DE60035672T2

DE60035672T2 - Biologisch abbaubare silicafasern aus einem silicasol

Info

Publication number: DE60035672T2
Application number: DE60035672T
Authority: DE
Inventors: Mika Jokinen; Timo Peltola; Sinikka Veittola; Manja Ahola; Pirjo Kortesuo
Original assignee: DelSiTech Oy
Current assignee: DelSiTech Oy
Priority date: 1999-02-22
Filing date: 2000-02-21
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2020-02-22
Also published as: JP2002537502A; HUP0200277A3; CA2359699A1; PL204627B1; NZ513013A; HUP0200277A2; CZ20012748A3; DE60035672D1; JP4932992B2; US7897166B1; SK10612001A3; CA2359699C; WO2000050349A2; PL350576A1; EP1144323A2; EP1144323B1; WO2000050349A3; ATE368011T1; AU2807600A; NO20014014D0

Description

Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Einstellung der biologischen Abbaubarkeit von Silicafasern, umfassend Spinnen der Fasern aus einem Silicasol, wobei die Viskosität des Sols, aus dem die Faser gesponnen wird, ausgewählt wird. Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf kontrollierbar biologisch abbaubare Silicafasern, die nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt sind. Die Erfindung richtet sich auch auf kontrollierbar biologisch abbaubare Fasern als Abgabevorrichtungen für eine anhaltende und/oder kontrollierte Freisetzung für biologisch aktive Agenzien, speziell Medizin, Proteine oder Hormone, und auf pharmazeutische Präparationen, die die Vorrichtungen umfassen.
Hintergrund der Erfindung
Die aus Sol-Gel hergestellten Keramikmaterialien haben viele Anwendungen auf verschiedenen Gebieten. Biokeramik ist eines der vielversprechendsten und interessantesten Gebiete, die noch viel Entwicklungsarbeit zur Optimierung der Eigenschaften des Materials in der biologischen Umgebung erfordern. Das Sol-Gel-Verfahren, das mit einer flüssigen Phase beginnt, ermöglicht eine einfache Kontrolle der Porenstruktur des Materials und eine Einführung von anderen Komponenten in unterschiedliche Arten von Verbundstoffen, speziell im Fall von Materialien auf Silicabasis. Die Verarbeitung der aus Sol-Gel hergestellten Silicafasern ist bekannt und die Hauptparameter, die das Verfahren kontrollieren, sind die Funktionalität der Silicavorläufer oder der Verzweigungsgrad der Silica- Cluster. Der letztgenannte beeinflusst die Verspinnbarkeit in kritischer Weise und wird üblicher Weise durch rheologische Messungen charakterisiert.
Fasern werden traditionell verwendet, um die mechanischen Eigenschaften von Materialien zu verbessern. Im Fall der durch ein Sol-Gel-Verfahren hergestellten Silicafaser gibt es zwei Hauptparameter, die die Fasermassenstruktur bestimmen. Hitzebehandlung der Fasern ist ein Weg, um die Massenstruktur zu kondensieren. In Abhängigkeit von der Anwendung der durch ein Sol-Gel-Verfahren hergestellten biologisch abbaubaren Silicafasern kann das Gleichgewicht zwischen mechanischen Eigenschaften und biologischem Abbau variieren. Die mechanischen Eigenschaften sind zum Beispiel von geringerer Bedeutung, wenn die Silicafaser als Wirkstoff-Abgabevorrichtung bzw. Arzneimittel-Abgabevorrichtung in einem weichen Gewebe verwendet wird. Allerdings müssen die mechanischen Eigenschaften ausreichend gut sein, um die erhaltenen Fasern nach dem Spinnen weiter zu der gewünschten Form zu verarbeiten. Der biologische Abbau der Silicafaser nimmt nach Wärmebehandlung bei hohen Temperaturen deutlich ab, und zwar ebenso wie die mechanischen Eigenschaften besser werden.
Die internationale Patentanmeldung Nr. WO 97/45367 diskutiert durch ein Sol-Gel-Verfahren produzierte Silica-Xerogel-Materialien. Die Patentpublikation DE 19609551 diskutiert Silicafasern, die durch Strecken dieser aus eine spezifische Spinnzusammensetzung erhalten werden. Keine der Patentpublikationen lehrt eine kontrollierbar biologisch abbaubare Silicafaser, eine Abgabevorrichtung oder eine pharmazeutische Zusammensetzung gemäß der Erfindung oder Verfahren zur Herstellung oder Verwendung derselben oder legt solche nahe. Außerdem lehrt keine der Patentpublikationen ein Verfahren gemäß der Erfindung zur Kontrolle des biologischen Abbaus einer Silicafaser oder legt ein solches nahe.
Zusammenfassung der Erfindung
Es wurde gefunden, dass der biologische Abbau von Silicafasern kontrolliert werden kann, indem die Viskosität der Spinnlösung kontrolliert wird, und auf diese Weise kann der biologische Abbau der Silicafasern variiert werden, selbst wenn dasselbe Rezept verwendet wird. Dementsprechend besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung von kontrollierbar biologisch abbaubaren Silicafasern. Spezifischer ausgedrückt, die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung der biologischen Abbaurate von 0,2 bis 20 Gew.-%/h, gemessen in vitro unter Verwendung einer simulierten Körperflüssigkeit (simulated body fluid, SBF) nach Ohtsuki, C, et al., J. Non-Cryst. Sol., 143 (1992) 84–92 und errechnet aus dem linearen Teil der Silica-Löslichkeitskurve, für eine Silicafaser, die aus einem Silicasol gesponnen wurde, bereit, wobei das Verfahren die Einstellung der biologischen Abbaurate durch Auswählen der Viskosität des Silicasols, aus dem die Faser gesponnen wird, am Anfangspunkt des Spinnprozesses umfasst, wobei die Fasern, die in einer frühen Stufe der Verspinnbarkeit gesponnen werden, sich im Vergleich zu Fasern, die in einer späteren Stufe gesponnen werden, sehr langsam abbauen.
Es sollte betont werden, dass der Ausdruck „Spinnen" bzw. „Verspinnen" alle geeigneten Verfahren zur Herstellung von Silicafasern aus einem Silicasol umfasst.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer kontrollierbar biologisch abbaubaren Silicafaser, die aus einem Silicasol gesponnen wurde.
Spezifischer stellt die vorliegende Erfindung eine kontrollierbar biologisch abbaubare Silicafaser bereit, erhältlich durch die Verfahren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Löslichkeit der Faser in simulierter Körperflüssigkeit (SBF) gemäß Ohtsuki, C, et al., J. Non-Cryst. So., 143(1992)84–92, errechnet aus dem linearen Teil der Silica-Löslichkeitskurve, 0,2 bis 20 Gew.-%/h ist. Spezifischer stellt die vorliegende Erfindung eine kontrollierbar biologisch abbaubare Silicafaser bereit, die aus einem Silicasol gesponnen wurde, das eine Viskosität unter 100 000 mPas (Millipascalsekunde) hatte, vorzugsweise eine Viskosität von 1 000 bis 50 000 mPas und bevorzugter von 2 000 bis 15 000 mPas hatte. Die Faser der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise wärmebehandelt, um die Faser zunächst zu trocknen, und zwar nur bei niedrigen Temperaturen, die für die biologisch aktiven Agenzien nicht gefährlich sind, und sie wird äußerlich nicht in anderer Weise verdichtet.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung von Abgabevorrichtungen für eine anhaltende und/oder kontrollierte Freisetzung für biologisch aktive Agenzien, speziell Medizin, Proteine, oder Hormone, die aus kontrollierbar biologisch abbaubaren Silicafasern hergestellt sind, sowie in der Bereitstellung von pharmazeutischen Präparationen, die die Vorrichtungen umfassen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein thermogravimetrisches Spektrum der Faserproben im grünen Zustand, die über drei Monate gealtert waren.
2 zeigt eine abgeleitete Funktion des thermogravimetrischen Spektrums von 1.
3 zeigt ein FT-IR-Spektrum der Faserproben, die in der thermogravimetrischen Analyse wärmebehandelt worden waren.
4 zeigt eine Transmissionselektronenmikrographie des Grünkörpers von FIB2_B, gealtert für drei Monate.
5 zeigt die Spinnviskosität als Funktion des Anfangspunkts des Spinnprozesses für die Fasern FIB1, FIB2 und FIB3. Ausgefülltes Quadrat (∎) gealtert für einen Monat; leeres Quadrat (☐) gealtert für zwei Monate; ausgefülltes Dreieck
gealtert für einen Monat und drei Monate, ausgefüllter Kreis (⦁) gealtert für einen Monat, drei Monate und fünf Monate; leerer Kreis (O) gealtert für vier Monate, Stern (✸) gealtert für sechs Monate.
6 zeigt den biologischen Abbau der Fasern in grünem Zustand, die für drei Monate gealtert waren. Ausgefülltes Quadrat (∎) FIB1_A; leeres Quadrat (☐) FIB1_B; ausgefüllter Kreis (⦁) FIB2_A, leerer Kreis (O) FIB2_B, Stern (✸) FIB3.
7 zeigt die SiO₂-Löslichkeit, gemessen als Sättigungslevel von Silica in SBF, als Funktion der Solviskosität am Anfangspunkt des Spinnprozesses für FIB1, die für verschiedene Zeiträume gealtert worden war.
8 zeigt die SiO₂-Löslichkeit in Gew.-% pro Stunde in SBF als Funktion der Solviskosität am Anfangspunkt des Spinnprozesses für FIB1, gealtert für verschiedene Zeiträume.
9 zeigt die SiO₂-Löslichkeit, gemessen als Sättigungslevel von Silica in SBF, als Funktion der Solviskosität am Anfangspunkt des Spinnprozesses für FIB2, gealtert für verschiedene Zeiträume.
10 zeigt die SiO₂-Löslichkeit in Gew.-% pro Stunde in SBF als Funktion der Solviskosität am Anfangspunkt des Spinnprozesses für FIB2, gealtert für verschiedene Zeiträume.
11 zeigt die SiO₂-Löslichkeit, gemessen als Sättigungslevel von Silica, in SBF als Funktion der Solviskosität am Anfangspunkt des Spinnprozesses für FIB3, gealtert für verschiedene Zeiträume.
12 zeigt die SiO₂-Löslichkeit in Gew.-% pro Stunde in SBF als Funktion der Solviskosität am Anfangspunkt des Spinnprozesses für FIB3, gealtert für verschiedene Zeiträume.
13 zeigt die Änderungen der SiO₂-Konzentration (Gew.-%) als Funktion der Eintauchzeit in die simulierte Körperflüssigkeit für verschiedene Fasern.
14 zeigt die Freisetzung von Dexmedetomidin aus den Silicafasern von Beispiel 4. Ausgefüllter Kreis (⦁) 5 600–7 500 mPas, Stern (✸) 11 500–14 900 mPas, leeres Dreieck (∆) 17 000 bis 29 000 mPas; ausgefülltes Quadrat (∎) 39 000 bis 100 000 Pas.
Beschreibung der Erfindung
Die Anmelder haben entdeckt, dass der biologische Abbau von Silicafasern kontrolliert werden kann, indem die Viskosität der Spinnlösung kontrolliert wird. Der biologische Abbau der Fasern kann selbst, wenn dasselbe Rezept verwendet wird, variiert werden. Der biologische Abbau der Fasern kann zu gewünschten Zwecken eingestellt werden, indem die Viskosität der Spinnlösung zur Bestimmung des Anfangspunkts des Spinnens kontrolliert wird.
Faktoren, die die Viskosität beeinflussen, sind die Stufe der Verspinnbarkeit, die Temperatur des Silicasols und die Lösungsmittelmenge im Spinnsol. Das Silicasol ist innerhalb eines bestimmten Zeitraums anstatt an einem einzelnen Punkt verspinnbar, und die Viskosität des Silicasols nimmt während dieses Zeitraums zu. In der früheren Stufe der Verspinnbarkeit sind die Silicapolymere etwas kleiner und sie werden einfacher unter Bildung dichterer Strukturen gepackt als die größeren Silicapolymere der späteren Stufe der Verspinnbarkeit. Außerdem inhibiert eine höhere Viskosität die Orientierung der Silicapolymeren, was die Struktur offener lässt. Die in der frühen Stufe des Verspinnbarkeitszeitraums gesponnenen Fasern bauen sich in der simulierten Körperflüssigkeit langsamer ab als die Fasern, die in der späteren Stufe der Verspinnbarkeit gesponnen wurden. Die Stufe der Verspinnbarkeit kann in Abhängigkeit vom Spinnverfahren differieren. Ein weiterer Parameter, der die Verspinnbarkeit und die Viskosität kontrolliert, ist die Temperatur des Silicasols, die verändert werden kann. Die Fasern, die aus den Silicasols mit höherer Viskosität bei niedrigerer Temperatur (z.B. 0°C) gesponnen wurden, bauen sich schneller ab als die entsprechenden Fasern, die bei höheren Temperaturen (z.B. 20°C) gesponnen wurden.
Das Verfahren zur Herstellung einer kontrollierbar biologisch abbaubaren Faser der vorliegenden Erfindung umfasst Spinnen der Faser aus einem Silicasol, wobei der Anfangspunkt des Spinnprozesses durch die Viskosität des Silicasols kontrolliert wird. Die Viskosität des Silicasols am Anfangspunkt des Spinnprozesses liegt unter 100 000 mPas. Vorzugsweise variiert sie im Bereich von 1 000 bis 50 000 MPas, und bevorzugter im Bereich von 2 000–15 000 mPas.
Die kontrollierbar biologisch abbaubare Silicafaser, die durch die vorliegende Erfindung erhältlich ist, wird aus einem Silicasol gesponnen, wobei der biologische Abbau der Faser durch Kontrollieren der Viskosität des Spinnsols oder durch Kontrollieren des Anfangspunkts des Verspinnprozesses durch die Viskosität des Silicasols kontrolliert wird. Spezifisch ausgedrückt, die Fasern werden aus einem Silicasol mit einer Viskosität von 1 000 bis 50 000 mPas, vorzugsweise 2 000 bis 15 000, gesponnen und die Fasern haben eine Löslichkeit von 0,2 bis 20 Masse-%/h, vorzugsweise von 0,2 bis 8,5 Masse-%/h in der simulierten Körperflüssigkeit.
Das Silicasol kann zum Beispiel hergestellt werden, wie es in WO 97/45367 beschrieben ist. Beispielsweise kann ein Silicasol hergestellt werden, indem ein Silicaalkoxid, z.B. Tetraethylorthosilicat (TEOS) oder ein organisch modifiziertes Silicat (ORMOSIL), mit Wasser und gegebenenfalls einem organischen Lösungsmittel, z.B. Ethanol oder Polyethylenglykol, oder einer Kombination von Lösungsmitteln bei niedriger Temperatur, z.B. –20°C bis 100°C, vorzugsweise nahe Raumtemperatur, in Gegenwart eines sauren oder eines basischen Katalysators durch Hydrolyse und anschließende Kondensationsreaktionen reagieren gelassen wird. Die Kondensation kann auch partiell sein. Das Sol kann Ionen eingearbeitet haben, z.B. Na, K, Ca, P, Mg, Al und B. Der Katalysator sollte so sein, dass er für das biologisch aktive Agens nicht gefährlich ist.
Die Verfahren, die zur Herstellung der Silicafasern gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind dem Fachmann bekannt. Ein geeignetes Verfahren ist ein beliebiges Verfahren, das für die Herstellung von Fasern aus Silicasol geeignet ist, und der Ausdruck Spinnen bzw. Verspinnen wird in diesem Kontext verwendet, um ein solches Verfahren zu beschreiben. Die Spinntechniken umfassen z.B. trockenes Spinnen oder ein zentrifugales Verfahren. Beim trockenen Spinnverfahren bzw. trockenen Verspinnverfahren wird das Silicasol durch eine Spinndüse gedrückt und die Verdampfung des Lösungsmittels begünstigt die Gelierung. Die Spinnlösung wird z.B. in einem geschlossenen Behälter gehalten und ein Inertgas, vorzugsweise Stickstoffgas, wird in den Behälter geleitet, um die Spinnlösung zu einer Zahnradpumpe zu drücken, wobei die Spinnlösung zur Spinndüse dosiert wird. Vorzugsweise ist der Behälter in der Temperatur einstellbar. Es gibt auch spezielle Verfahren, die auf einem trockenen Spinnen basieren. Diese Verfahren umfassen z.B. ein Verfahren, bei dem die Faser zu einem geeigneten Aerosol geleitet wird, welches die Gelierung der Faser vergünstigt, oder ein Verfahren, bei dem ein trockenes Spinnen und ein Nassspinnen kombiniert werden. In zentrifugalen Verfahren befindet sich die Spinnlösung in einer rotierenden Kammer, welche Fasern durch die Löcher in der Kammerwand extrudiert.
Die kontrollierbar biologisch abbaubaren Fasern der vorliegenden Erfindung können für Abgabevorrichtungen oder pharmazeutische Präparationen verwendet werden, die z.B. einem Menschen oder Tier implantiert oder injiziert werden oder an der Mukosa eines Menschen oder eines Tiers befestigt werden. Eine Verabreichung in ein beliebiges Gewebe, weiche Gewebe oder Knochen, ist möglich. Dies erlaubt eine lokale Anwendung, so dass ein Targetieren der Freisetzungsstelle für das biologisch aktive Agens möglich ist. Dadurch wird die maximale Wirkung des Agenses erhalten.
In diesem Zusammenhang umfasst eine Abgabevorrichtung eine Silicafaser oder eine Kombination von Silicafasern mit einem biologisch aktiven Agens, das in die Silicafaserstruktur eingearbeitet ist. Eine pharmazeutische Präparation, z.B. ein Granulat oder eine Kapsel, ist in diesem Kontext eine Präparation, die die Abgabevorrichtung und möglicherweise zusätz liche Exzipientien, die in pharmazeutischen Präparationen nützlich sind, umfasst. Eine medizinische Vorrichtung der Erfindung ist auch für orthopädische und chirurgische Zwecke einsetzbar und muss kein biologisch aktives Agens in seine Struktur eingearbeitet haben. Eine medizinische Vorrichtung kann z.B. eine gewebte oder nicht gewebte Matte, hergestellt aus Silicafasern, ein Strickgewebe oder eine geflochtene Schnur sein. Die Abgabevorrichtungen und die medizinischen Vorrichtungen der Erfindung können durch Spinnanordnung (spinlaying) hergestellt werden.
Die kontrollierbar biologisch abbaubaren Silicafasern der Erfindung können entweder stabile Fasern oder Filamente sein. Die Silicafasern können Teil einer Fasermischung oder Teil eines anderen Materials, das nicht in Faserform ist, sein.
Die Einführung von biologisch aktiven Agenzien in die poröse Struktur der Faser liefert Alternativen für die Entwicklung von biomedizinischen Anwendungen. Biologisch abbaubare und nicht toxische Materialien, die fähig sind, direkt und lokal in Menschen oder Tier zu wirken, sind günstig, z.B. als Implantate, die als Arzneimittelabgabevorrichtung oder als temporäre Implantate bei der Knochenreparatur verwendet werden. Die nach einem Sol-Gel-Verfahren hergestellten Silicafasern gemäß der Erfindung erfüllen diese Anforderungen. Die biologisch aktiven Agenzien, die in die Faserstruktur eingearbeitet sind, werden kontrollierbar freigesetzt und sie können für Abgabevorrichtungen oder pharmazeutische Präparationen eingesetzt werden, welche z.B. einem Menschen oder einem Tier implantiert oder injiziert werden oder mukosal an einem Menschen oder Tier befestigt werden. Das biologisch aktive Agens kann ein beliebiges organisches oder anorganisches Agens sein, das biologisch aktiv ist. Das biologisch aktive Agens kann z.B. eine Medizin, ein Protein, ein Hormon, eine lebende oder eine tote Zelle, ein Bakterium, ein Virus oder ein Teil davon sein. Biologisch aktive Agenzien umfassen solche, die speziell für eine Langzeittherapie nützlich sind, z.B. eine Hormonbehandlung, z.B. Kontrazeption und Hormonersatztherapie, und für die Behandlung von Osteoporose, Krebs, Epilepsie, Parkinson-Erkrankung, Schmerzen und kognitive Dysfunktion einsetzbar sind. Die geeigneten biologisch aktiven Agenzien können beispielsweise sein: antiinflammatorische Mittel, Antiinfektiva (z.B. Antibiotika und antivirale Mittel, z.B. Glindamycin, Miconazol), Analgetika und analgetische Kombinationen, Antiasthmatika, Anticonvulsiva (z.B. Oxycarbazepin), Antidepressiva, Mittel gegen Diabetes, antineoplastische Mittel, Mittel gegen Krebs (z.B. Toremifen, Tamoxifen, Taxol), Antipsychotika, Antispastika, anticholinerge Mittel, Sympathomimetika, kardiovasculäre Präparate, Antiarrythmika, Antihypertensiva, Diuretica, Vasodilatatoren, Arzneimittel für das ZNS (Zentralnervensystem), z.B. Mittel gegen Parkinson-Erkrankung (z.B. Selegilin), steroidale Hormone (z.B. Estradiol, Progesteron, Nestoron), Sedativa (z.B. Medetomidin, Dexmedetomidin, Levomedetomidin), Tranquilizer und Arzneimittel gegen kognitive Dysfunktion (z.B. Atipamezol). Die Medizin kann in Form eines Salzes sein, z.B. Selegilinhydrochlorid, (-)-4-(5-Fluor-2,3-dihydro-1H-inden-2-yl)-1H-imidazol-Hydrochlorid, 4-(5-Fluor-2,3-dihydro-1H-inden-2-yl)-1H-imidazo-Hydrochlorid, Dexmedetomidin-Hydrochlorid und Toremifen-Zitrat. Die Medizin kann auch in der Form einer freien Säure, z.B. Ibuprofen, einer freien Base, z.B. Koffein oder Miconatzol, oder einer neutralen Verbindung, z.B. Z-2-(4-(4-Chlor-1,2-diphenyl-but-1-enyl)phenoxy)ethanol, sein. Ein Peptid kann z.B. Levodopa sein und ein Protein kann z.B. ein Enamelmatrixderivat oder ein Knochen-morphogenetisches Protein sein. Eine wirksame Menge eines biologisch aktiven Agenses kann dem Reaktionsgemisch zu einer beliebigen Stufe des Verfahrens zugesetzt werden. Es kann z.B. mit den Ausgangsmaterialien gemischt werden. Es kann auch dem Reaktionsgemisch in der Solstufe zugesetzt werden, bevor Kondensationsreaktionen stattfinden oder es kann während der Kondensationsreaktionen oder sogar danach zugesetzt werden. Die genaue Menge, die in einer bestimmten Situation verwendet wird, hängt von zahlreichen Faktoren, z.B. dem Verabreichungsverfahren, dem Sängertyp, dem Zustand, für welchen das biologisch aktive Agens verabreicht wird, dem bestimmten biologisch aktiven Agens, das verwendet wird, der gewünschten Verwendungsdauer usw. ab.
Die folgenden Beispiele sind lediglich dazu bestimmt, die vorliegende Erfindung zu erläutern, und nicht um ihren Umfang in irgendeiner Weise zu beschränken.
BEISPIELE
Beispiel 1
Herstellung von Silicasols zum Spinnen
Die Silicasols wurden aus TEOS (Tetraethylorthosilicat 98%, ALDRICH), entionisiertem Wasser (Leitfähigkeit ~0,05 S), Ethanol (Aa, 99,5%, ALKO) und HNO₃ (65%, Merck) oder NH₃ (28%, Fluka) als Katalysatoren unter Verwendung des Sol-Gel-Verfahren hergestellt. Die verwendeten Molverhältnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1. Solzusammensetzungen in Molverhältnissen

Molverhältnis (r)

Name H₂O/TEOS EtOH/TEOS HNO/TEOS NH₃/TEOS

FIB1/A&B) 2 1 0,036 0

FIB2 (A&B) 2 1 0,1 0

FIB3 2 1 0,1 0,01
Die Spinnlösung wurde wie folgt hergestellt. Ethanol wurde mit TEOS und Salpetersäure mit Wasser gemischt. Die Säure/Wasser-Lösung wurde unter kräftigem Rühren zu der TEOS/Ethanol-Lösung gegeben und dann wurde die Lösung in eine Verdampfungsschale gegossen. Der Deckel der Schale ist ein spezieller Kühler, der das verdampfende Ethanol kondensiert und es in einen Messkolben leitet. Die Verdampfungsschale wurde in ein Wasserbad (40°C) gestellt und die Lösung wurde dort gehalten, bis eine gewünschte Ethanolmenge verdampft war (20–22 h). Die Ethanolverdampfung wurde verwendet, um die Gesamtverfahrenszeit zu reduzieren, nach der die Sole noch verspinnbar waren. Tabelle 2 zeigt die theoretischen Silicakonzentrationen der Spinnlösungen, wobei angenommen wird, dass die Nettoreaktion nSi(OR)₄ + 2nH₂O nSiO₂ + 4nROH ist und dass die Verdampfungsfraktion hauptsächlich aus Ethanol besteht, und zwar in Folge der relativ niedrigen Temperatur und des niedrigen Wassergehalts (r=1), der hauptsächlich in der Hydrolyse verbraucht wird. Tabelle 2. Silicagehalt der Spinnlösung

Probenname m(SiO₂)/(m(SiO₂) + m(EtOH)/Gew.-%

FIB1_A 45,4

FIB1_B 45,4

FIB2_A 42,7

FIB2_B 42,7

FIB3 41,7
Die Sole wurden in Abhängigkeit von der Probe entweder auf 20°C oder 0°C gekühlt. Als die Spinnlösung einen bestimmten Viskositätslevel erreichte, wurde mit dem Spinnen begonnen.
Ein Rotationsviskometer mit einer scheibenförmigen Spindel (Brookfield LVDV II+) wurde verwendet, um den Punkt zu bestimmen, bei dem mit dem Spinnen begonnen wurde. Wegen der praktischen Probleme durch die große Chargengröße der Spinnsole waren die erhaltenen Viskositätswerte nicht absolut, sie waren aber miteinander vergleichbar. Die Anfangsviskosität war für alle Probensole dieselbe als der Spinnprozess begonnen wurde. Allerdings wurde jedes Solrezept verwendet, um Fasern in verschiedenen Stufen zu spinnen. Luftblasen wurden unter Partialvakuum aus der Spinnlösung entfernt. Wenn dies nicht gemacht würde, würden die Filamente durch einen diskontinuierlichen Fluss der Spinnlösung gebrochen werden.
Ein trockenes Spinnen wurde verwendet, um die Sol-Gel-Fasern herzustellen. Die Spinnlösung wurde in einem Behälter gehalten, dessen Temperatur einstellbar ist. Stickstoffgas wurde in den geschlossenen Behälter geleitet, um die Spinnlösung zu einer Zahnradpumpe zu drücken. Stickstoff ist für diesen Zweck eine gute Wahl, da dann verhindert wird, dass die Spinnlösung mit der feuchten Luft in Kontakt kommt. Die Zahnradpumpe (Zenith 958736) mit einer Kapazität von 0,6 ml/Umdrehung dosierte die Spinnlösung zum Spinnkopf. Die Spinndüse besteht aus einem Gold/Platin-Gemisch. Der Durchmesser der Löcher war 0,065 mm und das Länge/Durchmesser (L/D)-Verhältnis war 1. Die Anzahl der Löcher war 6. Der Abstand zwischen der Spinndüse und der Aufwickelwalze war so eingestellt, dass er den Anforderungen jeder Faser genügte.
Beispiel 2
Charakterisierung der Faserstrukturen
An Fasern im Grünzustand wurde eine thermogravimetrische Analyse (TGA) durchgeführt, um Gewichtsänderungen mit einer Netzsch TG-209-Vorrichtung (NETZSCH GmbH, Selb, Bayern, Deutschland) mit Stickstoff als Schutzgas und Luft als Spülgas zu messen. Der Probenhalter war ein Keramik-Aluminiumoxid-Tiegel und die Hintergrundmessung wurde mit einem leeren Tiegel vor den Messungen durchgeführt. Der Massen verlust während der Hitzebehandlung der Fasern wurde mit einem Temperaturprogramm, das mehrere Schritte, sowohl isothermische als auch dynamische, umfasste, durchgeführt: Isothermisch für 15 Min. bei 21°C, dynamisch 21 bis 150°C mit 2°C/Min., isothermisch für 60 Min. bei 150°C, dynamisch 150–700°C mit 5°C/Min und isothermisch bei 700°C für 30 Min. Eine TGA wurde für die Fasern durchgeführt, die in einem Exsikkator bei Raumtemperatur für drei Monate gealtert worden waren. Die Analyse wurde bis zu 700°C durchgeführt, da höhere Temperaturen in der Praxis nutzlos sind, wenn man die biologisch abbaubaren Anwendungen von Silicas in Betracht zieht. Die Resultate der Proben sind in 1 gezeigt und die Ableitung der Spektren ist in 2 gezeigt.
Das physikalische Aussehen der Fasern und die Qualität des Faserfilaments im Spinnprozess, gezeigt in Tabelle 2, scheinen mit den TGA-Messungen in Verbindung zu stehen. Die Massenverluste der Fasern waren ziemlich beachtlich (15–25%), was betont, dass eine sorgfältige Kontrolle der Wärmebehandlung erforderlich ist, um Probleme des Reißens zu vermeiden. Die Massenverluste der Fasern, die in der frühen Stufe der Verspinnbarkeit gesponnen wurden, waren nicht so groß wie die derjenigen, die in der späteren Stufe der Verspinnbarkeit gesponnen wurden. Die größte Differenz begann bei etwa 300°C, wo das organische Material üblicherweise zu verdampfen beginnt. Da die Rezepte für FIB1_A und FIB1_B sowie für FIB2_A und FIB2_B exakt gleich waren, ist es wahrscheinlich, dass etwas organisches Material in der Faserstruktur bei den Fasern, die in der frühen Stufe gesponnen wurden, eingefangen wurde. Auch die Verschiebung, die bei den Ableitungen der Fasern, die in der späteren Stufe der Verspinnbarkeit gesponnen wurden (FIB1_B, FIB2B und FIB3), beobachtet wird, zeigt einige Differenzen bei der Verdampfung des organischen Materials und in der Faserstruktur. Das physikalische Aussehen der Faser trägt zu Vermutungen bei. Die schwarze Farbe der Fa sern, die in der frühen Stufe der Verspinnbarkeit gesponnen wurden, zeigt an, dass sie Kohlenstoffreste enthalten. FIB3, wo sowohl HNO₃ als auch NH₃ als Katalysatoren verwendet wurden, hatte Intermediateigenschaften, sowohl bei der TG-Analyse als auch im physikalischen Aussehen. Der Massenverlust ist bei FIB1_A und FIB2_A größer, aber kleiner als in FIB1_B und FIB2_B. Auch die Farbe der FIB3-Faser war zwischen weiß und schwarz, d.h. braun, und die Filamentqualität im Spinnprozess hatte analoge Eigenschaften. Die besten und kontinuierlichen Fasern wurden am Einfachsten mit FIB1_B und FIB2_B erreicht. Es gab einige Schwierigkeiten mit FIB3, FIB1_A und FIB2_A (verarbeitet bei 0°C, um eine ausreichend hohe Viskosität beim Spinnen zu erreichen). Das Filament brach leicht und eine kontinuierliche Faserverarbeitung war schwieriger.
Die Infrarotabsorptionsspektren wurden zwischen 400 und 4 000 cm^-1 unter Verwendung eines Bruker IFS 66 FTIR-Spektrometers aufgezeichnet. Die Messungen wurden mit dem Diffuse Reflectance Infrared Fourier Transformation (DRIFT)-System durchgeführt. Kaliumbromid wurde als Hintergrundmaterial verwendet. Die Auflösung der FTIR-Vorrichtung war 4 cm^-1. Die FT-IR-Messungen, die für die in der thermogravimetrischen Analyse wärmebehandelten Fasern durchgeführt wurden, sind in 3 gezeigt. Die Messungen gaben Informationen über die typischen OH-Gruppen an der Silicaoberfläche, allerdings wurden auch zwei ungewöhnliche Peaks bei den Fasern detektiert, die in der frühen Stufe der Verspinnbarkeit gesponnen worden waren (FIB1_A und FIB2_A). Der breite Peak bei 3 400 bis 3 770 cm^-1 beinhaltet Peaks, die mit isolierten einzelnen SiOH-Gruppen, isolierten geminalen Gruppen, H-gebundenen Hydroxylen und physiologisch adsorbiertem Wasser, das zusätzlich einen Peak bei etwa 1 630 cm^-1 (breit) hat, in Beziehung stehen. Außerdem legt die Verschiebung bei den Peaks, die durch eine in dem Graphen gezeichnete Linie ange zeigt wird, nahe, dass hier auch einige organische Reste detektiert wurden. Die Verschiebung war analog der der zusätzlichen Peaks, die für FIB1_A und FIB2_A beobachtet wurden, und die leichte Verschiebung für FIB3 trug zu dem physikalischen Intermediataussehen bei. Peaks, die mit Si-O-Si-Schwingungen in Verbindung stehen, wurden bei 1 200 bis 1 100 (breit) und 800 cm^-1 beobachtet. Die Peaks bei 1 870 und bei 2 000 cm^-1 waren die Si-O-Si-Overtone-Banden von Silica. Der Peak bei 1 300 bis 1 400 cm^-1 war für Silica nicht typisch, allerdings ist typischerweise hier eine NO₃-Streckschwingung lokalisiert. Der Katalysator, der in Solherstellungsverfahren eingesetzt wurde, war HNO₃, was in der Struktur als Reste geblieben sein kann. Die Faserstruktur war üblich kondensiert und die Temperatur war von 450 auf 700°C ziemlich schnell erhöht worden und wurde dort für nur 30 Minuten erhalten. Dies bedeutet, dass die Zersetzung von Nitrat nicht sehr effektiv war. Die zwei interessierenden Peaks bei 2 330 und 3 050 cm^-1 waren nur für FIB1_A und FIB2_A klar erkennbar, allerdings konnten sie nicht direkt mit einer im System vorliegenden Komponente in Bezug gesetzt werden. Die einzige Möglichkeit war, dass die Fasern Kohlenstoffreste enthielten, die mit Wasserstoff (3050 cm^-1) und Sauerstoff (2330 cm^-1) Doppelbindungen bildeten, die an diesen Punkten beobachtet wurden.
Scanning-Transmissions-Elektronenmikroskopie (JOEL, JEM 1200 EX) wurde angewendet, um die Massenstruktur der Fasern in Grünzustand zu veranschaulichen. Die Fasern wurden in ein Epoxidharz (EPON 812) eingebettet. Propylenoxid wurde als Lösungsmittel verwendet und Epoxideinbettungsmedien DMP-30 und DDSA oder MNA wurden als Beschleuniger bzw. Härter (FLUKA), eingesetzt. Die gehärteten Proben wurden mit einem Ultramikrotom zu einer Dicke von 60–70 nm geschnitten und die Querschnitte der Fasern wurden analysiert. Eine Transmissionselektronenmikrographie des Querschnitts von FIB2_B ist in 4 gezeigt. Das Bild wurde als Beispiel ausgewählt, um die innere Struktur der aus dem Sol-Gel hergestellten Silicafasern zu zeigen. Die Bilder von allen fünf Proben erinnerten aneinander. FIB2_B wurde als repräsentatives Beispiel der Faser vorgeschlagen, da die Filamentqualität gut war und die Fasern leicht herzustellen waren. Der weiße Balken am Boden des Bildes entspricht 20 nm. Die Struktur war typisch für die aus dem Sol-Gel hergestellten Materialien. Die Struktur war nicht vollständig kondensiert, aber sie enthält eine Menge kleiner Poren mit einem Durchmesser von etwa 2 bis 5 nm, was anzeigt, dass die Struktur aus kleineren Silicaeinheiten gebildet ist.
Beispiel 3
Biologischer Abbau der Fasern
Die Spinnviskosität als Funktion des Anfangspunkts des Spinnprozesses ist in 5 dargestellt. Der Graph beschreibt schematisch die Viskositätslevel der Spinnsols und die Alterungszeiten für die Fasern FIB1, FIB2 und FIB3 vor dem Test auf biologischen Abbau in der simulierten Körperflüssigkeit. Die Spinnviskositäten werden grob in drei Level eingeteilt:
(ŋ(1) = 2000–3500 mPas, ŋ(2) = 3500–7500 mPas und ŋ(3)>7500 mPas.
Der biologische Abbau der Proben wurde in vitro unter Verwendung einer simulierten Körperflüssigkeit (SBF) untersucht. Die simulierte Körperflüssigkeit wurde durch Lösen der Reagenzchemikalien NaCl, NaHCO₃, KCl, K₂HPO₄·3H₂O, MgCl₂·6H₂O, CaCl₂·2H₂O, und Na₂SO₄ in entionisiertem Wasser hergestellt. Die Flüssigkeit wurde auf physiologischem pH 7,40 bei 37°C mit Tris(hydroxymethyl)aminomethan und Salzsäure gepuffert (Ohtsuki, C, et al., J. Non-Cryst. Sol, 143 (1992) 84–92).

Es wurden drei Stücke jeder Probe verwendet, um die Reaktionen der aus dem Sol-Gel hergestellten Silicafasern in SBF zu untersuchen. Jede Probe (10 mg) wurde in 50 ml SBF, die in einer Polyethylenflasche enthalten war, die mit einem dichten Deckel verschlossen war, eingetaucht. Drei Proben an SBF, die in Flaschen ohne eine Probe eingeschlossen waren, wurden als Kontrollen eingesetzt, um die Lösungsstabilität zu untersuchen. Die Proben wurden für zwei Wochen in die SBF-Flüssigkeit eingetaucht, die Flaschen wurden in ein Schüttelwasserbad (SBD 50 (Schlag 36 mm, Geschwindigkeit = 160 Schläge/Minute)), das eine konstante Temperatur von 37°C hatte, gestellt. Probenlösungen wurden auf Silicium- und Calciumkonzentrationen als Funktion der Eintauchzeit überwacht. Die Calciumkonzentrationen wurden mit einem Atomabsorptionsspektralfotometer (AAS, Perkin-Elmer 460) bestimmt. Die Siliciumkonzentrationen wurden durch ein Molybdänblauverfahren analysiert (Koch, O.G. & Koch-Dedic, G.A. Siliconmolybdänblau-Verfahren, in Handbuch der Spurenanalyse. Springer-Verlag (1974), S. 1105), das auf einer Reduktion mit 1-Amino-2-naphtol-4-sulfonsäure unter Verwendung eines UV-Vis-Spektralphotometer (Hitachi Model 100-60) basiert. Alle Proben wurden dreimal getestet, um Ungenauigkeitsprobleme und mögliche Abbaudifferenzen in Abhängigkeit von der Verteilung im Querschnittsdurchmesser der Faser (30–80 μm, Mittelwert 50 μm) zu vermeiden. Der biologische Abbau (in vitro in der simulierten Körperflüssigkeit) für die Fasern im Grünzustand FIB1_A, FIB1_B, FIB2_A, FIB2_B und FIB3, die für etwa einen Monat und drei Monate gealtert worden waren, ist in Tabelle 3 zusammengefasst. Tabelle 3. Silicalöslichkeit der Fasern, die in SBF eingeweicht waren

Fasername	Alterungszeit/Monate	Silicalöslichkeit in SBF/Gew.-%/h *
FIB1_A	1	0,02***
FIB2_A	1	0,03***
FIB1_B	1	(0,8)**
FIB2_B	1	(0,9)**
FIB3	1	1,7
FIB1_A	3	0,03***
FIB2_A	3	0,2
FIB1_B	3	0,7
FIB2_B	3	0,8
FIB3	3	1,4

* Errechnet aus dem linearen Teil der Kurven vor dem Sättigungslevel zwischen 5 und 53 h Eintauchzeit.
** Schätzung, der Punkt bei ~50 h fehlt wegen technischer Probleme.
*** Ausserhalb der Erfindung.

Auch hier wurde dieselbe Art der Analogie wie bei der TG-Analyse und den FT-IR-Messungen beobachtet. Die Fasern, die in der frühen Stufe der Verspinnbarkeit gesponnen wurden (FIB1_A und FIB2_A), bauten im Vergleich zu Fasern, die in der späteren Stufe gesponnen worden waren (FIB1_B, FIB2_B) sehr langsam ab. FIB3 hatte erneut eine gewisse Art von Zwischeneigenschaften. Nach den erhaltenen Resultaten wurde eine bestimmte Art an Plateauwert oder ein Sättigungslevel nach wenigen Tagen Eintauchens in SBF erreicht. Die Lösungsraten (vor dem Plateaulevel) für FIB1_B, FIB2_B und FIB3 waren deutlich schneller als für FIB1_A und FIB2_A. Dies zeigt, dass der Silicabereich, der für den Abbau verfügbar ist, in der Struktur der Fasern, die in der späteren Stufe der Verspinnbarkeit gesponnen wurden, größer ist. Wie in Tabelle 3 beobachtet wird, gab es im Abbau einige Differenzen, wenn die Proben, die für 1 oder 3 Monate gealtert worden waren, miteinander verglichen wurden. Eine klare Differenz wurde bei FIB2_A beobachtet. Die Lösungsrate war für die Probe, die für drei Monate gealtert war, größer wie es der Sättigungslevel war (–2% für die Probe, die für einen Monat gealtert war, und –5% für die Probe, die für drei Monate gealtert war). Für die in der späteren Stufe gesponnenen Fasern (FIB1_B, FIB2_B und FIB3) gab es nach einer Alterung für ein oder drei Monate keine signifikanten Differenzen. Die Werte waren praktisch dieselben, was anzeigt, dass die Strukturen ziemlich stabil waren. Allerdings waren sie alle in der SBF deutlich löslicher als die Fasern, die in der frühen Stufe der Verspinnbarkeit gesponnen worden waren.
In 6 ist der biologische Abbau der Fasern FIB1_A, FIB1_B, FIB2_A, FIB2_B und FIB3 im Grünzustand, die für etwa drei Monate gealtert worden waren, gezeigt.
Darüber hinaus ist der biologische Abbau der Fasern FIB1, FIB2 und FIB3 in vitro in der SBF in den 7-12 gezeigt. In den 7 und 8 ist der biologische Abbau der Faser FIB1, die für etwa zwei Wochen und drei, fünf und 6,5 Monate gealtert wurde, dargestellt. Der biologische Abbau der Faser FIB2, die für etwa zwei Wochen und zwei, drei und fünf Monate gealtert wurde, ist in den 9 und 10 gezeigt. Außerdem ist der biologische Abbau der Faser FIB3, die für etwa zwei Wochen, drei, vier und fünf Monate gealtert wurde, in den 11 und 12 gezeigt.
Der Einfluss des Anfangspunkts des Spinnprozesses auf den biologischen Abbau der Fasern ist klar. Die Hauptparameter, die die Viskosität beeinflussen, sind die Konzentration, die Länge und der Verzweigungsgrad der Silicapolymeren. Diese Faktoren beeinflussen wiederum die Bildung der Faserstruktur, z.B. Packung und Orientierung der Silicapolymere, und resultieren in einem unterschiedlichen biologischen Abbau.
Die Fasern, die aus den Sols hergestellt wurden, die während des Spinnprozesses eine niedrige Viskosität haben, bauen sich langsamer ab als Fasern, die aus Sols stammen, die bei höherer Spinnviskosität hergestellt wurden. Daher ist der Anfangspunkt des Spinnprozesses im Hinblick auf den biologischen Abbau wichtig. Die Fasern, die in der frühen Stufe der Verspinnbarkeit gesponnen wurden, bauen sich im Vergleich zu den Fasern, die in der späteren Stufe gesponnen wurden, sehr langsam ab.
Es wurde beobachtet, dass die Lösungsrate von FIB1 (bestimmt aus dem linearen Teil der entsprechenden Löslichkeitskurven) bei sehr hohen Spinnviskositäten niedriger war, obgleich sich die Sättigungslevel nicht signifikant änderten. Es wird angenommen, dass dies wegen der leicht dünneren Fasern mit glatteren Oberflächen erfolgt, die bei sehr hohen Spinnviskositäten produziert werden.
In 13 sind die Änderungen der SiO₂-Konzentration (Gewichts-%) als Funktion der Eintauchzeit in die simulierte Körperflüssigkeit für verschiedene Fasern gezeigt. Diese Resultate zeigen, dass ein weiter Bereich verschiedener Löslichkeiten abgedeckt wird, indem die Eigenschaften des Silicasols eingestellt werden.
Beispiel 4
Herstellung von Silicafasern, die Dexmedetomidin-Hydrochlorid enthalten
Ein Sol für das Faserspinnen wurde aus TEOS, entionisiertem Wasser, Ethanol und HNO₃ als Katalysator im Verhältnis 1/2,35/1/0,000322 unter Verwendung des Sol-Gel-Verfahrens hergestellt. Ethanol wurde mit TEOS und Salpetersäure mit Wasser gemischt. Die Säure/Wasser-Lösung wurde unter kräftigem Rühren zu der TEOS/Ethanol-Lösung gegeben und dann wurde die Lösung in eine Verdampfungsschale gegossen. Der Verdampfungsprozess wurde wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt. Nach der Ethanolverdampfung wurde Dexmedetomidin-Hydrochlorid (HCl) zugesetzt (entsprechend 1 Gew.-% in getrockneter Faser). Als mit dem Spinnprozess begonnen wurde, war die Viskosität 5 600 mPas. Die Fasern wurden zu verschiedenen Stufen der Verspinnbarkeit bei 20°C gesponnen. Die Fasern wurden gepackt und luftdicht in Aluminiumfolienbeuteln bei Raumtemperatur gelagert, bis die Lösungstests durchgeführt wurden.
In vitro-Lösungstest
Die Lösungsprofile von Dexmedetomidin-HCl aus den Silicafasern wurden unter Verwendung der Lösungsapparatur II (Paddelverfahren, Sotax AT6, Basel, Schweiz) untersucht. Jede Probe (50 mg) wurde in 250 ml einer 0,9 Gew.-%igen NaCl-Lösung eingetaucht. Die Rotationsgeschwindigkeit war 50 Upm und die Temperatur war 37°C. Gelöstes Dexmedetomidin-HCl in den Lösungsproben wurde mit einem Spektralphotometer für den UV-sichtbares Licht-Bereich (Hewlett Packard 845/A, USA) bei der maximalen Extinktion von Dexmedetomidin-HCl, 220 nm gemessen.
Resultate
Die Freisetzung von Dexmedetomidin-HCl zeigte einen Burst (33%) bei der Spinnviskosität, die niedriger als 10 000 mPas war (14). Als die Spinnviskosität auf mehr als 11 500 mPas erhöht wurde, verringerte sich der Bursteffekt auf 3–10%. Bei einer Spinnviskosität über 11 500 mPas wurde die Freisetzungsrate von Dexmedetomidin-HCl im Vergleich zu Fasern, die bei weniger als 11 500 mPas gesponnen worden waren, verringert.
Der Fachmann wird erkennen, dass, obgleich spezifische Ausführungsformen dargestellt und beschrieben wurden, verschiedene Modifikationen und Änderungen durchgeführt werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Andere Ausführungsformen der Erfindung werden dem Fachmann in anbetracht der Beschreibung und der hierin offenbarten Durchführung der Erfindung einfallen. Es ist beabsichtigt, dass die Beschreibung und die Beispiele lediglich exemplarisch zu betrachten sind, wobei der wahre Umfang der Erfindung in den folgenden Ansprüchen angegeben wird.

Claims

Verfahren zur Einstellung der biologischen Abbaurate von 0,2 bis 20 Gew.-%/h, gemessen in vitro unter Verwendung einer simulierten Körperflüssigkeit (simulated body fluid, SBF) nach Ohtsuki, C. et al., J. Non-Cryst. Sol., 143 (1992) 84–92 und errechnet aus dem linearen Teil der Silica-Löslichkeitskurve, für eine Silicafaser, die aus einem Silicasol gesponnen wurde, wobei das Verfahren die Einstellung der biologischen Abbaurate durch Auswählen der Viskosität des Silicasols, aus dem die Faser gesponnen wird, am Anfangspunkt des Spinnprozesses umfasst, wobei Fasern, die in einer frühen Stufe der Verspinnbarkeit gesponnen wurden, sich im Vergleich zu Fasern, die in einer späteren Stufe gesponnen wurden, sehr langsam abbauen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Viskosität des Silicasols am Anfangspunkt des Spinnprozesses unter 100.000 mPas liegt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Viskosität des Silicasols am Anfangspunkt des Spinnprozesses etwa 1.000 bis etwa 50.000 mPas ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Viskosität des Silicasols am Anfangspunkt des Spinnprozesses etwa 2.000 bis etwa 15.000 mPas ist.
Kontrollierbar biologisch abbaubare Silicafaser, erhältlich durch die Verfahren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Löslichkeit der Faser in simulierter Körperflüssigkeit (SBF) gemäß Ohtsuki, C. et al., J. Non-Cryst. Sol., 143 (1992) 84–92, errechnet aus dem linearen Teil der Silica-Löslichkeitskurve, 0,2 bis 20 Gew.-%/h ist.
Kontrollierbar biologisch abbaubare Silicafaser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Löslichkeit der Faser in simulierter Körperflüssigkeit (SBF) 0,2 bis 8,5 Gew.-%/h ist.
Abgabevorrichtung, die die kontrollierbar biologisch abbaubare Faser nach Anspruch 5 oder 6 umfasst, wobei die Faser ein biologisch aktives Agens enthält.
Abgabevorrichtung nach Anspruch 7, wobei das biologisch aktive Agens eine Medizin, ein Protein, ein Hormon, eine lebende oder eine tote Zelle, ein Bakterium, ein Virus oder ein Teil davon ist.
Abgabevorrichtung nach Anspruch 8, wobei das biologisch aktive Agens eine Medizin ist.
Pharmazeutische Präparation, umfassend eine Abgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10.