DE1811290A1

DE1811290A1 - Verfahren zur Herstellung von Kollagenfasergeflechten in Form von filzartigen Membranen oder schwammartigen Schichten

Info

Publication number: DE1811290A1
Application number: DE19681811290
Authority: DE
Inventors: Dr Med Dr Se Milos Chvapil
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-11-27
Filing date: 1968-11-27
Publication date: 1970-06-04
Also published as: SE346910B; DE1811290B2; FR2070064A1; CH503773A; DE1811290C3; FR2070064B1; GB1298223A; AT303267B

Description

i>R. ALFRED RIEDEL

Patentanwalt 8 MÜNCHEN 22

Thiersdistr. 8/IV Telefon: (0811) 2S6913

Milos* Chrapilt München

Verfahren zur Herstellung von Kollagenfasergeflechten in Porm von filzartigen Membranen oder schwämmartigen

Schichten

sissssacsssss

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von lagenfasergef!echten in Porm von filzartigen llembranen öder schwammartigen Schichten, bei dem alkalisch und/oder sauer aufgeschlossene Haut und/oder Sehnen oder andere kollagenreiche Bindegewebe von Tieren mechanisch zerkleinert, die erhaltene zerkleinerte Kollageniaasse gegebenenfalls unter gleichzeitigem Zusatz von Vernetzungsmitteln, Weichmachern und/oder therapeutisch oder diagnostisch wirksamen Verbindungen mit Wasser zu einem homogenen Kollagenbrei aufgeschlämmt und der erhaltene Koiiagenbrei in Porm einer Schicht eingefroren und von der Hauptmenge Wasser befreit wird«

Es ist bekannt₉ in der Medizin, insbesondere der Chirurgie, Stirn Stillen von Blutungen, als Tampon und/oder als Verbandsstoff als Kollagenschwämme bezeichnete Kollagenfasergeflechte zu verwenden» Die Herstellung derartiger Kollagenschwämme wird z_eB„ in der deutschen Patentschrift ο ... «< >*

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(Patentanmeldung S 97 055 ) sowie In der französischen Patentschrift 1 441 817 beschriebene Nach diesen bekannten Verfahren zur Herstellung von Kollagenfaeergeflechten werden

in der Regel alkalisch und/oder säuer aufgeschlossene Rindshaut und/oder Rindereehnen mechanisch zerkleinert» die erhaltene Kollagenmasse wird mit Wasser zu einem homogenen Kollagenbrei aufgeschlämmt» nach Einstellen des pH-Wertes auf etwa 7,0 wird der erhaltene Kollagenbrei in Form einer Schicht eingefroren» worauf aus der gefrorenen Kollagenechicht duroh Lyophilisation oder durch Extraktion mit orgä-φ nischen Lösungsmitteln die Hauptmenge an Wasser entfernt wird ο

Dieses bekannte Verfahren hat den Vorteil, dass dem Kollagenbrei in vorteilhafter Weise die Eigenschaften des daraus hergestellten Kollagenfasergeflechtes beeinflussende Verbindungen, z.Bo Härtungsmittel und/oder Weichmacher» sowie therapeutisch und/oder diagnostisch wirksame Verbindungen, z.B. die Blutgerinnung hemmende oder fördernde Verbindungen, Anal= getika, Antibiotika oder Isotope enthaltende Verbindungen einverleibt, und dadurch vielseitig verwendbare Kollagenfasergeflechte in Form von schwammartigen Schichten hergestellt werden können·

W ■ . -■■■■■■■

Nachteilig ist jedoch, dass dieses bekannte Verfahren relativ kostenaufwendig ist, wobei in der Regel mehr ale 80 # der anfallenden V0rfahrenskosten zu Lasten der Verfahreneetufe gehen, in der die Hauptmenge des vorhandenen Wassers aus der gefrorenen Kollagenschicht entfernt wird, d.h» dass die Energiekosten bei der Lyophilisation bzw. die Lösungsmittel- ' kosten bei der Extraktion das Verfahren ungebührlich verteuern und seine Wirtschaftlichkeit sehr nachteilig beeinflussen·

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INSPECTED

Nachteilig ist ferner, dass das bekannte Verfahren zwar die Herstellung γόη Kollagenfasergeflechten in Form von eohwämmartigen Schichten, nicht jedoch in Form von filzartigen Membranen mit geringerer Dicke und Quellfähigkeit ermöglicht. Nach derartigen Membranen beeteht jedoch ein starkes Bedürfnis. Derartige Membranen oder Folien können Z₀B₀ in der Medizin vielfache Verwendung finden, ZoB. zur Behandlung von Hautverbrennungen und »Verätzungen, wo bisweilen grosse Wundflächen abgedeckt werden müssen, um die verletzten Stellen gegenüber zusätzlichen ausseren Verletzungen zu schützen, um au verhindern, dass eine Infektion der Wunde ™ eintritt oder dass das Verbandsmaterial an der Wunde festklebt, um ferner die.Wundheilung durch Zuführung therapeutisch wirksamer Verbindungen zu fördern, sowie um durch langsame Absorption des gebildeten Exsudats die Mazeration der Wunde au verhindern«,

Ferner können derartige Membranen als Ersatz für bestimmte Körpermembranen, z.B. der Dura mater, verwendet werden. Bisher standen hierfür nur die aus Heugeborenen gewonnenen, das Allantois, das Amnion und das Chorion aufbauenden Membranen sowie die aus Leichen gewonnene Dura mater zur Verfügung, oder es mussten körperfremde Folien, Z₀Bc Acetylcellulose- ä Folien oder Metallfolien, beispielsweise Tantalfolien, die nicht absorbierbar sind und in einer zweiten Operation wieder entfernt-werden müssen, verwendet werden. Die für die angegebenen Zwecke bisher verwendeten Membranen besitzen ferner den Nachteil, dass sie praktisch nicht mit den die Wundheilung fördernden, therapeutisch aktiven Verbindungen beladen werden können und dass sie zur Absorption des gebildeten Wundexsudates in der Regel nicht befähigt eindc Nachteilig ist ferner, dass deren Herstellung zeit- und kostenaufwendig ist und dass es schwierig ist, derartige Membranen frei von antigener Wirkung unter Erzielung reproduzierbarer Eigenschaften herzustellen,,

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Aufgabe der Erfindung ist es, ein in einfacher und billiger Weise durchzuführendes Verfahren anzugeben,, nach dem KoIXa= genfasergef!echte in Form von .filzartigen Membranen oder sehwammartigen Schichten mit hoher mechanischer Festigkeit bei gleichzeitiger ausgezeichneter Flexibilität, mit hoher Absorptionsfähigkeit für Flüssigkeiten,, geringer entigentir Wirkung, hoher Bindefähigkeit für Feststoffe sowie die Fibrillogenese stimulierender Wirkung in besonders vorteilhafter Weise hergestellt werden können_o

Der Erfindung liegt die Erkenntnis sugruride_r dass sich ein» gegebenenfalls Vernetzungsmittel enthaltender ₉ geschäumter Kollagenbrei in völlig überraschender Weise bei Temperaturen unterhalb" des Gefrierpunktee _t nicht jedoch bei poeltiven Temperaturen, vernetzt. Wird daher der in Form einer Schacht eingefrorene geschäumte Kollagenbrei bei tiefen-Temperaturen inkubiert ₉ eo kann durch Aufeinanderabstimmen von Inkubationszeit und Inkubationsteniperatur die Vernetzung in der Weise gesteuert werden, dass nur massig quellfähige Kollagenfasergeflechte mit noch nicht voll ausgebildeter Vernetzung in Form von filzartigen Membranen, oder stark quellfähige Kollagenfasergeflechte mit hochgradig ausgebildeter, dreidimensionaler Vernetzung in Form von schwamm» artigen Schichten gebildet werden, ohne dass zur Vermeidung des Zusammenbrechens der netzartigen Struktur die Hauptmenge des in dem Kollagenfasergeflecht eingeschlossenen Wassers in gefrorenem Zustand entfernt werden muss, wie die© ZoBo bei dem bekannten Verfahren zur Herstellung eines KoI-" lagenschwammös erforderlich ist* Die gewerbliche Verwertbarkeit der in einfacher und billiger Weise herstellbaren erfin= dungegemässen Kollagenfasergeflechte erstreckt sich nicht nur auf medizinische, sondern auch auf zahlreiche technische Gebiete^ wo eine eaugfähige und abriebfeste, ggf. mit Kunststoff- oder Textilmaterialien verbindbare Membran oder Schicht mit guter Festigkeit und Flexibilität Z₀B₀ als Le-

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derersatz,»beispielsweise in der Futterlederhersteilung, oder auf anderen: technischen Gebieten verwendbar ist_c Z₀Bo zux Herstellung von Menstruationstampons= Gegenstand der Erfindung ißt daher ein Verfahren zur Herstellung von Kollagenfasergefleohten in Form von filzartigen Membranen oder sehwamraartigen Schichten, bei dem alkalisch und/oder sauer aufgeschlossene Heut und/oder Sehnen oder andere kollagenreiohe Bindegev/ebe von Tieren meche^ nisch zerkleinert, die erhaltene zerkleinerte Kollagenmaese gegebenenfalls unter gleichseitigem Zusatz von Vernetzungsmitteln, Weichmaohern und/oder therapeutisch oder diagnostisch wirksamen Verbindungen mit Wasser au einem ho~ ™ mogenen Kollagenbrei aufschXämat und der erhaltene Kollagenbrei in Form einer Schicht eingefroren und von der Hauptmenge Wasser befreit wird, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man die zerkleinerte Kollageninasae urter Schaumbildung in Gegenwart von loift und/oder eineß inerten Gases zu einem homogenen Kollagenbrei mit einem Kollagengehalt von etwa 0,3 bis 3 $, vorzugsweise von O₈S bis 2 #-, bezogen auf das Trockengewicht ο aufschlämmt, den pH-Wert dea Ko-Üagenbreies auf 3 bis 5»5, vorzugsweise auf 4 bis 5 einstellt» den geschäumten Kollagenbrei in 3?orm einer Schicht bei Temperaturen von -2 bis -4O⁰C, vorzugsweise von

5—Ms -'3O⁰C, einfriert und 1 bis 30 Tage lang» vorzugsweise 2 bis 8 Tage lang, unter normalem Druck bei den angegebenen Temperaturen belässt, danach die gefrorene Kollagen=- schicht bei Temperaturen von etwa 10 bis 3O⁰G_t vorzugsweise bei Zimmertemperatur, auftaut, aus dem erhaltenen aufgetauten Kollagenfasergeflecht die Hauptmenge an Wasser durch Auspressen mechanisch entfernt und gegebenenfalls das ausgepresste Kollagenfasergeflecht bei Zimmertemperatur trocknete,

Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform deo Verfahrens der Erfindung wird zunächst durch alkalischen und/oder

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eauren Aufschluss aus Rinderhaut und Rinderaehnen gewonnenes Kollagen mechanisch zerkleinert und die erhaltene Kollagenmasse zur Entfernung von Verunreinigungen, die in der Regel für die antigene Wirkung ungereinigten Kallagene verantwortlich sind, mehrere Male mit 10biger Kfatriumchloridlö~ sung gewaschen,, Die gewaschene ICollagenmasse wird dann mit Wasser von einem pH=>Wert über 4» vorzugsweise von 4 bis 5_? zu einem homogenen, als "Ausgangskollagenbrei" bezeichneten Kollagenbrei mit einem Kollagengehalt von etwa 8 bis 13 ^₉ bezogen auf Trockengewicht, aufgeschlämmte

Der erhaltene Ausgangskollagenbrei wird dann mit soviel Wasser, dass der Kollagengehalt des erhaltenen. G©mißohei3_i bezogen auf Trockensubstanz, 0₉3 Mb 3 i*₉ -vorzugsweise 0_t5 bis 2 $„ beträgt sowie gegebenenfalls mit Gerbmitteln, Weichmachern und/oder therapeutisch oder diagnostisch wirksamen Verbindungen versetzt, worauf daB erhaltene Gemisch unter Schaumbildung, vorzugsweise in einer hochtourig bei etwa 500 bis 800 Upm laufenden Mischvorrichtung in Gegenwart von Luft homogenisiert, und Bchliesalich der erhaltene geschäumte Kollagenbrei in Form von Schichten von etwa Q₈3 bis 5 cm₉ vorzugsweise von 0_f5 bia 3 cm Stärke in Behälter aus ZeBo Kunststoffen, Glas oder Metall vergossen sowie in der angegebenen Weise eingefroren und bei diesen Tempera-

türen inkubiert wird, worauf die gefrorenen KoIlagenschioh~ ten vorzugsweise bei Zimmertemperatur aufgetaut und zur Ent= fernung der Hauptmenge an Wasser ausgepresst v/erden* Die ausgepressten Kollagenfasergefleohte werden gegebenenfalls bei Zimmertemperatur, gegebenenfalls durch Aufblasen eines Luftetroraes auf eine oder beide Seiten dee zu trocknenden Materials getrocknet ₉ wobei es sich zur Verhinderung der Verformung als aweckmäesig erwiesen hat, das zu trocknende Kollagenfasergefleöht beidseitig mit einem saugfähigen Gewebe ₀ ZoB. Filterpapier, zu bedecken und darüber ein festes, die DimensionsStabilität des au trocknenden Materials

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erhaltendes Sieb anzuordnen« Bas getrocknete, in der Regel noch etwa 10 $ Wasser enthaltende Kollegenfaeergeflecht kann dann in Stücke von geeigneter Gröeee und Form geechnitten, in, Kunststoffolien vereiegelt und sterilisiert v/erden.

Zur Durchführung des Verfahrene der Erfindung iot ee, wie bereite erwähnt, wiohtig_t dass der zum Einfrieren "bestimmte Koll&genbrei'unter Schaumbildung hergestellt wird_r um einen Ton zahlreichen Gasblasen durchsetzten Brei zu erhalten· Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, den Kollagenbrei in einer bei etwa 500 bis 800 Upm betriebenen Mißchvorrichtung ^j unter gleichzeitigem Einleiten von luft oder inerten Oasen, beispielsweise von Stickstoff oder Kohlendioxyd, zu homogenisieren« Es hat sich gezeigt, dass ein Kollogenbrei mit einer Viskosität von etwa 200 biß 600 op, vorzugsweise von 300 bis 500 cp_f in besonders vorteilhafter Weise zu qualitativ hochwertigen Kollagenfasergef!echten verarbeitbar ist, Die Viskosität lässt eich in vorteilhafter Weise durch Ein stellen des pH-Wertes oder des Kollagengehaltes steuern, wobei ein Kollagenbrei mit vergleichsweise niedrigem pK Wert in der Regel eine vergleichsweise hoho Viskosität aufweist.

Dae Verfahren der Erfindung kann, wie bereits erwähnt, in der Weise gesteuert werden, dass mein· oder weniger stark ver- M netzte Kollaßenfanergeflechte mit mehr oder minder grosser Absorptionsfähigkeit für Flüssigkeiten erziielbar r.incS. Die Quellfähigkeit der erhaltenen Kollagenfasergeflochtc hängt in erster Linie von der Inkubationszeit und der InkuoF.tionetemperatur ab, wobei Jedoch gegebenenfalls dem KolXa.^r;enbrei zugesetzte Gcrbraittel die VernetsnmgsgGßchv/indigkeit sowie den Verrietzungegrad des erhaltenen Kolla^enfasergeflüchtes mitbestimmenc

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Ee hat sich ale sweckmäesig erwiesen, die drei angegebenen, die Strktur der erhaltenen Kollagenfasergeflechte beeinflussenden Faktoren, nämlich Inkubationszeit» Inkubationstemperatur und Gerbmittelgehalt» aufgrund von Vorvereuchen aufeinander abzustimmen„ In der Regel führt Gin etwa 1 $>■ Glutaraldehyd, bezogen auf Gesamtvolumen des Kollagengemischee, ale Gerbmittel enthaltender Kollagenbrei bei etwa 8 Tage lange Inkubation bei =6°G zu einem sogenannten KoI-lagenschwaram, dessen dreidimensionale Netzstruktur soweit ausgebildet ist, dass er nach erfolgter Quellung beim Auswringen seine ursprüngliche Gestalt wieder einnimmt, wohingegen nach etwa 2 Tage langer Inkubation bei =20°G ein Kol~ Iagenfa8ergeflecht in Form einer filzartigen Membran erhalten wird, deren Vernetzungegrad vergleichsweise gering ist, so daee die dreidimensionale Struktur beim Trocknen zusammenbricht und eine vergleicheweise wenig, quellfähige Membran mit hoher mechanischer Festigkeit und Flexibilität resultierte

Die einzuhaltenden Bedingungen hängen vom Typ dee verwendeten Ausgangskollagenbreiea ab^ Als Anhaltspunkt kann die folgende Übersicht diensn, wobai jedoch Überschneidungen mög= lieh sind:

ungefähre zur Erzielung eine? Verfahrens- filzartigen echwaramartigen ^b_gd_ijlgMgeji Membran Sj

Inkubation8temp.'?ratur_P -20 bis «£Q «=2 bis -8

Inkubationszeit, Tage 0,5 bis 2 2 bis 14 Gerbmittelgehalt, fo 0,1 bis 1 1 bis 3 bezogen auf Glusaral·=
dehyd pro Gesamtvolumen
des Kollagenbreies

Weichmachergohalt, # 1 bis 3 O₉1 bis T bezogen auf Sorbit pro
Gesamtvolumen äss
Kollagenbreicw

BAD OBIGlNAl.

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Zur Durchführung, des Verfahrens der Erfindung können dem Kollagenbrei die üblichen, als Härtungsnlttel für Eiweiss stoffe bekannten Gerbmittel einverleibt werden,, AIa zweckmäaei-g hat sich die Verwendung von Glutaraldehyd' oder Mela» jnin-Formaldehydharzen erwiesen, die physiologisch unbedenklich sind. Die Gerbmittel können in verschiedenen Konzentrationen angewandt werden« Als zweckmässig haben sich . Konzentrationen von etwa 0,1 ble 3 i»% vorzugsweise von 0,2 bis 2 #, bezogen auf das Gesamtvolumen des Kollegenbreies_s erwieseno

Zur Steuerung der elastischen Eigenschaften der nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Kollagenfasergeflechte hat sich ferner der Zusatz von Weichmachern zum Kollagenbrei, insbesondere, wenn dieser zur Herstellung von Kollagenfasergeflechten in l?orm von filaartigen Membranen bestimmt ist, als zweckmässig erwiesen» Dem Kollagenbrei können die üblichen bekannten Weichmacher, z„B₀ Glycerin oder Sorbits, einverleibt werden,, Die Weichmacher können in verschiedenen Konzentrationen verwendet werden,, Als zweckmassig haben sich Konzentrationen von etwa 0,1 bis 3 #, vorzugsweise von 0,3 bis 1 #, bezogen auf das Gesamtvolumen des Kollagenbreiee, erwiesen_o liegen die Weichmacher in höheren, als den angegebenen Konzentrationen vor₈ so kann dies zu unerwünscht stark hydratisieren Kollagenfaserge^ flechten mit nur geringer Zugfestigkeit führen»

Werden dem Kollagenbrei therapeutisch wirksame Verbindungen einverleibte so kann es sich um übliche bekannte, in der Wundprasis und Chirurgie vielfach verwendete Verbindungen handelnρ z_öB_e um die Blutgerinnung hemmende oder fördernde Verbindungens forner um Desinfektionsmittel, Analgetika, Antibiotika,, beispielsweise Bacitracin, neomycin oder Tetracyclin und dergl« Werden dem Kollagenbrei öi.agnostissh

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ίο.

wirksame Verbindungen eugeeetzt, so kann es eich hierbei um radioaktive Isotope enthaltende Verbindungen handeln» Me therapeutisch und/oder diagnostisch wirksamen Verbindungen können in verschiedenen Konzentrationen verwendet werden» Eb hat sich als zweokmässig erwieeen, die geeignete Konzentration durch Vorversuche zu bestimmen _t ura au verhindern, dass bei Verwendung derartiger Verbindungen in zu hohen Konzentrationen die Kollagenproteine ausgefällt werden. Werden Antibiotika als Zusatz verwendet» so haben sieh Konzentrat tionen von etwa 20 bis 100 $, vorsugsweise 30 bis 60 ⁰Ai bezogen auf das !Trockengewicht des im Xollagenbrei Vorhände=· nen Kollagens, als vorteilhaft erwiesen»

Zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung hat es sieh als zweckmäGoig erwiesen, aus den .bei Temperaturen von etwa 10 bis 50⁰C, voraugsv/eise bai Zimmertemperatur, aufgetauten Kollagenschichten die Hauptmenge an Wasser durch Ausprsseen mechanisch zu entfernen,, Das Auspressen kann nach üblichen bekannten Verfahren erfolgen, ζ_β3_β durch Pressen des auf einer festen Unterlage aufgebrachten Kollagenfasergefiechteo mit einem Gumisiquetscher oder durch Pressen zwischen awei rotierbar angeordneten Druckwalzen, deren Abstand voneini?.n~ der verstellbar lsto Je nach der Dicke dea Kollagenfasergef!echtes, hat sich ein Spaltabstand zwischen den beiden Druckwalzen von etwa O₉2 bis 0,5 cm, vorzugsweise von 0,3 cm, als geeignet erwiesen*

WerÄen die fertiggestellten Kollagenfasergeflechtep gegebe= nenfalls nach Zerschneiden in Stücke von geeigneter Form und_; Grosse sowie nach Versiegeln in einer Kunststoffolie« »₀B„ PVC-FoIIe₉ sterilisiert, so hat sich hierfür die Sterilisation mit Hilfe von Co -Isotopen, z.B. in einer--Dosierung von 2 bis 4 Mrad, oder mit Hilfe von Xthylenoxydgao als vorteilhaft erwiesen, da hierdurch die Eigenschaften dso KoI-= lagenfaeergef!echtes nicht nachteilig beeinflusst werdenο

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QAO ORfQiNAIe

Gemäße einer vorteilhaften Auefuhrungsform dee Verfahrene der Erfindung wird der, gegebenenfalls die angegebenen Zu= eätze enthaltende Kollagenbrei in Behälter gegoasen_t in die Torher ein Textilgewebe aue natürlich vorkommenden oder synthetisch hergestellten Fasern oder Päden eingebracht worden war, und aneehlieeeend wie angegeben weiter verarbeitet _a Dia auf dieee Weise erhaltenen Kollagenfasergeflechte eignen eich in besondere vorteilhafter Weise zur Behandlung von Wunden, die mit Verbandstoffen leicht verkleben,,

M Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläu~ ^

tern ο

Beispiel 1

Ee wurden 10Og des angegebenen Ausgangskollagenbreies mit einem Kollagengehalt von 8 %_t bezogen auf Trockengewicht/ mit 500 ml kaltem Wasser versetat, worauf das erhaltene Gemisch unter langsamem Zusatz von 20 ml einer 1Obigen Lösung von Trimethoxytriazin sowie von 20 ml Glycerin in einer Mischvorrichtung bei 800 Upm zu einem geschäumten Kollagenbrei homogenisiert wurde«, Der erhaltene geschäumte Kollagen brei wurde in Form von 1 cm dicken Schichten in Pitstikschalen gegossen, bei -20⁰C eingefroren und 3 Tage lang "bei der - m angegebenen Temperatur belasoeiio Danach wurden die gefrorenen Kollagenschichten bei Zimmertemperatur auftauen gelassen und unmittelbar danach zwischen riv/ei OruekwrIscn mit einer Spaltbreite von etwa 0_f3 cn entwässerte Daß «ausgepresste Köllagenfafsergeflecht wurde zwischen zviai Filterpapieren, auf die jeweils ein Metallsieb gelegt, wurde, bei Zininprtemperatur getrocknete Die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen filzartigen Membran--wurden getestet» Die erhaltenen Ergebnisse oind in der folgenden Tabelle '\ aufgeführtt

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Tabelle 1

psKssssass

Stärke der filzartigen Kollagenineinbran

Kollagengehalt, bezogen auf Trockensubstanz

Quellung in O₉9 °h NaCl nach 24 StcL Quellung in 0,01 N-HCl nach 24 StS.

Zugfestigkeit eines Streifens von 0,2x1x4,5 cm

Schrumpf ungBtemperatur (⁰C) (bei einer Schrumpf ungetemperatur des Ausgangskollegens von 48)

0,3 cm 84,5 $>

4,82-faches dee ureprüngl. Gewichtes

8,60-faches des ureprüngl. Gewichtes

4,2 kg 68 t 2

Die fileartige Membran wurde in PVC-Polien versiegelt und miti Co -Isotopen in einer Dosierung von 2,5 Särad steril!« eiert.

Beispiel 2

Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde in drei Ver=· suohsansätzen wiederholt, mit der Ausnahme, dass dem Kollagenbrei während des Homogenisierens {jeweils 0,5 g der Antibiotika Bacitracin, Neomycin oder Tetracyclin zugesetzt wurden ■, Es wurden entsprechend vorteilhafte Ergebnisse erhalten.

Beispiel 3

Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde in zwei Versuchsansätzen wiederholt, mit der Ausnahme, dass in den KoI-lagenbrei während des Homogenisierens ein Luftstrom bzw. Stickstoffstrom eingeleitet wurde» Eb wurden entsprechend vorteilhafte Ergebnisse erhaltene

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-■ 13 -

Beispiel 4

Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, . mit der Ausnahme, dass der geschäumte Kollagenbrei in Behälter gegossen wurde, auf deren Boden ein Textilgewebe aus Verbändsgaze gelegt worden war« Es wurden entsprechend vorteilhafte Ergebnisse erhalten.

Beispiel 5

100 g des angegebenen AusgangskollagenbreieB mit einem Kollagengehalt von 13p5 #, bezogen auf !Trockensubstanz, wurden mit 1 1 Wasser versetzt, das 6 ml !^Salzsäure, 10 ml Sorbit sowie 3 ml 25#igen Glutaraldshyd enthielt. Das erhaltene Ge misch wurde in der angegebenen Weise homogenisiert, worauf die Viskosität des geschäumten Kollagenbreies diirch Zugabe der erforderlichen Menge konzentrierter Natriumbicarbonate lösung auf 300 cp eingestellt wurde. Der erhaltene Kollagen brei wurde nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren weiterverarbeitet« Es wurden entsprechend vorteilhafte Er=» gebnisse erhaltene

Beispiel 6

Dieses Beispiel zeigt den Einfluss der Konzentration des Gerbstoffes auf den Kollagengehalt und das Quellvermögen des gebrauchsfertigen Kollagenfasergef!echtes«

Nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurden jeweils 30 g des angegebenen Ausgangskollagenbreies mit einem Kollagengehalt von 8,5 #, bezogen auf Trockensubstanz, mit der in der folgenden Tabelle 2 angegebenen Menge an Glutaraldehyd versetzt und wie angegeben weiterverarbeitete Der geschäumte Kollagenbrei wurde 6 Tage lang bei -20⁰O inkubierta Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 2 zusammengestelltο

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Zugesetzter Kollagengehalt, Quellung nach 24 Stο

dlutaraldehyd bezogen auf in in

als 25#lge Trockensubstanz O₉9 i» NaOl 0,01 H-HCl

osung x~faches des ursprüngl«

■ η ι	81	,4	Gewichtes	7,97
_L 0.5	75	,5	5,04	12,6
1,0	84	,5	15,1	203
1,5	83	,5	17,6	22,2
2,0	82	*o	25,2	28,0
2,5		24₅8

Beispiel ¹J

Dieses Beispiel zeigt den Einfluss der Konzentration an Weichmacher auf den auf Grund d-es Kollagengehaltes zu b®*~ rechnenden Wassergehaltes und das Queliungsvermögen des gebrauchsfertigen Köllagenfasergefleehtes«,

Nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurden je·= weile 30 g des angegebenen Ausgangskollagenbreies mit einem Kollagengehalt von 8,5 #» bezogen auf .Trockensubstanz, mit 1 ml 25 tigern ßlutaraldeiiyd und den in der folgenden -Tabel= Ie 3 angegebenen Mengen an Glycerin versetzt, worauf in der angegebenen Weise weiter gearbeitet wurde« D©r geschäumte Kollagenbrei wurde 6 Sage lang bei «2Q°0 iakubiert» Biß erhaltenen Ergebniese sind in der folgenden fabeile 5 zusammengestellt O

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Zugesetztes Glycerin	Kollagengehalt, bezogen auf Trockensubstanz	Quellung nach 24 Std. in in 0,9 Jt NaCl 0,01 M HOl
Bl		x-faches' des ursprüngl. Gewichtes
ο	75,5	13,1 12,6
2	66,7	5,37 6,18
5	28,8	2,80 3,03
10	17,4	1,89 2,78

Beispiel 8

Dieses Beispiel zeigt den Einfluss der Inkubationszeit bei -20⁰C auf das Quellvermögen des gebrauchsfertigen Kollagenfasergeflechtes in 0,9#iger NaCl-Iiösung.

• -

Hach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurden jeweils 100 g des angegebenen Ausgangskollagenbreies wie angegeben verarbeite^ mit der Ausnahme, dass der geschäumte Kollagen» brei verschieden lange bei -20⁰O inkubiert wurde. Das Quellvermögen der erhaltenen gebrauchsfertigen Kollagenfaserge* flechte wurde getestet. Die erhaltenen Ergebnisse v/urden graphisch ausgewertet und sind in Fig. 1 wiedergegeben. Die Inkubation bei -20⁰O betrug ftir die nit A bezeichnete Probe 55 Stunden, für die mit B bezeichnete Probe 71 Stunden und für die mit C bezeichnete Probe 121 Stunden.,

Die Ergebnisse zeigen, dass mit zunehmender Inkubationszeit das Quellvermögen der fertiggestellten Kollagenfasergeflech« te zunimmt, was auf eine höhere Vernetzung zurückzuführen ist»

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Beispiel 9 , ,

Ss wurden 10Og des angegebenen Ausgangakollagenbreies mit einem Kollagengehalt von 15,5, 9^» bezogen auf das Trookengewicht, mit 500 ml Wasser, 2 ml Sorbit und 3 ml 25#lgem Glutaraldehyd versetzt und In einer Mischvorrichtung bei 800 Upm unter Schaumbildung zu einem homogenen Kollagenbrei aufgeschlämmtβ Der pH-Wert des geschäumten Kollagenbreies wurde mit gesättigter Ratrlumbicarbonatlö'sung auf 5 eingestellt ο Der erhaltene Kollagenbrei wurde in Form einer Schicht bei -Q⁰C eingefroren und 8 Tage lang bei dieser Temperatur inkubiert. Danach wurde die gefrorene Kollafjeri-8οhioht bei Zimmertemperatur auftauen gelassen, worauf aus dem aufgetauten KollagenfasergefIeoht das mechanisch entfernbare Wasser ausgepresst wurde. Das ausgepresste Rollegenfasergefieoht wurde zwischen zwei Bogen Filterpapier und zwei Sieben bei Zimmertemperatur getrocknete Es wurde etwa 1 m Kollagenfasergefleoht in Form einer 0,5 cm dicken sohwamaartigen Schicht mit einem Wassergehalt von etwa 10 f> erhaltene

Beispiel 10

Ee wurden 500 g des angegebenen Ausgangskollagenbreies mit einem Kollagengehalt von 13 #, bezogen auf Trockengewicht j dessen pH-Wert 4*5 betrug, mit 4»5 1 Wasser, 7*5 ml Sorbit» 10 ml 25/Sigem Glutaraldehyd sowie 10 ml 1,5 K-Salzsäure versetzt, worauf das erhaltene Gemisch 3 Stunden lang in einer Mischvorrichtung bei langsamer Umdrehungszahl vermischt wurdeο Zu dem erhaltenen Geraisch wurden 30 ml gesättigte Natrlumbicarbonatlösung zugegeben, um die Viskosität des Gemisches zu erniedrigenο Das erhaltene Gemisch wurde dann in einer Mischvorrichtung bei hoher Umdrehungszahl von 600 Upm unter Schaumbildung homogenisiert. Der geschäumte Kollagenbrei wurde bei -8°C 14 Tage lang inkubiert_o Die Weiterverarbeitung erfolgte nach dem in Beispiel 9 beschrie-

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benen Verfahren. Es wurden entsprechend vorteilhafte Ergebnisse erhalten.

Beispiel 11

Sas in Beispiel 9 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass dem Kollagenbrei während des Homo» genisierene 3 g Bacitracin in Form eines Pulvers zugesetzt wurdeο Es wurden entsprechend vorteilhafte Ergebnisse erhalten. M

Beispiel 12

Dieses Beispiel zeigt den Einfluss, den die Gerbung mit Hilfe von Gerbmitteln auf die Fltissigkeitsabsorptionsfähigkeit, die Blutsorptionsfähigkeit sowie die Blutgerinnungs= aktivität der gebrauchsfertigen Kollagenfasergeflechte ausübt; wenn dieselben nach dem in Beispiel 9 beschriebenen Verfahren in Porm von schwammartigen Schichten hergestellt werden.

Das in Beispiel 9 beschriebene Verfahren wurde wiederholt« mit der Ausnahme, dass einer Vergleichsprobe kein Vernetzungsmittel zugesetzt wurde. Die Flüssigkeiteabsorption der gebrauchsfertigen Kollagenfasergeflechte wurde in 0,9#iger NaCi-Lösung und die Blutsorption in mit Heparin versetztem Blut bestimmt. Bei diesem Test wurden die Proben jeweils 60 Sekunden lang in die betreffende Lösung eingetaucht. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 4 zusammengestellt«

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Gerbmittel

keines (Vergleiche* probe)

Glutaraldehyd

Flüssig·» ' BlutBorp" ' Blutgerinnungen keitsab- tion aktivität sorption (x-facheo (x=faches des urepr. des urspr. Gewichtes)

3)

des urspr· Gewichtes)

130

5,3 + 1,9

33,0 + 6,2

1) 60 Sek. in 0,9#iger Na01-I.ö&ung

2) 60 Sek. in mit Heparin versetztem Blut

3) Bestimmungsmethode besohrieben in

J. Biomed. Mater. Bes. j2, 245 (1968)

Die Ergebnisse seigen, dass das ungegerbte Kollagenfasergeflecht eine vergleichsweise geringe Absorptionsfähigkeit sowie eine hohe Blutgerinnungsaktivität aufweist, wohingegen das mit Grlutaraldehyd gegerbte Kollagenfasergeflecht eine hohe Absorptionsfähigkeit für Flüssigkeiten und Blut» jedoch eine nur geringe Blutgerinnungsaktivität aufweist_o Me blutgerinnende Wirkung des gegerbten Kollagenfasergefleohtes ist vermutlich darauf zurückzuführen, dass bei Berührung des Blutes mit der grossen schwammartigen Oberfläche des Kollagenfasergeflechtes aufgrund der lokalen Viskositätsänderung die Thrombozyten des Blutes platzen, sowie darauf, dass das Blut einen Teil des Kollagensohwam=- mes unter irreversibler Bildung eines Gels auflöst, so dass

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sieh über der blutenden Wunde ein einheitlicher, eine Tamponwirkung ausübender Kollagenüberzug bildet«

Beispiel 13

Dieses Beispiel zeigt den Einfluss, den das in der eingefrorenen Kollagenschicht vorhandene Wasser auf die Ausbildung der Netzstruktur des Kollagenfasergeflechtes ausübt.

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In Vergleiohsversuohen wurde ein Kollagenbrei der in Beispiel 9 beschriebenen Zusammensetzung nach dem bekannten ▼erfahren in Form einer Schicht* eingefroren, worauf aus der gefrorenen KoUageneohioht die Hauptmenge des vorhandenen Wassers durch lyophilisation entfernt wurde. In einem weiteren Versuohsansatz wurde der Kollagenbrei nach dem Verfahren der Erfindung bei -2O⁰C eingefroren und 8 Tage lang bei der angegebenen Temperatur in Anwesenheit des in der Schicht vorhandenen Wasβerβ Inkubiert· Die erhaltenen Kollagenfasergefleohte wurden auf ihr Quellvermögen in Wasser ge« testete Die erhaltenen Ergebnisse wurden graphisch ausgewertet und sind in Figo 2 wiedergegeben.

Die Ergebnisse zeigen, dass das nach dem bekannten Verfahren hergestellte Kollagenfasergeflecht zu Beginn der Quel« lungezeit ein geringeres Quellvermögen als das nach dem Verfahren der Erfindung hergestellte Kollagenfasergeflecht aufweist, sowie, dass nach längerer Quellungezeit das Quellvermögen beider Proben praktisch gleich ist.

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Beispiel 14

250 g Ausgangskollagenbrei (13 # Kollagentrockengewicht) wurden mit 1,7 1 Wasser, 5 ml Sorbit (im Handel erhältich unter der Bezeichnung "Karion P") und β ml 25 £ Glutaraidehydlösung unter Schaumbildung vermischt, worauf der. geschäumte Kollagenbrei in Form einer 1 cm dicken Schicht bei -8⁰O eingefroren und 3 Tage lang inkubiert wurde« Nach dem Auftauen wurde das Wasser ausgepresst«. Das erhaltene Kollagenfaeergeflecht war ein etwa 1 cm dicker Kollagenschwammς der die folgenden Eigenschaften aufwiest

Wassergehalt 77 # Kollagengehalt, 23 ^

bezogen auf * Trockengewicht

Waseerauf nähme, 400 g H«0/100 g Kollagen bezogen auf Peuoht- ·

gewicht des Kollagens

Waseeraufnähme, 2000 g HpO/100 g Kollagen bezogen auf Trockengewicht des Kollagens

Das ausgepresste Kollagenfasergeflecht wurde unter.einem Druck von 250 Atm. noch weiter ausgepresstο Die erhaltene membranartige Schicht wurde sterilisiert und steril aufbewahrt. Wurde diese membranartige Schicht mit Wasser angefeuchtet, so absorbierte sie sofort und schnell Wasser unter Bildung der ursprünglichen 1 cm hohen Schicht·

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Kollagenfasergeflechten in Form von filzartigen Membranen oder schwammartigen Schichten, bei dem alkalisch und/oder sauer aufgeschlossene Haut und/oder Sehnen oder andere kollagen» reiche Bindegewebe- von Tieren mechanisch zerkleinert, die erhaltene zerkleinerte Kollagenmaese gegebenenfalls ™ unter gleiohzeitgem Zusatz von Vernetzungsmitteln, Weichmachern und/oder therapeutisch oder diagnostisch. wirksamen Verbindungen mit Wasser zu einem homogenen Kollagenbrei aufgeschlämmt und der erhaltene Kollagen» brei in Form einer Schicht eingefroren und von der Hauptmenge Wasser befreit wird, dadurch gekennzeichnet, dass man die zerkleinerte Kollagenmasae unter Schaumbildung in Gegenwart von Luft und/oder eines inerten Gases zu einem homogenen Kollagenbrei mit einem Kollagen'·« gehalt von etwa O₉? bis 3 #» vorzugsweise von 0,5 bis 2 #,, bezogen auf das Trockengewicht, auf schlämmt, den pH-Wert des Kollagenbreies auf 3 bis 5,5, vorzugewei- M ee auf 4 bis 5» einstellt, den geschäumten Kollagenbrei in Form einer Schicht bei Temperaturen von ~2 bis -40⁰C, vorzugsweise von -5 bis -30⁰C einfriert und 1 bis 30 Tage lang, vorzugsweise 2 bis 8 Tage lang, unter normalem Druck bei den angegebenen Temperaturen belässt, danach die gefrorene Kollagensohicht bei Temperaturen von etwa 10 bis 30⁰C, vorzugsweise bei Zimmertemperatur, auftaut, aus dem erhaltenen aufgetauten Kollagenfasergeflecht die Hauptmenge an Wasser durch Auspressen mechanisch entfernt und gegebenenfalls dae ausgepresste KoI-lagenfasergeflecht bei Zimmertemperatur trocknet.

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2. Verfahren nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet« dass man die zerkleinerte Kollagenmaeae in einer Mischvorrichtung bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit dee Mi» schere von etwa 500 bis 800 Upm, in Gegenwart von Luft, gegebenenfalls unter Einleiten eines inerten Gases zu einen homogenen Kollagenbrei aufschlämmtο

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man als inertes Gas Stickstoff oder Kohlendioxyd ver~

φ wendete

4. Verfahren naoh den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass man den pH-Wert oder den Kollagengehalt des geschäumten Kollagenbreies auf einen solchen Wert einstellt, dass die Viskosität des Kollagenbreiea etwa 300 bis 500 op beträgt. .

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis. 4» dadurch gekenn» zeichnet, dass man dem Kollagenbrei als Vernetzungsmittel Glutardiaidehyd oder Melamin-Formaldehydharze in Konzentrationen von etwa 0,1 bis 3 %_t vorzugsweise von Ο,2 bis 2 fi, bezogen auf das Gesamtvolumen des KoI-

™ lagenbreies, einverleibt«

d—Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man dem Kollagenbrei als Weichmaoher Glycerin oder Sorbit in Konzentrationen von etwa 0,1 bis 3» vorzugsweise von O₉ 2 bis 1 ^, bezogen auf das Gesamtvolumen des Kollagenbreies, einverleibt. '

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man dem Kollagenbrei als therapeutisch ; wirksame Verbindung eine die Blutgerinnung hemmende oder fördernde Verbindung, ein schmerzstillendes Mittel

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oder «in Antibiotikum in Konsentrationen von etwa 10 bis 100. #, vorzugsweise τοη 30 bie 60 £, bezogen auf das TroQkengewioht dee in Atm Kollagenbrei vorhandenen Kollagene, einverleibto

8. Verfahren naoh den Ansprüchen 1 bie 7, dadurch gekennsei ohne t't dass nan dem Kollagenbrei ale diagnostisch wirksame Verbindung eine Isotope enthaltende Verbindung einverleibt.

ο Verfahren naoh den AneprUohen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass aan den Kollagenbrei in Form einer etwa 0,2 bis 5 on, vorsugsweise 0,5 bis 3 cm starken Schicht einfriert·

10. Verfahren naoh den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dassman den Kollagenbrei auf einem Textilgewebe aus «natürlich vorkommenden oder künstlich hergestellt ten Fasern oder Fäden in Form einer Schicht ausbreitet und ansohlieasend einfriert₀

11· Verfahren nach den AneprUohen 1 bis 10, dadurch gekenn-

seiohnet» dass man aus dem aufgetauten Kollagenfaserge- (| fleoht das Wasser zwieohen zwei im Abstand von etwa 0,2 bis Q.,5 om, vorzugsweise von 0,3 cm, rotierbar angeordneten Druckwalzen auspresst·

12o Verfahren nach den AneprUohen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass man das ausgepresste Kollagenfasergeflecht gegebenenfalls naoh Aufbringen von βaugfähigen Folien auf eine oder beide Oberflächen zwischen zwei Gittern durch Aufblasen eines Luftstromes trocknet·

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