DE1620799C - Verfahren zum Herstellen einer Colla gen Dispersion - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Collagen-Dispersion, die 0,0025- bis 0,03normal an Säure ist, bezogen auf die Gesamtmenge des Dispersionsmediums, und wenigstens 10% des Collagens in einer submikronen Teilchengröße aufweist.

Gegenstand der Offenlegungsschrift 1620 797 ist ein Verfahren zum Herstellen einer wasserunlöslichen Collagenmasse, mit der eine beständige wäßrige Dispersion erhalten wird durch gleichmäßiges Verteilen in einer Masse aus nicht denaturiertem, natürlichem, faserigem Collagen, z. B. aus Kuhhaut und einer wäßrigen Säurelösung, vorzugsweise Salzsäure von pH etwa 1,7 bis 2,6, und Zerkleinern der feuchten Masse so lange, bis mindestens 10% der Teilchen eine Teilchengröße von in jeder Richtung weniger als 1 Mikron aufweisen. Wäßrige Dispersionen einer so erhaltenen Masse weisen bei einem pH-Wert von 2,6 bis 3,8 bei einem Gehaltvon 1 % Feststoff eine Viskosität auf, die bei 1 wöchentlicher Lagerung und konstanter Temperatur beständig bleibt. Bei Mengen von 5 % °der mehr an Collagen zum Herstellen der Dispersionen muß man so viel an Säure verwenden, daß eine etwas höhere Säurekonzentration für den gewünschten Erfolg erreicht wird. Bei Konzentrationen von z. B. 7,5% Collagen erweist sich eine 0,03 n —HCl (pH-Wert = 1,52) als gut, während Konzentrationen von mehr als 0,04n —HCl (pH-Wert = 1,4) zu einem .nicht zufriedenstellenden Produkt führen, weil es zu stark hydrolysiert ist. Bei Konzentrationen von 1 % Collagen erweist sich die 0,03n-HCl als zu stark.

Wenn auch das Produkt nach der obengenannten Offenlegungsschrift zum Herstellen einer Vielzahl an Materialien zweckmäßig ist, besitzt dasselbe doch bestimmte Nachteile. Da die aus dem Produkt hergestellten, wäßrigen Gele nicht gegenüber bakterieller Einwirkung widerstandsfähig sind, müssen dieselben mit Bakteriziden versetzt werden, die kostspielig und gelegentlich unzweckmäßig sind. Weiterhin besteht eine ausgeprägte Schwierigkeit bezüglich der Wasserentfernung auf Grund der relativ geringen Konzentrationen an Collagen in den Gelen. Das Verspinnen von Fasern und Strangpressen von Folien aus diesen Gelen werden ebenfalls nachteilig durch die auftretenden relativ langen Koagulationszeiten beeinflußt. Weiterhin neigen die Gele dazu, sehr schnell eine scheinbare Viskosität bei Erhöhen der Konzentration aufzubauen, so daß Gele mit höheren Prozentsätzen an Collagen relativ schwierig zu handhaben sind. ·■

Der Erfindung liegt nun im wesentlichen die Aufgabe zugrunde, kolloidale Dispersionen aus Collagen zu schaffen, wodurch die genannten Schwierigkeiten überwunden werden und nicht nur höhere Konzentrationen bei der gleichen scheinbaren Viskosität gebildet werden, und sich darüber hinaus Massen ergeben, die gegenüber bakterieller Einwirkung widerstandsfähig sind und sich leicht koagulieren und/oder trocknen lassen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird nun dadurch gelöst, daß das Säure enthaltende Collagen mit einem Dispergiermittel versetzt wird, das aus Dimethylsulfoxid oder einem Gemisch aus Wasser, Dimethylsulfoxid und einem weiteren wassermischbaren organischen Lösungsmittel, das nicht mehr als 75% des organischen Lösungsmittels enthält, besteht. . In der britischen Patentschrift 915 066 ist eine Collagendispersion und ein Verfahren zu deren Herstellung beschrieben, wobei als Säure Cyanessigsäure und Methanol als organisches Lösungsmittel als Dispergierungsmittel etwa 50% des Wassers der Quellösung 'ersetzen können.

Durch den erfindungsgemäßen Einsatz von Dimethylsulfoxid kann zusammen mit Wasser mehr als 50% an zusätzlichem organischem Lösungsmittel ohne Bedenken eingearbeitet werden. Ein Isopropanol-Wasser-Medium von 50:50°/₀ liegt am Rande des Ausfallens, dagegen führt ein Isopropanol-Dimethylsulfoxid-Wasser-Gemisch von 50:25:25% zu einer

ίο klar durchsichtigen, homogenen Dispersion. Tatsächlich kann "der Prozentsatz an Isopropanol in diesem Fall bis zu etwa 75 % erhöht werden.

Dimethylsulfoxid als solches ist ein gutes dispergierendes Medium.

Es kann nicht nur das Lösungsmittel einer bereits vorliegenden Dispersion zugesetzt werden, sondern das Produkt kann auch durch direktes Behandeln der Hautsubstanz mit einem Gemisch aus verdünnter, wäßriger Säure und dem Lösungsmittel bei der optimalen Konzentration an Säure, Wasser und Lösungsmittel, in Zusammenhang mit der erforderlichen mechanischen Zerkleinerung, hergestellt werden.

Wie weiter oben ausgeführt, können die erfindungsgemäßen Dispersionen entweder durch Zusatz des Lösungsmittels nach Herstellen eines wäßrigen Gels des kolloidalen Collagens oder durch Zusatz des Lösungsmittels direkt zu dem Ausgangsgemisch aus Haut und verdünnter Säure hergestellt werden. Das zweite dieser Verfahren führt stets zu einer Dispersion geringerer Viskosität. Diese Viskositätsdifferenz wird ausgeprägter bei Zunahme der Konzentration und/oder bei Erhöhen der Temperaturen auf etwa 80° C.

Das Anwenden von erhöhter Temperatur über Normaltemperatur bis zu etwa 80°C unter vorübergehender Steuerung der Viskosität stellt einen unerwarteten erfindungsgemäßen Vorteil dar. Es ist bekannt, daß hohe Temperaturen dazu führen, das Collagen sehr schnell zu denaturieren. Bei den Verfahrensprodukten wirkt jedoch das Erwärmen der Gele über eine begrenzte Zeitspanne hin lediglich dergestalt, daß die Viskosität auf einen geringfügig niedrigeren Wert als bei Arbeiten ohne Wärme eingestellt wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden gewöhnlich Normaltemperaturen angewandt.

Auf Grund der Stabilität der Produkte gegenüber einem geringen Erwärmen ist es jedoch nicht erforderlich, z. B. eine mit hoher Energie betriebene Zerkleinerungsanlage zu kühlen. Einer der wesentlichen erfindungsgemäß erzielten Vorteile besteht darin, daß die Verfahrensprodukte vollständig frei von bakteriellem Angriff und beständig bezüglich.der Viskosität sind, und zwar nicht nur über längere Zeitspannen hin, sondern auch bei allen möglicherweise auftretenden Lagerungstemperaturen, sogar im Sommer.

Beispiel 1

Es wurde ein 6%iges Collagen-Spinngel durch

Dispergieren von gefriergetrocknetem, pulverisiertem, technischem |,Hautcollagen in einem Gemisch aus 50:25:25 Isopropanol—Dimethylsulfoxid—Wasser, das 0,025normal an HCl war, hergestellt.

Das Dispergieren erfolgte in einer Cowles-Lösungs-

vorrichtung, und man ließ die Temperatur nicht über CO" C ansteigen. Die warme Dispersion wurde sodann filtriert und sodann in Folien ■ handgegossen und in Monofäden vermittels einer Spritze gepreßt.

Aus diesem Medium gegossene Folien sind klarer durchsichtig als diejenigen aus einem binären Iso-

propanol-Wasser-Lösungsmittel. Weiterhin weisen die gesponnenen Monofäden Zerreißfestigkeiten auf, die größer als diejenigen ähnlicher Monofäden sind, die in der gleichen Weise aus einem Isopropanol-Wasser-Lösungsmittel hergestellt worden sind.

Beispiel 2

Es wird ein 2%ig^es Collagengel in 100 % Dimethylsulfoxid hergestellt, das 0,025normal an HCl war. Es wurde ein Drehflügelmischer angewandt und die Temperatur auf unter 60⁰C gehalten. Aus dieser Dispersion handgegossene Folien trockneten langsam an der Luft auf Grund des hohen Siedepunktes des Dimethylsulfoxides. Nach dem vollständigen Trocknen sind diese Folien klarer durchsichtig und zäher als Folien, die in ähnlicher Weise aus 100 % Wasser bzw. einem Gemisch aus organischem Lösungsmittel und Wasser hergestellt worden sind.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen einer Collagen-Dispersion, die 0,0025- bis 0,03normal an Säure ist, bezogen auf die Gesamtmenge des Dispersionsmediums, und wenigstens 10% des Collagens in einer submikronen Teilchengröße aufweist, d adurch gekennzeichnet, daß das Säure enthaltende Collagen mit einem Dispergiermittel versetzt wird, das aus Dimethylsulfoxid oder einem Gemisch aus Wasser, Dimethylsulfoxid und einem weiteren wassermischbaren organischen Lösungsmittel, welches nicht mehr als 75 % des organischen Lösungsmittels enthält, besteht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Collagenkonzentration von geringer als 2% angewandt wird und das Collagen weniger als 0,025normal an Säure ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Collagenkonzentration von mehr als 5 % angewandt wird und das Collagen mehr als 0,025normal an Säure ist.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Säure enthaltende Collagen mit dem Dispergiermittel behandelt und sodann einer mechanischen Zerkleinerung unterworfen wird, bis wenigstens 10% des Collagens auf eine submikrone Teilchengröße zerkleinert worden sind.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Säure enthaltende Colla-' gen als nasse Masse zerkleinert wird, bis wenigstens 10 % des Collagens auf eine submikrone Teilchengröße zerkleinert worden sind, und sodann der Masse wenigstens 20 Gewichtsprozent des wassermischbaren Lösungsmittels zugesetzt werden.