DE3231983A1

DE3231983A1 - Verfahren zur herstellung von loeslichem, partiell hydrolysiertem elastin und loesliches partiell hydrolysiertes elastin

Info

Publication number: DE3231983A1
Application number: DE19823231983
Authority: DE
Inventors: Gheorghe 19320 Coatesville Penn. Cioca
Original assignee: Seton Co
Current assignee: Seton Co
Priority date: 1981-08-27
Filing date: 1982-08-27
Publication date: 1983-03-10
Also published as: GB2106118B; FR2512030B1; US4419288A; GB2106118A; IT8249034A0; FR2512030A1; IT1149067B

Description

Verfahren zur Herstellung von löslichem, partiell hydrolysiertem Elastin und lösliches partiell hydrolysiertes Elastin

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von löslichem, partiell hydrolysiert em Elastin und nach dem dem Verfahren gewonnenes, lösliches Elastin. Elastin bildet die Hauptkomponente von elastischen Fasern, welche hauptsächlich im Bindegewebe vorkommen zusammen mit Collagen und Polysacchariden. Größere Konzentrationen an Elastin finden sich in Blutgefäßen. Eine weitere Quelle für Elastin sind die Ligamente und insbesondere das Ligamentum nuchae, das im Hals von Weidetieren und ihren Fellen vorkommt. Das Ligamentum nuchae ist eine bevorzugte Quelle für Elastin wegen der hohen Konzentration an Elastin hierin.

Es ist bekannt, daß Elastin eine sehr spezifische Aminosäurezusammensetzung aufweist. Obwohl es Collagen ähnlich ist, da ein Drittel der Aminosäurereste Glycin sind, ist Elastin reich an Prolin und im Gegensatz zu Collagen enthält Elastin sehr wenig Hydroxyprolin, kein Hydroxylysin und weist nur einen sehr geringen Gehalt an polaren Aminosäuren auf. Elastin ist sehr reich an nicht-polaren, aliphatischen Resten wie Isoleucin, Leucin, Valin und Alanin. Elastin, wie es in ausgewachsenen Tieren vorkommt, ist stark vernetzt, so daß es sehr schwierig zu solubilisieren ist. Diese dichte Vernetzung ist den Desmosin- und Isodesmosinresten zuzuschreiben, welche eine hohe Funktionalität aufweisen und sowohl intrafibrillar als auch interfibrillar vernetzen. Es wird angenommen, daß die Vernetzung durch Desmosin und Isodesmosin den Elast infasern ihre Elastizität verleiht. Der Desmosinrest kann durch folgende Strukturformel wiedergegeben werden:

N H

CH₂—CH₂-C H

==0

und der Isodesmosinrest kann durch folgende allgemeine 25 Strukturformel wiedergegeben werden:

3'

N H

pH (CH₂J₂

Diese stark vernetzte Struktur ist äußerst schwierig zu solubilisieren und zu reinigen, insbesondere im Fall von ausgewachsenen Tieren wie Pferden, Hindern und dergleichen, welche ein höheres Alter aufweisen und daher Elastin enthalten, das eine extrem stark vernetzte Dichte bzw. Struktur aufweist.

Vorbekannte Verfahren zur Solubilisierung von Elastin umfassen hauptsächlich die Verwendung von Elastäsen zur Hydrolyse der Peptidbxndungen, um ein annehmbare Produkt zu liefern.

Solubilisiertes Elastin hat auf kosmetischem und pharmazeutischem Gebiet Anwendung gefunden. Jedoch war seine Herstellung auf geringe Mengen beschränkt, und es besitzt nicht notwendigerweise eine annehmbare Reinheit als Folge der für die Hydrolyse erforderliehen enzymatischen Reste.

Weiterhin wurden partiell hydrolysierte Elastinprodukte hergestellt, jedoch reduzieren die Verarbeitungsbedingungen für ihre Herstellung die Menge an Desmosin- und

Isodesmosin-Aminosäureresten, welche in dem Elastinhydrolysat gewonnen werden. Daher verlieren zahlreiche der Elastinhydrolysate die primären, für Elastin charakteristischen Aminosäuren, d. h. Desmosin und Isodesmosin. Ein spezielles Verfahren zur Herstellung von Elastin unter Zuhilfenahme von nicht-enzymatischen Mitteln ist in "Elastin" von Berg et al., Cosmetics & Toiletries, Bd. 94·, Oktober 1979, "beschrieben.

Charakteristischerweise liegt Elastin in seinem natürlichen Zustand in ausgewachsenen Tieren und insbesondere im Ligamentum nuchae in einer Menge von wenigstens 3,5 kombinierten Desmosin- und Isodesmosin-Resten auf 1000 Aminosäurereste vor. Um daher ein hydrolysiertes Elastin herzustellen, das die Grundeigenschaften von Elastin beibehält, ist es erforderlich, praktisch die gesamten Desmosin- und Isodesmosinreste, welche im Ausgangsmaterial vorliegen, zu gewinnen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines löslichen, partiellen Elastinhydrolysats in reiner Form, in welchem die Desmosin- und Isodesmosinreste im wesentlichen wiedergewonnen wurden.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines löslichen, partiell hydrolysierten Elastins, wobei dieses Verfahren die Behandlung des unlöslichen Elastins mit einem Peroxid und die anschließende partielle Hydrolyse des behandelten Elastins und die Gewinnung von im wesentlichen reinem, löslichem, partiell hydrolysiertem Elastin umfaßt.

Ein erfindungsgemäßes, lösliches, partielles Elastinhydrolysat besteht aus Polypeptiden mit wenigstens 3,5 Desmosin- und Isodesmosinresten auf 1000 Aminosäureresten.

Im folgenden wird die Erfindung mehr ins einzelne gehend erläutert.

Das Elastin enthaltende Material kann aus einer Vielzahl von Quellen, die dem Fachmann an sich bekannt sind, erhalten werden. Vorzugsweise ist die Elastinquelle natürliches, unlösliches Elastin aus Rinderfellen oder dem Ligamentum nuchae von Rindern. Obwohl die Felle bzw. Häute selbst als Elastinquelle eingesetzt werden können, IQ wird es bevorzugt, daß Ligamentum nuchae von Rindern verwendet wird, da es etwa 80 Gew.-% Elastin hierin aufweist.

Wenn Ligamentum nuchae als Elastinquelle verwendet wird, müssen die Collagenbestandteile hieraus ebenso wie im Fall von Fellen oder Häuten entfernt werden. Um die Collagenbestandteile hieraus zu entfernen, wird das Collagen unter Verwendung einer Säurelösung, welche Zitronensäure, Weinsäure, schwache Salzsäure oder dergleichen enthält, solubilisiert. Die Säure sollte ausreichend schwach sein, so daß sie das Elastin nicht hydrolysiert, jedoch muß sie ausreichend stark sein, um das Collagen zu solubilisieren.

Vorzugsweise sollte die Säure in der Lage sein, einen pH-Wert der wäßrigen Lösung von 3»5 bis 4,5 herzustellen. Zusätzlich zu der Säurehydrolyse des Collagens können organische Peroxide in der gleichen Lösung verwendet werden, um die Destabilisierung der Desmosin- und Isodesmosinvernetzungen zu initiieren. Die Behandlung der Ligamente mit der wäßrigen Säurelösung erfolgt für etwa 12 bis 18 Stunden bei Zimmertemperatur unter Inbewegunghalten bzw. Rühren. Im Anschluß an die Säurebehandlung wird die Flüssigkeit abtropfen gelassen und die Ligamente werden mit kaltem Wasser gewaschen. Die Ligamente werden dann bei einem Druck von 2,16 bis 2,94 "bar für etwa 2 bis 8 Stunden im Autoklaven behandelt. Nach der Autoklavenbehandlung werden die Ligamente mit einer Base

wie Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid zur Hydrolyse der Elastinvernetzungen zusammen mit Natriumsulfat in einer Menge von 1 bis 1,5 molar in Wasser zur Verhinderung einer übermäßigen Quellung der Elastinfasern behandelt. Es sollte ausreichend Base bereitgestellt werden, um einen pH-Wert von 10 bis 12 zu erreichen. Die Ligamente werden in der Lösung für etwa 12 bis 18 Stunden eingetaucht, aus der Lösung entfernt und erneut gewaschen. Die Ligamente werden dann mit verdünnter Säure, vorzugsweise einer anorganischen Säure wie Salzsäure oder Schwefelsäure, neutralisiert. Nach der Neutralisierung werden die Ligamente mit kaltem Wasser gewaschen. Die Ligamente_?werden dann in einen geeigneten Behälter eingelegt und in Anwesenheit einer sauren Lösung bei einem pH-Wert

!5 von 2,2 bis 3»2 in Fetzen zerrissen und nach dem Zerreissen in Fetzen werden die zerfetzten Ligamente in Wasser für 3 bis 5 Stunden gekocht. Nach dem Kochen sollten keine Ligamentstränge sichtbar sein und eine anscheinend homogene Lösung vorliegen. Im Anschluß an das Kochen wird die Lösung abkühlen gelassen und filtriert. Der pH-Wert der Lösung wird mit verdünnter Natriumhydroxidlösung auf einen pH-Wert von etwa 6 eingestellt. Zu der Lösung mit dem eingestellten pH-Wert werden 0,1 bis 0,2 % eines organischen oder anorganischen Peroxids oder einer Kombination hiervon zusammen mit einem Piltrierhilfsmittel wie Diatomeenerde oder dergleichen und/oder Aktivkohle zugesetzt. Die Lösung wird dann 1 bis 5 Stunden gekocht und filtriert. Eine zusätzliche Peroxidbehandlung kann vorgesehen werden, dies hängt von dem Ausmaß der Vernetzung des Elastinausgangsmaterials ab. Der pH-Wert der Elastinlösung wird auf etwa 5 bis 6 eingestellt und die Lösung wird filtriert. Es können Stabilisatoren zur Verhütung eines Abbaus des partiellen Elastinhydrolysats bei der Lagerung zugesetzt werden.

Die zur Destabilisierung der Desmosin- und Isodesmosin-Bindungen brauchbare Peroxide sind organische und anorganische Peroxide, besonders bevorzugt anorganische

Peroxide. Beispiele für anorganische Peroxide sind Wasserstoffperoxid und Ammoniumpersulfat. Ammoniumpersulfat wird durch folgende Strukturformel wiedergegeben:

ο ο

Mi ~0 - S - 0 - 0 - S - 0"

*r Il H

0 0

Organische Peroxide können ebenfalls verwendet werden und sie werden auf der Grundlage der Zersetzungshalbwertszeit in Anwesenheit oder Abwesenheit eine,s geeigneten Beschleunigers ausgewählt. Typische organische Peroxide sind tert.-Butylhydroperoxid, Benzoylperoxid, Laurylperoxid, Dicumo!hydroperoxid und dergleichen. Kombinationen von verschiedenen Peroxiden können bei der Behandlung des unlöslichen Elastins verwendet werden. Vorzugsweise ist das Peroxid in einer Menge von etwa 0,025 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des unlöslichen Elastins, und besonders bevorzugt in einer Menge von etwa 0,1 bis 0,25 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des unlöslichen Elastins, vorhanden. Es wurde gefunden, daß Wasserstoffperoxid und Ammoniumgersulfat, zusammen vermischt in annähernd gleichen Mengen, bei der Behandlung des unlöslichen Elastins vorteilhaft sind. Es wird angenommen, daß das Peroxid die Desmosin- und Isodesmosinvernetzungen destabilisiert, was für die partielle Hydrolyse und Solubilisierung des Elastins erforderlich ist. Vorzugsweise wird das unlösliche EIastin mit dem Peroxid in Anwesenheit von Wasser oberhalb von Zimmertemperatur und für die abschließende Hydrolyse unter Eückflußbedingungen behandelt. Wenn Ammoniumpersulfat und Wasserstoffperoxid in etwa gleichen Mengen als Peroxidbestandteile verwendet werden, wird Elastin in Anwesenheit hiervon bei Temperaturen von oberhalb Umgebungstemperatur und unterhalb fiückflußtemperatur für 12 bis 18 Stunden und unter Rückfluß für 3 bis 5 Stunden und besonders bevorzugt für 3 his 4· Stunden behandelt.

Obwohl das Peroxid die Desmosin- und Isodesmosinvernetzungen destabilisiert, ist es erforderlich, zur Herbeiführung einer vollständigen Hydrolyse noch weiter mit Säure zu behandeln. Besonders bevorzugt besteht die saure Lösung aus Wasser und einer anorganischen Säure wie Salzsäure, Schwefelsäure oder dergleichen. Jedoch können auch schwächere Säuren wie Essigsäure eingesetzt werden, sind jedoch nicht bevorzugt. Zur Hydrolyse des Elastins ist es erforderlich, das Elastin in Anwesenheit der Säure zu erhitzen, vorzugsweise auf Rückflußtemperatur und bei atmosphärischem Druck. Im Pail einer Lösung mit 3 bis 10 % Chlorwasserstoffsäure und vorzugsweise 5 his 7 % Chlorwasserstoffsäure, dauert die Bückflußbehandlung zwischen 2 und 8 Stunden und besonders bevorzugt zwischen 3 und 5 Stunden.

Das im wesentliche reine, partiell hydrolysierte Elastin, das gemäß der zuvor beschriebenen Arbeitsweise erhalten wurde, besitzt ein Durchschnittsmolekulargewicht von 8000 bis 15 000 mit einer wesentlichen Anzahl von Hydrolysatmolekülen mit einem Molekulargewicht zwischen 500

wasasj:
und 1000. So weist das ^lösliche, partielle Hydrolysat einen Molekulargewichtsbereich von 500 bis 15 000 auf. Bei der Analyse wurde gefunden, daß das erfindungsgemäße Verfahren praktisch alle Desmosin- und Isodesmosin-Aminosäurereste aus dem Elastin gewinnt, so daß die elastinartigen Eigenschaften beim Hydrolysat beibehalten werden. Weiterhin wurde gefunden, daß das lösliche, partielle Elastinhydrolysat, wie es erfindungsgemäß hergestellt wurde, wenigstens 3»5 Desmosin- und Isodesmosin-Reste auf 1000 Aminosäurereste aufweist. Im !"all der Extraktion einiger Polypeptide wahrend des Hydrolysevorgangs wurde gefunden, daß Desmosin und Isodesmosin zurückbleiben, so daß höhere Werte als 3»5 Reste auf 1000 Reste zurückbleiben, und daß bis zu 6 Reste auf 1000 Reste in dem partiellen Hydrolysat des Elastins vorhanden sind, was die Tatsache nachweist, daß alle in dem Ausgangsmaterial vorhandenen Desmosin- und

12
Isodesmosin-Reste im Hydrolysat gewonnen werden.

Das gelöste, partiell hydrolysierte Elastin kann weiter durch Behandlung mit Aktivkohle oder dergleichen gereinigt werden. Wenn die Lösung trübe ist, kann sie weiterhin noch mit Wasserstoffperoxid oder einem ähnlichen Peroxid zur Herstellung einer transparenten Lösung behandelt werden. Weiterhin können Stabilisatoren und Antioxidantien zugesetzt werden, um der Elastjpalösung eine längere Lagerzeit zu erteilen. Typische Stabilisatoren sind Sorbinsäure, Natriumbenzoat und dergleichen. Das Hydrolysat ist in Wasser löslich und als Lösung mit bis zu 40 Gew.-% bei Umgebungstemperatur gießfähig.

j5 Palis eine nicht-wäßrige Lösung des partiell hydrolysierten Elastins gewünscht wird, kann das Wasser aus der Elastinlösung durch Eindampfen oder auf ähnliche Weise entfernt werden, und das Produkt kann in Propylenglykol, Dipropylenglykol oder dergleichen wieder aufgelöst werden.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

In einen Behälter geeigneter Größe wurden 45,4 kg frische Nackenligamente (Ligamentum nuchae) von Rindern eingefüllt, Wasser von 85 ⁰C wurde zugesetzt, bis die Ligamente vollständig eingetaucht waren. 1000 g Zitronensäure, 50 g Ammoniumpersulfat und 500 ml JO %iges Wasserstoffperoxid wurden in den Behälter unter Rühren eingegeben. Das Rühren wurde 18 Stunden ohne Zuführung von Wärme fortgeführt. Das Ammoniumpersulfat und das Wasserstoffperoxid begannen den Angriff auf die Desmosin- und Isodesmosinvernetzungen, während die Zitronensäure irgendwelches Collagen oder andere proteinartige Verunreinigungen in den Ligamenten solubilisierte. Nach 18-stündigem

Rühren wurden die Flüssigkeit und das Fett aus dem Behälter ablaufen gelassen, und die Ligamente wurden mit kaltem Wasser für etwa 1 Stunde, oder bis alles lose Fett entfernt war, gewaschen. Die Ligamente wurden in einen Autoklaven bei 2,75 bar für etwa 6 Stunden eingelegt. Nach der Autoklavenbehandlung wurde alle überschüssige Flüssigkeit und alles überschüssige Fett aus dem Autoklaven ablaufen gelassen, und die Ligamente wurden für etwa 1 Stunde mit kaltem Wasser gewaschen. Auf jeweils 3j4- kg Ligamente wurde die folgende Lösung hinzugegeben: 10 1 Wasser, 1,0 kg Natriumhydroxid und 1,36 kg Natriumsulfat. Der pH-Wert der Lösung betrug 10 bis 12. Die Ligamente wurden in diese Lösung eingetaucht und für 18 Stunden stehengelassen. Die Lösung wurde von den Ligamenten abtropfen gelassen, und die Ligamente wurden mit kaltem Wasser für etwa 1 Stunde gewaschen. Die Ligamente wurden in einen Behälter aus rostfreiem Stahl von geeigneter Größe eingegeben und Wasser wurde bis zum völligen Eintauchen hinzugefügt. 2 1 an 37 %iger HGl wurden in den Behälter gegeben und es wurde bis zur Homogenität gerührt, und die Ligamente wurden in der Lösung bei Umgebungstemperatur über Nacht stehengelassen. Der pH-Wert der Lösung betrug etwa 7· Nach 18-stündigem Stehenlassen wurde die Flüssigkeit ablaufen gelassen, und die Ligamente wurden mit kaltem Wasser für etwa 1 Stunde gewaschen.

Die gewaschenen Ligamente wurden in einen Behälter geeigneter Größe eingefüllt, und es wurde Wasser bis zum vollständigen Eintauchen hiervon zugegeben. Es wurden etwa 2,3 1 37 %ige HCl zu dem Wasser zugesetzt. Der Inhalt des Behälters wurde mit einem Hochgeschwindigkeitsrührer für 2 bis 3 Stunden in Bewegung gehalten, und die Ligamente wurden vollständig in Fetzen zerriseen. Die Dispersion aus in Fetzen gerissenen Ligamenten und Wasser wurde in einen geeigneten Behälter eingegeben und etwa 4 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Nach 4- Stunden waren keine Ligamentstränge mehr sichtbar. Die Lösung wurde

auf Zimmertemperatur abgekühlt und filtriert. Die FiI-trierlösung wurde in 19-1-Eimer eingefüllt und auf einen pH-Wert von 6 mit 5 η-wäßriger Natriumhydroxidlösung eingestellt. Auf jeweils 19 1 Lösung wurden 100 ml 30 %iges Wasserstoffperoxid und 60 g Ammoniumpersulfat zusammen mit 50 g Diatomeenerde und 75 S tierischer Aktivkohle als Klärungsmittel zugegeben. Das Material wurde dann in einen geeigneten Behälter überführt und 2 bis 3 Stunden unter Rückfluß erhitzt und dann abkühlen gelassen. Nach dem Abkühlen wurde das Material durch feines Filterpapier filtriert, und auf jeweils 18,1 kg Material wurden 80 ml 30 %iges Wasserstoffperoxid und 4-0 g Ammoniump er sulfat zugesetzt. Das Material wurde über Nacht stehengelassen. Nach dem Stehenlassen über Nacht wurde der pH-Wert mit wäßrigem Ammoniumhydroxid auf 5 bis 5)5 eingestellt, und die Lösung wurde mit Wasser auf 10 % Feststoffgehalt gebracht. Das Material wurde erneut durch feines Filterpapier filtriert und auf jeweils 18,1 kg Material wurden 40 g Sorbinsäure, 20 g Natriumbenzοat und 40 g Antioxidationsmittel (Germall 115) zugesetzt. Das partielle Elastinhydrolysat, das gemäß diesem Beispiel hergestellt worden war, besaß folgende Analysenwerte:

Gesamtstickstoff	1,5 %
partielles Elastinhydrolysat	8,43 %
Trockenstoffe	12 %
Asche	3 %
pH	5 bis 5,5«

Die Aminosäureanalyse des Materials zeigte, daß zusammen-genommen 3,9 Desmosin- und Isodesmosinreste auf 1000 Reste von Aminosäureresten vorlagen.

Das Durchschnittsmolekulargewicht des Elastins betrug etwa 10 000, wobei die Molekulargewichtsverteilung zwischen 500 und 20 000 lag.

Beispiel 2

100 kg Collagen enthaltendes Material einschließlich roher Häute, nicht-gegerbten Gerbereiabfallen, mit Kalk behandelte Spaltlederschichten und. Zuschneideabfälle wurden in einen geeigneten Behälter gefüllt, der 300 Wasser enthielt, worin 10 kg Calciumhydroxid, 5 kg Natriumhydroxid und 5 kg Natriumchlorid vorlagen. Das faserartiges Protein enthaltende Material wurde in der

•j^Q wäßrigen Lösung bei Umgebungstemperatur 5 Tage stehengelassen. Nach 5 Tagen wurde der Behälter abgelassen und das faserartiges Protein enthaltende Material, das frei von Haaren und Fetten war, wurde auf einen pH-Wert von 7 durch Behandlung mit einer wäßrigen Lösung von 30 1 Wasser, die 1,5 kg Ammoniumchlorid und 1,5 kg Chlorwasserstoffsäure enthielten, neutralisiert. Der pH-Wert des Querschnitts des faserartiges Protein enthaltenden Materials war etwa 7· Das neutralisierte, faserartiges Protein enthaltende Material wurde mit 300 1 Leitungswasser gewaschen und in 600 1 destilliertem Wasser für 12 Stunden gelagert. Das destillierte Wasser extrahierte Hestsalze aus dem faserartiges Protein enthaltenden Material. Das destillierte Wasser wurde abtropfen gelassen, und das faserartiges Protein enthaltende Material wurde in einen Autoklaven für 8 Stunden bei einem Druck von 1,96 bar gebracht. Die Behandlung unter Hitze und Druck hydrolysierte die PoIypeptidbindungen innerhalb des Collagens, wobei das Elastin in einem vernetzten Zustand belassen wurde. Die aus dem hydrolysierten Collagen gebildeten Oligopeptide waren wasserlöslich und besaßen ein Molekulargewicht zwischen 5000 und 20 000. Nach der Behandlung unter Hitze und Druck wurde die Oligopeptidlösung auf etwa 4 ⁰C abgekühlt. Beim Abkühlen stieg eine geringe Menge Fett an die Oberfläche der Lösung auf und vernetztes Elastin zusammen mit anderen in geringerer Menge vorliegenden Verunreinigungen fiel aus. Die Collagenoligopeptide in der Lösung wurden erhitzt und durch Filterpapier

abfiltriert. Der Filterkuchen wurde bei 145 ⁰C während 4 Stunden zur Abtrennung von Fetten im Autoklaven behandelt. Der Filterkuchen besaß 25,56 % Trockensubstanz, 0,7 % Asche und 13,8 bis 14 % vernetztes Elastin, bezogen auf Gewicht an Trockensubstanz. 4,54 kg des rohen, Elastin enthaltenden Materials, d. h. des Autoklavenfilterkuchens, wurden mit $00 Gew.-% Wasser bei 60 ⁰G während 1 Stunde gewaschen, um Salz und andere lösliche Verunreinigungen zu entfernen. Die Dispersion des vernetzten Elastins in Wasser wurde durch Filtration durch ein Sieb aus rostfreiem Stahl filtriert und entsprechend der zuvor beschriebenen Arbeitsweise gewaschen. 10 1 einer Lösung mit 0,5 Gew.-% Ammoniumpersulfat und 0,5 % Wasserstoffperoxid wurden hergestellt, und das vernetztes Elastin enthaltende Material wurde hiermit zusammengegeben. Das Material wurde dann für 3>5 Stunden bei 100 ⁰C gekocht. Nach dem Kochen wurde das rohe, Elastin enthaltende Material in dem wäßrigen Peroxidmedium filtriert und mit 10 1 6 %iger Salzsäure vermischt und hiermit gut verrührt. Die erhaltene Elastinlösung wurde 6 Stunden unter Rückfluß gekocht, um das Elastin partiell zu hydrolysieren. Das partiell hydrolysierte, solubilisierte Elastin wurde durch Filterpapier filtriert, und das Filtrat wurde unter Vakuum eingetrocknet.

Das getrocknete Material wurde in 2,5 kg destilliertem Wasser erneut aufgelöst, und der pH-Wert wurde unter Verwendung einer 0,1 %igen wäßrigen Natriumhydroxidlösung auf 6,4 eingestellt.

2,27 kg der Elastinlösung wurden unter Rühren mit 0,0227 kg Aktivkohle vermischt und für 1 Stunde zur Entfärbung der Elastinlösung gekocht. Die Aktivkohle wurde durch Filtration entfernt.

Die filtrierte Elastinlösung wurde mit 0,05 % Wasserstoffperoxid, bezogen auf das Gewicht des Elastins, über Nacht bei Zimmertemperatur behandelt, um die Trübung

der Lösung zu beseitigen und der Lösung eine extreme Klarheit zu erteilen. Die Lösung wurde erneut filtriert, und die Konzentration des partiell hydrolysierten Elast ins wurde auf 10 bis 30 % eingestellt.

Die fertige Lösung wurde zur Erzielung einer Lagerfähigkeit stabilisiert, wobei auf 2,5 kg Elastinlösung 2,5 g Sorbinsäure und 5 g Phenip zugesetzt wurden.

JO Die so hergestellte Elastinlösung ist für pharmazeutische und kosmetische Anwendungen brauchbar.

Das gemäß diesem Beispiel 2 hergestellte Elastinhydrolysat besaß im wesentlichen die gleiche Zusammensetzung und die gleichen chemischen und physikalischen Eigenschaften wie das gemäß Beispiel 1 hergestellte Elastin.

Beispiel 3

Die Arbeitsweise von Beispiel 2 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß das getrocknete, partiell hydrolysierte, lösliche Elastin in 70 %igem Äthanol aufgelöst wurde. .

Beispiel 4

Die Arbeitsweise von Beispiel 2 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß das partiell hydrolysierte, lösliche Elastin in Propylenglykol aufgelöst wurde.

Beispiel 5

Die Arbeitsweise von Beispiel 2 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß das partiell hydrolysierte, lösliche Elastin, das getrocknet war, in Dipropylenglykol wieder aufgelöst wurde.

Gemäß der Erfindung wurde daher ein partielles Hydrolysat von Elastin hergestellt, das in Wasser löslich war

und 3 bis 4- Desmosin- und Isodesmosinreste auf 1000 Reste aufwies und ein Durchschnittsmolekulargewicht von 8000 bis 15 000 besaß.

Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren in spezifischer Weise anhand der Beispiele mit einem Ausgangsmaterial aus rohen Häuten, nicht-gegerbten Gerbereiabfällen, mit Kalk behandeltem Spaltleder, Zuschneideabfallen und Sehnen beschrieben wurden, können auch andere Quellen für Elastin eingesetzt werden, beispielsweise Blutgefäße, Herzen, Lungen und dergleichen.

Venn diese andersartigen Materialien als Ausgangsmaterialien verwendet werden, ist es erforderlich, sie in der gleichen Weise wie bei geringem Elastingehalt wie bei rohen Häuten, nicht-gegerbten Gerbereiabfällen und dergleichen zu behandeln, um das Collagen, Globularproteine, Fette und andere Yerunreinigungen hieraus zu entfernen, um ein elastinreiches Ausgangsmaterial zu erhalten, um das partiell hydrolysierte, lösliche Elastin gemäß der Erfindung herzustellen.

Claims

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. R. SPLANEMANN dipl-chem. dr. B. REITZNER

VCRTRETER BEIM EPA ■ PROFeSSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE CPO ' MANOATAIRES AQRE&S PRES L'OE·

Seton Company 849 Broadway-Newark, New Jersey 07104 USA

8O0OMUNCHIN3 27. Aug. 1982

Tal 13

Telefon (089) 22 6207/ 726209 Telegramme Inventiut München Telex: 528418 mti» d

UnsereAkle: 4541-1-11.921 Ihr Zeichent

Patentanmeldung

Patentansprüche

/l.j Verfahren zur Herstellung von löslichem, teilweise hydrolysiertem Elastin, dadurch gekennzeichnet, daß es umfaßt:

a) Behandlung von unlöslichem Elastin mit Ammoniumpersulfat ,

b) teilweise Hydrolyse des Elastins, und

c) Gewinnung von im wesentlichen reinem, löslichem, teilweise hydrolysiertem Elastin.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es die Behandlung des unlöslichen Elastins mit Wasserstoffperoxid umfaßt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Ammoniumpersulfat in einer Menge von etwa 0,025 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des unlöslichen Elastins, eingesetzt wird.
4·. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß Ammoniumpersulfat in einer Menge von etwa 0,1 bis 0,25 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des unlöslichen Elastins, eingesetzt wird.
5· Verfahren nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das unlösliche Elastin mit Peroxid in einer wäßrigen Lösung unter Rückfluß und bei Umgebungsdruck behandelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das behandelte Elastin durch Erhitzen in Anwesenheit einer Säure hydrolysiert wird.
!0 7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Säure eine wäßrige Säure verwendet wird.
8. Verfahren zur Herstellung von teilweise hydrolysiertem, löslichem Elastin aus einem faserartiges Protein enthaltenden Material, bestehend aus unlöslichem Elastin und' Collagen, dadurch gekennzeichnet, daß es umfaßti

a) Behandlung des faserartiges Protein enthaltenden Materials mit einer wäßrigen Lösung eines Erdalkalimetallhydroxide oder von Mischungen hiervon in Anwesenheit eines Mittels, welches ein übermäßiges Quellen des faserartigen Proteins verhindert, wobei durch diese Behandlung praktisch alle Haare und alles Pett von dem faserartigen Protein entfernt werden,

b) Hydrolyse der Polypeptidketten des Collagens unter Bildung von Oligopeptiden,

c) Abtrennen der aus dem Collagen gebildeten Oligopeptidevon unlöslichem Elastin,

d) Behandlung des unlöslichen Elastins mit Ammoniumpersulfat ,

e) partielle Hydrolyse des behandelten Elastins, und

f) Gewinnung von praktisch reinem, teilweise hydrolysiert em, löslichem Elastin.
9· Partielles Hydrolysat von löslichem Elastin, "bestehend aus Polypeptiden mit 3 bis 4- Desmosin- und Isodesmosinresten auf 1000 Reste.
10. Partielles Elastinhydrolysat nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Polypeptide einen Molekulargewicht sber eich von 500 "bis 20.000 aufweisen.
11. Partielles Elastinhydrolysat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Durchschnittsmolekulargewicht von 8000 bis 15 000 besitzt.