MD1169Z

MD1169Z - The method of obtaining collagen sponge

Info

Publication number: MD1169Z
Application number: MDS20160143A
Authority: MD
Inventors: Виталие КОБЗАК; Виорел НАКУ; Марианна ЖИАН; Станислав КОЩУГ; Константин ПАЛАДИЙ; Ольга МАКАГОНОВА
Original assignee: Государственный Медицинский И Фармацевтический Университет "Nicolae Testemitanu" Республики Молдова
Priority date: 2016-12-06
Filing date: 2016-12-06
Publication date: 2018-02-28
Also published as: MD1169Y

Abstract

Invenţia se referă la medicina regenerativă şi ingineria tisulară şi poate fi utilizată pentru obţinerea spongiei de colagen prin liofilizare.Esenţa metodei constă în aceea că se toarnă soluţie de colagen într-un cilindru închis etanş la un capăt cu un capac acoperit din interior cu o folie de staniol, după care cilindrul cu soluţia de colagen se amplasează în camera vidată a unui liofilizator şi se congelează la temperatura de -60°C, timp de 30…40 min, apoi se extrage din liofilizator pentru 20…40 s, se întoarce cilindrul cu colagenul în sus, se scoate capacul şi se înlătură folia de staniol, după care cilindrul se amplasează repetat în camera vidată a liofilizatorului pentru 24…30 ore.The invention relates to regenerative medicine and tissue engineering and can be used to obtain the collagen sponge by lyophilization. The essence of the method is that the collagen solution is poured into a sealed closed cylinder at one end with a cap covered inside with a foil. of staniol, after which the cylinder with collagen solution is placed in the vacuum chamber of a lyophilizer and frozen at -60 ° C for 30 ... 40 min, then extracted from the lyophilizer for 20 ... 40 s, the cylinder is turned with the collagen up, remove the lid and remove the foil, after which the cylinder is repeatedly placed in the vacuum chamber of the lyophilizer for 24 ... 30 hours.

Description

Invenţia se referă la medicina regenerativă şi ingineria tisulară şi poate fi utilizată pentru obţinerea spongiei de colagen prin liofilizare. The invention relates to regenerative medicine and tissue engineering and can be used to obtain collagen sponge by lyophilization.

Cu aceeaşi destinaţie, în condiţii de laborator este cunoscută folosirea unei cutii Petri, acoperită din interior cu o folie de staniol, drept recipient pentru liofilizarea colagenului lichid [1]. For the same purpose, in laboratory conditions, it is known to use a Petri dish, covered on the inside with tinfoil, as a container for lyophilizing liquid collagen [1].

Dezavantajul constă în aceea că periodic are loc liofilizarea neuniformă şi de lungă durată a colagenului, iar după finalizarea procesului de liofilizare spongia obţinută deseori aderă de fundul vasului sau de folia de staniol utilizată, din acest motiv în timpul detaşării spongia se poate deteriora. The disadvantage is that the collagen periodically undergoes uneven and long-lasting lyophilization, and after the lyophilization process is complete, the resulting sponge often sticks to the bottom of the container or the foil used, which is why the sponge can be damaged during removal.

Problema pe care o rezolvă invenţia constă în elaborarea unei metode noi, ce ar permite o liofilizare mai rapidă şi uniformă a soluţiei de colagen, dar şi păstrarea integrităţii spongiei la detaşare. The problem that the invention solves consists in developing a new method, which would allow for faster and more uniform lyophilization of the collagen solution, but also preserving the integrity of the sponge upon detachment.

Esenţa metodei constă în aceea că se toarnă soluţie de colagen într-un cilindru închis etanş la un capăt cu un capac acoperit din interior cu o folie de staniol, după care cilindrul cu soluţia de colagen se amplasează în camera vidată a unui liofilizator şi se congelează la temperatura de -60°C, timp de 30…40 min, apoi se extrage din liofilizator pentru 20…40 s, se întoarce cilindrul cu colagenul în sus, se scoate capacul şi se înlătură folia de staniol, după care cilindrul se amplasează repetat în camera vidată a liofilizatorului pentru 24…30 ore. The essence of the method is that collagen solution is poured into a cylinder tightly closed at one end with a lid covered from the inside with foil, after which the cylinder with the collagen solution is placed in the vacuum chamber of a lyophilizer and frozen at a temperature of -60°C for 30…40 min, then extracted from the lyophilizer for 20…40 s, the cylinder with the collagen is turned upside down, the lid is removed and the foil is removed, after which the cylinder is repeatedly placed in the vacuum chamber of the lyophilizer for 24…30 hours.

Avantajele metodei revendicate constau în aceea că este simplă, eficientă, rapidă şi ieftină. Metoda propusă permite crearea unei spongii din colagen de un diametru, formă şi grosime dorită, dar şi permite detaşarea spongiei de suportul utilizat după finalizarea liofilizării fără a o deteriora. The advantages of the claimed method are that it is simple, efficient, fast and cheap. The proposed method allows the creation of a collagen sponge of a desired diameter, shape and thickness, but also allows the sponge to be detached from the support used after the completion of lyophilization without damaging it.

Rezultatul constă în aceea că respectiva metodă - eficientă, sigură, economă şi uşor de implementat, permite o liofilizare mai rapidă şi uniformă a soluţiei de colagen, obţinerea unei forme şi dimensiuni dorite de spongie din colagen, dar şi păstrarea integrităţii acesteia la detaşare. The result is that the said method - efficient, safe, economical and easy to implement, allows for faster and more uniform lyophilization of the collagen solution, obtaining a desired shape and size of the collagen sponge, but also preserving its integrity upon detachment.

Pentru realizarea suspendării soluţiei de colagen s-a utilizat un cilindru din plastic străpuns şi un capac cu marginile rectangulare pentru închiderea etanşă a cilindrului la unul din capete. To suspend the collagen solution, a pierced plastic cylinder and a lid with rectangular edges were used to seal the cylinder at one end.

Modalitatea de realizare a suspendării soluţiei congelate este prezentată pe fig. 1 şi 2. Iniţial capacul (B) se acoperă din interior cu o folie de staniol, cu care mai apoi se închide etanş o extremitate a cilindrului (A) fără a deteriora folia. Construcţia obţinută se întoarce cu capacul în jos, iar în interior se toarnă soluţie de colagen (D) până la 1/3 din înălţimea cilindrului folosit, după care se introduce în camera de vid (E) a aparatului pentru liofilizare cu soluţia de colagen orientată în jos, cum este reprezentat în fig. 1. Soluţia de colagen se congelează la -60°C atâta timp cât este necesar pentru cantitatea de colagen utilizată. După congelare construcţia se scoate din camera de vid (E) a liofilizatorului pentru 20...40 s. Rapid, dar cu atenţie se înlătură capacul (B) şi se dezlipeşte folia de staniol de pe colagenul congelat. După care cilindrul (A) orientat cu colagenul în sus se introduce repetat în camera de vid (E) a liofilizatorului, cum este reprezentat în fig. 2, şi se iniţiază procesul de sublimare. Colagenul este ataşat strâns de plastic, ceea ce permite liofilizarea lui prin suspendare. The method of making the frozen solution suspension is shown in Fig. 1 and 2. Initially, the lid (B) is covered from the inside with a foil, with which one end of the cylinder (A) is then sealed without damaging the foil. The obtained construction is turned over with the lid down, and collagen solution (D) is poured inside up to 1/3 of the height of the cylinder used, after which it is inserted into the vacuum chamber (E) of the lyophilization apparatus with the collagen solution facing down, as shown in Fig. 1. The collagen solution is frozen at -60°C for as long as necessary for the amount of collagen used. After freezing, the construction is removed from the vacuum chamber (E) of the lyophilizer for 20...40 s. Quickly but carefully remove the lid (B) and peel off the foil from the frozen collagen. After that, the cylinder (A) oriented with the collagen upwards is repeatedly inserted into the vacuum chamber (E) of the lyophilizer, as shown in Fig. 2, and the sublimation process is initiated. The collagen is tightly attached to the plastic, which allows it to be lyophilized by suspension.

Este necesar de a evita expunerea îndelungată la temperatura mediului ambiant în timpul înlăturării capacului şi dezlipirii foliei de staniol, deoarece soluţia de colagen se topeşte rapid. Viteza de liofilizare depinde în mod direct de volumul şi concentraţia soluţiei de colagen utilizate, dar şi de cât de aproape se află materialul pentru liofilizare de sursa de vid în timpul liofilizării. It is necessary to avoid prolonged exposure to ambient temperature during the removal of the lid and peeling of the foil, as the collagen solution melts quickly. The speed of lyophilization depends directly on the volume and concentration of the collagen solution used, but also on how close the material to be lyophilized is to the vacuum source during lyophilization.

Exemplul 1 Example 1

În calitate de suport pentru liofilizarea colagenului prin suspendare s-a utilizat un cilindru (A) din plastic străpuns, cu diametrul intern de 9 cm şi înălţimea de 5 cm. Cu un capac (B) cu margini rectangulare acoperit din interior cu o folie de staniol s-a închis etanş o extremitate a cilindrului (A), fără a deteriora folia de staniol. Construcţia obţinută a fost plasată cu capacul în jos şi în ea s-au turnat 25 ml de soluţie de colagen (D), după care aceasta a fost introdusă în camera de vid (E) a liofilizatorului UNICRYO MC2L -60 cu soluţia de colagen orientată în jos. Aceasta a fost congelată la -60°C timp de 30....40 min, după care pentru 20….40 s a fost extrasă din camera de vid (E) a liofilizatorului. Rapid, dar atent s-a înlăturat capacul şi s-a dezlipit folia de staniol de pe colagenul congelat (D), cilindrul a fost introdus repetat în camera de vid (E) cu colagenul îngheţat orientat în sus. S-a iniţiat procesul de liofilizare prin includerea pompei de vid Eurovacuum EVD 12, timp de 24...30 ore. As a support for collagen lyophilization by suspension, a pierced plastic cylinder (A) with an internal diameter of 9 cm and a height of 5 cm was used. With a lid (B) with rectangular edges covered from the inside with a foil foil, one end of the cylinder (A) was tightly closed, without damaging the foil foil. The resulting construction was placed with the lid down and 25 ml of collagen solution (D) was poured into it, after which it was introduced into the vacuum chamber (E) of the UNICRYO MC2L -60 lyophilizer with the collagen solution facing downwards. It was frozen at -60°C for 30....40 min, after which it was extracted from the vacuum chamber (E) of the lyophilizer for 20....40 s. Quickly but carefully the lid was removed and the foil foil was peeled off the frozen collagen (D), the cylinder was repeatedly inserted into the vacuum chamber (E) with the frozen collagen facing upwards. The lyophilization process was initiated by turning on the Eurovacuum EVD 12 vacuum pump for 24...30 hours.

Exemplul 2 Example 2

Cu scop de a compara metoda de obţinere a spongiei de colagen în cutia Petri şi cea prin suspendare s-a luat o cutie Petri din plastic cu diametrul intern de 30 mm şi înălţimea de 11 mm şi un cilindru străpuns la fel din plastic de aceleaşi dimensiuni. În ambele s-au turnat câte 3 ml de soluţie de colagen, după care s-au congelat la -60⁰C în camera de vid (E) a liofilizatorului UNICRYO MC2L -60, timp de 15...20 min, ulterior s-a efectuat suspendarea colagenului congelat şi s-a inclus pompa de vid Eurovacuum EVD 12 pentru 20 ore. Soluţiile de colagen congelate din cutia Petri şi cilindru se aflau la aceeaşi înălţime. Apoi containerele cu colagen au fost lăsate pentru 5 min la temperatura camerei. Spongia din cutia Petri a devenit umedă şi s-a deteriorat din cauza apei care nu a fost sublimată, iar spongia care a fost suspendată în timpul liofilizării a rămas uscată, intactă şi uşor s-a detaşat. In order to compare the method of obtaining collagen sponge in the Petri dish and the suspension method, a plastic Petri dish with an internal diameter of 30 mm and a height of 11 mm and a similarly pierced plastic cylinder of the same dimensions were taken. 3 ml of collagen solution were poured into both, after which they were frozen at -60⁰C in the vacuum chamber (E) of the UNICRYO MC2L -60 lyophilizer for 15...20 min, then the frozen collagen was suspended and the Eurovacuum EVD 12 vacuum pump was turned on for 20 hours. The frozen collagen solutions in the Petri dish and cylinder were at the same height. Then the collagen containers were left for 5 min at room temperature. The sponge in the Petri dish became wet and damaged due to water that was not sublimated, and the sponge that was suspended during freeze-drying remained dry, intact, and easily detached.

Metoda corespunde cerinţelor şi normelor sanitare, necesită utilizarea unui cilindru străpuns executat din plastic care serveşte în calitate de suport pentru suspendarea colagenului şi un aparat pentru liofilizare. The method complies with sanitary requirements and norms, requires the use of a pierced cylinder made of plastic that serves as a support for suspending the collagen, and a freeze-drying apparatus.

Această metodă se utilizează pentru obţinerea spongiilor de colagen în Laboratorul de Inginerie Tisulară şi Culturi Celulare. This method is used to obtain collagen sponges in the Tissue Engineering and Cell Culture Laboratory.

1. Jong-Eun Lee, Jong-Chul Park, Yu-Shik Hwang, Jeong Koo Kim, Joong-Gon Kim, Hwal Suh. Characterization of UV-irradiated Dense/porous Collagen Membranes: Morphology Degradation and Mechanical Properties. 2001, Yonsei Medical Journal, vol. 42, No 2, p. 172-179 1. Jong-Eun Lee, Jong-Chul Park, Yu-Shik Hwang, Jeong Koo Kim, Joong-Gon Kim, Hwal Suh. Characterization of UV-irradiated Dense/porous Collagen Membranes: Morphology Degradation and Mechanical Properties. 2001, Yonsei Medical Journal, vol. 42, No. 2, p. 172-179

Claims

Method for obtaining collagen sponge, which consists in pouring collagen solution into a cylinder closed tightly at one end with a lid covered from the inside with a foil, after which the cylinder with the collagen solution is placed in the vacuum chamber of a lyophilizer and frozen at a temperature of -60°C for 30…40 min, then extracted from the lyophilizer for 20…40 s, the cylinder with the collagen is turned upside down, the lid is removed and the foil is removed, after which the cylinder is repeatedly placed in the vacuum chamber of the lyophilizer for 24…30 hours.