FI82703B - Kollagengel, foerfarande foer dess framstaellning och filmprodukter tillverkade av gelet. - Google Patents

Description

82703

KOLLAGEENIGEELI, MENETELMÄ SEN VALMISTAMISEKSI JA MAINITUSTA

GEELISTÄ TEHTYJÄ KALVOTUOTTEITA - KOLLAGENGEL, FÖRFARANDE FÖR

DESS FRAMSTÄLLNING OCH FILMPRODUKTER TILLVERKADE AV GELET

Keksintö koskee koi1ageenigee1iä ja menetelmää sen valmistamiseksi, geelistä tehtyjä kalvotuotteita ja menetelmää mainittujen tuotteiden valmistamiseksi. Tarkemmin sanottuna keksintö koskee parannettua homogeenista kollageenigeeliä, josta voidaan valmistaa kollageenikalvotuotteita, jotka ovat entistä ohuempia ja sileämpiä, erittäin vahvoja ja erittäin homogeenisia, sekä menetelmää entistä paremman geelin valmistamiseksi ja siitä valmistettuja kalvotuotteita, joilla on edellämainitut erinomaiset ominaisuudet. Keksinnön kattamia tuotteita ovat mm. kondomit, emätindiafragmat, kirurgiassa käytetyt käsineet, kalvot, läpäisevät kalvot, putket jne.

Ennestään on tällaisia kalvotuotteita tehty luonnonkumista, synteettisistä elastomeereista tai lampaan umpisuolista. Luonnonkumista ja synteettisistä elastomeereista saadaan yleensä lujuudeltaan ja ohuudeltaan tyydyttäviä kalvoja kohtuullisin kustannuksin, mutta kalvot eivät välitä herkkyyttä ja ne ovat täysin vettäläpäisemättömiä ja johtavat lämpöä te-. . hottomasti .

Umpisuolet ovat luonnostaan ohuita kalvoja, joiden lu-·" ' juus on melko hyvä ja päinvastoin kuin 1 uonnone 1 astomeerit ' tai synteettiset elastomeerit niiden välittämä herkkyys ja kaasunläpäisevyys on hyvä. Umpisuolten saatavuus on kuitenkin • · rajoitettua ja niiden prosessointi on kallista. Lisäksi umpi- .* : suolten ulkonäkö on epämiellyttävä, koska niihin jää "suoni- a", eli pintaan jää epätasaisuutta rasva- tai lihaskudoksen poiston jälkeen.

Ennestään tunnetut ko11ageenigee 1it olivat Teologisesti epähomogeenisia ja niissä oli epäpuhtauksina ligamenttihiuk-kasia. Näistä geeleistä oli vaikea valmistaa hyvin ohuita, sileitä ja tasalaatuisia kalvoja eivätkä ne soveltuneet ko-..· vinkaan moneen edellämainituista tarkoituksista.

Yksi tällainen koilageenituote oli Japanissa noin 14 vuotta sitten markkinoille ilmestynyt kondomi, jonka tavara-. merkki oli "Koragen". Tämä tuote oli suhteellisen karkea, ul konäöltään ja tuntumaltaan epämiellyttävä sekä lujuudeltaan heikko. Tästä syystä 1 ateksituo11eet korvasivat sen nopeasti 2 82703 ja se häipyi markkinoilta. Va1mi s tajafirma on lopetettu ja esillä olevan patentin hakijan asiamiehen yritykset löytää enemmän tietoja "Koragen"-prosessista ja käytetystä kollagee-nityypistä ovat osoittautuneet tuloksettomiksi.

US-paten11iju1 kai su no. 3 551 535 koskee homogeenisten, kollageenista ja sen kanssa normaalioloissa reagoivista aineista koostuvien seosten, aikaansaamista jäädyttämällä erikseen vähintään yksi normaalioloissa nestemäinen komponentti monissa materiaaleissa, jotka reagoivat toistensa kanssa, sekoittamalla materiaali epäaktiivisessa muodossa, kunnes tasaisesti sekoontunut sekoitus on saavutettu ja sulattamalla sitten jäätyneet partikkelit antamalla tasaisesti sekoittuneiden materiaalien reagoida keskenään.

US-patenttiju1kaisu no. 4 40 853 koskee menetelmää kol-lageenikondomin valmistamiseksi, joka muodostuu isotrooppisesti vahvasta, regenoirusta ristikuituko1lageenista, joka on valmistettu ainakin kahteen kertaan upottamalla valusydän happamaan koi 1ageenidispersioon; poistamalla valusydän hi taasti pyörimisen aikana; neutraloimalla ja kuivaamalla mem-braani kastamisten välillä; sitomalla lopullisesti kuivatun membraanin verkkomaiseksi sen ollessa valusydämellä ja pois-. tamalla membraanin valusydämeltä.

( US-patenttijulkaisussa no. 4 349 026 (julkaistu 14.

syyskuuta 1982; nimelle Miyata) selostetaan kollageenikondo-mia ja sen valmistusmenetelmää. Esillä oleva keksintö koskee tuossa patenttijulkaisussa selostettuun keksintöön liittyvää * parannusta.

Miyata selostaa ko 11ageenikondomia, joka on mielellään tehty nuorten eläinten akillesjänteistä. Ikävä kyllä, akillesjänteitä ei ole kaupallisesti saatavissa, koska ne tavallisesti jäävät eläimen ruhoon vähittäismyyntivaiheeseen asti. Lisäksi Miyatan selostama koilageenikäsittely johtaa kollageeni f i Imi in , joka ei ole riittävän luja, ja jota ei voida käyttää kondomien tai muiden kalvotuotteiden suurimittakaa-.· vaisessa tuotannossa taloudellisesti.

Näin ollen tämän keksinnön tarkoituksena on tarjota erittäin homogeeninen koi 1ageenigeeli, josta voidaan valmis-; taa erittäin lujaa ja entistä homogeenisempaa, ohuempaa ja sileämpää koilageenika Ivoa, joka soveltuu ohuiden kalvotuotteiden valmistukseen.

li 3 82703

Edelleen keksintö koskee menetelmää tällaisen geelin valmistamiseksi käyttämällä eläinten jänteitä raaka-aineena.

Edelleen keksintö tarjoaa ohuen kollageenikalvotuotteen, kuten kondomin, jolla on erittäin hyvä rikkoutumis- ja repäisylujuus, entistä parempi homogeenisuus, ohuus, sileys, herkkyyden välityskyky ja ulkonäkö, ja jonka valmistaminen on helppoa ja taloudellista.

Edelleen keksintö koskee menetelmää tällaisen kollageenikalvotuotteen valmistamiseksi.

Nämä ja muut tämän keksinnön kohteet selviävät alan ammatti-ihmiselle seuraavasta selostuksesta, liitteenä olevista kuvista ja patenttivaatimuksista.

Menetelmä kollageenin valmistamiseksi, jota voidaan käyttää mekaanisilta ominaisuuksiltaan erinomaisten kollageenikalvotuotteiden valmistamisessa, sisältää seuraavat vaiheet; (a) raaka-aineena on puhdas, jäähdytetty eläimen jänne, joka sisältää vähintään 30 % kollageenia ja on vapaa ligamenttikudoksesta; (b) jauhetaan mainittu jänne ja lasketaan se kolloidimyllyn läpi käyttämällä koko seoksessa noin 91-93 paino-X vettä ja noin 0,1-0,5 % entsyymiä kolla-geenikuiva-aineen perusteella laskettuna niin, että muodostuu kollageeni-suspensio ; (c) annetaan mainitun entsyymiä sisältävän suspension seisoa huoneenlämpöti- ·.·. lassa niin pitkään, että elastiini ja muu ei-kollageenimateriaali hajoaa (pilkkoutuu) ja jäljelle jää kollageenirakenne oleellisesti ottaen ehyenä; ... (d) turvotetaan suspensio maitohapolla niin, että muodostuu turvonneen kol lageenin suspensio; ja homogenoidaan suspensio ja poistetaan siitä ilma niin, että syntyy kollageenigeeli.

: (e) mainittu suspensio homogenoidaan ja siitä poistetaan ilma niin, että syn tyy kollageenigeeli.

Edelleen keksintö koskee edellämainitulla menetelmällä valmistettua geeliä.

Edelleen keksintö koskee menetelmää kalvon valmistamiseksi edelläma nitusta geelistä, siten että (a) muodostetaan kalvo levittämällä ainakin yksi kerros mainittua geeliä • · substraatin pinnalle; 4 82703 (b) kuivataan mainittu kalvo 65 - 95°C:ssa; (c) neutraloidaan ja koaguloidaan mainittu kalvo alkalisessa liuoksessa, joka on 0,14 - 1,3 N hydrok-syyli-ionin suhteen, noin 30 sekunnin - noin 5 minuutin kuluessa; (d) pestään mainittu kalvo vedellä; (e) parkitaan mainittua kalvoa noin 30 sekuntia -5 minuuttia parkitsemisliuoksessa, jossa on 0,05 - 1,0 l paino-% aldehydiä, joka voidaan valita formaldehydin, glutaarialdehydin ja glyoksaalin joukosta; (f) pestään ylimääräinen parkitsemisliuos pois; ja (g) poistetaan mainittu kalvo mainitulta substraatilta .

Vaihtoehtoisesti voidaan kalvo valmistaa lisäämällä geeliin tärkkelystä korkeintaan noin 100 paino-% kollagee-nikuiva-aineen perusteella laskettuna ja muodostetaan kalvo edelläkuvatulla tavalla, kuivataan 65 - 95°C:ssa niin pitkään, että silloittuminen tapahtuu, pestään kalvo edelläkuvatulla tavalla ilman parkitsemista tai parkitsemisen kanssa ja poistetaan kalvo substraatilta.

Edelleen keksintö koskee kollageenikalvotuotetta, joka on tehty edelläkuvatulla kalvonvalmistusmenetelmäl-lä.

Kuva 1 on kaavioesitys kollageenigeelin valmistamisesta käyttämällä raaka-aineena jännemateriaalia.

Kuva 2 on kaavioesitys kollageenikalvotuotteen valmistamisesta kollageenigeelistä.

Kuva 3 on kaavioesitys putkimaisen kalvotuotteen, kuten kondomin, valmistamisesta.

Tässä keksinnössä käytetyn kollageeniraaka-aineen kollageenipitoisuuden pitäisi olla suuri (vähintään noin 30 - 45 %) ja sen pitäisi olla suhteellisen vapaa tur-poamiskyvyttömästä ligamenttikudoksesta ja sen pitäisi antaa homogeeninen ja helposti prosessoitavissa oleva kollageenigeeli. Lisäksi sitä pitäisi olla helposti saatavissa suurina määrinä ja sen pitäisi olla taloudellisesti talteenotettavissa ja prosessoitavissa. Sopi-

II

5 82703 va kollageenilähde tämän keksinnön tarkoitukseen ovat eläinten jänteet. Edullisia ovat korkeampien eläinten, kuten nautojen, lampaiden, sikojen jne. jänteet ja naudan varpaidenkoukistajajänteet (bovine digital flexor tendons) ovat erittäin edullisia. Akillesjänteet ja muut jänteet olisivat myös edullisia, mutta niitä ei ole kaupallisesti saatavissa. Vuotakollageeni, joka on saatu kalkitusta nahkatehtaan haljaksesta, on myös sopivaa, mutta kalkitun haljaksen prosessointi ei ole taloudelliselta kannalta houkuttelevaa. Sian- ja lampaannahan kollageeni on luultavasti myös sopivaa, mutta niitä ei ole testattu, koska niitä ei ole helposti saatavissa ja prosessointi on kallista.

Keksinnön edullisen toteutustavan mukaan, kuten kuvasta 1 ilmenee, naudan varpaidenkoukistajajänteet 1 puhdistetaan, jäädytetään ja sen jälkeen jauhetaan tavallisessa myllyssä, kuten "putcher Boy"-myllyssä 2 (malli TCA-32, valmistaja Lasar Mfg. Co., Inc., Los Angeles, Kalifornia) sopivaan hiukkaskokoon (tavallisesti 5-9 mm; 3/16 - 3/8 in). Jauhettu jännemateri-aali dispergoidaan veteen (johon on lisätty Rhozyme-41-entsyymiä) ja hienonnetaan mikroleikkurissa 4 (kuten "Stefan"-koneessa, valmistaja A. Stephan U Sohne, GmbH, Länsi-Saksa).

Jauhaminen ja hienonnus muodostavat kaksi vaihetta prosessista, jonka tarkoitus on rikkoa kollageenimateri-aali kuitukimpuiksi ja lopulta yksittäisiksi fibrilleiksi, jotka voidaan turvottaa hapolla niin, että saadaan homogeeninen geeli. Yksi mikroleikkurin läpäisy riittää. Useampi kuin yksi läpäisy tässä vaiheessa vaikuttaa lujuuteen epäedullisesti Mikroleikkurin teräväli vaikuttaa myös lopputuotteen lujuuteen. Yleisesti ottaen lujuus on sitä suurempi, mitä pienempi terien väli on. Edullinen minimiväli on 1 mm. Pienempi väli (so. alle 1 mm) vähentää läpäisytehoa ja lisää ylikuumenemisris-kiä, kun taas suurempi väli (esim. 1,5 mm tai enemmän) heikentää lujuutta. Mikroleikkaus voidaan suorittaa 6 82703 vasta happokäsitelyn jälkeen, mutta suorittaminen ennen happokäsittelyä saa aikaan homogeenisemman geelin.

Rhozyme-41 on Aspergillus oryzaen tuottama proteo-lyyttinen entsyymi, jota on edullista käyttää hajottamaan elastiinia, joka ympäröi kollageenitibrillejä ja sitoo ne yhteen, sekä ei-kollageenikomponentteja, joiden läsnäolo heikentää lopputuotteen lujuutta. Tämä entsyymi eliminoi tällaiset ei-toivottavat komponentit ja jättää kollageenitibrillit oleellisesti ottaen ehjiksi niin, että seurauksena on maksimaalinen lujuus. Rhozyme-41 (valmistaja Corning Glass Biochemicals, Corning Glass,

Inc., Corning, New York) on erittäin edullinen, koska se ei vaadi aktivaattorin, kuten kysteiinin, tai inaktivaat-torin, kuten peroksidin, käyttöä ja sillä saadaan aikaan kollageenikalvotuotteita, joiden vetolujuus on parempi kuin luontaisten kollageenikalvojen vetolujuus ja sellaisten kollageenikalvotuDtteiden tai kalvojen vetolujuus, jotka on valmistettu käyttämällä muita entsyymejä, kuten pankreatiinia, fisiiniä jne. Rhozyme-41:tä käytetään noin 0,1 - 0,5 % suspension sisältämän kollageenikuiva-aineen perusteella laskettuna. Entsyymikäsittely (pilkkominen) 5 voi kestää noin 3 - noin 24 tuntia huoneenlämpötilassa, mutta 15 - 18 tuntia on edullisin kestoaika. Pitemmät käsittelyajat ovat mahdollisia, mutta tar- ' peettomia. Tavalliset huoneenlämpötilan vaihtelut Rho-zyme-käsittelyn aikana eivät vaikuta lujuuteen. Sekoittaminen, kuten entsyymipitoisen suspension laskeminen kerran mikroleikkurin 4 läpi, dispergoi entsyymin tasaisesti ja edesauttaa entsyymin vaikutusta. Entsyymin deaktivointi entsyymikäsittelyn lopussa ei ole tarpeen Rhozyme-41:tä käytettäessä, mutta se voidaan suorittaa lisäämällä vetyperoksidia vähintään sellainen määrä, joka riittää inaktivoimaan entsyymin, ja sekoittamalla sen jälkeen. Hieman suuremmat peroksidimäärät ovat hyväksyttäviä, mutta tarpeettomia. On edullista käyttää 16 % vetyperoksidia kollageenikuiva-aineen perusteella laskettuna. Kun peroksidi on lisätty ja suoritettu sekoittaminen, an- ;

II

7 82703 netaan suspension seisoa mielellään noin 45 minuuttia.

Entsyymillä käsitelty suspensio on valmis hapolla tapahtuvaan turvotukseen 6. Hapon valinta vaikuttaa turpoamisasteeseen ja lopullisen tuotteen lujuuteen. Maitohappo on edullisin, mutta tyydyttäviä tuloksia saavutetaan muillakin orgaanisilla hapoilla, kuten meripihkahapolla, oksaalihapolla, hydr-oksimeripihkahapolla ja viinihapolla. Epäorgaaniset hapot, kuten HC1 ja H^PO^, saavat aikaan vähemmän turpoamista ja alemman viskositeetin niin, että lujuus on pienempi, josta seuraa kalvon halkeaminen kuivattaessa. Muut ominaisuudet, kuten haju ja myrkyllisyys voivat vaikuttaa hapon valintaan riippuen kollageenikalvon tai -tuotteen käyttötarkoituksesta. Hinta on myös huomionarvoinen tekijä.

Mahdollisimman suuren vetolujuuden saavuttamiseksi lisätään suspensioon niin paljon happoa, että pH-arvoksi tulee noin 3. Jos pH lasketaan arvoon 2, hinta nousee, koska happoa kuluu enemmän, ja tässä happamuudessa .. kalvo tarttuu substraatteihin, mikä aiheuttaa ongelman kalvonvalmistuksessa. Jos pH on korkeampi kuin noin 3, *' ' ei riittävää turpoamista tapahdu. Näin ollen pH-arvo ·’ ‘ . noin 3 on edullisin. Käytettäessä maitohappoa, on sen edullinen määrä 82 paino-% kuivan kollageenikuiva-.· 1 aineen määrästä.

· Lopputuotteen lujuus paranee vielä, jossa suspen sioon lisätään pieni määrä aldehydiä hapon lisäämisen aikana saamaan aikaan kollageenin osittaisen siloittu-misen. Tässä tarkoituksessa formaldehydi on edulli-··*. sempaa kuin glutaarialdehydi tai glyoksaali. On edul- ·.♦ lista käyttää 0,36 % formaldehydiä kuivan kollageeni- ’·· kuiva-aineen perusteella laskettuna.

Hapon aikaansaaman turpoamisen jälkeen geelissä ♦**· on vielä koi lageenikuitukimppuja. Tässä vaiheessa on ...; hyvä laskea materiaali kerran mikroleikkurin läpi, jonka *·· terien väli on 1 mm, jotta loput kuitukimput hajoavat • · · ja geeli saadaan homogeeniseksi seokseksi. Sekä happo 8 82703 että formaldehydi on edullista lisätä suspensioon silloin, kun se tuodaan mikroleikkuriin 6. Saatu geeli homogenoidaan vielä täydellisemmin ja siitä poistetaan ilma sekoittimessa 7, esim. Rossin planeetta-sekoittimessa (malli no. LDM-4, valmistaja Charles Ross & Son Co., Hauppauge, New York) vakuumissa. Tämän vaiheen jälkeen geeli on valmis kalvojen ja kalvo-tuoteiden valmistukseen. Tässä vaiheessa geelin sisältämä kokonaiskuiva-ainemäärä on mielellään noin 0,95 - 1,3 %, erityisesti noin 1,2 %. Edullinen geelin viskositeetti on noin 1300 - noin 3000 cP, erityisesti 1200 cP, kastamiseen ja korkeampi ekstruusioon.

Seuraavassa taulukossa on verrattu toisiinsa geelistä tehtyjen kahden kalvon ominaisuuksia. Ensimmäinen tehtiin geelistä, jossa oli 0,95 % kollageenia (jänteen kuivapainon perusteella laskettuna) ja toisessa oli käytetty geeliä, jossa oli 1,2 % kollageenia.

Taulukko

Geeli 1 Geeli 2 Jänne (378 kuiva-aine) 291 g 368 g

Rhozyme-41 0,10 bg 0,136 g formaldehydi 0,83 ml 1.04 ml maitohappo 54 ml 68 ml geelin kokonaiskuiva-aine 1,15 % 1,47 % pH 2,72,7

viskositeetti 1320 cP 2660 cP

Kalvo 1 Kalvo 2

Paksuus märkänä (mikronia) 39 107

Venyminen 43,9% 54,1%

Murtolujuus märkänä 2,15 kg 2,93 kg

II

9 82703

Edelläkuvatussa menetelmässä saadaan aikaan kirkas geeli, josta voidaan tehdä läpinäkyvä kalvo, kuten jäljempänä selostetaan. Kuitenkin toinen tämän keksinnön edullinen toteutustapa koskee kirkkaan geelin muunnosta niin, että saadaan läpikuultava kalvo, joka on yhtä vahva tai vahvempi kuin kirkkaasta geelistä valmistettu ja ulkonäöltään ihomainen, ja joka voidaan tehdä hieman paksummaksi ilman lisäkustannuksia, mikä on usein toivottavaa .

Kalvon paksuuden kasvattaminen levittämällä useampia kerroksia on usein epätaloudellista.

Paksuuden kasvattaminen lisäämällä geelin kiintoainepi-toisuutta ei sovi, koska viskositeetti rajoittaa. Kuitenkin on yllättäen havaittu, että pienen tärkkelysmää-rän (mielellään maissitärkkelyksen, mutta voidaan myös käyttää muita tärkkelysjauheita tai talkkia) lisääminen jauheena saa aikaan seuraavat edut: 1. Haluttaessa voidaan kalvon paksuutta lisätä geelinlevittämiskertoja lisäämättä (paksuuden kasvu on verrannollinen tärkkelyspitoisuuteen).

2. Geelin viskositeetti ei oleellisesti muutu, ; vaikka lisättäisiin suhteellisen suuria tärkkelysmääriä (jopa vähintään 100 paino-% geelin sisältämän kollageeni-kuiva-aineen perusteella laskettuna). Näin ollen kal-vonmuodostus ei esty.

3. Geelistä tulee läpikuultava ja sen tuntu ja ulkonäkö on ihomainen. Tämä on erityisen toivottavaa kondomienvalmistuksessa.

4. Kun tärkkelystä lisätään noin 60 % tai enemmän, kalvon lujuus kasvaa suuremmaksi kuin, mitä samanpaksui- " sen kirkkaan kalvon lujuus on. Lujuudessa on havaittu noin 15 % kasvuja.

Kalvon taipuisuus, pehmeys ja elastisuus paranevat jopa pienillä kosteustasoilla, koska tärkkelys toimii J ‘ humektanttina.

6. Tuotteiden valmistus helpottuu, koska kalvo on 10 82703 helpompi irroittaa substraatin pinnasta, jolla se on muodostettu.

7. Raaka-aine- ja valmistuskustannukset pienenevät. Maissitärkkelyksen yksikköhinta on noin 10 % kollageenikuiva-aineen vastaavasta. Lisäksi kalvon-muodostuksessa voidaan käyttää halvempia laitteita, kuten muotteja ja substraatteja, koska kalvo on tai-puisampaa, elastisempaa ja helpommin irroitettavaa.

Läpikuultavaan kalvoon johtavan geelin valmistusmenetelmä on sama kuin kirkkaan kalvon käyttämällä Rhozyme-pilkkomista. Pilkkomisen jälkeen sekoitetaan kollageenidispersioon tärkke1yssuspensio, johon on lisätty tarvittavat määrät formaldehydiä ja maitohappoa. Näin saatu seos sisältää noin 20 - 100 paino-% tärkkelystä suspension kollageenikuiva-aineen perusteella laskettuna, ja mieluiten tärkkelysmäärä on noin 60 paino-%.

Edullinen tapa valmistaa keksinnönmukainen kalvo on selostettu kuvassa 2:

Muodostetaan ohut kalvokerros levittämällä 21 vähintään yksi kerros geeliä substraatin pinnalle. Substraatti voi olla muotti, kuten tuurna, joka voidaan kastaa koi1ageenigeeliin . Kalvon paksuus määräytyy geelin viskositeetin ja kuiva-ainepitoisuuden sekä kasto- tai levityskertojen perusteella.

Näin saatua kalvoa kuivataan sen jälkeen ilmassa, 22, noin 65 - 95°C:ssa, mielellään noin 85°C:ssa. Edullisinta on valmistaa kalvo levittämällä päällyste neljä kertaa siten, että ensin levitetään kaksi päällystettä 31 ja seuraavaksi pidättävä elastinen rengas 32 sijoitetaan kalvon päälle tuurnan 33 yläosaan (ks. kuva 3). Kahden ensimmäisen päällysteen (ja elastisen renkaan) päälle levitetään vielä kaksi lisäpäällsytettä ja kuivataan välillä. Kun neljäs päällyste on kuivattu ja muut prosessivaiheet (selostetaan jäljempänä) on suoritettu, voidaan kalvo renkaineen yksinkertaisesti vain kääriä pois tuurnan päältä.

li 11 82703

Kun geelistä valmistetaan putkimainen tuote, kuten kondomi, käytetään seuraavaa menetelmää:

Muottina käytetään tuurnaa. Tuurnan on edullista olla valmistettu akryylipolymeeristä (esim. metakryyli-hartsista valmistettu, muodoltaan suippeneva sylinteri (ks. kuva 3)). Tuurna kastetaan geeliin ja kuivataan toistuvasti ilmalla tarvittavan monta kertaa. Jokainen kasto saa aikaan ohuen geelikerroksen leviämisen tuurnalle tai entisen kerroksen päälle. Neljä edellämainitusta edullisimmasta seoksesta valmistettua geelikerrosta riittää saamaan aikaan 30 - 35 mikronin paksuisen kalvon, mikä on tämäntyypisen kalvon edullinen paksuus. Tuurnan hidas kiertäminen kaston aikana auttaa kalvon suuntaamisessa. Tuurnaa on edullista kiertää jokaisessa peräkkäisessä kastossa vastakkaiseen suuntaan kuin edellisessä. Tuurnan kierto on edullista säätää niin, että saadaan aikaan kalvo, jonka lujuus on noin 20 % suurempi pituussuunnassa (poikkisuuntaan verrattuna) eli tuurnan akselin suunnassa. Kun käytetään kaikkein edullisimpia aineosamääriä ja menetelmän parametreja geelin valmistuksessa, on tuurnan edullinen kiertonopeus noin 0,4-0,8, mieluiten 0,63 kertaa se nopeus, jolla tuurnaa vedetään pois geelistä.

Lopullisesti kuivattu kalvo neutraloidaan 23 liottamalla sitä alkalisessa kylvyssä, kuten 0,14 - 1,3 N ammoniumhydroksidikylvyssä (mielellään 0,71 % NH^OH) 30 sekuntia - 5 minuuttia, mielellään 1,5 minuuttia. Voidaan myös käyttää alkalimetallihydroksideja, kuten natrium- tai kaliumhydroksidia, mutta NH^OH asetetaan etusijalle, koska se on helppo poistaa kalvosta. Sitten neutraloitu kalvo huuhdotaan vedellä 24.

Huuhdottua kalvoa parkitaan noin 30 sekuntia - 5 minuuttia, mielellään 30 sekuntia parkitusliuoksessa, 25, jossa on 0,05 - 1,0 % (pH:ssa 6,9 - 4,5), mielellään 0,1 % (pH:ssa 6,8) glutaarialdehydiä, pääasiassa kalvon ja stabii1isuuden parantamiseksi ja kalvon tuurnastairroit-tamisen helpottamiseksi. Parkitusvaiheen pitäisi olla 12 82703 mahdollisimman lyhyt, koska liika parkitus tekee kalvosta hauraan. Glutaarialdehydin tilalla on mahdollista käyttää formaldehydiä tai glyoksaalia. Voidaan myös käyttää muita parkitusaineita, kuten pelkistäviä sokereita, kromisuoloja tai kasvitanniineja, mutta ne saavat aikaan pienempiä vetolujuuksia ja saattavat olla sopimattomia eräisiin tämän keksinnön sovellutuksiin. Ylimääräinen parkitusliucs poistetaan vedellä huuhtelemalla ja näin saatu kalvo irroitetaan tuurnasta tai muusta substraatista.

Kun kondomi valmistetaan läpikuultavasta (tärkkelyspitoisesta) geelistä, on menetelmä yleisesti ottaen sama kuin edellä, mutta tuurnaa käytettäessä voidaan akryylituurna korvata halvemmalla suippenevalla lasi-tuurnalla. Lisäksi parkitseminen on tarpeeton. Niinpä kuivattu kalvo neutraloidaan samoin kuin läpinäkyvän kalvon tapauksessa ja sen jälkeen se pestään ja irroitetaan tuurnasta. Nytkin on edullista käyttää neljää päällystystä. Jos geeli sisältää 60 % tärkkelystä, kuten on edullista, saadaan kalvon lopulliseksi paksuudeksi 55 - 5 mikronia.

Keksintöä valaistaan, mutta ei rajoiteta seuraa-villa esimerkeillä.

Esimerkki 1

Naudan varpaidenkoukistajajänteitä jauhettiin levyn läpi, jossa oli halkaisijaltaan 5 mm (3/16 in) rei'ät. Karkeasti jauhettu jännemateriaali sisälsi 42,4 % kuiva-ainetta. 0,308 kg:n erä jauhettua jänne-materiaalia dispergoitiin 11,05 kg:aan vettä 15°C:ssa, johon veteen oli lisätty 0,131 g Rhozyme-41. Koko dispersio laskettiin kerran Stephan Microcutter-laitteen läpi, jonka teräväli oli 1 mm. Jauhetun massan annettiin seisoa huoneenlämpötilassa, jotta entsyymi voi vaikuttaa. Entsyymillä käsiteltyyn suspensioon lisättiin 17 tunnin kuluttua 70 ml maitohappoa, jossa oli 1 ml 37 % formaldehydiä. Hapotettu massa laskettiin

H

13 82703 kerran mikroleikkurin läpi, jotta turpoaminen tapahtuisi paremmin ja saadusta geelistä tulisi homogeeninen. Homogenoitu geeli siirrettiin Rossin planeettasekoitti-meen ja sekoitettiin vakuumissa 20 minuuttia, jotta pidättynyt ilma poistuisi. Geelin kuiva-ainepitoisuus oli 1,35 % ja viskositeetti 1192 cP.

Tuurnalle levitettiin neljä geelikerrosta kastamalla tuurna neljä kertaa ja kuivaamalla. Tuurnan kiertosuunta vaihdettiin jokaisen kaston välillä. Jokaista geelipääl-lystekerrosta kuivattiin 15 minuuttia liikkuvassa ilmavirrassa 85°C:ssa. Kun neljäs päällystekerros oli kuivattu, tuurna käsiteltiin peräkkäisesti 0,71 N NH^OH-liuoksella, jonka pH oli 11,6, 1,5 minuuttia ja sen jälkeen vedellä 30 sekuntia, glutaarialdehydin 0,1 % vesiliuoksella, jonka pH oli 6,8, 30 sekuntia ja sen jälkeen huuhdeltiin vedellä. Märkä kalvo oli helppo irroit-taa tuurnalta. Märkä kalvo oli 36 mikronia paksu ja sen murtolujuus oli 2,73 kg.

Esimerkki 2 367 g jännemateriaalia, jonka kuiva-ainepitoisuus oli 35,48 %, dispergoitiin 7,20 kgraan vettä, jossa oli 0,131 g Rhozyme-41. Dispersio jauhettiin ja pilkottiin esimerkin 1 mukaisesti. Sitten entsyymillä pilkottuun suspensioon lisättiin 3,64 kg vettä, jossa oli 26,2 g tärkkelystä, 1 ml formaldehydiä ja 65 ml maitohappoa, ja hapotettu suspensio laskettiin kerran mikroleikkurin läpi ja ilma poistettiin. Näin saadun geelin kuiva-ainepitoisuus oli 1,52 % ja viskositeetti 1278 cP. Kun valmistettiin kalvo esimerkin 1 mukaisesti, saatiin sen märkäpaksuudeksi 47 mikronia ja murtolujuudeksi märkänä 2,41 kg.

Esimerkki 3

Geeli valmistettiin tarkalleen esimerkin 2 mukaisesti, mutta käytettiin 130,5 g tärkkelystä. Näin saadun geelin kuiva-ainepitoisuus oli 2,69% ja viskosi- h 82703 siteetti 1212 cP. Esimerkin 1 mukaisesti valmistetun kalvon märkäpaksuus oli 65 mikronia ja murtolujuus 2,23 kg.

Esimerkki 4

Esimerkin 3 mukaisesti valmistettiin geeli käyttämällä 355 g jännemateriaalia, jonka kuiva-ainepitoisuus oli 36,738 %. Geelin kuiva-ainepitoisuus oli 2,07 % ja viskositeetti 1390 cP.

Kalvot valmistettiin esimerkin 3 mukaisesti, mutta kuivattuja kalvoja ei käsitelty ammoniumhydroksi-dilla ja glutaarialdehydillä. Sen sijaan kuivattuja kalvoja pestiin 30 minuuttia vedellä ja sen jälkeen ne irroitettiin tuurnista. Märän kalvon paksuus oli 47 mikronia ja murtolujuus 1,70 kg.

Esimerkki 5

Geeli valmistettiin esimerkin 4 mukaisesti paitsi, että maitohapon, tärkkelyksen ja formaldehydin seoksen lisäämisen jälkeen hapotetun suspension annettiin seisoa 24 tuntia 40°C:ssa ennen mikroleikkausta ja ilman-poistoa. Geeli sisälsi 2,02 % kuiva-ainetta ja sen viskositeetti oli 1194 cP. Tästä geelistä tehtiin kalvot esimerkin 4 mukaisesti ja saatujen kalvojen märkäpaksuus oli 52 mikronia ja murtolujuus 2,26 kg.

Esimerkki 6

Geeli valmistettiin esimerkin 5 mukaisesti. Se sisälsi 1,98 % kuiva-ainetta ja sen viskositeetti oli 970 cP. Kalvot valmistettiin esimerkin 3 mukaisesti, mutta glutaarialdehydikäsittely jätettiin pois. Märän kalvon paksuus oli 52 mikronia ja sen murtolujuus oli 2,31 kg.

li

Claims (38)

1. Menetelmä kollageenigeelin valmistamiseksi, joka on tarkoitettu käytettäväksi mekaanisilta ominaisuuksiltaan erinomaisten ohuiden kollageenikalvotuotteiden valmistamiseen, tunnettu siitä, että jauhetaan puhdasta eläimen jän-nemateriaalia, joka sisältää vähintään 30% kollageenia ja joka on oleellisesti vapaa 1igamenttikudoksesta, vedessä, jonka osuus seoksesta on noin 65 paino-%, niin, että muodostuu kol-lageenisuspensio; lisätään saatuun suspensioon noin 0,1-0,5 paino-% aspergillus oryzaen tuottamaa proteolyyttistä entsyymiä Rhozyme-41 suspension kollageenikuiva-aineen perusteella laskettuna; turvotetaan suspensio maitohapolla niin, että muodostuu turvonneen kollageenin suspensio; ja homogenoidaan suspensio ja poistetaan siitä ilma niin, että syntyy kolla-geenigee1i.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet- t u siitä, että mainittu jännemateriaali on naudan varpai- denkoukistajajännettä. ; i

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet- _* t u siitä, että jauhaminen tapahtuu mikroleikkurilla, jonka terien väli on 0,5-1,5 mm.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet- t u siitä, että entsyymikäsittely kestää noin 3 - noin 24 tuntia.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet- t u siitä, että suspensio homogenoidaan laskemalla se mik- roleikkurin läpi myös Rhozyme-41-lisäyksen jälkeen.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet tu siitä, että mainittu turvonneen kollageenin suspensio homogenoidaan laskemalla se mikroleikkurin läpi myös ennen ilmanpoistoa. ie 82703

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n n e tt u siitä, että ilmanpoisto tapahtuu sekoittamalla suspensiota mekaanisessa sekoittimessa vakuumissa.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n n e tt u siitä, että suspensioon lisätään maitohapon kanssa käytännöllisesti katsoen samanaikaisesti pieni määrä formaldehydiä, jotta saadaan aikaan kollageenimolekyy1 ien osittainen silloittuminen .

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, t u n n e tt u siitä, että formaldehydiä lisätään 0,3-0,4% suspension kuiva-ainepitoisuuden perusteella laskettuna.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n e t- t u siitä, että jännemateriaali on naudan varpaidenkoukis-tajajännettä, että jauhamisessa käytetyn mikroleikkurin terä-väli on 1 mm, että Rhozyme-41-käsittely kestää 15-18 tuntia, ja että Rhozyme-41-määrä on 0,5 %, ja että maitohappoa lisätään 50 paino-% koilageenikuiva-aineen perusteella laskettuna; ja että lisäksi menetelmässä lisätään 0,36 % formaldehydiä käytännöllisesti katsoen samanaikaisesti mait-ohappoli-säyksen kanssa, ja suspensio homogenoidaan laskemalla se mikroleikkurin läpi Rhozymelisäyksen jälkeen ja happoturvotuksen jälkeen.

*: 11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet- t u siitä, että entsyymin avulla suoritetun pilkkomisen jälkeen suspensioon sekoitetaan jauhetta, joka voidaan valita tärkkelysjauheen ja talkkijauheen joukosta, sellainen määrä, että näin saatu suspensio sisältää 20-100 paino-% mainittua jauhetta suspension sisältämän kollageenikuiva-aineen perusteella laskettuna.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnet-: t u siitä, että mainittu jännemateriaali on naudan varpai- ; denkoukistajajännettä. Il 17 82703

13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että mikroleikkurin teräväli on 0,5-1,5 mm.

14. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että entsyymikäsittely kestää noin 3-24 tuntia.

15. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että suspensio homogenoidaan laskemalla se mikroleikkurin läpi mainitun Rhozymelisäyksen jälkeen.

16. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että turvonneen kollageenin suspensio homogenoidaan myös laskemalla se mikroleikkurin läpi ennen ilmanpois-toa.

17. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että ilmanpoisto tapahtuu sekoittamalla suspensiota mekaanisessa sekoittimessa vakuumissa.

18. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että suspensioon lisätään pieni määrä formaldehydiä oleellisesti ottaen samanaikaisesti happolisäyksen kanssa, jotta saadaan aikaan kollageenimolekyylien osittainen si1loittuminen.

19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen menetelmä, tunnet- :·*: t u siitä, että formaldehydiä lisätään 0,3-0-40 % suspension kuiva-ainepitoisuuden perusteella laskettuna.

20. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnet- t u siitä, että jännemateriaali on naudan varpaidenkoukis- ‘ tajajännettä, että jauhamisessa käytetyn mikroleikkurin terä-väli on 1 mm, että Rhozyme-41-käsittely kestää 15-18 tuntia ja että Rhozyme-41-määrä on 0,5 % että maitohappoa lisätään 50 paino-% koilageenikuiva-aineen perusteella laskettuna; ja että lisäksi menetelmässä lisätään 0.36 % formaldehydiä käytännöllisesti katsoen samanaikaisesti maitohappolisäyksen 1Θ 82703 kanssa ja suspensio homogenoidaan Rhozymelisäyksen jälkeen ja happoturvotuksen jälkeen laskemalla se mikro1 eikkurin läpi.

21. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että mainittu jauhe sekoitetaan suspensioon hap-poturvotusvaiheen alussa vesidispersiona, jossa on myös liuotettuna maitohappo, jota käytetään happoturvotusvaiheessa.

22. Patenttivaatimuksen 18 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että mainittu jauhe sekoitetaan suspensioon hap-poturvotusvaiheen alussa vesidispersiona, jossa on myös liuotettuina maitohappo ja formaldehydi, jota käytetään happoturvotusvaiheessa .

23. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että jauhe on maissitärkkelysjauhe.

24. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että jauhetta sekoitetaan suspensioon 60 paino-% suspension koilageenikuiva-aineen perusteella laskettuna.

25. Patenttivaatimuksen 20 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että jauhe on maissitärkkelysjauhetta ja että se sekoitetaan suspensioon vesidispersiona, johon on liuotettuina maitohappo ja formaldehydi, ja että suspensioon sekoitetaan maissitärkkelystä 60 paino-% suspension koilageenikui- : va-aineen perusteella laskettuna.

26. Ko1lageenigee1i, tunnettu siitä, että se on valmistettu jonkin patenttivaatimuksen 1-25 mukaisella menetelmällä.

27. Patenttivaatimuksen 26 mukainen kollageenigeeli, tunnettu siitä, että sen viskositeetti on välillä noin 1000 - noin 3000 cP.

28. Menetelmä kaivotuotteen valmistamiseksi käyttämällä pa- : tenttivaatimuksen 27 mukaista geeliä, t u n n e t t u siitä, II 19 82703 että muodostetaan kalvo levittämällä ainakin yksi kerros geeliä substraatille; kuivataan kalvo 65-95°C:ssa; neutraloidaan ja koaguloidaan kalvoa alkalisessa liuoksessa, jonka hydrok-syyli-ionipitoisuus on 0,14-1,3 N, noin 30 sekuntia - 5 minuuttia, pestään kalvo vedellä; ja irroitetaan kalvo substraatista .

29. Patenttivaatimuksen 28 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että kalvoa parkitaan noin 30 sekuntia - noin 5 minuuttia parkitusliuoksessa, jossa on 0.05-1,0 % aldehydiä, joka voidaan valita formaldehydin, glutaarialdehydin ja gly-oksaalin joukosta; ja poistetaan ylimääräinen parkitusliuos pesemällä; ja että nämä toimenpiteet suoritetaan neutraloinnin jälkeen mutta ennen kalvon irroittamista substraatista.

30. Patenttivaatimuksen 28 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että kuivauslämpötila on 85°C.

31. Patenttivaatimuksen 28 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että mainittu alkalinen liuos sisältää 0,5-4,5 % NH^OHtta ja että neutralointiaika on noin 30 sekuntia - noin lminuutti.

32. Patenttivaatimuksen 29 mukainen menetelmä, tunnet-- t u siitä, että aldehydi on glutaarialdehydi, jota käytetään :: 0,1 % 100-prosenttisen glutaarialdehydin perusteella ·· laskettuna, ja että parkitusaika on välillä noin 30 sekuntia - 1 minuutti.

33. Patenttivaatimuksen 28 mukainen menetelmä kaivotuotteen valmistamiseksi, kun tuote on kondomi ja mainittu substraatti on alaspäin suippeneva sylinterimäinen tuurna, joka on valmistettu akryylistä, tunnettu siitä, että valmistettaessa levitetään mainittua geeliä useina peräkkäisinä ker-.· roksina tuurnalle kastamalla sitä geeliin, ja kaston aikana tuurnaa kierretään pituusakselinsa ympäri aina seuraavalla kerroksella vastakkaiseen suuntaan kuin edellisellä kiertonopeuden ollessa sellainen, että syntyneen kalvon lujuus tuur- ( 20 8 2 7 0 3 nan akselin suunnassa on vähintään 20 % suurempi kuin lujuus akselin poikkisuunnassa.

34. Patenttivaatimuksen 33 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että geeliä levitetään neljä kerrosta siten, että ensin levitetään ja kuivataan ensimmäiset kaksi kerrosta, tämän jälkeen tuurnan ympärille lähelle kalvon yläpäätä sijoitetaan elastinen nauha ja seuraavaksi levitetään ja kuivataan loput kaksi kerrosta, suoritetaan menetelmän loppuvaiheet ja kondomi elastisine nauhoineen kääritään pois tuurnalta .

35. Patenttivaatimuksen 33 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että geeli on jauhepitoinen geeli ja että tuurna on tehty lasista.

36. Patenttivaatimuksen 34 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että geeli on jauhepitoinen geeli ja että tuurna on tehty lasista.

37. Patenttivaatimuksen 36 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että mainittu jauhe on maissitärkkelysjauhe.

38. Patenttivaatimuksen 28 mukaisella menetelmällä valmistettu kalvotuote, tunnettu siitä, että kalvotuote on kondomi. Il 21 82703