min3-modified implant material (C, D). It can clearly be seen that on samples A to C only a small part of the surface could be populated with cells, while with the Min3 coating (D) a very uniform and complete colonization was achieved. The identity of the endothelial cells was additionally demonstrated by staining intracellular, von Willebrand factor positive storage granules. Perfusion tests also showed sufficient stability of the formed cell layer against shear forces.

/1/ Heiduschka, P., Dittrich, J., Electrochimica Acta, 37, (1992), 2573-2580
/2/ Bourdillon, C., Bourgeois, J. P., J. Am. Chem. Soc., 102, (1980), 4231
/3/ Armstrong, F. A., Browen, K. J., J. Electroanal. Chem., 219, (1987), 319
/4/ von der Linden, W. E., von Dieker, J. W., Anal. Chim. Acta, 119, (1980), 1
/5/ Kamau, G. N., Anal. Chim. Acta, 207, (1988), 1
/6/ Ianniello, R. M., Yacynych, A. M., Anal. Chem., 53, (1981), 2090-2095
/7/ Kepley, L. J., Bard, A. J., Anal. Chem., 60, (1988), 1459-1467
/8/ P. Heiduschka, Dissertation, Pädagogische Hochschule Halle, (1990)
/9/ Engstrom, R. C., Strasser, V. A., Anal. Chem., 56, (1984), 136
/10/ Evans, J. F., Kuwana, T., Henne, M. T., Royer, G. P., J. Elektroanal. Chem., 80, (1977), 409
/11/ Blaedel, W. J., Jenkins, R. A., Anal. Chem., 46, (1974), 1952
/ 1 / Heiduschka, P., Dittrich, J., Electrochimica Acta, 37, (1992), 2573-2580
/ 2 / Bourdillon, C., Bourgeois, JP, J. Am. Chem. Soc., 102, (1980), 4231
/ 3 / Armstrong, FA, Browen, KJ, J. Electroanal. Chem., 219, (1987), 319
/ 4 / von der Linden, WE, von Dieker, JW, Anal. Chim. Acta, 119, (1980), 1
/ 5 / Kamau, GN, Anal. Chim. Acta, 207, (1988), 1
/ 6 / Ianniello, RM, Yacynych, AM, Anal. Chem., 53, (1981), 2090-2095
/ 7 / Kepley, LJ, Bard, AJ, Anal. Chem., 60, (1988), 1459-1467
/ 8 / P. Heiduschka, dissertation, Halle University of Education, (1990)
/ 9 / Engstrom, RC, Strasser, VA, Anal. Chem., 56, (1984), 136
/ 10 / Evans, JF, Kuwana, T., Henne, MT, Royer, GP, J. Elektroanal. Chem., 80, (1977), 409
/ 11 / Blaedel, WJ, Jenkins, RA, Anal. Chem., 46, (1974), 1952

Claims (14)

1. Die naßchemische Erzeugung reaktiver Oberflächengruppen auf PTFE-Materialien durch Umsetzung mit Gemischen aus Wasserstoffperoxid und Schwefelsäure.1. The wet chemical generation of reactive surface groups on PTFE materials by reaction with mixtures of hydrogen peroxide and sulfuric acid. 2. Andere chemische und physikalische Methoden zur Einführung reaktiver Oberflächengruppen auf PTFE-Materialien wie OH, NH2, COOH oder CHO, sofern diese mit den nachfolgenden Patentansprüchen kombiniert werden.2. Other chemical and physical methods for introducing reactive surface groups on PTFE materials such as OH, NH 2 , COOH or CHO, provided that these are combined with the following patent claims. 3. Die Kopplung von Cyanurchlorid an entsprechend den Ansprüchen 1 und 2 an der Oberfläche von PTFE-Materialien erzeugte reaktive Gruppen zum Zweck der kovalenten Anbindung weiterer Funktionsmoleküle.3. The coupling of cyanuric chloride to according to claims 1 and 2 of the Surface of PTFE materials generated reactive groups for the purpose of covalent attachment of other functional molecules. 4. Die Kopplung anderer Cross-Linker an entsprechend den Ansprüchen 1 und 2 an der Oberfläche von PTFE-Materialien erzeugte reaktive Gruppen, welche weiterhin die Fähigkeit besitzen, mit freien Hydroxyl-, Amino- oder Thiolgruppen zu reagieren, sofern diese Reaktion mit denen nachfolgender Ansprüche kombiniert wird.4. The coupling of other cross linkers to according to claims 1 and 2 of the Surface of PTFE materials created reactive groups, which continue to Have the ability to react with free hydroxyl, amino or thiol groups, if this reaction is combined with those of the following claims. 5. Die kovalente Anbindung von Proteinen, Peptiden oder abgeleiteten Mimetika die Liganden für zelluläre Adhäsionsmoleküle an eine nach Anspruch 3 oder 4 aktivierte PTFE-Oberfläche.5. The covalent attachment of proteins, peptides or derived mimetics Ligands for cellular adhesion molecules to one activated according to claim 3 or 4 PTFE surface. 6. Verwendung von Proteinen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß diese Sequenzen der extrazellulären Domäne des Invasin-A-Proteins von Yersinia enterocolitica enthalten.6. Use of proteins according to claim 5, characterized in that these Sequences of the extracellular domain of the Yasinia invasin A protein enterocolitica included. 7. Verwendung von Proteinen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß diese Antikörper oder Antikörperfragmente mit Spezifität für Integrine darstellen.7. Use of proteins according to claim 5, characterized in that these Represent antibodies or antibody fragments with specificity for integrins. 8. Die Besiedelung von Implantatmaterialien nach Anspruch 5 bis 7 mit autologen Zellen zum Zweck der Maskierung des Materials und Erhöhung der biologischen Langzeitfunktionalität und -stabilität. 8. The colonization of implant materials according to claim 5 to 7 with autologous cells for the purpose of masking the material and increasing the biological Long-term functionality and stability.   9. Die Besiedelung von kleinlumigen (1-10 mm Durchmesser) Gefäßprothesen auf PTFE- Basis nach Anspruch 5 bis 7 mit autologen Endothelzellen.9. The colonization of small-lumen (1-10 mm diameter) vascular prostheses on PTFE Basis according to claims 5 to 7 with autologous endothelial cells. 10. Die Venrwendung von Endothelzellen, die durch in-vitro-Differenzierung aus hämatopoetischen Stammzellen (Hämangioblasten) erhalten wurden nach Anspruch 9.10. The use of endothelial cells characterized by in vitro differentiation Hematopoietic stem cells (hemangioblasts) were obtained according to claim 9. 11. Die Konditionierung von besiedelten Gefäßprothesen nach Anspruch 9 und 10 durch Kultivierung unter Durchflußbedingungen mit Scherkräften entsprechend den Bedingungen, die unter physiologischen Bedingungen am Ort der geplanten Implantation auftretenden Kräften entsprechen.11. The conditioning of populated vascular prostheses according to claim 9 and 10 by Cultivation under flow conditions with shear forces according to the Conditions under physiological conditions at the location of the planned Forces that occur during implantation. 12. Die Einführung einer Zwischenschicht bei der Modifizierung und Besiedelung von Implantatmaterialien nach Ansprüchen 1 bis 11.12. The introduction of an intermediate layer in the modification and settlement of Implant materials according to claims 1 to 11. 13. Eine Zwischenschicht nach Anpruch 12, aus der Wachstumsfaktoren oder Pharmaka kontrolliert freigesetzt werden.13. An intermediate layer according to claim 12, from which growth factors or pharmaceuticals released in a controlled manner. 14. Eine Zwischenschicht nach Anspruch 13, bei der die Freisetzung durch die proteolytische Spaltung durch zellspezifische Enzyme erreicht wird.14. An intermediate layer according to claim 13, wherein the release by the proteolytic cleavage is achieved by cell-specific enzymes.
DE19960660A 1999-12-15 1999-12-15 Generation of reactive groups on poly(tetrafluoroethylene) by treatment with hydrogen peroxide and sulfuric acid, are useful for subsequent attachment of cells to vascular prostheses Withdrawn DE19960660A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19960660A DE19960660A1 (en) 1999-12-15 1999-12-15 Generation of reactive groups on poly(tetrafluoroethylene) by treatment with hydrogen peroxide and sulfuric acid, are useful for subsequent attachment of cells to vascular prostheses

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19960660A DE19960660A1 (en) 1999-12-15 1999-12-15 Generation of reactive groups on poly(tetrafluoroethylene) by treatment with hydrogen peroxide and sulfuric acid, are useful for subsequent attachment of cells to vascular prostheses

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19960660A1 true DE19960660A1 (en) 2001-06-28

Family

ID=7932860

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19960660A Withdrawn DE19960660A1 (en) 1999-12-15 1999-12-15 Generation of reactive groups on poly(tetrafluoroethylene) by treatment with hydrogen peroxide and sulfuric acid, are useful for subsequent attachment of cells to vascular prostheses

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19960660A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2836540A1 (en) * 2012-08-15 2015-02-18 Brian Burmaster Polymeric surface oxidation using peracids

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4251575A (en) * 1974-10-31 1981-02-17 Phillips Petroleum Company Chemical treatment of poly(arylene sulfide)-containing articles
EP0633290A1 (en) * 1993-07-10 1995-01-11 Hoechst Aktiengesellschaft Mixtures of fluoropolymers and oxidised polyarylene sulphides
DE19654102A1 (en) * 1996-12-23 1998-06-25 Hoechst Ag Mixture of fluoropolymers, oxidized polyarylene sulfides and polyarylene sulfides
WO1999002264A1 (en) * 1997-07-11 1999-01-21 The Dow Chemical Company Membrane and method for synthesis of hydrogen peroxide

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4251575A (en) * 1974-10-31 1981-02-17 Phillips Petroleum Company Chemical treatment of poly(arylene sulfide)-containing articles
EP0051690A1 (en) * 1974-10-31 1982-05-19 Phillips Petroleum Company Process for improving the surface properties of articles
EP0633290A1 (en) * 1993-07-10 1995-01-11 Hoechst Aktiengesellschaft Mixtures of fluoropolymers and oxidised polyarylene sulphides
DE19654102A1 (en) * 1996-12-23 1998-06-25 Hoechst Ag Mixture of fluoropolymers, oxidized polyarylene sulfides and polyarylene sulfides
WO1999002264A1 (en) * 1997-07-11 1999-01-21 The Dow Chemical Company Membrane and method for synthesis of hydrogen peroxide

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BOURDILLON,C., et.al.: Covalent Linkage of Glucose Oxidase on Modified Glassy Carbon Electrodes, Kinetic Phenomena. In: American Chemical Society, 102, 1980, S.4231-4235 *
Chemical Abstracts: Vol. 90,1979,Ref. 152875k *
IANNIELLO,Robert M., YACYNYCH,Alexander M.: Immobilized Enzyme Chemically Modified Electrode as an Amperometric Sensor. In: Anal. Chem. 1981, 53, S.2090-2095 *
KAMAU,G.N.: Surface Preparation of Glassy Carbon Electrodes. In: Analytica Chimica Acta, 207, 1988, S.1-16 *
KEPLEY,Larry J., BARD,Allen J.: Ellipsometric, Electrochemical, and Elemental Characterization of the Surface Phase Produced on Glassy Carbon Electrodes by Electrochemical Activaion. In: Anal. Chem. 1988, 60, S.1459-1467 *
Vol.106,1987,Ref. 198251f *
Vol.121,1994,Ref. 257420v *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2836540A1 (en) * 2012-08-15 2015-02-18 Brian Burmaster Polymeric surface oxidation using peracids
JP2015524511A (en) * 2012-08-15 2015-08-24 ブライアン バーマスターBURMASTER, Brian Polymer surface oxidation with peracid

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60214513T2 (en) PROCESS FOR SURFACE MODIFICATION
DE69725205T2 (en) Attachment of biomolecules
Nojiri et al. Blood compatibility of PEO grafted polyurethane and HEMA/styrene block copolymer surfaces
US6509098B1 (en) Poly(ethylene oxide) coated surfaces
DE69912951T2 (en) BIOKOMPATIBLE RISS RESISTANT COATING COMPOSITIONS CONTAINING FUNCTIONAL SILICONE POLYMERS
DE69822872T2 (en) METHOD FOR THE OXIDATIVE BINDING OF GLYCOPROTEINS AND GLYCOPEPTIDES TO SURFACES OF MEDICAL ARTICLES
DE2326863A1 (en) PROCESS FOR MANUFACTURING BIOCOMPATIBLE AND BIOFUNCTIONAL MATERIALS
Tachaboonyakiat et al. Hydroxyapatite formation on/in biodegradable chitosan hydrogels by an alternate soaking process
DE19904785A1 (en) Process for the production of stable alginate material
EP0333730B1 (en) Process for producing non-thrombogenic substrates
DE10162435A1 (en) Process for the production of surface coatings which reduce the adsorption of proteins or the adhesion of bacteria and / or cells
Silver et al. Surface and blood‐contacting properties of alkylsiloxane monolayers supported on silicone rubber
Ishihara et al. Improved blood compatibility of segmented polyurethane by polymeric additives having phospholipid polar group. II. Dispersion state of the polymeric additive and protein adsorption on the surface
DE19604173C2 (en) Method for producing antithrombogenic surfaces on medical objects to be used extracorporeally and / or intracorporeally
Sipehia X-ray photoelectron spectroscopy studies, surface tension measurements, immobilization of human serum albumin, human fibrinogen and human fibronectin onto ammonia plasma treated surfaces of biomaterials useful for cardiovascular implants and artificial cornea implants
DE19960660A1 (en) Generation of reactive groups on poly(tetrafluoroethylene) by treatment with hydrogen peroxide and sulfuric acid, are useful for subsequent attachment of cells to vascular prostheses
EP0290642B1 (en) Method for seeding polymeric surfaces with human endothelial cells
EP1099468A2 (en) Microporous hydrophilic membrane
WO1996025185A1 (en) Artificial vessel systems and process for producing them
Hoffman et al. Preparation and application of radiation-grafted hydrogels as biomaterials
EP1341564B1 (en) Biocompatible colloids with reduced cell adhesion and active stabilisation of blood proteins
DE102004033667A1 (en) Composite materials with tetraether lipids and their preparation
Piskin Biologically modified polymeric biomaterial surfaces
Weiß et al. Konzept zur bioaktiven ausrüstung
Tseng et al. Photografting of albumin onto dimethyldichlorosilane-coated glass

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8141 Disposal/no request for examination