DE1090821B

DE1090821B - Process for the controlled chemical digestion of organic substances and biological tissues for therapeutic purposes

Info

Publication number: DE1090821B
Application number: DET11889A
Authority: DE
Inventors: Dr Med Karl Theurer
Original assignee: DR MED KARL THEURER
Current assignee: DR MED KARL THEURER
Priority date: 1956-02-16
Filing date: 1956-02-16
Publication date: 1960-10-13

Description

Verfahren zum gesteuerten chemischen Aufschluß von organischen Stoffen und biologischen Geweben für therapeutische Zwecke Vorliegendes Verfahren wurde entwickelt für eine besonders schonende Aufschließung von Organtrockensubstanzen. Es werden dabei ganze Zellen und korpuskuläre Zellbestandteile (Kerne, Mitochondrien, Mikrosomen) durch Dämpfe von chemischen Reagenzien im Vakuum oberflächlich mazeriert und dadurch die Inhaltsstoffe in eine optimal wasserlösliche Form gebracht.Process for the controlled chemical digestion of organic substances and biological tissues for therapeutic use This method was used Developed for a particularly gentle breakdown of dry organ substances. Whole cells and corpuscular cell components (nuclei, mitochondria, Microsomes) superficially macerated by vapors of chemical reagents in a vacuum and thereby brought the ingredients into an optimally water-soluble form.

Bei Anwendung der sonst üblichen Hydrolyseverfahren in feuchtem Milieu ist eine so schonende Behandlung der Substrate nicht möglich, da hierbei auch autolytische Vorgänge gleichzeitig mit ablaufen; es sei denn, daß man zusätzlich Fermentgifte anwendet. When using the usual hydrolysis process in a moist environment Such a gentle treatment of the substrates is not possible, since this is also autolytic Processes run at the same time; unless you also have ferment poisons applies.

Diese beeinträchtigen aber die biologische und therapeutische Wirkung. Auch ist es bei den bisherigen Hydrolyseverfahren nicht zu vermeiden, daß die gewonnenen Bruchstücke des Substrates untereinander in ungewollter Weise reagieren.However, these impair the biological and therapeutic effect. It is also unavoidable in the previous hydrolysis processes that the obtained Fragments of the substrate react with one another in an undesired way.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, bei welchem die Substrate in getrocknetem wie auch in noch nicht trockenem, jedoch eingefrorenem und pulverisiertem Zustand eingesetzt werden, ist aber die Gefahr für solche ungewollte Reaktionen beseitigt, und es brauchen deshalb auch keine Fermentgifte zugesetzt werden. In the method according to the invention, in which the substrates in dried as well as not yet dry, but frozen and pulverized State, but there is a risk of such unwanted reactions eliminated, and therefore no ferment poisons need to be added.

Es wurde festgestellt, daß die nach dem beanspruchten Verfahren behandelten Organsubstanzen, bezogen auf die Gewichtsmenge der Trockensubstanz, 240/0 wasserlösliches Protein enthalten, während nach einer Veröffentlichung von H. S c h m i dt (Med. Klinik, 1/1958, S. 20) in Frischgeweben, ebenfalls bezogen auf deren Trockengewicht, nur 6,20/a und bei sogenannten »Trockenzellen« 3,1 °/o lösliches Protein enthalten sind. Die beträchtliche Erhöhung der Löslichkeit der Proteine kann vielleicht dadurch erklärt werden, daß die vorher unlöslichen makromolekularen Komplexe aus den korpuskulären Zellbestandteilen aufgespalten werden unter Beibehaltung ihrer Eiweißnatur und wasserunlösliche Proteine durch Salzbildung mit dem verwendeten chemischen Reagenz in wasserlösliche Form gebracht werden. Es ist jedenfalls nunmehr möglich, die vorher unlöslichen Zellbestandteile unmittelbar zur Resorption und biologischen Wirkung innerhalb der Zellen zu bringen. It was found that these treated according to the claimed process Organ substances, based on the weight of the dry substance, 240/0 water-soluble Contain protein, while according to a publication by H. S c h m i dt (Med. Klinik, 1/1958, p. 20) in fresh tissues, also based on their dry weight, contain only 6.20 / a and in so-called "dry cells" 3.1% soluble protein are. This may result in a considerable increase in the solubility of the proteins can be explained that the previously insoluble macromolecular complexes from the corpuscular Cell components are broken down while maintaining their protein nature and insoluble in water Proteins by salt formation with the chemical reagent used in water-soluble Be brought into shape. In any case, the previously insoluble ones are now possible Cell components directly for resorption and biological effect within the Bring cells.

Die bisherigen bekannten Methoden der Hydrolyse durch Einwirkung von Flüssigkeiten besitzen darüber hinaus aber auch noch den Nachteil, daß die Reagenzien nach getaner Wirkung durch andere chemischen Stoffe neutralisiert und die entstandenen Salze dann durch Dialyse und andere eingreifende Verfahren beseitigt werden müssen, wodurch ebenfalls unübersehbare Möglichkeiten einer ungewollten chemischen Beeinflussung des Substrates gegeben sind. Auch lassen sich die gewünschten Vorgänge der Hydrolyse oder chemischen Beeinflussung des Substrates nicht in dem Maße quantitativ steuern wie bei vorliegendem Verfahren. Dies gilt insbesondere auch dann, wenn man für die Hydrolyse die Reagenzien bei Normaldruck erhitzt, da dann die heißen Dämpfe eine unkontrollierbare thermische Veränderung des Substrates hervorrufen. The previously known methods of hydrolysis by action of liquids also have the disadvantage that the reagents neutralized after the effect by other chemical substances and the resulting Salts then need to be removed by dialysis and other intrusive procedures, thereby also unmistakable possibilities of an unwanted chemical influence of the substrate are given. The desired hydrolysis processes can also be carried out or Do not control the chemical influence of the substrate quantitatively to the same extent as in the present procedure. This is especially true when looking for the Hydrolysis heats the reagents at normal pressure, as then the hot vapors produce a cause uncontrollable thermal changes in the substrate.

Vorliegendes Verfahren ist auch nicht zu vergleichen mit der Begasung von Casein mit Ammoniak, wie es in Hager, Hdb. d. pharm. Praxis. ., unter »Casein« beschrieben ist, weil dieses Reagenz einen bei atmosphärischem Druck unter der Normaltemperatur liegenden Siedepunkt besitzt, so daß eine Kondensation des Reagenzes auf dem Substrat für die Hydrolyse nur durch eine extreme Absenkung der Temperatur und Erhöhung des Druckes möglich wird. Im übrigen handelt es sich dort auch nicht um eine Aufschließung von korpuskulären makromolekularen Agglomeraten verschiedenartiger Stoffe, sondern um die Beeinflussung einer einheitlichen chemischen Substanz. The present process cannot be compared with fumigation of casein with ammonia, as described in Hager, Hdb. d. pharm. Practice. ., under "Casein" is described because this reagent takes an at atmospheric pressure below normal temperature has boiling point, so that a condensation of the reagent on the substrate for hydrolysis only by extremely lowering the temperature and increasing the Printing becomes possible. Incidentally, there is no unlocking there either of corpuscular macromolecular agglomerates of various substances, but about influencing a uniform chemical substance.

Zudem ist hier auch noch zu berücksichtigen, daß Ammoniak und in gleicher Weise z. B. Chlorwasserstoffgas unter Normalbedingungen schon gasförmig sind, wodurch nur eine oberflächliche Hydrolyse des Substrates bei ausreichender Einwirkungszeit möglich ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren tritt jedoch, wie bereits oben erwähnt, eine umfassende Hydrolyse ein, weil das hohe Vakuum die Durchdringung des Substrates mit den Reagenzien ermöglicht. Bei Reagenzien, die normalerweise schon gasförmig sind, würde aber das Anlegen eines hohen Vakuums die Hydrolyse verhindern.In addition, it should also be taken into account here that ammonia and in the same Way z. B. hydrogen chloride gas are already gaseous under normal conditions, whereby only a superficial hydrolysis of the substrate with sufficient exposure time is possible. In the method according to the invention, however, occurs as already above Mentioned a comprehensive hydrolysis, because the high vacuum allows the penetration of the Allows substrate with the reagents. With reagents that normally already have are gaseous, but applying a high vacuum would prevent hydrolysis.

Auch die Imprägnierungsverfahren, wie sie z. B. in der Histologie und der Elektronenmikroskopie angewandt werden, lassen sich mit vorliegendem Verfahren nicht vergleichen. Dort erfolgt nämlich nach einer Vakuumtrocknung die Imprägnierung ebenfalls durch Einwirkung heißer Dämpfe. The impregnation process as it is, for. B. in histology and electron microscopy be, let yourself be with Do not compare the present procedure. This is because vacuum drying takes place there impregnation also by exposure to hot vapors.

Vorliegendes Verfahren hat aber auch keine Beziehungen zu den Vakuumtrocknungsmethoden, denn bei diesen kommt es darauf an, ein möglichst gutes Vakuum zu erzeugen, während bei vorliegendem Verfahren dessen Höhe auf den Dampfdruck des jeweils verwendeten chemischen Reagenzes abgestimmt wird. However, the present process has no relation to the vacuum drying methods, because with these it is important to create the best possible vacuum while in the case of the present method, its level is based on the vapor pressure of the particular one used chemical reagent is matched.

Die Anpassung der Höhe des Vakuums an den Ablauf des chemischen Prozesses ist hier also kennzeichnend.The adjustment of the vacuum level to the course of the chemical process is therefore characteristic here.

Für die Anwendung des beanspruchten Verfahrens ist die Differenz des Dampfdruckes zwischen dem chemischen Reagenz und dem damit zu beeinflussenden Substrat entscheidend. Der Dampfdruck des Reagenzes sollte dabei größer sein als derjenige des Substrates. For the application of the claimed method, the difference is the vapor pressure between the chemical reagent and the one to be influenced Substrate is crucial. The vapor pressure of the reagent should be greater than that of the substrate.

Dadurch findet das Verfahren seine Begrenzung, da hierfür Reagenzien nicht in Betracht kommen, die keinen ausreichend hohen Dampf- oder Sättigung druck besitzen. NaO H oder K OH beispielsweise sind dafür also ungeeignet.This is the limitation of the process, since it requires reagents are not considered that do not have a sufficiently high vapor or saturation pressure own. NaO H or K OH, for example, are therefore unsuitable for this.

Ist der Dampfdruck erreicht, so verdampft so lange Substanz, als der Dampf aus der Umgebung entfernt werden kann oder sich auf dem Substrat niederschlägt bzw. dort durch chemische Reaktion gebunden wird. Once the vapor pressure has been reached, the substance evaporates for as long as the vapor can be removed from the environment or is deposited on the substrate or is bound there by chemical reaction.

Auch der Dampfdruck des Reaktionsproduktes z. B. bei einer Salzbildung von dem entstehenden Wasser muß hier berücksichtigt werden. Im Vergleich zum Wasser beträgt z. B. der Dampfdruck des Diäthylamin bei -12,40C 35 mm Hg, bei 00 C 70 Torr, bei 11,60 C 127,3 Torr und bei 20,70 C 194,4 Torr. Man kann damit also auch nicht entwässerte gefrorene Substrate beeinflussen. Das gleiche gilt auch für wasserfreie Ameisensäure, die bei 0° C einen Dampfdruck von 10,6 Torr und bei 100 C von 19,7 Torr besitzt. Hingegen kann ein wasserhaltiges Substrat auch in gefrorenem Zustand von konz. Schwefelsäure bei wenigen Kältegraden nicht beeinflußt werden, weil diese als 900/oige Säure bei 200 C nur einen Dampfdruck von 0,005 Torr besitzt. Um einen Aufschluß des Substrates mit Schwefelsäure zu erzielen, muß der Dampfdruck des Substrates also unter dem der Schwefelsäure liegen. Eine Beeinflussung eines auf 1000 C gefrorenen Substrates, das nicht entwässert ist und bei dem der Dampfdruck 10-5 Torr beträgt, durch den Dampf einer 900/obigen Schwefelsäure mit 200 C wäre indessen möglich.The vapor pressure of the reaction product, for. B. in the event of salt formation of the resulting water must be taken into account here. Compared to the water is z. B. the vapor pressure of diethylamine at -12.40C 35 mm Hg, at 00 C 70 Torr, at 11.60 C 127.3 torr and at 20.70 C 194.4 torr. So you can't do that either affect dehydrated frozen substrates. The same also applies to anhydrous Formic acid, which at 0 ° C has a vapor pressure of 10.6 Torr and at 100 C of 19.7 Torr owns. On the other hand, a water-containing substrate can also be used in a frozen state of conc. Sulfuric acid are not affected at a few degrees of cold because this as a 900% acid at 200 ° C. has a vapor pressure of only 0.005 torr. To one To achieve digestion of the substrate with sulfuric acid, the vapor pressure of the substrate must that is, below that of sulfuric acid. An influence on a frozen at 1000 ° C Substrate that is not dehydrated and with a vapor pressure of 10-5 Torr, using the vapor of a sulfuric acid at 200 C above would be possible.

Durch Veränderung des Vakuums wie auch der Temperaturen von Substrat und chemischem Reagenz lassen sich also das Verdampfen und Kondensieren beliebig steuern. Wird das Vakuum erniedrigt, dann kondensieren die Dämpfe aus und lagern sich auch auf dem Substrat ab. Das Substrat läßt sich also sowohl durch Dämpfe als auch durch Kondensate beeinflussen. By changing the vacuum as well as the temperatures of the substrate and chemical reagent can be evaporated and condensed arbitrarily steer. If the vacuum is lowered, the vapors condense out and are stored also on the substrate. The substrate can be so both by vapors can also be influenced by condensates.

Wird nun das Vakuum wieder erhöht, so verdampft erneut das Hydrolysemittel.If the vacuum is now increased again, the hydrolysis agent evaporates again.

Auf diese Weise können die nicht verbrauchten Reagenzien aus dem Substrat wieder entfernt und abgesaugt werden. Eine Neutralisierung ist hier also nicht erforderlich. Zur vollkommenen Beseitigung ist es jedoch notwendig, daß aus dem ursprünglichen Reservoir der Reagenzien keine weitere Verdampfung erfolgt. Dies läßt sich verhindern, indem man nur eine bestimmte Menge der chemischen Reagenzien benutzt, die während der chemischen Beeinflussung des Substrates vollkommen verdampft wird, bzw. die Reagenzien abkühlt, so daß ihre Dampfdichte absinkt, wobei das Vakuum dann diesen Druck nicht mehr erreichen darf, oder aber, indem man die chemischen Reagenzien in einem kommunizierenden Vakuumgefäß deponiert, das von dem Gefäß, in welchem sich das zu verändernde Substrat befindet, abgeschlossen wird. In this way, the unused reagents can be removed from the Substrate can be removed again and vacuumed. So there is a neutralization here not mandatory. However, for complete elimination it is necessary that off no further evaporation occurs from the original reservoir of reagents. this can be prevented by using only a certain amount of the chemical reagents used, which completely evaporates during the chemical influence of the substrate is, or cools the reagents so that their vapor density drops, with the vacuum then this pressure may no longer be reached, or by using the chemical Reagents deposited in a communicating vacuum vessel, that of the vessel in which the substrate to be changed is located, is completed.

Beispiel I 100 g feinpulverisiertes Trockenpulver aus Leber soll durch Schwefelsäure im Vakuum aufgeschlossen werden. Example I 100 g of finely powdered dry powder from liver should be digested by sulfuric acid in a vacuum.

Das Trockenpulver wird verteilt auf einer Petrischale in einer Schichtdicke von 0,5 cm in einen Exsikkator gebracht, der wahlweise mit einem Kältekondensator über ein Pumpensystem für Hochvakuum, gleichzeitig aber auch mit einem kommunizierenden Vakuumgefäß in Verbindung steht, das durch ein Ventil sich von dem Hauptexsikkator absperren läßt. The dry powder is spread on a Petri dish in a layer thickness of 0.5 cm placed in a desiccator, optionally with a cold condenser via a pump system for high vacuum, but also with a communicating one at the same time Vacuum vessel communicating, which is through a valve from the main desiccator can shut off.

Es wird nun zunächst in das kommunizierende Vakuumgefäß konz. Schwefelsäure bei Zimmertemperatur eingefüllt und das Verbindungsventil zum Exsikkator abgesperrt. Um eine etwaige Restfeuchtigkeit durch hygroskopische Wirkung des Trockenpulvers zu beseitigen, wird nun zunächst mit Hilfe des Kältekondensators, der mit Aceton-Kohlensäure-Schnee unterkühlt wird, Wasser aus dem Gewebepulver sublimiert und anschließend unter Abschaltung dieses Kondensators mit Hilfe eines Hochvakuumaggregates so lange abgesaugt, bis der Druck im Exsikkator 10-4Torr erreicht. Danach wird das Ventil zu dem kommunizierenden Gefäß geöffnet, so daß nun Schwefelsäure in dampfförmigem Zustand in den Exsikkator eindringen kann. It is now first concentrated in the communicating vacuum vessel. sulfuric acid filled at room temperature and the connection valve to the desiccator shut off. Any residual moisture due to the hygroscopic effect of the dry powder to eliminate, is now first with the help of the cold condenser, which with acetone-carbonic acid snow is supercooled, water is sublimed from the tissue powder and then switched off this condenser is sucked off with the help of a high vacuum unit until the pressure in the desiccator reaches 10-4 Torr. After that, the valve becomes the communicating one Vessel opened so that sulfuric acid is now in a vaporous state in the desiccator can penetrate.

Das Vakuum fällt jetzt auf den Dampfdruck der Schwefelsäure ab. Nun wird die Verbindung zum Rezipienten der Säure unterbrochen, vorher aber die kommunizierenden Rezipienten von dem Pumpenaggregat getrennt. Durch Einblasen von Stickstoff in den Exsikkator wird das Vakuum über dem Leberpulver nun geringgradig weiter verschlechtert. Dadurch kondensiert der Schwefelsäure dampf der Leber. The vacuum now drops to the vapor pressure of sulfuric acid. so the connection to the recipient of the acid is interrupted, but before that the communicating Recipients separated from the pump unit. By blowing nitrogen into the Desiccator, the vacuum above the liver powder is now slightly worsened. This causes the sulfuric acid vapor to condense in the liver.

Nach einer gewissen Einwirkungszeit wird die Verbindung zum Pumpensystem und zum Rezipienten für die Säure wieder geöffnet und nach Erreichen des Dampfdruckes der Schwefelsäure der Vorgang zweimal wiederholt. Zum Schluß wird dann die Verbindung zwischen den beiden kommunizierenden Gefäßen nichtwiederhergestellt, sondern lediglich zwischen Exsikkator und dem Pumpensystem. Es wird nun so lange abgepumpt, bis alle Schwefelsäure aus dem Exsikkator entfernt ist, die nicht chemisch zur Reaktion gekommen ist. Auf diese Weise kann auch die Wasserstoffionenkonzentration des Trockenpulvers aus Leber auf der sauren Seite beliebig verändert werden. Je intensiver und länger die Absaugung erfolgt, um so mehr wird das PH neutral.After a certain exposure time, the connection to the pump system is established and reopened to the recipient for the acid and after reaching the vapor pressure the process is repeated twice for sulfuric acid. Finally, the connection is made between the two communicating vessels is not restored, but only between the desiccator and the pump system. It is now pumped out until everyone Sulfuric acid has been removed from the desiccator, which has not reacted chemically is. In this way, the hydrogen ion concentration of the dry powder from liver on the acidic side can be changed at will. The more intense and longer the suction takes place, the more the PH becomes neutral.

Beispiel II 50 g tiefgefrorene, feinzerkleinerte Partikeln von frischer Kalbsniere sollen unter Ausschluß von Sauerstoff durch Diäthylamin gesteuert, ehemisch aufgeschlossen und dann getrocknet werden. Example II 50 g of frozen, finely ground particles of fresh Calf's kidneys are supposed to be controlled by diethylamine with the exclusion of oxygen, formerly opened up and then dried.

Die Temperatur des tiefgefrorenen Nierensubstrates beträgt - 1800 C. Das Pulver wird in dünner Schicht auf einer Petrischale verteilt und in einen Exsikkator gebracht, in welchem ein zweites Gefäß mit 10 ccm Diäthylamin ebenfalls offen eingebracht wird. Das Diäthylamin hat eine Temperatur von 0° C. Während des Vorganges der Beschickung steigt die Temperatur des Nierenpulvers auf - 1000 C. Es wird nun durch ein leistungsfähiges Pumpensystem in dem Exsikkator ein Vakuum erzeugt. Dieses erreicht 70 Torr, weil der Dampfdruck des Diäthylamins bei 0° C 70 Torr beträgt. Nun wird die Verbindung zum Pumpensystem getrennt. Durch Erhöhung der Temperatur des Diäthylamins verdampft dieses weiter. Das Gas kommt zur Reaktion mit den gefrorenen Partikeln der Niere und wird dort verbraucht. Nachdem nun die gesamte Menge des Diäthylamins auf diese Weise verdampft ist, wird die Verbindung mit der Vakuumpumpe wiederhergestellt und zunächst über eine Kühlfalle das Substrat entwässert und das restliche Diäthylamin abgesaugt. Zum Schluß wird durch Vorschaltung einer Diffusionspumpe unter Umgehung der Kühlfalle die Resttrocknung durchgeführt. The temperature of the frozen kidney substrate is - 1800 C. The powder is spread in a thin layer on a Petri dish and in a Brought desiccator, in which a second vessel with 10 cc diethylamine also is introduced openly. The diethylamine has a temperature of 0 ° C. During the During the loading process, the temperature of the kidney powder rises to - 1000 C. A powerful pump system now creates a vacuum in the desiccator generated. This reaches 70 torr because the vapor pressure of the diethylamine is at 0 ° C 70 Torr. The connection to the pump system is now disconnected. By increasing the temperature of the diethylamine, it evaporates further. The gas reacts with the frozen particles of the kidney and is consumed there. Now that the entire amount of diethylamine has evaporated in this way, is the connection to the vacuum pump is restored and initially via a cold trap drained the substrate and sucked off the remaining diethylamine. In the end it will be residual drying by connecting a diffusion pump bypassing the cold trap carried out.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for controlled chemical digestion of organic matter and biological tissues for therapeutic purposes Use of vapors of chemical reagents, characterized by the fact that the powdery substrates with the effecting the digestion Reagent, its boiling point is above normal temperature at atmospheric pressure, preferably conc. Sulfuric acid, Acetic acid, formic acid or diethylamine, together in a closed system, but separately from each other exposed to such a vacuum that the transfer allows the digesting agent in the vapor phase, and after the the desired digestion of the substrate is achieved, the reagent that has not been used removed again.

2. The method according to claim 1, characterized in that one of frozen powdered organic tissues.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that one the vapor chemical reagent from a predetermined amount by lowering of the vacuum is first reflected on the substrate and after the desired action the excess reagent is removed again by increasing the vacuum.