DK156733B - Fremgangsmaade til fremstilling af kollagenfiberholdigt materiale til kirurgiske formaal - Google Patents

Description

1 DK 156733 B

Opfindelsen angàr en fremgangsmàde til fremstilling af kolla-genfiberholdigt materiale fil kirurgiske formâl under anven-delse af akillessener eller huder som udgangsmateriale.

Fremstilling af ko!1agenfibre eller -tràde til kirurgiske for-mâl, sàsom symateriale eller stofstykker og tilsvarende til at 5 standse blod eller dække sâr eller tilsvarende anvendelse, kendes.

Ved anvendelse af kollagenmateriale henholdsvis kollagen-fibre eller -trâde til kirurgiske formâl· skal kollage-10 nets medf0dte karakter sâvidt muligt bevares. Dette bety-der, at man ved udvinding af kollagenfibre ganske vist mâ âbne og behandle udgangsmaterialet pâ egnet mâde, men at slutproduktet er et kemisk set renest muligt kollagen. Sâ~ fremt det af medicinske ârsager ikke er 0nsket at kolla-15 genfibrene indeholder bestemte tilsætningsstoffer, f.eks.

lægemidler, skal det til kirurgiske formâl benyttede kollagenmateriale sâledes i stor udstrækning være fri for frem-mede stoffer og ledsagestoffer.

20 Fremstilling af kirurgisk symateriale af regenereret og i gi-vet fald kromeret kollagen er kendt. Den foreliggende opfin-delse angâr ikke en sàdan regenereret kollagen, men angâr tværtimod et materiale, ved hvilket kollagenets oprindelige fiberstruktur forbliver bevaret i slutproduktet, omend i modi-25 ficeret form.

Fra DE-fremlæggelsesskrift nr. 27 30 623 kendes fremstilling af kollagenfibre. Ved den kendte fremgangsmàde gâr man ud fra hud og/eller hudaffald eller sener, der âbnes alkalisk eller 30 surt. Derved bliver det findelte udgangsmateriale i et ferste trin underkastet pâvirkning af stærke alkalier og i et umid-delbart efterfolgende trin kvældet i surt miljo. Det kvældede materiale vaskes, lukkes mekanisk op, afkvældes eller ind-skrumpes under tilsætning af egnede salte eller organiske 35 oplosningsmidler fikseres i givet fald, og afvandes sâ til ca.

20 til 40 v*gt% fugt i forhold til fibrenes torvægt.

Sâ oplukkes massen til fibre.

DK 156733 B

2

Ganske vist nævnes det i DE-fremlæggelsesskrift nr. 27 30 623, at de deri opnâede kollagenfibre er uden nopper, men man har i praksis imidlertid fastslâet, at fibrene ved den utilfreds-stillende mekaniske oplukning af kollagenmaterialet ved siden 5 af godt fibrost matariale ogsâ vil indeholde en andel af ikke-fiberstoffer og nopper (indfiltrede fibermasser, der ikke kan lésés op). Disse nopper og ikke-fiberstoffer og andelen af korte fibre forhindrer den videre bearbejdning af sâledes opnâede kollagenfibre til efterfelgende produkter, sâsom trâde, 10 garner, vævet og strikket toj og af fibre bestâende stofstyk-ker pâ de sædvanligvis i teksti1industrien benyttede appara-ter.

Det er den foreliggende opfindelses formâl at stille en frem-15 gangsmàde til fremstilling af kollagenfibre til kirurgiske formâl til ràdighed, ved hvilken fremgangsmâde der fremstil-les et àbnet, noppefrit kollagenmateriale. Tilknyttet til dette formâl er at fremstille kollagenmaterialet pâ en sâdan mâde, at fibrene kan oparbejdes til garn- eller f1adedannelser 20 pâ teksti1bearbejdningsmaskiner, der modificeres og indstilles efter opgaven-

Opfindelsen angâr en fremgangsmâde til fremstilling af kollagenf iberholdigt materiale til kirurgiske formâl, ved hvilken 25 akillessener eller huder lukkes alkalisk op, og efter en syre-behandling behandles mekanisk, afkvældes, tværbindes og terres, hvilken fremgangsmâde er ejendommelig ved, at man alkalisk lukker aki1lessenerne eller huderne op indtil et amidni-trogenindhold pâ 0,15 til 0,30 μΜοΙ/g og efter en saltsyrebe-30 handling og vaskning til en pH-værdi pâ 2 til 4 reducerer tyk-kelsen af den opkvældede kollagenmasse under tryk under dan-nelse af et todimensionalt netværk, derpâ under hegling fri-lægger de enkelte i længderetningen orienterede fibre og derpâ efter pâ i og for sig kendt mâde foretagen afkvaldning, tvær-35 binder fibrene med hexamethylendiisocyanat under tilstedevæ- relse af en ikke-ionisk eller kationisk emulgator og terrer og viderebearbejder dem pâ teksti1maskiner.

DK 156733 B

3

Udgangsmateriale ved fremgangsmâden if0lge opfindelsen er akillessener. Især akillessener indeholder lange kollagen- fibre, der i vâd og t0r tilstand kan orienteres i en ret- ning og muligg0r fremstilling af lange fibre eller trâde, 5 der mekanisk kan opspaltes yderligere.

Akillessener og huder kan i stor mâlestok til gunstig pris fâs som affald fra slagterier.

10

Akillessenerne eller huderne lukkes alkalisk op til et amidnitrogenindhold pâ 0,15 til 0,30 μΜοΙ/g. Herved adskil-ler den alkaliske oplukning sig allerede fra den alkaliske oplukning, der kræves i DE-PT 27 30 623. If0lge det deri an- givne skal den alkaliske oplukning ske til et amidnitrogen= 15 stofindhold fra ca. 0,30 til 0,40 Mol/g. (Det antages, at det korrekt skulle være 0,30 til 0,40 pMol/g, men selv i det til-fælde er den nedre grænse ved den kendte fremgangsmâde den 0vre grænse ved fremgangsmâden if0lge opfindelsen.) Amid= nitrogenindholdet fra 0,15 til 0,30 yMol/g er meget væsent-lig for kollagenets efterf0lgende videre bearbejdning.

Det er et udtryk for kollagenets modningsgrad. Dermed be-tegnes den kollagentilstand, hvor aile fysisk aktive led-2g sagestoffer fjernes, hvorved spaltningen af peptidbindinger- ne og tværbindingerne bliver minimale. Alkalibehandlingen foretages pâ i og for sig kendt mâde, f.eks. med calcium= hydroxid, hvorved i dette tilfælde alkalibehandlingen kan vare flere uger til ca. 6 uger. André kendte fremgangsmâ-2q der, f.eks. en behandling med natriumhydroxid under tilste- deværelse af natriumsulfat, muligg0r en afkortning af alkalibehandlingen til ca. 2 til 5 dage.

Under alkalibehandlingen har det vist sig . hensigtsmæs-35 sigt, at man f0rer det i forvejen behandlede akillessene- eller hudmateriale gennem riflede valsepar, hvorved sener-ne afvandes, knækkes og presses. Akillessenerne eller huderne kan ogsâ presses under tilstedeværelse af alkali.

4 DK 156733 B

Efter alkalibehandlingen indtil et amidnitrogenindhold pâ 0,15 til 0,30 yMol/g vasker man med saltsyre. Ganske vist er vask med andre organiske eller ogsâ uorganiske syrer muligt, men saltsyre har vist sig som hensigtsmæssigt og fordelagtigt, især fordi de derved dannede salte fysiolo- gisk er ufarlige og fordi de ogsâpâenkel mâde igen kan vas-5 kes ud. Ved saltsyrebehandlingen fjernes syref0lsomme led-sagestoffer, især rester af glykosaminglykaner. Samtidigt sker ogsâ en videre I0sning af fibersammenf0jningerne. Det er hensigtsmæssigt, at man under saltsyrebehandlingen med et indikatorpapir kontrollerer,om materialet i hele tykkel-sen kommer ensartet i ber0ring med saltsyren. Efter saltsyrebehandlingen ligger pH-værdien under 2.

Efter saltsyrebehandlingen bringes materialet ved vask med 15 str0mmende vand op pâ en pH fra 2 til 4, fortrinsvis 2,5 til 3,5.

I tilslutning til den overifor skildrede fremgangsmâde af den alkaliske oplukning, saltsyrebehandlingen og vaskningen 2q foregâr en mekanisk behandling. Den efter vaskeprocessen-.

opkvældede eller opsvulmede kollagenmasse behandles mekanisk f.eks. ved hjælp af kalanderpresser, hammerpresser eller riflede valser. Ved denne procès befries fibrene fra det klæbende opl0selige kollagen og for denatureret kolla-25 gen og bliver ogsâ delvist afvandet. Ved denne mekaniske behand ling sker en reduktion af det tredimensionale netværk i tyk-kelsen til et todimensionalt netværk (udtrykket "todimensio-nalt netværk" skal her forstâs sâledes, at den oprindeligt tredimensionalt netværksagtige kollagentibermasse reduceres 30 sâledes i tykkelsen, at der opstâr en flad, i det væsentlige todimensionalt netværksagtig struktur, hvorved ogsâ en sâdan reduceret flad dannelse selvfolgelig endnu har en vis hojde). I tilslutning til tykkelsesreduktionen under tryk under dannelse af det todimensionale netværk adskilles ko!lagenfiber-35 massen ved hegling i de enkelte i længderetningen orienterede fibre. Dette kan ske pâ sædvanlige heglemaskiner. Heglingen kan hensigtsmæssigt gentages flere gange, f.eks. 2 til δ gange, hvorved kæmningsintensiteten ved gentagelsestrinnene hensigtsmæssigt foroges hver gang.

5 DK 156733 B

Den videre bearbejdning af de pâ den ovenfor beskrevne mâde ved hegling frilagte enkelte længdeorienterede fibre sker pâ i og for sig kendt mâde. F0rst afkvældes (indskrumpes) de enkelte længdeorienterede fibre. For dette behandles de med salte eller ved indstilling af pH-værdien pâ det iso-5 elektriske punkt (pH 4,5 til 7,0, fortrinsvis 5,5 til 6,5).

Ved neutralisering, altsâ ændring af pH'en, opnâr man er-faringsmæssigt noget hârdère fibre end ved afkvældning ved hjælp af salte. Egnede salte til afkvældningen er natrium= chlorid eller natriumsulfat, idet natriumchlorid igen fore-1° trækkes. En afkvældning med andre salte er principielt mu- lig, men man mâ dog være opmærksom pâ, at disse salte er af den art, som kan fjernes sâ let, at de ved den senere x anvendelse ikke mere er til stede, eller ikke forstyrrer. ^

Derfor benyttes kogsalt og dette i en koncentration af I5 5 til 50 vægt%, fortrinsvis 7 til 15 vægt% til afkvældningen.

Den ved afkvældningen frigivne væske udskilles, f.eks. ved centrifugering eller pâ en anden egnet mâde. Under fibrenes afkvældning kan man pâ fordelagtig mâde foretage en impræg-nering med lægemidler, sâfremt dette 0nskes.

I tilslutning hertil tværbindes de afkvældede fibre.

Herved forbedres fibrenes vandbestandighed væsentligt, og materialets antigenisitet og allergiaktivitet elimine-25 res i stor udstrækning. Ogsâ den videre bearbejdning til tekstilstoffer lettes.

Til tværbinding af kollagenfibre kendes talrige materialer, der allerede er anvendt til behandling af kollagenfibre til 30 medicinske formai og ogsâ ved læderfremstilling.

Undersegelser har vist, at tværbindingen med aldehyder, sàle-des som det f.eks. kendes fra DE-fremlæggelsesskrift nr.

27 30 623, f.eks. formaldehyd, ikke forer til fysiologisk da-35 delfri kollagenfibre. Derimod opnàr man ved brug af hexamethy- lendiisocyanat som tværbindingsmiddel fibre, der tekstiltek-nisk kan forarbejdes godt, og resultere i et fysiologisk absolut dadelfrit ko!lagenmateriale.

DK 156733 B

6

Tværbindingen kan gennemf0res i den vandige saltopl0sning, sâledes som den opnâs efter afkvældningen. I dette tilfælde giver man afkald pâ saltopl0sningens udskillelse efter afkvældningen til dette tidspunkt. Blev den vandige opl0s-5 ning allerede udskilt efter afkvældningen, sa tilsættes en tilsvarende mængde væske igen.

Tværbindingen foretages med hexaraethy 1 endi isocyanat under til-stedeværelsen af ikke-ioniske eller kationiske emulgatorer.

10 Hertil benytter man et stokiometrisk overskud af hexamethylen- diisocyanat. I praksis er mængden 10 til 20 vægt% hexamethy-lendiisocyanat i relation til ko!lagenmaterialets torvægt. Re-aktionen, ved hvilken der sker en tværbinding, forlober for-holdsvis langsomt, og der kræves 10 til 40, fortrinsvis 15 til 15 30 timer. De ved tværbindingsreaktionen opstàende biprodukter, sâsom hexamethylendiamin, sâvel som de benyttede emulgatorer og det i givet fald fra afkvældningen endnu ti1stedeværende sait, fjernes i forbindelse med torringen af de tværbundne kollagenfibre.

20

Torrings- henholdsvis afvandingstrinnet sker pà en for kolla-genfibre kendt màde. Terringen kan gennemfores ved hjælp af organiske oplosningsmidler, der kan blandes med vand og har lave kogepunkter, men imidlertid har acetone vist sig at være 25 et særligt egnet oplosningsmiddel.

Det nu torrede, garvede, tværbundne, længdeorienterede fiber-materiale kan nu bearbejdes pâ specielle teksti1maskiner. Der-ved er det indlysende for en fagmand, at man ved anvendelse af 30 tekstilmaskiner tager hensyn til kollagenfibrenes særlige egenskaber. Dette er almindeligt kendt for en fagmand, fordi han f.eks. ved, at hor skal behandles pà en anden màde pâ teksti Imaskinerne end bomulch Sâledes kan man forarbejde kolla-genfibrene pâ modificerede karter til de flad® fiberark med 35 ©nsket vægt og i tilslutning hertil gere déni fastere ved hjælj: af prægevalser til faste, fleksible f1adedann®1ser.

DK 156733 B

7

Endvidere kan det fæstnede,flade fiberstofstykke forarbejdes til et fibergarn, der meget ligner kamgarn, hvorved de fra garnet udragende fibre ved en. efterbehandling i et trille-t0j lægges ind og de sâledes fremstillede garner bearbejdes 5 pâ kendt tekstilmaskiner til vævet og strikket toj.

De if0lge opfindelsen fremstillede fibre er væsentligt læn-gere end kollagenfibre, der fremstilles pâ kendt mâde. Fi-berlængden ligger mellem 40 mm til 100 mm,og fibertykkelsen 10 andrager 30 til 80 ym.

Af ovenstâende redeg0relse kan ses, at der ved fremgangsmâ-den if0lge opfindelsen til fremstilling af kollagenfibre til kirurgiske formai genneml0bes en række trin, der del~ 15 vist allerede benyttes som enkelttrin ved fremstilling af kollagenfibre. Ved fremgangsmâden if0lge opfindelsen kom-mer det imidlertid an pâ en n0jagtig overholdelse af trinne-ne og de i disse trin nævnte betingelser, sâvel som disse trins n0jagtige rækkef0lge.

20

Man fâr herved et noppefrit og allergenfrit kollagenfibermateriale, hvorfra man kan fâ et kirurgisk ma-teriale til talrige brugsmuligheder med udmærkede egenska-ber.

25

Eksentpel 1:

Akillessener fra okser renses umiddelbart efter slagtninger* mekanisk for fedtrester og vaskes med vand. Fra en okse 30 kan man fâ ca. 250 g akillessener (t0rindhold ca. 30%)„

De vaskede akillessener behandles otte dage ved 20 C i en opl0sning af 20% natriumsulfat, 2% natriumhydroxid og 150% vand i forhold til senernes vâdvægt. Pâ den anden, fjerde 35 og sjette dag presses senerne mellem riflsde valser» I til- slutning hertil vasker man med str0mmende vand. Amidnitjo~ genindholdet andrager efter vaskningen 0,23 yMol/g., I til-slutning behandles senerne i et garvefad med saltsyre. Gar~

8 DK 156733B

veflotten bestâr af 100% vand og 10% af en 3%'ig saltsyre i forhold til senernes vâdvægt. Saltsyrebehandlingen varer ca. 4 timer. I tilslutning hertil vaskes materialet under str0mmende vand, indtil en pH-værdi for senerne (jævnt fordelt 5 i hele tykkelsen) pâ mellem 2,7 til 3,3. Det resulterende materiale har en t0rvægt pâ 14% i forhold til de vâde se-ner.

I en hainmerpresse behandles de kraftigt opkvældede sener sâ kraftigt, at overskydende vand, opl0selige og denature- rede æggehvidestoffer fjernes. Senerne foreligger nu i form af et fibr0st todimensionalt netværk. Denne fibrose masse bearbejdes i en heglemaskine, idet man gentager be- handlingen tre gange og kontinuertligt for0ger kæmnings-15 inten s it eten.

Til de heglede fibre sætter man 10 vægtdele kogsalt og 100 vægtdele vand i forhold til fibrenes vâdvægt og lader materialet stâ natten over til afkvældning. Den ovenpâ sv0mmen- 20 de væske bortcentrifugeres den f0lgende dag.

Det afkvældede materiale indf0res i en beholder sammen med en kogsaltopl0sning (100%, i forhold til fibrenes vâdvægt). Saltets koncentration er 5%. I beholderen tilsætter man 25 1 vægt% i forhold til fibrenes vâdvægt af en ikke-ionisk emulgator. pH-værdien indstilles med natriumhydroxid pâ 6,0. Efter 30 minutters omr0ren i fadet tilsættes 5 vægt% hexamethylendiisocyanat i forhold til fibrenes vâdvægt, og massen behandles 30 timer under stadig bevægelse i fadet. Hexamethylendiisocyanatdampe hortsuges herunder til stadig-hed. Efter behandlingen bortcentrifugeres væsken.

I tilslutning hertil afvandes det tværbundne materiale med acetone, hvorved man fire gange, hver gang benytter 100 vægt% 35 acetone i forhold til fibrenes vâdvægt (efter centrifuge-ring). De sâledes opnâede fibre t0rres i luften og kan f.eks. til brug for sârbeskyttelsesdæklag viderebearbejdes pâ f0lgende mâde:

DK 156733 B

9

Fibrene opl0ses pâ en karte. Karten bestâr af en forkarte, der har to til tre arbejdssteder og er betrukket med en sav-tandsgarniture. Dertil slutter der sig en hovedkarte med ca, 5 arbejdssteder, der er besat med en fleksibel garnitu-5 re. Ved en bestemt indstilling af kartesatserne i forhold til hinanden kommer en god opl0sning af fibrene i stand.

For enden af maskinen foreligger et flor. Ved dublering af dette flor fremstilles af fibre bestâende stofstykker (du-bleret flor) med en onsket vægt. En forbedring af flo-10 ret og dermed af stofstykkerne med hensyn til ensartethed, kan opnâs ved en yderligere kartning med finere garniture og snævrere indstillinger. Det til et stofstykke duble-rede flor kan ved kalandrering med en prægevalse bearbej-des til en fast fladeformet dannelse. De opnâede stofstyk-I5 ker er egnet til at dække et sâr og har i ikke garvet (ikke tværbunden) tilstand en udmærket hæmostatisk virkning.

Til fremstilling af garn fra de if0lge opfindelsen oplukke-de kolagenfibre bliver det som ovenfor anf0rt pâ en karte 20 opl0ste og til et flor bearbejdede fibergods delt i bând i en flordeler. De opnâede smâ fiberbând afrundes i et trille-t0j og formes til et forgarn, der ganske vistikke har nogen materialestyrke. Forgarnet strækkes og drejes pâ en str0g-garnsringspindemaskine. Antallet af garnsnoningerne afhæn-25 ger i overvejende grad af den tilstræbte garnstyrke og af fiberlængden. Derved kan man tilpasse ringdiametrenes spænd-st0rrelse, ringl0berne og I0behastigheden til de pâgældende krav.

30 Det færdige garn har for det meste mange fra trâdkernernen udragende fiberender, der endnu g0r en vævning eller strik-ning meget vanskelig. Derfor lader man garnet l0be gennem et befugtet trillet0j, hvorved de udragende fibre laegges indimod trâdkernen.

Af disse trâde kan man nu pâ i og for sig kendt mâde frera— stille vævet og virket t0j.

35

Claims (4)

1. Fremgangsmâde til fremstilling af kollagenfiberholdigt materiale til kirurgiske formâl, ved hvilke man alkalisk lukker akilles-sener eller huder op og efter en syrebehandling mekanisk 35 DK 156733 B behandler, afkvslder, tværbinder og terrer disse, kendetegnet ved, at man alkalisk 1ukker aki Π essenerne eller huderne op til et amidnitrogenîndhold pâ 0,15 ti 1 0,30 μιηοΐ/g 5 og efter en sa!tsyrebehandling og vask til en pH-værdi pâ 2-4 reducerer den opkvældede kol1agenmasses tykkelse under tryk under dannelse af et todimensionalt netværk, derpâ ved hegling frilægger de enkelte i længderetningen orienterede fibre, og sà efter pà i og for sig kendt mâtde foretfigen afkvældning, 10 tværbinder fibrene med hexamethylendiisocyanat under tilstede- værelse af en ikke-ionisk eller kationisk emulgator og terrer dem og viderebearbejder dem pâ tekstilmaskiner.

2. Fremgangsmâden ifolge krav 1, kendetegnet ved, 15 at den opkvældede kol1agenmasses tykkelsesreduktion gennemf®- res med en hammerpresse eller en kalander eller med rifled© valser.

3. Fremgangsmâden if01ge krav 1 eller 2, kendeteg- 20 net ved, at fibrenes afkvældning foretages med en kog- saltopl0sning med en koncentration fra 5 til 50 vægt% e for-tringsvis 7 til 15 vægt%. 4 „ ïîremgangsmâden if 0lge krav 1, kendetegnet 25 ved, at man under fibrenes afkvældning samtidigt foretager en imprsgnering med medikamenter. 5o Fremgangsmâde if0lge kravene 1-4, kendetegnet ved, at kollagenfibre forarbejdes pâ modificerede karter til 30 af fibre bestâende ark med onsket vægt og i tilslutning her- til ved près med prægevalser sammenpresses til faste flade tekstildannelser. 35 DK 156733 B

6. Fremgangsmâde if0lge krav 5, kendetegnet ved, at det saircnenpressede af fibre bestâende stofstykker forarbejdes til et fibergarn, der meget ligner kamgarn, hvorved de fra 5 garnet udragende fibre lægges ind ved en efterbehandling i et trillet0j, og hvor de sâledes fremstillede garner forarbejdes til vævet eller strikket stof. 10 15 20 25 30 35