медицинский имплантат и способ его изготовления

Формула изобретения

1. Способ изготовления продолговатого полого тела (1), содержащего кристаллическую целлюлозу с помощью полой формы по п.9, включающий стадии:

- изготовление полой формы (12);

- культивирование образующих целлюлозу организмов во внутреннем пространстве, образованном полой формой (12), с целью обеспечения роста полого тела (1) во внутреннем пространстве;

извлечение из полой формы (12);

отличающийся тем, что, по крайней мере, часть полой формы (12) необратимо деформируется на стадии извлечения из полой формы (12).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что полая форма (12) включает в себя внешнюю форму и, по меньшей мере, одну сердцевину формы (7) и, по крайней мере, часть сердцевины формы необратимо деформируется на стадии извлечения из формы.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что сердцевина формы (7), по существу, удаляется на стадии извлечения из полой формы (12).

4. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что стадия извлечения из формы включает в себя, по крайней мере, частичное расплавление сердцевины формы (7).

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что сердцевина формы (7) включает в себя стабилизирующий элемент (11), который проходит, по существу, через всю длину сердцевины формы (7) и не плавится на стадии извлечения из формы.

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что температура плавления части сердцевины (7) формы, которая плавится на стадии извлечения из формы, выше 28°С.

7. Способ по п.4, отличающийся тем, что часть сердцевины (7) формы, которая плавится при извлечении из формы, является, по существу, гидрофобной.

8. Способ по п.4, отличающийся тем, что часть сердцевины (7) формы, которая плавится при извлечении из формы, содержит термопластичный воск и/или полимерный материал.

9. Полая форма (12), образующая внутреннее пространство, в котором культивируются образующие целлюлозу организмы для обеспечения роста продолговатого полого тела (1), содержащего кристаллическую целлюлозу в его внутреннем пространстве, причем форма (12) содержит сердцевину (7), которая имеет в основном внешнюю форму продолговатого цилиндра с углублениями для формирования выступов (3, 4) на внутренней стенке (2) полого тела, характеризующаяся тем, что, по крайней мере, часть полой формы (12) необратимо деформируется при извлечении полого тела (1).

10. Полая форма (12) по п.9, отличающаяся тем, что сердцевина (7) формы, по крайней мере, частично образована поливиниловым спиртом и/или летним воском.

11. Полая форма (12) по п.9, отличающаяся тем, что сердцевина (7) формы содержит, по меньшей мере, один стабилизирующий элемент (11) из материала, отличного от поливинилового спирта и/или летнего воска.

12. Продолговатое полое тело (1), полученное способом по п.1, в качестве замены венозного кровеносного сосуда у млекопитающих, которое содержит кристаллическую целлюлозу и отличается тем, что имеет на внутренней стенке (2) множество карманов, состоящих из множества выступов (3, 4), расположенных парами и направленных внутрь просвета полого тела (1) таким образом, что эти пары выступов (3, 4) образуют щель (5), причем когда среда протекает между этими парами выступов (3, 4) в направлении свободного течения, они наклоняются к внутренней стенке (2) и таким образом увеличивают поперечное сечение щели (5), обеспечивая свободный проход для среды, а когда среда протекает между этими парами выступов (3, 4) в направлении, обратном направлению свободного течения (6), эти пары выступов (3, 4) смыкаются друг с другом, закрывая щель.

13. Продолговатое полое тело (1) по п.12, отличающееся тем, что часть выступов (3, 4) выполнена в такой форме, что они могут, по существу, останавливать поток среды в направлении перекрывания.

14. Продолговатое полое тело (1) по п.12, отличающееся тем, что устья карманов ориентированы, по существу, в направлении одного и того же торца продолговатого полого тела (1).

15. Продолговатое полое тело (1) по п.9, отличающееся тем, что множество выступов (3, 4) расположены один напротив другого в просвете полого тела (1) на одной и той же высоте по отношению к продольному направлению полого тела (1).

16. Продолговатое полое тело (1), содержащее кристаллическую целлюлозу, отличающееся тем, что оно было изготовлено с помощью одного из способов, описанных по пп.1-8.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к продолговатому полому телу, содержащему кристаллическую целлюлозу, согласно отличительной части пункта 1 формулы изобретения и к применению кристаллической целлюлозы. Изобретение, кроме того, относится к способу изготовления продолговатого полого тела, содержащего кристаллическую целлюлозу, к продолговатому полому телу, изготовленному с помощью этого способа, и к полой форме для изготовления продолговатого полого тела.

Уровень техники

У человека и у многих млекопитающих ножные вены, которые переносят кровь в направлении сердца, являются кровеносными сосудами, которые испытывают наибольшее давление под действием силы тяжести. Они имеют так называемые венозные лоскуты, т.е. выступы на стенке кровеносного сосуда, которые могут действовать подобно клапану и идеально обеспечивать протекание крови только в направлении против силы тяжести, предотвращая протекание крови в обратном направлении. В результате преимущественно сидячего образа жизни и частого стояния с возрастом может возникнуть расширение вен, так называемые варикозные вены, после чего венозные клапаны уже не способны выполнять свою функцию. Может возникнуть застой, и, в тяжелых случаях, могут образовываться язвы с риском потери ног.

Артерии и в особенности те из них, которые имеют большой внутренний диаметр, могут быть заменены синтетически приготовленными трубками. Например, из полиэстера ("Dacron") или вспененного политетрафторэтилена (ePTFE, "Teflon ^®"). Для вен же, которые переносят кровь к сердцу, замена до сих пор описана не была. Одной из причин этого может быть то, что в венах кровь протекает медленнее и опасность закупорки, следовательно, значительно выше, чем в артериях. В качестве лечения известны эластичные поддерживающие чулки, которые сжимают вены и таким образом, как это считается, улучшают работу клапанов.

В международной опубликованной патентной заявке WO 2001/61026 A1 описано приготовление с помощью бактерий короткого полого тела, имеющего небольшой внутренний диаметр, из микрокристаллической целлюлозы. Отмечается, что это полое тело оказалось функциональным в течение увеличенного периода в качестве имплантата в сонной артерии крысы и, как сообщается, оказалось в течение этого времени заселенным эндотелиальными клетками несмотря на высокую скорость крови. Кроме того, в документе сообщается, что никаких реакций на чужеродное тело не наблюдалось.

В качестве предшествующего уровня техники могут быть также указаны WO 2005/011534 A1 (COOK INC.); и D2 - Klemm D. и др. «Bacterial synthesized cellulose - artificial blood vessels for microsurgery», Progress in polymer science, PERGAMON PRESS; Oxford, GB, vol.26, N 9, 2001, pp.1561-1603, однако они далеки от заявленного изобретения.

Раскрытие изобретения

Проблема, лежащая в основе изобретения

Цель, лежащая в основе изобретения, состоит в создании улучшенного продолговатого полого тела, содержащего кристаллическую целлюлозу. Дополнительной целью изобретения является предложение нового применения кристаллической целлюлозы. Еще одной целью изобретения является создание улучшенного способа изготовления продолговатого полого тела, содержащего кристаллическую целлюлозу, и улучшенной полой формы для изготовления продолговатого полого тела.

Решение согласно изобретению

Для достижения цели в изобретении предлагаются продолговатые полые тела, содержащие кристаллическую целлюлозу, обладающие признаками пунктов 1 и 16, применение продолговатого целлюлозного полого тела, обладающего признаками пункта 7, способа приготовления продолговатого целлюлозного полого тела, обладающего признаками пункта 8, и полая форма для приготовления продолговатого целлюлозного полого тела, обладающего признаками пункта 17 формулы изобретения.

Одним из аспектов настоящего изобретения является применение полезных свойств кристаллической целлюлозы, преимущественно микрокристаллической целлюлозы в природной форме, продуцируемой бактерией Acetobacter xylinum, для приготовления продолговатого полого тела. Кристаллическая целлюлоза оказалась в экспериментах в особой степени совместимой с тканями.

Одним из достижимых преимуществ продолговатого полого тела согласно изобретению является то, что его выступы позволяют регулировать поток среды, например поток крови, через полое тело.

Одним из достижимых преимуществ продолговатого полого тела согласно изобретению является то, что оно может быть заселено эндотелиальными клетками с целью предотвращения преждевременной закупорки. В частности, имеется возможность заселять его эндотелиальными клетками перед тем, как оно будет имплантировано.

Одним из аспектов способа согласно изобретению для приготовления полого тела, содержащего целлюлозу, является то, что образующие целлюлозу организмы заключены во внутреннее пространство, образованное полой формой, которое имеет вид продолговатого полого тела и заполняется с помощью организмов кристаллической целлюлозой.

Одним из аспектов способа согласно изобретению является использование в нем принципа «разрушаемой формы», т.е. в нем используется форма, которая, по крайней мере, частично утрачивает свой внешний вид на стадии извлечения из формы.

Одним из достижимых преимуществ способа согласно изобретению является то, что образуемые выступами канавки не представляют препятствия при извлечении из формы. В частности, во время извлечения из формы выступы могут быть не повреждены или не разрушены.

Продолговатое полое тело согласно изобретению может применяться, например, в качестве замены венозного кровеносного сосуда у млекопитающих, в частности у человека.

Состав и дальнейшая разработка решения согласно изобретению

В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения продолговатое полое тело состоит в основном из воды и кристаллической целлюлозы, в частности преимущественно микрокристаллической целлюлозы, образуемой бактерией Acetobacter xylinum. Предпочтительный материал содержит менее 10% кристаллической целлюлозы. В предпочтительном материале вода частично связана с микрокристаллической целлюлозой с различной степенью прочности.

Продолговатое полое тело является преимущественно трубчатым, в особенности предпочтительно с отверстиями на своих торцах, благодаря чему среды, преимущественно жидкая среда, особо преимущественно кровь, могут переноситься через просвет полого тела. Предпочтительно, чтобы просвет полого тела, в особенности предпочтительно также и наружная часть, имели по существу круглое поперечное сечение. В одном из вариантов осуществления полое тело может иметь ответвления.

Выступы продолговатого полого тела имеют преимущественно такую форму, что они способны замедлять поток среды, которая переносится через продолговатое полое тело, в большей степени в направлении перекрытия, чем в направлении, противоположном направлению перекрытия. Среда переносится через продолговатое полое тело преимущественно в его продольном направлении. Преимущественной средой является жидкая среда, особо преимущественно кровь. Выступы преимущественно подвижны и/или деформируемы потоком среды, переносимым через продолговатое полое тело. Их форма преимущественно такова, что когда среда протекает в их сторону в направлении перекрывания, их сопротивление потоку увеличивается, преимущественно за счет увеличения поперечного сечения потока через них, преимущественно путем сдвига в сторону среды.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения форма выступов такова, что они могут по существу остановить поток среды в направлении перекрывания, по причине чего среда сможет течь через продолговатое полое тело в основном только в направлении, противоположном направлению перекрывания. В результате этого существует возможность того, чтобы выступы функционировали в существенной степени подобно венозным клапанам ножных вен человека. Таким образом, этот вариант осуществления изобретения может быть в особенности подходящим в качестве замены для ножных вен у людей.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления выступы имеют форму карманов и, особенно предпочтительно, образуют карманы вместе с внутренней стенкой. Предпочтительные карманы имеют форму, подобную форме природных венозных клапанов. Каждый из карманов преимущественно имеет устье, и при этом, что особенно предпочтительно, устья множества карманов ориентированы в основном в сторону одного и того же торца продолговатого полого тела. В результате этого все карманы имеют возможность оказывать равномерное тормозящее или нетормозящее действие в данном направлении потока.

Особенно предпочтительно, когда множество выступов расположены один напротив другого в просвете полого тела на одной высоте по отношению к продольному направлению полого тела. Особенно предпочтительно, когда строго два выступа расположены один напротив другого, но приемлемы также и варианты осуществления изобретения, в которых один напротив другого расположены три или более выступа. Выступы, расположенные один напротив другого на одной высоте, расположены преимущественно на равных расстояниях по отношению к периферической линии полого тела. Расположенные один напротив другого выступы преимущественно настолько подвижны и/или деформируемы потоком среды в направлении перекрывания, что они в существенной степени перекрывают поперечное сечение просвета, главным образом путем стыковки одного с другим для того, чтобы по существу остановить поток среды в направлении перекрывания. С другой стороны, выступы настолько подвижны и/или деформируемы потоком среды в направлении против направления перекрывания, что образуют отверстие между собой в поперечном сечении просвета, чтобы пропускать поток среды в направлении, противоположном направлению перекрывания.

В способе производства согласно изобретению направление роста кристаллической целлюлозы преимущественно проходит от первой продольной стороны внутреннего пространства к по существу противолежащей второй продольной стороне. Поскольку целлюлозное полое тело не растет вдоль продольной оси внутреннего пространства, а по существу перпендикулярно к ней, можно более не ограничивать полое тело по его длине высотой слоя, которая может быть достигнута в направлении роста. Высота слоя целлюлозных слоев, которая может быть достигнута при использовании подходящих для этого бактерий, обычно ограничивается приблизительно 20 мм.

В процессе изготовления согласно изобретению может иметь место необратимая деформация, например в результате пластической деформации, утраты формы при поломке или в результате, по крайней мере, частичного перехода в жидкое или газообразное агрегативное состояние, преимущественно путем плавления или испарения. Однако допустимы также варианты осуществления, в которых деформация происходит под действием химической обработки, например растворителем, или механической обработки, например ультразвуком. Часть полой формы, которая необратимо деформируется на стадии извлечении из формы, располагается перед деформацией вплотную к образующейся в полой форме целлюлозе.

Полая форма в основном включает в себя внешнюю форму и по меньшей мере одну сердцевину формы. Сердцевина формы служит преимущественно в качестве маркера места для просвета полого тела согласно изобретению. На стадии извлечения из формы преимущественно деформируется по крайней мере часть сердцевины формы. Внешняя форма является преимущественно трубчатой и, особо преимущественно, имеет отверстие или отверстия, например продольные сквозные щели на двух противоположных продольных сторонах. Предпочтительным материалом для внешней формы является стекло или какой-либо другой материал, который химически инертен по отношению к веществам и организмам, используемым для проведения процесса и/или образующимся внутри.

Другая возможная внешняя форма состоит из газопроницаемого материала, который в особенности предпочтительно проницаем для кислорода, например из силикона или водосодержащего геля (гидрогеля).

Предпочтительный внешний вид сердцевины формы представляет собой в существенной степени продолговатый цилиндр, который, с целью образования выступов на внутренней стенке полого тела, имеет углубления, преимущественно в виде щелей. Они расположены преимущественно в плоскости, которая образует угол с продольной осью сердцевины формы, менее 90° (исходя из полного угла 360°С), преимущественно от 15 до 75°, особо преимущественно от 30 до 60° и, особо преимущественно, примерно 45°. Каждое углубление проходит преимущественно от края и почти до продольной оси сердцевины формы. Такая сердцевина формы позволяет образовать продолговатое полое тело, имеющее карманоподобные выступы. Углубления проходят преимущественно по всей ширине сердцевины формы. В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения углубления располагаются парами одно против другого, что позволяет образовать по существу стрелообразное расположение. Этим путем можно образовывать выступы в виде карманов, которые расположены парами один против другого, а их просветы ориентированы в одном и том же направлении вдоль продольной оси продолговатого полого тела.

При проведении извлечения из формы часть полой формы, которая подвергается деформированию, и преимущественно всю форму целиком подвергают воздействию тепла. Стадия извлечения из формы преимущественно включает в себя по крайней мере частичное расплавление части полой формы, которая деформируется. Предпочтительная полая форма включает в себя стабилизирующий элемент, который проходит в основном по всей длине сердцевины формы и который не плавится на стадии извлечения из формы. Стабилизирующий элемент представляет собой предпочтительно лист толщиной преимущественно менее 1 мм, особо преимущественно от 0,02 до 0,1 мм. Стабилизирующий элемент расположен преимущественно в общей плоскости с центральной линией сердцевины формы. Предпочтительный стабилизирующий элемент проходит по существу по всей ширине сердцевины формы. Предпочтительными материалами для стабилизирующего элемента являются сталь, пластики, стекловолокно или стекловолоконные материалы.

На стадии извлечения из формы сердцевина формы удаляется преимущественно в значительной степени и, особо преимущественно, количественно, т.е. без остатка. Для этой цели сердцевину формы вначале преимущественно нагревают, чтобы ее расплавить. Остающийся после этого стабилизирующий элемент затем удаляют из полого тела. В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения температура плавления части полой формы, которая плавится на стадии извлечения из формы, выше 28°С, предпочтительнее равна или выше 30°С и, особенно предпочтительно, равна или выше 60°С. Одним из достижимых преимуществ данного варианта осуществления изобретения является то, что сердцевина формы сохраняет свою устойчивость во время культивирования целлюлозы. В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения температура плавления части полой формы, которая плавится на стадии извлечения из формы, ниже 100°С, предпочтительнее ниже 80°С и, особенно предпочтительно, равна 62°С. Одним из достижимых преимуществ данного варианта осуществления изобретения является то, что сердцевина формы может плавиться при температуре, при которой целлюлозное полое тело не повреждается.

Часть сердцевины формы, которая плавится при извлечении из формы, является в основном гидрофобной. Одним из аспектов данного варианта осуществления изобретения является использование в нем того факта, что гидрофобный материал отталкивается гидрофильной поверхностью целлюлозного полого тела. Одним из достижимых преимуществ данного варианта осуществления изобретения является то, что полая форма может извлекаться в существенной степени количественно.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения часть сердцевины формы, которая плавится при извлечении из формы, содержит термопластичный материал, особенно предпочтительно термопластичный воск и/или полимерный материал. Одним из достижимых преимуществ сердцевин форм из термопластичных материалов является то, что они могут изготовляться путем отливки. Еще одним преимуществом воска и/или полимерных материалов является то, что с целью облегчения прилипания синтетической целлюлозы их поверхности могут быть выровнены просто с помощью полировки.

Один из предпочтительных восковых и/или полимерных материалов содержит поливиниловый спирт (PVA), в особенности предпочтительно в количестве более 1% и, особенно предпочтительно, более 50%. В одном из особо предпочтительных вариантов осуществления изобретения восковый и/или полимерный материал в значительной степени целиком состоит из поливинилового спирта. Одним из достижимых преимуществ данного варианта осуществления изобретения является то, что имеется возможность исключить токсичные остатки после выемки из полой формы, поскольку поливиниловый спирт нетоксичен.

Другим предпочтительным восковым и/или полимерным материалом является известный в стоматологии так называемый «летний воск». Одним из достижимых преимуществ такого варианта осуществления изобретения является то, что этот материал настолько механически стоек, что в нем сохраняются даже филигранные структуры. Одним из достижимых преимуществ данного варианта осуществления изобретения является то, что имеется возможность исключить токсичные остатки после выемки из полой формы, поскольку летний воск нетоксичен.

В одном из предпочтительных способов изготовления образующими целлюлозу организмами преимущественно являются бактерии, особенно предпочтительно бактерии штамма Acetobacter xylinum. Допустимо также использование и других образующих целлюлозу организмов, таких, например, как подходящие штаммы Agrobacterium, Rhizobium, Sarcina, Pseudomonas, Achromobacter, Aerobacter и Zooglea. Поскольку гены синтезирующих целлюлозу ферментных комплексов с Acetobacter xylinum известны, их можно вводить также и в другие микроорганизмы, такие, например, как Escherichia coli, используя для этого известные молекулярно-биологические способы, с помощью которых названные микроорганизмы также могли бы синтезировать целлюлозу.

Для культивирования Acetobacter xylinum описаны различные питательные среды. Подходящей и часто используемой средой является среда Schramm и Hestrin, которая описана в Biochemical Journal 58 (1954), pp.345-352. Все представляющее интерес для настоящей заявки содержание описания указанной статьи включено в настоящее раскрытие в качестве ссылочного материала. Недостатком указанной среды может быть то, что она не определена точно, поскольку она содержит дрожжевой экстракт и пептон.

Для осуществления настоящего изобретения предпочтительна полностью синтетическая среда, как, например, среда, описанная Forng et al. в Applied and Environmental Biology of 1989, Vol.55, No.5, p.1317-1319. Все содержание указанной статьи, представляющее интерес для настоящей заявки описание, включено в настоящее раскрытие в качестве ссылочного материала. Недостатком указанной среды может быть несколько более медленный рост бактерий.

Для осуществления изобретения допустимо также использование так называемого чайного гриба комбуча. Наряду с Acetobacter xylinum эта культура содержит много других живущих в симбиозе организмов, таких как дрожжи и бактерии, и ее питательная среда содержит только черный чай и сахарозу (100 г/л).

Для осуществления способа согласно изобретению первый питательный раствор преимущественно засевают образующим целлюлозу организмом вне полой формы. Целлюлозой преимущественно является микробная целлюлоза. Целлюлоза, продуцируемая, например, бактерией Acetobacter xylinum, является вначале менее плотной и менее твердой. По этой причине предпочтительно ждать до тех пор, пока на питательной среде не отложится достаточно плотный слой целлюлозы. Это происходит, как правило, приблизительно через от 7 до 10 дней.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления полую форму укладывают горизонтально так, что боковое отверстие(я) находится на растущем слое продуцирующих целлюлозу бактерий. Поскольку удельный вес целлюлозы приблизительно равен удельному весу питательной среды, целлюлозный слой предпочтительно чем-либо поддерживается, например сетчатым изделием из тефлона или стекла.

Полое тело преимущественно растет в направлении, перпендикулярном продольной оси внутреннего пространства, предпочтительно снизу вверх. В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения бактерии попадают в полую форму через одно или более нижних отверстий в полой форме с целью ее полного заполнения целлюлозой, и при этом жидкая среда может диффундировать по короткому маршруту для снабжения бактерий у поверхности целлюлозы.

Краткое описание чертежей

Далее изобретение описывается более детально со ссылкой на диаграммные чертежи и один из вариантов осуществления. Из этих чертежей:

фиг.1 - сечение по вертикали в перспективе в диаграммной форме продолговатого целлюлозного полого тела с выступами на его внутренней стенке;

фиг.2 - вид сверху в перспективе в диаграммной форме сердцевины формы для способа согласно изобретению для изготовления продолговатого целлюлозного полого тела;

фиг.3 - вид сверху в диаграммной форме сердцевины формы с фиг.2, где стабилизирующий элемент расположен в плоскости стороны;

фиг.4 - вид со стороны в диаграммной форме сердцевины формы с фиг.2 и 3, где стабилизирующий элемент проходит перпендикулярно к плоскости стороны;

фиг.5 - вид спереди в диаграммной форме сердцевины формы с фиг.2, 3 и 4, где стабилизирующий элемент проходит перпендикулярно к плоскости стороны;

фиг.6 - вид спереди в перспективе в диаграммной форме полой формы, имеющей внешнюю форму и сердцевину формы, для проведения процесса производства согласно изобретению;

фиг.7 - вид в поперечном сечении в диаграммной форме полой формы с фиг.6, имеющей продолговатое полое тело, которое еще не полностью выращено, с указанием на направление роста;

фиг.8 - вид в диаграммной форме одной из компоновок для проведения процесса производства согласно изобретению.

Осуществление изобретения

Продолговатое целлюлозное полое тело 1, показанное на фиг.1, является по существу трубчатым и имеет внешний диаметр, равный примерно 3 мм. У него имеются выступы 3, 4, которые расположены парами на внутренней стенке 2 и которые образуют карманы со стенкой 2 полого тела. Выступы 3, 4 в каждой паре отделены один от другого узкой щелью 5. Когда какая-либо среда, например кровь, протекает в сторону выступов 3, 4 в направлении протекания, выступы перемещаются в направлении к внутренней стенке 2 и, таким образом, увеличивают поперечное сечение щели 5, в результате чего среда приобретает способность проходить через эту щель. Если же, с другой стороны, среда протекает в сторону выступов 3, 4 против направления протекания 6, т.е. в направлении перекрывания, выступы 3, 4 вновь прижимаются один к другому, вследствие чего щель 5 закрывается. В результате этого протекание среды в значительной степени прекращается. Таким образом, выступы 3, 4 действуют подобно венозным клапанам.

На фиг.2-5 показана сердцевина 7 формы для приготовления целлюлозного полого тела, показанного на фиг.1. Сердцевина 7 формы состоит в основном из воскового цилиндра, в котором на регулярных расстояниях одна от другой расположены пары щелей 9, 10, которые сходятся между собой в центральной плоскости сердцевины формы, как это показано стрелками. С целью стабилизации сердцевины 7 формы в упомянутой центральной плоскости сердцевины 7 формы помещен лист 11 пружинной стали. Щели 9, 10 проходят через всю ширину воскового цилиндра 8 до стального листа 11.

Изготовление воскового цилиндра 8, содержащего лист 11 пружинной стали, не является простым, учитывая то, что лист 11 пружинной стали должен быть помещен строго в центре, и то, что длинную трубку с внутренним диаметром в несколько миллиметров трудно заполнить горячим воском без образования воздушных пузырьков и затем проводить с ней операцию извлечения из формы, не разрушив ее. По этой причине сердцевину 7 формы изготовляют, используя две половинки разрезанной вдоль стеклянной трубки, причем срезы обеих половинок полируют с целью того, чтобы половинки точно подходили одна другой. В плоском листе тефлона выполняют канал так, чтобы половинка стеклянной трубки строго заходила в него, т.е. чтобы внешнее поперечное сечение и отполированные фаски были на одном уровне с каналом. Канал несколько длиннее половинки стеклянной трубки и перекрывает ее на обоих концах примерно на 1 см. Тефлоновый лист с половинкой трубки нагревают до 90-100°С в сушильном шкафу и после этого заполняют горячим воском так, чтобы воск также находился на одном уровне с полированным стеклянным срезом и тефлоновым листом. Эту последовательность операций повторяют со второй стеклянной половинкой с той разницей, что тонкий лист из пружинной стали, ширина которого несколько меньше внутреннего диаметра стеклянной трубки, помещают на этот раз над половинной стеклянной трубкой точно посередине. После охлаждения обе заполненные воском стеклянные половинки соединяют вместе и вновь нагревают ненадолго при 90-100°С в прижатом состоянии. После повторного охлаждения восковой цилиндр 8 с заделанным в него листом 11 из пружинной стали может быть извлечен посредством удаления стеклянных половинок.

После этого с помощью горячей проволоки на обеих сторонах и вдоль продольной оси воскового цилиндра 8 выполняют щели 9, 10 с промежутками примерно 5 см. Эти щели 9, 10 проходят извне листа 11 из пружинной стали и через всю ширину воскового цилиндра 8. Образовавшийся при этом объект 7 настолько устойчив, что его можно использовать в качестве маркера места для просвета целлюлозного полого тела 1.

Как показано на фиг.6, полая форма 12 имеет дополнительно внешнюю форму с внутренним пространством в виде полого цилиндра, имеющего два кольцеобразных торца и продольные стороны 13 и 14. Внутреннее пространство образовано двумя половинками стеклянных трубок 15, 16, сердцевиной 7 формы и двумя кольцевыми уплотнениями 13, 14. Щелеобразные отверстия 19, 20, которые проходят между половинками трубки по всей длине полой формы, делают внутреннее пространство 25 полой формы 12 доступным снаружи.

Как следует из фиг.7, целлюлозное полое тело 21 растет внутри внутреннего пространства 25 полой формы 12 в общем направлении, указанном стрелкой 22, перпендикулярно продольной оси внутреннего пространства от одной продольной стороны 13 к другой продольной стороне 14.

Говоря точнее, целлюлоза вначале прорастает в полую форму 12 через отверстие 19 в полой форме 12 на первой продольной стороне 13 и затем по стрелкам 23, 24 к другой продольной стороне 14. В то же время, воздухообмен с окружением полой формы 12 может происходить через второе отверстие 20, в частности для того, чтобы доставить организмам кислород. Через отверстие 19 целлюлоза может транспортировать необходимые питательные вещества внутрь из питательной среды к организмам внутри полой формы. Наконец, целлюлоза прорастает в отверстие 20.

Как показано в диаграммной форме на фиг.8, стерильную емкость 26 объемом 2000 мл заполняют 1000 мл стерильного питательного раствора 27, состоящего из 20 г глюкозы, 5 г дрожжевого экстракта, 5 г бактопептона, 2,7 г фосфата натрия и 1,15 г моногидрата лимонной кислоты, рН 6,0, и засевают трехдневной предварительной культурой Acetobacter xylinum (например, Gluconacetobacter xylinum, DSN No. 2325, DSZN Brunswick). После того как через 7 дней на поверхности жидкости образуется слой 28 целлюлозы толщиной примерно 3 мм, слой 28 поддерживают сеткой 29 из тефлона, расширенного политетрафторэтилена (ePTFE), например зубной нити GLIDE, W.L.GORE & ASSOCIATES Inc., которая закреплена в стеклянной раме, удерживаемой стеклянными опорами 30. Две стеклянные трубки (из дюранового стекла), внутренний диаметр 6 мм, толщина стенка 1,5 мм, длина 150 мм, разрезают в продольном направлении таким образом, чтобы образовались две части 15, 16, которые после накладки поверхностей среза одну на другую дают высоту примерно 7 мм. Две части 15, 16 стеклянной трубки располагают после этого симметрично относительно сердцевины 7 формы, которая имеет на каждом торце кольцевое уплотнение 17, 18 из резины (вулканизированного каучука) и закрепляют у торцов с помощью тефлоновой нити (зубной нити GLIDE, W.L.GORE & ASSOCIATES Inc.). Изготовленную таким образом полую форму 12, имеющую на обеих сторонах сквозную щель 19, 20 шириной примерно 2 мм, помещают на поддерживаемую сеткой 31 целлюлозную поверхность щелью 19 вниз и культивируют при 28°С в инкубаторе. Как правило, заселение полой формы 12 бактериями и завершение заполнения ее целлюлозой занимают от 2 до 3 недель. В течение этого времени в случае необходимости, связанной с расходом или испарением среды 8, следует обеспечивать пополнение этой среды. Когда полая форма 12 полностью заполнена целлюлозой, ее можно раскрыть и целлюлозное полое тело 6 с сердцевиной 7 можно удалить и нагреть в кипящей воде. При этом воск расплавляется, и стальной лист 11 может быть выведен без повреждения выступов 3, 4. Остатки воска могут быть легко удалены при прополаскивании горячей водой (в проточном направлении 6). Целлюлозное полое тело 6 может быть таким образом одновременно дезинфицировано.