DE3203957C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft das im Anspruch 1 angegebene Verfahren zur Herstellung von feinporigen Kollagenschwämmen. Die Ansprüche 2 bis 5 betreffen Ausgestaltungen dieses Verfahrens.The invention relates to the method specified in claim 1 for the production of fine-pored Collagen sponges. Claims 2 to 5 relate to refinements this procedure.

Die Herstellung von Kollagenfasergeflechten (Kollagen­ schwämmen) ist aus zahlreichen Literaturstellen bekannt. So wird in der DE-OS 18 11 290 die Herstellung von Kolla­ genfasergeflechten beschrieben, indem man Haut oder Seh­ nen von Tieren alkalisch oder sauer aufschließt und mechanisch zerkleinert und - gegebenenfalls nach Zugabe von Additiven, wie Vernetzungsmitteln, Weichmachern oder Arzneimitteln - zu einem homogenen Kollagenbrei aufschlämmt, den Kollagenbrei einfriert und dann entwässert. Aus dieser Offenlegungsschrift ist auch bekannt, die zer­ kleinerte Kollagenmasse zu schäumen und den geschäumten Kollagenbrei einzufrieren, 1 bis 30 Tage zu lagern und dann aufzutauen, worauf man die Hauptmenge des Wassers auspreßt und das ausgepreßte Kollagenfasergeflecht bei Zimmertemperatur trocknet.The production of collagen fiber braids (collagen sponges) is known from numerous references. So in DE-OS 18 11 290 the production of Kolla genetic fiber braids are described by looking at skin or eyes unlocks alkaline or acidic of animals and mechanically crushed and - if necessary after addition of additives, such as crosslinking agents, plasticizers or Drugs - slurried to a homogeneous collagen pulp, the collagen porridge freezes and then drains. Out  this publication is also known, the zer to foam smaller collagen mass and the foamed Freeze collagen porridge, store for 1 to 30 days and then thaw out what the bulk of the water is squeezes and the squeezed collagen fiber braid Room temperature dries.

Aus DE-OS 26 25 289 ist weiter bekannt, ein gereinigtes Kollagenmaterial zur Herstellung von Kollagenfaserge­ flechten durch Gefriertrocknen zu entwässern. Kollagen­ schäume werden gemäß DE-OS 17 17 118 dadurch gehalten, daß man eine durch Aufschluß von Leimgallerten gewonnene Kollagenmasse mit Wasser bis zu einem Trockensubstanz­ gehalt von 0,3 bis 4,0 g homogenisiert und die homogene Masse dann gefrieren läßt und anschließend das Wasser entfernt.From DE-OS 26 25 289 is also known, a cleaned Collagen material for the production of collagen fiber braid to drain by freeze-drying. Collagen according to DE-OS 17 17 118, foams are held by that one is obtained by digestion of glue jellies Collagen mass with water to a dry substance content from 0.3 to 4.0 g homogenized and the homogeneous The mass then freezes and then the water away.

Es ist weiterhin bekannt, daß man Kollagenfaserge­ flechte auch dadurch erhalten kann, daß man Kollagen­ dispersionen einfriert und dann mit organischen, mit Wasser mischbaren Lösungsmitteln das Wasser schonend auswäscht. Schließlich ist es auch bekannt, Vernetzungs­ mittel bei der Herstellung von Kollagenfasergeflechten einzusetzen, um dadurch eine Stabilisierung zu erzielen.It is also known that collagen fiber lichen can also be obtained by using collagen dispersions freezes and then with organic, with Water-miscible solvents are gentle on the water washes out. Finally, networking is also known medium in the production of collagen fiber braids to achieve stabilization.

Aus der DE-PS 27 34 503 ist ein Verfahren zur Herstel­ lung von Kollagenschwämmen bekannt, bei dem man Kollagen- Rohstoffe alkalisch oder sauer aufschließt, mechanisch zerkleinert und mit Wasser zu einem bis zu 3 Gew.-% Kolla­ gen enthaltenden homogenen Brei versetzt. Dann werden Gerbstoffe und gegebenenfalls weitere Zuschläge zugegeben und das Ganze wird eingefroren, aufgetaut und von Wasser und gegebenenfalls Gerbstoffresten befreit. Bei dem dor­ tigen Verfahren erfolgt der Abbau des Kollagen enthalten­ den, tierischen Materials unter fortlaufender Bestimmung des Amidstickstoffgehaltes und bis höchstens zu einem Amidstickstoffgehalt von 0,20 Gew.-%. Wesentlich ist dort auch, daß der mit Gerbstoff versehene Kollagenbrei bei Temperaturen zwischen -10 bis -30°C schockgefroren und dann mehrere Tage bei Temperaturen zwischen -1 und -2°C belassen wird, worauf anschließend die Entfernung von Wasser und gegebenenfalls Gerbstoffresten erfolgt.From DE-PS 27 34 503 is a process for the manufacture known collagen sponges, in which collagen Unlocks raw materials alkaline or acid, mechanically crushed and with water to a weight of up to 3% colla gene containing homogeneous slurry. Then be Tannins and possibly other supplements added  and the whole thing is frozen, thawed, and water and, if necessary, free tannin residues. At the dor The processes involved in the breakdown of collagen contain the animal material under continuous determination of the amide nitrogen content and up to a maximum of one Amide nitrogen content of 0.20% by weight. It is essential there also that the collagen paste provided with tannin Temperatures between -10 to -30 ° C snap frozen and then several days at temperatures between -1 and -2 ° C is left, after which the removal of Water and any tannin residues.

Bei den bekannten Verfahren des Standes der Technik zur Herstellung von Kollagenfasergeflechten ist die Ausbil­ dung der Struktur im wesentlichen durch die Art der Ge­ friertrocknung gegeben. Die Reproduzierbarkeit von Kollagenfasergeflechten mit gleicher konstanter Struk­ tur und gleicher Porosität ist dabei nicht gewährleistet.In the known methods of the prior art for The production of collagen fiber braids is the training The structure is essentially determined by the type of Ge given freeze drying. The reproducibility of Collagen fiber braids with the same constant structure ture and the same porosity is not guaranteed.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß zur Ausbildung von reproduzierbaren Kollagenfaser­ geflechten der Quellungsgrad und das Einfrier-Verfah­ ren des gequollenen, zerkleinerten und homogenisierten Materials eine ausschlaggebende Rolle spielen.The present invention is based on the finding that  that for the formation of reproducible collagen fiber braid the degree of swelling and the freezing process the swollen, shredded and homogenized Materials play a crucial role.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zur Herstellung von feinporigen Kollagenfasergeflechten zur Verfügung zu stellen, bei dem man reproduzierbar aber mit einer großen beabsichtigten Variabilität feinporige Kollagenschwämme erhält, die für zahlreiche medi­ zinische Anwendungen geeignet sind.The object of the invention is therefore to provide a method for Production of fine-pored collagen fiber braids for To make available, but reproducible fine-pored with a large intended variability Collagen sponges are used for numerous medi applications are suitable.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem Patent­ anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a method according to the patent Claim 1 solved.

Die Unteransprüche beinhalten bevorzugte und/oder vor­ teilhafte Ausführungsformen des beanspruchten Verfah­ rens.The sub-claims contain preferred and / or before partial embodiments of the claimed method rens.

Als Rohstoff zur Herstellung des erfindungsgemäßen Kollagenfasergeflechtes dienen Rinder- oder Schweine­ häute oder Rinderachillessehnen. Diese Ausgangsmateria­ lien werden in bekannter Weise vorbehandelt. Rinder- oder Schweinehäute werden, wie dies auch in der Leder­ industrie üblich ist, durch Weichen, Äschern, Enthaaren, Entfleischen und Spalten vorbehandelt und dann in be­ kannter Weise durch Einwirkung von Säuren, Alkali, Wasserstoffperoxid und/oder proteolytischen Enzymen auf­ geschlossen. Dieser Aufschluß, der noch zur Vorbehand­ lung des Kollagenrohstoffes gezählt wird, dient dazu, das Kollagen von allen Begleitstoffen zu befreien und so sauber zu erhalten, daß im wesentlichen keine störenden Begleitstoffe mehr vorhanden sind. Dies be­ deutet, daß Begleitproteine (wie Albumine oder Globu­ line), Glykosaminglykane, Proteoglykane und Fette, die dem tierischen Ausgangsmaterial noch anhaften, entfernt werden. Dabei erfolgt die chemische Behandlung inten­ siver und gründlicher, als dies in der Lederindustrie üblich ist, weil das Kollagenmaterial anschließend für die Verwendung für chirurgische und kosmetische Zwecke weiterbehandelt wird. Durch die Säurebehandlung werden im wesentlichen säurelösliche Begleitstoffe entfernt und gleichzeitig die Struktur des nativen Kollagens aufgelockert.As a raw material for the production of the invention Collagen fiber mesh serves cattle or pigs hides or beef achilles tendons. This starting material Lien are pretreated in a known manner. bovine or pigskins, as is the case with leather industry is common, by softening, liming, dehairing, Fleshing and splitting pretreated and then in be known by the action of acids, alkali, Hydrogen peroxide and / or proteolytic enzymes closed. This outcrop, which is still pre-treatment the collagen raw material is counted, serves to rid the collagen of all accompanying substances and to be kept so clean that essentially none disturbing accompanying substances are more available. This be indicates that accompanying proteins (such as albumins or Globu line), glycosaminoglycans, proteoglycans and fats, the  still attached to the animal raw material, removed will. The chemical treatment takes place in the interior siver and more thorough than this in the leather industry is common because the collagen material is then for the use for surgical and cosmetic purposes is treated further. Through the acid treatment essentially acid-soluble accompanying substances removed and at the same time the structure of the native collagen loosened up.

Ein Maß für die chemische Reinigung ist die Bestimmung des Amid-Stickstoffes. Durch die Reinigung wird der Wert um etwa 0,3 bis 0,5 mmol/g gesenkt und zwar auf den Wert von 3,0 bis 4,0 mmol/g.The measure is a measure of chemical cleaning of amide nitrogen. By cleaning the Value reduced by about 0.3 to 0.5 mmol / g and to the value from 3.0 to 4.0 mmol / g.

Die chemische Vorbehandlung wird grundsätzlich mit solchen Reagentien durchgeführt, die sich entweder voll­ ständig entfernen lassen und/oder nicht toxisch sind. Deshalb wird man nur solche Reagentien verwenden, die selbst frei von störenden Verunreinigungen sind. Für die Säurebehandlung hat sich Salzsäure bewährt, so daß man grundsätzlich hierfür Salzsäure verwendet.The chemical pretreatment is always included such reagents are carried out that are either full have them removed continuously and / or are non-toxic. Therefore you will only use reagents that themselves are free from disturbing impurities. For the acid treatment has proven itself hydrochloric acid, so that one basically uses hydrochloric acid for this.

Die analytische Beurteilung des Ergebnisses der chemi­ schen Vorbehandlung besteht im wesentlichen in der Er­ fassung von 2 Faktoren:The analytical assessment of the result of the chemi pretreatment essentially consists of the Er 2 factors:

• a) Reinigungsgrad (Reife) des Kollagens unda) degree of purification (maturity) of the collagen and
• b) Quellungsgrad des Kollagensb) degree of swelling of the collagen

Der Reinigungsgrad wird durch übliche analytische Ver­ fahren festgestellt. Von ganz wesentlicher Bedeutung ist der Quellungsgrad des Kollagens. Die Vorbehandlung, d. h. der Aufschluß des Kollagens muß so vorgenommen werden, daß das Kollagen eine Quellbarkeit aufweist, die der Aufnahme von 650 bis 800 Gew.-% Wasser ent­ spricht. Bei einem pH 3, wie er sich beim Aufschluß mit HCl einstellt, muß das Kollagen die 6- bis 8fache Menge Wasser, bezogen auf sein Gewicht, aufnehmen. Eine maximale Quellung mit HCl wird zwar bei einem pH von 2,0 erzielt, jedoch mißt man üblicher Weise den Quel­ lungswert bei dem pH-Wert von 3,0, weil das mit HCl aufgeschlossene Material diesen pH-Wert aufweist.The degree of cleaning is determined by conventional analytical methods drive determined. Essential is the degree of swelling of the collagen. Pretreatment, d. H. the collagen has to be digested in this way that the collagen has swellability, ent the absorption of 650 to 800 wt .-% water speaks. At a pH 3, as is the case with digestion with HCl, the collagen must be 6 to 8 times Take in a lot of water, based on its weight. A  maximum swelling with HCl is at a pH of 2.0 is achieved, but the source is usually measured value at the pH of 3.0, because that with HCl digested material has this pH.

Die Quellung des Kollagens ist von einer Reihe von Faktoren abhängig und wird durch die beeinflußt:The swelling of the collagen is of a number of Factors dependent and is influenced by:

Junges Bindegewebe, also Material von jungen Tieren quillt stärker als das von alten Tieren. Neben der chemischen Vorbehandlung bei der Reinigung und dem Aufschluß des Materials spielt hierbei auch die dabei durchgeführte mechanische Behandlung eine große Rolle. Ein stark chemisch vorbehandeltes Material quillt stärker als ein weniger stark vorbehandeltes Materi­ al und ein zerkleinertes Material quillt stärker als ein nicht zerkleinertes Material.Young connective tissue, i.e. material from young animals swells more than that of old animals. In addition to the chemical pretreatment during cleaning and the Digestion of the material also plays a role here performed mechanical treatment plays a major role. A highly chemically pretreated material swells stronger than a less pretreated material al and a shredded material swells more than a non-shredded material.

Wie schon erwähnt, ist die Quellbarkeit auch von dem pH-Wert und der Reife des Kollagens abhängig.As already mentioned, the swellability is also from that pH and the maturity of the collagen depend.

Die Quellung des Kollagens wird zweckmäßig nach der sogenannten Kubelka-Methode bestimmt (KUBELKA, K: Das Kollagengewebe der Haut (tschech.) BRATISLAVA 1961), wobei die Abnahme der Menge einer vorgelegten Quell­ flüssigkeit ermittelt wird.The swelling of the collagen is expedient after the the so-called Kubelka method (KUBELKA, K: The collagen tissue of the skin (Czech) BRATISLAVA 1961), being the decrease in the amount of a submitted source liquid is determined.

Das mit einer wäßrigen Säure oder mit wäßrigen Alkali angequollene Kollagen wird anschließend mechanisch zerkleinert. Diese Zerkleinerung kann beispielsweise durch ein- oder mehrmaliges Zerkleinern mit einem Fleischwolf erfolgen. Eine zu starke Zerkleinerung, d. h. Verkürzung der Fasern ist nicht zweckmäßig, deshalb er­ folgt die mechanische Zerkleinerung vorzugsweise bis zu einem durchschnittlichen Durchmesser von ca. 6 mm. Anstelle eines Fleischwolfes könnten auch andere Zerkleinerungs­ vorrichtungen, wie Zahnscheibenmühlen verwendet werden.That with an aqueous acid or with aqueous alkali swollen collagen is then mechanical crushed. This size reduction can, for example by crushing one or more times with a Meat grinder done. Too much crushing, i. H. Shortening the fibers is not advisable, therefore he the mechanical comminution preferably follows until to an average diameter of approx. 6 mm. Instead of  a meat grinder could also do other shredding devices such as toothed disk mills are used.

Das zerkleinerte Material wird anschließend mit Wasser auf einen Verdünnungsgrad von ca. 2,0 Gew.-% Trocken­ gehalt verdünnt. Ein Trockengehalt zwischen 1 bis 3%, insbesondere 1,3 bis 2,6% ist möglich, wobei jedoch die besten Werte bei der weiteren Herstellung von fein­ porigen Kollagenfasergeflechten mit einem Trockengehalt von ca. 2% erzielt werden.The shredded material is then washed with water to a degree of dilution of approx. 2.0% by weight dry content diluted. A dry content between 1 to 3%, in particular 1.3 to 2.6% is possible, however the best values in the further production of fine porous collagen fiber mesh with a dry content of about 2% can be achieved.

Das verdünnte, zerkleinerte und gequollene Material kann anschließend, je nach dem vorgesehenen Verwendungs­ zweck, noch weiter homogenisiert werden, z. B. in einer Kolloidmühle.The diluted, shredded and swollen material can then, depending on the intended use Purpose to be homogenized even further, e.g. B. in a colloid mill.

Anschließend wird das gegebenenfalls in einer Kolloid­ mühle homogenisierte Material eingefroren. Das Ein­ frieren muß dabei unter genau kontrollierten Bedingun­ gen durchgeführt werden, wobei insbesondere die Ein­ frierungszeit genau einzuhalten ist. Diese beträgt eine halbe bis vier Stunden und vorzugsweise einein­ halb bis zweieinhalb Stunden bei einem Material einer Dicke von 2,5 cm. Man kann das Einfrieren mit Hilfe von Sole oder einem geeigneten Froster durchführen. Langsames Einfrieren oder Gefrieren bei verhältnis­ mäßig hohen Temperaturen ergibt gröbere Eiskristalle und eine grobe innere Struktur. Kurzes Gefrieren führt zu einem feinkristallinen Produkt mit sehr feinen Poren. Je nach der beabsichtigten Verwendung des Ma­ terials für bestimmte chirurgische bzw. prothetische oder kosmetische Zwecke werden die Einfrierbedingungen ausgewählt.Then, if necessary, in a colloid mill homogenized material frozen. The one It must freeze under precisely controlled conditions gene are carried out, in particular the Ein freezing time must be strictly observed. This is half an hour to four hours and preferably one hour half to two and a half hours on a material one Thickness of 2.5 cm. One can freeze with the help of brine or a suitable freezer. Slow freezing or freezing in proportion moderately high temperatures result in coarser ice crystals and a rough inner structure. Brief freezing leads to a fine crystalline product with very fine Pores. Depending on the intended use of the Ma  terials for certain surgical or prosthetic or cosmetic purposes become the freezing conditions selected.

Das gefrorene Produkt wird anschließend zur Stabili­ sierung der Struktur entwässert. Diese Entwässerung kann auf verschiedene Weise vorgenommen werden und hängt im wesentlichen auch davon ab, ob und in welchem Umfang zuvor gegebenenfalls chemische Vernetzungs- und Stabilisierungsmittel zugegeben worden sind. Auf die­ se Vernetzungsmittel wird später noch hingewiesen werden. Sind chemische Vernetzungsmittel verwendet worden, so erfolgt die Entwässerung nicht durch Ge­ friertrocknung. Vielmehr wird nach einer Konditio­ nierungszeit des gefrorenen Produktes das Material aufgetaut und das Wasser abgequetscht. Nicht durch chemische Vernetzungsmittel stabilisierte Produkte werden zweckmäßiger Weise durch Gefriertrocknung in an sich bekannter Weise entwässert und stabilisiert.The frozen product then becomes a stabilizer the structure is drained. This drainage can be done in different ways and depends essentially on whether and in which Extent before chemical crosslinking and Stabilizing agents have been added. On the This crosslinking agent will be mentioned later will. Chemical cross-linking agents are used dewatering is not done by Ge freeze drying. Rather, after a condition time of the frozen product the material thawed and squeezed the water. Not through chemical crosslinking agents stabilized products are conveniently in freeze-drying drained and stabilized in a known manner.

Bisher sind die Grundmaßnahmen, die für die Herstellung von feinporigen Kollagenfasergeflechten eine Rolle spielen, beschrieben worden, wobei die Betonung darauf lag, daß der Quellungsgrad in spezieller Weise einge­ stellt wird und auch das Gefrieren des Produktes in spezieller überwachter Weise erfolgt.So far, the basic measures are for manufacturing of fine-pored collagen fiber braids play a role play, with emphasis on it was that the degree of swelling turned in a special way is put and also the freezing of the product in in a special monitored manner.

Um feinporige Kollagenfasergeflechte den speziellen Verwendungszwecken anzupassen, sind nun eine Reihe von, zum Teil an sich bekannten, Maßnahmen möglich oder erforderlich:To make fine-pored collagen fiber braids the special Customizing uses are now a series of, measures known in part, possible or required:

Zur Herstellung von Knochenersatzmaterialien kann man dem Kollagenmaterial die für den Knochenersatz wichti­ gen Zusätze zusetzen, beispielsweise Calciumphosphat und Hydroxyapatit. One can use for the production of bone substitute materials the collagen material that is important for bone replacement Add additives such as calcium phosphate and hydroxyapatite.  

Diese Zumischung erfolgt nach dem Homogenisieren aber vor dem Gefrieren. Dabei müssen die Knochenersatzma­ terialien im alkalischen Bereich hergestellt werden. Dazu werden zwei Vorgänge durchgeführt:This admixture takes place after homogenization before freezing. The bone replacement measure materials are produced in the alkaline range. Two processes are carried out for this:

• a) Beim isoelektrischen Punkt des Materials werden die für den Knochenersatz wichtigen Zusätze zugemischt.a) At the isoelectric point of the material, the important additives for bone replacement are added.
• b) Anschließend wird der pH-Wert auf den gewünschten Grad eingestellt.b) Then the pH is adjusted to the desired one Degrees set.

Eine Mischung für die Knochenersatzherstellung kann zum Beispiel 10 bis 70% Calciumphosphat enthalten. Die optimale Quellung bei einem solchen Produkt ver­ läuft bei pH-Werten von 9,5 bis 11,5, wobei der Amid­ stickstoffgehalt des Kollagenrohstoffes bei 0,30 bis 0,40 Gew.-% liegen soll. Bei der Herstellung von Knochen­ ersatzmaterial erfolgt die Stabilisierung der Struk­ tur zweckmäßiger Weise durch Gefriertrocknung.A mixture for bone replacement can for example contain 10 to 70% calcium phosphate. The optimal swelling with such a product ver runs at pH values from 9.5 to 11.5, the amide nitrogen content of the collagen raw material at 0.30 to 0.40% by weight. When making bones Substitute material is used to stabilize the structure expediently by freeze-drying.

Weiterhin ist es möglich, vor dem Einfrieren der Kolla­ genmasse Textilfasern beizumischen. Dies kann zum Bei­ spiel erfolgen, um den fertigen Kollagenfasergeflechten einen besseren Sprung oder eine höhere Festigkeit zu vermitteln. Geeignete Fasern sind beispielsweise solche, wie sie auch schon für synthetische Nahtmaterialien verwendet worden sind und auch solche, die bisher vor­ wiegend für textile oder industrielle Zwecke eingesetzt wurden. Genannt werden können hier beispielsweise Fa­ sern aus Polyester, Polyamiden, Polyvinylalkohol, Wolle, Baumwolle, Zellstoff und Viskose. Die Länge der Fasern ist sehr variabel. Sie kann zwischen etwa 3 bis 50 mm liegen. Die Menge, bezogen auf das Trockengewicht der Kollagenfasern, beträgt im allgemeinen etwa 10 bis 60 Gew.-%.It is also possible to freeze the colla add textile fibers. This can help play to the finished collagen fiber braid a better jump or higher strength convey. Suitable fibers are, for example, like they already do for synthetic sutures have been used and also those previously available mainly used for textile or industrial purposes were. For example, Fa polyester, polyamides, polyvinyl alcohol, wool, Cotton, cellulose and viscose. The length of the fibers is very variable. It can be between about 3 to 50 mm lie. The amount, based on the dry weight of the Collagen fibers, is generally about 10 to 60% by weight.

Die Zusammenmischung der Fasern erfolgt beim isoelek­ trischen Punkt des Materials. Anschließend wird dann der pH-Wert auf den gewünschten Grad eingestellt. The fibers are mixed together at isoelek tric point of the material. Then then the pH is adjusted to the desired level.  

Vor dem Einfrieren können dem Kollagenmaterial eine Reihe von Zusatzstoffen zugegeben werden. Hier sind be­ sonders Vernetzungsmittel zu erwähnen. Weil die mei­ sten Vernetzungsmittel physiologisch nicht unbedenklich sind, kommen hierfür im wesentlichen nur spezielle Pro­ dukte in Frage. Hierzu gehören insbesondere aliphatische Diisocyanate, die mit den Aminogruppen unter Harnstoff­ gruppenbildung reagieren und physiologisch unbedenklich sind. Durch die Art und die Menge des verwendeten Diiso­ cyanats kann man die physiologischen Eigenschaften des Endproduktes erheblich beeinflussen.Before freezing, the collagen material can be a Range of additives can be added. Here are especially mention crosslinking agents. Because mei Most crosslinking agents are not physiologically harmless there are essentially only special pros for this products in question. These include in particular aliphatic Diisocyanates with the amino groups under urea group formation react and physiologically harmless are. Due to the type and amount of diiso used the physiological properties of cyanate Influence the end product significantly.

Die Verwendung von Diisocyanaten als Vernetzungsmittel ist grundsätzlich bekannt. Bekannt ist auch, daß man bei der Verwendung von Diisocyanaten nichtionogene Emulgatoren verwenden muß.The use of diisocyanates as crosslinking agents is basically known. It is also known that one when using diisocyanates non-ionic Must use emulsifiers.

Weitere geeignete Vernetzungsmittel sind solche, die schon bei der Herstellung von Blutplasma verwendet wurden, nämlich Glyoxal und Succinylanhydrid. Glyoxal wird zweckmäßiger Weise in Mengen von 6 bis 10%, be­ zogen auf den Trockengehalt des Kollagenproduktes, ange­ wendet und im sauren pH (etwa 2,5 bis 4,0) eingemischt. Ein derartig vernetztes Produkt wird zweckmäßiger Weise etwa 3 bis 12 Tage eingefroren, wobei im eingefrorenen Zustand die Vernetzungsreaktion langsam abläuft.Other suitable crosslinking agents are those which already used in the production of blood plasma were, namely glyoxal and succinyl anhydride. Glyoxal is appropriately in amounts of 6 to 10%, be attracted to the dry content of the collagen product turns and mixed in acidic pH (about 2.5 to 4.0). Such a cross-linked product is expedient frozen for about 3 to 12 days, being frozen The crosslinking reaction is slow.

Wird Succinylanhydrid als Vernetzungsmittel verwendet, so beträgt die Menge hierbei vorzugsweise etwa 5 bis 30%, bezogen auf das Trockengewicht des Kollagenma­ terials. Auch in diesem Fall wird das Produkt nach dem Einfrieren längere Zeit, zum Beispiel eine Woche oder länger stehen gelassen, wobei die Vernetzungsreaktion dann abläuft. If succinyl anhydride is used as a crosslinking agent, the amount is preferably about 5 to 30%, based on the dry weight of the collagen mass terials. In this case too, the product will be manufactured after Freeze for a long time, for example a week or left longer, the crosslinking reaction then expires.  

Die genau verwendete Menge des Vernetzungsmittels steht im Zusammenhang mit der Art des Vernetzungsmittels und der beabsichtigten Verwendung des Kollagenfaser­ geflechtes. Die Vernetzungsmittel beeinflussen die physikalischen und chemischen Eigenschaften und das Aussehen des fertigen Materials. Wichtig ist, daß die Vernetzungsreaktion dem Quellzustand des zer­ faserten Kollagens genau angepaßt wird. Die Vernetzungs­ reaktion selbst soll nicht zu schnell verlaufen, um nicht eine vorzeitige Entquellung des Kollagens und da­ mit die Bildung von harten, folienartigen Gebilden zu bewirken. Eine sehr langsam stattfindende Vernetzung, wie sie insbesondere bei tiefen Temperaturen erfolgt, benötigt entsprechend längere Zeiten. Die Menge des Ver­ netzungsmittels muß so gewählt werden, daß bei einer späteren Lagerung des Materials durch noch nicht um­ gesetztes Vernetzungsmittel keine Nachvernetzung und damit keine unbeabsichtigte Veränderung des Materials abläuft. Wie bereits erwähnt, werden die vernetzten Materialien nicht gefriergetrocknet, sondern das Wasser wird mechanisch abgequetscht.The exact amount of crosslinking agent used is related to the type of crosslinking agent and the intended use of the collagen fiber braided. The crosslinking agents influence the physical and chemical properties and that Appearance of the finished material. It's important, that the crosslinking reaction the swelling state of the zer fibrous collagen is adjusted precisely. The networking reaction itself should not be too quick to not premature swelling of the collagen and there with the formation of hard, foil-like structures cause. A very slow networking, as it occurs especially at low temperatures, accordingly takes longer times. The amount of ver wetting agent must be chosen so that at a later storage of the material by not yet crosslinking agent set no postcrosslinking and thus no unintentional change in the material expires. As already mentioned, the networked Materials not freeze-dried, but the water is squeezed mechanically.

Die Vernetzungsmittel werden dem Kollagenbrei vor dem Einfrieren zusammen mit kosmetischen Wirkstoffen, Par­ fümen oder pharmakologisch wirksamen Stoffen zugemischt. Besonders interessant ist die Wirkung verschiedener Emul­ gatoren, die positiven Einfluß auf die Eigenschaften des Geflechtes haben. Dieser Einfluß kann mit der Wirkung von Fettstoffen bei der Lederindustrieerzeugung verglichen werden.The crosslinking agents are the collagen porridge before Freeze together with cosmetic ingredients, par or add pharmacologically active substances. The effect of different emuls is particularly interesting gators that have a positive influence on the properties of the Have braid. This influence can with the effect of Fats compared in leather industry production will.

Kollagen wirkt im Körper wie ein Ionenaustauscher und bindet Elektrolyten, Metaboliten und ebenso Arzneimittel. Da diese Eigenschaften in dem fertigen feinporigen Kolla­ genfasergeflecht erhalten bleiben, können die Geflechte vorteilhaft als Träger von Wirkstoffen verwendet werden. Collagen acts like an ion exchanger in the body binds electrolytes, metabolites and also drugs. Because these properties in the finished fine-pored colla can be retained, the braids can advantageously be used as carriers of active ingredients.  

Beispiel 1example 1 1.1. Rohstoff1.1. raw material

50 kg Spalten aus Rinderhälsen nach einem bei der Lederherstellung üblichen Verfahren geweicht, geäschert, entfleischt, enthaart und gespalten. Das Trockenge­ wicht des Materials beträgt 20 Gew.-%.50 kg splits from beef necks after one at the Leather production usual processes softened, ashes, fleshed, dehaired and split. The dry ge weight of the material is 20% by weight.

1.2. Alkalische Behandlung1.2. Alkaline treatment

110 l Wasser, 0,8 l NaOH (50 Gew.-%); 0,3 kg H₂O₂ (35 Gew.-%), langsam gerührt, Behandlungszeit 12 bis 24 h.110 liters of water, 0.8 liters of NaOH (50% by weight); 0.3 kg H ₂ O ₂ (35% by weight), slowly stirred, treatment time 12 to 24 h.

1.3. Waschen1.3. To wash

1 h in fließendem kalten Wasser.1 h in running cold water.

1.4. Analytische Kontrolle1.4. Analytical control

Amid-Stickstoff-Gehalt beträgt 0,43 mmol/g.Amide nitrogen content is 0.43 mmol / g.

1.5. Säure-Behandlung1.5. Acid treatment

Anschließend 90 Minuten Waschen in fließendem kaltem Wasser, an­ schließende Behandlung im Gerberfaß: Kollagenmaterial, 5 kg HCl (35 Gew.-%), 30 kg Wasser; 6 h intensive Bewegung; die Spalten werden in ganzer Dicke durchgesäuert. Anschließend 4 h in fließendem Wasser waschen. pH-Wert nach dem Waschen 3,0; Amid- Stickstoff 0,41 mmol/g. Quellung des Materials be­ trägt 714% etwa 14 Gew.-% Trockengewicht (nach der Kubelka-Methode bestimmt).Then wash in running cold water for 90 minutes closing treatment in the tanner's barrel: collagen material, 5 kg HCl (35% by weight), 30 kg water; 6 hours of intense movement; the columns are whole Thick leavened. Then 4 h in flowing Wash water. pH after washing 3.0; Amide Nitrogen 0.41 mmol / g. Swelling of the material be carries 714% about 14% by weight dry weight (after the Kubelka method determined).

1.6. Zerkleinerung1.6. Crushing

Das Material wird zuerst auf die Stücke 20 × 20 cm ge­ schnitten und anschließend im Fleischwolf zweimal ge­ mahlen (Lochscheibe - 20-10 mm). The material is first placed on the 20 × 20 cm pieces cut and then twice in the meat grinder grind (perforated disc - 20-10 mm).  

1.7. Verdünnung1.7. dilution

Die ca. 14 gew.-%ige Masse wird mit destilliertem Wasser auf die Konzentration 1,8 bis 2,2 Gew.-% verdünnt. An­ schließend folgt die Homogenisierung durch dreimaligen Durchlauf durch eine Kolloidmühle. Das Trockengewicht der Masse wird genau auf 2,0 eingestellt. Der pH-Wert wird mit verdünnter HCl wieder auf 3,0 eingestellt.The approx. 14% by weight mass is mixed with distilled water diluted to a concentration of 1.8 to 2.2% by weight. On the homogenization then follows by three times Pass through a colloid mill. The dry weight the mass is set exactly to 2.0. The pH is adjusted to 3.0 again with dilute HCl.

1.8. Masseneinstellung1.8. Mass setting

Zu der gut homogenisierten Masse werden 600 g nichtiono­ gener Emulgator zugemischt (z. B. ethoxyliertes Oktyl­ phenol von 9 bis 10 Alkoxygruppen) anschließend 2,5 kg Hexamethylendiisocyanat, bezogen auf Trockensubstanz, in die Suspenson eingemischt und wegen Gelierungsgefahr innerhalb 10 Minuten in die Formen eingebracht. Schich­ tenhöhe in den Formen 2,5 cm.600 g of non-iono are added to the well-homogenized mass Generic emulsifier added (e.g. ethoxylated octyl phenol of 9 to 10 alkoxy groups) then 2.5 kg Hexamethylene diisocyanate, based on dry matter, mixed into the Suspenson and because of the risk of gelling introduced into the molds within 10 minutes. Shich height in the forms 2.5 cm.

1.9. Einfrieren1.9. Freeze

Die gefüllten Formen werden nun mit Hilfe einer Sole eingefroren (Einfrierungszeit 2 ¹/₂ Stunden). Teme­ ratur der Sole -15°C. Anschließend wird das Material entformt.The filled molds are then frozen by means of a brine (Einfrierungszeit 2 _^1/2 hours). Brine temperature -15 ° C. The material is then removed from the mold.

1.10. Konditionieren1.10. Condition

Nach dem Einfrieren erfolgt eine weitere Lagerung (Kon­ ditionierung) in einem Kühlraum. Temperatur -5°C, Zeit 7 Tage.After freezing, further storage takes place (con ditioning) in a cold room. Temperature -5 ° C, time 7 days.

1.11. Auftauen und Waschen1.11. Thaw and wash

Nach der Beendigung des Konditionierens werden die Schwämme in erwärmtem Wasser (etwa 30°C) aufgetaut. Es folgt das Abquetschen und Auswaschen mit fließendem Wasser. Dieser Vorgang wird 4× wiederholt.After the conditioning is finished, the Sponges thawed in heated water (around 30 ° C). It follows the squeezing and washing out with flowing Water. This process is repeated 4 times.

1.12. Trocknung und Zurichtung1.12. Drying and dressing

Nach dem Auswaschen werden die Schwämme bei Raumtemperatur getrocknet. Die getrockneten Schwämme werden auf die gewünschte Dicke gespalten, gestanzt und verpackt und sind als Verbandmaterial für Wundbehandlung verwendbar. Dichte: 0,02.After washing out, the sponges are at room temperature  dried. The dried sponges are on the desired thickness split, punched and packed and can be used as dressing material for wound treatment. Density: 0.02.

Beispiel 2Example 2

50 kg Rinderhälse wurden gemäß Beispiel 1 chemisch und mechanisch behandelt, verdünnt und mit verdünnter Salz­ säure auf den pH-Wert 3,0 eingestellt. Das Trockenge­ wicht der homogenisierten Masse beträgt genau 2,0; Amid- Stickstoff 0,39 mmol/g. Quellung des Materials beträgt 729 Gew.-%.50 kg cattle necks were chemically and according to Example 1 treated mechanically, diluted and with diluted salt acid adjusted to pH 3.0. The dry ge weight of the homogenized mass is exactly 2.0; Amide Nitrogen 0.39 mmol / g. Swelling of the material 729% by weight.

Die homogenisierte Kollagenmasse wird im Vacuumkessel entlüftet, in Formen abgefüllt und in einem Solenbad bei Temperatur -15°C eingefroren. Einfrierungszeit beträgt 2 Stunden. Die auf diese Weise erhaltenen 2,5 cm dicken Kollagenplatten werden anschließend gefrierge­ trocknet. Die gefriergetrockneten Platten werden auf die erwünschte Dicke gespalten, gestanzt und verpackt. Das Material kann als Hämostyptikum verwendet werden.The homogenized collagen mass is in the vacuum kettle deaerated, filled in molds and in a brine bath frozen at temperature -15 ° C. Freeze time is 2 hours. The 2.5 cm obtained in this way thick collagen plates are then frozen dries. The freeze-dried plates are on split, punch and pack the desired thickness. The material can be used as a hemostatic.

Die Dichte dieses Schwammes ist vergleichbar mit dem Schwamm, der im Beispiel 1 beschrieben wurde.The density of this sponge is comparable to that Sponge described in Example 1.

Beispiel 3Example 3

10 kg Spalten aus Rinderhälsen werden chemisch und mechanisch gemäß Beispiel 1 behandelt, verdünnt und mit verdünnter Salzsäure auf den pH-Wert eingestellt. Das Trockengewicht beträgt genau 2,0%; Amid-Stickstoff 0,38; die Wasseraufnahme des Materials beträgt 732 Gew.-%. 10 kg splits from beef necks are chemical and treated mechanically according to Example 1, diluted and with dilute hydrochloric acid adjusted to pH. The Dry weight is exactly 2.0%; Amide nitrogen 0.38; the water absorption of the material is 732% by weight.  

Die gut homogenisierte Masse wird nun mit 5%iger Natronlauge auf den pH-Wert 5,5 eingestellt. Nach kurzem Rühren trennen sich die entquollenen Kollagen­ fasern von dem Quellwasser. Dann werden 60 Teile Calciumphosphat (auf Trockengewicht des Kollagens ge­ rechnet) in die Masse eingerührt. Der Rohstoff läßt sich gut homogenisieren. Anschließend wird der pH-Wert langsam auf den Wert 11,5 eingestellt. Die Kollagen­ fasern sind jetzt wieder voll angequollen. Der Brei wird durch einen Durchlauf durch die Kolloidmühle homogenisiert. Die homogenisierte Kollagenmasse wird in Formen abgefüllt und in einem Solenbad bei Temperatur von -15°C eingefroren. Die Einfrierungszeit beträgt 150 Minuten und die Dicke der Schicht 2 ¹/₂ cm. An­ schließend werden die Platten gefriergetrocknet. Nach der Gefriertrocknung werden die Platten auf die ge­ wünschte Dicke gespalten, gestanzt, sterilisiert und verpackt.The well homogenized mass is now adjusted to pH 5.5 with 5% sodium hydroxide solution. After stirring briefly, the swollen collagen fibers separate from the spring water. Then 60 parts of calcium phosphate (calculated on the dry weight of the collagen) are stirred into the mass. The raw material can be homogenized well. The pH is then slowly adjusted to 11.5. The collagen fibers are now fully swollen again. The slurry is homogenized by a pass through the colloid mill. The homogenized collagen mass is filled into molds and frozen in a brine bath at a temperature of -15 ° C. The Einfrierungszeit is 150 minutes and the thickness of the layer 2 _^1/2 cm. The plates are then freeze-dried. After freeze-drying, the plates are split to the desired thickness, punched, sterilized and packaged.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung von feinporigen Kollagen­ schwämmen aus Rinder- oder Schweinekollagen, bei dem man die Kollagen-Rohstoffe mit Alkali, Wasserstoff­ peroxid und/oder proteolytischen Enzymen aufschließt, von Begleitstoffen befreit und auf einen Amidstick­ stoffgehalt von 3,0 bis 4,0 mmol/g reinigt, mit einer wäßrigen Säre (bei HCl auf einen pH von 3) oder mit wäßrigem Alkali (bei NaOH auf einen pH von 12,5) bis zur Aufnahme von 650 bis 800 Gew.-% Wasser, gemessen bei pH 3 oder pH 12,5, anquillt, mechanisch zerklei­ nert, mit Wasser auf einen Verdünnungsgrad von 2,0 Gew.-% Trockengehalt verdünnt, gefroren und zur Stabi­ lisierung der Struktur gefriergetrocknet, oder mit Gerb­ stoff behandelt und konditioniert und entwässert, da­ durch gekennzeichnet, daß man das so gequollene Material nach dem Zerkleinern und Ver­ dünnen auf einen Feststoffgehalt von 2% innerhalb von 30 Minuten bis 4 Stunden gefriert.1. Process for the production of fine-pored collagen sponges from cattle or pork collagen, in which the raw materials of the collagen are digested with alkali, hydrogen peroxide and / or proteolytic enzymes, freed from accompanying substances and to an amide nitrogen content of 3.0 to 4.0 mmol / g cleans, with an aqueous acid (with HCl to a pH of 3) or with aqueous alkali (with NaOH to a pH of 12.5) up to the absorption of 650 to 800% by weight of water, measured at pH 3 or pH 12.5, swollen, mechanically comminuted, diluted with water to a degree of dilution of 2.0% by weight dry content, frozen and freeze-dried to stabilize the structure, or treated with tannin and conditioned and dewatered, as characterized by in that the so swollen material after crushing and thin Ver freeze within 30 minutes to 4 hours to a solids content of 2%. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man das Gefrieren in 1 ¹/₂ bis 2 ¹/₂ Stunden bis zur völligen Gefrierung durch­ führt.2. The method according to claim 1, characterized in that passing the freezing in 1 _^1/2 to 2 _^1/2 hours to complete freezing through. 3. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man zu­ sätzlich durch ein pharmakologisch nicht störendes Vernetzungsmittel stabilisiert.3. The method according to any one of the preceding claims,  characterized in that one too additionally by a pharmacologically not disturbing Crosslinking agent stabilized. 4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man dem gereinigten Ausgangs­ material zur Verbesserung des Sprunges und der Fe­ stigkeit der Kollagenfasergeflechte beim isoelektri­ schen Punkt Textilfasern zumischt.4. The method according to claim 1, characterized records that one of the cleaned output material to improve the jump and the Fe Stability of the collagen fiber braid in isoelectric point mixed in textile fibers. 5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man zur Herstellung von Kno­ chenersatzmaterial beim isoelektrischen Punkt vor dem Einfrieren Hydroxyapatit und/oder Calciumphosphat zumischt.5. The method according to claim 1, characterized records that one for the production of Kno Chen substitute material at the isoelectric point freezing hydroxyapatite and / or calcium phosphate mixes.