Hautpulver für Medizinprodukte

Ausgangssituation

Kollagenbasierte Medizin­produkte werden bisher ausschließlich aus frischer Rohware herge­stellt, die nicht zwischen­gelagert werden kann, da sie sehr anfällig für mikro­bielle Verun­reini­gungen und Degra­dation der Protein­struktur ist. Da die Rohware nach Anlieferung zeitnah weiter­ver­arbeitet werden muss, ist die Verar­beitung bislang nur in begrenzten Chargen­größen möglich.

Projektziel

Ziel des Projektes war die Entwicklung eines trockenen Haut­pulvers, das als Ausgangs­material für die Herstellung von Kollagen­suspen­sionen zur Weiter­verar­beitung als Medizin­produkt geeignet und im Gegen­satz zu bisher üblichen wässrigen Disper­sionen über einen längeren Zeit­raum lager­stabil ist. Die daraus herstell­baren Kollagen­suspen­sionen sollten zu Wund­auf­lagen und Zell­trägern für das Tissue Engineering weiter­ver­arbeitbar sein, bis hin zu Bio­tinten für das 3D-Drucken, perspek­tivisch mit lebenden Zellen. Das Haut­pulver sollte aus unlös­lichen Fasern aufberei­teter, getrock­neter und gemah­lener Haut porcinen und equinen Ursprungs bestehen.

Ergebnisse

Im bearbeiteten Projekt wurden Schweine­häute und Pferde­häute chemisch aufbe­reitet und entspre­chend der Aufgaben­stellung charakteri­siert. Die Schweine­häute waren nach der Aufbe­reitung entspre­chend den Vorgaben dezellu­lari­siert und hygieni­siert. Bei den Pferde­häuten muss die Techno­logie noch weiter opti­miert werden, um diese Vorgaben zu erreichen. Durch Behandlung der Blößen mit Gummi Arabicum konnte die Rehydratisier- und Quellbarkeit der daraus herge­stellten Haut­pulver verbessert werden. Es wurde zudem gefunden, dass sich Haut­pulver aus gefrier­getrockneten Blößen besser rehydrati­sieren lassen als Haut­pulver aus luft­getrockneten Blößen. Rehydrati­sierte Schweine­haut­pulver sind besser verarbeitbar als rehydrati­sierte Pferde­haut­pulver. Nach Rehydrati­sierung und Quellung in verdünnten Säuren können aus den herge­stellten Haut­pulvern mit einem geeigneten Dispergier­werkzeug Suspensionen herge­stellt werden, die homogen sind und die Herstellung transpa­renter Folien, Scaffolds und Fäden erlauben, deren Eigen­schaften den bisher üblichen Produkten aus Suspen­sionen aus nass zerklei­nerten Blößen entspre­chen. Die Viskosität von Suspensionen aus trockenem Haut­pulver ist bei gleichem Fest­stoff­gehalt niedriger als die Visko­sität von Suspen­sionen aus nass zerklei­nerten Blößen, was für die Verar­beitung von Vorteil ist. Die Suspen­sionen lassen sich sehr gut mit einem 3D-Bioplotter verar­beiten. Nach Gamma-Sterilisation sind die Quell­bar­keit der Haut­pulver und die Visko­sität daraus herge­stellter Suspen­sionen weiter redu­ziert. Die Produkte aus Haut­pulver sind nicht zyto­toxisch und gewähr­leisten eine ausrei­chende Adhäsion von Zellen. Für eine gute Ausbrei­tung von Zellen muss die Quell­fähig­keit der Produkte durch Vernetzung redu­ziert werden.

Nutzen

Durch die Verwendung von getrock­netem Haut­pulver zur Herstellung von Kollagen­produkten aus Kollagen­suspen­sionen ergeben sich für die herstellenden Firmen erheb­liche logis­tische und zeit­liche Vorteile im Vergleich mit dem bisher üblichen Verfahren einer Verar­beitung von frischen, verderb­lichen Häuten. Das im Projekt entwickelte Haut­pulver ist in großen Mengen lager­bar und es können beliebig Mischungen aus verschie­denen Chargen herge­stellt werden. Dadurch lassen sich Eigen­schafts­schwan­kungen, die durch Unter­schiede in der Roh­haut­qualität auftreten können, mini­mieren.

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Danksagung

Das Forschungsvorhaben „Hautpulver für Medizin­produkte“, Reg.-Nr.: 49MF190108 wurde anteilig vom Bundes­ministerium für Wirt­schaft und Klima­schutz (BMWi) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundes­tages innerhalb des Förder­programms „FuE-Förderung gemein­nütziger externer Industrie­forschungs­einrichtungen – Innovations­kompetenz (INNO-KOM) – Modul Markt­orientierte Forschung und Entwicklung (MF)“ über den Projekt­träger EuroNorm GmbH gefördert. Wir bedanken uns für die gewährte Unter­stützung.