DE2747662A1 - Poliomyelitis-vaccine - Google Patents
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Description
.-■ 3 -
BESCHREIBUNG
Poliomyelitis-Vaccine
Die Erfindung betrifft eine neue Stabilisierungsflüssigkeit,
die insbesondere zur Stabilisierung von Poliovirus-Vaccinen zur Verbesserung ihrer Lebensfähigkeit und Stabilität während der
Verarbeitung und Lagerung geeignet ist, sowie eine weitere Flüssigkeit,
die sich zur Konservierung von Proben eignet, die für die Analyse auf Polioviren vorgesehen sind.
Der Schutz von Menschen und Tieren gegen Viruserkrankungen wird häufig durch Impfung mit inaktivierten Antigenen oder lebenden,
abgeschwächten Virusstämmen erreicht. In beiden Fällen muß die Unversehrtheit des Virusantigens in den Vaccinen erhalten bleiben.
Bei Verwendung von lebenden abgeschwächten Virusstämmen hängt jedoch die Wirksamkeit der Vaccine vollständig von der Lebensfähigkeit
der Viren nach Verarbeitung, Transport und Lagerung ab.
Um eine gewisse Stabilität zu erreichen, müssen einige Vaccinen in gefrorenem Zustand, z.B. gefriergetrocknet, zum Versand kommen,
oder man arbeitet mit bestimmten Zusätzen, um die Empfindlichkeit des Vaccinevirus zu erniedrigen oder zu beseitigen.
Beispiele für solchen Zusätze sind Calciumlactobionat, wie in der US-PS 3 186 9O8 beschrieben, Dextran, wie in der CA-PS
943 461 beschrieben, Phosphatpuffer, wie in der CA-PS 952 429 beschrieben oder MgCl2, wie in der US-PS 3 128 229 beschrieben.
Manchmal finden auch Kohlenhydrate, wie Sorbit oder Mannit, Verwendung, insbesondere als Gefrierschutzmittel während des
Einfrierens und Trocknens. Als Stabilisatoren finden Saccharose oder Magnesiumchlorid Verwendung, insbesondere für Lebendvaccinen
für die Poliomyelitis-Schluckimpfung nach Sabin. Ihre Verwendung ist jedoch mit verschiedenen Nachteilen behaftet. Die
hohe Viskosität der Saccharose-Lösungen erschwert die Handhabung und die Dosierung. Magnesiumchlorid besitzt einen unangenehmen
Geschmack und verursacht Schwierigkeiten bei der Impfung von Kindern.
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Es ist bekannt, daß L-Cystin einen stabilisierenden Effekt auf die thermische Inaktivierung von Poliomyelitis-Viren besitzt.
Pohjanpelto konnte 1961 zeigen, daß die Geschwindigkeit der Cystin-Reaktion, d.h. die Zeit, die das Cystin braucht, um sich
mit dem Virus zum Schutz vor dessen thermischer Inaktivierung zu verbinden, von den unterschiedlichen Enterovirenarten und
-stammen abhängt. Weiterhin wurde gefunden (Ikegami et al., Jap. J. M. Sc. & Biol. J^, 325 - 342, 1963; Jap. J. M.Sc. & Biol.
17, 13-22, 1964), daß dieser Effekt eine genetisch stabile Eigenschaft und die Reaktion des Cystins eine Funktion der Stabilisierung
der Proteinstruktur des Virus darstellt. Der Zweck dieser früheren Untersuchungen bestand nicht in der Entwicklung
eines Stabilisierungsmediums für diese Viren, sondern im Studium genetischer Markierungen. Hierzu verwendeten die genannten Autoren
in 1 η HCl gelöstes L-Cystin. Ikegami (1963) (1964) stellte seine Cystin-Vdrratslösung mit 0,05molarem Tris-(hydroxymethyl)-aminomethan-Puffer
(im folgenden TRIS-Puffer) als Lösungsmittel her. TRIS-Puffer findet als Verdünnungsmittel allgemein in der
Biochemie Anwendung. Versuche haben jedoch gezeigt, daß bei dieser niedrigen Konzentration TRIS keine ausreichende Stabilisierungswirkung
auf Poliomyelitis-Viren hat. Pohjanpelto (Virology J_5» 225-230, 1961) neutralisierte seine L-Cystin-Vorratslösung
mit Natriumhydroxid. Es hat sich gezeigt, daß die Anwesenheit von Natriumionen die Stabilität von Poliomyelitis-Viren
während der Lagerung bei 25°C und darunter unabsichtlich beeinträchtigt.
Angesichts der Tatsache, daß gegenwärtig auf dem Markt befindliche
Poliovirus-Vaccinen eine Halbwertszeit von nur 7 Tagen bei 25°C besitzen, besteht somit ein großes Bedürfnis nach einer
Vergrößerung der Lagerdauer, insbesondere in solchen Ländern, wo die Gesundheitsbestimmungen bei einem Abfall des Titers von
über 50 Prozent die Entfernung des Produktes vom Markt vorschreiben.
Es wurde nun gefunden, daß ein wäßriges Medium, das 0,3 bis 1,0-molares
TRIS in Kombination mit 1OO ^q L-Cystin pro ml Medium
enthält, hervorragend geeignet zur Stabilisierung oder Konservie-
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rung von Proben bei Raumtemperatur ist, die auf die Anwesenheit oder Abwesenheit von Polioviren untersucht werden sollen.
Weiter wurde gefunden,daß das stabilisierende wäßrige Medium,
das aus 0,3 bis 1,Omolarem TRIS und etwa 1OO ng L-Cystin pro ml
Medium hergestellt worden ist, hervorragend zur Stabilisierung von Poliomyelitis-Vaccinen für die Schluckimpfung für einen Zeitraum
von bis zu 4 Wochen bei Raumtemperatur, d.h. 25°C, geeignet ist. Hierdurch wird es entbehrlich, daß man die gesamte in einer
Ampulle enthaltene Vaccine verbrauchen muß, wenn man bei Raumtemperatur arbeitet, oder die Restmenge verwerfen muß, wenn man nur
einen Teil der Vaccine verwendet.
Weiterhin wurde erfindungsgemäß gefunden, daß die Stabilität von
Poliovirus-Vaccinen bei der Lagerung bei Temperaturen von -70 bis 40C in überraschendem Maß verbessert werden kann, wenn man die
Vaccinen mit einem wäßrigen Stabilisierungsmedium verwendet, das aus etwa 0,3 bis 1,0molarem TRIS, etwa 1OO μg L-Cystin und etwa
0,08 »ig sauer hydrolysierter Gelatine pro ml Vaccine hergestellt worden ist.
Die in überraschendem Umfang verbesserte Stabilität geht auf die Tatsache zurück, daß im Gegensatz zum Stand der Technik die Solubilisierung
des L-Cystins nicht mittels Salzsäure und nachfolgende r Neutralisierung mit Natriumhydroxid erfolgt, da sich herausgestellt
hat, daß dieses Medium zu relativ großen Aktivitätsverlusten führt, insbesondere bei der Lagerung bei 250C und darunter.
Das L-Cystin muß deshalb in destilliertem Wasser solubilisiert werden, wobei man unter leichtem Druck erhitzt, um eine
Temperatur von 105°C zu erreichen. Nachdem das L-Cystin gelöst ist, wird die Lösung auf 60°C abgekühlt und mit gepulvertem TRIS-Puffer
und sauer hydrolysierter Gelatine (10-prozentige Lösung) versetzt. Diese Lösung wird abgekühlt und sterilisiert durch
Filtration durch ein 0,22 um-Membranfilter.
Es ist bekannt, daß L-Cystin in Wasser praktisch unlöslich, jedoch
in wäßrigen Lösungen unterhalb von pH 2 oder in alkalischen Lösungen oberhalb von pH 8 relativ löslich ist. Diese extremen
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pH-Werte sind jedoch für Virusproben, die der Analyse unterzogen werden sollen, oder für Poliovirus-Vaccinen nicht geeignet. Das
Stabilisierungsmedium wird deshalb wie vorstehend beschrieben, hergestellt und der pH-Wert wird mit einem organischen, nicht
toxischen Puffer, wie TRIS-Puffer, hergestellt. Die Proben oder
Vaccinen können dann erforderlichenfalls bei Raumtemperatur gelagert werden. Innerhalb eines Zeitraums von 14 bis 21 Tagen
gehen nicht mehr als 50 Prozent der ursprünglichen Viren verloren. Wenn es andererseits erwünscht ist, die Vaccinen für längere Zeiträume
bei Temperaturen von -70 bis etwa 40C zu lagern, wird
sauer hydrolysierte Gelatine zu einem Suspendiermedium aus L-Cystin und TRIS hinzugefügt. Der stabilisierende, suspendieiende
Effekt des neuen Mediums wird erreicht bei einer Konzentration von etwa 100 ug/ml L-Cystm in etwa 0,8 ug/ml sauer
hydrolysierter Gelatine und 0,3 bis 1,0molarem TRIS. Das stabilisierende Suspendiermedium wird auf einen pH-Wert von 6,5 bis
8,5 eingestellt, wobei der bevorzugte pH-Bereich 7,0 bis 7,5 beträgt.
Als Beispiel für Poliovirus-Vaccinen, die erfindungsgemäß stabilisiert
werden können, werden lebende abgeschwächte Sabin-Poliovirus-Vaccinen
aus folgenden Stämmen hergestellt: LSc, 2 ab (Typ 1), P 712, CH, 2 ab (Typ 2) und Leon a2b (Typ 3). Die Herstellung der
Zellkulturen und der Virusvaccineflüssigkeiten erfolgt nach bekannten
Methoden, die sich kurz wie folgt beschreiben lassen: Affennierenzellenkulturen oder diploide Zellkulturen des Menschen
(WI-38) werden in einem Zellkulturmedium (CMRL-1969), das
mit Rinderserum ergänzt ist, gezüchtet. Das Kulturmedium wird entfernt bei optimalem Wachstum (Monoschichten) und ersetzt
durch das Virusimpfmaterial und Earles Lactalbumin-Hydrolysatmedium,
das zur Aufrechterhaltung der Gewebekultur zugesetzt wird. Die infizierten Gewebekulturen werden so lange bebrütet,
bis etwa 50 Prozent der Zellen virale cytopatische Effekte zeigen. Die Virusflüssigkeiten werden dann geerntet, durch ein 0,45 μπι
Membranfilter filtriert. Nach Versetzen mit dem erfindungsgemäßen
Stabilisierungsmedium erfolgt Verdünnung. Nach Abfüllung der Suspension in Glasampullen kann gelagert werden. Bei sämtlichen
Stufen der Vaccine-Herstellung ist auf Abwesenheit von Neben-
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produkten und toxischen Stoffen zu achten. Die Virusflüssigkeiten
werden in verschiedenen Stufen der Herstellung auf Sicherheit, Potenz und Wirksamkeit untersucht.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Sabin-Poliovirus-Flüssigkeiten werden in einem Verhältnis von
1 : 10 in 1molarem TRIS-Puffer verdünnt. Hierauf wird der Einfluß
der Zugabe von 1OO pg/ml L-Cystin auf die Virusstabilität
bestimmt. Die Virusgehalte der verschiedenen Suspensionen jeder der drei Poliovirus-Typen werden anfänglich und nach vier wöchentlichen
Intervallen bei einerLagerung bei 25°C bestimmt. Die Ergebnisse zeigen, daß bei allen drei Sabin-Polioviren durch Zugabe
des L-Cystins eine erhöhte Lebensfähigkeit festgestellt werden kann. In einem ähnlichen Versuch wurde gefunden, daß auch
L-Cystein die Stabilität erhöht. Diese Verbindung besitzt jedoch einen unangenehmen Geruch und ist als Zusatz für Schluckimpfstoffe
nicht geeignet. Die Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt.
1) 2)
Stabilisierungswirkung von Cystin auf Sabin-Polioviren
bei Lagerung bei 250C
| Poliovirus- | L-Cystin | Uberlebensrate (%) nach χ Wochen |
χ = 2 | X | bei | 25°C | I | Halb- 3) wertszeit i |
| ryp | zugesetzt | x = 0 | 19 | = 4 | (Tage) | |||
| 1 | _ | 1OO | 59 | 5 | 10 | |||
| 2 | + | 1OO | 2O | 25 | 17 | |||
| 3 | - | 100 | 55 | 5 | 10 | |||
| + | 1OO | 45 | 17 | 16 : j |
||||
| 1OO | 72 | 6 | 11 | |||||
| ♦ | 100 | 16 | 19 |
100 pg/ml L-Cystin;
2)
Verdünnungsmittel 1,Omolarer TRIS-Puffer
Anzahl der Tage« bis 5O Prozent der Viren inaktiviert sind.
809822/0507
Virusflüssigkeit (Sabin-Poliovirus Typ 1) wird in Imolarem
TRIS-Puffer plus 100 μ9/πι1 L-Cystin suspendiert. Nach Einstellungen
auf pH 6,4 , 7,4 und 8,5 werden die Virusstabilitäten bei den drei pH-Werten bei 40C über einen Zeitraum von 4 Monaten bestimmt.
Das Experiment bestätigt die früheren Ergebnisse, daß die Geschwindigkeit der Inaktivierung für Sabin-Polioviren über
einen pH-Bereich von 6,8 bis 8,5 nicht durch den pH beeinträchtigt wird. Die Ergebnisse sind in Tabelle II zusammengestellt.
Einfluß des pH-Wertes auf die Stabilität von Sabin-Polioviren (Typ 1) während Lagerung bei 40C unter Verwendung von
Imolarem TRIS-Puffer plus 100 ug/ml L-Cystin als Stabilisator
| Verdünnungs mittel-pH |
Uberlebensrate (%) bei 40C nach χ Monaten | χ = 1 | χ = 2 | χ = 4 |
| 6,4 | x = 0 | 79 89 83 |
74 | 47 |
| 7,4 8,5 |
100 100 100 |
- | 66 | |
| 74 | 25 |
Beispiel 3
Es wird ein Lagerungsversuch bei 25°C mit allen drei Poliomyelitis-Viren,
suspendiert in TRIS-Puffer unterschiedlicher Konzentration plus 100 μg/ml L-Cystin, über einen 4 Wochen-Zeitraum
durchgeführt. Hierbei zeigt sich, daß 0,1molarer TRIS-Puffer keine ausreichend hohe Konzentration besitzt, jedoch ausreichende
Virusstabilitäten bei TRIS-Puffer-Konzentrationen von 0,3
bis 1,Omolar erreicht weiden können. Eine Imolare TRIS-Pufferlösung
ist leicht bitter; die niedrigere Konzentration wurde
für die Standardherstellung des Stabilisatorpräparats ausgewählt. Unter bestimmten Bedingungen mag es jedoch vorteilhaft
sein, die höhere TRIS-Puffer-Konzentration anzuwenden. Die Ergebnisse
sind in Tabelle III zusammengestellt.
809822/0587
Einfluß der unterschiedlichen Konzentrationen von TRIS-Puffer plus 1OO ug/ml L-Cystin auf die Stabilität von Sabin-Polioviren bei der Lagerung bei 25°C
| Poliovirus, | ! i |
3 | Molari- tät des |
■ | χ = | Überlebensrate nach χ Wochen |
χ = 2 | in % bei | 25°C I |
| Typ | TRIS-Puffers | 1OO | O | 40 | χ = 4 | ||||
| 1 | 0,1 | 100 | 32 | 3 | |||||
| 0,3 | 1OO | 40 | 16 | I | |||||
| 2 | 1,0 | 1OO | 36 | 23 | |||||
| 0,1 | 100 | 58 | 6 | ||||||
| 0,3 | 100 | 40 | 45 | ||||||
| 1/0 | 1OO | 70 | 32 | ||||||
| ' 0,1 | 1OO | 100 | 7 | ||||||
| 0,3 | 1OO | 79 | 56 | ||||||
| 1/0 | 50 |
Beispiel 4
Die drei Sabin-Poliovirus-Proben (oral) werden in einem Stabilisierungsmedium
aus 0,3molarem TRIS-Puffer und 100 ug/ml L-Cystin
suspendiert. Eine Hälfte dieser Präparate wird dann mit 0,08 mg/ml sauer hydrolysierter (stabilisierter) Gelatine versetzt.
Beide Proben werden bei -20°C gelagert, und die Virusstabilität wird nach 4 und 6 Monaten bestimmt. Die Ergebnisse
sind in Tabelle IV zusammengestellt. Man sieht, daß nach 6-monatiger
Lagerung die Uberlebensrate der Vaccinen, die TRIS-Puffer, L-Cystin und sauer hydrolysierte Gelatine enthalten, 100 Prozent
beträgt.
809822/0587
Einfluß des Gelatine-Zusatzes auf die Stabilität von Sabin-Polioviren in TRIS-Puffer und Cystin bei Lagerung bei -20°C
| Poliovirus, Typ |
Zugabe von 0,08 % Gelatine |
Uberlebensrate (%) bei -20°C nach χ Monaten |
χ = 4 | χ = 6 |
| 1 | - | x = 0 | 56 | 89 |
| 2 | + | 1OO | - | 100 |
| 3 | - | 100 | 56 | 63 |
| + | 1OO | - | 100 | |
| - | 100 | 40 | 40 | |
| + | 100 | - | 100 | |
| 100 |
Verdünnungsmittel: 0,3molarer TRIS-Puffer + 100 ug/ml L-Cystin
Beispiel 5
Jede der drei Sabin-Poliovirus-Proben (oral) wird in einem Stabilisierungsmedium
suspendiert, das aus 0,3molarem TRIS-Puffer, 100 ug/ml L-Cystin und 0,08 ug/ml sauer hydrolysierter Gelatine
hergestellt werden ist. Gleiche Mengen der drei Sabin-Poliovirus-Proben
(oral) werden in destilliertem Wasser suspendiert. Die unterschiedlichen Proben werden bei 25°C gelagert, und es werden
jede Woche Stabilitätsprüfungen über einen Zeitraum von 4 Wochen
durchgeführt. Die in Tabelle V zusanunengestellten Ergebnisse zeigen die große Stabilität des erfindungsgemäßen Stabilisierungsmediums.
809822/0587
Vergleich von Stabilisator und destilliertem Wasser auf
die Uberlebensrate von Polioviren bei Lagerung bei 25"C
| Poliovirus, Typ |
Verdünnungs mittel |
Überlebensrate (%) bei 250C in χ Wochen |
x = 1 | χ = 2 | χ = 3 | χ = 4 |
| 1 | Wasser | X = O | 71 | 24 | 17 | 5 |
| 2 | Stabilisator | 1OO | 69 | 47 | 20 | 13 |
| 3 | Wasser | 1OO | 54 | 37 | 13 | 10 |
| Stabilisator | 1OO | 72 | 72 | 36 | 23 | |
| Wasser | 100 | 74 | 30 | 22 | 7 | |
| Stabilisator | 100 | 100 | 69 | 32 | 44 | |
| 100 |
Stabilisator = 1OO ug/ml L-Cystin, 0,08 % Gelatine,
0,3molarer TRIS-Puffer, pH 7,4
Jede der drei Sabin-Poliovirus-Proben (oral) wird in einem Stabilisierungsmedium
suspendiert, das aus 0,3molarem TRIS-Puffer, 1OO ug/ml L-Cystin und 0,08 Mg/ml sauer hydrolysierter Gelatine
hergestellt worden ist. Die stabilisierten Poliovirus-Vaccinen werden bei 40C gelagert. Für einen Zeitrajm von 6 Monaten werden
jeden Monat gleiche Teilproben untersucht. Die in Tabelle VI zusammengestellten Ergebnisse zeigen, daß die Verlustquote unter
50 Prozent liegt.
809822/0587
' Tabelle VI
Einfluß des Stabilisators auf die Uberlebensrate von Sabin-Polioviren während der Lagerung bei 40C
| Poliovirus, | 1 | Uberlebensrate | χ = 1 | (%) bei 40C nach χ Monaten | χ = 4 | χ = 6 |
| Typ | 2 | x = 0 | 100 | χ = 2 | 74 | 53 |
| 3 | 100 | 100 | 100 | 83 | 74 | |
| 100 | 1OO | 100 | 100 | 50 | ||
| 100 | - |
Beispiel 7
Mehrere Proben von Poliovirus-Schluckimpfstoffen, hergestellt
gemäß Beispiel 6, werden Gefrier-Auftau-Zyklen unterworfen, und
zwar 5 Zyklen und 10 Zyklen. Die in Tabelle VII zusammengestellten Ergebnisse zeigen, daß kein Titerverlust auftritt.
Einfluß des Stabilisators auf die Uberlebensrate von Polioviren nach Gefrieren und Auftauen
| Poliovirus, Typ |
Uberlebensrate (%) nach χ Zyklen | χ = 5 | χ = 10 |
| 1 | x = 0 | 100 | 100 |
| 2 | 100 | 100 | 1OO |
| 3 | 100 | 100 | 100 |
| 100 |
Anzahl der Zyklen (Einfrieren und Auftauen) unter Verwendung von Trockeneis/Aceton und eines Wasserbades von 250C.
809822/0587
■- 13 -
Eine Probe Sabin-Poliovirus-Vaccine Typ 1 wird mit einem Medium
stabilisiert, das 1OO μς/ιηΐ L-Cystin, gelöst in der erforderlichen
Menge NaOH und HCl enthält. Eine andere Probe mit 100 ug/ml
L-Cystin wird in siedendem Wasser gelöst. Beide Proben werden bei 25°C gelagert; nach zwei und vier Wochen wird der Titer bestimmt.
Die Ergebnisse sind in Tabelle VIII zusammengestellt.
Einfluß von Natriumhydroxid auf die Stabilität von Sabin-Polioviren vom Typ 1
| Cystin, gelöst in |
Überlebensrate |%) bei 25°C nach χ Wochen | χ β 2 | χ = 4 |
| HCl und NaOH siedendem Wasser |
x = O | 13 59 |
3 25 |
| 1OO 1OO |
§09822/0587
Claims (7)
1. Poliomyelitis-Vaccine, enthaltend einen Virus von einem
lebenden, abgeschwächten Poliomyelitis-Virus vom Typ 1, 2 und/oder
3, suspendiert in einem wäßrigen Stabilisierungsmedium aus etwa 0,3 bis 1,0molarem Tris-(hydroxymethyl)-aminomethan und etwa
100 ug/ml L-Cystin.
2. Poliomyelitis-Vaccine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den zusätzlichen
Gehalt an 0,8 ug/ml sauer hydrolysierter Gelatine.
3. Poliomyelitis-Vaccine nach mindestens einem der Ansprüche
1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert des stabilisierenden
Suspendiermediums 6,5 bis 8,5 beträgt.
4. Poliomyelitis-Vaccine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert des stabilisierenden Suspendiermediums
7,0 bis 7,5 beträgt.
PATENTANWALT OIPL.-PHVS. LUTZ M. PRÜFER · O-8O0O MÜNCHEN 0O . WILLROIOERSTR. β - TEL. (Οββ) 04ΟΟ4Ο
809822/0587
5. Suspendiermedium für die Stabilisierung von abgeschwächten Poliomyelitis-Lebendvaccinen vom Typ 1, 2 und/oder 3, gekennzeichnet
durch den Gehalt an 0,3 bis 1,Omolarem Tris-(hydroxyme
thy 1) -aminome than, 100 μg/ml L-Cystin und 0,8 pg sauer hydrolysierter
Gelatine pro ml.
6. Verfahren zur Herstellung eines Mediums zur Stabilisierung von Poliomyelitis-Vaccine 1, 2 und/oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß man etwa 100 mg L-Cystin pro ml destilliertes Wasser
durch Erhitzen auf etwa 10 5°C unter leichtem Druck löst, und
etwa 0,3 bis 1,0molares Tris-(hydroxymethyl)-aminomethan zusetzt.
durch Erhitzen auf etwa 10 5°C unter leichtem Druck löst, und
etwa 0,3 bis 1,0molares Tris-(hydroxymethyl)-aminomethan zusetzt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,daß man
zusätzlich etwa 0,8 mg/ml sauer hydrolysierte Gelatine zusetzt.
zusätzlich etwa 0,8 mg/ml sauer hydrolysierte Gelatine zusetzt.
809822/0587
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- 1977-11-29 FR FR7735923A patent/FR2371927A1/fr active Granted
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