WO2006131285A1

WO2006131285A1 - Formkörper auf basis von kollagen

Info

Publication number: WO2006131285A1
Application number: PCT/EP2006/005339
Authority: WO
Inventors: Herbert Gord; Klaus-Dieter Hammer; Jürgen MELLE
Original assignee: Kalle GmbH and Co KG
Current assignee: Kalle GmbH and Co KG
Priority date: 2005-06-09
Filing date: 2006-06-03
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2007-12-09
Also published as: EP1893673A1; DE102005026747A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern auf Basis von Kollagen, wobei Kollagen-Fibrillen homogen in einem gegebenenfalls wasserhaltigen Aminoxid gelöst werden, die Lösung extrudiert oder zu einer Vorfolie geformt und das Extrudat oder die Vorfolie mit einem wäßrigen Fällbad behandelt wird, in dem die Kollagen-Polypeptide ausgefällt werden und das Extrudat oder die Vorfolie zu einem Formkörper verfestigt wird. Sie betrifft ferner den mit diesem Verfahren hergestellten Formkörper selbst sowie dessen Verwendung als chirurgisches Nahtmaterial, als Wundabdeckmaterial oder als Knorpelersatzmaterial sowie als eßbare Nahrungsmittelhülle, insbesondere als eßbare künstliche Wursthülle.

Description

Formkörper auf Basis von Kollagen

Die Erfindung betrifft Formkörper auf Basis von Kollagen, ein Verfahren zu deren Herstellung sowie die Verwendung der Formkörper, insbesondere als Nahrungsmittelhülle oder für medizinische Zwecke.

Bekannt sind Formkörper aus Kollagen-Fibrillen. Diese sind jedoch außerordentlich grob strukturiert. Sie enthalten Poren und sind nicht ausreichend fest und geschmeidig. Sie lassen sich nicht so herstellen, daß sie eine kompakte und dichte Struktur aufweisen. Als Alternative dazu wurden Formkörper aus hydro- lysiertem Kollagen, d.h. aus Gelatine, entwickelt. Der Hydrolysegrad schwankt dabei jedoch stark. Die bei der Hydrolyse erhaltene Gelatine ist ein Gemisch von

Polypeptid-Ketten unterschiedlicher Länge und damit unterschiedlichem Molekulargewicht.

Beschrieben sind Verfahren, in denen aus dem normalerweise unlöslichen Kollagen eine wäßrige Lösung wird. Dabei wird das Kollagen mit Hilfe von

Enzymen abgebaut, insbesondere mit Hilfe von eiweißlösenden (proteolytischen) Enzymen (US-A 3 034 852; 3 121 049; 3 314 861 oder 3 637 642 sowie GB-A 1 119 342). Durch den Abbau wird das Kollagen zu Gelatine mit einer breiten Molekulargewichtsverteilung umgewandelt. Mechanisch belastbare Folien lassen sich daraus nicht mehr herstellen. Verfahren zur Umwandlung von Kollagen-

Fasermassen in blattartiges Material sind ebenfalls bekannt (US-A 2 934 446 und 2 934 447).

Bekannt sind darüber hinaus Folien aus synthetischen Polymeren, beispiels- weise aus Polyamid, Polyolefin (insbesondere aus Polyethylen oder Polypropylen), Polyurethan, Polylactid oder Gemischen davon. Für medizinische Anwendungen sind diese Materialien ungeeignet, weil sie nicht ausreichend kompatibel sind mit körpereigenem Gewebe. Sie bleiben Fremdkörper und müssen in der Regel wegen Unverträglichkeit wieder entfernt werden. Werden die Folien als künstliche Nahrungsmittelhüllen eingesetzt, so sind sie nicht zum

Mitverzehr geeignet. Das trifft auch für die Schlauchfolien gemäß der DE-A 199 61 843 zu. Zu deren Herstellung wird eine Mischung von Cellulose mit einem oder mehreren Protein/en, beispielsweise mit Gelatine oder Kollagen, in einem System aus NMMO/Wasser gelöst. Die Lösung wird dann durch Extru- sionsblasen geformt und der Formkörper in einem wäßrigen Fällbad verfestigt. Eßbar sind dagegen die ebenfalls nach dem NMMO-Verfahren hergestellten Hüllen aus einem Gemisch von Cellulose, einem globulären Eiweiß und einem unlöslichen Füllstoff (DE-A 101 29 5391 ).

Es bestand daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung von mechanisch belastbaren Formkörpern aus Kollagen bereitzustellen, bei dem das Kollagen gelöst und wieder ausgefällt werden kann, ohne dabei einem hydrolytischen

Abbau ausgesetzt zu sein. Die Formkörper sollen kompatibel sein mit Körpergewebe, so daß sie auch in der Chirurgie eingesetzt werden können. Für die Verwendung im medizinischen Bereich ist es besonders wichtig, daß sie frei von Cellulose sind. Formkörper in Folienform sollen sich darüber hinaus als künstliche Nahrungsmittelhüllen einsetzen lassen, die für den Mitverzehr geeignet sind. Dazu müssen sie nicht nur kaubar, sondern auch verdaulich sein.

Im Zusammenhang damit wurde gefunden, daß sich Kollagen-Fibrillen bei 80 bis 110 ⁰C homogen in N-Methyl-morpholin-N-oxid-Monohydrat lösen lassen und eine transparente, viskose Lösung ergeben, die sich auch nach längerem Erhitzen nicht verändert. Durch Behandeln mit einer Fällflüssigkeit, wie Wasser oder einer verdünnten wäßrigen NMMO-Lösung, können die Kollagen-Fibrillen wieder ausgefällt werden.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist damit ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern auf Basis von Kollagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß Kollagen-Fibrillen homogen in einem gegebenenfalls wasserhaltigen Aminoxid gelöst werden, die Masse mit den gelösten Kollagen-Fibrillen extrudiert oder zu einer Vorfolie geformt wird, das Extrudat oder die Vorfolie mit einer wäßrigen Fällbadflüssigkeit behandelt wird, in dem die Kollagen-Polypeptide ausgefällt werden und das Extrudat oder die Vorfolie zu einem Formkörper verfestigt wird.

Fibrillen erzeugende Kollagene zählen zu den Multidomänenproteinen mit 3 Kollagen-α-Ketten, aufgewickelt zu einer Tripelhelix. Anders als in allen anderen bekannten Prozessen erfahren die Polypeptidketten der Kollagen-Fibrillen in dem erfindungsgemäßen Verfahren praktisch keinen hydrolytischen Abbau. Sie werden nicht gespalten, sondern gehen in der ursprünglichen Länge in Lösung. Im ersten Löseschritt werden die zahlreichen Tropokollagene, die zu einer Fibrille zusammengelagert sind, getrennt. Im zweiten Löseschritt werden die drei

Polypeptid-Ketten, die jeweils eine Tripelhelix bilden, voneinander getrennt. Die Sekundär- und Tertiärstruktur des Kollagens ist in der Lösung damit aufgehoben. In den Peptidketten sind jeweils etwa 1.000 Aminosäuren miteinander verknüpft. Sie haben eine Länge von etwa 2.800 Ä (entsprechend 280 nm), und eine Dicke von etwa 14 Ä (entsprechend 1 ,4 nm). Das bevorzugte Lösemittel für die Kollagen-Fibrillen ist N-Methyl-morpholin-N-oxid-Monohydrat (NMMO-MH). Die Lösung enthält allgemein etwa 6 bis 30 Gew.-% Kollagen, bevorzugt etwa 10 bis 15 Gew.-%. Auch nach längerem Erhitzen der Lösung werden praktisch keine Polypeptidketten gespalten, erkennbar an einer gleichbleibenden Viskosität. Die Viskosität der Lösung wird bestimmt durch die Konzentration der Polypeptidketten und die Temperatur der Lösung.

Durch Extrudieren der heißen, viskosen Lösung in Wasser oder einer verdünnten wäßrigen Aminoxid-Lösung läßt sich das Kollagen wieder ausfällen. Die Extrusionswerkzeuge können als Fadenspinndüsen, Breitschlitzdüsen oder

Ringdüsen geformt sein, so daß Fäden, Flachfolien oder Schlauchfolien entstehen. Bei schlauchförmigen Folien wird zweckmäßig Fällflüssigkeit auch in das Innere der Schläuche geführt. Die Struktur des ausgefällten Kollagens, und damit die mechanischen Eigenschaften und die Permeabilität der Formkörper, läßt sich in weiten Grenzen variieren und an den jeweiligen Verwendungszweck anpassen. Auch die Zusammensetzung und die Temperatur wirken sich auf die Struktur des ausgefällten Kollagens aus. Je höher die Aminoxid-Konzentration im Fällbad, d.h. insbesondere je höher die NMMO-Konzentration, um so langsamer und in um so kompakterer Form wird das Polypeptid ausgefällt. Eine sehr kompakte Struktur wird erhalten bei Verwendung eines wäßrigen Fällbads, das

10 bis 30 Gew.-% NMMO enthält und eine Temperatur von 30 bis 50 ^°C aufweist. Poröse Folien, die sich beispielsweise als Wundabdeckmaterial eignen, werden dagegen erhalten, wenn in ein wäßriges Fällbad extrudiert wird, das eine niedrigere NMMO-Konzentration aufweist (allgemein weniger als 10 Gew.-%) - A -

und eine Temperatur im Bereich von 2 bis 25 ^°C, vorzugsweise 5 bis 15 ^°C. Dann fällt das Polypeptid sehr schnell und in lockerer, poröser Form aus. Auch die Foliendicke kann in einem weiten Bereich gewählt werden. Sie kann von 10 μm - oder sogar weniger - bis 100 μm und mehr betragen. Bevorzugt beträgt die Dicke etwa 20 bis 85 μm, besonders bevorzugt 30 bis 70 μm. Auf diese

Weise lassen sich Formkörper für die verschiedensten Anwendungen schaffen.

Das Kollagen kann dabei bis zu bis 49 %, bevorzugt 5 bis 25 %, durch Cellulose ersetzt werden. In Ausnahmefällen kann das Kollagen sogar bis zu 90 % durch Cellulose ersetzt werden. Die Cellulose wird in dem oben genannten warmen NMMO-MH rein physikalisch gelöst, d.h. ohne dabei chemisch verändert zu werden. Ihr mittlerer Polymerisationsgrad (DP) nimmt dementsprechend praktisch nicht ab. Der DP, bestimmt nach der Cuoxam-Methode, beträgt bevorzugt etwa 300 bis 900, bevorzugt 500 bis 850. In verdünnten wäßrigen Aminoxid, insbesondere in verdünntem wäßrigem NMMO, wird auch die Cellulose, zusammen mit dem Kollagen, wieder ausgefällt.

Durch Zumischen von feinteiligen, in NMMO-MH unlöslichen oder wenig löslichen Füllstoffen vor dem Extrudieren kann die Reißdehnung der Formkörper reduziert werden, so daß sich kaubare Folien erhalten lassen. Gut geeignet als

Füllstoff sind bespielsweise Kleie, insbesondere Weizenkleie, gemahlene Naturfasern, insbesondere gemahlene Flachs-, Hanf- oder Baumwoll-Fasem, Baumwoll-Linters.Guarkemmehl, Johannisbrotkernmehl, pulverförmiges SiO₂ und/oder gemahlenes Calciumcarbonat. Der maximale Durchmesser der Füllstoff-Partikel sollte dabei möglichst nicht mehr als 100 μm, bevorzugt nicht mehr als 65 μm, betragen. Der Anteil an Füllstoff beträgt allgemein 3 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 4 bis 40 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Trockengewicht der Folie. Durch den Zusatz von hydrophilen Additiven läßt sich die Kaubarkeit noch weiter verbessern. Die Additive sind in NMMO-MH allgemein löslich. Bevorzugte Additive sind Stärke und Stärkederivate, wie Stärkeacetat, Chitin,

Chitosan oder Pektin; Heteropolysaccharide und Derivate davon, wie Carrageenan, Xanthan, Alginsäure oder Alginat; schließlich auch toxikologisch unbedenkliche synthetische Polymere, wie Polyvinylpyrrolidon oder Polyvinylalkohol. Der Anteil der hydrophilen Additive beträgt allgemein etwa 0,5 bis 15 Gew.-%, bevorzugt etwa 1 bis 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Folie.

Die Spinnlösung wird allgemein nicht direkt in das Fällbad extrudiert, sondern durchläuft vorher eine Luftstrecke. Die Luftstrecke hat zweckmäßig eine Länge von wenigen Millimetern bis zu 10 cm oder sogar mehr. In der Luftstrecke kann ein schlauchförmiges Extrudat durch einen von innen wirkenden Gasdruck aufgeblasen und damit verstreckt werden. Die unmittelbar nach der Extrusion vorherrschende Orientierung der Polypeptid-Ketten in Längsrichtung kann dadurch verändert werden. Sind die Polypeptidketten durch das Verstrecken im Durchschnitt in einem Winkel von 45° zur Extrusionsrichtung angeordnet, dann wird eine Folie mit gleichmäßigen Eigenschaften in Längs- und Querrichtung erhalten.

Nach Verlassen des Spinnbades wird der Formkörper mit Wasser gewaschen bis er frei von Aminoxiden ist. Das geschieht zweckmäßig in einem Gegen- stromverfahren.

Je nach der vorgesehenen Verwendung kann der Formkörper, insbesondere die Folie, noch mit einem Weichmacher, wie Glycerin oder Sorbit, imprägniert werden.

Der Formkörper - mit oder ohne Weichmacher - wird dann in der Regel getrocknet, beispielsweise durch Heißluft.

Dickere Folien, insbesondere solche für medizinische und chirurgische Zwecke, lassen sich nach Gießfolienverfahren herstellen. Dabei wird die Spinnmasse in der gewünschten Dicke in eine Form gegossen, die geformte Masse dann mit Fällbadflüssigkeit behandelt und schließlich gewaschen bis die Gießfolie frei von Aminoxiden ist. Auf diese Weise lassen sich Folien von mehreren Millimetern

Dicke (bis zu etwa 10 mm) herstellen, die dann zu Knorpelersatzmaterial verarbeitet werden können. Die Formkörper können noch weiter modifiziert werden, beispielsweise durch Behandeln mit Gleitmitteln. Das sind insbesondere Triglyceride von langkettigen Fettsäuren, wie Stearinsäure oder Erucasäure. Geeignet sind auch natürliche Wachse, z. B. Camaubawachs. Solche gleitmittelhaltigen Folien können u.a. als Knorpelersatzmaterial die Reibung in Gelenken, beispielsweise bei künstlichen

Hüftgelenken, vermindern. Folien, die als Wundabdeckung verwendet werden sollen, können auch unter Zusatz von leicht wasserlöslichen Salzen, wie Natrium-Iactat oder Nathumhydrogencarbonat, die dann herausgelöst werden, porös gemacht werden.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich auf einfache und kostengünstige Weise neuartige, besonders gut verträgliche chirurgische Nahtmaterialien, biokompatible Wundabdeckmaterialien, medizinische Folien und Schläuche herstellen.

Daneben lassen sich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch eßbare, d.h. für den Mitverzehr geeignete, Verpackungsmaterialien für Lebensmittel herstellen. Insbesondere sind dies eßbare Wursthüllen. Sie können dabei als Umhüllung für Würstchen, Bratwurst oder Dauerwurst dienen. Sie haben dann allgemein eine Trockenreißfestigkeit von 22 bis 35 N/mm² in Längsrichtung und

18 bis 30 N/mm² in Querrichtung sowie eine Naßreißfestigkeit von 5 bis 10 N/mm² in Längsrichtung und 3 bis 8 N/mm² in Querrichtung. Die Reißfestigkeit ist im nassen Zustand also deutlich geringer als im trockenen. Die Reißdehnung beträgt im nassen Zustand etwa 10 bis 20 % in Längsrichtung und etwa 25 bis 30 % in Querrichtung, im trockenen Zustand etwa 10 bis 30 % in Längsrichtung und etwa 20 bis 25 % in Querrichtung.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind schließlich auch die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Formkörper selbst.

Die nachfolgenden Beispiele dienen zur Illustration der Erfindung. Prozente sind darin Gewichtsprozente, soweit nicht anders angegeben oder aus dem Zusammenhang unmittelbar ersichtlich. Beispiel 1

1 ,2 kg aufgeschlossene Kollagenfibrillen wurden in 12,7 I einer 60 %igen wäßrigen NMMO-Lösung eingerührt. Die Mischung wurde mit NaOH auf einen pH-Wert von 11 eingestellt und mit 2,2 g Propylgallat stabilisiert. In einem Behälter mit Rührwerk wurde dann bei einem vermindertem Druck von etwa

25 mbar und steigender Temperatur Wasser abdestilliert, bis die wäßrige

NMMO-Lösung praktisch vollständig in NMMO-Monohydrat umgewandelt war.

Das entspricht einer NMMO-Konzentration von 87 %. Erhalten wurde auf diese

Weise eine transparente, gelbliche Spinnmasse mit einem Brechungsindex von 1 ,4820 und einer Nullscherviskosität von 7.100 Pa s bei 85 ^°C.

Die Spinnmasse wurde anschließend bei einer Temperatur von 90 ^°C durch eine

Ringspaltdüse mit einem Durchmesser von 40 mm extrudiert. Der dabei erhaltene Schlauch durchlief eine 10 cm lange Luftstrecke, in der er durch von innen wirkende Stützluft faltenfrei gehalten wurde, bevor er in das Fällbad eintrat.

Das Fällbad bestand aus einer 25 %igen wäßrigen NMMO-Lösung, die auf 25 "C temperiert war. Fällbadflüssigkeit gleicher Zusammensetzung gelangte auch in das Innere des Folienschlauchs. Der Spiegel dieses sogenannten Innenbads wurde auf etwa der gleichen Höhe gehalten wie der des Außenbads. Das Polypeptid wurde dadurch langsam und kompakt ausgefällt. Der Schlauch wurde über eine in der Nähe des Bodens des Fällbads angebrachten Umlenkrolle geführt. Auf diese Weise durchlief er eine effektive Fällstrecke von 3 m. Der Schlauch war so weit querverstreckt, daß seine Flachbreite nach Verlassen der Spinnkufe 70 mm betrug. Er durchlief danach 8 Waschkufen mit je 8 Umlenkwalzen, einer Badtiefe von jeweils 2,5 m und einer Luftstrecke von 0,5 m. Am Ende der letzten Waschkufe wurde warmes Wasser von 80 ⁰C eingeleitet, das im Gegenstrom geführt wurde und dessen Temperatur dabei von Waschkufe zu Waschkufe abnahm. Zum Schluß wurde der Schlauch durch eine Weich- macherkufe geführt, in der sich eine 5 %ige wäßrige Glycerinlösung befand, die auf 60 ^°C gehalten wurde. Beim Verlassen der Glycerinkufe hatte der Schlauch noch eine Flachbreite von 50 mm. Anschließend wurde der Schlauch im aufgeblasenen Zustand mit Heißluft getrocknet. Die zum Aufblasen benötigte Luft wurde dabei mit zwei Quetschwalzenpaaren stationär gehalten. Während des Trocknens erfolgte eine Querverstreckung, so daß die Flachbreite des Schlauchs nach Verlassen des Trockners 70 mm betrug. Der Trockner wies mehrere Zonen unterschiedlicher Temperatur auf. Am Eingang des Trockners betrug die Temperatur 120 "C. Bis zum Ausgang des Trockners fiel die Temperatur stufenweise auf 80 ^°C. Getrocknet wurde bis auf eine Endfeuchte von etwa 10 bis 12 %. Nach Verlassen des Trockners wurde der Schlauch wieder bis auf 16 bis 18 % befeuchtet und dann in flachgelegter Form aufgerollt.

Durch Aufschneiden der Schläuche ließen sich Folien mit einer Breite von 140 mm und praktisch beliebiger Länge erzeugen. Sie waren sehr geschmeidig und abriebfest. Die Dicke der Folien betrug etwa 40 μm.

Beispiel 2

1 ,0 kg Kollagen-Fibrillen wurde in 12 I einer 60 %igen wäßrigen NMMO-Lösung eingerührt, die Mischung mit NaOH auf pH 11 eingestellt und zur Stabilisierung mit 2,0 g Propylgallat versetzt. Die Mischung wurde dann in einem Kessel mit Rührwerk bei einem verminderten Druck von etwa 25 mbar langsam erhitzt, wobei Wasser abdestillierte bis die Stufe des NMMO-Monohydrat erreicht war. Das entspricht einem Anteil von 87 % NMMO und 13 % Wasser. Die auf diese Weise erzeugte transparente, gelbliche Spinnmasse hatte einen Brechungsindex von 1 ,4820 und eine Nullscherviskosität von 7.200 Pa s bei 85 ^°C. Sie wurde dann bei einer Temperatur von 95 ^°C durch eine Ringspaltdüse mit einem Durchmesser von 40 mm extrudiert. Wie im Beispiel 1 durchlief der Schlauch eine 10 cm lange Luftstrecke, in der er durch von innen wirkende Stützluft faltenfrei gehalten wurde.

Die Fällung der Polypeptide erfolgte dann durch Behandeln des Schlauches von innen wie von außen in einem Bad, das eine 10 %ige wäßrige NMMO-Lösung enthielt, die auf 10 ^°C temperiert war. Unter diesen Bedingungen wurde das Polypeptid spontan ausgefällt und nahm eine poröse Struktur an. Die Fällstrecke betrug wiederum 3 m, wobei der Schlauch in gleicher Weise auf halber Strecke umgelenkt wurde. Nach Verlassen der Spinnkufe betrug die Flachbreite des Schlauchs 64 mm. Es schloß sich ein intensiver Waschprozeß an, bei dem der Schlauch 8 Waschkufen mit jeweils 8 Umlenkrollen passierte. Wasser wurde im Gegenstrom durch die Waschbäder geführt. Die Temperatur nahm zu bis auf 80 ⁰C im letzten Waschbad. Der Schlauch wurde dann wie im Beispiel 1 beschrieben im Heißlufttrockner bis auf eine Endfeuchte von 10 bis 12 % getrocknet. Er wurde dann in flachgelegter Form aufgewickelt.

Der Schlauch hatte eine Wandstärke von etwa 55 μm. Durch Aufschneiden wurden daraus Folien hergestellt, die sich u.a. als Wundabdeckung eigneten.

Beispiel 3 4,48 kg Weizenkleie (Korngröße kleiner als 63 μm) wurden in 68 kg einer 60

%igen wäßrigen NMMO-Lösung eingerührt. Der Suspension wurden dann 3,2 kg Kollagenfibrillen zugesetzt. Durch Zugabe von NaOH wurde ein pH-Wert von 11 eingestellt. Zur Stabilisierung wurden zusätzlich 12 g Propylgallat zugegeben. In einem Rührwerksbehälter mit Einbauten zur Erhöhung der Scherwirkung wurde bei vermindertem Druck (25 mbar) und steigender Temperatur Wasser abdestilliert bis das wäßrige NMMO als NMMO-Monohydrat vorlag. Die so erhaltene Spinnmasse hatte einen Brechungsindex von 1 ,4885 und eine Nullscherviskosität von 7.100 Pa s, jeweils bestimmt bei 85 ^°C. Bei einer Temperatur von 90 ⁰C wurde die Spinnmasse durch eine Ringdüse mit einem Durchmesser von 20 mm und einer Spaltweite von 0,5 mm extrudiert. Das schlauchförmige Extrudat durchlief eine 10 cm lange Luftstrecke, in der er durch von innen wirkende Druckluft faltenfrei gehalten wurde. Er trat dann in ein Fällbad ein, das eine auf 15 ^°C temperierte 15 %ige wäßrige NMMO-Lösung enthielt. Die gleiche gekühlte Fällbadflüssigkeit wurde auch in das Innere des Schlauches eingebracht, wobei der Spiegel des Innenfällbads in etwa auf gleicher Höhe mit der des Außenbads gehalten wurde. Das Innenfällbad wurde, wie auch in allen anderen Beispielen, kontinuierlich erneuert. Insgesamt durchlief der Schlauch eine Fällstrecke mit einer Länge von 3 m, wobei er auf halber Distanz durch eine am Boden des Bads befindliche Rolle umgelenkt wurde. Der Schlauch war dann so weit querverstreckt, daß er beim Verlassen der Spinnkufe eine Flachbreite von 35 mm aufwies. Anschließend durchlief er 4 Waschkufen mit insgesamt 8 oben und unten angeordneten Umlenkrollen. Die Waschbäder hatten jeweils eine Tiefe von 2,5 m und eine Luftstrecke von 0,5 m. Am Ende der letzten Kufe wurde Wasser eingeleitet, das dann im Gegenstrom durch die Waschkufen geführt wurde. Auf diese Weise wurde der NMMO-Gehalt am Ausgang der 1. Waschkufe bei 12 bis 16 % gehalten. Die Temperatur stieg bis auf 60 bis 70 "C in der letzten Waschkufe. Schließlich wurde der Schlauch noch durch eine Weichmacherkufe geführt, in der sich eine 10 %ige wäßrige Glycerinlösung befand. Beim Verlassen der Glycehnkufe hatte der Schlauch eine Flachbreite von 35 mm. Er wurde dann im aufgeblasenem Zustand mit Heißluft getrocknet. Die zum Aufblasen benötigte Luft wurde, wie beschrieben, zwischen zwei Quetschrollenpaaren gehalten. Der Heißlufttrockner wies mehrere Temperaturzonen auf, wobei die Temperatur von einer Zone zur nächsten abnahm. Betrug die Temperatur in der Eingangszone noch 120 ⁰C, so fiel sie bis zur Ausgangszone auf 80 ⁰C. Er wurde dann wieder befeuchtet bis auf 8 bis 12 % Feuchtegehalt und in flachgelegter Form aufgewickelt. Die fertige Hülle zeigte eine Trockenreißfestigkeit von 28,5 N/mm² in Längsrichtung und 22,5 N/mm² in Querrichtung sowie eine Naßreißfestigkeit von 7,5 N/mm² in Längsrichtung und 5,5 N/mm² in Querrichtung. Um den Schlauch in eine zum

Füllen mit Wurstbrät besser geeignete Konfektionierungsform zu bringen, wurde er abschnittsweise gerafft. Dazu wurde der Feuchtigkeitsgehalt vor dem Raffen auf 16 bis 18 % erhöht.

Die Raffraupen wurden dann auf einer automatischen Füll-, Portionier- und

Clipvorrichtung mit Würstchen-Brät gefüllt, gebrüht und geräuchert. Die Eigenschaften der Würstchen waren genausogut wie die von Würstchen in den bisher üblichen Hautfaserdärmen.

Beispiel 4

0,8 kg Kollagen-Fibrillen und 0,2 kg Cellulose wurden in 12 I einer 60 %igen wäßrigen NMMO-Lösung eingerührt, die Mischung mit NaOH auf pH 11 eingestellt und zur Stabilisierung mit 2,0 g Propylgallat versetzt. Die Mischung wurde dann in einem Kessel mit Rührwerk bei einem verminderten Druck von etwa 25 mbar langsam erhitzt, wobei Wasser abdestillierte bis das Lösemittel praktisch aus reinem NMMO-Monohydrat bestand. Das entspricht einem Anteil von 87 % NMMO und 13 % Wasser. Die auf diese Weise erzeugte transparente, gelbliche Spinnmasse hatte einen Brechungsindex von 1 ,4830 und eine Nullscherviskosität von 6.050 Pa s bei 85 ⁰C. Die weitere Verarbeitung erfolgte wie in Beispiel 2 beschrieben.

Die Fällung erfolgte dann durch Behandeln des Schlauches von innen wie von außen in einem Bad, das eine 10 %ige wäßrige NMMO-Lösung enthielt, die auf

10 ^°C temperiert war. Unter diesen Bedingungen wurden die Feststoffe spontan ausgefällt. Die Fällstrecke betrug wiederum 3 m, wobei der Schlauch in gleicher Weise auf halber Strecke umgelenkt wurde. Nach Verlassen der Spinnkufe betrug die Flachbreite des Schlauchs 64 mm. Es schloß sich ein intensiver Waschprozeß an, bei dem der Schlauch 8 Waschkufen mit jeweils 8 Umlenkrollen passierte. Wasser wurde im Gegenstrom durch die Waschbäder geführt. Die Temperatur nahm zu bis auf 80 ^°C im letzten Waschbad. Der Schlauch wurde dann wie im Beispiel 1 beschrieben im Heißlufttrockner bis auf eine Endfeuchte von 10 bis 12 % getrocknet. Er wurde dann in flachgelegter Form aufgewickelt.

Der Schlauch eignete sich ausgezeichnet als Wursthülle und war in aufgeschnittenem Zustand auch für andere Verpackungszwecke, insbesondere im Nahrungsmittelbereich, einsetzbar.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern auf Basis von Kollagen, dadurch gekennzeichnet, daß Kollagen-Fibrillen homogen in einem gegebenenfalls wasserhaltigen Aminoxid gelöst werden, die Masse mit den gelösten Kollagen-Fibrillen extrudiert oder zu einer Vorfolie geformt wird, das Extrudat oder die Vorfolie mit einer wäßrigen Fällbadflüssigkeit behandelt wird, in dem die Kollagen-Polypeptide ausgefällt werden und das Extrudat oder die Vorfolie zu einem Formkörper verfestigt wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß als Aminoxid N-Methyl-morpholin-N-oxid, bevorzugt N-Methyl-morpholin-N-oxid- Monohydrat, eingesetzt wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lösung mit 6 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 15 Gew.-%, Kollagen in N-Methyl- morpholin-N-oxid-Monohydrat verwendet wird.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß bis zu bis 49 %, bevorzugt 5 bis 25 %, des Kollagens durch Cellulose ersetzt sind.

5. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung 3 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 4 bis 40 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Trockengewicht der daraus hergestellten Folie, an Füllstoff enthält.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff aus Partikeln mit einem Durchmesser nicht mehr als 100 μm, bevorzugt nicht mehr als 65 μm, besteht.

7. Verfahren gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff Weizenkleie, gemahlene Hanf-, Flachs- oder Baumwollfasern, Baumwoll-Linters, Guarkernmehl, Johannisbrotkernmehl, pulverförmiges Siliciumdioxid und/oder gemahlenes Calciumcarbonat umfaßt.

8. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper die Form eines Fadens, einer

Flachfolie oder einer Schlauchfolie ausgebildet wird.

9. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein wäßriges Fällbad mit bis zu 30 Gew.-% NMMO eingesetzt wird.

10. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das wäßrige Fällbad auf einer Temperatur von 5 bis 50 ^°C gehalten wird.

11. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Extrudat eine Luftstrecke durchläuft bevor es in das Fällbad eintritt.

12. Verfahren gemäß Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Luftstrecke eine Länge von 2 bis 20 cm, bevorzugt von 3 bis 12 cm, hat.

13. Verfahren gemäß Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß das Extrudat schlauchförmig ist und in der Luftstrecke querverstreckt wird.

14. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper nach dem Behandeln mit der Fällbadflüssigkeit gewaschen wird, bevorzugt mit Wasser, bis er praktisch frei von Aminoxiden ist.

15. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper mit einem Weichmacher, bevorzugt Glycerin oder Sorbit, imprägniert wird.

16. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper mit Gleitmitteln, bevorzugt mit Triglyceriden von langkettigen Fettsäuren, und/oder mit natürlichen Wachsen modifiziert wird.

17. Formkörper, erhältlich nach einem Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16.

18. Verwendung eines Formkörpers gemäß Anspruch 17 als chirurgisches Nahtmaterial, als Wundabdeckmaterial oder als Knorpelersatzmaterial.

19. Verwendung der Formkörper gemäß Anspruch 17 als eßbare Nahrungsmittelhülle, insbesondere als eßbare künstliche Wursthülle.