DE4328329A1 - Gefriergetrocknete Biomatrix - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft gefriergetrocknete Biomatrices mit
hautbefeuchtender Wirkung, die im wesentlichen aus Polysac
chariden bestehen und die gleichzeitig als Trägermaterialien für
pharmazeutische und kosmetische Wirkstoffe geeignet sind.
Im Stand der Technik sind gefriergetrocknete Biomatrices
insbesondere als Kollagenschwämme bekannt.
Beispielsweise sind Kollagenschwämme des unvernetzten Typs, die
durch Gefriertrocknen aus löslichem Kollagen oder durch Aus
waschen des Wassers mittels organischer, mit Wasser mischbarer
Lösungsmittel aus einer aufgeschäumten Kollagenmasse hergestellt
werden, in US 2 610 625 und 3 157 524 sowie DE 26 25 289
beschrieben worden. Die auf diese Weise erhaltenen, leicht
formbaren Produkte mit einer schwammähnlichen Struktur quellen
und zerfallen nach dem Anfeuchten sofort. Sie besitzen im
feuchten Zustand keinerlei Festigkeit.
Wasserfeste Schwämme auf Kollagenbasis hergestellt durch Zusatz
von Vernetzungsmitteln sind beispielsweise in den DE 27 34 503,
29 43 520 und 32 03 957 beschrieben. Die nach dem Verfahren der
DE-PS 32 03 957 hergestellten Kollagenschwämme sind auch in
wäßrigem Medium stabil, sie enthalten jedoch Reste der ver
wendeten Vernetzungsmittel. Diese Vernetzungsmittel können bei
empfindlicher Haut nicht nur Reizwirkungen ausüben, sondern, da
es sich um niedermolekulare Substanzen handelt, die Haut sogar
penetrieren und im Körper unerwünschte Reaktionen hervorrufen.
Nach einem in der DE-OS 40 28 622 beschriebenen Verfahren lassen
sich ohne Einsatz chemischer Zusatzstoffe vernetzte, in wäßrigem
Medium stabile Kollagenschwämme herstellen; bei diesen handelt
es sich also um reine Naturprodukte. Hierzu werden zunächst
tierische Rohstoffe, wie zum Beispiel Rinder- oder Schweinehäute
oder Rinderachillessehnen einer üblichen Vorbehandlung durch
Weichen, Äschern, Entfleischen und Abspalten der Narbenschicht
des entweder durch Einsalzen oder durch Kühlen konservierten
Ausgangsmaterials unterworfen. Die anschließende Behandlung mit
Alkalien und unmittelbar darauf mit Säure führt zu einer
Reinigung des Rohstoffes von allen nicht-kollagenen Begleit
stoffen.
Bei einigen Verbrauchergruppen ist jedoch in zunehmendem Maße die
Tendenz erkennbar, aus beispielsweise religiösen oder ethischen
Gründen auf Stoffe tierischer Herkunft ganz zu verzichten.
Darüber hinaus besteht bei Verwendung tierischer Rohmaterialien
die Gefahr, daß die daraus hergestellten Produkte mit immunogenen
oder pathogenen Stoffen belastet sind.
Die Verwendung von Stoffen pflanzlichen Ursprungs in der
Pharmazie oder für Kosmetika ist aus dem Stand der Technik
bekannt. Im Bereich der Pharmazie werden beispielsweise Calcium
alginate für die Wundversorgung (z. B. Sorbalgon®/Hartmann)
verwendet. Außerdem ist die Verwendung pflanzlicher Biopolymere
zur kosmetischen Hautbehandlung seit langem bekannt (The
Chemistry and Technology of Pectin, Reginald H. Walter, Chapter
12, Seiten 251-264, und Investigating the Nutritional, Medicinal
and Cosmetic Values of Seaweeds and their Extracts, Koyama,
Hayatsu, Yamoto, Ph. D. Morsy, Erde International, Seiten
85-106). Die bekannten, marktgängigen Produkten auf Basis der oben
genannten pflanzlichen Biopolymere sind jedoch bislang wenig
anwenderfreundlich. Üblicherweise verwendete Gemische von
Biopolymeren erlauben keine vernünftige Handhabung, da sie zur
Staubentwicklung neigen, schwer löslich sind und somit inhomogene
Gemische bilden.
Aufgabe der Erfindung ist es demgemäß, auf der Basis vorzugsweise
nicht-tierischer Substanzen und in besonders bevorzugter Weise
unter ausschließlicher Verwendung nicht-tierischer Substanzen
eine Biomatrix herzustellen, die analog dem galenischen System
Kollagenschwamm in der Lage ist, eine durch Abwesenheit von Kon
servierungsstoffen, Vernetzungsmitteln und Parfums irritations
freie Hautbefeuchtung durchzuführen. Außerdem sollen diese
Biomatrices auch für die transdermale Applikation von pharmazeu
tischen und kosmetischen Wirkstoffen geeignet sein.
Erfindungsgemäß dient zur Lösung der Aufgabe eine Biomatrix, die
durch Gefriertrocknung einer wäßrigen Polysaccharidlösung
hergestellt wird. Die erfindungsgemäße Biomatrix kann 10 bis
80 Gew.-% natürliche Polysaccharide und 20 bis 90 Gew.-%
modifizierte Polysaccharide enthalten. Vorzugsweise besteht die
Biomatrix aus 25-70 Gew.% modifizierten Polysacchariden sowie
5 bis 15 Gew.%, vorzugsweise 10 Gew.%, Wasser. Gegebenenfalls
können die nachfolgend erläuterten Bestandteile in der erfin
dungsgemäßen Biomatrix enthalten sein.
Im Gegensatz zu anderen Trocknungsverfahren wie z. B. Sprühtrock
nung, Lufttrocknung liefert das Verfahren der Gefriertrocknung
schwammähnliche, schnell rehydratisierbare Biomatrices mit
Convenience-Charakter (Instanteffekt), d. h. es bildet sich bei
Feuchtigkeitszufuhr spontan ein Gel aus.
Die natürlichen Polysaccharide werden vorzugsweise aus der Gruppe
bestehend aus Pektinen, Alginaten, Carrageen, Agar-Agar und
Johannesbrotkernmehl ausgewählt.
Als modifizierte Polysaccharide kommen beispielsweise Cellulose
derivate, beispielsweise Celluloseether in Betracht. Bevorzugt
sind filmbildende Bindemittel, wie beispielsweise Carboxymethyl
cellulose oder deren Derivate. Carboxymethylcellulose kann mit
anderen Celluloseethern, Polyestern oder Polyvinylalkohol in
vorteilhafter Weise kombiniert werden.
Die erfindungsgemäße gefriergetrocknete Biomatrix, die eine
feinporige, schwammartige Struktur aufweist, wird in besonders
bevorzugter Weise aus Stoffen pflanzlichen Ursprungs hergestellt.
Die erfindungsgemäß verwendeten Polysaccharide können in
vorteilhafter Weise mit Proteinen pflanzlichen Ursprungs kom
biniert werden. Weiterhin können jedoch auch zusätzlich Polysac
charide aus der Gruppe der Glykosaminoglykane wie Hyaluronsäure,
deren Derivate oder Chondroitinsulfat verwendet werden.
Da beim Gefriertrocknen von Polysaccharidgemischen im Gegensatz
zu Kollagendispersionen kein isoelektrischer Punkt zu beachten
ist, kann beispielsweise Hyaluronsäure in größeren Anteilen
problemlos eingearbeitet werden.
Die erfindungsgemäße gefriergetrocknete Biomatrix besteht im
wesentlichen aus der Stoffklasse der Polysaccharide, d. h.
- 1. aus natürlichen Polysacchariden und
- 2. aus modifizierten Polysacchariden.
In diese Matrix können ferner
- 3. Spinnfasern zur Verbesserung der Trockenstabilität und/oder
- 4. kosmetische und/oder pharmazeutische Wirkstoffe eingearbeitet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
werden zur Herstellung der gefriergetrockneten Biomatrix Lösungen
oder Suspensionen eingesetzt, die 0,25 bis 2,5 Gew.-%, vorzugs
weise 0,9 bis 1,9 Gew.-%, natürliche Polysaccharide und 0,5 bis
2,5 Gew.-%, vorzugsweise 0,9 bis 1,6 Gew.-%, modifizierte
Polysaccharide enthalten, wobei die Differenz zu 100 Gew.-% durch
demineralisiertes Wasser ausgeglichen wird. Zusätzlich können
0,05 bis 0,75 Gew.-%, vorzugsweise 0,12 bis 0,23 Gew.%, Spinn
fasern und/oder 0,0025 bis 0,5 Gew.-%, vorzugsweise 0,12 bis 0,17
Gew.-%, kosmetische und/oder pharmazeutische Wirkstoffe in diesen
Mischungen abhängig von dem vorgesehenen Verwendungszweck
verwendet werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden der
Dispersion zur Herstellung der erfindungsgemäßen Biomatrix
zusätzlich micellenbildende Stoffe, wie z. B. Isoparaffine,
beigemischt, die in einem Gesamtanteil von 0,1 bis 1,5 Gew.-% und
vorzugsweise 0,17 bis 0,81 Gew.-% vorliegen.
Die erfindungsgemäß verwendeten Polysaccharide, vorzugsweise
pflanzlichen Ursprungs, zeichnen sich funktionell durch schutz
kolloidale Eigenschaften aus. Als modifizierte Polysaccharide
kommen alle filmbildenden Bindemittel in Betracht, die einerseits
eine besondere Affinität zu den natürlichen Polysacchariden und
andererseits zu den gegebenenfalls eingesetzten Spinnfasern
haben. Die Verwendung von Carboxymethylcellulose bietet den
Vorteil, daß es sich um ein reversibel wasserlösliches Produkt
handelt, welches nicht toxisch und international als kosmetischer
Grund- und Hilfsstoff (Binde- und Verdickungsmittel, Schutz
kolloid) zugelassen ist. Carboxymethylcellulose gestattet zudem
die Kombination mit anderen Celluloseethern in vorteilhafter
Weise, so daß unterschiedlichste Qualitäten gefriergetrockneter
Biomatrices hergestellt werden können.
Als Spinnfasern kommen Celluloseester-, Polyester-, Polyamid-,
Polyvinylalkohol-, Woll-, Baumwoll-, Seiden- und Viskosefasern
in Betracht, wobei Viskosefasern besonders bevorzugt sind. Vor
teilhafterweise besitzen die Spinnfasern eine Länge von 3 bis
30 mm und einen Titer von 1 bis 6 dtex (1 dtex = 7.85·10-3 ρd2;
ρ = Dichte in g/cm3, d = Durchmesser in µm). In einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung sind in der gefriergetrockneten
Biomatrix 3 bis 30 Gew.-%, in besonders bevorzugter Weise 3 bis
15 Gew.-%, Spinnfasern enthalten.
Die bevorzugte Verwendung von Viskosefasern beruht auf der
Tatsache, daß es sich um die hydrophilsten der üblicherweise
verfügbaren Fasern handelt, die deshalb für die Herstellung von
löslichen Produkten am besten geeignet sind. Viskosefasern sind,
ebenso wie die weiteren bevorzugten Komponenten der erfindungs
gemäßen Biomatrix, nicht-toxische, modifizierte Polysaccharide.
Aus diesem Grund besitzen sie sehr hohe Affinität zu den übrigen
Bestandteilen, was zur Folge hat, daß bereits eine kleine Menge
dieser Spinnfasern zur Stabilisierung der Matrix beiträgt. Die
bevorzugt verwendete Viskose ist sowohl für kosmetische als auch
für medizinische Zwecke bzw. Anwendungen zugelassen.
Die erfindungsgemäßen Matrixformen besitzen selbst hautbefeuch
tende Wirkung und eignen sich daher besonders für den Einsatz in
der pflegenden Kosmetik. Sie können gleichzeitig als Trägermate
rial für Hautaktivstoffe Verwendung finden, deren Permeation in
das Stratum corneum erst durch die hautbefeuchtende Wirkung der
Polysaccharide ermöglicht bzw. in wünschenswerter Form gefördert
wird. Die gefriergetrockneten Biomatrices der Erfindung können
in besonders vorteilhafter Weise zur transdermalen Applikation
von kosmetischen aber auch pharmazeutischen Wirkstoffen verwendet
werden.
Als kosmetisch aktive Substanzen kommt eine Vielzahl von
Produkten in Betracht, wie z. B. Vitamine, Proteine, wasser
lösliche Pflanzenextrakte, Liposomen und andere.
Die erfindungsgemäßen Biomatrices eignen sich in vorteilhafter
Weise als spezielle Pflegemittel für die Gesichts- und Kör
perhaut, wobei die Verwendung als Gesichtsmaske besonders
bevorzugt wird.
Im Gegensatz zu im Stand der Technik bekannten Kollagenschwämmen
kann die erfindungsgemäße gefriergetrocknete Biomatrix bei Zufuhr
wäßriger Lösungen spontan zu einem Gel kollabieren, aber analog
zum galenischen System des wirkstoffbeladenen Kollagenschwamms
auch durch Osmosediffusion die zusätzlich vorhandenen Wirkstoffe
gezielt auf den betreffenden Hautarealen freisetzen.
Die erfindungsgemäßen gefriergetrockneten Biomatrices können zur
topischen oder transdermalen Applikation von Wirkstoffen
verwendet werden, in bevorzugten Ausführungsformen dienen die
Biomatrices als Wundauflage (z. B. zur Blutstillung) oder in
besonders bevorzugter Form als Drug Delivery System.
Ein schneller perkutaner Transport von Hautaktivstoffen, der
proportional zum Durchfeuchtungsgrad des Stratum corneum
gefördert wird, kann durch die Verwendung der gefriergetrockneten
Biomatrices, deren Hauptbestandteile selbst hautbefeuchtende
Wirkung besitzen, gefördert werden. Dabei diffundieren kleinere
Moleküle, die der Biomatrix oder der wäßrigen Lösung zugesetzt
werden, aus dem konzentrierteren Bereich der mit Wasser über
sättigten Biomatrix in den schwächer konzentrierten Bereich der
Epidermis. Zu den relativ leicht penetrationsfähigen Molekülen
zählen Substanzen wie kurzkettige Peptide, ATP, Harnstoff und
Elektrolyte.
Die oben beschriebenen idealen perkutanen Transportbedingungen
gelten andererseits auch für diejenigen niedermolekularen
Substanzen, deren Penetration durch die Hornhautbarriere
unerwünscht und überaus bedenklich ist, weil sie Hautirritationen
auslösen können. Zu den unerwünschten Substanzen mit nach
gewiesenem Irritationspotential zählen z. B. bekannte Kosmetikkon
servierungs- und Parfümierungsmittel sowie oberflächenaktive
Substanzen, wie sie üblicherweise in marktgängigen Emulsions
produkten Verwendung finden. Die erfindungsgemäßen gefrierge
trockneten Biomatrices zeichnen sich dadurch aus, daß weitgehend
und vorzugsweise vollständig auf die Verwendung der oben
genannten Stoffe verzichtet werden kann.
Im Gegensatz zu den herkömmlichen Xerogelen, bei denen sich nach
Wasserentzug die räumliche Anordnung des Netzes (Matrix) so
verändert, daß die Abstände zwischen den Strukturelementen nur
die Größenordnung von Atomabständen besitzen, bilden die
erfindungsgemäßen Biomatrix-(Instant-)Gele Hohlräume aus, in die
die Lösungsmittelflüssigkeit schnell und ungehindert eindringen
und den spontanen Zerfall des Netzwerkes der Biomatrix in situ
herbeiführen kann (Instantgelbildung). Das Verfahren der
Gefriertrocknung führt ähnlich wie bei der Entfernung von Wasser
durch Sublimation aus Nahrungsmittelrohstoffen, wie zum Beispiel
Kaffee oder Tee, zu Kapillarstrukturen, die sich sehr schnell
rehydratisieren lassen und den gewünschten Instanteffekt
ermöglichen.
Bei der Verwendung von Substanzen mit vielen polaren Gruppen
(Cellulose/Proteine) neigt das wäßrige Lösungsmittel zu starken
Brückenbindungen zwischen diesen Gruppen, wodurch das Löslich
keits- und Diffusionsverhalten beeinflußt wird. Bei Zufügen von
genügend Wasser (über die Ausbildung von Brückenbindungen hinaus)
wird die Polymermatrix zum Quellen gebracht, und es wird damit
sichergestellt, daß eine große Mobilität der Wasseratome und der
darin enthaltenen Wirkstoffe erzielt wird (V.N.R. Pillai, M.
Mutter, Naturwissensch. 1981, 68, 558-566). Dieser bei den
erfindungsgemäßen gefriergetrockneten Biomatrices beobachtete
Effekt ist im Hinblick auf die kosmetische Anwendung und das
Desorptions- und Penetrationsverhalten der kosmetischen Wirk
stoffe von größter Bedeutung.
Die erfindungsgemäßen gefriergetrockneten Biomatrices ermöglichen
ferner die Ausbildung von feuchtigkeitsstabilen Matrixformen,
wenn das als Lösungsmittel zugeführte Wasser Ca2+-Ionen in einer
Menge enthält, die ausreicht, um Na⁺-Ionen beispielsweise aus
Alginsäuresalzen ganz oder teilweise auszutauschen.
Das spontan gebildete Calcium-Alginat-Gerüst stabilisiert die
Biomatrix in einem solchen Maße, daß jeweils nur ein vorbestimm
ter Teil der Polymere in den Gelzustand übergehen kann.
Der stabilisierende Einfluß von Calcium-Ionen kann darüber hinaus
und daneben in besonders vorteilhafter Weise zur Verwendung der
erfindungsgemäßen Biomatrices als Gesichtsmaske ausgenutzt wer
den. In diesem Fall läßt man die gefriergetrockneten Biomatrices
auf der Haut zunächst durch Feuchtigkeitszufuhr zu einem Gel
kollabieren. Dieses Gel kann anschließend durch Zufuhr von Cal
cium-Ionen, beispielsweise durch Aufsprühen einer Calciumlactat-
Lösung, in eine flexible und abziehbare Gel-Haut überführt
werden, um so auf einfache Weise das Abnehmen bzw. Entfernen des
Gels von der Haut zu ermöglichen.
Durch die Zugabe von hydrophilem Fasermaterial (zum Beispiel
Viskosefasern) wird eine weitere Stabilisierung der Matrix
ermöglicht. Hierdurch wird die Handhabbarkeit der Matrix zum
Beispiel bei der Hautpflege (topisches Anmodellieren, Sitzkorrek
turen usw.) erleichtert, da die Trockenstabilität stark verbes
sert wird.
Die gefriergetrockneten Biomatrices der vorliegenden Erfindung,
die keine Spinnfasern enthalten, zeichnen sich dadurch aus, daß
das bei der kosmetischen Anwendung gebildete Gel bis zum völligen
Verschwinden in die Haut einmassiert werden kann, während bei
Strukturfasern enthaltenden Biomatrices stets unlösliche
Faserreste auf der Haut verbleiben, die nach der kosmetischen
Behandlung entfernt werden müssen.
In jedem Fall kann durch die wahlweise Verwendung von Spinnfasern
oder durch Stabilisieren mit Ca-Ionen die Konsistenz der gefrier
getrockneten Biomatrix gezielt eingestellt werden und ermöglicht
so eine Anpassung des Produktes an das jeweils gewünschte Anwen
dungsgebiet, wobei die erforderliche einfache und zweckmäßige
Handhabung gewährleistet ist.
In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der erfindungs
gemäßen gefriergetrockneten Biomatrix, werden der Biomatrix
Stoffe beigemischt, die zur Micellenbildung befähigt sind. Diese
Substanzen liegen in der gefriergetrockneten Biomatrix in einem
Anteil von 4 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 20 Gew.-%, vor.
Bei diesen instantisierfähigen Biomatrices pflanzlicher Herkunft
werden als micellenbildende Stoffe beispielsweise Isoparaffine
verwendet, die durch Micellbildung ein zusammenhängendes Gerüst
aufbauen können, das die Herstellung von stabilen Gelen erlaubt.
Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Biomatrices keine
Parfums, Farb- und Konservierungsstoffe.
Die gefriergetrocknete Biomatrix der vorliegenden Erfindung ist
u. a. dadurch charakterisiert, daß sich kosmetische und/oder
pharmazeutische Wirkstoffe, vorzugsweise in einem Anteil von 0,1
bis 20 Gew.-%, in besonders bevorzugter Weise 3 bis 10 Gew.-%,
leicht eingearbeitet werden können. Es ist von Vorteil, die
Wirkstoffe in verkapselter Form einzusetzen, wie z. B. in
liposomalen oder liposomenähnlichen Vesikeln.
Die erfindungsgemäßen gefriergetrockneten Biomatrices zeichnen
sich unter anderem durch folgende Vorteile gegenüber im Stand der
Technik bekannten Biopolymerschwämmen aus:
Zur Herstellung werden nur gut dokumentierte Naturstoffe und Biomaterialien verwendet. Der Einsatz hautreizender Stoffe (wie z. B. Konservierungsmittel, Farbstoffe, Parfum, Emulgatoren) kann vollständig vermieden werden.
Zur Herstellung werden nur gut dokumentierte Naturstoffe und Biomaterialien verwendet. Der Einsatz hautreizender Stoffe (wie z. B. Konservierungsmittel, Farbstoffe, Parfum, Emulgatoren) kann vollständig vermieden werden.
Durch die stark reduzierte Zahl der verwendeten Stoffe zur
Herstellung der erfindungsgemäßen Biomatrices sowie das Fehlen
einer Kinetik innerhalb der Biomatrix durch den Wasserentzug
(Gefriertrocknung) wird die Wechselwirkung der verwendeten Stoffe
untereinander vermieden.
Durch die definierte Zusammensetzung der erfindungsgemäßen
gefriergetrockneten Biomatrices wird der chemische, physikalische
oder biologische Nachweis der verwendeten Substanzen erleichtert,
was der ständigen Qualitätskontrolle der daraus hergestellten
Produkte unmittelbar zugute kommt.
Die gefriergetrockneten Biomatrices sind ferner in besonderer
Weise für die Herstellung galenischer Systeme geeignet, die eine
weit besser kontrollierbare und gezieltere Wirkstoffabgabe auf
der Haut bewirken können, als es für die im Stand der Technik
bekannten Galenik-Systeme gilt. So läßt sich mit den erfindungs
gemäßen Biomatrices eine Erhöhung der Dosierungsgenauigkeit bei
Wirkstoffen mit engen Toleranzgrenzen und hohem Wirkpotential,
wie zum Beispiel Vitamin A-Derivaten und Vorprodukten, erreichen.
Die Wirkpotentiale herkömmlicher Wirkstoffe werden durch
ungehinderte Transportwege in die Haut durch Fehlen von Inter
aktionen, durch kürzere Transportwege infolge des Verzichts auf
Barrierestoffe (z. B. Fettsubstanzen) und eine höhere Dosier
barkeit, d. h. größere Wirkstoffkonzentration, erreicht.
Die erfindungsgemäßen gefriergetrockneten Biomatrices gestatten
somit auch einen ökonomischen Wirkstoffverbrauch.
Die erfindungsgemäßen gefriergetrockneten Biomatrices werden
hergestellt, indem man zunächst die natürlichen und modifizierten
Polysaccharide sowie gegebenenfalls die gewünschten kosmetisch
oder pharmazeutisch aktiven Substanzen, in einem wäßrigen Medium
gleichmäßig miteinander vermischt und die Mischung anschließend
kühlt. Während des Kühlens bildet sich ein Gel.
Anschließend werden diesem Gel gegebenenfalls die Spinnfasern
schonend eingerührt und gleichmäßig verteilt. Nach Einrühren und
erneutem Kühlen, beispielsweise auf 1°C, wird die Masse in Formen
gegossen. In diesen Formen bildet sich die ursprüngliche
Gelstruktur zurück, und durch die anschließende Gefriertrocknung
entsteht ein Material, das strukturell einem Kollagenschwamm
ähnlich ist.
Das Einfrieren ist als erste Phase der Ausbildung der späteren
Biomatrix ein wesentlicher Verfahrensschritt, wobei beschleunig
tes Einfrieren bei niedrigen Temperaturen erfindungsgemäß
bevorzugt wird. Durch die anschließende Gefriertrocknung des
tiefgefrorenen Gels im Hochvakuum wird das Lösungsmittel
ausgefroren und verdampft (Sublimation). Ein wesentliches
Kennzeichen der Gefriertrocknung ist die Porenbildung ohne
Volumenveränderung. Hierauf beruht der Effekt der schnellen
Rehydratisierung, bekannt als Instanteffekt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung stellt man
zunächst eine Trockenmischung aus natürlichen und modifizierten
Polysacchariden her, die man in Wasser einrührt. Nach Abkühlung
der Mischung auf 10°C kann in diese Vormischung ein Gemisch aus
Spinnfasern, kosmetischen und/oder pharmazeutischen Wirkstoffen
und/oder micellenbildenden Stoffen dispergiert werden. Die
erhaltene Mischung wird bei -10 bis -40°C, vorzugsweise -20°C,
über einen Zeitraum von 0,5 bis 4 Stunden, vorzugsweise 1 bis 3
Stunden, in Form von Platten eingefroren. Platten mit Schicht
dicken von 0,5 bis 3,5 cm, vorzugsweise 1,5 bis 2,0 cm, sind
dabei bevorzugt. Die Porengröße wird beim Einfrieren im wesentli
chen über die Einfriergeschwindigkeit gesteuert. Gegebenenfalls
können die Platten bei -10 bis -25°C zwischengelagert werden
bevor sie bei einer Heiztemperatur im Bereich zwischen 80 und
120°C und einem Vakuum von etwa 0,5 bis 3,0 mbar gefriergetrock
net werden. Vorzugsweise führt man den Gefriertrocknungsprozeß
über einen Zeitraum von etwa 15 bis 35 Stunden durch. Danach
können die Platten gespalten und zugerichtet werden.
Nach dem Gefriertrocknungsprozeß liegt der Wassergehalt der nach
dem oben dargestellten Verfahren erhaltenen gefriergetrockneten
Biomatrices vorzugsweise im Bereich von 5 bis 15%, wobei 10%
besonders bevorzugt sind. Die Trockenstoffkonzentration des zur
Herstellung der erfindungsgemäßen Biomatrices eingesetzten
Ausgangsmaterials, d. h. der Mischung der Bestandteile in
demineralisiertem Wasser, beträgt etwa 1 bis 5%.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen näher
erläutert:
Folgende Stoffe werden zur Herstellung einer gefriergetrockneten
Biomatrix verwendet:
Carboxymethylcellulose 13,5 g
Natriumalginat 13,5 g
Viskosefaser 1,5 g
Aloe Vera-Extrakt 1,5 g
Wasser (demineralisiert) 970,0 g.
Carboxymethylcellulose 13,5 g
Natriumalginat 13,5 g
Viskosefaser 1,5 g
Aloe Vera-Extrakt 1,5 g
Wasser (demineralisiert) 970,0 g.
Zunächst wird eine Trockenmischung aus Carboxymethylcellulose und
Natriumalginat hergestellt, welche unter ständigem Rühren im
Wasser dispergiert wird. Die Mischung (Vormischung I) wird auf
10°C heruntergekühlt. Ein Gemisch der Viskosefasern und des Aloe
Vera-Extrakts wird in die Vormischung I gleichmäßig dispergiert.
Die Mischung füllt man anschließend in Aluminiumformen (Füllhöhe
ca. 2 cm) und friert sie anschließend im Solebad bei -20°C etwa
90 Minuten lang ein. Die gefrorenen Platten werden aus der Form
genommen und im Kühlraum bei einer Temperatur von -20°C 24
Stunden lang gelagert. Die 2 cm dicken Platten unterwirft man im
Anschluß einer Gefriertrocknung bei 1,5 mbar, bei der zunächst
für 12 Stunden auf 120°C geheizt wird. Danach wird die Gefrier
trocknung für jeweils 9 Stunden bei 100°C und 80°C fortgesetzt.
Die trockenen Platten werden nachfolgend auf eine Dicke von 1 mm
gespalten und der üblichen Testung unterzogen.
Zur Herstellung einer micellenbildende Substanzen enthaltenden
gefriergetrockneten Biomatrix werden:
10,5 g Carboxymethylcellulose,
10,5 g Natriumalginat,
2,0 g Viskosefasern,
2,0 g Paraffinum liquidum,
3,0 g Squalan,
2,0 g Polyproxy-(15)-stearylether und
970 g demineralisiertes Wasser
analog der in Beispiel 1 beschriebenen Vorschrift verarbeitet.
10,5 g Carboxymethylcellulose,
10,5 g Natriumalginat,
2,0 g Viskosefasern,
2,0 g Paraffinum liquidum,
3,0 g Squalan,
2,0 g Polyproxy-(15)-stearylether und
970 g demineralisiertes Wasser
analog der in Beispiel 1 beschriebenen Vorschrift verarbeitet.
Zur Herstellung einer gefriergetrockneten Biomatrix ohne
Spinnfasern werden analog der in Beispiel 1 beschriebenen
Vorgehensweise 16,5 g Natriumalginat, 13,5 g Carboxymethylcellu
lose und 970,0 g demineralisiertes Wasser verwendet.
Claims (23)
1. Gefriergetrocknete Biomatrix, dadurch gekennzeichnet, daß
sie 10 bis 80 Gew.-% natürliche Polysaccharide und 20 bis 90
Gew.-% modifizierte Polysaccharide enthält.
2. Gefriergetrocknete Biomatrix nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß sie 25 bis 70 Gew.-% natürliche Polysac
charide und 25 bis 70 Gew.-% modifizierte Polysaccharide
sowie 5 bis 15 Gew.-% Wasser enthält.
3. Gefriergetrocknete Biomatrix nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die natürlichen Polysaccharide aus der
Gruppe bestehend aus Pektinen, Alginaten, Carrageenan, Agar-
Agar und Johannisbrotkernmehl ausgewählt sind.
4. Gefriergetrocknete Biomatrix nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß sie als modifizierte Polysac
charide filmbildende Bindemittel enthält.
5. Gefriergetrocknete Biomatrix nach einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß sie als modifizierte Polysac
charide Celluloseetherderivate enthält.
6. Gefriergetrocknete Biomatrix nach Anspruch 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß sie zusätzlich Celluloseester, Polyester
oder Polyvinylalkohole als Spinnfasern enthält.
7. Gefriergetrocknete Biomatrix nach den Ansprüchen 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß sie 3 bis 30 Gew.-% Spinnfasern
enthält.
8. Gefriergetrocknete Biomatrix nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß sie 3 bis 15 Gew.-% Spinnfasern enthält.
9. Gefriergetrocknete Biomatrix nach einem der Ansprüche 6 bis
8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinnfasern aus der
Gruppe bestehend aus Celluloseestern, Polyester, Polyamid,
Polyvinylalkohol, Wolle, Baumwolle, Seide und Viskosefasern
ausgewählt sind.
10. Gefriergetrocknete Biomatrix nach einem der Ansprüche 6 bis
9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinnfasern eine Länge
von 3 bis 30 mm und einen Titer von 1 bis 6 dtex aufweisen.
11. Gefriergetrocknete Biomatrix nach den Ansprüchen 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich Proteine pflanz
lichen Ursprungs enthält.
12. Gefriergetrocknete Biomatrix nach den Ansprüchen 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich Glucosamino
glycane enthält.
13. Gefriergetrocknete Biomatrix nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Glucosaminoglycane aus der Gruppe
bestehend aus Hyaluronsäure, deren Derivaten oder Chon
droitinsulfat ausgewählt ist.
14. Gefriergetrocknete Biomatrix nach den Ansprüchen 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß sie Stoffe enthält, die zur
Micellenbildung befähigt sind.
15. Gefriergetrocknete Biomatrix nach Anspruch 14, dadurch ge
kennzeichnet, daß die micellenbildenden Stoffe Isoparaffine
sind.
16. Gefriergetrocknete Biomatrix nach den Ansprüchen 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß sie kosmetische und/oder
pharmazeutische Wirkstoffe enthält.
17. Gefriergetrocknete Biomatrix nach Anspruch 16, dadurch ge
kennzeichnet, daß sie die Wirkstoffe in einer Menge von 0,1
bis 20 Gew.-% enthält.
18. Gefriergetrocknete Biomatrix nach Anspruch 16 oder 17, da
durch gekennzeichnet, daß sie die Wirkstoffe in einer Menge
von 3 bis 10 Gew.-% enthält.
19. Gefriergetrocknete Biomatrix nach einem der Ansprüche 15 bis
18, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkstoffe in ver
kapselter Form vorliegen.
20. Gefriergetrocknete Biomatrix nach Anspruch 19, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wirkstoffe in liposomalen oder lipo
somenähnlichen Vesikeln verkapselt sind.
21. Gefriergetrocknete Biomatrix nach einem der Ansprüche 1 bis
20, dadurch gekennzeichnet, daß die Biomatrix durch Calcium-
Ionen feuchtigkeitsstabilisiert ist.
22. Verwendung einer gefriergetrockneten Biomatrix nach den
Ansprüchen 1 bis 21 zur topischen und/oder transdermalen Ap
plikation von Wirkstoffen.
23. Verwendung einer gefriergetrockneten Biomatrix nach Anspruch
22 als Wundauflage.
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