DE2943520C2 - Verfahren zur Herstellung von Kollagenschwamm für medizinische oder kosmetische Zwecke - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Kollagenschwamm für medizinische oder kosmetische Zwecke

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines wasserunlöslichen, in Wasser jedoch stark quellbaren Kollagenschwammes mit velourartig weicher Oberfläche zur Verwendung insbesondere für jo medizinische oder kosmetische Zwecke, bei dem das als Rohstoff dienende enthaarte, von Narbenschichien befreite koUagenhaltige Gewebe durch einen alkalischen und/oder sauren Reifeprozeß aufgeschlossen und dann bei Temperaturen unterhalb 00C mit einem js Gerbmittel behandelt und durch Gefriertrocknung von Wasser befreit wird.
Es ist bekannt, in der Medizin und in der Kosmetik als Kollagenschwamm bezeichnete Kollagenfasergeflechie zu verwenden. Derartige Kollagenschwämme werden
z. B. in der DE-OS 26 25 289 als Wundabdeckung sowie als Füllmasse für pathologische Knochenhohlräume beschrieben. Bei der Herstellung der Schwämme wird das gereinigte und entsalzte koUagenhaltige Rohmaterial der Gefriertrocknung unterworfen und anschließend durch Bestrahlung mit y-Sirahlen sterilisiert. Kollagenschwämme werden weiterhin in der US-PS 26 10 625 beschrieben. Auch hier wird eine sauer angequollene Kollagenmasse eingefroren und im Hochvakuum sublimiert.
so Aus DE-OS 28 23 620 ist es bekannt Verbandmaterial aus Kollagen oder chemisch modifiziertem Kollagen dadurch herzustellen, daß ein Kollagenge! in ein Koagulierbad extrudiert und mit Glutaraldehyd vernetzt und daß das so gebildete Blatt luftgetrocknet und dann gefriergetrocknet wird.
Die nach den vorstehend genannten Veröffentlichungen durch Gefriertrocknung erhaltenen Kollagenschwämme bzw. Folien oder Blätter sind zwar physiologisch einwandfrei und insoweit auf medizini-
schem Gebiet gut brauchbar, jedoch sind sie mehr oder weniger wasserlöslich, so daß sie in Gegenwart von Wasser Form und Festigkeit verlieren. Die sauer angequollenen Schwämme behalten überdies die zur Quellung verwendete Säure teilweise zurück und
nehmen hierdurch ein gelartiges Aussehen an. sobald sie mit Wasser in Berührung kommen.
Insbesondere zur Vermeidung von Säureresten wurde gemäß US-PS 31 57 524 ein anderes Herstel-
lungsverfahren beschrieben, bei dem die restlichen Wasser- und Säuremengen mit Hilfe von Lösungsmitteln entfernt werden. Die Kollagendispersion wird eingefroren und mit organischen Lösungsmitteln, die mit Wasser mischbar sind, schonend ausgewaschen. Als Lösungsmittel wird z. B. ammoniakalischer Isopropyhlkohol vorgeschlagen. Das Verfahren ist aufwendig, obgleich die Kosten für die Gefriertrocknung entfallen, weil relativ große Mengen Lösungsmittel erforderlich sind, die zeitraubend und kostspielig rückgewonnen ι ο werden müssen. Die hergestellten Schwämme sind physiologisch einwandfrei, weisen jedoch ebenfalls den schwerwiegenden Nachteil auf, daß sie gegenüber Wasser nicht hinreichend stabil sind.
Gegen Wasser stabile Schwämme werden gemäß DE-OS !8 Jl 290 hergestellt. Ein homogener Kollagenbrei wird mit Gerbstoff und gegebenenfalls weiteren Zuschlagen versetzt, eingefroren, aufgetaut und das Wasser mechanisch durch Abquetschen und Trocknung an der Luft entfernt. Derartige Schwämme können auch im Kontakt mit Wasser verwendet werden. Bei der Herstellung ist es vorteilhaft, daß das Wasser nur mechanisch entfernt wird. Trotz dieser an sich guten Eigenschaften hat sich jedoch herausgestellt, daß der 7.UgCSCiZIc Gerbstoff trotz genauester Einhaltung der angegebenen Bedingungen nicht vollständig gebunden bzw. einlernt wird, so daß die Reste dieses Gerbstoffes oder dessen Reaktionsprodukte bei der späteren medizinischen oder kosmetischen Anwendung eine Reizwirkung ausüben. Überdies sind die erhaltenen 'JO Schwämme in trockenem Zustand brüchig und haben eine rauhe Oberfläche. Erst beim Anfeuchten werden sie geschmeidig. Beim Trocknen entsteht jedoch wiederum die harte und brüchige Struktur. Obgleich die Schwämme nun als Vorteil zu den altbekannten Kollagenschwämmen nach dem letztgenannten Verfahren wasserbeständig sind, ist \ve5en der Gerbsioffreste und der im trockenen Zustand unangenehm harten Struktur nur eine begrenzte Anwendungsbreite gegeben.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Kollagenschwamm zu entwickeln, welcher wasserbeständig, d. h. möglichst wasserunlöslich ist, im trockenen Zustand jedoch weich und anschmiegsam sowie in Gegenwart von Wasser stark quellbar. Der Kollagenschwamm soll überdies physiologisch einwandfrei sein und keine Reizwirkung hervorrufen, so daß er unbegrenzt medizinisch oder kosmetisch eingesetzt werden kann.
Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe besteht in einem Verfahren zur Herstellung einer wasserunlösli- so chen, in Wasser jedoch stark quellbaren Kollagenschwammes mit velourartig weicher Oberfläche zur Verwendung insbesondere für medizinische oder kosmetische Zwecke, bei dem das als Rohstoff dienende, enthaarte, von Narbenschichie.i befreite kollagenhalti- ss gc Gewebe durch einen alkalischen und/oder sauren Reifeprozeß aufgeschlossen und dann bei Temperaturen unterhalb von ü°C mit einem Gerbmittel behandelt und durch Gefriertrocknung von Wasser befreit wird.
Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das M gereinigte kollagenhaltige Gewebe zunächst während eines längeren Zeitraumes mit einer stark alkalischen Lösung und anschließend in saurem oder alkalischem Milieu über einen kürzeren Zeitraum von z.B. einem oder wenigen Tagen einem enzymatischen Abbau unterworfen wird bis der Amidsiickstoff-Gehalt des aufgeschlossenen Kollagens weniger als 0,25 Mol.-% beträgt, und daß die so erhaltene Aufschlämmung von Kollagenfasern in saurem Milieu zu einer glasigen, voluminösen Masse gequollen wird, die dann mechanisch und durch Wolfen, tuf eine Faserlänge von durchschnittlich 1 mm zu einem Brei zerkleinert wird, und daß eine Mischung bestehend aus 20 bis 60 G:w.-%, bezogen auf das Trockengewicht der Mischung der durchschnittlich 1 cm langen Kollagenfasern, mit 80 bis 40 Gew.-% der ca. 1 mm langen Fasern des Breis gemischt und mit Wasser zu einer 0,5 bis 3.0 gew.-%igen Dispersion verdünnt werden, die auf einen pH-Wert von ZO bis 3,5 eingestellt und bei Temperaturen unterhalb 0°C in Gegenwart eines physiologisch einwandfreien Gerbmittels zu einem feinporigen Schwamm aus hochreinen Koliagenfasem vernetzt und verfestigt wird und daß anschließend gefriergetrocknet wird.
Die Vernetzung und Verfestigung des Kollagenschwammes wird zweckmäßig in Gegenwart des Gerbmittels bei einer Temperatur zwischen —5 und —6O0C bevorzugt zwischen —5 und -4O0C, durchgeführt Als Gerbmittel (Vernetzungsmittel) werden aliphatische, aromatische oder hydroaromatische Diisocyanate vorgeschlagen. Der pH-Wert des Materials bei der Vernetzung beträgt 3,0 bis 4,0 und steigt während des Einfrierens und der Gefriertrocknung auf Werte über 5,0 an. Es empfiehlt sich, die Vernetzungsreaktion in Gegenwart nichtionogener Emulgatoren durchzuführen uiid die Isocyanatmenge der errechneten stöchiom^trischen Menge anzupassen. Bewährt haben sich insbesondere aiiphaiische Diisocyanate, z. B. Hexamethylendiisocyanat.
Der alkalische Abbau des kollagenhaltigen Rohstoffes vor der enzymatischen Behandlung soll bei einem pH-Wert von mehr al; 10,0 erfolgen, zweckmäßig mit einer Lösung, z. B. von NaOH in Wasser, die 0,1 bis 1,0% H2O2 enthält. Der dann anschließende Abbau in Gegenwan der alkalischen oder sa-iren Proteinasen erfolgt bei pH-Werten von 2,0 bis 5,0 bzw. 9,0 bis 13,0. Optimale Ergebnisse werden erzielt, wenn 0.1 bis 1,0 Gew.-% Harnstoff, bezogen auf das Trockengewicht der Kollagenmasse, zugesetzt werden.
Mit dem Netzmittel können dem zu verfestigenden Kollagenfrei Emulgatoren, wie z. B. äthoxylierte Alkylphenole oder Alkohole in einer Konzentration von zweckmäßig 0,1 bis 6,0 Gew.-% zugefügt werden. In der Regel wählt man 1,0 bis 4,0 Gew.-% Zuschläge, bezogen auf das Trockengewicht dr· Kollagenrohstoffes. Weichheit und Feinporigkeit ries Materials können so zusätzlich beeinflußt werjen. Bei der Verwendung für medizinische oder kosmetische bzw. diagnostische Zwecke können in dieser Stufe des Verfahrens auch pharmazeutische Wirkstoffe, wie z. B. Antibiotika, zugesetzt werden, wobei sich Konzentrationen von 1 bis 50Gew.-%, bezogen auf das Trockengewicht des Kollagenrohstoffes, bewährt haben.
Einen besonders schmiegsamen Schwamm erhält man, wenn die wäßrige kollagenhaltige Masse mit allen Zusätzen bei einem pH-Wert zwischen 2,5 und 3,5 bei Temperaturen zwischen —20" und —400C schockgefroren wird. Die schockgefrorene Masse wird dann nach einem der bekannten Verfahren der Gefriertrocknung unterworfen.
Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde ermittelt, daß die erhaltene feine, velourartige Oberfläche durch die vorgeschlagene Verwendung von zwei Kollagenfaser-Arten erhalten wird. Nach dem Reifeprozeß werden deshalb erfindungsgemäß angequollene Kollagenfasern mit einer durchschnittlichen Faserlänge von 1 cm mit der breiigen Kollagenfaser-
Suspension vermischL Die langen Kollagenfasern sind offenbar für die Festigkeit verantwortlich, während die breiige Suspension den Grundstoff für den Aufbau der Porenstruktur liefert
Es ist notwendig, daß beide Kollagenfaserformen soweit gereift sind, daß nur noch ein bestimmter Anteil des ursprünglichen Amidstickstoffes vorhanden ist. Bei dem Reifeprozeß werden nahezu alle Begleitproteine. Giycosaminoglycane, Proteoglycane und dergL gelöst und das Kollagen insoweit gereinigt Etwa 2A der Amidbindungen von Glutamin und Asparagin werden entfernt und ein Teil der Peptidbindungen durch Quervernetzungen gespalten.
Die alkalische Behandlung wird während relativ langer Zeiträume, durchschnittlich etwa 20 bis 30 Tage, angewandt Die anschließende saure Behandlung hx dagegen relativ kurzfristig. Hierbei erfolgt eine starke Aufquellung und ein optisch sichtbares Glasigwerden des Materials.
Der Reifeprozeß des Kollagen-Rohstoffes wird analytisch überprüft Es empfiehlt sich, zu diesem Zweck den Amidstickstoff-Gehalt und die damit verbundene Verschiebung des isoelektrischen Punktes zu der sauren Seite hin zu überwachen. Der Amidstickstoff-Gehalt von frischem, unbehandeltem Kollagen beträgt in der Regel etwa 0,7 MoI.-%. Bei der für die Schwammherstellung nach der Erfindung vorbehandelten Masse beträgt der Amidstickstoff notwendigerweise nur noch höchstens 0,25 Mol.-%.
Es ergibt sich in der Regel folgender Arbeitsablauf:
a) Das Rohmaterial wird nach dem Enthaaren und der Entfernung der Narbenschichten zunächst mit 03 bis 1,5 Gew.-%iger wäßriger Natronlauge, die 0,1 bis 1,0% Wasserstoffperoxid enthält während! bis 5 Tagen vorbehandelt. Dann wird die Mischung solange, bis der Amidstickstoffgehalt einen Wert von ca. 0.24 Mol.-% erreicht hat, der Einwirkung von 0,1 bis 1.0%iger wäßriger Lösung von Natriumhydroxid oder Calciumhydroxid ausgesetzt. Das Wasserstoffperoxid dient zur Aufhellung und Weichmachung des Materials und verkürzt den Aufschlußvorgang. Anstelle von Wasserstoffperoxid können auch Salze, z. B. Natriumperoxid oder Peroxide organischer Säuren, verwendet werden.
Die enzymatische Behandlung erfolgt bei Temperaturen bis zu 35° C bevorzugt um 300C Der Abbau kann z.B. mit Pronase (proteolytisches Enzym von Streptomyces griseus) im sauren Bereich bei einem pH-Wert von 2,0 bis 3,0 erfolgen oder im alkalischen Milieu mit einem Wirkungsoptimum zwischen pH 9 und 13 mit Hilfe von alkalischen Proteinasen bakteriellen Ursprungs. Bei der enzymatischen Behandlung wird erfindungsgemäß ein Zusatz zwischen 0,1 und 1.0Mol.-% Harnstoff vorgeschlagen. Hierdurch wird die Behandlungsdauer abgekürzt und ein besseres Produkt erhalten.
Die proteolytische Wirksamkeit der Enzyme wird zweckmäßig nach der »Löhiein-Volhard-Methode« bestimmt und in »LVE« (Löhlein-Volhard-Einheiten) angegeben. Unter LVE-Einheit ist diejenige Enzymmenge zu verstehen, die unter den spezifischen Bedingungen der Methode 1,725 mg Kasein verdauL Erfindungsgemäß werden Enzyme m'.t etwa 9000 LVE verwendet und zwar in Mengen von ca. 0,1 bis 5 Gew.-%.
Durch die enzymatische Behandlung wird der Reifeprozeß beschleunigt und die Behandlung auf etwa 1 Woche verkürzt Die proteolytischen Enzyme greifen zuerst die nichtkollagencn Eiweißsubstanzen an, während das Kollagen in reiner Form erhalten bleibt
b) Das alkalisch und gegebenenfalls mit Peroxiden und Enzymen vorbehandelte Kollagenmaterial
wird nun vor der Auffaserung in lange und feine
Fasern einer Säurebehandlung unterzogen. Diese
ίο Stufe des Verfahrens ergibt eine Volumenzunahme.
die über die Bestimmung des Trockenanteiles kontrolliert werden kann. Zweckmäßig wird die
Behandlung bis zu einem Trockengewicht von 12
bis J4 Gew.-% (Rest Wasser) durchgeführt. Visuell ist ein Glasigwerden des Rohstoffes zu erkennen.
Die Säurebehandlung wird zweckmäßig mit Salzsäure oder Essigsäure durchgeführt Die Wahl der Säure kann jedoch dem erforderlichen Reinheitsgrad des Materials und der erwünschten Qucllwir- x kung angepaßt werden.
Mit 3%iger Salzsäure erhält man im allgemeinen während 4 Stunden ein Trockengewicht von 10 bis 15 Gew.-%, das für die meisten Zwecke angestrebt wird. Das Material wird dann mit fließendem Wasser so lange gewaschen, bis der pH-Wert etwa 3,0 beträgt.
Bei der Säurebehandlung wenden auch die letzten Reste säurelöslicher Eiweißprodukte oder Abbauprodukte aus dem Material ent Fern t und gleichzeitig eventuell noch vorhandene: Alkalien neutralisiert und ausgewaschen. Das Hauptfasergefüge wird zuzüglich aufgelockert so daß die anschließend durchgeführte mechanische Bearbeitung (Auffaserung) erleichtert wird.
c) Der mit Alkalien und Säuren behandelte und aufgeschlossene Kollagenrohstoff wird nun mechanisch für den erfindungsgsmäßen Schwamm vorbereitet. Hierbei werden erfindungsgemäß zwei Faserarten hergestellt, die dann in dem in Anspruch 1 wiedergegebenen Mischungsverhältnis miteinander vermengt werden.
1. Kollagenfasern mit einer durchschnittlichen Faserlänge von ca. 1 cm werden durch mechanische Auflösung der Kollagenstückc hergestellt z. B. mit Hilfe von Quetschvorrichtungen und durch anschließende Entquellung der Fasermasse durch Zugabe von Salzen oder Salzlösungen (z. B. Kochsalz). Die Kochsalzkonzentration soll dabei etwa 10% betragen,
so 2. Der für die feinen, etwa 1 mm langen Fasern als Ausgangsprodukt dienende Kollagenbrei kann durch mehrmaliges Wolfen des gleichen (alkalisch und sauer vorbehandelten) Materials mit einem Fleischwolf und anschließendem mehrmaligem Homogenisieren und Zerklei
nern der Masse in einer Kolloidmühle hergestellt werden.
Die beiden Kollagenfaserarte.n werden im Verhältnis von 20 bis 60% lange Fasern mit 80 bis 40% feinen Fasern vermischt Die langen Kollagcnfasern werden vor dem Einmischen mit fließendem Wasser ausgewaschen, der pH-Wert mit Säure auf 2,0 bis 3,5 eingestellt und die Fasern so lange gerührt, bis sie gleichmäßig angequollen sind. In diesem Zustand werden sie dem fcinfasrigen
Kollagenbrei zugemischt
d) Zur Gerbung bzw. Vernetzung des Kollagenbreies unter Bildung der erfindungsgemäßen Schwamm-
masse bedient man sich physiologisch einwandfreier Gerbmittel, wie z. B. Hexamethylendiisocyanat Für viele Fälle, bei denen allergische oder Reizreaktionen nicht zu erwarten sind, genügen auch Aldehyde, wie z. B. Glutaraldehyd oder Formaldehyd. Wegen der besonders guten Verträglichkeit haben sich jedoch Diisocyanate bewährt. Bei der Gerbung bzw. Vernetzung reagieren die Isocyanatgruppen mit den Aminogruppen des Kollagens unter Bildung von Harnstoffderivaten, welche physiologisch völlig unbedenklich sind. Die bifunktionellen Isocyanate verbinden sich mit 2 verschiedenen Eiweißketten und stellen so eine räumliche Verknüpfung her. Durch Abänderung von An und Menge des Diisocyanates können die Molekulargewichte, der Vernetzungsgrad und hierüber auch die physikalischen Eigenschaften der Endprodukte variiert werden. Zweckmäßig ist die Mitverwendung von nichtionogenen Emulgatoren. Nach der Zugabe des Vernetzungsmittels wird das Material schnell auf eine Temperatur unterhalb von 00C abgekühlt (schockgefroren). Zweckmäßig wählt man einen Bereich zwischen —5 und —400C. Die Entwässerung erfolgt anschließend durch Gefriertrocknung. Vor der Zugabe des Gerbstoffes bzw. Vernetzungsmittels beträgt der pH-Wert der Masse 3,0 bis 4,0. Der pH-Wert steigt während der Verweilzeit langsam auf einen Wert von 4,0 bis 6,0 an.
Es wird bevorzugt, die gerbende bzw. vernetzende Substanz nur bis zu den stöchiometrisch errechneten Mengen, d. h. gegebenenfalls in geringeren Mengen, zuzusetzen. Die Vernetzungsreaktion selbst verläuft sehr langsam, wobei die Entwässerung durch Gefriertrocknung zuzüglich besonders günstige Bedingungen für den Ablauf der Vernetzungsreaktion darstellt Im allgemeinen ist eine Konzentration von ca. 2 MoI.-%.Vernetzungsmittel ausreichend.
e) Der erfindungsgemäße Schwamm zeichnet sich gegenüber den zahlreichen bekannten Kollagenschwämmen dadurch aus, daß er physiologisch einwandfrei ist und somit unbeschränkt allen medizinischen und kosmetischen Anwendungsgebieten zur Verfügung steht Er ist wasserunlöslich, jedoch in Wasser stark quellbar. Im Gegensatz zu dem ebenfalls wasserunlöslichen und in Wasser quellbaren Kollagenschwamm gemäß DE-OS 18 11 290 ist er jedoch auch in trockenem Zustand sehr angenehm weich, und er hat einen velourartigen Griff. Es Hegt auf der Hand, daß ein so vielseitig verwendbarer Kollagenschwamm mit Zusatzstoffen beliebiger Art versetzt werden soll. Auch dies ist nahezu unbegrenzt möglich. Wirkstoffe beliebiger An werden zweckmäßig während des Vernetzungsvorganges in das Endprodukt eingearbeitet Die elastischen Eigenschaften des Kollagenschwammes können bei kosmetischer Anwendung noch durch Weichmacher oder dergleichen zusätzlich gesteuert werden. Neben rein pharmazeutisch wirksamen Zusätzen sind bei kosmetischer Anwendung an sich bekannte Zusätze zur Behandlung von trockener, fettiger oder alternder Haut möglich, ebenso Desinfektionsmittel, Antibiotika und dergleichen.
Die folgenden Beispiele dienen der Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens:
Beispiel 1
Häute aus Rinderhälsen von frisch geschlachteten Tieren werden nach einem bei der Lederherstellung üblichen Verfahren durch Weichen, Äschern und Abspalten der Narbenschichi vorbereitet und dann mit frischen» Wasser V2 Stunde im Holländer gewaschen. Anschließend wird das Material einen Tag lang mit einer lVoigen Natriumhydroxidlösung und 03%igen
ίο Wasserstoffperoxidlösung behandelt Es folgt das Waschen mit fließendem Wasser im Holländer. Der Amidstickstoff beträgt nunmehr 0,45%.
Im weiteren Verlauf wird nun das Material mit einer Mischung von Natriumhydroxid und Calciumhydroxid
behandelt Das Verhältnis Blöße: Flotte ist 1 :2; die Natriumhydroxidmenge beträgt 0,5Gew.-%, bezogen auf das Blößengewicht Das Material wird einmal pro Tag gründlich umgerührt.
Behandlungsdauer etwa 25 Tage. Amidstickstoff:
0.20%.
Der Alkalibehandlung folgt die Säurebehandlung. Dazu wird das Material im Gerberfaß mit Salzsäure angesäuert Hierzu werden 10Gew.-% der Salzsäure, bezogen auf das Blößengewicht, gegeben. Das Verhält-
2S nis Blöße: Flotte beträgt etwa 1 :1 und die Behandlungsdauer 6 Stunden. Der pH-Wert beträgt am Ende der Behandlung 0,8— IZ Anschließend wird das Material mit fließendem Wasser im Faß so lange gewaschen, bis der pH-Wert des Rohstoffes 3,0 beträgt.
Nach der Behandlung hat das Kollagenmaterial ein Trockengewicht (TG) von 14 Gew.-%.
Das so vorbehandelte Material wird nun in 2 Teile geteilt: Der erste Teil wird zur Herstellung von Fasern verwendet, der zweite Teil dient zur Herstellung von kurzfasriger Masse.
a) Fasern:
Das Material wird in Stücke von ca. 30 χ 10 cm geschnitten und mit Riffelwalzen aufgeschlossen.
Die Behandlung wird 4—6mal wiederholt, wobei
der Druck bei jedem neuen Kalanderprozeß erhöht wird. Zu der Masse der angequollenen Fasern werden nun 10 Gew.-% festes Kochsalz und 50Gew.-% Wasser zugegeben, bezogen auf das
Blößengewicht Die Masse bleibt nun etwa
2 Stunden sich selbst überlassen und wird mit fließendem Wasser kurz ausgewaschen und dann abzentrifugiert Nach dem Zentrifugieren beträgt das TG etwa 30 Gew.-%. Nun wird das Material mit Wasser auf ein TG von £2% verdünnt und der pH-Wert mit HC! auf 3.0 eingestellt Das Material wird so lange gerührt, bis alle Fasern gleichmäßig gequollen sind und die Masse homogen ist
b) Kurzfasrige Masse:
Nach der sauren Behandlung werden die Kollagen
stücke zuerst in einem Fleischwolf zweimal gemahlen und anschließend durch ein feines Sieb gepreßt Es folgt die Verdünnung auf eine Konzentration von 2,2 Gew.-% und Homogenisierung durch dreimaligen Durchlauf durch eine Kolloidmühle. Nun werden die Fasern und die kurzfasrige Masse im Verhältnis 2 :3 zusammengemischt und der pH-Wert mit verdünnten NaCl auf Z9 eingestellt Der Masse werden 4 Gew.-% (auf TG gerechnet) eines unter der Bezeichnung »Triton-X-100« von der Firma Röhm & Haas, Philadelphia, im Handel befindliches ithoxyliertes Nonylphenol als Emulgator zugeführt Rührzeit
etwa 5 Min. (nichtionogener Emulgator, äthoxyliertes Octylphenol, 9—10 Äth.-Gruppen). Zu der Masse werden nun 2% Hexamethylene^· isocyanat gegeben (auf TG gerechnet), die Masse in
Formen eingetragen und in einer Gefrierzelle bei s
-250C über Nacht eingefroren. Anschließend wird das Material gefriergetrocknet und auf eine Dicke von 2 mm gespalten.
Beispiel 2 |o
Rinderhälse werden gemäß Beispiel 1 vorbereitet und mit NaOH und Wasserstoffperoxid behandelt Nach dem Waschen im Holländer wird der Reifeprozeß mit Hilfe von Enzymen wie folgt durchgeführt:
Das Material wird in ein Gerberfaß eingewogen. Verhältnis Flüssigkeit: Blöße 2:1. Das Material wird durchgerührt, der pH-Wert mit Natriumhydroxid auf 10,5 eingestellt und der Masse 1% der Mischung zugesetzt (auf Naßgewicht bezogen), die aus folgenden Bestandteilen besieht:
10% alkalische Bakterienproteinase aus Bacillus
subtilis mit 9000 LVE
40% Harnstoff
50% Ammonsulfat
Nach fünftägiger Einwirkzeit bei regelmäßigem Rühren (immer 5 Minuten in zweistündigen Abständen) ist die enzymatische Behandlung beendet Es folgt die saure Behandlung und Verarbeitung wie im Beispiel 1 angegebea Beide Schwämme sind sehr weich, velourartig und für jegliche medizinische und kosmetische Anwendung hervorragend geeignet
40
45
SO
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60

Claims (9)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung eines wasserunlöslichen, in Wasser jedoch stark queUbaren Kollagenschwammes mit velourartig weicher Oberfläche zur Verwendung insbesondere für medizinische und kosmetische Zwecke, bei dem das als Rohstoff dienende enthaarte, von Narbenschichten befreite koUagenhaltige Material aus Haut, Sehnen und/ oder Bindegeweben durch einen alkalischen und/ oder sauren Reifeprozeß aufgeschlossen und dann bei Temperaturen unterhalb 0°C mit einem Gerbmittel behandelt und durch Gefriertrocknung von Wasser befreit wird, dadurch gekennzeichnet, daß das gereinigte koUagenhaltige Material zunächst während eines längeren Zeitraums mit einer stark alkalischen wäßrigen Lösung und anschließend im sauren oder alkalischen Milieu einem enzymatischen Abbau unterworfen wird, bis der Amidstickstoffgehalt des aufgeschlossenen Kollagens weniger als 0.25 Mol.-% beträgt, und daß die so erhaltenen Kollagenfasern in saurem Milieu zu einer glasigen, voluminösen Masse aufgequollen werden, die dann zu einem Teil mechanisch auf eine Faserlänge von durchschnittlich 1 cm und zu einem Teil durch Wolfen zu breiförmig dispergierten Fasern mit einer Länge von durchschnittlich 1 mm zerkleinert werden, und daß dann eine Mischung aus 20 bis 60 Gew.-% der durchschnittlich 1 cm langen Kollagenfasern mit 80 bis 40Gew.-% der durchschnittlich 1 mm langen Fasern des Breis hergestellt wird, wobei sich die Gewichtsprozente jeweils auf das Trockengewicht der Mischung beziehen, und daß die Mischung dann mit Wasser zu einer 03 bis 3,0 Gew.-%igen Dispersion verdünnt, auf einen PH-Wert von 2,0 bis 33 eingestellt und dann bei Temperaturen unterhalb O0C in Gegenwart eines physiologisch einwandfreien Gerb- bzw. Vernetzungsmittels zu einem feinporigen Schwamm aus hochreinen Kollagenfasern vernetzt und verfestigt wird, der anschließend gefriergetrocknet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vernetzung und Verfestigung des Kollagenschwammes bei einer Temperatur zwischen -5" und -60°C erfolgt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der alkalische Abbau des kollagenhaltigen Materials bei einem pH-Wert von über 10,0 mit einer Lösung von 0,1 bis 1.0% Wasserstoffperoxid in wäßriger Natronlauge erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der enzymatische Abbau in Gegenwart von 0,1 bis 1,0 Mol/l Harnstoff mit Hilfe von alkalischen Proteinasen bei einem pH-Wert zwischen 9 und 13 oder mit sauren Proteinasen bei einem pH-Wert zwischen 2,0 und 5,0 erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als alkalische Proteinasen die Proteinasen aus Bacillus alkalophilus, Bacillus firmus oder Bacillus licheniformis verwendet werden und als saure Proteinasen die Proteinasen aus Aspergillus Oryzea oder Aspergillus Saitoi oder die Proteinasen aus Sireptomyces griseus.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Gerb- bzw.
Vernetzungsmittel aliphatische. aromatische oder hydroaromatische Diisocyanate verwendet werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6. dadurch .gekennzeichnet, daß mit den Gerb- bzw. Vernetzungsmitteln äthoxylierte Alkylphenole oder Alkohole als physiologisch einwandfreie Emulgatoren in einer Konzentration von 0.1 bis 6.0 Gew.-%. bezogen auf das Trockengewicht des Kollagenrohstoffes, zugesetzt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Vernetzung bzw. Gerbung kosmetische, diagnostische und/oder pharmazeutische Wirkstoffe in Konzentrationen von 1 bis 50Gew.-%. bezogen auf das Trockengewicht des Kollagenronstoffes, zugesetzt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8. dadurch gekennzeichnet, daß nach Zugabe sämtlicher Zuschläge die wäßrige, koUagenhaltige Masse bei einem pH-Wert zwischen 2,5 und 3,5 zunächst bei Temperaturen zwischen —20 und —400C schockgefroren und anschließend gefriergetrocknet wird.
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