DE2038543A1 - Luftdurchlaessige sterilisierbare Stopfen fuer Kulturgefaesse und Verfahren zur Herstellung derselben - Google Patents

Description

• Luftdurchlässige sterilisierbare Stopfen für Kulturgefäße und Verfahren zur Herstellung derselben Die Erfindung betrifft luftdurchlässige sterilisierbare Stopfen für Kulturgefäße, welche in die Öffnungen solcher Gefäße eingesetzt werden, die für kulturen von Mikroorganismen oder zur keimfreien Aufzucht von Tieren benutzt werden.
• FUr diesen Zweck wurden bisher Wattestopfen verwendet. Obgleich diese den Vorteil guter Luftdurchlässigkeit und guter Beständigkeit bei hohen Sterilisationstemperaturen aufweisen, können sie nicht wiederholt verwandt werden, und ihre Herstellung aus Baumwollwatte durch Wickeln oder dergleichen erfordert viel Arbeit. Außerdem ist die erforderliche Baumwollwatte guter Qualität neuerdings nur schwierig und eu steigenden Preisen erhältlich. Als Ersatz ftlr diese Wattestopfen sind Stopfen aus Kunststoff oder Gummi mit einer luftdurchlässigen Struktur und Polyuretanstopfen mit einer offenen Zellstruktur, in der alle Zellen praktisch miteinander in Verbindung stehen, bekannt. Von diesen beiden Typen hat der erstgenannte den Nachteil geringer Elastizität, wodurch die stopfen nur schwer an den Innenflächen der Gefäßöffnungen dicht anliegen, während der zuletzt genannte Typ eine schlechte Temperaturbeständigkeit aufweist, so daß die Sterilisation der Polyurethanstopfen in einem Gas bei niedrigen Temperaturen oder Dampf unter niedrigem Druck durchgeführt werden muß.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Stopfen für Kulturgefäße zu schafen, der gut luftdurchlässig, leicht und auch bei höherer Temperatur sterilisierbar, gut elastisch und oft wieder vervendbar ist. Solche Stopfen müssen selbstverständlich ausserdem für Mikroorganismen, auch Viren, undurchlässig sein.
• Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß ein luftdurchlässiger sterilisierbarer Stopfen, insbesondere zum Verschließen von Kulturgefäßen, vorgeschlagen, der sich dadurch auszeichnet, daß der Stopfen einen mindestens den größten Teil seines Querschnitts einnelsnenrlen, an den Gefäßinnenraum und die Umgebung des Gefäßes grenzenden Kern aus Silikongummi mit poröser Zellstruktur aufweist.
• Bei dem erfindungsgemäßen Stopfen ist der Kern an seinen der Gefäßwand gegenüberliegenden Seiten vorzugsweise mit einem elastischen dichten Mantel aus Silikongummi mit glatter oder unebener Oberflache verbunden oder einstückig ausgebildet.
• Die Erfindung betrifft Eerner Verfahren zur Herstellung derartiger Stopfen.
• Die erfindungsgemäßen Stopfen sind frei von den oben angegebenen Nachteilen der bekannten Stopfen und können im Gegensatz zu den bekannten Polyurethanstopfen bei hoher Temperatur sterilisiert werden, da sie aus Siliconwerkstoffen bestehen, die eine ausserordentlich gute Hitzebeständigkeit aufweisen. Außerdem können sie wiederholt verwendet: werden, besitzen ausreichende Gasdurchlässigkeit, wie sie £ib die Kultur von Mikroorganismen und Viren erforderlich ist, und verringern Verdunstungsverluste in erheblichem Grad gegentiter den bekannten Stopfen. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Stopfen bringt den Vorteil, daß das Eintrocknen des ulturmediums oder Konzentrationsveränderungen des flüssigen Kulturmediums weitgehend vermieden werden Die Erfindung wird erläutert durch die folgende Beschreibung, relche sich auf die beigefügten Zeichnungen bezieht. Diese zeigen schematische Längsschnitte von erfindungsgemässen Stopfen, und zwar Fig. 1 eines säule nförmigen stopfens; Fig. 2 eines kegelstumpfförmigen Stopfens; Fig. 3 eines tonnenförmigen Stopfens und Fig. Lt eines scheibenförmigen Stopfens.
• In den Figuren 1, a; 3 und 4 besitzt die Außenhaut 1 des Stopfens eine glatte Oberfläche, so daß der Stopfen leicht in die Gefäßmündung paßt, während der Kern 2 aus einer Schicht von zellulärem Material mit offenen Zellen besteht und mit 3 die abgeschnittene Oberfläche des zellulären Materials bezeichnet ist.
• Die Stopfen können nicht nur die in den Figuren gezeigte Form aufweisen, sondern auch je nach der gewünschten Verwendung kegelförmig, kugelförmig, kissenförmig und dergleichen ausgebildet sein.
• Der poröse Schaumstoff mit of£ener Zelistruktur wird beispielsweise nach dem folgenden Verfahren hergestellt: a) auf einer Walze werden 100 Gewichtsteile Diorganoplysiloxan-Kautschuk mit 10 bis 100 C-ewichtsteilen eines Siliziumdioxyd-Füllstoffs, wie Diatomeenerde und Aerosil. 0,05 bis 15 Gevichtsteileneines Treibmittels, wie Azobisisobutyronitril, Dinitrosopentamethylentetramin, N,N'-dimethyl-N,N'-dinitroso-terephthalamid, und p,p'-Oxy-bis (benzol-sulfonyl-hydrazid) und von 0,1 bis 10 Gewichtsteilen eines Vulkanisationsmittels, wie eines organischen Peroxids, zB. Benzoyl-peroxids, Werte butyl-peroxid, 2,4-Dichlorbenzoyl- peroxid, Dicumyl- Peroxid und tert. Butylperbenzoat, geknetet; b) Die Mischung wird durch Extrudieren durch eine Schneckenpresse vorgeformt; c) sie wird in eine Metallform gebracht, wo sie zum Schäunien und Vulkanisieren au? eine Temperatur von Bereich von 200 bis 4000C erhitzt wird und d) sie wird anschließend bei/200°C in einem Ofen mit Luftzirkulation nachvulkanisiert.
• Es sei bemerkt, daß der erfindungsgemäße poröse Schaumstoff mit offener Zellenstruktur durch mechanische VerEahren aus einem bekannten Siliconschaumstoff, dessen Zellen miteinander in Verbindung stehen, erhalten werden kann.
• Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Stopfens können sowohl die Oberflächenhaut als auch der Kern, das heißt die Lage des Schaumstoffs mit offener Zellenstruktur, gleichzeitig geformt werden.
• Jedoch kann auch, wenn das vorgezogen wird, die Oberflächenlage 1 getrennt von dem Schaumstoffkern 2 hergestellt und dann mit diesem vereinigt, beispielsweise verklebt, werden. Es kann auch zunächst die Oberflächenlage in der dem Zweck angepaßten Form hergestellt und die geknetete Mischung darin geschäumt werden.
• Die Oberflächenhaut 1 wird gewöhnlich glatt hergestellt, kann jedoch, falls erforderlich, uneben, beispielsweise genarbt, fertiggestellt werden, so daß der Stopfen nicht leicht aus der Qefäßöffnung herausgleiten kann.
• Für die Dicke der Oberflächenhaut des Stopfens gibt es keine besondere Vorschrift. Die Dicke kann entsprechend der FOrm und Größe der Gefäßöffnung gewählt sein, in welche der Stopfen eingesetzt werden soll. Der Expansionsgrad, die Harte und Luftdurchlässigkeit des Schaumstoffkernes 2 können ebenfalls unter Berücksichtigung der Art der zu kultivierenden Mikroorganismen und der Kulturbedingungen ausgewählt werden.
• Weitere Einzelheiten der Erfindung werden erl'äutert anhand der folgenden Beispieles bei denen die erfindungsgemäßen Stopfen hergestellt bzw. verwendet wurden.
• Beispiel 1 750 Gewichtsteile Dimethylpolysiloxankautschuk wurden auf einer Walze zusammen mit 270 Gewichtsteilen Diatom Serde geknetet und zu 100 Gewichtsteilen der gekneteten Mischung wurden 1,5 Gev.Teile Azobisisobutyronitril und 1,9 Gew.Teile Benzoylperoxid gegeben, und die Mischung wurde noch einmal auf einer Walze gleichmäßig geknetet, in eine sa"ulenförmige MetallPorm von 20 mm Durchmesser und 30 nun Höhe gegeben und unter einem Druck von 300 g/cm2 10 Min. lany auf 1500 C erhitzt, so daß die Mischung geschäumt wurde, wonach 5 Std. lang bei 2000 C in einem Ofen mit Luftzirkulation nachvulkanisiert wurde, wodurch ein Stopfen aus Silicongummi gemäß der in Fig.1 gezeigten Form erhalten wurde, der eine auf 38% der ursprisnglichen Größe geschäumte offene Zellstruktur aufwies Der so hergestellte säulenförmige Stopfen aus Silicongummi wurde 0 in 750 bis 80 C heißes Wasser getaucht, entwässert und 3 Std.
• lang in einer Atmosphäre von 1700 bis 1800 sterilisiert. In ein sterilisiertes Reagensglas von 19 mm Innendurchmesser und 180 mm Höhe wurden 10 g sterilisiertes Wasser gegeben und die Öffnung durch den beschriebenen Stopfen verschlossen. Anschließend ließ man das Reagensglas 6 Monate lang in einer unsterilen Atmosphäre bei 30 bis 400 C stehen. Nach dieser Zeit waren aus dem Reagensglas 1,2 g Wasser verdunstet, und es war kein Eindringen von Keimen feststellbar. Die Größe, Form und Elastizität dess Stopfens hatten sich kaum verändert.
• zum Vergleich wurde ein Baumwollwattestopfen der gleichen Prüfung unterworfen. Es wurde gefunden, daß 2,8 g Wasser verdampftwaren, jedoch kein Eindringen von Keimen stattgefunden hatte.
• Andererseits wurde ein säulenförmiger Stopfen aus im Handel verfügbarem (Poly-)Urethan mit einer offenen Zellstruktur, 20 mm Außendurchmesser und 30 mm Höhe in die Öffnung eines Reagensglases der oben angegebenen Größe eingesetzt, das 10 g Wasser enthielt, worauf das so verschlossene Reagensglas wie im obigen Fall sterilisiert und 2 Wochen in einer Atmosphäre von 50 bis 600 C stehengelassen wiwde. Es zeigte sich, daß in dieser Zeit 2,3 g Wasser verdanipft waren. Ferner war zu bemerken, daß der säulenförmige Stopfen seine Elastizität verloren hatte und seine ursprüngliche Form und Größe nicht wieder annehmen konnte.
• Beispiel 2 Ein kegelstump£förmiger Stopfen aus Silicongwnmi, wie in Fig. 2 gezeigt, von 21 mm oberem und 17 mm unterem Durchmesser und 30 mm Höhe mit einer auf 400% der urspränglichen Größe geschäumten offenen Zellenstruktur wurde wie im Beispiel 1 in die Öffnung eines 10g sterilisiertes Wasser enthaltenden Reagensglases fest eingesetzt und wie im Beispiel 1 sterilisiert und 2 Wochen lang in einer Atmosphäre von 50 bis 600 C stehengelassen. Nach dieser Zeit waren 0,9 g Wasser verdampft, und Größe, Form und Elastizität des Stopfens waren kaum verändert.
• Beispiel 3 Es wurden Mikroorganismen in Reagensgläsern gezüchtet, wobei für diene Gruppe Stopfen des porösen Silicongwnmis, wie der in Beispiel 1 verwendete Stopfen, und für die andere Gruppe die bekannten Wattestopfen verwendet wurden. Die erhaltenen Ergebnisse sind unten aufgeführt. Die Wachstumsgeschwindigkeiten der Mikroorganismen sind angegeben als Werte der IntensitAten der Wellenlänge 660 m/u, gemessen mit einem fotoelektrischen Kolorimeter, und die angegebenen Werte sind die Durchschnitte der mit 10 Reagensgläsern erhaltenen Werte.
• Wachstumsgeschwin- Verringerung der digkeit Menge des flüssigen Kulturmediums nach Kultur- Stationärkultur Schüttelkultur 7 Tagen Schütteln methode bei 280C und 6 Tagen Stehen bei 370C Art der Mikro- Pseudo- Escheri- Pseudo- Escheriorganismen monas chia monas chia ovalis coli ovalis coli Wattestopfen 0,238 0,163 1,15 0,98 0,86 cm3 Stopfen aus porösem Siliconschaumgummi 0,245 0,162 1,10 0,98 0,39 cm3 Bemerkung: Fett-Fleischsaft Kulturmedium Zusammensetzung (gravy) 0,3% Pepton 0,5% Glukose 1,0% Wasser Rest pH : 7,0 3 Menge: 10 cm Kulturbedingung 280C / 22 Std.
• schüttelbedingungen 300 Schüttelbewegungen/Min., 25 mm Hub Reagensgläser Innendurchmesser 18-19 mm Einstecklknge der Stopfen: ca 25 mm Größe der Stopfen Wattestopfen ca. 40 mm lang Stopfen von porösem Siliconschaumgummi: 45 mm Länge und ca.25 mm Durchmesser.

Claims (4)

Patent ansprüche

1.) Luftdurchlässiger sterilisierbarer Stopfen, insbesondere zum Verschließen von Kulturgefäßen, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen einen mindestens den größten Teil seines Querschnitts einnehmenden,an den Gefä'ßinnenraum und die Umgebung grenzenden Kern (2) aus Silicongummi mit poröser Zellstruktur aufweist.

2.) Stopfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (2) an seinen der Gefäßwand gegenüberliegenden Seiten mit einem elastischen dichten Mantel (1) aus Silicongummi mit glatter oder unebener Oberfläche verbunden oder einstückig damit ausgebildet ist.

3.) Verfahren zur Herstellung von Stopfen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfenkern a;us einem Silicon-Schaumgummi mit untereinander verbundenen Zellen durch Ausschneiden, Fräsen, Schleifen od.dgl. hergestellt und seine Seitenva..

einem dichten elastischen Silicongummi beschichtet wird.

4.) Verfahren zur Herstellung von Stopfen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine geknetete schawflbare Mischung von Diorganopolysiloxankautschuk mit Füllstoff, Treibmittel, Vulkanisationsmittel und gegebenenfalls weiteren Hilfsstoffen durch Extrudieren vorgeformt und in einer Form aus Metall oder einem Mantel aus dichtem Polysiloxankautschuk oder -gummi in an sich bekannter Weise durch Erhitzen geschäumt und vulkanisiert und anschließend bei erhöhter Temperatur nachvulkanisiert wird.

L e e r s e i t e