技術領域
在所附權利要求書中闡述的本發(fā)明總體上涉及組織治療系統(tǒng),并且更具體地但是非限制地涉及一種調節(jié)在組織部位中的基質金屬蛋白酶的傷口接口層。
背景
臨床研究和實踐已表明,降低在一個組織部位附近的壓力可以增進并加速在該組織部位處的新組織的生長。此現(xiàn)象的應用很多,但已證明用于治療傷口是特別有利的。不論傷口病因是外傷、手術、或其他原因,對傷口的適當護理對結果很重要。利用負壓治療傷口或其他組織通??煞Q為“負壓治療”,但是也以其他名稱為人所知,例如包括“負壓傷口治療”、“負壓治療”、“真空治療”、以及“封閉式負壓引流”。負壓治療可以提供許多益處,包括上皮和皮下組織的遷移、改善血流、以及在傷口部位處的組織的微變形。這些益處可以共同增加肉芽組織的發(fā)育并且減少愈合時間。
雖然負壓治療的臨床益處已眾所周知,但負壓治療的成本和復雜性可能是其應用上的限制因素,并且負壓系統(tǒng)、部件和過程的開發(fā)和操作一直是制造商、醫(yī)療保健提供者和患者所面臨的重大挑戰(zhàn)。
簡要概述
在所附權利要求書中闡述了用于在負壓治療環(huán)境中調節(jié)基質金屬蛋白酶(MMP)的新的且有用的系統(tǒng)、設備以及方法。還提供了多個說明性實施例以使得本領域技術人員能夠制造和使用所要求的主題。例如,描述了一種用于在負壓治療系統(tǒng)中調節(jié)基質金屬蛋白酶(MMP)的網格。該網格可以包括犧牲底物,該犧牲底物包括多根膠原纖維,該多根膠原纖維用支撐材料增強并且彼此交叉以形成具有多個開口的膠原纖維的網絡。該多個開口中的開口具有在約0.2mm2與約20mm2之間的平均面積以允許負壓流動通過該網格。
可替代地,其他示例性實施例描述了一種用于調節(jié)組織部位中的基質金屬蛋白酶(MMP)的負壓治療系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括調節(jié)層,該調節(jié)層包括多根膠原纖維,該多根膠原纖維用支撐材料增強并且彼此交叉以形成具有多個開口的膠原纖維的網絡。該多個開口中的開口具有在約0.2mm2與約20mm2之間的平均面積以允許負壓流動通過該網格。該系統(tǒng)還可以包括岐管以及覆蓋件,該歧管被配置成鄰近該網絡定位,該覆蓋件被配置成在該岐管和該網絡上方定位并且被聯(lián)接到該組織部位相鄰的組織上以形成密封空間。負壓源可以被配置成流體地聯(lián)接到該岐管上以通過該岐管和該網絡向該密封空間提供負壓。
在其他實施例中,描述了一種用于制造用于在負壓治療環(huán)境中調節(jié)在組織部位中的基質金屬蛋白酶(MMP)的設備的方法??梢孕纬啥喔弥尾牧显鰪姷哪z原纖維,并且可以由這些膠原纖維形成具有該多根膠原纖維的犧牲底物??梢允乖摱喔z原纖維在彼此交叉點處彼此聯(lián)接以形成具有多個開口的膠原纖維的網絡。該多個開口中的開口具有在約0.2mm2與約20mm2之間的平均面積以允許負壓流動通過該網格。
在仍另外的實施例中,描述了一種用于提供負壓治療并且調節(jié)在組織部位中的基質金屬蛋白酶(MMP)的方法。可以提供犧牲網絡,該犧牲網絡包括多根膠原纖維,該多根膠原纖維用支撐材料增強的并且彼此交叉以形成多個開口。該多個開口中的開口具有在約0.2mm2與約20mm2之間的平均面積以允許負壓流動通過該網格。可以鄰近該組織部位定位該犧牲網絡,并且可以鄰近該犧牲網絡定位岐管??梢詫⒇搲涸戳黧w地聯(lián)接到該岐管上,并且可以通過該岐管和該犧牲網絡向該組織部位提供負壓。
結合說明性實施例的以下詳細描述參考附圖,可以最佳地了解產生和使用所要求主題的目的、優(yōu)點和優(yōu)選方式。
附圖簡要說明
圖1是根據本說明書的可以調節(jié)基質金屬蛋白酶的負壓治療系統(tǒng)的示例性實施例的截面視圖,其中一部分以正視圖示出;
圖2是展示可與圖1的負壓治療系統(tǒng)的網格相關聯(lián)的附加細節(jié)的透視圖;
圖3是展示可與圖1的負壓治療系統(tǒng)的另一種網格相關聯(lián)的附加細節(jié)的透視圖;
圖4是展示可與圖1的負壓治療系統(tǒng)的另一種網格相關聯(lián)的附加細節(jié)的示意圖;并且
圖5是展示可與圖1的負壓治療系統(tǒng)的另一種網格相關聯(lián)的附加細節(jié)的透視圖。
示例性實施例說明
實施例的以下描述提供了使得本領域技術人員能夠制造和使用所附權利要求書中闡述的主題的信息,但是可以省略本領域已經熟知的某些細節(jié)。因此,以下詳細說明應被理解為是說明性的而非限制性的。
在此還可參考不同元件之間的空間關系或參考這些附圖中描繪的不同元件的空間定向來描述這些實施例。一般而言,這樣的關系或定向假定一個參考框架,該參考框架與待接受治療的患者一致或是相對于該患者而言的。然而,正如本領域的技術人員應當認識到的,這個參考系僅僅是描述性的權宜措施,而不是嚴格規(guī)定。
圖1是根據本說明書的可以向組織部位101處的基質金屬蛋白酶(MMP)提供調節(jié)劑的負壓治療系統(tǒng)100的截面視圖,其中一部分以正視圖示出。負壓治療系統(tǒng)100可以包括敷件和負壓源。例如,敷件102可以流體聯(lián)接至負壓源104上,如圖1所示的。一個敷件總體上可以包括覆蓋件和組織接口。敷件102例如包括覆蓋件106和組織接口108。在一些實施例中,組織接口108可以包括歧管112和網格114,該網格包括多根膠原纖維126。負壓治療系統(tǒng)100還可以包括聯(lián)接到敷件102和負壓源104上的流體容器,諸如容器110。
一般而言,負壓治療系統(tǒng)100的多個部件可以被直接或間接地聯(lián)接。例如,負壓源104可以被直接聯(lián)接到容器110并且通過容器110間接地聯(lián)接到敷件102。多個部件可以彼此流體地聯(lián)接,以便提供用于在這些部件之間傳遞流體(即,液體和/或氣體)的路徑。
在一些實施例中,例如,多個部件可以通過管(例如像管116)流體地聯(lián)接。如在此所用的“管”廣泛地指管、管道、軟管、導管或具有被適配成用于在兩個末端之間傳送流體的一個或多個管腔的其他結構。典型地,管是一種具有一定柔性的細長圓柱形結構,但是幾何形狀和剛性可以改變。在一些實施例中,多個部件可以另外地或可替代地通過物理接近聯(lián)接、一體化為單一結構或由同一片材料形成。在一些情形下,聯(lián)接還可以包括機械聯(lián)接、熱聯(lián)接、電聯(lián)接、或化學聯(lián)接(諸如化學鍵)。
通過管116和連接器(諸如連接器118)可以將敷件102流體地聯(lián)接到容器110上。例如,連接器118是可獲自德克薩斯州圣安東尼奧市(San Antonio,Texas)的KCI公司的襯墊或Sensa襯墊。在一些實施例中,連接器118可以是延伸到密封的治療環(huán)境中的管116的一部分,或者可以是延伸到該密封的治療環(huán)境中的微型泵上的真空端口。
在操作中,組織接口108可置于組織部位之內、上方、之上、相鄰、或以別的方式鄰近組織部位。覆蓋件106可置于組織接口108上方并且被密封到組織部位101附近的組織上。例如,覆蓋件106可以被密封到組織部位101外圍未受損的表皮。因此,敷件102可以提供基本上與外部環(huán)境隔離的鄰近組織部位101的密封治療環(huán)境120,并且負壓源104可以降低密封治療環(huán)境120中的壓力。通過組織接口108施加在密封治療環(huán)境120中的整個組織部位101上的負壓可以引起組織部位101中的宏應變和微應變,并且從組織部位101去除滲出物和其他流體,這些滲出物和其他流體可收集在容器110中并予以適當處理。
使用一個負壓源來降低另一個部件或位置中(諸如在一個密封的治療環(huán)境內)的壓力的流體力學可以是在數學上復雜的。然而,適用于負壓治療的流體力學的基本原理通常是本領域的技術人員所熟知的,并且降低壓力的過程可以在此說明性地描述為例如“遞送”、“分配”或“生成”負壓。
一般來說,滲出物及其他流體沿著一個流體路徑朝向更低的壓力方向流動。因此,術語“下游”典型地是指在流體路徑中相對更接近負壓源的一個位置。相反地,術語“上游”是指相對地離負壓源更遠的一個位置。類似地,在這個參考系中描述有關流體“入口”或“出口”的某些特征可以是合宜的。這種定向通常被假定以用于描述在此的負壓治療系統(tǒng)的不同特征和部件的目的。然而,在一些應用中流體路徑還可以是相反的(諸如通過將一個正壓源取代為一個負壓源),并且這種描述性約定(descriptive convention)不應當被解釋為限制性約定。
在這種情況下,術語“組織部位”廣泛地指位于組織上或組織內的傷口或缺損,該組織包括(但不限于)骨組織、脂肪組織、肌肉組織、神經組織、皮膚組織、血管組織、結締組織、軟骨、肌腱或韌帶。傷口可以包括例如慢性、急性、外傷性、亞急性以及裂開的傷口;部分皮層燒傷、潰瘍(諸如糖尿病性潰瘍、壓力性潰瘍或靜脈功能不全潰瘍)、皮瓣、以及移植物。術語“組織部位”還可以是指不一定受傷或缺損的任何組織區(qū)域,而是為在其中可能希望增加或促進另外的組織生長的區(qū)域。例如,負壓可以用于某些組織區(qū)域中,以生長可以被收獲并且移植到另一個組織位置的另外的組織。
“負壓”大體上是指小于局部環(huán)境壓力的一個壓力。環(huán)境壓力可以是在由敷件102提供的密封治療環(huán)境120外部的局部環(huán)境中的壓力。在許多情況下,局部環(huán)境壓力還可以是組織部位所處位置的大氣壓??商娲?,負壓可以是小于與組織部位101處的組織相關的流體靜壓的壓力。除非另外指明,否則在此所陳述的壓力的值是表壓。類似地,提及負壓的增加典型地指絕對壓力的降低,而負壓的降低典型地指絕對壓力的增加。
負壓源,諸如負壓源104,可以是處于負壓下的空氣儲存器,或可以是可降低密封體積中的壓力的手動或電力驅動裝置,例如像真空泵、抽吸泵、可用于許多醫(yī)療保健設施中的壁吸端口、或微型泵。負壓源可以被容納在其他部件內或可以與這些其他部件結合使用,這些其他部件是例如傳感器、處理單元、報警指示器、存儲器、數據庫、軟件、顯示裝置、或進一步有助于負壓治療的用戶接口。盡管施加到一個組織部位上的負壓的量和性質可以根據治療要求而變化,該壓力總體上是低真空的,也通常被稱為粗真空,在-5mm Hg(-667Pa)與-500mm Hg(-66.7kPa)之間。常見治療范圍在-75mm Hg(-9.9kPa)與-300mm Hg(-39.9kPa)之間。
組織接口108可以總體上被適配成接觸組織部位101。組織接口108可以與組織部位101部分或完全接觸。如果組織部位101是例如傷口,組織接口108可以部分或完全充填該傷口,或者可以置于該傷口上方。組織接口108可以采用多種形式,并且可以具有多種大小、形狀或厚度,取決于多種因素,諸如正在實施的治療的類型或組織部位101的性質和大小。例如,組織接口108的大小和形狀可以被適配成用于深的并且形狀不規(guī)則的組織部位的輪廓。
在一些實施例中,組織接口108可以是一個歧管,諸如歧管112。在這種情況下,“歧管”總體上包括提供適配成在負壓下在整個組織部位上收集或分配流體的多個路徑的任何物質或結構。例如,歧管可以被適配成從一個來源接收負壓并且通過多個孔口在整個組織部位上分配負壓,這可以具有從整個組織部位上收集流體并且朝向該來源抽取流體的效果。在一些實施例中,該流體路徑可以反向或者可以提供第二流體路徑以便促進在整個組織部位上遞送流體。
在一些說明性實施例中,一根歧管的這些路徑可以是互連的多個通道,以便改善整個組織部位上的流體的分配或收集。例如,蜂窩狀泡沫、開孔泡沫、網狀泡沫、多孔組織集合、以及諸如紗布或氈墊的其他多孔材料通常包括適配成形成多個互連流體路徑的多個孔隙、邊緣和/或壁。液體、凝膠、以及其他泡沫也可以包括或被固化成包括多個孔口和多個流動通道。在一些說明性實施例中,歧管可以是具有互連的多個孔(cell)或孔隙(pore)的多孔泡沫材料,這些孔或孔隙被適配成均勻地(或者擬均勻地)將負壓分配到組織部位。在一些說明性實施例中,歧管可具有孔隙,這些孔隙具有在約20微米至約400微米的范圍內的直徑。泡沫材料可以是疏水性的或親水性的。在一個非限制性實例中,歧管可以是一種開孔網狀聚氨酯泡沫,諸如可獲自德克薩斯州圣安東尼奧市的動力學概念公司(Kinetic Concepts)的敷件。
在組織接口108可以由親水性材料制成的一個實例中,組織接口108還可以芯吸流體離開組織部位,同時繼續(xù)將負壓分配到該組織部位。組織接口108的芯吸特性可以通過毛細流動或其他芯吸機制來吸取流體離開組織部位。親水性泡沫的一個實例是一種聚乙烯醇開孔泡沫,諸如可獲自德克薩斯州圣安東尼奧市的動力學概念公司的敷件。其他親水性泡沫可以包括由聚醚制成的那些。可表現(xiàn)出親水性特性的其他泡沫包括已被處理或被涂覆以提供親水性的疏水性泡沫。
當在密封治療環(huán)境120內的壓力降低時,則組織接口108可以進一步促進組織部位處的肉芽形成。例如,組織接口108的任何或所有表面都可以具有不均勻的、粗糙的或鋸齒狀的輪廓,如果通過組織接口108施加負壓,則該輪廓可以在組織部位處引起微應變和應力。
在一些實施例中,組織接口108可以由生物可吸收材料構成。適合的生物可吸收材料可以包括但不限于聚乳酸(PLA)和聚乙醇酸(PGA)的聚合共混物。該聚合共混物還可以包括但不限于聚碳酸酯、聚延胡索酸酯、以及己內酯。組織接口108可以進一步充當用于新細胞生長的支架,或者支架材料可以與組織接口108結合使用以促進細胞生長。支架通常是用于增強或促進細胞生長或組織形成的一種物質或結構,諸如提供用于細胞生長的模板的一種三維多孔結構。支架材料的說明性實例包括磷酸鈣、膠原、PLA/PGA、珊瑚羥基磷灰石、碳酸鹽或者經加工的同種異體移植材料。
在一些實施例中,覆蓋件106可以提供一種細菌屏障并且保護免受物理創(chuàng)傷。覆蓋件106還可以由可降低蒸發(fā)損失并提供兩個部件或兩個環(huán)境之間,諸如在治療環(huán)境與局部外部環(huán)境之間的流體密封的一種材料構成。覆蓋件106可以是,例如,一種彈性體薄膜或隔膜,該彈性體薄膜或隔膜可以針對一個給定負壓源提供足以在組織部位處維持負壓的密封。在一些示例性實施例中,覆蓋件106可以是水蒸氣可滲透但是液體不可滲透的一種聚合物蓋布,諸如聚氨酯薄膜。此類蓋布典型地具有處于約25微米至約50微米的范圍內的厚度。對于可滲透性材料,滲透性總體上應當足夠低,使得可以維持所希望的負壓。
可以使用附接裝置(諸如附接裝置122)將覆蓋件106附接到附接表面上,該附接表面是諸如未受損的表皮、襯墊或另一個覆蓋件。附接裝置122可以采取多種形式。例如,附接裝置122可以是一種醫(yī)學上可接受的壓敏性粘合劑,該粘合劑圍繞密封構件的周邊、密封構件的一部分或整個密封構件延伸。在一些實施例中,例如,覆蓋件106中的一些或全部可以被涂覆有丙烯酸粘合劑,該丙烯酸粘合劑具有在25-65g.s.m之間的涂覆重量。在一些實施例中可以施加更厚的粘合劑或粘合劑的組合以便改善密封并減少泄漏。附接裝置122的其他示例性實施例可以包括雙面膠帶、漿糊、水膠體、水凝膠、硅酮凝膠或有機凝膠。
容器110代表可以用來管理從組織部位抽出的滲出物和其他流體的容器、罐、袋、或其他儲存部件。在許多環(huán)境中,剛性容器對于收集、儲存、以及處理流體可以是優(yōu)選的或需要的。在其他環(huán)境中,可以適當處理流體而不需要剛性容器儲存,并且一種可重復使用的容器能夠降低與負壓治療相關的浪費和成本。
在組織部位愈合過程中,產生基質金屬蛋白酶(MMP)。MMP是有助于重塑組織部位的過程的酶。MMP可以被分類為屬于可以被稱為金屬鋅蛋白(metzincin)超家族的較大家族的蛋白酶的鋅依賴性內肽酶。MMP可以與生理過程和病理過程(包括形態(tài)發(fā)生、血管生成、組織修復、肝硬化、關節(jié)炎和轉移)兩者相關聯(lián)??傮w上,MMP降解細胞外基質蛋白質。細胞外基質蛋白質是多細胞結構的細胞外組分。細胞外基質蛋白質可以支撐組織,使組織分開,調整在組織的細胞之間的通信,并且調整細胞的動態(tài)行為。細胞外基質蛋白質還可以存儲當組織受損時可以釋放的細胞生長因子。細胞外基質蛋白質通過防止在損傷處的免疫系統(tǒng)反應來防止炎癥而幫助組織的再生長和愈合。細胞外基質蛋白質還可以有助于周圍組織修復受損的組織而不是形成疤痕組織。MMP通過當組織損傷時分解受損的細胞外基質蛋白質來幫助細胞外基質蛋白質愈合組織。分解受損的細胞外基質蛋白質允許受損的細胞外基質蛋白質與新形成的組分整合。MMP還去除可能引起感染的生物膜,幫助在受損組織中建立新血管,幫助上皮細胞的遷移,并且重塑疤痕組織。然而,MMP可以抑制受損組織的愈合。例如,在組織部位中的錯誤位置中的MMP或者在組織部位中太多的MMP可以降解愈合所需要的細胞外基質蛋白質。典型地,表現(xiàn)出增加的炎癥反應的組織部位能夠以可以導致愈合抑制的速率產生MMP。炎癥還可以引起來自該組織部位的流體的增加的產生,導致可以延長愈合時間的泡軟和其他退行性病癥。
過量的MMP可以通過將調節(jié)劑添加至該組織部位中進行調節(jié)。調節(jié)劑可以是被添加至該組織部位中的試劑,諸如結構蛋白質。調節(jié)劑可以包括由蛋白質材料形成的清除或犧牲結構。如果將該犧牲結構鄰近組織部位放置,過量的MMP降解該犧牲結構而不是新形成的組織,減少現(xiàn)有的炎癥以及附加炎癥的可能性。一些犧牲結構可包括形成膠原底物的膠原材料的片材。可以將該膠原底物放置在組織部位的表面上或涂覆到另一種底物上,諸如組織接口或歧管??傮w上,應該將調節(jié)劑放置為與組織部位的區(qū)域緊密接觸,在這些區(qū)域中這些MMP是活性的并且對于愈合是有害的。
一些組織部位可能在愈合期間停止。停止的組織部位可以是不遵循在所希望的時間范圍內所希望的愈合進展的組織部位。停止的組織部位可以是由過量的MMP以及過量的彈性蛋白酶和細菌蛋白酶引起的。彈性蛋白酶和細菌蛋白酶是可以幫助分解蛋白質的蛋白酶的類型。過量的彈性蛋白酶和細菌蛋白酶可以通過隨著新組織發(fā)展分解該新組織來抑制愈合,防止該組織部位愈合。與MMP類似,通過將調節(jié)劑(諸如氧化再生纖維素(ORC))添加至該組織部位中可以調節(jié)彈性蛋白酶和細菌蛋白酶。該ORC可以在低于約4.4的pH下是穩(wěn)定的并且是帶負電的。如果將該ORC放置在該組織部位中,該組織部位可以反應以將該ORC的pH提高到身體的自然pH,產生葡糖醛酸,該葡糖醛酸可以幫助從該組織部位中去除不希望的產物。該ORC(是帶負電的)還可以吸引并且與帶正電的彈性蛋白酶和細菌蛋白酶結合。
負壓治療的施加可以鼓勵肉芽形成并且管理傷口流體,增強這些調節(jié)劑的效力。然而,大多數調節(jié)劑(諸如膠原底物)是連續(xù)的且無孔的。如果鄰近組織部位放置膠原底物、ORC底物、或組合的膠原/ORC底物,使得該底物與該組織部位的蛋白酶(諸如MMP、彈性蛋白酶、和細菌蛋白酶)緊密接觸,則該底物可以充當對于流體流(包括負壓)的屏障。因此,調節(jié)劑可以抑制負壓傳輸到組織部位,阻止該負壓治療鼓勵肉芽形成并且管理傷口流體。因此,雖然調節(jié)劑可以減小由MMP、彈性蛋白酶和細菌蛋白酶引起的損害,但是這些調節(jié)劑可能增加泡軟,限制肉芽形成,并且另外妨礙負壓治療的積極益處。出于至少這個原因,臨床醫(yī)生不情愿與負壓治療一起使用調節(jié)劑。雖然對底物穿孔以在該底物中形成孔將幫助將負壓傳輸到組織部位,但是由這些孔沖壓的材料將作為廢物被丟棄,這不是有成本效益的。即使犧牲底物被穿孔,此種底物還必須具有足夠直徑的孔以允許負壓的流動以及足夠的剛度和強度以經受負壓到該組織部位的傳輸。
這些限制及其他限制可以由負壓治療系統(tǒng)100解決,該負壓治療系統(tǒng)可以在向組織部位提供負壓的同時,提供用于蛋白酶(包括MMP、彈性蛋白酶、以及細菌蛋白酶)的調節(jié)劑。在一些實施例中,負壓治療系統(tǒng)100可以包括敷件102,該敷件具有網格114,該網格包括多根膠原纖維,該多根膠原纖維彼此交叉以形成具有多個足夠尺寸或直徑的開口的網絡,以允許負壓流動通過網格114,該網格起到犧牲底物、犧牲網絡、或調節(jié)層的作用。這些開口可以具有任何形狀,但具有足夠的尺寸或面積,以便不抑制負壓的流動。這些膠原纖維可通過支撐材料增強,其中這些膠原纖維的膠原含量可以是這些膠原纖維的總含量的約30%。在其他實施例中,這些膠原纖維的總膠原含量可以是在這些膠原纖維的總含量的約10%與約50%之間。在一些實施例中,該支撐材料可以是聚氧化乙烯,并且該聚氧化乙烯可以是在這些膠原纖維的總材料含量的約90%與約50%之間。該支撐材料可以是水溶性的。該支撐材料還可以是可生物降解的。在一些實施例中,該支撐材料可以采取由該支撐材料形成的并且與這些膠原纖維扭絞在一起的支撐纖維的形式以進一步增強這些膠原纖維。在一些實施例中,網格114可以包括由ORC形成的纖維。
圖2是示出可以與負壓治療系統(tǒng)100的一些示例性實施例相關聯(lián)的附加細節(jié)的網格114的一部分的透視圖,其中網格114是由多根膠原纖維126、127形成的。在一些實施例中,網格114可以通過編織、針織、打結、鏈接或以另外的方式連接這些膠原纖維126、127以形成開口或網格孔口130的規(guī)則圖案而形成。如圖2中示出的,網格114可包括第一多根基本上彼此平行對準的膠原纖維126以及第二多根也基本上彼此平行對準的膠原纖維127,其中將該第一和第二多根膠原纖維126、127定位為彼此相鄰成一個角度。因此,該第一和第二多根膠原纖維126、127彼此重疊以形成具有該多個開口或網格孔口130的網絡。該第一和第二多根膠原纖維126、127彼此交叉以形成多個交叉點136。至少兩根膠原纖維126、127的交叉點136可通過與纖維重疊或與在交叉點136處的這些纖維之間的其他類型的連接重疊而形成。
該第一和第二多根膠原纖維126、127可以分別與相鄰的膠原纖維126、127以距離132和134分開,距離132和134可以分別是在約0.5mm與約5mm之間。在其他實施例中,距離132和134可以是在約1.0mm與約2.5mm之間。在一些實施例中,距離132的第一方向和距離134的第二方向可以是垂直的。在一些實施例中,距離132和距離134可以是相同的。在其他實施例中,由距離132的第一方向和距離134的第二方向形成的角度可以是除了垂直之外的角度,并且距離132和距離134可以不是相同的。
在一些實施例中,這些網格孔口130可具有約1mm的平均有效直徑。非圓形區(qū)域的有效直徑可以是具有與該非圓形區(qū)域相同的表面面積的圓形區(qū)域的直徑。例如,網格孔口130的表面面積可以是0.25mm2,其中距離132是0.5mm并且距離134是0.5mm。具有0.25mm2表面面積的圓形區(qū)域的直徑是約0.56mm;因此,示例性網格孔口130的有效直徑是約0.56mm。類似地,如果距離132是約4mm并且距離134是約4mm,網格孔口130的有效直徑可以是約4.51mm。在一些實施例中,每個網格孔口130可以具有由網格孔口130的有效直徑形成的區(qū)域。在一些實施例中,每個網格孔口130可以在面積上是均勻的。在其他實施例中,每個網格孔口130可以在面積上不是均勻的。如果網格孔口130在面積上不是均勻的,網格孔口130的平均面積可以是在約0.2mm2與約20mm2之間。在一些實施例中,網格孔口130可以是正方形。在其他實施例中,網格孔口130可以形成其他形狀,諸如矩形、三角形、圓形、卵形、或無定形形狀。
在一些實施例中,這些膠原纖維126、127各自可以具有直徑128。在一些實施例中,直徑128可以是不大于約1mm。在一些實施例中,直徑128可以是約1微米。在一些實施例中,直徑128可以是在約5微米與約50微米之間。交叉點136可以具有突出部141。在一些實施例中,在交叉點136處的突出部141可以等于膠原纖維126、127的直徑128。在一些實施例中,可以通過在形成網格114之后壓縮網格114來減少突出部141。還可以通過使網格114穿過壓光機減少突出部141,該壓光機可以將壓力施加到網格114上以使網格114平滑。在一些實施例中,突出部141可以是小于約1mm。
在一些實施例中,網格114可以是基本上平坦的。例如,網格114可具有厚度124,并且網格114的單獨部分可以具有與厚度124的最小公差。在一些實施例中,網格114的厚度124可以部分地基于纖維126、127的直徑128。在一些實施例中,網格114的厚度124可以是約1mm,并且厚度124的公差可以是小于約2mm。在另一個示例性實施例中,網格114的厚度124的公差可以是小于約1mm。在其他實施例中,網格114的厚度124的公差可以是小于約0.5mm。在其他實施例中,網格114的厚度124可以是在約5微米與約50微米之間。
在一些實施例中,網格114可以通過擠出工藝形成。例如,膠原可以與可以特別好地適合于擠壓工藝的聚合物諸如聚(丙交酯-乙交酯)或PLGA共聚物共混。該共混的膠原聚合物可以被擠出成網格114,該網格具有該多根膠原纖維126、127與在它們之間形成的多個網格孔口130。
在一些實施例中,這些膠原纖維126、127可以由多根短纖維形成。短纖維可以是所選擇的標準化長度的纖維。這些膠原纖維126、127可以是由膠原形成的短纖維以及由支撐材料形成的短纖維的組合以增強膠原的短纖維的膠原材料。這些膠原的短纖維可以通過熔紡、濕紡、電紡絲、或其它合適的工藝來形成。熔紡可以涉及熔融在聚合物中的膠原并且擠壓該組合的物質通過噴絲頭以形成該纖維。例如,可以將膠原剖皮變性并且干燥、在離心研磨機上研磨成粉末,并且與丙三醇和去離子水混合??梢詫⒃撊芤哼M料至擠出機紡絲系統(tǒng)內以形成纖維。濕紡可以涉及將該膠原溶解在聚合物中以形成具有低pH的凝固浴。該凝固浴中的液體可以被蒸發(fā)以形成細纖維。例如,膠原分散體可以使用堿性處理的牛和豬剖層皮來制備,將這些剖層皮用溶液處理、切碎、酸化并且在膠體磨中處理。該膠原分散體可以通過圓筒紡絲系統(tǒng)來加工以使線旋轉,可以將該線在浴中凝固、空氣干燥、并卷繞在線筒上。電紡絲可以使膠原-聚合物溶液經受電場以誘導在垂懸液滴的表面上的電荷的積聚。該電荷積聚產生了直接對抗通過液滴的表面張力產生的力的力,在電場強度的臨界值之上這可以引起帶電的射流噴射以形成細長絲。關于用膠原和聚氧化乙烯聚合物電紡絲的附加信息可以描述于Lei Huang等人,“工程化的膠原-PEO納米纖維和織物(Engineered collagen-PEO nanofibers and fabrics)”,生物材料科學雜志聚合物版(J.Biomater.Sci.Polymer Edn),第12卷,第9期,第979-993頁(2001)中,其出于所有目的通過引用結合。然后可以將膠原的長絲切割成標準化長度以形成短纖維。在一些實施例中,這些膠原的短纖維可具有在約4mm與約6mm之間的長度。
由支撐材料形成的這些短纖維可以由聚氧化乙烯、藻酸鹽、聚乳酸、其他生物可吸收的聚合物、聚乙烯醇、聚己酸內酯、或聚酰胺中的一種或多種形成的。該支撐材料的短纖維可以通過生產該支撐材料的長絲并且將這些長絲切割成標準化長度來形成。在一些實施例中,該支撐材料的短纖維可具有在約4mm與約6mm之間的長度。
可以使這些膠原的短纖維和該支撐材料的短纖維扭絞在一起并且粗梳以形成這些膠原纖維126、127。在一些實施例中,這些膠原纖維126、127的膠原含量可以是這些膠原纖維126、127的總含量的約30%。在其他實施例中,這些膠原纖維126、127的總膠原含量可以是在這些膠原纖維126、127的總含量的約10%與約50%之間。這些膠原纖維126、127的剩余含量可以是該支撐材料。例如,在一些實施例中,該支撐材料可以是聚氧化乙烯,并且該聚氧化乙烯可以是在這些膠原纖維126、127的總材料含量的約90%與約50%之間。在一些實施例中,這些膠原纖維126、127可以是一系列膠原元素。
參考圖1,可以將負壓通過歧管112供應給組織部位101。歧管112可以收縮并且將網格114壓縮到組織部位101的表面內,并且可以將負壓通過網格孔口130分布到組織部位101。網格114可以容易地從組織部位101中吸收水分。隨著網格114從組織部位101中吸收水分,網格114的膠原纖維126、127可以膨脹。網格孔口130可以被設定尺寸,使得可以繼續(xù)將負壓通過網格114分布到組織部位101。網格114通過歧管112的壓縮還可以引起網格114被推至歧管112內并且可允許歧管112接觸組織部位101的表面,提供了微應變并且遞送灌注。網格114可能不抑制肉芽形成,但溶脹并分散至歧管112內以提供MMP調節(jié)而不限制負壓到組織部位101的流動。
圖3是網格214的一部分的透視圖,示出了可以與負壓治療系統(tǒng)100的其他示例性實施例相關聯(lián)的附加細節(jié)。網格214可以類似于網格114并且如以上關于網格114描述的來進行操作。類似元件可以具有索引至200的類似參考號。如圖3中示出的,網格214可以包括多根支撐纖維238和多根膠原纖維226。在一些實施例中,這些膠原纖維226和這些支撐纖維238可被編織在一起以形成網絡或網格,諸如網格214。在一些實施例中,這些膠原纖維226和這些支撐纖維238可被編織在一起,使得這些膠原纖維226和這些支撐纖維238在交叉點236處重疊。在一些實施例中,這些膠原纖維226和這些支撐纖維238可以交替。例如,多根支撐纖維238可以平行的行鋪設,并且多根膠原纖維226可與該多根支撐纖維238一起鋪設,使得膠原纖維226是在相鄰的支撐纖維238之間以形成纖維226、238的第一層。具有與纖維226、238的第一層類似的組成的纖維227、239的第二層可與纖維226、238的第一層編織以產生圖3的網格214。
網格214可以包括通過在相鄰的纖維之間的距離234和距離232形成的網格孔口230。網格214的網格孔口230可具有在約1mm與約5mm之間的平均有效直徑。圖3的網格214還可以包括在這些重疊纖維(諸如這些膠原纖維226、227和這些支撐纖維238、239)的交叉點236處的突出部241。這些膠原纖維226、227還可以具有直徑228。
總體上,網格214的厚度224,這些膠原纖維226、227,直徑228,網格孔口230,距離232,距離234,交叉點236以及突出部241分別可以類似于以下項并且如以上關于以下項描述的來進行操作:網格114、網格114的厚度124,這些膠原纖維126、127,直徑128,網格孔口230,距離132,距離134,交叉點136以及突出部141。
這些支撐纖維238、239可以是由該支撐材料形成的并且具有很少或沒有膠原含量的纖維。如以上描述的,該支撐材料可以是聚氧化乙烯、藻酸鹽、聚乳酸、其他生物可吸收的聚合物、聚乙烯醇、聚己酸內酯、或聚酰胺中的一種或多種。這些支撐纖維238、239可以由單絲、多根扭絞的單絲、多根長絲、或多根短纖維形成。單絲可以是單一長絲。在一些實施例中,單絲可以由例如塑料的單一合成纖維制成。單絲可以具有與該單絲的直徑以及形成該單絲的材料的類型相關的拉伸強度。長絲可以是以連續(xù)或接近連續(xù)的長度形成的纖維。這些支撐纖維238、239各自可具有直徑240。在一些實施例中,直徑240可以是不大于約1mm。
圖4是網格314的一部分的示意圖,示出了可以與負壓治療系統(tǒng)100的其他示例性實施例相關聯(lián)的附加細節(jié)。網格314可以類似于網格114并且如以上關于網格114描述的來進行操作。類似元件可以具有索引至300的類似參考號。在一些實施例中,多根膠原纖維326和多根支撐纖維338可以被形成為非編織的網格314。例如,可以將這些膠原纖維326和這些支撐纖維338分散在傳送帶上,并通過濕法成網、氣流成網、或梳理/交叉鋪網工藝以均勻的網散布。這些膠原纖維326和這些支撐纖維338可用熱方法或通過使用樹脂結合以形成網格314的網格。例如,這些膠原纖維326和這些支撐纖維338可重疊并形成交叉點336,其中這些膠原纖維326和這些支撐纖維338與其他纖維重疊。網格314的重疊纖維還可以形成開口,諸如網格孔口330。如圖4中示出的,網格孔口330可能在尺寸上不是均勻的。網格314的網格孔口330可具有在約1mm與約5mm之間的平均有效直徑。如果網格孔口330在尺寸上不是均勻的,網格孔口330的有效直徑的平均值可以是在約1mm與約5mm之間。
在一些實施例中,還可以在僅具有這些膠原纖維326的紡絲成網工藝中形成網格314。紡絲成網非織物可以在連續(xù)工藝中通過形成如以上描述的膠原纖維326制成。可以通過物理導流板或用空氣流將這些膠原纖維326分散到網內,而無需進一步切割這些膠原纖維326。
總體上,網格314的厚度,這些膠原纖維326,這些膠原纖維326的直徑,網格孔口330,交叉點336,這些支撐纖維338,以及這些支撐纖維338的直徑分別可以類似于以下項并且如以上關于以下項描述的來進行操作:網格114、網格114的厚度124,這些膠原纖維126、127,直徑128,網格孔口130,交叉點136,這些支撐纖維238以及這些支撐纖維238的直徑240。
圖5是具有膠原和氧化再生纖維素(ORC)的網格414的一部分的透視圖,示出了可以與負壓治療系統(tǒng)100的其他示例性實施例相關聯(lián)的附加細節(jié)。網格414可以類似于網格114并且如以上關于網格114描述的來進行操作。類似元件可以具有索引至400的類似參考號。如圖5中示出的,網格414可以包括多根ORC纖維448和多根膠原纖維426。在一些實施例中,這些膠原纖維426和這些ORC纖維448可被編織在一起以形成網絡或網格,諸如網格414。在一些實施例中,這些膠原纖維426和這些ORC纖維448可被編織在一起,使得這些膠原纖維426和這些ORC纖維448在交叉點436處重疊。在一些實施例中,這些膠原纖維426和這些ORC纖維448可交替。例如,多根ORC纖維448可以平行的行鋪設,并且多根膠原纖維426可與該多根ORC纖維448一起鋪設,使得膠原纖維426是在相鄰的ORC纖維448之間以形成纖維426、448的第一層。具有與纖維426、438的第一層類似的組成的纖維427、449的第二層可與纖維426、438的第一層編織以產生圖5的網格414。
網格414可以包括通過在相鄰的纖維之間的距離434和距離432形成的網格孔口430。網格414的網格孔口430可具有在約1mm與約5mm之間的平均有效直徑。圖5的網格414還可以包括在這些重疊纖維(諸如這些膠原纖維426、427和這些ORC纖維448、449)的交叉點436處的突出部441。這些膠原纖維426、427還可以具有直徑428。
總體上,網格414的厚度424,這些膠原纖維426、427,直徑428,網格孔口430,距離432,距離434,交叉點436以及突出部441分別可以類似于以下項并且如以上關于以下項描述的來進行操作:網格114、網格114的厚度124,這些膠原纖維126、127,直徑128,網格孔口430,距離132,距離134,交叉點136以及突出部141。
這些ORC纖維448、449可以是由氧化再生纖維素(ORC)形成的纖維。ORC可以是可以被擠壓成纖維的再生多糖聚合物。在一些實施例中,這些ORC纖維448、449可以是由氧化纖維素形成的纖維。氧化纖維素可以是被擠壓成纖維的由纖維素和氧化劑產生的纖維素的水不溶性衍生物。在一些實施例中,這些ORC纖維448、449可以是由具有ORC的支撐材料形成的纖維,該ORC已經被研磨成粉末、分散至該支撐材料的纖維內或涂覆該支撐材料的纖維。這些ORC纖維448、449可以由單絲、多根扭絞的單絲、多根長絲、或多根短纖維形成。這些ORC纖維448、449各自可具有直徑450。在一些實施例中,直徑450可以是不大于約1mm。
在一些實施例中,這些ORC纖維448、449可與這些膠原纖維426、427被設置成如圖5中示出的編織物。在其他實施例中,這些ORC纖維448、449可與這些膠原纖維426、427被設置成與如圖4的網格314類似的非織物。在一些實施例中,這些ORC纖維448、449可包括網格414的約45%。這些膠原纖維427、428可包括網格414的約55%。在一些實施例中,網格414的非支撐材料的約45%可以是ORC材料,并且網格414的非支撐材料的約55%可以是膠原材料。
如以上關于網格114描述的,可以將負壓通過歧管112供應給組織部位101,使網格414收縮并且壓縮至組織部位101的表面內??梢詫⒇搲和ㄟ^網格孔口430分布到組織部位101。網格414可以容易地從組織部位101中吸收水分。隨著網格414從組織部位101中吸收水分,網格414的膠原纖維426、427以及ORC纖維448、439可以膨脹。網格孔口430可以被設定尺寸,使得可以繼續(xù)將負壓通過網格414分布到組織部位101。網格414通過歧管112的壓縮還可以引起網格414被推至歧管112內并且可允許歧管112接觸組織部位101的表面,提供了微應變并且遞送灌注。網格414可能不抑制肉芽形成,但溶脹并分散至歧管112內以提供MMP調節(jié)、彈性蛋白酶調節(jié)、以及細菌蛋白酶調節(jié)而不限制負壓到組織部位101的流動。
在此描述的這些系統(tǒng)、設備和方法可以提供多個顯著優(yōu)點。例如,可以提供施加并且遞送蛋白酶調節(jié)和負壓治療的益處的靈活且兼容的方法。在一些實施例中,該網格可以提供MMP調節(jié),而不妨礙負壓到該組織部位的遞送并允許產生微應變。在一些實施例中,該網格還可以提供除了MMP調節(jié)之外的彈性蛋白酶和細菌蛋白酶調節(jié)。該網格還可以經受重的滲出物流,而不要求移除。該網格可以被直接放置在該組織部位上并且在將該膠原放置為與該組織部位直接接觸的同時有效地使用可獲得的膠原。該網格可以是完全生物可吸收的,所以可以被放置在難以接近組織部位的深處,其中設備的移除可能不是令人希望的。
盡管在一些說明性實施例中示出,但是本領域普通技術人員將認識到在此描述的這些系統(tǒng)、設備和方法易于作出不同的變化和修改。此外,除非上下文清楚地要求,否則使用諸如“或”的術語的不同替代方案的描述不需要相互排斥,并且除非上下文清楚地要求,否則不定冠詞“一個”或“一種”不將主題限制為單個實例。
所附權利要求書闡述上文所描述的主題的多個新穎性和發(fā)明性方面,但是權利要求書還可以涵蓋未詳細明確列舉的另外的主題。例如,如果不必將這些新穎性和發(fā)明性特征與本領域普通技術人員已知的來進行區(qū)分,某些特征、元件或方面可以從權利要求書中省略掉。在不脫離由所附權利要求書限定的本發(fā)明的范圍的情況下,在此所描述的各個特征、元件和方面也可以組合或替換為用于相同、等效或類似目的的替代性特征。