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DE3228851A1 - Wound dressing - Google Patents

Wound dressing

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Publication number
DE3228851A1
DE3228851A1 DE19823228851 DE3228851A DE3228851A1 DE 3228851 A1 DE3228851 A1 DE 3228851A1 DE 19823228851 DE19823228851 DE 19823228851 DE 3228851 A DE3228851 A DE 3228851A DE 3228851 A1 DE3228851 A1 DE 3228851A1
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DE
Germany
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metal
wound dressing
wound
fabric
carbon
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DE19823228851
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German (de)
Inventor
Herbert Dr.rer.nat. 7000 Stuttgart Bauser
Horst Prof. Dr.-Ing.habil 7250 Leonberg Chmiel
Günter Dr.rer.nat. Hellwig
Bernd Dr.rer.nat. 7000 Stuttgart Schindler
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Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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Abstract

Highly absorbent, air-permeable wound dressing which contains an antimicrobial, metal ion-releasing substance whose fabric contains elemental carbon. Fabric composed of elemental carbon whose surface is coated with metal ion-releasing metal layers and/or metal compounds, especially metal salts or metal oxides, preferably of the metals, silver, gold or copper.

Description

Wundverband Wound dressing

Die Erfindung betrifft einen hochsaugfähigen, luftdurchlässigen eine antimikrobiell wirkende Metallionen abgebende Substanz ent haltenden Wundverband.The invention relates to a highly absorbent, air-permeable one Wound dressing containing antimicrobial metal ions releasing substance.

Wundverbände müssen eine Reihe von Anforderungen erfüllen. Sie müssen steril sein, müssen durchlässig für Sauerstoff sein, abe vor Feuchtigkeitsverlust schützen, sie müssen aus saugfähigem bioyerträglichem Material hergestellt sein und sollen keine Irritationen verursachen oder allergische Reaktionen auslösen.Wound dressings have to meet a number of requirements. You need to be sterile, must be permeable to oxygen, but against loss of moisture protect, they must be made of absorbent, bio-compatible material and should not cause irritation or trigger allergic reactions.

Die ursprüngliche Sterilität eines Verbandstoffes schützt nicht vor späterem Befall mit pathogenen Keimen, die auf verschiedene Weise in den Bereich zwischen Verbandstoff und Wunde gelangen können. Deshalb ist mit konventionellen Verbandmaterialien eine Wundinfektion mit all ihren möglichen Nachteilen von der Heilungsverzögerung bi hin zu Systemerkrankungen nicht ausgeschlossen.The original sterility of a bandage does not protect against later infestation with pathogenic germs that enter the area in various ways can get between the bandage material and the wound. That is why with conventional Dressing materials a wound infection with all its possible disadvantages of the Delay in healing towards systemic diseases cannot be ruled out.

Aus der Veröffentlichung DE 29 53 327 A1 der Internationalen Anmeldung mit der Veröffentlichungsnummer WO 80/01041 ist eine mit Klebemittel beschichtete, flüssigkeitsundurchlässige, jedoch eine hohe Wasserdampfdurchlässigkeit aufweisende, dUnne, als Verbandmaterial geeignete Polymerisatfolie bekannt, die in der Klebemittelschicht ein antibakteriell wirkendes Mittel enthält, um gleichmäßige antibakterielle Eigenschaften über der Wunde und den umgebenden Hautschichten zu gewährleisten. Als dafür in Betracht kommende anti bakterielle Mittel werden dort u.a. Metallsalze oder ähnliche Verbindungen, die antibakteriell wirkende Metallionen enthalten, wie Kupfer, Quecksilber oder Silber, gegebenenfalls in Kombination mit weiteren nichtmetallischen Ionen mit antibakteriellen Eigenschaften, genannt.From the publication DE 29 53 327 A1 of the international application with the publication number WO 80/01041 is an adhesive coated, liquid impermeable, but having a high water vapor permeability, Thin polymer film, suitable as a dressing material, is known, which is used in the adhesive layer contains an antibacterial agent to provide uniform antibacterial properties over the wound and the surrounding skin layers. As eligible for it upcoming anti-bacterial agents include metal salts or similar compounds, which contain antibacterial metal ions, such as copper, mercury or Silver, possibly in combination with other non-metallic ions with antibacterial ones Properties, called.

Es ist bekannt, daß die genannten sowie auch andere Metalle eine bakterizide Wirkung entfalten k Ionen, die auf dem Obertritt von Ionen in eine nasse oder feuchte Umgebung beruht.It is known that the metals mentioned, as well as other metals, have a bactericidal effect Action unfold k ions, which on the passage of ions into a wet or damp Environment is based.

Es hat sich indessen auch gezeigt, daß die antibakterielle Wirkung der die Metallionen abgebenden Substanzen nicht jenen Grad erreicht,~der zur Erzielung eines effektiven Schutzes gegen bakterielle Infektionen zu fordern ist.However, it has also been shown that the antibacterial effect of the substances releasing the metal ions does not reach the level required to achieve effective protection against bacterial infections is required.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe 7'-,rnde, die antibakteriellen Eigenschaften von Wundverbänden der in Rede stehenden Art zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäßdadurch gelöst, daß das Gewebe des Wundverbands elementaren Kohlenstoff enthält.The invention is therefore based on the task 7 '-, rnde, the antibacterial To improve the properties of wound dressings of the type in question. This task is achieved according to the invention in that the tissue of the wound dressing is elementary Contains carbon.

Als "elementarer Kohlenstoff" werden im Sinne der Erfindung amorpher Kohlenstoff, Graphit, turbostratischer Kohlenstoff oder teilkristalline Kohlenstoffe mit hexagonalen Kristallitstrukturen verstanden.For the purposes of the invention, the term "elemental carbon" is more amorphous Carbon, graphite, turbostratic carbon or semi-crystalline carbons understood with hexagonal crystallite structures.

Die erfindungsgemäße Kombination einer antimikrobiell wirkende Metallionen abgebenden Substanz mit elementarem Kohlenstoff hat nicht nur eine vorteilhafte Steigerung der Ionenabgabe uid damit verstärkte antibakterielle Wirkung zur Folge, sondern bietet darüberhinaus den weiteren Vorteil, daß der Kohlenstoff als gut bioverträgliches und biochemisch relativ inertes Material auch bereits an sich Eigenschaften mitbringt, die für einen Wundverband besonders wertvoll sind.The combination according to the invention of an antimicrobial metal ion releasing substance with elemental carbon has not only one beneficial Increase in the release of ions and thus an increased antibacterial effect, it also offers the further advantage that the carbon is biocompatible and biochemically relatively inert material already has properties, which are particularly valuable for a wound dressing.

Gemäß Ausbildungen der Erfindung kann das Gewebe mit elementarem Kohlenstoff beschichtet sein oder aus einem elementaren Kohlenstoff enthaltenden Polymer, insbesondere einem Polyurethan, Polyfluorcarbon oder Polysiloxan bestehen.According to embodiments of the invention, the fabric can contain elemental carbon be coated or made of an elemental carbon-containing polymer, in particular consist of a polyurethane, polyfluorocarbon or polysiloxane.

Gemäß eine.r,,o,eatonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besteht das Gewebe selbst aus elementarem Kohlenstoff, Für die Herstellung der dafür erforderlichen Kohlenfasern oder des entsprechenden Gewebes selbst stehen verschiedene bekannte Verfahren, insbesondere pyrolytische Verfahren, zur Wahl Gemäß einher Weiterbildung der Erfindung wird die wundzugewandte Oberfläche des Gewebes mit Metallionen abgebenden Metallschichten und/oder Metaliverbindungen, insbesondere Metallsalzen oder Metalloxiden belegt. Hierzu wird bspw. auf ein Kohlenstoffgewebe eine dünne, z.B. 0,1 µm starke, Silberschicht bspw. durch Vakuumbeschichtungsverfahren aufgebracht.According to a particularly advantageous further development of the invention the fabric itself consists of elemental carbon, for making the for it required carbon fibers or the corresponding fabric itself are different known processes, in particular pyrolytic processes, to be chosen according to a further development According to the invention, the surface of the tissue facing the wound releases metal ions Metal layers and / or metal compounds, in particular metal salts or metal oxides proven. For this purpose, a thin, e.g. 0.1 µm thick, Silver layer applied, for example, by vacuum coating processes.

-Als "Metallverbindungen" werden im Sinne der Erfindung Metallsalze, -oxide, -nitride, -carbide, -legierungen und metallorganische Verbindungen verstanden.-As "metal compounds" in the context of the invention are metal salts, Oxides, nitrides, carbides, alloys and organometallic compounds.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung werden in das -GewebeMetaliionefl-abgebende Metallschichten und/oder Metallverbindungen, insbesondere Metallsalze, Metalloxide oder metallorganische Verbindungen, eingebracht. Bspw. werden die Poren eines Kohlenstoffgewebes nach geeigneter Vorbehandlung, wie Waschen und Trocknen, aus einer Lösung von Silberchlorid oder auch Silberbromid oder Silberjodid mit Silbersalz belegt. Je nach Prozeßführung können Poren unterschiedlicher Größe verschieden stark belegt werden, sodaß je nach Einsatzgebiet (Kurzzeit- oder Langzeiteinsatz) des Wundverbands unterschiedlich große Depots der bakteriziden Substanz angelegt werden können.According to another development of the invention, metal ions are released into the tissue Metal layers and / or metal compounds, in particular metal salts, metal oxides or organometallic compounds. For example, the pores of a carbon fabric become after suitable pretreatment, such as washing and drying, from a solution of silver chloride or silver bromide or silver iodide coated with silver salt. Depending on how the process is conducted pores of different sizes can be occupied differently, so that depending on The area of application (short-term or long-term use) of the wound dressing varies large depots of the bactericidal substance can be created.

Metallo-rganische Verbindungen sind besonders geeignet, als metallorganische Komplexbildner den Transport der antimikrobiell wirkenden Metallionen aus den Kapillaren des Wundverbands zur Wunde hin zu beschleunigen oder überhaupt zu gewährleisten.Organometallic compounds are particularly suitable as organometallic compounds Complexing agents transport the antimicrobial metal ions out of the capillaries to accelerate the wound dressing towards the wound or to guarantee it at all.

Allgemein kann die Metallionenabgabe durch Komplexbildner wie auch durch Füllen der Makro- un Mesoporen des Gewebes beschleunigt werden, während sie vergleichsweise langsamer ist, wenn nur die Mikroporen des Gewebes belegt werden.In general, the metal ion release can be caused by complexing agents how also be accelerated by filling the macro- un mesopores of the tissue while it is comparatively slower if only the micropores of the tissue are covered.

Als antimikrobiell wirkende Metallionen abgebende Metalle kommen gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise die Metalle Gold, Silber oder Kupfer in Betracht. Die Wahl des betreffelden Metalls oder einer seiner Verbindungen, bspw. Silberchiorid oder Silberoxid, ist von Einfluß auf die die Metall ionenabgabe aktivierende Wirkung des Kohlenstoffs.Metals releasing metal ions with an antimicrobial effect come accordingly According to the invention, the metals gold, silver or copper are advantageously considered. The choice of the metal in question or one of its compounds, e.g. silver chloride or silver oxide, has an influence on the metal-ion release activating effect of carbon.

Als besonders vorteilhaft erweist es sich, gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung in dem inneren Porenraum des durch Kohlenstoff aktivierten Gewebes den Heilungsprozeß fördernde Pharmaka zu deponieren. Hierfür kommen z.B. Antibiotika in Betracht. Bspw. kann das Gewebe in einer Lösung getränkt werden, die in 10 ml physiologischer Kochsalzlösung 50 mg Neomycinsulfat und 800 mg p-Aminobenzolsulfamid gelöst enthält.It proves to be particularly advantageous according to another development of the invention in the inner pore space of the carbon activated tissue to deposit the healing process promoting pharmaceuticals. Antibiotics, for example, are used for this into consideration. For example, the fabric can be soaked in a solution that is 10 ml physiological saline solution 50 mg neomycin sulfate and 800 mg p-aminobenzene sulfamide contains dissolved.

Eine weitere Möglichkeit, die Metallionenabgabe zu steuern, ergibt sich gemäß einer Weiterbildung der Erfindung dadurch, daß in den wundabgewandten Bereich des Gewebes Metallionen abgebende Metallschichten und/oder Metallverbindungen, insbesondere Metallsalze, Metalloxide oder metallorganische Verbinzungen, in anderer Konzentration als auf der wundzugewandten Oberfläche eingebracht werden.Another way of controlling the metal ion release results according to a development of the invention in that in the wound facing away Area of the fabric metal layers and / or metal compounds that release metal ions, in particular metal salts, metal oxides or organometallic compounds, in others Concentration than can be introduced on the surface facing the wound.

Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung die wundzugewandte Oberfläche des Gewebes mit einer biokompatiblen Deckschicht, insbesondere aus elementarem Kohlenstoff, versehen wird. Eine solche Schicht kann z.B. in einem Arbeitsgang unmittelbar nach einer Silberschicht aufgebracht werden, wenn beide Schichten durch Kathodenzerstäuben in einer Zerstäubungsanlage mit Silber- und Kohlenstofftarget auf das Kohlenstoffg ebe deponiert werden.It is also particularly advantageous if, according to another development According to the invention, the surface of the tissue facing the wound with a biocompatible Cover layer, in particular made of elemental carbon, is provided. Such Layer can e.g. be applied in one operation immediately after a silver layer when both layers are sputtered by cathode in a sputtering system be deposited with silver and carbon targets on the carbon deposit.

Durch die deckende, poröse Kohlenstoffschicht, durch die die Sil- berionen hindurchtreten können, wird die Bioverträglichkeit des silbèrbeschichteten Kohlenstof-f-gewebes erhöht. Insbesondere wird dadurch dem Ankleben von Blutgerinnseln oder Wundgewebe an den- Verband und damit den Schmerzen bei dessen Abnahme vorgebeugt. Mit der Beeinflußbarkeit der Porosität der Kohlenstoffschicht ergibt sich ferner eine weitere Möglichkeit, die Metallionenabgabe zu steuern.Through the covering, porous carbon layer through which the sil- berions can pass through, the biocompatibility of the silver-coated carbon fabric elevated. In particular, this prevents blood clots or wound tissue from sticking to the bandage and thus prevent the pain when it is removed. With the influenceability the porosity of the carbon layer is another possibility, control the metal ion release.

Die Erfindung wird nachfolgend hinsichtlich ihrer antimikrobiellen Eigenschaften anhand der Figuren erläutert.The invention is described below in terms of its antimicrobial Properties explained with reference to the figures.

In einem bakteriologischen Test wurde für verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Wundverbands die antimikrobielle Wirksamkeitnåchgewiesen. Dazu wurden Membranfilter mit einer standardisierten Belegung mit Escherichia coli in Petrischalen mit befeuchteten Endo-Agar-Nährböden angesetzt. Auf die Filter wurden Proben des erfindungsgemäßen Wundverbands sowie zur Kontrolle unbehandelte Kohlenstoffgewebe und entsprechend mit silberhaltigem Material (z.B.A bacteriological test was carried out for different embodiments of the wound dressing according to the invention demonstrated the antimicrobial effectiveness. For this purpose, membrane filters with a standardized coverage with Escherichia coli were used in Petri dishes with moistened endo-agar culture media. On the filters were Samples of the wound dressing according to the invention and, as a control, untreated carbon tissue and accordingly with material containing silver (e.g.

durch eine aufgestäubte Silberschicht) belegte textile (Kunstfaser-) Gewebeproben gelegt. Nach Brüten bei 370 C zeigt sich der starke antimikrobielle Effekt des erfindungsgemäßen Wundverbands an den bakterienfreien Höfen rings um die Proben während sowohl bei dem unbehandelten Kohlenstoffgewebe als auch bei den analog mit silberhaltigem Material belegten textilen Gewebeproben keine bakterienfreien Höfe festzustellen sind Figur 1 zeigt in der untern Hälfte ein silberbeschichtetes Koh-lens-toffqe'webemit ausgeprägtem bakterienfreien Hof, während bei dem gleichen Gewebe ohne Silberbeschichtung in der oberen Hälfte der Figur keine Hofbildung festzustellen ist.textile (synthetic fiber) covered by a sputtered silver layer Tissue samples placed. After incubation at 370 C, the strong antimicrobial is evident Effect of the wound dressing according to the invention on the bacteria-free areas around the samples during both the untreated carbon fabric and the Similarly, textile fabric samples covered with material containing silver were not bacteria-free Courtyards can be identified. Figure 1 shows a silver-coated half in the lower half Koh-lens-toffqe'webemith a pronounced bacteria-free halo, while with the same Fabric without silver coating in the upper half of the figure, no halo formation to be found is.

Figur 2 zeigt zwei Proben von silberbeschichtetem Kohlenstoffgewebe, wobei die Silberbeschichtung der linken Probe in unmittelbarem Kontakt mit der Bakterienkultur steht, während sie sich bei der rechten Probe auf der der Kultur abgewandten Oberfläche der Probe befindet. Während sich links erwartungsgemäß ein großer bakterienfreier Hof gebildet hat, ist ein solcher in kleinerem Umfang auch rechts sicf tbar. Die Figur veranschaulicht die Möglichkeit, die Ionenabgabe dadurch zu steuern, daß die dic Ionenabgabe fördernde Substanz auf der wundabgewandten Oberfläche des Gewebes aufgebracht wird.Figure 2 shows two samples of silver-coated carbon fabric, the silver coating of the left sample in direct contact with the bacterial culture stands, while in the case of the right sample it is on the surface facing away from the culture the sample is located. While on the left, as expected, there is a large, bacteria-free Formed court is one of them to a lesser extent also on the right sicf table. The figure illustrates the possibility of ion release thereby control that the dic ion release promoting substance on the surface facing away from the wound of the fabric is applied.

Aus der Figur 3 geht hervor, daß elementarer Kohlenstoff allein keine antimikrobielle Wirkung aufweist. Eine solche Wirkung stellt sich indessen gemäß der Figur 4 ein, bei der der Yt lenstoff mit Silbernitrat aus 10-%iger wässriger Lösung heegt worden ist.From Figure 3 it can be seen that elemental carbon alone does not Has antimicrobial effect. However, such an effect arises accordingly of Figure 4, in which the Yt lenstoff with silver nitrate from 10% aqueous Solution has been found.

Wie die Figur 5 erkennen läßt, stellt sich die antimikrobielle Wirkung auch bereits bei Kohlenstoff ein, der mit Silbernitrat aus 0,2-%iger wässriger Lösung belegt worden ist.As can be seen from FIG. 5, the antimicrobial effect arises even with carbon, the one with silver nitrate from 0.2% aqueous solution has been occupied.

Der Vergleich mit der Figur 6, bei der silberbeschichtete Proben aus Kunstfasergewebe mit der Beschichtung auf der der Kultur abgewandten Oberfläche, links, und mit der Beschichtung in unmittelbarem Kontakt mit der Bakterienkultur, rechts, aufgelegt worden sind, zeigt, daß mit dem Metallionen abgebenden Silber allein, also ohne Mitwirkung des elementaren Kohlenstoffs, ein antimikrobieller Effekt gegenüber dem Wundverband gemäß der Erfindung praktisch nicht erzielt wird. LeerseiteThe comparison with FIG. 6, in the case of the silver-coated samples Synthetic fiber fabric with the coating on the surface facing away from the culture, left, and with the coating in direct contact with the bacterial culture, right, has been applied, shows that with the metal ions donating silver alone, i.e. without the involvement of elementary carbon, an antimicrobial one Effect over the wound dressing according to the invention is practically not achieved. Blank page

Claims (10)

Patentansprüche 1. Hochsaugfähiger, luftdurchlässiger, eine antimikrobiell wirkende Metallionen abgebende Substanz enthaltender Wundverband, dadurch gekennzeichnet, daR das Gewebe des Wundverbands elementaren Kohlenstoff enthält.Claims 1. Highly absorbent, air-permeable, one antimicrobial Wound dressing containing an active substance releasing metal ions, characterized in that that the tissue of the wound dressing contains elemental carbon. 2. Wundverband nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe aus elementarem Kohlenstoff besteht.2. Wound dressing according to claim 1, characterized in that the fabric consists of elemental carbon. 3. Wundverband nach Patentanspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß das Gewebe mit elementarem Kohlenstoff beschichtet ist.3. Wound dressing according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z it is clear that the fabric is coated with elemental carbon. 4. 'lndverband nach Patentanspruch 1, da d u rc h g e k e n n z e i c h n e t , d a 8 daß Gewebe aus einem elementaren Kohlenstoff enthaltenden Polymer, insbesondere einem Polyurethan, Polyfluorcarbon oder Polysiloxan besteht.4. 'lndverband according to claim 1, since d u rc h g e k e n n z e i c h n e t, d a 8 that fabric made of a polymer containing elemental carbon, in particular a polyurethane, polyfluorocarbon or polysiloxane. 5. Wundverband nach Patentanspruch 1 und einem der Patentansprüche 2 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß die wundzugewandte Oberfläche des Gewebes mit Metallionen abgebenden Metallschichten und/oder Metallverbindungen, insbesondere Metallsalzen oder Metalloxiden, belegt ist.5. Wound dressing according to claim 1 and one of the claims 2 to 4, d u r c h e k e n n z e i c h n e t, d ate the surface facing the wound of the fabric with metal layers and / or metal compounds that release metal ions, in particular metal salts or metal oxides, is occupied. 6. Wundverband nach Patentanspruch 1 und einem der Patentansprüche 2 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß in das Gewebe Metallionen abgebende Metallschichten und/oder Metallverbindungen, insbesondere Metallsalze, Metalloxide oder metallorganische Verbindungen eingebracht sind.6. Wound dressing according to claim 1 and one of the claims 2 to 4, d u r g e k e n n n z e i c h n e t, d a ß in the tissue metal ions donating metal layers and / or metal compounds, in particular metal salts, Metal oxides or organometallic compounds are introduced. 7. Wundvrband nach- Patentanspruch 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a D die Metalle Silber, Gold oder Kupfer sind.7. Wundvrband according to claim 5 or 6, d a d u r c h g e k e It is not indicated that the metals are silver, gold or copper. 8. Wundverband nach Patentanspruch 1 und einem der Patentansprüche 2 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in dem inneren Porenraum des durch Kohlenstoff aktivierten Gewebes bzw. des Kohlensttoffgewebes den Heilungsprozess fördernde Pharmaka deponiert sind.8. Wound dressing according to claim 1 and one of the claims 2 to 7, that is, that in the inner pore space of the tissue activated by carbon or the carbon tissue the healing process promotional pharmaceuticals are deposited. 9. Wundverband nach Patentanspruch 1 und einem der Patentansprüche 2 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n t, daß in den wundabgewandten Bereichen des Gewebes Metallionen abgebende Metallschichten und/oder Metallverbindungen, 4 5-besondere Metallsalze, Metalloxide oder metallorganische Verbindungen in anderer Konzentration als auf der wundzugewandten Oberfläche eingebracht sind. 9. Wound dressing according to claim 1 and one of the claims 2 to 8, that is in the areas away from the wound metal layers and / or metal compounds of the fabric that release metal ions, 4 5-special metal salts, metal oxides or organometallic compounds in others Concentration than are introduced on the surface facing the wound. 10. Wundverband nach Patentanspruch 1 und einem der Patentansprüche 2 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die wundzugewandte Oberfläche des Gewebes mit einer biokompatiblen Deckschicht, insbesondere aus elementarem Kohlenstoff, versehen ist.10. Wound dressing according to claim 1 and one of the claims 2 to 9, that is, the surface facing the wound of the tissue with a biocompatible cover layer, in particular made of elemental carbon, is provided.
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