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Verfahren zum Herstellen schwammartiger Produkte Die Erfindung betrifft
absorbierende Massen in Form von Matten, Schwämmen und dgl., die sich durch sehr
hohe Absprptionsfähigkeit zumsammen mit ausgezeichneter Zerrei#festigkeit im trockenen
Zustand und überraschend hohe Napfestigkeit auszeichnen, und die insbesonderezwecknäpig
als absorbierende Produkte in Berührung mit der menschlichen Haut sind. Dieselben
werden aus einer neuen, wasserunlöslichen, mikrokristallinen, kollöidalen Porm des
Gollagens hergestellt. Da dieses Collagen selbst bei einem pH-Wert~ von 3 -4 in
Wasser unlöslich ist, kann dasselbe in Matten über führt werden, die gegenüber Wasser
sehr widerstandsfähig w sind, und zwar ohne weitere Behandlung. Derartige Matten
können vermittels einer Behandlung mit Vernetzern au#erordentlich widerstandsfähig
gegenüber Wasser gemacht werden.
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In der US-Patentschrift 3 157 524 ist beschrieben, dap Schwämme oder
dgl. vermittels Einfrieren eines angesäuerten Collagengels hergestellt werden können,
das erhebliche Mengen an Tropocollagen enthält, und im Anschlup hieran wird das
Wasser unter Hochvakuum absublimiert, wobei die Temperatur unter dem Gefrierpunkt
gehalten wird. In dieser Patentschrift ist angegeben, dap sich derartige Produkte
erneut in Wasser lösen, und Versuche die Säure in dem gefriergetrockneten Produkt
vermittels wässriger alkalischer Lösungen zu neutralisieren, führten zu einem Zerstören
der
angestrebten schaumartigen Textur und fahren zu einer Matte,
die einen erheblichen Teil ihrer zweckmäpigen Eigenschaften eingebüßt hat. Wach
dieser Patentschrift wird diese Schwierigkeit dadurch überwunden, dap ein Gel aus
wasserdispergierbarem, mit Säure behandelten Collagenfasern eingefroren, die eingefrorene
Masse in ein umlaufendes Bad eines mit Wasser mischbaren Lösungsmittels, das ein
alkalisches Mittel zwecks Neutralisieren der Säure enthält, eingetaucht wird, wodurch
die Collagenfibrilen dehydriert und koaguliert werden, so iie das durch Neutralisation
gebilddte Salz entfernt wird und im Anschlup hieran erfolgt wiederum ein Trocknender
erhaltenen Kollagenmasse unter Ausbilden einer schwammartigen Matte, die einem Auflösen
in Wasser widersteht.
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Das Anwenden dieses Verfahrens für die Neutralisation ist sowohl langsam
als auch kostspielig und bedingt verschiedene Verarbeitungaschritte, die teuer sind-.
Weiterhin tritt ein gewisser Verlust an Porösität in Schwämmen bedingt durch ein
Zusammenfallen in dem organischen Lösungsmittel ein, Wichtig ist insbesondere, dap
das wiederaufgebaute Collagen seine ursprüngliche Morphologie verloren hat und die
natürlichen Bindungen zwischen den in den ursprünglichen Fibrillen vorliegenden
Tropocollageneinheiten sind erheblich durch Löslichhachen, Regenerieren und Neutralisieren
geschwächt.
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In der deutschen Patentschrift (deutsche Patentanmeldung ) ist eine
neue Form des mikrokristallinen Collagens beschrieben. Erfindungsgemäp wird insbesondere
das Anwenden dieser neuen Gollagenform fur das Herstellen wasserunlöslicher, faserförmiger
Matten in Betracht gezogen, die bemerkenswert hohe Wasserabsorptionsfähigkeiten
besitzen, ohne daß es erforderlich ist eine Neutralisation der vorliegenden Säure
durchzuführen. Die Matten besitzen hervorragende Weichheit, Raumfüllung und Textur
ähnlich der menschlichen Haut
Die neue Gollagenform stellt einen
ausgeprägten physikalischen Zustand zwischen demjenigen gequollenerOollaenfasern
und der Tropocollagenmoleküle dar, wie es in der oben angegebenen Patentschrift
offenbart ist, Diese neue physikalische Form des Collagens ist mikrokristallin und
kolloidal, dieselbe besteht aus Bundeln aggregierter Tropocollageneinheiten, die
unterschiedliche Länge gegenüber derjenigen einer einzelnen Tropocollageneinheit
aufweisen können, bis zu unter einem Mikron und der Dur chmesser beläuft sich auf
etwa 25 Å bis etwa 100 Å . Massen, die unterschiedliche Coliagenformen aufweisen,
wobei wenigstens etwa 10 Gew.% diese neuen submikron-mikrokristallinen, kolloidäilen
Collagenteilchen besitzen und die praktisch frei von Trppocollagen und abgebauten
Abkömmlingen derselben sind, fuhren zu viskositätsstabilen, wässrigen Gelen mit
geringen Konzentrationen in der Grö#enordnung von L ö.
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Sobald diese mikrokristallinen, kolloidalen Kollagengele gef-riergetrocknet
werden wird eine Matte ausgebildet, die sich durch ihre Fähigkeit auszeichnet, selbst
nach mehreren Tagen in Ber@hrung mit Wasser nicht zu zerfallen, und die für Wasser
und andere Flüssigkeit eine hohe Absorptionsfähigkeit besitzt. Derartige schwammartige
Massen enthalten immer noch alle die sehr geringe Säuremenge, die-zum Herstellen
des kolloidalen Kollagens angewandt wird, und es findet keinerlei Neutralisation
statt. Dies ist möglich aufgrund der genauen Steuerung der Säurekonzentration in
Kombination mit einer entsprechenden mechanischen Zerlegung unter Ausbilden der
mikrokristallinen, wasserunlöslichen Teilchen und Vermeiden einer echten Lösung,
und dies im Gegensatz zu Produkten, die nach der oben angegebenen Patentschrift
hergestellt sind, bei denen das Collagen löslich gemacht und-sodann erneut ausgefällt
worden ist. Bei dieser Arbeitsstufe sind die Teilchen vollständig undenaturiert,
und es liegt nur eine geringfügige Zerstörung
der ursprünglichen
seitlichen Bindekräfte zwischen den Tropocollageneinheiten vor, die die ursprünglichen
Fibrillen enthalten und viele der ursprünglichen seitlichen, natürlichen Bindekräfte
verbleiben-praktisch unverändert0 Nach einer weiteren erfindungsgemä#en Ausführungsform
werden geringe Mengen typisdher Collagenvernetzer, wie Alaun, in die Matten eingearbeitet
und werden vorzugsweise vor dem Gefrieren zugesetzt, um so den Matten gute Naßfestigkeit
zu vermitteln0 Das mikrokristalline, kolloidale Collagen wird vorzugsweise aus beliebigen,
nichtde-natuierte Collagen in natürlichem zustand, und zwar entweder in Form von
Stücken von Naturhaut, Darm oder anderen Materialien hohen Collagengehaltes hergestellt,
vorzugsdey weise arbeit man jedoch mit Stücken, die unter nicht/tturierenin Bedingungen
getrocknet und für eine leichtere Handhabung zerkleinert worden sind. Das nicht
denaturierte Collagen wird unter sorgfältig gesteuerten Bedingungen mit sehr verdünnter
Säure behandelt, deren pH-Wert sich auf etwa 1,6 bis 2,6 beläuft. Dort wo das Ausgangsmaterial
nap ist, muß der Anteil des vorliegenden Wassers bei dem Herstellen der anzuwendenden
Säurelösung berücksichtigt werden. Das Produkt wird sodann mechanisch in Gegenwart
der verdünnten Säure zerkleinert, bis etwa 100% oder mehr des Produktes auf eine
Submikron-Gröpe zerlegt worden ist. Es ist nicht wichtig, daß das gesamte Ausgansprodukt
auf eine Submikron-Gröpe zerkleinert ist. Das Produkt wird ftfr die vorgesehenen
Zwecke geeignet, sobald etwa 10% desselben soweit zeStleinert sind, wenn auch optimale
Ergebnisse bei höheren Konzentrationen des submlkronen, mikrokristallinen Produktes
erhalten werden, Zum Herstellen eines mikrokristallinen, kolloidalen Collagens besteht
eine wesentliche Vorbehandlung in einem gründlichen Einweichen des Hautmaterials
oder anderen Collagenproduktes mit der entsprechenden, sehr verdünnten Säure bei
dem erforderlichen t; -p
H-Wert.
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Bei Anwenden von Salzsäure und einer typischen,-itn Vakuum gefriergetrockneten-Kuhhaut
ist es wesentlich, das oder pH-Wert der Behanc lungslösung nicht über etwa 2,6 für
das Herstellen aes mikrokristallinen, kolloidalen Collagens bei der sich anschliependen
Zerkleinerung liegt. Optimale Ergebnisse werden mit Säurelösungen erhalten, die
einen pH-Wert in der Gröpenordnung von 2 von 4o Feststoffgehalt auf-weisen. Die
Behand-lung mit Lösungen mit einem pH-Wert von kleiner als etwa 1,6 führt zu einem
schnellen Abbau des Molekulargewichtes mit entsprechendem Aufbau des in Säurelöslichen
Tropqcollagens und weiterer Abbauprodukte, wie es sich durch einen ausgeprägten
Abfall in der scheinbaren Viskosität zeigt.
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Die Wirkung der Säure ist eine Dreifache. Zunächst dient die Säure
dazu, ein begrenztes @uellen der Fasern zu bedingen Zweitens erfolgt eine begrenzte
Hydrolyse selektiver Petidbindungen im Inneren der nicht kristallinen oder amorphen
Gebiet-e der Collager fibrillen, so daß die sich anschlie#ende mechanische Zerkleinerun
ein leichtes Zerstören der geschwächten Morphologie in mikrokristalline Teilchen
ermöglicht, deren Abmessungen zwischen denjenigen der Tropocollagen- und der Collagenfibrillen
liegen. Drittens setzt sich ein Teil der Säure mit freien, primären Aminogruppen
des Collagens unter Ausbilden eines Produktes um, das man als Collagen-Hydrochloridsalz
bezeichnen kann, das natürlich in Gegenwart von Wasser ionisiert ist.
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Nach der Säurebehandlung wird das Hautprodukt, bei dem die Säure homogen
verteilt ist, der mechanischen Zerkleinerung unterworfen, um so wenigstens etwa
100% des Produktes auf eine- SubmikrongröPe zu zerkleinern. Im allgemeinen wird
durch die beuorzugte Zerkleine rungsvorrichtung eine hohe Scherkraft auf die Teilchen
des behandelten Collagens ausgeübt, wobei zB. Vorrichtungen mit
zeichnung
Waring-Blender und C'owles Dissolver für geringe Feststoffkonzentrationen angewandt
werden. Es ergibt sich hierdurch ein Zerreipen und wirksame Gröpenverringerung der
subfibrillen, mikrokristallinen Aggregate. Hohe Scherkräfte können auch in anderer
Weise, wie z.B. durch Auspressen durch kleine Oeffnungen in Vorrichtungen mit der
Bezeichnung Bauer Refiner und Rietz Extructor beuafschlagt werden und insbesondere
in dem Fall (mehr als 5%) hoher Feststoffkonzentrationen0 Manie kann auch andere
bekannte Arbeitsweisen heranziehen.
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Vorzugsweise wird die Zerkleinerung solange durchgeführt, bis mehr
als 10% der Produkte im Submikronbereich vorliegen, d,h. bis 15 bis 20% oder sogar
mehr dieses Produktes auf eine kolloidale Größe zerkleinert worden sind.
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In den Ausführungsbeispielen wird Salzsäure lediglich angewandt, da
dieselbe relativ billig ist und eine leichte Einstellbarkeit und Steuerung ermöglicht.
Es können auch andere Säuren, und zwar sowohl anorganische als auch ionisierbare
organische Säuren, wie Schwefelsäure, Bromwasserstoffsäure, Phosphorsäure, Cyanoessigsäure,
Essigsäure und Zitronensäure angewandt werden. Shhwefelsäure ist z. B. geeignet-,
jedoch läpt sich die Wirkung derselben nur schwierig steuern. Anstelle von Salzsäure
kann Zitronensäure unter Erzielen gleicher Ergebnisse treten. Unter dem begriff
§'Leichtigkeit der Steuerung" ist die Fähigkeit zu verstehen, das Quellen und die
Hydrolyse der Oollagenfasern dort zu unterbrechen, wo das unlösliche kolloidale
Produkt gebildet wird und in diesem Zustand gehalten wird, wobei gleichzeitig der
schnelle Abbau des Produkte in ein lösliches Produkt verhindert wird.
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Nach Abschluß des Zerkleinerns weisen die gebildeten Gele einen pH-Wert
von etwa 2,6 bis 3,8 auf, und der spezifische vorliegende pH-Wert hängt von dem
pH-Wert der Behandlungssäure ab. Der pH-Wert der Gell,. die optimale Eigenschaften
aufweisen, li-egt--bt 5, 0-3,.
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Das Herstellen eines liegen Gels wird zoBo so durchgeführt, dap ein
Teil fein vermah@ene, im Vakuum gefriergetrocknete Kubhaut mit 100 Teilen Salzsäurelösung
mit einem pH-Wert von 2,25 behandelt wird. Nach einer 15 minütigen Behandlung in
einem Waring Blendor weist das Gel einen pH-Wert.von 3,25 auf. @n gleicher Weise
wird ein 2%iges Gel hergestellt und weist einen pH-Wert von 3,3 auf, Sobald 1 g
Proben der durch Gefriertrocknen dieser Gele hergestellten Matten in 100 ml destilliertes
Wasser gebracht werden, erfolgt eine Ionisierung des teilweise vorliegenden Hydrolchloridsalzes
des Collagens ohne Zerstören der Matten, und der pH-Wert des Wassers wird auf 3,1
gesenkt.
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Die absorbieren-den Matten,- Schwämme oder andere herzustellende Körper
werden durch Gefriertrocknen der Dispersion oder des Gels vorzugsweise bei Temperaturen
von wenigstens -5° - -10°C und Heraussublimieren des Wassers unter Halten des gefrorenen
Körpers unter Vakuum hergestellt. Es kann jedes herkömmliche Verfahren und Vorrichtung
für die Gefriertrocknung angewandt werden. Die Gele können etwa 0,25 bis zu 10 oder
mehr des mikrokristallinen, kolloidalen Collagens enthalten und die Porösität der
Gefriergetrockneten Produkte schwankt umgekehrt proportional zu. dem Feststoffgehalt
des GelsO Es ist bevorzugt Gele in den niearigen Konzentrationsbereich anzuwenden,
und zwar insbesondere dort, wo das -Produkt in Berührung mit dem menschlichen Körper
angewandt werden soll. Die Gele können vor dem Gefriertrocknen zwecks Verringerung
der Trocknungskosten teilweise an der Luft getrocknet werden. Ein derartiges Verfahren
führt zu einei gewissen Verlust an Wasser absorptionsfähigkeit des Produktes. Das
Gel kann in einem Gefriertrocknungstrog unter Ausbilden einer Schicht der gewünschten
Dicke ausgebreitet oder in eine geeignete Form gegossen und sodann der Gefriertrocknung
unterworfen werden.
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Die erfindungsgemäpen Produkte zeigen Wasserabsorptionseigenschaften,
die wenigstens dreimal gröper als chirurgische Baumwolle sind. Dieselben nehmen
wenigstens das 50-fache ihres eigenen Gewichte an Wasser auf, Diese Produkte werden
durch Wasser nicht zerstört. Fiir chirurgische Zwecke und als Wundbinden sind die
Produkte chirurgischer Baumwolle überlegen, da sie Faserfrei sind.
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Typische weisen Zerreipfestigkeiten im trockenen Zustand von etwa
91 kg/cm2 auf.
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Bür viele Anwendungszwecke ist es höchst zweckmäpig wenigstens den
größten Teil des in den mikrokristallinen Collagensäuredispersionen vorliegenden
freien Fettes vor dem Gefriertrocknen zu entfernen. Dieses Entfernen kann durch
Zusatz von Cellulosefasern in Porm eines stark gebleichten Kraftzellstoffs oder
mikrokristalliner, kolloidaler Cellulose zu der Dispersion unter entsprechendem
Vermischen und einheitlichem Verteilen des Oelluloseproduktes in der Dispersion
erreicht werden. Dassich anschliepende Filtrieren der Dispersionen, z.B. vermittels
herkömmlicher Druckfiltration unter Anwenden von Schichten aus Cellulosetextilgut
oder Baumwollgewebe, das zwischen geeigneten durchlässigen Metalplatten angeordnet
ist, führt zu einem starken Entfernen der in dem Rohprodukt vorliegenden natürlichen
Pettstoffe. Wahlweise Verfahren zumEntfernen derartiger fettiger Produkte auf geringstmögliche
be-Gehalte/stehen darin, die rohen, nicht getrockneten Häute mit-organischen Flüssigkeiten,
wie Aceton unter Auflösen der Pettprodukte zu extrahieren oder die Dispersionen
durch Oellulosepapier oder Teztilfilter unter sehr hohem Druck hindurchzudrücken.
Derartige Filtrationen dienen weiterhin dazu das Entfernen von gefingen Mengen an
weiteren Fremdstoffen, wie Haarstücken und Pleischgeweben zu unteistiitzen, die
natürlich in den Endprodukten unerwünscht sind.
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Die Na#festigkeit der Matten ist recht gering, wenn auch die Matten
bei dem eintauchen in Wasser nicht zerfal@en, wenn sie über längere Zeitspannen.
hin in Wasser gehalten werden. Bei dem Eintauchen in Wasser wird Wasser absorbiert
und die Masse quillt in einem gewissen Ausma# an und verbleibt sodann in dem aufgequollenen
Zustand, Die Zerrei#festigkeit der Produkte, und zwar insbesondere die Na#festigkeit,
können durch Einarbeiten von anderen Fasern, wie nicht gequollenen Oollagenhautfasern,
Baumwolle, Kunst seide, Nylon, Polyester, Wolle und ka@dierten, gefriergetrockneter
Oollagenfasern in das Gel vor dem Gefriertrocknen verbessert werden, Der Anteil
an zugesetzten Pasern kann sich auf bis zu 25% oder mehr bezogen auf das Gewicht
desmikrokristallinen Kollagens in dem Gel belaufen.
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Stärkere Verbesserungen der Na#festigkeit können durch Einarbeiten
von Vernetzern für das Collagen in die Gele erreicht werden.
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Derartige Vernetzer können in das Gel zu jedem Zeitpunkt vor dem
Gefrie,rtrocknen eingearbeitet werden. Eine homogenere Verteilung in dem Produkt
wird jedoch erreicht, wenn diese Vernetzer zu Beginn des Zerkleinerns zugesetzt
werden. Typische geeignete VernetzFr sind unter anderem die vErschiedenen Vernetzer
auf' der Grundlage von Formaldehyd, wie Harnstoff-Formaldehyd-vorkondensat und Melamin-Formaldehyd-Vorkondensat,
Formaldehyd, Glyoxal, Acetaldehyd, Glutaraldehyd, Kaliumalaun, Chromalaunt Eisenalaun,
basisches Aluminiumacetat, admiumacetat, Kupfernitrat, Bariumhydroxid und wasserlösliche
Diisocyanate. Der spezielle in Anwendung kommende Vernetzer wird von dem vorgesehenen
Anwendungsgebist' dir Produkte abhängen. Die Vernstzerreaktionen können natürlich
durch mäpiges Erwärmen vor dem Gefriertrocknen beschleunigt werden und dieses mä#ige
Erwärmen ist ebenfalls dort vorteilhaft, wo die höheren Konzentrationen an mikrokristallinem
Collagen angewandt werden, de die Viskosität der Dispersion in einem gewissen
Ausmaß
verringert werden kann. In keinem Pall sollten die Temperaturen über etwa 900C liegen.
Für medizinische und chirurgische @nwendungen ist das Anwenden unterschädlicher
Vernetzer, wie der Alaune bevorzugt.
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Vermittels der Vernetzer lassen sich Napfestigkeiten bis zu der Trockenfestigkeiten
erreichen. In tusätzlicher günstiger Effekt ergibt sich durch das Anwenden bestimmter
Vernetzer, und zwar eines Verbesserung der Wärmefestigkeit des Produktes, Das Einschrumpfen
bei dem Erwärmen wird wesentlich verbessert und die trifft auch auf die Widerstandsfähigkeit
gegenüber einer Verfärbung zu, wenn bestimmte der Vernetzer angewandt werden. Die
Verbesserung in der Wärmefestigkeit, und zwar bowohl bezüglich des Schrumpfens als
auch der Verfärgung ist insbesondere dort vorteil haft, wo man die Matten oder Schwämme
sterilisieren will.
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Das Produkt kann immer dort angewandt werden, wo man absorbierende
Materialien zu erhalten wünscht, wie z.B. Einmalwindeln, Damenbinden und dgl., Verbände,
chirurgische Schwämme, industrielle und Haushaltsschwämme, Abdeckungen, Tapons,
Zigarettenfilter usw.
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Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise erläutert: Beispiel
1 Es werden 20 g zerkleinerte Kuhhaut, die vermittels Gefriertrocknung von Wasser
befreit ist, in 1980 ml Salzsäurelösung mit einem pH-Wert von 2 eingebracht und
bei 25 bis 30°C in einem Cowbes Dissolver Model IVG 15 Minuten lang bei 5400 U/min.
unter Anwenden eines 10 cm Zerkleinerungsflügels behandelt. Nach Abschlu# der Zerkleinerung
wird das bis Gel des mikrokristallinen kolloidalen Collagens in einen Gefriertrooknungstrog
unter Ausbilden einer Schicht mit einer Dicke von 3 mm au@gebreitet und über Nacht
das Gefriertrocknen (-40 bis -50°C, 5 Mikron Vakuum, Erhitzungszyklus nicht über
300C unter Kondensieren des
mierten Wassersbei 6000) durchgeführt.
Das erhaltene Produkt stellt eine Matte mit einer Dicke von 5 mm- dar, die das 65-fache
ihres eigenen Gewichtes an Wasser absorbiert. Die Zerrei#festigkeit eines trockenen
Teststreifens mit einer Breite von 2,5 cm beläuft sich auf 1,6 kg und die Napfestigkeit
eines gleichen Teststreifens. ist zwar sehr gering, aber immer nochme#bar. Bei dem
Einweichen in Wasser zerfällt dieses Produkt nicht.
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Beispiel 2-7 Da@ Beispiel 1 wird mit der Ausnahme wiederholt, dap
verschiedene Zusätze zu dem Gemisch zu Beginn des Zerkleiners ausgeführt werden.
Bei dem Beispiel 2 wird 1 g Melamin-Formaldehyd-Kondensat (Prozent bezogen auf das
Gewicht des Collagens) und eine geringe Menge an Zinkchlorid als Beschleuniger zugesetzt.
Bei dem Beispiel 3 wird die Melamin-Formaldehyd-Konzentration auf 2--g erhöht, bei
dem Beispiel 4 auf 4 g erhöht und bei dem Beispiel 5 aui 6 g erhöht. Bei dem Beispiel
6 wird 1 g~Polyesterstapelfaser (Länge 6 mm und Durchmesser 1,5 Denier pro Faden)
bezogen auf das Gewicht des Kollagens zugesetzte Bei-d-em Beispiel 7 wird die Baser
zusammen mit 1 g Melamin-formaldehyd-Kondensat und Zinkchlorid zugestzt.
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Es werden Proben jede@ der Beispiele 1 bis 7 hergestellt, die Abmessungen
von 10 cm x 2,5 cm x 3 mm aufweisen, indem die Mattenparallel zu der Ausbreitungsrichtung
des Gels in dem Gefriertrocknungstrog zerschnitten werden. Die Zerrei#festigkeit
der Proben wird vermittels eines Instron Zerreißfestigkeitstesters gemessen, wobei
die Zugkraft über die lange Dimension beaufschlagt wird (Querkopfgeschwindigkeit
2,5 -cm pro Minute). Die Napzerreipfestigkeit wird sodann gemessen, indem die Probe
zwei Minuten lang in Wasser bei 250.0 eingetaucht und sodann sofort geprüft wird.
die Festi@eitswerte sind in der Tabelle I zusammengefa#t :
Tabelle
I Bei- Vernetzer Trocken- Na# - Na#- zu Trockenspiel % Zerrei#-Festigkeit Zerrei#festigkeit
kg % 1 0 1,6 0,05-2 5 1,85 0,39 21,2 3 10 1,48 0,66 45,0 4 20 1,9 0,81 42,6 5 30
1,37 0,74 53,8 6+ 0 1,78 0,1 5,7 7+ 5 1,9 0,37 19,3 + einschließlich 5% PolyesterfaserO
Die durch das Produkt nach Beispiel 1 Fes gezeigte Festigkeit ist äquivalent einer
Trockenzerrei#festigkeit von etwa 91 kg/cm2 Man sieht, dap der Zusatz der Vernetzer
nicht die Trockenfestigkeit in merklicher Weise beeinflußt und die Unterschiede
beruhen wahrscheinlich auf Experimentalfehlern, wie sie bei dem Prüfverfahren bei
den verschiedenen Proben auftreten. Man sieht jedoch, dap das Verhältnis der Napfestigkeit
zu der Trockenfestigkeit bei etwa 10% Vernetzer angenähert gleich bleibt, und dap
der Zusatz an Verstärkungsfaser zu einer geringfügigen Verbesserung der Zerreipfestigkeit
führt.
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Die Wasseraufnahme der Produkte ausgedrückt in Gramm Wasser pro Gramm
kristallines Collagen ist in der folgenden Tabelle II gezeigt und weist darauf hin,
dap eine geringfügige Abnahme in der Wasserabsorption-bei dem Vernetzen auftritt,
jedoch im Hinblick auf die starke Zunahme der Napfestigkeit vernachlässigbar ist.
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Tabelle II Beispiel Aufnahme g H2O/ g Produkt 1 64,7 2 56,5 3 55,7
v4 55,7 5 49,9 6 66,9 7 51,8 chirurgische Baumwolle 17,8
Beispiel
8 Nach dem Verfahren der obigen Beispiele werden Matten aus 3/4% Gelen des mikrokristallinen,
kolloidalen Kollagens m@t der Ausnahme hergestellt, dap in den verschiedenen Matten
eine Anzahl verschiedener Vernetzer angewandt werden. In jedem Fall wurden 0,001
Mol des Vernetzers pro 100 g Gel zugesetzt. Matten, die Kaliumalaun, Melamin-Pormaldehyd-Kondensat,
basischessAluminiumacetat, Cadmiumacetat, Chromalaun, Kupfernitrat und Bariumhydroxid
enthalten, werden in dieser Weise hergestellt-und mit einer ähnlichen nicht behandelten
Matte verglichen.
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Die Mdssungen werden bezüglich des Einschrumpfens der Maten bei dem
Erwärmen durchgeführt. Es werden Proben in einem Ofen von 2500 auf 20000 in Intervallen
von 10° oder 250 erhitzt, und die.
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Proben werden in dem Ofen 1 Stunde lang bei dieser Temperatur gehalten.
Alle Proben zeigen ein Einschrumpfen, das nicht über etwa 2,5% liegt bis zu einer
Temperatur von 1000C und ein Einschrumpf.en von nicht übe-r 5% bis zu einer Temperatur
von etwa 1400C. ie Kontrollmatte und die das Melamin-Formaldehyd- enthaltende Matte
zeigt ein erhöhtes Einschrumpfen, das sich auf etwa 10% bei 175°C beläuft und auf
35% bei 200°C ansteigt. Die das Kupfernitrat enthaltende Matte weist ein -IOiges
Einschrumpfen beietwa 16000 und ein @6%iges Einschrumpfen bei 200°C auf. Die das
Cadmiumacetat enthaltende Matte weist ein Einschrumpfen von etwa 10% bei 1800G und
ein Ein schrumpfen von etwa 20% bei etwa 2000C auf. Die Kaliumalaum und Aluminiumacetat
enthaltenden Massen weisen ein Einschrumpfen von etwa .5% bei 1500C und ein Einschrumpfen
von etwa 10% bei 2000C auf. Die ohromalaun enthaltende Matte weist ein Einschrumpfen
von 5% bei 17000. und ein Einschrumpfen von 9% bei 20000 auf. Die Bariumhydro@d
enthaltende Matte weist ein 5%iges Einschrumpfen bei180°C und ein Einachrumpfen
von 10% bei 200°C auf.
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Das E hitzen der Matten zeigt ebenfalls, daß keine sichtbare Verschlechterung
oder Veränderung der Farbe bei Temperaturen bis zu 100°C eintritt. Die meisten der
Matten beginnen eine geringfügige Verfärbung bei 1200C zu zeigen und die Verfärbung
nimmt bei erhöhter Temperatur zu. Die aus dem Kaliumalaun enthaltenden Gel hergestellte
Matte zeigt jedoch keine sichtbare Farbveränderung bei 200°C und behält ihre weipe
Farbe bei.
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Die Wärmestabilität der Produkte ist insbesondere dort vorteilhaft,
wo man die Produkte zu sterilisieren wünscht oder wenn diesenben auf dem Gebiet
von Hochtemperatur-Anwendungen verwendeter werden sollen. In derartigen Fällen kann
der Vernetzer auf der Grundlage seiner Wirkung sowohl auf die. Einschrumpf- alhs
auch Verfärunbseig-enschaften hin ausgewählt werden.
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Dort wo die Matten mit höherer mechanischer Festigkeit erforderlich
sind, finden Gele mit höheren Konzentrationen an mikrokristal linen Collagen aufgrund
der direkt proportionalen Veränderung der Festigkeit der Produkte mit der Konzentration
der Gele-Anwendung.
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Die Wasserabsorption der Produkte ist jedoch umgekehrt proportional
zu der Konzentration der Gele und somit ist es für spezifische Anwendungsgebiete
erforderlich, beide Eigenschaften bei dem Herstellen der Ausgangsgele zu berücksichtigen.