DE961654C

DE961654C - Process for the preparation of bones suitable for transplantation

Info

Publication number: DE961654C
Application number: DEM23427A
Authority: DE
Inventors: Armin Bauermeister; Dr Med Richard Maatz
Original assignee: ARMIN BAUERMEISTER; RICHARD MAATZ DR MED
Current assignee: ARMIN BAUERMEISTER; RICHARD MAATZ DR MED
Priority date: 1954-06-16
Filing date: 1954-06-16
Publication date: 1957-04-11

Description

Verfahren zur Präparierung von zur Verpflanzung geeigneten Knochen Es ist bekannt, aus Knochen Leim oder Gelatine zu gewinnen, aber schon bei diesem Verfahren wird von der Verwendung von scharfen Bleichmitteln, darunter auch Wasserstoffsuperoxyd abgeraten. Bei einem bekannten Verfahren dieser Art wird das Knochengut zerstört. Es ist ferner bekannt, Trypsin als Zusatz zu Einweichmitteln zu verwer. den. Alle diese Verfahren liegen wegen des anderen Zweckes und auch wegen der grundsätzlich anderen Wirkung abseits der vorliegenden Erfindung, deren Zweck es ist, ein Verfahren für die Behandlung von Knochen zu schaffen, so daß diese Knochen mit Erfolg bei Lebewesen, insbesondere Menschen, verpflanzt werden können. Dazu ist die Einhaltung verschiedener biologisch wichtiger Faktoren wesentlich, die bei einer reinen Bleichung von Knochen keine Rolle spielen und bisher auch nicht berücksichtigt wurden. - Es kommt darauf an, die Behandlung der Knochen so vorzunehmen, daß die Wachstumsmöglichkeiten nicht zerstört werden und rein biologisch die angewendeten Mittel keine schädigenden Einflüsse nach dieser Richtung zurücklassen. Das wäre beispielsweise der Fall, wenn aus Natriumverbindungen oder sonstigen Alkaliverbin- dungen Rückstände verbleiben, welche giftig wirken. Nach dem Verfahren. der Anmeldung werden einerseits die für die Verpflanzung wichtigen biologischen Eigenschaften des Knochens erhalten, andererseits wird die Sterilität gesichert.Method for preparing bones suitable for transplantation It it is known to obtain glue or gelatine from bones, but this is already the case with this method is avoided from the use of harsh bleaches, including hydrogen peroxide advised against. In a known method of this type, the bone material is destroyed. It is also known to use trypsin as an additive to soaking agents. the. All these procedures lie because of the other purpose and also because of the principle other effect apart from the present invention, the purpose of which is to provide a method to create for the treatment of bones so that these bones with success Living beings, especially humans, can be transplanted. In addition, there is compliance various biologically important factors are essential for pure bleaching of bones do not play a role and have not been taken into account so far. - It It is important to treat the bones in such a way that they allow for growth are not destroyed and, from a purely biological point of view, the agents used are not harmful Leaving influences in this direction. That would be the case, for example, if from sodium compounds or other alkali compounds dung residues remain, which are toxic. After the procedure. the registration will be on the one hand preserve the biological properties of the bone that are important for transplantation, on the other hand, sterility is ensured.

Es ist weiter bereits bekannt, Knochenpräparate von einem Lebewesen auf das andere zu überpflanzen, z. B. werden Knochen von Leichen oder von lebenden Spendern nach begrenzter Aufbewahrungszeit operativ zur Verpflanzung verwendet. It is also already known, bone preparations from a living being to overplant on the other, e.g. B. are bones of corpses or of living Donors used surgically for transplantation after a limited storage time.

Das gebräuchlichste Verfahren ist dabei die Aufbewahrung in Tiefkühltruhen. Eine andere Methode ist die Aufbewahrung des Knochens in Blutflüssigkeit oder in einer chemischen Lösung (z. B. in einer Quecksilberverbindung). Endlich gibt es noch verschiedene Verfahren, Knochen (außen und innen. auch in den kleinen Innenhöhlen) von allen-Weichgeweben zu befreien, die Mazeration. Die bisher auf diesem Gebiet geübten Verfahren verändern entweder die biologischen oder die mechanischen Eigenschaften des Knochens so stark, daß der mazerierte Knochen zur Verpflanzung weniger geeignet war. Für die Zweckmäßigkeit der Auswahl der Knochen steht zur Zeit als empfindlichste Methode der »Spongiosatest« (Maatz) zur Verfügung [Journ. Bone and Joint Surgery, 36A, S. 72I bis 73I (I954)].The most common method is to store them in freezers. Another method is to keep the bone in or in blood a chemical solution (e.g. in a mercury compound). Finally there is still different procedures, bones (outside and inside. also in the small inner cavities) rid of all soft tissues, the maceration. Those so far in this field Practiced procedures change either the biological or the mechanical properties of the bone so strong that the macerated bone is less suitable for grafting was. For the expediency of the selection of the bones stands at the moment as the most sensitive Method of the »Spongiosatest« (Maatz) available [Journ. Bone and Joint Surgery, 36A, pp. 72I to 73I (I954)].

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Präparierung von zur Verpflanzung geeigneten Knochen unter Entfernung der Weichgewebe derselben innen und außen, der Fettsubstanzen und des Blutfarbstoffes, indem die Knochen mit Eiweißentfernungsmitteln, z. B. mindestens Io°/oiger Wasserstoffsuperoxydlösung oder Trypsinlösung behandelt werden, wobei Temperaturen eingehalten werden, die eine Änderung der biologischen Materialeigenschaften durch die Temperatur ausschließen. Nach der Erfindung werden Knochen von sehr jungen Individuen behandelt, insbesondere Knochen von Kälbern. Nach dem Verfahren der Erfindung werden beliebige Stoffe, Behälter oder Werkzeuge, die diesem Verfahren dienen, bei niedriger Temperatur von mindestens 340 C mit fettlösenden, niedrigsiedenden Mitteln nachbehandelt. Ferner wird das Verfahren unter Fernhaltung von Einflüssen schädigender Metalle und/oder ihrer Verbindung z. B. in Glas- oder Porzellanbehältern durchgeführt. Man erhält auf diese Weise tierische oder menschliche Knochen, von Weichgeweben befreit ohne die für die Verpflanzung wichtigen biologischen oder mechanischen Eigenschaften der Knochen nachteilig zu beeinflussen. Das Verfahren verbessert sogar die für eine Verpflanzung günstigen biologischen Eigenschaften des Knochens. According to the invention, this object is achieved by a method for the preparation of bones suitable for transplantation with removal of the soft tissue the same inside and outside, the fatty substances and the blood pigment, by the Bones with protein removers, e.g. B. at least 10% hydrogen peroxide solution or trypsin solution are treated, whereby temperatures are maintained that rule out a change in the biological material properties due to temperature. According to the invention, bones of very young individuals, in particular, are treated Bones of calves. Any materials, containers or tools that serve this process at a low temperature of at least 340 C aftertreated with fat-dissolving, low-boiling agents. Furthermore, the Procedure while keeping away the influences of damaging metals and / or their connection z. B. carried out in glass or porcelain containers. One gets in this way animal or human bones, stripped of soft tissues without those used for transplantation important biological or mechanical properties of the bones influence. The method even improves those favorable for transplantation biological properties of the bone.

Dabei ist der so präparierte Knochen praktisch unbegrenzt lange haltbar und kann, fabrikmäßig hergestellt und in Glasampullen eingeschmolzen, in den Handel gebracht werden. The bone prepared in this way can be kept practically indefinitely and can, factory-made and fused in glass ampoules, on the market to be brought.

Für das Verfahren ist zunächst das Ausgangsmaterial wichtig. Es kommt insbesondere die Verwendung menschlichen oder tierischen Knochens jugeffdlicher Individuen in Frage, weil sich herausgestellt hat, daß deren chemische und mechanische Struktur gegenüber Knochen älterer Individuen in der Regel besonders geeignet ist. First of all, the starting material is important for the process. It is coming especially the use of human or animal bones more youthful Individuals in question because it has been found that their chemical and mechanical Structure compared to bones of older individuals is usually particularly suitable.

Die Mazeration besteht in einer Enteiweißung, die zum Teil sogar die Knochenhartsubstanz erfaßt, einer Entfettung und einer Entgiftung und endlich in einer Sterilisation, wobei während der einzelnen Arbeitsgänge eine Temperatur innegehalten wird, bei der die Gefahr der Hitzedenaturierung sicher vermieden wird. The maceration consists of a deproteinization, some of it even the hard bone substance grasps, a degreasing and a detoxification and finally in a sterilization, with a temperature during the individual work steps is paused, in which the risk of heat denaturation is safely avoided.

Die Enteiweißung wird durch Wasserstoffsuperoxyd bewirkt, dieses hat bei der Mazeration nach dem vorliegenden Verfahren folgende Vorteile: Es hinterläßt keine toxischen Abbauprodukte, sondern läßt sich nach beendetem Vorgang als Wasser und Sauerstoff ohne Rückstände ausspülen, bewirkt im gleichen Arbeitsgang eine Sterilisation und ein Bleichen der Präparate, wobei mechanische Eigenschaften und biologische Qualität zumindest erhalten werden und ein restloses Entfernen der gelösten Weichteile erreicht wird. The deproteinization is caused by hydrogen peroxide, this has the following advantages in maceration according to the present process: It leaves behind no toxic degradation products, but can be used as water after the process has ended and rinse out oxygen without leaving any residues, causes sterilization in the same operation and bleaching of the preparations, with mechanical properties and biological Quality can at least be maintained and a complete removal of the loosened soft tissue is achieved.

Die nochmalige Sterilisation und Entfettung beruht darauf, daß die Präparate (oder Gegenstände Apparatur) mit fettlösenden Mitteln behandelt werden, die lipoide Stoffe pathogener Keime aus deren Struktur herauslösen. Die für die Verpflanzung wichtige e biologisch günstige Struktur des Präparates bleibt unbeeinträchtigt, anhaftende Schmutzteilchen sowie toxisch wirksame Substanzen werden herausgelöst oder abgespült, die Fettsubstanzen radikal entfernt, das Präparat wird sterilisiert und die Lösungsmittelteilchen werden durch Verdampfen rückstandsfrei entfernt. The repeated sterilization and degreasing is based on the fact that the Preparations (or objects of apparatus) are treated with fat dissolving agents, dissolve the lipoid substances of pathogenic germs from their structure. The for the Transplantation of important e biologically favorable structure of the preparation remains unaffected, Adhering dirt particles and toxic substances are released or rinsed, the fatty substances are radically removed, the preparation is sterilized and the solvent particles are removed by evaporation without leaving any residue.

Alle Arbeitsgänge werden vorzugsweise in Glas-oder Porzellangefäßen vorgenommen, damit die Knochen in keiner Weise mit schädigenden, aus dem Metall oder dessen Verbindungen stammenden Stoffen verunreinigt werden können. All operations are preferably carried out in glass or porcelain vessels made so that the bones in no way with damaging, from the metal or substances derived from its compounds can be contaminated.

Die Erfindung wird beispielsweise wie folgt verwirkliche: Ausgangsmaterial. Knochen vom Kalb (Alter bis zu 3 Monaten); im Ausnahmefall für besonders beanspruchte Teile Ochsenknochen. The invention is carried out as follows, for example: starting material. Calf bones (up to 3 months old); in exceptional cases for particularly stressed Share ox bones.

Arbeitsgang I. 2 bis 3 Tage fließend wässern bei Zimmertemperatur (etwa I80) (Blutfarbstoffauswaschung). Die gleichmäßige Durchspülung der Präparate wird gewährleistet durch Lagerung auf einem z. B. von unten durchspülten Rost, der die Knochen enthält, wobei die leichteren Teile im Lösungsmittel nach oben steigen, die schwereren durch den Rost absinken. Procedure I. Soak in flowing water for 2 to 3 days at room temperature (around 180) (washout of blood pigment). The even flushing of the preparations is guaranteed by storage on a z. B. from the bottom flushed rust, the contains the bones, with the lighter parts rising up in the solvent, the heavier ones sink through the grate.

Arbeitsgang 2. Enteiweißung gemäß Abs. 5, Behandlung mit über Io°/oiger H2 02-Lösung in stehender Flüssigkeit, nach je 24 Stunden Erneuerung, zwei bis dreimal, also 2 bis 3 Tage Dauer, wobei ständig (Thermostat) etwa 370 C für die Lösung eingehalten werden. Statt H2 O2 kann auch für die Entfernung des Eiweißes Trypsin (I OI kristallines Trypsin in Ringerlösung, die durch Zusatz von Na2CO3 alkalisiert ist auf einen pH von 8,5) Verwendung finden. Durch die Behandlung in konzentrierterem H2 O2 wird bereits eine Sterilisation d'urchgeführt (wobei die Knochen an dem Aufsteigen aus der Flüssigkeit gehindert werden), so daß im Rahmen der Gesamtbehandlung das Sterilisationsverfahren nach Arbeitsgang 5 vorgesehen ist, um die Keime abzutöten, die noch während der Arbeitsgänge 3 und 4 die Präparate eventuell infiziert haben könnten. Step 2. Deproteinization according to Paragraph 5, treatment with over Io ° / oiger H2 02 solution in standing liquid, after every 24 hours of renewal, two to three times, So 2 to 3 days duration, with constant (thermostat) about 370 C for the solution maintained will. Instead of H2 O2, trypsin (I OI crystalline Trypsin in Ringer's solution, which is made alkaline by adding Na2CO3 to a pH of 8.5) are used. By treating in more concentrated H2 O2 a sterilization has already been carried out (with the bones attached to the Rising up are prevented from the liquid), so that as part of the overall treatment Sterilization process according to step 5 is planned to kill the germs, who may have infected the preparations during work steps 3 and 4 could.

Arbeitsgang 3. 10 bis I2 Stunden fließend kalt wässern zur Auswaschung und Abführung der gelösten Weichteile. Step 3. Soak in cold running water for 10 to 12 hours to wash off and removal of the loosened soft tissue.

Arbeitsgang 4. Offenes Trocknen bei höchstens 400 C (I2 bis 24 Stunden unter Schutz gegen grobe Verunreinigung). Step 4. Open drying at a maximum of 400 C (I2 up to 24 hours under protection against coarse contamination).

Arbeitsgang 5. Entfettung und Sterilisation in reinem Äther. Die Knochenteile liegen auf einem metallfreien Rost, der verdampfte Ather durchdringt den Knochen, wird oben an einer Kühlschlange niedergeschlagen und tropft immer wieder als praktisch vollkommen reiner Äther auf den Knochen herab, die Fett- und Schmutzteile abspülend und mitnehmend. Temperatur zweckmäßig unter 500 C. Dauer bis 24 Stunden. Man kann eventuell zur Abtötung besonders widerstandsfähiger Krankheitserreger, und zwar unter Druck, über 500 C erhöhen. Operation 5. Degreasing and sterilization in pure ether. the Bone parts lie on a metal-free grate that penetrates the vaporized ether the bone, is knocked down on top of a cooling coil and drips again and again as practically completely pure ether down on the bones, the fat and dirt parts rinsing and taking away. Recommended temperature below 500 C. Duration up to 24 hours. One can possibly kill particularly resistant pathogens, under pressure, increase above 500 C.

Danach sterile Entnahme und sterile Aufbewahrung bis zur operativen Verwendung, gegebenenfalls Einschmelzen in Glasampullen. Then sterile removal and sterile storage until operative Use, if necessary melting in glass ampoules.

Als Apparatur eignet sich für Arbeitsgang 5 ein Wasserbad I, welches auf 600 C gehalten wird; in dasselbe taucht das den Äther enthaltende Porzellan- oder Glasgefäß 2 ein, welches über dem Ätherspiegel einen Glas rost 3 zur Aufnahme des zu entfettenden und zu sterilisierenden Materials enthält. Der Abschlußdeckel der Extraktionskammer trägt eine Kühlschlange 4 mit Kühlwasser 5 und -abfluß 6, einen Einfülltrichter7 mit Hahn für das Einfüllen des Äthers, einen Stopfen 8 für ein Thermometer 9 und eine Abflußleitung I0, durch welche am Schluß der Destillation der Ather in einen Kondensator II abgeführt wird, nachdem die Kühlung an der Kühlschlange 4 durch Absperrung des Kühlwassers außer Tätigkeit gesetzt ist. A suitable apparatus for operation 5 is a water bath I, which is kept at 600 C; in the same the porcelain containing the ether is immersed or a glass vessel 2, which is a glass grate 3 above the ethereal mirror for inclusion of the material to be degreased and sterilized. The end cover the extraction chamber carries a cooling coil 4 with cooling water 5 and drain 6, a funnel 7 with a tap for filling in the ether, a stopper 8 for a thermometer 9 and a discharge line I0 through which at the end of the distillation the ether is discharged into a condenser II after cooling on the cooling coil 4 is disabled by shutting off the cooling water.

Nach Beendigung des Arbeitsganges 5 werden die Knochen steril aus der Extraktionskam. mer entnommen und können steril in Glasampullen eingeschmolzen werden. After completion of operation 5, the bones become sterile the extraction came. mer and can be melted in sterile glass ampoules will.

Bei dem beschriebenen Verfahren ist die Sterilisation bei mindestens 340 C mit fettlösenden, niedrigsiedenden Mitteln, wie Äther, Alkohol, Leichtbenzin usw. in dem Mittel selbst oder deren Dämpfen allgemein für alle Stoffe und Behälter sowie Geräte und Instrumente, die diesem Verfahren dienen, soweit sie durch das Mittel nicht angegriffen werden, anwendbar, insbesondere für Messer, Scheren bzw. Schneideflächen aufweisende Instrumente, deren Schneideflächen bei höheren Temperaturen leiden. In the method described, the sterilization is at least 340 C with fat-dissolving, low-boiling agents such as ether, alcohol, light petrol etc. in the agent itself or its vapors in general for all substances and containers as well as devices and instruments that serve this process, insofar as they are supported by the Agents are not attacked, applicable, especially for knives, scissors or Instruments with cutting surfaces, the cutting surfaces of which are at higher temperatures To suffer.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Method of Preparing for Transplant suitable bone with removal of the soft tissues of the same inside and outside, the Fatty substances and the blood pigment, characterized in that the bones with protein removers such as B. at least Io0loiger H202 solution or trypsin solution be treated.

2. The method according to claim I, characterized in that bones treated by very young individuals.

3. The method according to claim 1, characterized in that in particular Bones of calves are treated.

4. The method according to claim I, characterized in that any Substances or containers or tools used for this process at lower Post-treated at a temperature of at least 340 C with fat-dissolving, low-boiling agents will.

5. The method according to claim I, characterized in that the method while keeping away the influences of damaging metals and / or their compounds, z. B. in glass or porcelain containers.

Publications considered: German Patent Specifications No. 172 169, I67 299, 267630.