WO2012089183A1

WO2012089183A1 - Verfahren zum herstellen eines fadens oder garns, medizinprodukt, textilbewehrung, betonbauteil, faden, garn und anlage

Info

Publication number: WO2012089183A1
Application number: PCT/DE2011/002001
Authority: WO
Inventors: David DJUDJAJ
Original assignee: Djudjaj David
Priority date: 2010-11-25
Filing date: 2011-11-17
Publication date: 2012-07-05
Also published as: DE112011103906A5

Abstract

Die Erfindung betrifft Textilhilfsmittel, insbesondere in Form einer Spinnpräparation. Bisherige Präparationen sind in verschiedenster Weise toxisch. Bei der Herstellung z. B. von Garn bei einem Schmelzspinnverfahren ist eine Spinnpräparation aber praktisch unerlässlich. Die Erfindung schlägt vor, Wachs als Spinnpräparation zu verwenden. Insbesondere schlägt sie den Einsatz von natürlichem Wachs, den Einsatz von Wachs für die Herstellung von Medizinprodukten bzw. die Verwendung von reinem Wachs als Spinnpräparation vor.

Description

Verfahren zum Herstellen eines Fadens oder Garns, Medizinprodukt, Textilbewehrung, Betonbauteil, Faden, Garn und Anlage

[01 ] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Fadens oder Garns, ein Medizinprodukt, eine Textilbewehrung, ein Betonbauteil, einen Faden, ein Garn und eine Anlage.

[02] Täglich werden auf unterschiedlichste Weisen Fäden und Garne hergestellt.

[03] Ein„Garn" ist ein langes, dünnes Gebilde aus einer oder mehreren Fasern. Es ist ein textiles Zwischenprodukt, welches zu Geweben, Gestricken, Gewirken etc. verarbeitet werden kann. Nach dem eingesetzten Spinnverfahren werden Garne insbesondere nach nassgesponnenen Garnen, trockengesponnenen Garnen oder nach dem Spinnen gezwirnten Garnen unterschieden.

[04] Garne bestehen entweder aus endlich langen Fasern, wobei durch Verdrehung mehrerer Fasern beim Spinnen ein Garn beliebiger Länge entsteht. Dieses wird als Stapelfasergarn bezeichnet. [05] Oder das Garn besteht aus theoretisch unendlich langen Fasern, welche dann als Filamente bezeichnet werden. Monofilamentgarn besteht aus nur einem Filament. Minifilgarne bestehen aus zwei bis fünf Einzelfasern. Multifilamentgarne bestehen aus vielen Einzelfasern. Generell bezeichnet man diese als Filamentgarne,

[06] Ein„Faden" ist ein Abschnitt begrenzter Länge eines Garns. [07] Die Erfindung betrifft insbesondere solche Verfahren und Produkte, welche ein

Garn oder einen Faden aus Kunststoff oder jedenfalls mit Kunststoffbestandteilen herstellen, verwenden und/oder aufweisen. [08] Hinsichtlich der Erläuterung von Fasern und Textilien sowie deren Verwendung als biokompatible Werkstoffe und insbesondere als textile Implantate wird verwiesen auf die Veröffentlichung der Promotion von Frau Dr. Houis, Shaker Verlag GmbH, 52018 Aachen, verzeichnet unter der ISBN 978-3-8322-8215-8. [09] Ein besonderer Schwerpunkt der hier vorliegenden Erfindung liegt auf der Verarbeitung von Polymeren im Schmelzspinnverfahren. Die Erfindung sei aber nicht als hierauf eingeschränkt zu verstehen.

[ 10] Bei der Verarbeitung von Polymeren im Schmelzspinnverfahren ist der Einsatz von Spinnpräparationen nahezu unverzichtbar. Spinnpräparationen werden zwingend verwendet beim Wickeln von Spinnspulen, beim Fertigstellen von Stapelfasern und beim Weiterverarbeiten von Garn.

[ 1 1] Herkömmliche Spinnpräparationen sind je nach Produkttyp eine Mischung aus Gleitmittel, Emulgatoren, synthetischen Ölen und wässriger Silikonemulsion. Diese Zusammensetzung führt dazu, dass die unterschiedlichen Produkttypen als reizend, gesundheitsschädlich und/oder umweltgefährlich eingestuft werden. Angesichts dieser Produkteigenschaften muss das jeweilige Endprodukt, sei es ein Faden bzw. ein Garn oder das daraus hergestellte Endprodukt, gründlich gereinigt werden, um die Spinnpräparation abzuwaschen. Das hieraus resultierende Abwasser darf nicht in die Kanalisation geleitet werden, sondern muss als Sondermüll entsorgt werden.

[ 12] Als ein Beispiel führt Frau Dr. Houis in ihrer Promotionsschrift an, wie Polyvi- nylidenfluorid (PVDF) als Faser für medizinische Implantate hergestellt wird. Das erste Verfahren ist ein Schmelzspinnen von Multifilamenten aus Biomaterialien. Eine Besonderheit bei der Verarbeitung von Polymeren für den medizinischen Einsatz ist die Verwendung von speziellen Spinnpräparationen. Diese müssen wie das Polymer entweder biokompatibel sein oder sich in einem nachfolgenden Schritt restlos entfernen lassen. Aus Mangel an verfügbaren geeigneten Spinnpräparationen wird daher oft mit destillier- tem Wasser gearbeitet oder gänzlich auf Präparationen verzichtet. Dies führt jedoch zu Problemen bei der Weiterverarbeitung.

[ 13] Zur chemischen Kompatibilität führt Frau Dr. Houis an: Fasern für medizinische Implantate stehen im direkten Kontakt zu lebendem Gewebe oder Körperflüssigkeiten. Da der menschliche Körper auf unverträgliche Fremdmaterialien mit einer ausgesprochenen Fremdkörperreaktion reagiert, die sich in Entzündungen und einer Abstoßungsreaktion äußern kann, müssen die zum Einsatz kommenden Materialien chemisch kompatibel sein. Die verwendeten Materialien dürfen keine Toxizität (Phytotoxizität, Gentoxizität) aufweisen. Dies gilt auch für die verwendeten Spinnpräparationen.

[ 14] Die DE 25 56 1 2 A I schlägt ein Textil hilfsmittel vor, welches sich insbesondere zum Aufbringen auf Fäden und Garnen aus synthetischen Polymeren eignet.

[ 15] Die DE 41 13 889 A I befasst sich ebenfalls mit Textilhilfsmitteln und schlägt Kohlensäurepolyester in Verwendung als Präparations- und Gleitmittel für Synthesegarne vor. Die dortigen Kohlensäurepolyester sind wasserlöslich und biologisch abbaubar.

[16] Weitere Spinnpräparationen finden sich im„Forschungsbericht 200 94 329", UBA-FB 000325,„Beste verfügbare Techniken in Anlagen der Textilindustrie", ISSN 0722- 186X, herausgegeben vom Umweltbundesamt, 14191 Berlin,

[ 17] Eine weitere Übersicht über Schmelzspinnanlagen und andere Anlagen, Präparationseinrichtungen, Spinnpräparationen und Spinnsysteme findet sich im Buch Fourni Franz; Synthetische Fasern: Herstellung, Maschinen und Apparate, München; Wien: Hanser 1995.

[ 18] Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die bestehende Technologie zu vereinfachen, zu verbessern oder zu vergünstigen. [ 19] Nach einem ersten Aspekt der Erfindung löst diese Aufgabe ein Verfahren zum Herstellen eines Fadens oder Garns, wobei ein naturliches Wachs als Prozesshilfsmittel eingesetzt wird, insbesondere als Spinnpräparation.

[20] Die Spinnpräparation kann insbesondere als Fasergleitmittel eingesetzt werden. Fasergleitmittel erzielen beispielsweise während der Polyurethanfaserherstellung im

Trocken- und Nassspinnverfahren wichtige Eigenschaften wie niedrige Reibung, Reduzierung der Faserbrüche, im Schmelzspinnverfahren zur Herstellung von beispielsweise PET-, PA- oder PP-Fasern sollen ebenfalls vor allem die Faserbrüche reduziert werden und gleichzeitig soll der Prozess mit höherer Geschwindigkeit laufen können. [21] Wachse werden hinlänglich durch ihre mechanisch-physikalischen Eigenschaften definiert, da die chemische Zusammensetzung verschiedener Wachse sehr unterschiedlich sein kann. Dies schließt jedoch nicht aus, dass ein Wachs auch oder nur durch seine chemischen Eigenschaften definiert sein kann._Ein Stoff wird im Allgemeinen als„Wachs" bezeichnet, wenn er bei 20 °C knetbar, fest bis brüchig hart ist, eine grobe bis feinkristalline Struktur aufweist, farblich durchscheinend bis opak, aber nicht glasartig ist, über 40 °C ohne Zersetzung schmilzt, wenig oberhalb des Schmelzpunkts leicht flüssig und wenig viskos ist, eine stark temperaturabhängige Konsistenz und Los- lichkeit aufweist sowie unter leichtem Druck polierbar ist. Ist mehr als eine dieser Eigenschaften nicht erfüllt, dann ist der Stoff gemäß der Definition der deutschen Gesell- schaft für Fettwissenschaft (DGF-Einheitsmethode M-I 1 (75)) kein Wachs. Es sind jedoch in dieser Erfindung auch Wachse oder wachsähnliche Substanzen möglich, bei denen eine oder mehrere der mechanisch-physikalischen Eigenschaften abweicht.

[22] Als natürliche Wachse kommen insbesondere tierische und pflanzliche Wachse, aber auch Erdwachse, in Betracht. Hauptkomponenten dieser Stoffgemische sind Es- ter von Fettsäuren, auch Wachssäuren genannt, mit langkettigen, aliphatischen, primären

Alkoholen, den sogenannten Wachsalkoholen. Außerdem enthalten die Wachse noch freie, langkettige aliphatische Carbonsäuren, Ketone, Alkohole und Kohlenwasserstoffe. [23] Bei den Fettsäuren handelt es sich um gesättigte höhere Fettsäuren, bevorzugt mit 16-32 Kohlenstoffatomen, die mit gesättigten, primären Alkoholen bevorzugt mit 16-32 Kohlenstoffatomen verestert sind. Es sind jedoch auch Fettsäuren und Alkohole mit weniger oder mehr Kohlenstoffatomen in dieser Erfindung möglich, insbesondere wenn sie die mechanisch-physikalischen Eigenschaften eines Wachses erfüllen.

[24] Tierische Wachse sind beispielsweise Walrat, Wollwachs und Bienenwachs. Dies sind meist komplexe Gemische aus Estern, normalen Fettsäuren und Hydroxyfett- säuren sowie Kohlenwasserstoffen._Zu den pflanzlichen Wachsen gehören Zuckerrohr- wachs oder Carnaubawachs. Dies sind meist komplexe Gemische aus Estern, freien Fettsäuren und Alkoholen. Jojoba ist, chemisch gesehen, ein flüssiges Wachs, das zu über 97 % aus flüssigen, langkettigen Wachsestern mit einer Kettenlänge zwischen 38 und 44 Kohlenstoffatomen, Tocopherolen und freien Sterolen zusammengesetzt ist. Chemisch betrachtet unterscheidet es sich im Wesentlichen von Ölen dadurch, dass seine gebundenen Fettsäuren nicht mit Glycerin, sondern mit einem sogenannten Fettalko- hol_(den oben genannten Wachsestern) verbunden sind. Weitere pflanzliche Wachse sind Candelillawachs und Japanwachs.

[25] Geologische Erdwachse (Ozokerit und das daraus hergestellte Ceresin) bestehen im Wesentlichen aus Kohlenwasserstoffen.

[26] Synthetische Wachse hingegen werden hauptsächlich aus Erdöl gewonnen. Hauptbestandteil ist in der Regel Hartparaffin. Es gibt des Weiteren semi-natür!iche

Wachse, welche durch chemische Modifikation von natürlichen Wachsen erhalten werden. Für spezielle Anwendungen werden natürliche Wachse chemisch modifiziert oder vollständig synthetisiert. Synthetische und semi-synthetische Wachse können sich unter anderem, aber nicht ausschließlich aus Estern, Polyethylen, chlorierten Kohienwasser- Stoffen und Co- und Terpolymeren davon zusammensetzen. [27] Bei der Verwendung des natürlichen Wachses als textiles Hilfsmittel bzw. als Prozesshilfsmittel für den Herstellprozess ergeben sich bei geeigneter Gestaltung eine ganze Reihe von Vorteilen: so ist das Hilfsmittel zunächst rein biologisch und außerdem ein nachwachsender Rohstoff, Anzeichen für eine Gesundheitsgefährdung durch den Stoff sind bislang nicht bekannt. Das natürliche Wachs ist gut biologisch abbaubar. Eine Wassergefährdung ist nicht bekannt. Kleinere Mengen können sogar mit dem Hausmüll deponiert werden. Außerdem können sich leicht entzündungshemmende, hautpflegende oder sogar Lichtschutzfaktor-Eigenschaften ergeben.

[28] In einer bevorzugten Ausführungsgestaltung des Verfahrens wird ein Faden bzw. ein Garn für medizinische Zwecke hergestellt.

[29] Hierzu kann entweder der Faden bzw. das Garn direkt als Medizinprodukt eingesetzt werden, beispielsweise als Nahtmaterial. Insbesondere sei aber daran gedacht, dass der Faden oder das Garn weiterverarbeitet wird, um einen Teil eines Medizinprodukts zu ergeben oder ein ganzes Medizinprodukt zu formen. Insbesondere sei an extrakorporale Textilien wie beispielsweise Wundabdeckungen oder Pflaster, oder an intra- korporale Textilien wie beispielsweise textile Implantate in Form von Gefäßersätzen oder Bandersätzen gedacht. Weitere Beispiele werden im weiteren Verlauf der hier vorliegenden Anmeldung gegeben.

[30] Alternativ zum Herstellen eines Fadens bzw. Garns für medizinische Zwecke wird vorgeschlagen, dass ein Faden bzw. Garn für eine Bewehrung von Textilbeton hergestellt wird. Beton braucht eine Bewehrung, um nennenswerte Zugkräfte abtragen zu können. Gemäß einem jüngeren Ansatz kann hierzu eine Textilbewehrung eingesetzt werden. Die Betonbauteile befinden sich jedoch im Außenbereich und werden oft von Feuchtigkeit durchzogen, was Giftstoffe ausschwemmen kann, sodass es auch hier wichtig ist, eine gute biologische Abbaubarkeit zu erreichen. Auch dafür ist ein natürliches Wachs von großem Vorteil. [31] Unabhängig vom Vorgenannten, bevorzugt kumulativ, wird beim Herstellen eines Fadens oder Garns für medizinische Zwecke vorgeschlagen, dass ein Wachs als Prozesshilfsmittel eingesetzt wird, insbesondere als Spinnpräparation.

[32] Es versteht sich, dass das Wachs zum Herstellen im medizinischen Bereich bevorzugt als natürliches Wachs vorliegt, wie dies vorstehend bereits beschrieben wurde. Auch ein künstlich hergestelltes Wachs kann für den Medizinbereich allerdings Vorteile bieten.

[33] Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der beiden Erfindungsansätze sieht vor, dass das natürliche Wachs bzw. das Wachs in reiner Form als Prozesshilfsmittel eingesetzt wird, also ohne Vermengung mit anderen Prozesshilfsmitteln für eben jene Prozesshilfsaufgabe.

[34] Bei einer beispielhaften Fertigung wird das Wachs, vor allem das natürliche Wachs, bzw. das reine Wachs, vor allem das reine natürliche Wachs, nach dem Ausspinnen und dem Abkühlen auf den erzeugten Filamenten aufgetragen, um sie zu einem Verbund zusammenzufassen und den entstehenden Faden für den weiteren Prozess zu präparieren. Dies ist von Vorteil, weil ansonsten die mitunter sehr hohe Abzugsgeschwindigkeit dazu führen kann, dass die einzelnen Filamente beschädigt werden oder sogar brechen. Die Abzugsgeschwindigkeit kann beispielsweise bis zu 10.000 m/min oder mehr betragen.

[35] Beschädigte Filamente innerhalb des Garns führen allerdings zu einer schlechten Garnqualität, welche zu Problemen bei der Weiterverarbeitung führen kann.

[36] Beim Ausspinnen von Monofilamenten liegt ein wesentlicher Unterschied zum Ausspinnen von Multifilamenten im Schmelzspinnverfahren im Abkühlen der Filamente. [37] Beim Ausspinnen von Multifilamenten werden die einzelnen Filamente mit Luft angeblasen und soweit heruntergekühlt, dass der zähflüssige Kunststoff sich soweit erhärtet, dass er nicht auf den nachfolgenden Maschinenbauteilen (z.B. Galetten) haftenbleibt. Ein Haftenbleiben würde den nachfolgenden Prozessschritt unmöglich machen.

[38] Hingegen wird beim Ausspinnen von Monofilamenten das Filament mit Hilfe eines Wasserbads abgekühlt. Hierzu wird das Filament unmittelbar über bzw. in einem Wasserbad ausgesponnen. Durch das Eintauchen in das Medium wird das Filament in kürzester Zeit heruntergekühlt. Dies ist bei Monofilamenten von elementarer Bedeutung.

[39] Die Verwendung von Wachs bzw. Jojobaöl ist dann notwendig, wenn wasserlösliche Kunststoffe wie z.B. PVA, PET, TPS unternormalen Umständen (Ausspinnen in ein Wasserbad) nicht als Monofilament ausgesponnen werden können. Solche Kunststoffe würden im Wasserbad keine Festigkeit erhalten, sondern der Faden brüchig werden. Jojobaöl hingegen ist zwar flüssig, hat aber keine Wasserbasis und enthält auch sonst nahezu kein Wasser. Daher ist es als Kühlflüssigkeit zum Ausspinnen von wasserlöslichen Kunststoffen geradezu ideal.

[40] Die Verwendung von natürlichem Wachs bzw. Wachs beim Herstellprozess wird vor allem dann vorgeschlagen, wenn ein Schmelzspinnverfahren eingesetzt wird. Bei einem Schmelzspinnverfahren muss praktisch zwingend eine Spinnpräparation verwendet werden.

[41 ] Als Kühlflüssigkeit im Hers teil verfahren wird vorgeschlagen, dass ein Jojobaöl oder ein vergleichbares Wachs eingesetzt wird. Das Jojobaöl bzw. das vergleichbare Wachs kann bevorzugt als Wasserersatz verwendet werden. [42] Es versteht sich, dass ein Medizinprodukt, aufweisend einen Faden oder ein Garn hergestellt wie vorstehend beschrieben, ebenfalls unmittelbar vorteilhaft ist.

[43] Das Medizinprodukt kann insbesondere ein textiles Implantat, eine Herzklappenstütze, ein gewirktes Netz für eine Muskelstütze, eine Gewebeverstärkung, ein chirurgisches Netz, eine Gefäßprothese, Ersatzhaut, eine Bänderprothese, eine Sehnenprothese, ein chirurgischer Nähfaden, ein Wundpflaster, eine elastische Binde, eine unelastische Binde, ein elastisches Schlauchnetz und/oder ein biohybrider Organersatz sein, letzteres insbesondere für die Bauchspeicheldrüse, für eine Herzklappe oder für die Luftröhre.

[44] Ebenfalls versteht es sich, dass sich die Vorteile eines wie vorstehend beschrieben hergestellten Garns oder Fadens unmittelbar erstrecken auf eine hiermit hergestellte Textilbewehrung für Beton und sogar auf Betonbauteil mit Textilbewehrung, hergestellt entweder als Fertigbetonbauteil oder auf der Baustelle mit flüssigem Beton.

[45] Ebenfalls unmittelbar vorteilhaft ist ein Faden oder Garn, welcher wie vorstehend beschrieben hergestellt wurde.

[46] Schließlich wird vorgeschlagen, dass eine Anlage zum Herstellen eines Fadens oder eines Garns eingerichtet ist zum Durchführen des vorstehend beschriebenen Verfahrens, insbesondere mit einer Spinnpräparationszuführeinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, natürliches Wachs und/oder im Falle der Herstellung eines Fadens oder Garns für medizinische Zwecke Wachs zuführt.

[47] Die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens können bevorzugt ebenfalls in die Anlage implementiert sein.

Auch kann die Anlage bevorzugt dazu eingerichtet sein, eines der vorstehend beschriebenen Produkte oder eine Zwischenstufe hiervon herzustellen. [48] Als unabhängiger Aspekt der Erfindung wird vorgeschlagen, ein Medizinprodukt mit einem natürlichen Wachs zu beschichten, insbesondere ein Implantat.

[49] Zugleich wird deutlich, dass ein mit natürlichem Wachs beschichtetes medizinisches Produkt, insbesondere in Form eines Implantats, unmittelbar vorteilhaft ist.

[50] Die Erfindung wird nachstehend anhand eines zweier Beispieles näher erläutert:

[51] 1. Beispiel: Prototyp und Versuchsreihe

[52] Bei einem Prototypenversuch wurde ein textiles Hilfsmittel als Präparation zum Ausspinnen eines Multifilaments mit 72 Filamenten aus PVDF verwendet und anschließend zu einem Gestrick auf einer Rundstrickmaschine weiterverarbeitet.

[53] Für die chemische Kompatibilität wurde eine Phytotoxizität-Testreihe beim Institut für Angewandte Medizintechnik, Abteilung Tissue Engineering & Biomaterials, Pauwelsstraße 20, 52074 Aachen, der RWTH Aachen durchgeführt. Insgesamt wurden fünf Proben untersucht, nämlich vier Materialproben und eine Flüssigkeitsprobe (Jojo- baöl-Wachs).

[54] Die Zellkompatibilität der vier Material- und der einen Flüssigkeitsprobe wurden mit Hilfe eines Proliferationstests (XTT-Roche 1 1 465 015 001) und zweier Apop- tosetests (Toxilight Assay Lonza LT37-61 , Caspase Glo 3/7 Assay Promega G8090) untersucht. Für den Test wurden humane Myofibroblasten in Passage 4 verwendet. Die Zellen wurden mit DMEM +10 % FCS gefüttert (Gibco).

[55] Bei den Proben Jojo, Bi/G und Jojo flüssig konnte das Institut keine Wachstumshemmung feststellen. Bei den Proben Can G und Bi-G konnte ein verringertes Wachstum gezeigt werden. Die Flüssigkeitsprobe (Jojo flüssig) zeigte stark hydrophobe Wirkung, diese Eigenschaft wirkt sich negativ auf die Adhäsion von Zellen aus. Die Hydophobizität der Probe (Jojo flüssig) reduzierte zudem die Stoffaustauschfläche zwischen Medium und Jojo flüssig auf die Fläche an der Phasengrenze.

[56] Auf Grund der Befunde des Instituts wurden die Proben Can G, Bi-G als proli- ferationshemmend eingestuft. Jojo flüssig wurde auf Grund seiner hydrophoben Eigen- schatten als proliferationshemmend eingestuft. Die Materialproben Bi/G und Jojo beeinflussen nicht die Proliferation der untersuchten Zellen. Keiner der untersuchten Stoffe bewirkte in dem betrachteten Zeitraum die Apoptose der Zellen.

[57] In stichwortmäßiger Beschreibung wurden die Tests wie in der Anlage gezeigt durchgeführt. [58] 2. Beispiel: Produktion eines PVDF-Garns

[59] Es wurde ein PVDF-Garn als Zwischenprodukt für die Herstellung eines Implantats oder eines anderen Medizinprodukts hergestellt.

[60] Für das Ausspinnen eines Multifilamentfadens mit 289,75dtex aus PVDF 1008 wurde verwendet:

Material: PVDF 1008

Anlage: Für die Produktion wurde eine Schmelzspinnanlage der Firma Fourne verwendet. Diese verfügt über einen Hopper mit 4 kg Vorratsvolumen. Der Hopper war auf dem Extruder vormontiert. Die Anlage verfügte über eine Extruderschnecke mit einem Durchmesser vonl3mm. Die verwendete Spinnpumpe hatte ein Fördervolumen von 0, 17cm³/rpm. Der Blasschacht verfügte über eine Anblasstrecke von 1 ,60m. Die Präparation wurde über einen Keramik- Ölerstein aufgetragen. Die Präparationspumpe verfügte über eine ausreichende Förderkapazität. Der Präparationsauftrag fand unmittelbar unterhalb des Blasschachts statt. Der Take Up bestand aus einer Einlaufmonogalette und einem 2- Galettenpaar (Duo- Galetten). Der Wickler stammte von der Firma Barmag, Dieser war fadenspannungsgesteuert und regulierte seine Wickelgeschwindigkeit selbstständig.

[61] Düse: Die Düsenkonfektionierung für die Herstellung eines 289,75dtex Fadens bestand aus einer Düsenplatte mit 30 x 0,25 x 2LD (30 Loch, 0,25 Lochdurchmesser und einer Kapillarlänge des Faktors 2D). Der Düsenplatte wurde ein Filtervlies mit

16900 x 6400 x 900 [Ma/cm²] vorgelegt.

[62] Produktion: Vor dem Starten der Heizzonen musste das Düsenpaket eingebaut werden, damit dieses mit der Anlage gemeinsam auf Betriebstemperatur aufgeheizt werden konnte. Die Anlage wurde vor dem eigentlichen Spinn- bzw. Produktionspro- zess auf eine Produktionstemperatur zwischen 235°C (Extruder) und 250°C ( Düsenkopf ) vorgeheizt und benötigte eine Stunde zum Durchheizen. Danach konnte das Material (PVDF 1008) in den Hopper eingefüllt werden. Im Anschluss wurden die Spinnpumpen und der Extruder gestartet. Zunächst wurde in der Handsteuerung ein Extruderdruck von 50 bar aufgebaut und danach in die Druckregelung gewechselt. Ein kon- stanter Extruderdruck war vom Hersteller der Spinnpumpen vorgeschrieben, da anderenfalls keine Gewährleistung für die konstante Förderleistung der Spinnpumpe gegeben wird. Zur Produktion eines 289,75dtex Fadens wurde die Spinnpumpendrehzahl auf 9 rpm eingestellt, was einen Gesamtdurchsatz von 1 ,53 cm³/min und einen Durchsatz von 0,06 g/min je Düsenloch entsprach. Blasluft wurde bei dieser Feinheit nicht benötigt. Die Präparationspumpe trug mit 4 rpm Jojobaöl auf. Die Einlaufgalette zog mit 70 m/min den Faden ab und übergab diesen an das Duo 2, welche den Faden mit 71 m/min an den Wickler weiterreichte. Der Wickler spulte den Faden mit einer Fadenspannung von 20 cN auf eine Papierhülse auf.

[63] Produktions parameter in Stichpunkten:

Spinnpumpe: 0, 17cm³/rpm

Präparationspumpe:

Durchsatz l ,53cm³/min Durchsatz je Düsenloch 0,06g/min

Gesamttiter: 289,75dtex

Einzelfilamenttiter: 12,97dtex

Einzelfaserdurchmesser: 30,3μπι

Extrudereinheit:

Drehzahl [rpm] : 40

Druck [bar]: 50

Temperaturen [°C] :

Extrudertemperatur zwischen 235 °C und 250 °C

Spinnpumpendrehzahl [φΐτι]: 9

Düsendruck: 5,2bar

Präparation: Jojoba l

Dosierung: 4rpm

Wicklergeschwindigkeit: 75m/min

Fadenspannung: 20cN

[64] Als Präparation bei der Herstellung von Fasern im medizinischen Bereich sollen vor allem die vorstehend genannten Produkte vorteilhaft erzeugt werden können. Auch für die Wund Versorgung ist das Produkt vorteilhaft einsetzbar.

[65] Als Präparation für wasserlösliche Polymere sei insbesondere an die Anwendung gedacht bei PVA (Polyvinylalkohol), PET (vor allem verarbeitet in Textilbeton), hydrolyseempfindliche bzw. wasserlösliche Kunststoffe, z. B. TPS, und oder als Ersatz des Wasserbads beim Ausspinnen von Monofilen.

[66] Die Anwendbarkeit wird gegenwärtig vor allem im Nassspinnverfahren, im Schmelzspinnverfahren und im Falschzwirn-Texturierverfahren gesehen. [67] Generell wird eine Einsatzmöglichkeit als Präparation in der Textilienherstellung und Weiterverarbeitung gesehen, beispielsweise zu einem Hygieneartikel, vor allem in Form von Windeln und Slipeinlagen oder Binden.

[68] Zusammenfassend seien als textile Implantate vor allem chirurgische Netze (z. B. zur Unterstützung von Gefäß-Bioprothesen und Organen), als Gefäßprothesen (z. B.

Blutgefäß- und Luftröhrenprothesen), als Ersatzhaut (z. B . in Form von Patches für den Hirnhautersatz) oder als Bänder- und Sehnenprothesen ausgestaltet.

[69] Im Rahmen der Wund Versorgung bieten sich vor allem chirurgische Nähfäden, Wundpflaster, elastische und unelastische Binden, Salbenkompressen, Gipsverbände und elastische Schlauchnetze an.

[70] Als Ab stand sge wirke sei vor allem an den Einsatz als therapeutisches Hilfsmittel in der Orthopädie, im Wundliegenvorbeugen und in der Rehabilitation gedacht.

[71 ] Textile Implantate werden normalerweise mit Polyester-Kunststoff entwickelt.

[72] Als textile Implantate mit hoher Porosität kommt oft ein PES-Multifilament in Gestalt eines Gewirks zum Einsatz. Ist eine geringe Porosität angestrebt, kann gut ein

PES-Multifilament in der Form eines Gewebes eingesetzt werden. Ist eine Mikroporosität gewünscht, kann sehr gut Polyurethan in Form eines Flieses eingesetzt werden.

[73] Besonders vorteilhaft beim Ausspinnen von wasserlöslichen Polymeren, wie τ. B. PVA, PET und TPS ist die Verwendung von Wachs oder Jojobaöl als Präparation. Han- delsübliche Präparationen haben entweder einen hohen Wasser-/ Feuchteanteil oder werden in einem Mischungsverhältnis von 10- 16% Präparation mit 90-84% Wasser angemischt.

Diese Präparationen würden den Faden schädigen. [75] Generell können die hier vorgestellten, vorteilhaft hergestellten Fäden oder Garne jedenfalls zum Herstellen von Maschenware in Form von Gestrick oder Gewirk, von Webware, von Geflecht oder von Flies verwendet werden.

[76] Bei allen vorgenannten Verfahren und zum Herstellen von allen vorgenannten Produkten kann insbesondere reines Wachs eingesetzt werden können.

[77] Anregungen zur Verwendung als Medizinprodukt können gut der Arbeit Kruse, Anna: Zusammenfassung der Kenntnisse über die Anwendung flechttechnologischer Verfahren zur Herstellung von Implantaten, ITA Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen, 201 1 , entnommen werden.

[78] Der Figur kann eine beispielhafte Ausgestaltung einer Schmelzspinnanlage entnommen werden. Die Bauteile sind dem Fachmann bekannt.

[79] Bedienungen: humane Myofibroblasten in Passage 4

je Weif 5000 Zellen

n = 3 pro Test und Tag

Cell Proliferation Kit II <XTT), Roche 1 1 465 015 001 ToxiLight BloAssay Sample Kit. Lonza LT37-6t9 Caspase-Glo 3/7 Assay.. Promega G8090

DMEM mit 10% FCS

[80] Testprinzip

XTT Assa Proliferation

- XTT Reagenz wird zu kultivierten Zellen hinzugegeben und für 4h inkubiert

^• XTT wird umgewandeh in wassertösliches Formazansalz durch metabolische Aktivität lebender Zellen

• Menge an gebildetem Formazansalz wird gemessen

Toxitig t Assay Apoptose

^• Es wird durch Zelttod ( Verlust an Zellmembranintegritäl) freigeselzle Adenylate Kinase durch Bindung mit einem Detection Reafent gemessen,

Caspase Glo 3/7 Assay Apoptos e

^■ Lumineszen.-Assay, bei dem die Caspase 3 und Caspase 7 Akl tal gemessen wird

• Caspasen spielen bei der Apoptose eine entscheidende Rolle

^• beginnende Apoplose versetzt Caspasen in aktivierte Form, diese spalten für die Zellintegrität wichtige Proteine und es kommt zum Zelltod

[81 ] XTT Assay - Proliferation siehe Figur 1.

[82] Toxilight Assay - Apoptose siehe Figur 2.

[83] Caspase Glo 3/7 Assay-Apoptose siehe Figur 3

[84] Schlussfolgerung

• Zellen, die mit Medium Bi-G und Can G gelodert wurden, zeigten schlechte Proliferation, dio Zollzahl nahm ab

• Zellen, die mit Medium Bi/G und Jojo gefüttert wurden, zeigten normale Proliferation

• Zellen, gefüttert mit Mediurrv^'Jojo flüssig, zeigten eine Proliferation. die in Ordnung war. aber die Flüssigkeit war extrem hydrophob, was eine Ansiedlung von adherenten Zellen unmöglich macht

• Es konnte kein signilikanter Zelltod nachgewiesen werden (Toxilight/Caspase Glo)

-> Bi-G und Can G, sowie Jojo flüssig müssen als cytotoxisch bzw. proliferationshemmend angesehen werden

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines Fadens oder Garns, dadurch gekennzeichnet, dass ein natürliches Wachs als Prozesshilfsmittel eingesetzt wird, insbesondere als Spinnpräparation.

2, Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Faden bzw. Garn für medizinische Zwecke hergestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Faden bzw. Garn für eine Bewehrung von Textilbeton hergestellt wird.

4. Verfahren zum Herstellen eines Fadens oder Garns für medizinische Zwecke, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wachs als Prozesshilfsmittel eingesetzt wird, insbesondere als Spinnpräparation.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das natürliche Wachs bzw. das Wachs in reiner Form als Prozesshilfsmittel eingesetzt wird.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schmelzspinnverfahren eingesetzt wird,

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Jojobaöl als Kühlflüssigkeit eingesetzt wird.

8. Medizinprodukt, aufweisend einen Faden oder ein Garn hergestellt nach einem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 , 2 und/oder 4 bis 7, wobei das Medizinprodukt insbesondere ein textiles Implantat, eine Herzklappenstütze, ein gewirktes Netz für eine Muskelstütze, eine Gewebeverstärkung, ein chirurgisches Netz, eine Gefäßprothese, Ersatzhaut, eine Bänderprothese, eine Sehnenprothese, ein chirurgischer Nähfaden, ein Wundpflaster, eine elastische Binde, eine unelastische Binde, ein elastisches Schlauchnetz und/oder ein biohybrider Organersatz sein kann, letzteres insbesondere für die Bauchspeicheldrüse, eine Herzklappe oder die Luftröhre.

Textilbewehrung für Beton, oder Betonbauteil mit Textilbewehrung, wobei die Textii- bewehrung einen Faden oder ein Garn aufweist hergestellt nach einem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1, 3 und/oder 4 bis 7.

Faden oder Garn, hergestellt nach einem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 7.

Anlage zum Herstellen eines Fadens oder eines Garns, eingerichtet zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche I bis 7, mit einer Spinnpräparationszu- führeinrichtung, welche natürliches Wachs und/oder im Falle der Hersteilung eines Fadens oder Garns für medizinische Zwecke Wachs zufuhrt.

12. Medizinprodukt, insbesondere Implantat, gekennzeichnet durch eine Beschichtung mit einem natürlichen Wachs, insbesondere in reiner Form.