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Verfahren zur Herstellung von lagerfähigen Organpräparaten durch Gefriertrocknung
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eines entsprechend temperierten und gegebenenfalls keimfrei gemachten Gasstroms (zweckmässig sauerstofffrei, z. B. Stickstoff, Wasserstoff, Kohlendioxyd, Edelgas oder Mischungen verschiedener Gase), Beimischung von Stoffen mit geeigneten kalorischen Eigenschaften usw.
Die zu wählende plötzliche Temperaturerhöhung bzw. die Trocknungstemperatur hängt weitgehend ab vom Wassergehalt der Gewebe bzw. deren Tendenz, Wasser zurückzuhalten, von dem erreich - baren Arbeitsvakuum bzw. von der für diese Faktoren erforderlichen Zeit und der Saugleistung der Pumpe.
Man kann die Präparate vor oder nach der Konservierung frisch oder in gefrorenem Zustand zerkleinern. Die Arbeit unter sterilen Bedingungen wird, soweit erforderlich, durch vorliegendes Verfahren nicht ausgeschlossen und kann wahlweise mit vorgesehen werden. Gleichfalls kann man hier die erste Abkühlung möglichst rasch vornehmen, z. B. durch Eintauchen in verflüssigte Gase, eine Massnahme, deren allgemeine Bedeutung die Forschungen auf dem Gebiet der Gefriertrocknung herausstellten. Dass man sich bei der konservierenden Trocknung eines Vakuums oder eines Hochvakuum bedienen kann, ist. selbstverständlich. Zur Erniedrigung des Dampfdrucks an der Oberfläche des Gewebes kam man den freigewordenen Wasserdampf rasch wegführen und an anderer Stelle kondensieren oder chemisch oder physikalisch binden.
Man kann auch nach derverfahrensgemässen plötzlichen Temperaturerhöhung und der dazugehörigel1 Antrocknung bei einer andern geeigneten, im Sinne des Verfahrens aber sonst beliebigen, unter +5 C liegenden Temperatur zu Ende trocknen, sobald wenigstens ein Viertel des ursprünglichen Wassergehaltes bei der verfahrensgemässen Temperaturstufe entfernt worden ist. Gegebenenfalls empfiehlt es sich, die. Trockentemperatur anschliessend einer Gefriertrocknung ähnlich zu senken.
Es bedarf keiner näheren Erläuterung, dass nach vorliegendem Verfahren tierische und pflanzliche Gewebeteile apparativ verhältnismässig einfach und vor allem im industriellen Arbeitsablauf rationeller präpariert werden können als beispielsweise nach dem Gefriertrocknungsverfahren, abgesehen von der o. a. gesteigerten biologischen Aktivität.
Beispiele :
Je 5 g der lebend frisch gewonnenen und zerkleinerten Gewebeteil wurden in einem dünnwandigen Jenaer Weithalskölbchen von 250 ml Fassungsvermögen in entsprechender Kältemischung unter Schütteln rasch auf die angegebene Unterkühlungstemperatur gebracht, wobei das Material in dünner Schicht an der Wand ausgebreitet wurde. Bei dieser Temperatur wurden sie während eines beliebigen Zeitraumes (mehr als 3 Stunden, weniger als 3 Wochen) je nach Weiterverarbeitungsmöglichkeit gelagert. Zur verfahrensgemässen Trocknung wurden die Kölbchen mit den Gewebeteilen in eine evakuierbare und temperaturregulierbare Apparatur gebracht, wobei die Unterkühlungstemperatur zunächst beibehalten wurde.
Die Apparatur wurde zunächst mit einem Stickstoffstrom, der zusammen mit etwa 10% seines Volumens Wasserstoff durch schwach rotglühendes Kupfer geleitet und dann den entsprechenden Arbeitsbedingungen gemäss temperiert, getrocknet und sterilisiert wurde, luftfrei gespült. Sodann wurden Apparatur, Kölb- chen und Gasstrom gleichzeitig und plötzlich innerhalb etwa 10 Sekunden bis etwa 2 Minuten auf die neue Temperatur gebracht und unmittelbar darauf evakuiert. Bei etwa 0, 1-2 Torr wurde zu Ende getrocknet.
Zum Vergleich wurde mit einem genau übereinstimmenden Material jeweils auch eine sogenannte Gefriertrocknung durchgeführt (Versuche 1 und 5), wobei nach dem Abkühlen auf Tiefgefriertemperatur (-700C) ohne den verfahrensgemässen Temperatursprung bei dieser Tiefgefriertemperatur begonnen wurde, das Wasser im Vakuum abzusublimieren. Hiebei fand ein allmählicher, zunächst zögernder Temperaturanstieg statt, bis schliesslich nach fast völliger Trocknung des Organmaterials 0 erreicht wurden.
Nach Beendigung der Trocknung wurden alle Präparate nach der Methode von Warburg (Biochem.
Zsch. 166, [1925] S. 386) durch Messung der innerhalb 180 Minuten erfolgenden Sauerstoffaufnahme in cms/g Trockensubstanz auf ihre Atmungsintensität und damit ihre biologische Aktivität geprüft. Hiebei zeigte es sich bei den Nummern 2,3, 4 und 6 der folgenden Tabelle, dass die verfahrensgemäss unter Anwendung eires Temperatursprunges von mindestens 250C getrockneten Präparate gegenüber den nach dem üblichen Gefriertrocknungsverfahren getrockneten Präparaten der Nummern 1 und 5 eine Steigerung der Sauerstoffaufnahme um durchwegs etwa 100% und darüber aufweisen.
Das erfindungsgemässe Verfahren, nämlich die Anwendung eines Temperatursprunges von mindestens 250C zu Beginn des Trocknungsvorganges, bewirkt also eine wesentliche Steigerung der Atmungsintensität, die parallel geht mit einem biologischen Mehreffekt der Präparate.
Die z. B. wie vorstehend beschrieben erhaltenen Zellpräparate können in an sich bekannter Weise, z. B. in Vakuumampullen, aufbewahrt und vor der Injektion am Patienten in Ringerlösung aufgeschwemmt werden.
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Tabelle
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<tb>
<tb> Nr. <SEP> Organ <SEP> Einfrier- <SEP> Temp. <SEP> Trocknungs- <SEP> O@-Aufnahme <SEP> Wirkungsstei-
<tb> C <SEP> Temp.
<SEP> C <SEP> cm <SEP> /g <SEP> Trocken-gerung <SEP> gegen- <SEP>
<tb> substanz <SEP> über <SEP> Gefriertrocknung <SEP> %
<tb> 1 <SEP> Fötale <SEP> Leber <SEP> Gefriertrocknung <SEP> (ohne <SEP> Tem-16, <SEP> 5 <SEP>
<tb> vom <SEP> Kalb <SEP> peratursprung)
<tb> 2 <SEP> Fötale <SEP> Leber-70-15 <SEP> 39 <SEP> 136
<tb> vom <SEP> Kalb
<tb> 3 <SEP> Fötale <SEP> Leber-35-5 <SEP> 46 <SEP> 179
<tb> vom <SEP> Kalb
<tb> 4+) <SEP> Fötale <SEP> Leber-35-5 <SEP> 37 <SEP> 124
<tb> vom <SEP> Kalb
<tb> 5 <SEP> Jungtier <SEP> Testis <SEP> Gefriertrocknung <SEP> (ohne <SEP> Tem-50, <SEP> 5 <SEP>
<tb> vom <SEP> Kalb <SEP> peratursprung)
<tb> 6 <SEP> Jungtier <SEP> Testis-55-10 <SEP> 98 <SEP> 94
<tb> vom <SEP> Kalb <SEP>
<tb>
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+) Einfriertemperatur -350C, Trocknungstemperatur zunächst -50C,
nach Entfernung von etwa einem
Drittel des Wassers wurde die Trocknungstemperatur auf -35oc gesenkt, erst ganz zum Schluss allmäh - lich Temperaturanstieg auf OOC.
PATEN TANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von lagerfähigen Organpräparaten durch Gefriertrocknung, bei wel- chem das Trockengut zunächst auf Tiefgtfriertemperatur gekümt und dann bei höherer Temperatur ge- trocknet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die steril entnommenen Organe zunächst auf diese Tief- gefriertemperaturen, beispielsweise bis zu -800C, unterkühlt, gegebenenfalls bei dieser Temperatur bis zur Möglichkeit der Weiterverarbeitung gelagert, dann ohne Vornahme einer Sterilisierung sehr schnell zweckmässigerweise innerhalb von etwa 10 Sekunden bis etwa 2 Minuten auf eine um wenigstens 250C höhere, vorzugsweise über -150C, zweckmässigerweise aber nicht über +50C liegende Temperatur er- wärmt werden,
wobei alle Teile des Organgewebes so schnell wie möglich dieser plötzlichen Tempe- ratursteigerung ausgesetzt werden und wobei gleichzeitig mit dieser sprungartigen Erhöhung der Tem- peratur mit dem Entzug der Feuchtigkeit begonnen wird.