DE69918714T2

DE69918714T2 - Herstellung von kollagenmaterial mit in vivo kontrollierter bioabbaubarkeit

Info

Publication number: DE69918714T2
Application number: DE69918714T
Authority: DE
Inventors: Yves Bayon; Philippe Gravagna; Jean-Louis Tayot
Original assignee: Imedex Biomateriaux
Current assignee: Imedex Biomateriaux
Priority date: 1998-11-30
Filing date: 1999-11-09
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2019-11-10
Also published as: WO2000032246A1; EP1135175A1; FR2786400B1; FR2786400A1; US6706684B1; CA2352984C; DE69918714D1; ES2226503T3; EP1135175B1; AU1165100A; ATE270901T1; CA2352984A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Collagenmaterials, welches es erlaubt, die Geschwindigkeit von dessen biologischem Abbau in vivo zu kontrollieren.
Sie ist insbesondere auf ein Verfahren zur Behandlung einer Collagenkomponente gerichtet, das es erlaubt, Materialien zu erhalten, deren Stabilität und mechanische Eigenschaften je nach den Behandlungsbedingungen variabel und an die verschiedenen biomedizinischen Verwendungen des Collagens angepasst sind.
Biomaterialien auf Collagenbasis werden gegenwärtig zu zahlreichen Zwecken verwendet, da sie den Hauptvorteil besitzen, dass sie resorbierbar sind. Jedoch ist es bei den Verwendungen erforderlich, ihren biologischen Abbau zu kontrollieren. Dabei müssen die mechanischen Eigenschaften des implantierten Collagenmaterials sich fortschreitend verschlechtern, und dieses Material muss schließlich über einen festgelegten Zeitraum vollständig verdaut sein.
Je nach den Verwendungen dieser Biomaterialien auf Collagenbasis muss ihr Abbau im Allgemeinen innerhalb eines Zeitraums stattfinden, der von einigen Tagen bis zu mehreren Wochen reicht.
Um diese Aufgaben zu lösen, können die Eigenschaften des Collagens auf mehrere mögliche Arten und Weisen modifiziert werden. So sind aus dem Stand der Technik Behandlungen bekannt, die zur Bildung von ionischen Bindungen, Wasserstoffbrückenbindungen oder auch kovalenten Bindungen führen (Chvapil et al., International Review of Connective Tissue Research, Bd. 6, Herausgeber D. A. Hall und D. S. Jackson, Academic Press, UK, 1–61 (1973)).
Die Schaffung intermolekularer Bindungen erlaubt es, die Dauer des biologischen Abbaus des Collagenmaterials und die mechanische Beständigkeit der Collagenfasern zu erhöhen, wobei ihr Wasseraufnahmevermögen, ihre Löslichkeit und enzymatische Abbaugeschwindigkeit verringert werden (Pachence et al., Medical Device & Diagnostic Industry, 9, 46–55 (1987)).
So sind im Stand der Technik Verfahren vorgeschlagen worden, die es ermöglichen, das Collagen entweder durch physikalische oder durch chemische Verfahren zu vernetzen.
In den chemischen Verfahren werden Vernetzungsmittel wie Aldehydverbindungen eingesetzt, von welchen insbesondere Formaldehyd, Glutaraldehyd, Succinaldehyd, Glyoxal und Acrolein oder auch Carbodiimide, Diisocyanate und Azidderivate zu nennen sind (Pachence et al., Medical Device & Diagnostic Industry, 9, 46–55 (1987), Weadock et al., Biomat. Med. Dev. Art. Org., 11, 293–318 (1983–84) und BIOETICA et INSERM, FR 2 617 855).
Dabei sind die Aldehydverbindungen sicher die am häufigsten verwendeten Vernetzungsmittel, erzeugen aber auch potentiell cytotoxische Biomaterialien.
Dabei ist es wünschenswert, so wenig wie möglich chemische Mittel in ein implantierbares Biomaterial einzubauen, da diese Additive zu Komplikationen und zu immer strengeren Vorschriften zum Nachweis der fehlenden Toxizität solcher Produkte führen.
Weiterhin ist aus dem Stand der Technik ein Verfahren zur Modifizierung von Collagen bekannt, indem in diesem Aldehydfunktionen durch oxidatives Schneiden mit Periodsäure oder einem ihrer Salze gebildet werden, wobei die Behandlung die Vernetzung des Collagens bei neutralem oder basischem pH-Wert erlaubt (M. Tardy und J. L. Tayot, US 4 931 546 ).
Schließlich ist im Stand der Technik auch vorgeschlagen worden, die Eigenschaften des Collagens zu modifizieren, indem die Amino- und Carboxylgruppen der es enthaltenden Aminosäuren funktionalisiert werden. Gemäß jenem Ansatz können so Modifizierungen von Ladung und Polarität den Collagenabbau verlangsamen oder beschleunigen (Green et al., Biochem. J., 154, 181–187 (1953) und Gustavson, Ark. Kemi., 55, 541–546 (1961)).
Die physikalischen Verfahren umfassen die Entwässerung, Alterung, Erwärmung unter Feuchtigkeitsausschluss oder auch Bestrahlung durch Ultraviolett-, β- oder γ-Strahlung.
Davon wird die Behandlung mit β- oder γ-Strahlung angewendet, um entwässerte Collagenmaterialien zu sterilisieren, führt aber zu Materialien, deren Beständigkeit im Lichte der bisher zur Verfügung stehenden Literatur schwierig vorherzusagen ist.
Die verschiedenen Parameter, die diese Art einer Behandlung beeinflussen können, sind noch nicht genügend bekannt, um es zu ermöglichen, die Qualität der erhaltenen biologischen Collagenmaterialien zu steuern, insbesondere unter dem Gesichtspunkt ihrer mechanischen Beständigkeit und der Geschwindigkeit ihres biologischen Abbaus (Sintzel et al., Drug Dev. Ind. Pharm., 23, 857–878 (1997)).
Im Patent US 5 035 715 ist eine Bestrahlung eines im Wesentlichen nicht feuchten Gemischs aus Collagen und einem anorganischen Material mit γ-Strahlung, die es erlaubt, eine gewisse Vernetzung zu erhalten, beschrieben.
Im Patent EP 0 351 296 ist eine Bestrahlung von Collagenkugeln mit γ-Strahlen beschrieben, die es erlaubt, ihre Dichte zu erhöhen.
In der Patentanmeldung WO 95/34332 ist die Sterilisierung einer Klappenprothese, die aus Schweinegewebe stammt und somit Collagen enthält, durch ein Elektronenstrahlbündel, Bestrahlung mit Röntgenstrahlung oder γ-Strahlung beschrieben. Die Bestrahlung mit β-Elektronenstrahlen der Prothese, die zuvor leicht durch ein chemisches Mittel vernetzt worden ist, führt dabei zu einem geringeren Abbau als die Bestrahlung mit γ-Strahlen. Dabei lehrt jedoch jenes Dokument nicht, dass es möglich ist, die Vernetzung und die Widerstandsfähigkeit gegenüber einem Abbau einer solchen Klappe durch β-Strahlung zu erhöhen. Im Gegenteil, es lehrt, dass β-Strahlung kaum Einfluss auf die Vernetzung hat.
Im Patent US 5 674 290 ist die Sterilisierung von Collagenimplantaten mit hohem Wassergehalt in einer Hülle beschrieben, die dicht und gegenüber γ-Strahlung transparent ist. Wenn diese Lehre auf Collagen angewendet wird, wird dieses zuvor durch ein chemisches Mittel vernetzt. In jenem Dokument wird festgestellt, dass im Gegensatz zur Sterilisierung eines trockenen Collagenmaterials durch γ-Strahlung die Sterilisierung von feuchtem Collagenmaterial durch γ-Strahlung die enzymatische Abbaubarkeit dieses Materials nur sehr leicht modifiziert. Jenes Dokument legt irrtümlicherweise nahe, dass die Sterilisierung eines solchen Materials durch Elektronenbündel der Sterilisierung durch γ-Strahlung gleichwertig wäre.
Somit ist festzustellen, dass die verschiedenen Behandlungen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind und es erlauben, auf bestimmte Eigenschaften der Collagenmaterialien einzuwirken, entweder eine unerwünschte oder potentielle Toxizität in den vorgesehenen Verwendungen verursachen, schwierig oder teuer durchzuführen sind oder es nicht erlauben, die Eigenschaften des erhaltenen fertigen Materials wirksam zu kontrollieren.
Deshalb liegt der Erfindung als Aufgabe zugrunde, eine Behandlung bereitzustellen, die es erlaubt, Collagenmaterialien zu erhalten, deren in-vivo-Abbaugeschwindigkeit und mechanische Eigenschaften je nach den potentiellen Verwendungen dieser Materialien modifizierbar sind.
Eine weitere erfindungsgemäße Aufgabe besteht darin, ein Behandlungsverfahren bereitzustellen, das zu einem einsatzbereiten Biomaterial führt, indem gleichzeitig die Vernetzung und Sterilisierung es Collagenmaterials durchgeführt werden.
Dazu hat die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines nicht-toxischen, biologisch verträglichen vernetzten Collagenmaterials mit in vivo kontrollierbarer Abbaugeschwindigkeit zum Gegenstand, das dadurch gekennzeichnet ist, dass in ihm eine Collagenkomponente im feuchten Zustand einer Bestrahlung mit β-Strahlung unterworfen wird, wobei das erhaltene Collagenmaterial steril und innerhalb von einigen Tagen bis mehreren Wochen biologisch abbaubar ist.
Die Erfindung hat weiterhin das zuvor beschriebene Verfahren zum Gegenstand, das dadurch gekennzeichnet ist, dass vor ihrer Bestrahlung die Collagenkomponente im feuchten Zustand mit einem Netz aus Collagenfasern mit vorzugsweise Helixstruktur verbunden wird.
Die Erfindung betrifft auch die durch dieses Verfahren erhaltenen Materialien.
Sie ist weiterhin gerichtet auf ein Zweikomponenten-Verbundmaterial mit in vivo kontrollierbarer biologischer Abbaugeschwindigkeit, das biologisch verträglich, nicht-toxisch und steril ist und sich vernähen und klammern lässt, dadurch gekennzeichnet, dass es ausschließlich oder hauptsächlich zwei Schichten umfasst, die innig miteinander verbunden und bei gegenseitiger Durchdringung der vernetzten Netzwerke vernetzt sind, wobei eine der Schichten von einem Film auf der Basis einer vernetzten Collagenkomponente und die andere von einem zusammengepressten Umschlag gebildet wird, der von unlöslich gemachten vernetzten Collagenfasern, insbesondere Collagen mit Helixstruktur, die aus in einer wässrigen Lösung solubilisiertem oder dispergiertem Collagen hergestellt sind, geformt wird.
Von den Erfindern ist völlig überraschend und auf unvorhersehbare Weise festgestellt worden, dass die Eigenschaften von Collagenmaterialien von der Art und Weise der Bestrahlung mit β- oder γ-Strahlen abhängig sind.
Insbesondere haben sie festgestellt, dass der Hydratationsgrad des bestrahlten Materials eine entscheidende Rolle für die endgültigen Eigenschaften des resultierenden Collagenmaterials spielt.
Weiterhin ist von ihnen festgestellt worden, dass die erhaltenen Ergebnisse sich je nach dem Charakter der behandelten Collagenkomponente und je nach den eingehaltenen Bedingungen der Sterilisierung durch Bestrahlung deutlich voneinander unterscheiden.
Von den Erfindern ist somit ein Verfahren entwickelt worden, das gleichzeitig die Vernetzung und Strukturierung der behandelten Collagenkomponente zeitgleich mit deren Sterilisierung erlaubt und, ausgehend von einem feuchten Material, das im Wesentlichen frei von einem ergänzenden Vernetzungsmittel und vorzugsweise unvernetzt ist, zu einem Material führt, das einsatzfertig ist und definierte Eigenschaften besitzt, insbesondere unter dem Gesichtspunkt seiner mechanischen Beständigkeit und seiner in-vivo-Abbauzeit.
Dabei betrifft erfindungsgemäß der Begriff "Strukturierung" der Collagenkomponente die Ausgewogenheit zwischen dem Vernetzungsgrad und dem Hydrolysegrad der Collagenkomponente, die zu mehr oder weniger widerstandsfähigen Biomaterialien führt.
Erfindungsgemäß bezieht sich der Charakter der Collagenkomponente insbesondere auf ihren Zustand (Feuchtigkeitsgehalt), pH-Wert oder auch gegebenenfalls ihre Funktionalisierung.
Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Collagenkomponente befindet sich im feuchten Zustand. Dabei ist unter "feuchtem Zustand" ein Material zu verstehen, das einen Feuchtigkeitsgehalt von über 30% und insbesondere von 40 bis 95% besitzt.
Zum Vergleich entspricht der trockene Zustand einem Material, dessen Feuchtigkeitsgehalt weniger als 30% und vorzugsweise 5 bis 20% beträgt.
In diesem Fall kann es im feuchten Zustand in Form eines Gels bzw. einer wässrigen Lösung oder im teilweise entwässerten Zustand in Form eines Films vorliegen, wobei der Feuchtigkeitsgehalt in letzterem Fall fast 30% beträgt, im Unterschied zu Gelen und Lösungen, die einen viel höheren Wasseranteil enthalten.
Unabhängig von ihrer Form beträgt die Konzentration der Collagenkomponente (Trockensubstanz) mindestens 0,5% und vorzugsweise mehr als 2,5%.
Die erfindungsgemäß verwendete Collagenkomponente kann aus Collagen, das tierischen bzw. humanen Ursprungs ist oder durch genetische Rekombination erhalten worden ist, bestehen oder es enthalten. Vorzugsweise wird natives Collagen, das bei einem sauren pH-Wert solubilisiert worden ist, oder wie es nach Verdauung durch Pepsin erhalten worden ist, verwendet. Dabei kann es sich insbesondere um Rindercollagen Typ I oder humanes Collagen Typ I oder III oder auch um Gemische letzterer in beliebigen Verhältnissen handeln.
Die Collagenkomponente kann auch aus Collagen, das durch oxidatives Schneiden, insbesondere mit Periodsäure oder einem ihrer Salze gemäß dem weiter oben beschriebenen Verfahren, modifiziert worden ist, bestehen oder es enthalten.
Es wird kurz zusammengefasst, dass dieses Verfahren darin besteht, eine saure Collagenlösung Periodsäure oder einem ihrer Salze durch Vermischen mit einer Lösung dieser Säure oder dieses Salzes mit einer Konzentration von 1 bis 10^–5 M und vorzugsweise zwischen 5·10^–3 M und 10^–1 M bei einer Temperatur von etwa der Umgebungstemperatur einen Zeitraum lang, der von 10 Minuten bis 72 Stunden reichen kann, auszusetzen.
Erfindungsgemäß wird eine saure wässrige Collagenlösung verwendet, deren Konzentration 5 bis 50 g/l und vorzugsweise 30 g/l beträgt.
Diese Behandlung verursacht Schneidvorgänge in bestimmten Collagenbestandteilen, die Hydroxylysin und Zucker sind, und erzeugt so reaktive Stellen, ohne dabei die Vernetzung auszulösen, während der pH-Wert sauer bleibt.
Dabei besteht die Aufgabe des oxidativen Schneidens des Collagens darin, eine spätere moderate Vernetzung des Collagenmaterials zu ermöglichen, wobei es jedoch erfindungsgemäß nicht ausgeschlossen ist, dass diese Aufgabe von anderen moderaten Vernetzungsmitteln, beispielsweise β- bzw. γ-Strahlung oder chemischen Mitteln, die mit ausreichend niedrigen Dosen eingesetzt werden und nicht-toxisch sind, erfüllt werden kann.
Die erfindungsgemäß verwendete Collagenkomponente kann auch aus Collagen bestehen oder dieses enthalten, das, wenigstens teilweise, seine Helixstruktur, insbesondere durch eine weniger als eine Stunde dauernde Erwärmung bei einer Temperatur von über 37°C und vorzugsweise von 40 bis 50°C, verloren hat.
Insbesondere kann ein fertiges Präparat erhalten werden, das mit Gelatine verglichen werden kann, dessen Molekulargewicht der Elementarketten aber mehr als oder gleich 100 kDa beträgt.
Die Behandlung durch Erwärmung der Collagenlösung bei einer Temperatur von über 37°C führt zu einem fortschreitenden Verlust der Helixstruktur des Collagens, wobei jedoch erfindungsgemäß nicht ausgeschlossen ist, dass diese Aufgabe durch andere physikalische oder chemische Mittel, beispielsweise durch Ultraschall oder durch die Zugabe von chaotropen Mitteln, erfüllt werden kann.
Die Collagenkomponente kann auch aus Collagen bestehen oder dieses enthalten, dessen Amin- und/oder Carboxylfunktionen der Aminosäuren, beispielsweise durch Succinylierung, Methylierung oder auch Pfropfen mit Fettsäuren oder durch ein beliebiges anderes bekannten Verfahren zur chemischen Modifizierung des Collagens funktionalisiert sind.
Die Erfindung richtet sich auch auf Gemische aus den verschiedenen zuvor genannten Collagenkomponenten in allen Verhältnissen.
Die erfindungsgemäße Collagenkomponente kann auch ein hydrophiles makromolekulares Additiv enthalten.
Erfindungsgemäß besitzt das hydrophile makromolekulare Additiv ein Molekulargewicht, das vorteilhafterweise mehr als 3000 Dalton beträgt.
Dabei kann es sich um hydrophile synthetische Polymere mit vorteilhafterweise einem Molekulargewicht von 3000 bis 20000 Dalton handeln. Polyethylenglykol ist besonders bevorzugt.
Es kann sich auch um Polysaccharide handeln, von welchen Stärke, Dextran und Cellulose zu nennen sind, die auch bevorzugt sind.
Weiterhin kann die Verwendung solcher Polysaccharide in oxidierter Form, die in diesen Molekülen Carboxylfunktionen zugänglich macht, vorgesehen werden.
Erfindungsgemäß können sich auch Mucopolysaccharide eignen, wobei sie jedoch aufgrund ihrer besonderen tierischen Herkunft, weshalb sie sich schwierig herstellen lassen, ohne dabei die Vorschriften zu ihrer Verfolgbarkeit zu verletzen, nicht bevorzugt sind.
Das hydrophile Additiv wird in Abhängigkeit von insbesondere mit seiner Verwendung verknüpften Parametern wie Preis, Harmlosigkeit, biologische Abbaubarkeit und/oder Leichtigkeit der Ausscheidung, speziell über die Harnwege, bei einer therapeutischen Verwendung ausgewählt.
Die Konzentration des hydrophilen Additivs ist 2 bis 10 Mal geringer als diejenige der Collagenkomponente.
Anschließend wird das Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Collagenmaterials näher erläutert.
Es umfasst eine Stufe, in welcher die wie zuvor definierte Collagenkomponente einer Bestrahlung mit β-Strahlen mit einer Dosis unterworfen wird, die je nach der gewünschten mechanischen Widerstandsfähigkeit des fertigen Biomaterials und nach dessen biologischer in-vivo-Abbaugeschwindigkeit variabel ist.
Die Collagenkomponente wird vorteilhafterweise bei einem pH-Wert, der neutral ist und vorzugsweise 6,5 bis 8 beträgt, mit dem Ziel behandelt, die Vernetzungsreaktionen zu begünstigen und aufgrund des physiologischen pH-Wertes ein biologisch verträgliches Biomaterial zu erhalten.
Die Collagenkomponente wird durch Bestrahlung mit β-Strahlung mit einer sterilisierenden Dosis, die vorteilhafterweise etwa 5 bis 50 kGray und vorzugsweise 25 bis 35 kGray beträgt, vernetzt-strukturiert.
Unter bestimmten Bedingungen können die Dosen verringert werden, beispielsweise bis auf 5 kGray bei schon sterilen oder sehr wenig kontaminierten Materialien, was es erlaubt, die Senkung des Vernetzungsgrads zu modifizieren.
Erfindungsgemäß ermöglicht es die Behandlung durch β-Strahlen einer Collagenkomponente im feuchten Zustand ein Material zu erhalten, das eine hohe Abbaubeständigkeit besitzt und in vivo über mehrere Wochen biologisch abbaubar ist, während eine Exposition mit γ-Strahlen zu einem Biomaterial führt, das eine geringe Abbaubeständigkeit besitzt und in vivo innerhalb von einigen Tagen biologisch abbaubar ist.
Diese Ergebnisse stehen im umgekehrten Verhältnis zu denjenigen, die mit einer Collagenkomponente im trockenen Zustand erhalten werden, bei welcher eine Bestrahlung mit β-Strahlung zu einem Biomaterial führt, dessen Abbau innerhalb von einigen Tagen stattfindet, während die Bestrahlung mit γ-Strahlen zu einem Biomaterial führt, dessen Abbau innerhalb von mehreren Wochen stattfindet.
Entsprechend einer erfindungsgemäßen Abwandlung wird die Collagenkomponente, die vorgesehen ist, durch Bestrahlung strukturiert zu werden, zuvor mit einem nicht denaturierten Collagenfasernetz verbunden, das vorteilhafterweise in die Form eines zusammengepressten Umschlags gebracht worden ist.
Dabei kann die Herstellung dieses Umschlags mit Collagen, das nativ oder mit Periodsäure bzw. einem ihrer Salze oxidiert ist, erfolgen.
Die Fasern werden aus der resultierenden Lösung gebildet und anschließend durch Neutralisation vernetzt.
Die so vernetzten Fasern aus oxidiertem Collagen mit Helixstruktur werden gefriergetrocknet und entwässert und anschließend zusammengepresst, um den Umschlag zu bilden.
Anschließend wird auf diesem zusammengepressten Umschlag aus faserförmigem Collagen eine wie weiter oben beschrieben hergestellte Lösung der Collagenkomponente aufgebracht.
Das Ganze wird vorteilhafterweise getrocknet und teilweise wieder befeuchtet, um die Konzentration der Collagenkomponente zu erhöhen.
Anschließend wird die Behandlung durch Bestrahlung wie zuvor beschrieben durchgeführt.
Es wird so die beschriebene Strukturierung/Vernetzung des Ganzen erhalten, die zu einem Zweikomponenten-Verbundmaterial führt, das eine filmbildende Schicht auf der Basis einer vernetzten Collagenkomponente, die mit einem zusammengepressten Umschlag aus vernetzten Collagenfasern verbunden ist, umfasst, wobei sich die vernetzten Netze gegenseitig durchdringen.
Ganz allgemein kann dieses Verfahren auf Umschläge aus gegebenenfalls verwebten Fasern aus Collagen mit vorteilhafterweise Helixstruktur angewendet werden.
Die durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltenen Collagenmaterialien sind für das Verhindern von postoperativen Anhaftungen und/oder die Wundheilung nützlich.
Solche Materialien sind besonders nützlich, um die Heilung von chirurgischen und Hautwunden zu beschleunigen. Ihr biologisch verträglicher Charakter macht sie sehr leicht von den Zellen der verschiedenen Gewebe, mit welchen sie sich in Berührung befinden, kolonialisierbar.
Bei inneren Wunden ist beobachtet worden, dass diese Heilung harmonisch verläuft, ohne zu anarchischen Fasergewebswucherungen zu führen, die für postoperative Anhaftungen verantwortlich sind.
Dabei kann die wundheilende Wirkung dieser Materialien selbstverständlich durch den Zusatz von Wachstumsfaktoren oder Faktoren für die Zelldifferenzierung verstärkt werden.
Die erfindungsgemäßen Materialien werden daher dafür empfohlen, dass sie eine schnelle Wundheilung mit einer Qualität sicherstellen, die so nahe wie möglich zu der ursprünglichen Anatomie ist.
Die Collagenmaterialien, die mit einem Collagenfasernetz verbunden sind, sind auch für die wie zuvor beschriebene Wundheilung nützlich. Sie haben den Vorteil, dass sie aufgrund ihrer sehr hohen Beständigkeit, die aus der Bestrahlung mit β-Strahlen resultiert, vernähbar und klammerbar sind.
Diese Materialien können auch verwendet werden, um Gewebe oder Wände (beispielsweise die Wand von Speiseröhre oder Darm) zu ersetzen oder zu verschließen (beispielsweise bei teilweiser Ablation eines Teils des Gewebes oder der Wand).
BEISPIELE
Beispiel 1: Strukturierung eines erhitzten Collagengels
Es wurde eine saure Lösung von Rindercollagen Typ I mit einer Konzentration von 16% hergestellt, indem das saure Collagenpulver in entmineralisiertem ultrafiltriertem Wasser mit einer Temperatur von 40 bis 60°C weniger als 30 Minuten lang solubilisiert wurde. Die Lösung wurde mit normaler Natronlauge bis auf pH 7,45 neutralisiert, sobald die Collagenlösung ausreichend fluid war, d. h. 5 bis 10 Minuten nach der Collagenzugabe zum Wasser, um eine Hydrolyse des Collagens zu vermeiden.
Die Collagenlösung wurde anschließend über eine Membran mit einer Porosität von 0,22 μm sterilfiltriert und vor ihrer Verwendung bei einer Temperatur von 0 bis 10°C aufbewahrt.
Es wurde ein fertiges Präparat erhalten, das mit Gelatine vergleichbar war, dessen Molekulargewicht der Elementarketten jedoch mehr als oder gleich etwa 100 kDa betrug.
Es können weitere dem Fachmann bekannte Collagenquellen verwendet werden, um erhitztes Collagen, wie zuvor in diesem Beispiel beschrieben, zu erhalten.
Rindercollagen Typ I kann säurelöslich sein (bei saurem pH-Wert aus Haut oder Sehnen extrahiert) oder durch Verdauung mit Pepsin löslich gemacht sein, was die anschließenden Sterilfiltrationen des erhitzten Collagens erleichtert.
Die Lösung des erhaltenen erhitzten Collagens wird anschließend durch Gießen, "Prilling" (Bildung von Kugeln mittels Durchlauf durch Kapillaren und Gewinnung der Tröpfchen), teilweise Trocknung (die es erlaubt, die Konzentration der Collagenkomponente zu erhöhen) oder ein beliebiges anderes Verfahren bei einer Temperatur von 40 bis 70°C geformt und anschließend auf eine Temperatur von 0 bis 25°C abgekühlt.
Diese Behandlungen haben das Ziel, Biomaterialien mit beliebigen Formen zu erhalten, die an die gewünschten Verwendungen angepasst sind, beispielsweise Kapillarschläuche, Kugeln, Mikrokugeln, Kapseln und Filme, die interessierende therapeutische Moleküle enthalten können.
Das hergestellte Biomaterial wird entweder durch γ-Strahlung oder β-Strahlung mit einer Dosis von 25 bis 35 kGray vernetzt und sterilisiert.
Das mit γ-Strahlung bestrahlte Biomaterial löst sich innerhalb von weniger als 24 Stunden bei 37°C in entmineralisiertem Wasser.
Demgegenüber wird durch die Bestrahlung mit β-Strahlen das Biomaterial stark vernetzt. Dieses lässt sich bei 60°C in entmineralisiertem Wasser, selbst nach einem Tag, nicht abbauen. Sein Wasseraufnahmevermögen ist verringert und sogar gleich null. Es beträgt weniger als 10 Gew.-% des Biomaterials. Sein biologischer Abbau verläuft in vivo langsam und erfordert mehrere Wochen, selbst wenn sich die Implantationsstelle des Biomaterials beim Tier subkutan oder im Kontakt mit inneren Organen befindet.
Gemäß einer Abwandlung kann dieses Material aus einer Lösung von nativem Collagen mit einer Konzentration von 0,5 bis 3%, die 5 g/l NaCl enthält und der Erwärmungsstufe nicht unterworfen wurde, derart hergestellt werden, dass die Helixstruktur des Collagens erhalten bleibt.
Beispiel 2: Strukturierung eines Films aus teilweise rehydratisiertem Collagen
Das Material von Beispiel 1 wurde ohne ein chemisches Additiv in Form eines Film mit 2 mm Dicke hergestellt.
Vor der abschließenden Behandlung durch Bestrahlung wurde der erhaltene Film unter einem trockenen Luftstrom entwässert und 24 Stunden lang filtriert.
Der erhaltene trockene Film wurde anschließend 5 bis 10 Minuten lang in destilliertem Wasser rehydratisiert.
Der teilweise rehydratisierte Film wurde in einer wasserdampfdichten Verpackung verpackt und anschließend durch β- oder γ-Strahlung mit einer Dosis von 25 bis 35 kGray behandelt.
Der am Ende erhaltene Film hatte eine Dicke von zwischen 0,5 und 1 mm in Abhängigkeit von der zuvor eingehaltenen Rehydratationszeit. Sein Collagengehalt betrug zwischen 30 und 60%.
Das durch die β-Strahlung sterilisierte Material war gegenüber Zugkräften sehr widerstandsfähig und wurde in vivo subkutan in mehr als 3 Wochen abgebaut.
Das durch die γ-Strahlung sterilisierte Material war gegenüber Zugkräften wenig widerstandsfähig, quoll spontan in Berührung mit 37°C warmem Wasser und wurde nach der Implantation innerhalb von weniger als einer Woche abgebaut.
In einer Abwandlung kann dieses Material aus einer Lösung von nativem Collagen mit einer Konzentration von 0,5 bis 3%, die 5 g/l NaCl enthält und der Erwärmungsstufe nicht unterworfen worden ist, derart hergestellt werden, dass die Helixstruktur des Collagens erhalten bleibt.
Beispiel 3: Herstellung eines vernähbaren Materials durch Verbindung des Collagenmaterials von Beispiel 2 mit einem Netz aus Collagenfasern mit Helixstruktur
a) Herstellung des Collagenfasernetzes
Es wurde eine saure Lösung von Rindercollagen Typ I mit einer Konzentration 1% hergestellt, indem das saure Pulver bei 20°C in entmineralisiertem, ultrafiltriertem Wasser solubilisiert wurde.
Zu dieser Lösung wurde Orthoperiodsäure lichtgeschützt zugegeben, um eine Endkonzentration von 5·10^–3 M zu erhalten, um gemäß dem Patent FR 2 601 371 Fasern aus oxidiertem Collagen herzustellen.
Nach 2 Stunden Behandlung wurde diese Lösung in eine Reihe von parallelen Kapillaren mit einem Innendurchmesser von etwa 300 Mikrometern gefüllt, wodurch feine Collagenschläuche entstanden, die durch eine automatische Schneidvorrichtung zu Stücken von 4 cm Länge zerschnitten wurden. Diese feinen Collagenkapillaren wurden insgesamt von einer alkalischen Natriumcarbonatpufferlösung, 0,05 M, pH 9,3, ergänzt mit Ethanol auf 30%, aufgenommen.
Unter diesen Bedingungen vernetzte das oxidierte Collagen sofort, und die Collagenschläuche wurden unlöslich. Die so vernetzten Schläuche wurden in aufeinanderfolgenden Bädern mit ultrafiltrierten Wasser gewaschen. Anschließend wurde eine Suspension dieser Fasern hergestellt, die 2% (Trockensubstanz) Collagen enthielt, ergänzt mit Glycerin auf 1%, und zu Platten mit einer Dicke von 5 mm ausgebreitet.
Die Platten wurden anschließend gefriergetrocknet und die entwässerten Umschläge durch Druck zusammengepresst, um eine Dicke von 1 bis 2 mm zu erhalten.
b) Herstellung der erhitzten Collagenlösung
Es wurde unter den in Beispiel 1 oder 2 beschriebenen Bedingungen eine 5%ige erhitzte Collagenlösung hergestellt.
c) Verbindung der zwei vorhergehenden Materialien
Die in b) hergestellte Lösung wurde auf den in Abschnitt a) beschriebenen zusammengepressten Umschlag mit einem Anteil von etwa 0,2 ml/cm² gegossen.
Anschließend wurde das Ganze 24 Stunden lang unter einer sterilen laminaren Strömung getrocknet.
Das Verbundmaterial wurde anschließend durch 10 Minuten langes Eintauchen in Wasser teilweise rehydratisiert.
Das Material wurde in einer wasserdampfdichten Verpackung verpackt und durch β-Strahlung (Strahlenbündel aus beschleunigten Elektronen) sterilisiert.
Es wurde ein gegen Zugkräfte äußerst widerstandsfähiges Material erhalten, dessen mechanische Eigenschaften es für chirurgische Näh- und Klammertechniken verwendbar machen.
Dieses Material besteht ausschließlich aus Collagen, ohne ein chemisches Additiv. Es ist nicht-toxisch, wird perfekt vom Organismus toleriert und kann als Ersatz für tierisches Gewebe (beispielsweise Oberschenkelfaszie und Dura mater) verwendet werden, das gegenwärtig von Chirurgen für den Ersatz oder Verschluss von Geweben und Wänden oder auch zur Wundheilung verwendet wird.
Beispiel 4: Strukturierung von Collagenhydrokolloiden, die aus Fasern aus oxidiertem nativem Collagen bestehen
Die Collagenhydrokolloide wurden aus nativem Rindercollagen, das nicht durch Pepsin verdaut worden war, hergestellt und mit Periodsäure gemäß dem in dem Patent US 4 931 546 beschriebenen Verfahren oxidiert.
Es wurden Fasern aus nativem Collagen Typ I, das aus der Haut von Kälbern extrahiert worden war, verwendet. Es können auch dem Fachmann bekannte andere Collagenquellen verwendet werden.
Es wurde eine Collagenlösung mit 30 g/l hergestellt, indem es in einem Volumen von 720 ml 0,01 N HCl suspendiert wurde. Dazu wurde Periodsäure auf eine Endkonzentration von 8 mM, d. h. 1,83 g/l, gegeben.
Die Oxidation wurde 3 h ± 30 Minuten lang bei einer Temperatur von 22 ± 3°C unter Rühren und lichtgeschützt durchgeführt.
Danach wurde das oxidierte Collagen ausgefällt, indem NaCl 240 g/l bis zum Erhalten einer NaCl-Endkonzentration von 41 g/l zugegeben wurde.
Nach 30minütigem Warten wurde der Niederschlag durch Dekantieren durch ein Gazesieb mit einer Porosität von 20 bis 100 μm gewonnen und anschließend 4 Mal mit einer Lösung von NaCl 41 g/l in HCl 0,01 N gewaschen, um alle Spuren von Periodsäure oder ihren Salzen, die sich bei der Collagenoxidation gebildet hatten, zu entfernen. Es wurden 110 g eines Niederschlags erhalten.
Danach wurde das Natriumchlorid durch drei aufeinanderfolgende Waschungen des salzigen Collagenniederschlags entfernt, wobei ein Aceton/Wasser-Gemisch (80/20, Gew./Gew.) verwendet wurde.
Eine abschließende Waschung mit 100%igem Aceton erlaubte es, 51,5 g eines konzentrierten acetonischen Niederschlags aus Collagen zu erhalten, das sauer, oxidiert, nicht vernetzt und frei von toxischen Produkten war, die auf den Einsatz der Periodsäure zurückzuführen wären.
Der acetonische Niederschlag wurde in 390 ml (apyrogenem) ultrafiltriertem entmineralisiertem Wasser mit 40°C 5 bis 10 Minuten lang aufgenommen, um eine Collagenkonzentration von 4,1% zu erhalten. Anschließend wurde das Gemisch 30 Minuten lang bei 50 ± 5°C erhitzt.
Vor Verwendung kann die Lösung aus oxidiertem erhitztem Collagen bei –20°C aufbewahrt werden.
Zur Herstellung des Hydrokolloids wurde zu dem wie zuvor hergestellten erhitzten, oxidierten Collagen mit der Endkonzentration von 4,1% bei 38°C eine sterile Lösung von PEG 4000 (Polyethylenglykol mit einem Molekulargewicht von 4000) gegeben, um eine Endkonzentration von 1,3% PEG und insgesamt 3,9% Collagen zu erreichen. Der pH-Wert dieser Lösung wurde anschließend auf 7,3 neutralisiert.
Das Collagengemisch wurde mit 0,2 g pro cm² auf hydrophobe Träger aus Polystyrol oder PVC gegossen. Es wurde 18 bis 24 Stunden lang unter einem sterilen Luftstrom bei einer Temperatur von etwa 22°C verdampft. Der erhaltene Film wurde 15 bis 20 Minuten lang in apyrogenem entmineralisiertem Wasser rehydratisiert, um ein Hydrokolloid zu erhalten. Dieses Biomaterial wurde durch Bestrahlung mit β- oder γ-Bestrahlung mit einer Dosis von 25 bis 35 kGray strukturiert und sterilisiert. Sein Feuchtigkeitsgehalt beträgt vor der Sterilisation vorzugsweise zwischen 75 und 95%.
Die durch Bestrahlung mit γ-Strahlung strukturierten Hydrokolloide lösen sich innerhalb von weniger als 24 Stunden bei 37°C auf, wenn sie in apyrogenes entmineralisiertes Wasser getaucht werden.
Im Gegensatz dazu erlaubt die Bestrahlung mit β-Strahlen mit den weiter oben genannten Dosen ein widerstandsfähigeres Hydrokolloid zu erhalten, das seine Integrität behält, selbst wenn es 24 Stunden lang bei 37°C in apyrogenes entmineralisiertes Wasser getaucht wird.
Beispiel 5: Strukturierung von Collagenhydrokolloiden, die aus Fasern aus nicht-oxidiertem nativem Collagen bestehen
Die in diesem Beispiel beschriebenen Hydrokolloide bilden eine Abwandlung von Beispiel 4.
Sie werden aus nicht-oxidiertem erhitztem Collagen und PEG 4000 als hydrophiles makromolekulares Additiv hergestellt.
Saures natives Rinderkollagen Typ I mit der Endkonzentration von 3% wurde in ultrafiltriertem entmineralisiertem Wasser, das 1% PEG 4000 enthielt, aufgenommen. Das Gemisch wurde unter Rühren bei 42°C bis zum Erhalten einer homogenen Lösung, d. h. weniger als 30 Minuten lang, gehalten. Danach wurde es unter Vakuum entgast.
Das Gemisch wurde anschließend mit 0,27 g/cm² auf hydrophobe Träger aus Polystyrol oder PVC gegossen.
Es wurde 18 bis 24 Stunden lang unter einem sterilen Luftstrom getrocknet.
Der resultierende Film wurde 15 bis 20 Minuten lang in einem physiologischen Puffer rehydratisiert, um einen Film mit einem neutralen pH-Wert von 7 bis 8 zu erhalten. Dazu kann ein Phosphatpuffer, 150 mM, mit pH 8,2, verwendet werden.
Dieses Biomaterial wurde mit β- oder γ-Strahlung mit einer Dosis von 25 bis 35 kGray strukturiert und sterilisiert. Seine Feuchtigkeit betrug vor der Sterilisation vorzugsweise 75 bis 95%.
Die Eigenschaften der erhaltenen Materialien lassen sich mit denjenigen der in den vorhergehenden Beispielen beschriebenen Materialien vergleichen. Die Sterilisierung durch β-Strahlung macht das Hydrokolloid auf der Basis von nicht-oxidiertem nativem Rindercollagen Typ I widerstandsfähiger als die Sterilisierung durch γ-Strahlung.
Beispiel 6: Strukturierung von Collagenhydrokolloiden, die aus mit Pepsin verdautem, oxidiertem Rindercollagen Typ I bestehen
Die in diesem Beispiel beschriebenen Hydrokolloide bilden eine Abwandlung der Beispiele 4 und 5.
Es wurde durch Pepsin verdautes Rindercollagen Typ I verwendet. Auf dieselbe Weise können humane Collagene vom Typ I bzw. III oder ihre Gemische in allen Verhältnissen verwendet werden.
Das Collagen wurde wie in Beispiel 4 beschrieben, mit folgenden Modifizierungen, oxidiert:
Der acetonische Niederschlag aus oxidiertem Collagen wurde mit der Endkonzentration von 3% in ultrafiltriertem entmineralisiertem Wasser mit 40°C aufgenommen. Er wurde anschließend 30 Minuten lang bei 50°C erhitzt. Die Lösung des oxidierten erhitzten Collagens wurde durch Filtration über einer Membran mit einer Porosität von 0,45 μm in einem Behälter mit 40°C sterilisiert.
Bei einer Temperatur von 38°C wurde zu dem wie zuvor hergestellten oxidierten Collagen PEG 4000 in einer wässrigen 20%igen Lösung zugegeben, um eine PEG-Endkonzentration von 1% zu erreichen. Das Gemisch wurde mit 0,5 N und 0,1 N Natronlauge bis auf pH 7,0 neutralisiert. Es wurde anschließend mit 0,27 g pro cm² auf hydrophobe Träger aus Polystyrol oder PVC verteilt.
Es wurde 18 bis 24 Stunden lang unter einem sterilen Luftstrom bei einer Temperatur von etwa 22°C getrocknet. Anschließend wurde es in ultrafiltriertem entmineralisiertem Wasser rehydratisiert.
Dieses Biomaterial wurde durch Bestrahlung mit β- oder γ-Strahlen mit einer Dosis 25 bis 35 kGray strukturiert und sterilisiert.
Sein Feuchtigkeitsgehalt betrug vor der Sterilisation vorzugsweise zwischen 75 und 95%.
Wie in den vorhergehenden Beispielen, die mit feuchten Biomaterialien durchgeführt wurden, erlaubte es die Bestrahlung mit β-Strahlen widerstandsfähigere Materialien als bei der Bestrahlung mit γ-Strahlen zu erhalten.
Beispiel 7: Strukturierung von Collagenhydrokolloiden, die aus mit Pepsin verdautem, erhitztem, nicht-oxidiertem Collagen Typ I bestehen
Die in diesem Beispiel beschriebenen Hydrokolloide stellen eine Abwandlung der Beispiele 4, 5 und 6 dar.
Die Collagenhydrokolloide wurden aus nativem Rindercollagen Typ I, das durch Pepsin verdaut und erhitzt worden war, hergestellt.
Auf dieselbe Weise können erhitzte humane Collagene vom Typ I, III oder ihre Gemische in allen Verhältnissen verwendet werden.
Es wurde eine 3%ige Lösung von erhitztem Collagen, die auf pH 7,45 neutralisiert und gemäß Beispiel 1 hergestellt worden war, verwendet.
Bei 42°C wurde zu dem 3%igen erhitzten Collagen eine sterile konzentrierte Lösung von PEG 4000 zugegeben, um eine Endkonzentration von 0,9% PEG und 2,7% Collagen zu erhalten. Der pH-Wert der Lösung wurde durch Zugabe einer konzentrierten Natriumhydroxidlösung auf 7,0 eingestellt.
Das Gemisch wurde anschließend mit 0,27 g/cm² auf hydrophobe Träger aus Polystyrol oder PVC gegossen.
Es wurde 18 bis 24 Stunden lang bei einer Temperatur von etwa 22°C unter einem sterilen Luftstrom getrocknet. Der erhaltene Film wurde 15 bis 20 Minuten lang in ultrafiltriertem entmineralisiertem Wasser rehydratisiert.
Dieses Biomaterial wurde durch Bestrahlung mit β- oder γ-Strahlen mit einer Dosis von 25 bis 35 kGray strukturiert und sterilisiert.
Sein Feuchtigkeitsgehalt betrug vor der Sterilisation vorzugsweise zwischen 75 und 95%.
Wie bei den vorhergehenden Beispielen, die mit feuchten Materialien durchgeführt wurden, erlaubt es die Bestrahlung mit γ-Strahlen Materialien zu erhalten, die weniger widerstandsfähig als die mit β-Strahlung behandelten sind.
Vergleichsbeispiel: Strukturierung eines trockenen Collagenfilms
Es wurde ein Collagenfilm wie in der Patentanmeldung FR 9 711 589 beschrieben hergestellt.
Es wurde erhitztes oxidiertes Collagen verwendet, das gemäß Beispiel 6[7] hergestellt worden war.
Das als Ausgangsstoff für die Herstellung des erhitzten oxidierten Collagens verwendete Collagen war Rindercollagen vom Typ I, gegebenenfalls durch Verdauung mit Pepsin solubilisiert und durch Aussalzungen entsprechend den bereits beschriebenen Verfahren gereinigt. Auf dieselbe Weise können humane Collagene Typ I bzw. III oder ihre Gemische in allen Verhältnissen verwendet werden.
Zu einer 3%igen Lösung von oxidiertem erhitztem Collagen wurde bei 35°C eine konzentrierte sterile Lösung von PEG 4000 und Glycerin gegeben, um eine Endkonzentration von 0,9% PEG, 0,54% Glycerin und insgesamt 2,7% Collagen zu erhalten. Der pH-Wert der Lösung wurde durch Zugabe einer konzentrierten Natriumhydroxidlösung auf 7,0 eingestellt.
Diese Lösung wurde als dünne Schicht mit einer Dichte von 0,133 g/cm² auf einen ebenen hydrophoben Träger vom Typ PVC oder Polystyrol gegossen. Der Film wurde bei einer Temperatur von etwa 22°C unter einem sterilen Luftstrom getrocknet.
Der erhaltene Film hatte eine mittlere Dicke von 40 bis 50 μm und einen mittleren Feuchtigkeitsgehalt von 10%.
Der trockene Film wurde mit β- oder γ-Strahlung mit einer Dosis von 25 bis 35 kGray bestrahlt.
In diesem Fall besaß der trockene Film, der mit γ-Strahlen bestrahlt worden war, mechanische Eigenschaften, die besser als diejenigen des mit β-Strahlung bestrahlten Films waren, wie es der Quellgrad anzeigt, der bei den mit γ-Strahlung behandelten Filmen geringer war. Parallel dauerte der biologische Abbau des trockenen Films, der mit γ-Strahlung behandelt worden war, in vivo länger als drei Wochen. Im Gegensatz dazu wurde der trockene Film, der mit β-Strahlung bestrahlt worden war, in vivo innerhalb von weniger als einer Woche "verdaut".

Claims

Verfahren zur Herstellung eines nicht-toxischen, biologisch verträglichen vernetzten Collagenmaterials mit in vivo kontrollierbarer biologischer Abbaugeschwindigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass in ihm eine Collagenkomponente, die im Wesentlichen frei von einem komplementären Vernetzungsmittel und vorzugsweise unvernetzt ist, im feuchten Zustand einer Bestrahlung mit β-Strahlung unterworfen wird, wobei das erhaltene Collagenmaterial steril und innerhalb von einigen Tagen bis mehreren Wochen biologisch abbaubar ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Feuchtigkeitsgehalt der Collagenverbindung mehr als 30% und vorzugsweise als 40% beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Collagenkomponente in Form eines Gels vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Collagenkomponente in Form einer wässrigen Lösung vorliegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert der Collagenkomponente neutral ist und vorzugsweise 6,5 bis 8 beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration der Collagenkomponente (Trockensubstanz) mindestens 0,5% und vorzugsweise mehr als 2,5% beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Collagenkomponente aus Collagen, das seine Helixstruktur wenigstens teilweise verloren hat, besteht oder dieses enthält.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Collagen, das seine Helixstruktur wenigstens teilweise verloren hat, von nicht hydrolysiertem Collagen gebildet wird, das überwiegend aus α-Ketten besteht.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Collagenkomponente aus Collagen, das seine Helixstruktur durch Erwärmen auf über 37°C und vorzugsweise auf 40 bis 50°C wenigstens teilweise verloren hat, besteht oder dieses enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Collagenkomponente aus oxidiertem Collagen besteht oder dieses enthält.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das oxidierte Collagen aus Collagen besteht, das durch oxidatives Schneiden mit Periodsäure oder einem ihrer Salze modifiziert worden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Collagenkomponente Collagen umfasst, dessen Amino- und/oder Carboxylfunktionen der Aminosäuren funktionalisiert worden sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Collagenkomponente ein hydrophiles makromolekulares Additiv umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Molekulargewicht des hydrophilen makromolekularen Additivs mehr als 3000 Dalton beträgt.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das hydrophile makromolekulare Additiv ein hydrophiles Polymer mit einem Molekulargewicht von 3000 bis 20000 Dalton ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das hydrophile makromolekulare Additiv Polyethylenglykol ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das hydrophile makromolekulare Additiv aus Polysacchariden, insbesondere Stärke, Dextran bzw. Cellulose, oder Mucopolysacchariden ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das hydrophile makromolekulare Additiv ein Polysaccharid in oxidierter Form ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Collagenkomponente mit einer Dosis von 5 bis 50 kGy bestrahlt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Collagenkomponente mit einer Dosis von 20 bis 50 kGy und vorzugsweise 25 bis 35 kGy bestrahlt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Collagenkomponente mit β-Strahlung bestrahlt und das resultierende Collagenmaterial stark vernetzt wird und in vivo innerhalb von mehreren Wochen biologisch abbaubar ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Collagenkomponente vor ihrer Bestrahlung im feuchten Zustand mit einem Collagenfasernetz mit vorzugsweise Helixstruktur verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Collagenfasernetz aus einem Umschlag aus zusammengepressten Fasern besteht, der aus einer sauren Lösung von nativem Collagen durch Behandlung mit Periodsäure oder einem ihrer Salze, Bildung von Fasern und anschließend Vernetzung durch Neutralisieren erhalten worden ist, wobei die vernetzten Collagenfasern mit Helixstruktur unter Druck zusammengepresst werden, und dass eine Lösung der Collagenkomponente auf den Umschlag aufgebracht und anschließend das Ganze mit β-Strahlung bestrahlt wird.
Zweikomponentiges Collagenverbundmaterial mit in vivo kontrollierbarer biologischer Abbaugeschwindigkeit, das biologisch verträglich, nicht-toxisch und steril ist und sich vernähen oder klammern lässt, dadurch gekennzeichnet, dass es ausschließlich oder hauptsächlich zwei Schichten umfasst, die innig miteinander verbunden und bei gegenseitiger Durchdringung der vernetzten Netzwerke vernetzt sind, wobei eine der Schichten von einem Film auf der Basis einer vernetzten Collagenkomponente und die andere von einem zusammengepressten Umschlag gebildet wird, der von unlöslich gemachten vernetzten Collagenfasern, insbesondere Collagen mit Helixstruktur, die aus in einer wässrigen Lösung solubilisiertem oder dispergiertem Collagen hergestellt sind, geformt wird.
Zweikomponentiges Collagenverbundmaterial nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass es durch das Verfahren nach Anspruch 22 oder 23 vernetzt worden ist.
Collagenmaterial nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Collagenkomponente wie in einem der Ansprüche 7 bis 18 definiert ist.