WO1995021632A1 - Process for inactivating thermolabile viruses in biological material while preserving collagen properties - Google Patents

Process for inactivating thermolabile viruses in biological material while preserving collagen properties Download PDF

Info

Publication number
WO1995021632A1
WO1995021632A1 PCT/EP1995/000424 EP9500424W WO9521632A1 WO 1995021632 A1 WO1995021632 A1 WO 1995021632A1 EP 9500424 W EP9500424 W EP 9500424W WO 9521632 A1 WO9521632 A1 WO 9521632A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
viruses
thermolabile
collagen
bone
temperature
Prior art date
Application number
PCT/EP1995/000424
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ludwig Baumgartner
Original Assignee
Ludwig Baumgartner
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ludwig Baumgartner filed Critical Ludwig Baumgartner
Publication of WO1995021632A1 publication Critical patent/WO1995021632A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N7/00Viruses; Bacteriophages; Compositions thereof; Preparation or purification thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/0005Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor for pharmaceuticals, biologicals or living parts
    • A61L2/0011Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor for pharmaceuticals, biologicals or living parts using physical methods
    • A61L2/0023Heat
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/02Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
    • A61L2/04Heat
    • A61L2/06Hot gas
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/16Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using chemical substances
    • A61L2/18Liquid substances or solutions comprising solids or dissolved gases
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/16Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using chemical substances
    • A61L2/20Gaseous substances, e.g. vapours
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L89/00Compositions of proteins; Compositions of derivatives thereof
    • C08L89/04Products derived from waste materials, e.g. horn, hoof or hair
    • C08L89/06Products derived from waste materials, e.g. horn, hoof or hair derived from leather or skin, e.g. gelatin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N7/00Viruses; Bacteriophages; Compositions thereof; Preparation or purification thereof
    • C12N7/04Inactivation or attenuation; Producing viral sub-units
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2740/00Reverse transcribing RNA viruses
    • C12N2740/00011Details
    • C12N2740/10011Retroviridae
    • C12N2740/16011Human Immunodeficiency Virus, HIV
    • C12N2740/16061Methods of inactivation or attenuation

Definitions

  • thermolabile viruses in biological material while maintaining the collagen properties.
  • the invention relates to a method according to claims 1 to 6 and the use of thermally treated fabrics according to claim 7.
  • a method is also known from EP 0141004 B1, in which bone substitute material is produced by thermal sintering of native bones.
  • all organic material is burned, including ev. existing viruses, but also the collagen matrix.
  • a bone replacement material produced in this way no longer has any osteoinductive properties and is therefore unsuitable for transplantation purposes.
  • EP 0 212 040 A1 describes a method for heat inactivation of viruses, but only for factor VIII preparation, the heat treatment being carried out on a lyophilisate in the dry state in the presence of a protective gas or under vacuum.
  • the aim of the invention is therefore a process which avoids the disadvantages of the chemical or thermal processes listed.
  • thermolabile viruses such as HIV and hepatitis
  • the biological material e.g. dura mater, faszia lata, faszia temporalis, tendons, gums, amnion, skin, cartilage, bones and other collagenous tissues
  • the heat transfer being carried out by means of anhydrous or almost water-free (up to about 10% water content) liquids, vapors or gases.
  • the heat transfer process can take place at normal pressure or at reduced pressure or at increased pressure or alternately.
  • suitable liquids e.g. also azeotropic mixtures can be used.
  • Suitable liquids are:
  • Liquid e.g. .IPA
  • an aqueous liquid e.g. water
  • Dura mater strips 4 mm wide and 60 mm long are treated in an IPA bath for 20 minutes at 80 ° C:
  • the structures of the collagen molecule and the fibrils are obviously irreversibly damaged by the thermal treatment in an aqueous medium, whereas there is no impairment in a non-aqueous medium.
  • the intactness of the collagen tissue is, however, a prerequisite for the suitability as a surgical transplant material. It is obvious that e.g. a Dura tissue, which has been irreversibly damaged due to shrinkage due to thermal treatment in an aqueous medium, no longer has any native properties.
  • the intactness of a collagen fiber can be determined by measuring the so-called shrinkage temperature (TS).
  • the TS is defined as the temperature at which the collagen fiber exhibits a maximum of one shrinking interval per temperature interval when heated in an aqueous medium.
  • a strip of a native dura mater with a width of 4 mm and a length of 60 mm shows successive heating in aqueous medium a TS of 69 C (diagram 1).
  • TS shrinkage temperature
  • the elongation at break of the native, thermally untreated and thermally treated Dura strips in a 80 C warm IPA bath is about 40%, whereas it is 150% for the thermally treated Dura strips for 20 minutes at 80 C in water.
  • Properties of graft tissues which have deteriorated in strength and extensibility in this way are, however, not acceptable for surgical purposes, or only to a very limited extent.
  • a native cancellous bone bone measuring 20x20x20 mm is cleaned in conventional process steps and finally preserved by freeze-drying.
  • the water content of the bone is now about 5%.
  • the preserved piece of bone is treated in a pressure vessel with IPA for 30 minutes at 3 bar (approx. 110 ° C).
  • HIV in the bone treated in this way is inactivated and the mechanical properties of the bone show practically no loss of strength compared to a bone that has not been thermally treated.
  • a native hip bone is treated for the purpose of thermo-inactivation in a glycerol bath at 110 ° C. for 60 minutes.
  • the glycerine-treated hip bone can then be stored by freezing, for example at -40 ° C.
  • the method according to the invention can be applied to biological tissue in all stages of manufacture, e.g. on femoral heads in their native state or on bone material (in the form of cubes or chips), e.g. during the manufacturing process or before, during or after preservation.
  • biological tissue in all stages of manufacture, e.g. on femoral heads in their native state or on bone material (in the form of cubes or chips), e.g. during the manufacturing process or before, during or after preservation.
  • bone material in the form of cubes or chips

Abstract

A process is disclosed for thermally inactivating thermolabile viruses in structured collagen or collagen-containing tissues by means of non-aqueous liquids, vapours or gases at temperatures above the inactivation temperature of the virus while preserving transplant properties.

Description

Verfahren zur Inaktivierung thermolabiler Viren in biologischem Material unter Beibehaltung der kollagenen Eigenschaften. Process for the inactivation of thermolabile viruses in biological material while maintaining the collagen properties.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6 und der Verwendung thermobehandelter Gewebe nach Anspruch 7.The invention relates to a method according to claims 1 to 6 and the use of thermally treated fabrics according to claim 7.
Bei der Herstellung von Tranplantatkonserven humanen Ursprungs zur Anvendung in der Medizin hat z.B. insbesondere die HIV-Problematik einen hohen Stellenwert .In the manufacture of canned transplants of human origin for use in medicine, e.g. HIV issues are particularly important.
Serologische Tests auf HIV-Antikörper geben keine absolute Sicherheit auf HIV-Abwesenheit beim Spender ; deshalb sind bei der Herstellung von Transplantatkonserven zur Virus-Inaktivierung zusätzliche Prozeß-Schritte erforderlich .Serological tests for HIV antibodies do not give absolute certainty that the donor is HIV-free; therefore additional process steps are required in the production of canned grafts for virus inactivation.
Bekannt ist hierzu eine chemische Behandlung mittels Wasserstoffperoxyd. Dieses Verfahren eignet sich jedoch vorzugsweise nur für dünnes, flächiges Material, ist aber bei kompakten Materialien (Knochen , Sehnen) wegen ungenügender Penetration des Agens wenig geeignet .A chemical treatment using hydrogen peroxide is known for this. However, this method is preferably only suitable for thin, flat material, but is not very suitable for compact materials (bones, tendons) due to insufficient penetration of the agent.
Den Nachteil ungenügender Penetration und damit ungenügender Inaktivierung von Viren in Knochenmaterialien sollten deshalb thermische Verfahren beseitigen können, da bekanntlich eine HlV-Inaktivierung bei einer Temperatur von 56 C erfolgt . So ist ein Verfahren zur thermischen Inaktivierung von HIV in humanen Knochen in wässrigem Medium bei einer Temperatur von 80 C und einer Behandlungsdauer von ca. 10 Min. bekannt (Unfallchirug 18/ 92, 1-6 Nr.l). Dieses Verfahren „hat jedoch den Nachteil , daß die kollagene Matrix bei der angewendeten Temperatur denaturiert , so daß die osteoinduktiven Eigenschaften , die für ein Knochenersatzmaterial unerläßlich sind, verloren gehen oder zumindest stark reduziert sind. Auch können bei einer Behandlung von 80 C zwar HIV inaktiviert werden, nicht jedoch die erst bei 105 C thermolabilen Hepatitis-Viren B und C.The disadvantage of insufficient penetration and thus insufficient inactivation of viruses in bone materials should therefore be able to be eliminated by thermal methods, since it is known that HIV deactivation takes place at a temperature of 56 ° C. A method for the thermal inactivation of HIV in human bones in an aqueous medium at a temperature of 80 ° C. and a treatment time of about 10 minutes is known (accident surgery 18/92, 1-6 No. 1). However, this method “has the disadvantage that the collagen matrix denatures at the temperature used, so that the osteoinductive properties which are essential for a bone substitute material are lost or at least greatly reduced. HIV can also be inactivated when treated at 80 C, but not the hepatitis viruses B and C that are thermolabile only at 105 C
Es ist auch ein Verfahren aus der EP 0141004 B 1 bekannt , bei dem Knochenersatz-Material durch Thermo-Sintern von nativen Knochen hergestellt wird. Hierbei wird sämtliches organisches Material verbrannt , darunter ev . vorhandene Viren, aber auch die kollagene Matrix. Ein auf diese Weise hergestelltes Knochenersatz-Material besitzt keine osteoinduktiven Eigenschaften mehr und ist somit für Transplantations¬ zwecke ungeeignet .A method is also known from EP 0141004 B1, in which bone substitute material is produced by thermal sintering of native bones. Here, all organic material is burned, including ev. existing viruses, but also the collagen matrix. A bone replacement material produced in this way no longer has any osteoinductive properties and is therefore unsuitable for transplantation purposes.
Es ist ferner ein Inaktivierungsver fahren bekannt , welches Knochenmaterial mit gespanntem Wasserdampf behandelt . Dieses Verfahren arbeitet z.B. 10 Min. bei 121 C und inaktiviert sowohl HIV wie auch Hepatitis-Viren , schädigt gleichzeitig aber auch die kollagene Matrix wie auch das mineralische Knochengerüst selbst empfindlich . Ein so autoklaviertes Knochentransplantat hat deshalb keine osteoinduktiven Eigenschaften und ist somit als Knochenersatzmaterial völlig ungeeignet . It is also known an Inaktivierungsver method which treats bone material with steam. This procedure works, for example, at 121 C for 10 minutes and inactivates both HIV and hepatitis viruses, but at the same time also damages the collagen matrix and the mineral bone structure itself. A bone graft autoclaved in this way therefore has no osteoinductive properties and is therefore completely unsuitable as a bone replacement material.
Aus der US 4 490 361 ist eine Virus-Inaktivierung durch Hϊtzebehandlung mittels organischer Flüssigkeiten bekannt , die sich jedoch ausschließlich auf Blutplasma-Fraktionen bezieht , wobei das pulverisierte Lyophilisat in Form einer Suspension hitzebehandelt wird.From US 4,490,361 a virus inactivation by heat treatment by means of organic liquids is known, but this relates exclusively to blood plasma fractions, the pulverized lyophilisate being heat-treated in the form of a suspension.
Die EP 0 212 040 AI beschreibt ein Verfahren zur Hitze- Inaktivierung von Viren, jedoch nur für die Faktor VIII- Präparation , wobei die Hitzebehandlung an einem Lyophilisat in trockenem Zustand bei Anwesenheit eines Schutzgases oder unter Vakuum erfolgt. EP 0 212 040 A1 describes a method for heat inactivation of viruses, but only for factor VIII preparation, the heat treatment being carried out on a lyophilisate in the dry state in the presence of a protective gas or under vacuum.
Ziel der Erfindung ist daher ein Verfahren , welches die Nachteile der aufgeführten chemischen bzw. thermischen Verfahren vermeidet .The aim of the invention is therefore a process which avoids the disadvantages of the chemical or thermal processes listed.
Überraschend wurde erfindungsgemäß gefunden , das die schonende Herstellung eines biologischen Ersatzmaterials für Transplantationszwecke erlaubt , wobei sowohl eine Inaktivierung thermolabiler Viren (wie HIV und Hepatitis ) erfolgt , als auch die erforderlichen Eigenschaften der kollagenen oder mineralischen- kollagenhaltigen Gewebe weitestgehend erhalten bleiben . Somit liefert das erfindungsgemäße Verfahren kollagene oder kollagenhaltige Gewebe, in denen thermolabile Viren thermoinaktiviert sind.Surprisingly, it was found according to the invention that the gentle production of a biological replacement material for transplantation purposes is possible, whereby both inactivating thermolabile viruses (such as HIV and hepatitis) takes place and the required properties of the collagen or mineral-collagen-containing tissues are largely retained. Thus, the method according to the invention provides collagen or collagen-containing tissues in which thermolabile viruses are thermo-inactivated.
Nach diesem Verfahren wird das biologische Material (z.B. Dura mater, Faszia lata, Faszia temporalis , Sehnen, Ge fasse, Amnion, Haut, Knorpel, Knochen sowie andere kollagene Gewebe) einer thermischen Behandlung oberhalb der Inaktivierungstemperatur von Viren ausgesetzt , wobei die Wärmeübertragung mittels wasserfreien bzw. fast wasserfreien (bis zu etwa 10% Wasseranteil ) Flüssigkeiten , Dämpfen oder Gasen erfolgt . Dabei kann der Prozeεs der Wärmeübertragung bei Normaldruck oder bei vermindertem Druck oder bei erhöhtem Druck oder alternierend erfolgen . Zur Erzielung der gewünschten Wärmeübertragung können auch Gemische von geeigneten Flüssigkeiten , z.B. auch azeotrope Gemische , verwendet werden.According to this process, the biological material (e.g. dura mater, faszia lata, faszia temporalis, tendons, gums, amnion, skin, cartilage, bones and other collagenous tissues) is subjected to a thermal treatment above the inactivation temperature of viruses, the heat transfer being carried out by means of anhydrous or almost water-free (up to about 10% water content) liquids, vapors or gases. The heat transfer process can take place at normal pressure or at reduced pressure or at increased pressure or alternately. To achieve the desired heat transfer, mixtures of suitable liquids, e.g. also azeotropic mixtures can be used.
Geeignete Flüssigkeiten sind:Suitable liquids are:
Methanol , Ethanol , Propanol , Isopropanol , Isobutanol , Aceton, Methylethylketon, Glykol, Glycerin , Propandiol , Heptan, Isoheptan . Dimethylsulfoxyd, Polyethylenglycol Silikonöl , 2,3-Butandiol .Methanol, ethanol, propanol, isopropanol, isobutanol, acetone, methyl ethyl ketone, glycol, glycerin, propanediol, heptane, isoheptane. Dimethyl sulfoxide, polyethylene glycol silicone oil, 2,3-butanediol.
G neei ■gne rt.e Gase: » Coflu2n » Edelgsase .
Figure imgf000006_0001
Folgender Versuch belegt die Wirksamkeit des Verfahrens am Beispiel des Schrumpfungsverhaltens eines kollagenen
G neei ■ gne rt.e gases: »C o fl u 2n» Edelg s ase.
Figure imgf000006_0001
The following experiment demonstrates the effectiveness of the method using the example of the shrinkage behavior of a collagen
Gewebes bei Thermobehandlung in einer wasserfreienFabric during thermal treatment in an anhydrous
Flüssigkeit (z .B .IPA) im Vergleich zu gleicher Behandlung in einer wässrigen Flüssigkeit (z.B. Wasser) .Liquid (e.g. .IPA) compared to the same treatment in an aqueous liquid (e.g. water).
Dura mater-Streifen von 4 mm Breite und 60 mm Länge werden in einem IPA-Bad 20 Min. bei 80 C behandelt :Dura mater strips 4 mm wide and 60 mm long are treated in an IPA bath for 20 minutes at 80 ° C:
Es tritt keine Schrumpfung des Gewebes ein.There is no shrinkage of the tissue.
Ein gleicher Streifen unter gleichen Bedingungen in einem Wasserbad behandelt , verkürzt sich innerhalb voThe same strip treated under the same conditions in a water bath is shortened within vo
Sekunden auf etwa 50% seiner ursprünglichen Länge.Seconds to about 50% of its original length.
Ganz offensichtlich werden die Strukturen des kollagenen Moleküls und der Fibrillen durch die Thermobehandlung in wässrigem Medium irreversibel geschädigt , wogegen in nicht wässrigem Medium keine Beeinträchtigung eintritt .The structures of the collagen molecule and the fibrils are obviously irreversibly damaged by the thermal treatment in an aqueous medium, whereas there is no impairment in a non-aqueous medium.
Die Intaktheit des Kollagengewebes ist aber Voraussetzung für die Eignung als chirurgische Transplantations¬ material . Es ist einleuchtend , daß z.B ein Duragewebe , welches durch eine Thermobehandlung in wässrigem Medium eine irreversible Schädigung infolge der Schrumpfung erlitten hat, keine nativen Eigenschaften mehr aufweist .The intactness of the collagen tissue is, however, a prerequisite for the suitability as a surgical transplant material. It is obvious that e.g. a Dura tissue, which has been irreversibly damaged due to shrinkage due to thermal treatment in an aqueous medium, no longer has any native properties.
Die Intaktheit einer kollagenen Faser, läßt sich durch die Messung der sog. Schrumpfungstemperatur (TS) ermitteln. Die TS ist als die Temperatur definiert , bei der die kollagene Faser beim Erwärmen in wässrigem Medium ein Maximum eines Schrumpfungs-Intervalls pro Temperatur-Intervall aufweist . Beispielsweise zeigt ein Streifen einer nativen Dura mater von 4 mm Breite und 60 mm Länge bei sukzessivem Erwärmen in wässrigem Medium eine TS von 69 C (Diagramm 1). Dies verdeutlicht aber, daß eine Thermoinaktivierung von Dura oder Sehnen oder Knochen bei 69 C oder darüber in wässrigem Medium sich von selbst verbietet.The intactness of a collagen fiber can be determined by measuring the so-called shrinkage temperature (TS). The TS is defined as the temperature at which the collagen fiber exhibits a maximum of one shrinking interval per temperature interval when heated in an aqueous medium. For example, a strip of a native dura mater with a width of 4 mm and a length of 60 mm shows successive heating in aqueous medium a TS of 69 C (diagram 1). However, this makes it clear that thermal inactivation of the dura or tendons or bones at 69 ° C or above in an aqueous medium is of course prohibited.
Bei sukzessivem Erwärmen von Nativ-Dura auf 80 C in wasserfreiem Medium, z.B. in IPA, findet dagegen keine Schrumpfung statt (Diagramm 1).With successive heating of native dura to 80 C in an anhydrous medium, e.g. in IPA, however, there is no shrinkage (diagram 1).
Es hat sich überraschenderweise auch gezeigt, daß sich in wasserfreiem Medium sogar Temperaturen von z.B. 105 C anv/enden lassen, ohne daß es zu einer Schrumpfung kommt (Diagramm 1) .Surprisingly, it has also been shown that even temperatures of e.g. Let 105 C end without shrinkage (diagram 1).
Diagramm 1 :Diagram 1:
Schrumpfungsstrecke Schrumpfungsverhalten (Skalenteile) nativer Dura mater bei steigender Temperatur inShrinkage distance Shrinkage behavior (scale parts) of native dura mater with increasing temperature in
Figure imgf000008_0001
Unterschiedliche Eigenschaften von in wässrigem bzw. nicht wässrigem Medium thermisch behandelten Geweben zeigen sich auch bei den Merkmalen Festigkeit und Dehnung . So weisen native 4 mm breite Dura-Streifen von vergleichbarer Dicke folgende relative Zugfestigkeitswerte auf:
Figure imgf000008_0001
Different properties of fabrics thermally treated in aqueous or non-aqueous medium are also evident in the characteristics of strength and elongation. Native 4 mm wide dura strips of comparable thickness have the following relative tensile strength values:
thermisch nicht behandelt 100%not thermally treated 100%
20 Min. bei 80°C in einem IPA-Bad behandelt 99%20 minutes at 80 ° C in an IPA bath treated 99%
20 Min. bei 105°C in einem Glycerin-Bad behandelt 96%20 minutes at 105 ° C in a glycerin bath treated 96%
20 Min. bei 80°C in einen Wasserbad behandelt 49%20 minutes in a water bath at 80 ° C treated 49%
Analog verschlechtert sich das Dehnungsverhalten .In the same way, the elongation behavior deteriorates.
Die Bruchdehnung der nativen , thermisch nicht behandelten und thermisch in einem 80 C warmen IPA-Bad behandelten Dura-Streifen liegt bei etwa 40%, wohingegen sie bei den thermisch 20 Min. bei 80 C in Wasser behandelten Durastreifen bei 150% liegt. Derartig in Festigkeit und Dehnbarkeit verschlechterte Eigenschaften von Transplantat-Geweben sind jedoch für chirurgische Zwecke nicht oder nur mit starker Einschränkung akzeptabel .The elongation at break of the native, thermally untreated and thermally treated Dura strips in a 80 C warm IPA bath is about 40%, whereas it is 150% for the thermally treated Dura strips for 20 minutes at 80 C in water. Properties of graft tissues which have deteriorated in strength and extensibility in this way are, however, not acceptable for surgical purposes, or only to a very limited extent.
Analoges gilt auch für thermisch in wässrigem Medium behandelte Knochen :The same applies to bones thermally treated in an aqueous medium:
So nimmt die Druckbelastung nach zehnminütigem autoklavieren z.B. bei 121 C in gespanntem Wasser, auf Werte von etwa 10 - 20% der Ausgangswerte ab.The pressure load after ten minutes of autoclaving e.g. at 121 C in tensioned water, to values of about 10 - 20% of the initial values.
Eine thermische Behandlung in IPA (80 C) bzw. Glycerin (105 C) für 20 Min. ergibt lediglich eine Erniedrigung der Werte auf ca. 97%.A thermal treatment in IPA (80 C) or glycerol (105 C) for 20 minutes only results in a reduction of the values to approx. 97%.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird in nachstehend aufgef hrten Beispielen dargestellt . 1. Dura mater wird in üblichen Prozeß-Schritten gereinigt und schließlich zum Zwecke der Konservierung gefriergetrocknet . Der Wassergehalt in der Dura beträgt nun ca. 5%. Zur Thermoinaktivierung wird ein 4 x 5 cm großes konserviertes Durastück in ein IPA-Bad vonThe process according to the invention is shown in the examples below. 1. Dura mater is cleaned in the usual process steps and finally freeze-dried for the purpose of preservation. The water content in the dura is now about 5%. For the thermal activation, a 4 x 5 cm preserved piece of Durasta is placed in an IPA bath from
75 C gegeben und 20 Min. darin belassen .Given 75 C and left in for 20 min.
In der so behandelten Dura sind vorhandene HIV inaktiviert und die mechanischen Eigenschaften der Dura weisen gegenüber einer nicht thermobehandelten Dura keine Verschlechterung auf (Zugfestigkeit : minus 1%).Existing HIV is inactivated in the dura treated in this way and the mechanical properties of the dura show no deterioration compared to a non-thermally treated dura (tensile strength: minus 1%).
2. Ein nativer Spongiosa-Knochen in der Abmessung 20x20x20 mm wird in üblichen Prozeß-Schritten gereinigt und schließlich durch Gefriertrocknung konserviert .2. A native cancellous bone bone measuring 20x20x20 mm is cleaned in conventional process steps and finally preserved by freeze-drying.
Der Wassergehalt des Knochens beträgt nun ca. 5%. Zur Thermoinaktivierung wird das konservierte Knochenstück in einem Druckgefäß mit IPA 30 Min. bei 3 bar (ca. 110°C) behandelt.The water content of the bone is now about 5%. For thermal inactivation, the preserved piece of bone is treated in a pressure vessel with IPA for 30 minutes at 3 bar (approx. 110 ° C).
Im so behandelten Knochen sind vorhandene HIV inaktiviert und die mechanischen Eigenschaften des Knochens weisen gegenüber einem nicht thermobehandelten Knochen praktisch keinen Festigkeitsverlust auf.HIV in the bone treated in this way is inactivated and the mechanical properties of the bone show practically no loss of strength compared to a bone that has not been thermally treated.
3. Ein nativer Hüftknochen wird zum Zwecke der Thermoinaktivierung 60 Min. in einem Glycerin-Bad bei 110°C behandelt.3. A native hip bone is treated for the purpose of thermo-inactivation in a glycerol bath at 110 ° C. for 60 minutes.
Im so behandelten Knochen werden vorhandene HIV oder Hepatitis-Viren inaktiviert und die mechanischen Eigenschaften des Knochens weisen bei Druckbelastung gegenüber einem nicht thermobehandelten Knochen keinen wesentlichen Festigkeitsverluεt auf. Anschließend kann der Glycerin-behandelte Hüftknochen durch Tiefkühlen z.B. bei - 40 C gelagert werden.In the bone treated in this way, existing HIV or hepatitis viruses are inactivated and the mechanical properties of the bone show no significant loss of strength when subjected to pressure compared to a bone that has not been thermally treated. The glycerine-treated hip bone can then be stored by freezing, for example at -40 ° C.
Das erfindungsgwemäße Verfahren kann auf biologische Gewebe in allen Herstellungsstufen angewendet werden, z.B. auf Hüftköpfe in nativem Zustand oder auf Knochen-Material ( in Würfel- oder Chips-Form) , z.B. während des Herstellungsprozesses oder vor, während oder nach der Konservierung . Analoges gilt für anderes biologisches Material aus Knochen- oder Kollagen-Gewebe ,The method according to the invention can be applied to biological tissue in all stages of manufacture, e.g. on femoral heads in their native state or on bone material (in the form of cubes or chips), e.g. during the manufacturing process or before, during or after preservation. The same applies to other biological material from bone or collagen tissue,
Bedingt durch unterschiedliche Materialtypen und Abmessungen läßt sich im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens durch Modifikationen bei Dauer, Temperatur und Druck gewerblich nutzbares biologisches Ersatzmaterial für die Chirurgie gewinnen . Due to different material types and dimensions, commercially usable biological replacement material for surgery can be obtained in the context of the method according to the invention by modifications in duration, temperature and pressure.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Thermoinaktivierung thermolabiler Viren in kollagenen oder kollagenhaltigen Geweben , dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebe in nicht wässrigen Flüssigkeiten , Dämpfen oder Gasen einer Behandlung bei erhöhter Temperatur , die über der jeweiligen Inaktivierungstemperatur der Viren liegt, ausgesetzt werden unter Beibehaltung ihrer Transplantate- Eigenschaften.1. A method for thermally inactivating thermolabile viruses in collagenous or collagen-containing tissues, characterized in that the tissues in non-aqueous liquids, vapors or gases are subjected to a treatment at elevated temperature which is above the respective inactivation temperature of the viruses, while maintaining their graft properties .
2. Verfahren nach Anspruch 1, daß die nicht wässrigen Flüsssigkeiten , Dämpfe oder Gase einen Wasseranteil bis zu 10 % enthalten können.2. The method according to claim 1, that the non-aqueous liquids, vapors or gases can contain a water content of up to 10%.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, daß nicht wässrige Flüssigkeiten oder deren Mischungen , Dämpfe oder Gase verwendet werden.3. The method according to claim 1 and 2, that non-aqueous liquids or their mixtures, vapors or gases are used.
4. Verfahren nach 1 bis 3, daß die Verfahrenstemperatur zwischen 50 C und 130 C liegt.4. Process according to 1 to 3, that the process temperature is between 50 C and 130 C.
5. Verfahren nach 1 bis 4, daß die Temperaturbehandlung bei Unter-, Normal- oder Überdruck oder alternierend erfolgen kann.5. The method according to 1 to 4, that the temperature treatment can be carried out under negative, normal or positive pressure or alternately.
6. Kollagene oder kollagenhaltige Gewebe, in denen thermolabile Viren thermoinaktiviert sind, dadurch gekennzeichnet , daß sie nach dem Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 5 erhältlich sind.6. collagens or collagen-containing tissues in which thermolabile viruses are thermally inactivated, characterized in that they are obtainable by the process according to one or more of claims 1-5.
7. Verwendung der nach Anspruch 1 bis 5 thermo- behandelter Gewebe sowie der Gewebe nach Anspruch 6 als Transplantate . 7. Use of the heat-treated tissue according to claim 1 to 5 and the tissue according to claim 6 as grafts.
PCT/EP1995/000424 1994-02-14 1995-02-07 Process for inactivating thermolabile viruses in biological material while preserving collagen properties WO1995021632A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4404625A DE4404625C2 (en) 1994-02-14 1994-02-14 Method for inactivating thermolabile viruses in biological material while maintaining the collagenic properties
DEP4404625.1 1994-02-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1995021632A1 true WO1995021632A1 (en) 1995-08-17

Family

ID=6510192

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP1995/000424 WO1995021632A1 (en) 1994-02-14 1995-02-07 Process for inactivating thermolabile viruses in biological material while preserving collagen properties

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE4404625C2 (en)
WO (1) WO1995021632A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19940426A1 (en) 1999-08-26 2001-03-01 Tutogen Medical Gmbh Process for dehydrating biological tissues for the production of canned grafts
CN102357259A (en) 2011-07-28 2012-02-22 王珊珊 Bioprotein sponge and preparation method thereof

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1121636A (en) * 1965-02-26 1968-07-31 Balassa Leslie L Improved wound healing compositions
US4490361A (en) * 1983-12-02 1984-12-25 Alpha Therapeutic Corporation Virus inactivating heat treatment of plasma fractions
EP0171506A1 (en) * 1982-05-13 1986-02-19 Cedars-Sinai Medical Center A method for the heat treatment of plasma or plasma fractions and compositions obtained thereby
EP0177836A2 (en) * 1984-09-25 1986-04-16 The Green Cross Corporation Process for the inactivation of virus in immunoglobulins
EP0183674A1 (en) * 1984-09-28 1986-06-04 IMMUNO Aktiengesellschaft für chemisch-medizinische Produkte Method for inactivating filterable pathogens
EP0212040A1 (en) * 1985-08-05 1987-03-04 IMMUNO Aktiengesellschaft für chemisch-medizinische Produkte Process for producing preparations based on blood coagulation factors

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2072193B (en) * 1979-10-08 1983-06-15 Pentapharm Ag Process for preparing a collagen product for medical and cosmetic use
CA1209475A (en) * 1982-04-12 1986-08-12 Mamerto M. Cruz, Jr. Hemostatic-adhesive collagen dressing for severed biological surfaces
AT389815B (en) * 1984-03-09 1990-02-12 Immuno Ag METHOD FOR INACTIVATING VARIABLE FILTERABLE DISEASERS IN BLOOD PRODUCTS
AT391809B (en) * 1988-01-12 1990-12-10 Immuno Ag METHOD FOR INACTIVATING VARIABLE FILTERABLE DISEASERS IN BLOOD PLASMA PRODUCTS

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1121636A (en) * 1965-02-26 1968-07-31 Balassa Leslie L Improved wound healing compositions
EP0171506A1 (en) * 1982-05-13 1986-02-19 Cedars-Sinai Medical Center A method for the heat treatment of plasma or plasma fractions and compositions obtained thereby
US4490361A (en) * 1983-12-02 1984-12-25 Alpha Therapeutic Corporation Virus inactivating heat treatment of plasma fractions
EP0144709A2 (en) * 1983-12-02 1985-06-19 Alpha Therapeutic Corporation Heat treatment of plasma fractions
EP0177836A2 (en) * 1984-09-25 1986-04-16 The Green Cross Corporation Process for the inactivation of virus in immunoglobulins
EP0183674A1 (en) * 1984-09-28 1986-06-04 IMMUNO Aktiengesellschaft für chemisch-medizinische Produkte Method for inactivating filterable pathogens
EP0212040A1 (en) * 1985-08-05 1987-03-04 IMMUNO Aktiengesellschaft für chemisch-medizinische Produkte Process for producing preparations based on blood coagulation factors

Also Published As

Publication number Publication date
DE4404625C1 (en) 1995-04-13
DE4404625C2 (en) 1996-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0141004B1 (en) Bone substitute material based on natural bone
DE69636824T2 (en) Terminal-sterilized osteogenic devices and their manufacture
EP1948263B1 (en) Nerve guide
DE60305227T2 (en) Disc treatment with a crosslinker and an inactivator or stabilizer
EP0475189B1 (en) Implant material
EP1206180B1 (en) Method for dehydrating biological tissue for producing preserved transplants
EP0657178A2 (en) Method for making implant ceramic material especially hydroxyapatite containing implant ceramic material
DE3042860A1 (en) COLLAGEN PREPARATIONS, METHODS FOR THEIR PRODUCTION AND THEIR USE IN HUMAN AND VETERINE MEDICINE
EP0383773B1 (en) Process for producing a bone replacement material
DE2906650A1 (en) METHOD FOR PRODUCING CANNED TRANSPLANTS
DE3617896A1 (en) BONE GRAIN MATERIAL AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
EP2144641A2 (en) Vessel stent
DE3903695C2 (en)
WO1990003811A1 (en) Process for producing bovine pericardium material and use thereof
EP1124593B1 (en) Method for preparing bone material
DE4404625C1 (en) Method for inactivating thermolabile viruses in biological material while retaining collagenous properties
DE19543110C2 (en) Sterile bone material of native origin for transplantation and methods for heat sterilization of the bone material
DE3014123C2 (en) Process for the production of scleroprotein transplants with increased biological stability
EP3541441B1 (en) Method for preparing a graft
DE102004036882A1 (en) Bioresorbable material for filling bone defects
DE4425776A1 (en) Collagen transplants with loosened structure
DE4325954A1 (en) Method of producing a bone transplant with treated surface
DD280466B5 (en) Method of making tissue implants
DD280466A1 (en) Method of making tissue implants
DE102007024239A1 (en) Angiogenesis promoting substrate

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): JP US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase