CH632281A5

CH632281A5 - Verfahren zur herstellung von als blutplasmaexpander geeigneter hydroxyaethylstaerke.

Info

Publication number: CH632281A5
Application number: CH379078A
Authority: CH
Inventors: Karl Dr Holzer
Original assignee: Laevosan Gmbh & Co Kg
Priority date: 1977-04-08
Filing date: 1978-04-07
Publication date: 1982-09-30
Also published as: IT1094297B; DK155178A; FI781058A; ATA248977A; DD135352A5; IL54388A0; HU176274B; DE2814032A1; GB1551807A; NL188753B; US4167622A; SE430068B; SI7810823A8; NL188753C; IT7821997A0; YU82378A; DK158791B; DE2814032C2; SU797586A3; DK158791C

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von als Blutplasmaexpander geeigneter Hydroxyäthylstärke durch alkalische Hydroxyäthylierung von Stärke und darauffolgende Neutralisierung des Reaktionsgemisches, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die gebildete Hydroxyäthylstärke aus der Reaktionsmischung mit einem Lösungsmittel, wie Dimethylformamid, extrahiert wird, in dem die durch die Neutralisation entstandenen Salze nur wenig bis gar nicht löslich sind.

Im einzelnen wird das erfindungsgemässe Verfahren wie folgt durchgeführt:

Nach der Hydroxyäthylierung der Stärke, welche zweckmässig in der von Husemann und Resz angegebenen Weise vorgenommen wird, wird die neutralisierte, mit Aktivkohle druckfiltrierte Reaktionslösung im Vakuum eingedampft und der dicke Sirup durch Trocknung im Vakuum entwässert. Das Trocknungsprodukt wird in einem Extraktionslösungsmittel gelöst, wobei sich der Grossteil des von der Neutralisation herrührenden Natriumchlorids ungelöst abscheidet. Nach Filtration erhält man ein Filtrat, das im wesentlichen aus einer Lösung von Hydroxyäthylstärke in Lösungsmittel besteht und ausser einem geringen Restnatriumchloridgehalt Äthylenglykole enthält, die als Nebenprodukte der Hydroxyäthylierung entstanden sind. Vorteilhaft wird dabei aus dem Filtrat durch Einrühren in ein Fällmittel, in dem Hydroxyäthylstärke wenig bis unlöslich ist, Roh-Hydroxyäthylstärke ausgefällt; es ist dabei günstig, als Fällmittel Aceton einzusetzen; zur Reinigung wird die Lösung in Wasser mit Aktivkohle behandelt und in Aceton gefällt. Das reine Produkt ist pyrogenfrei und enthält wenig Natriumchlorid, das potentiometrisch bestimmt wird. Bei der Weiterverarbeitung zu einer 6%igen, isotonischen Hydroxyäthylstärke-Plasmaexpanderlösung wird die berechnete, fehlende Natriumchloridmenge zugewogen.

Als Extraktionslösungsmittel wird vorteilhaft Dimethylformamid eingesetzt, wobei sich in der Praxis ergibt, dass der Restnatriumchloridgehalt unter dem einer Hydroxyäthyl-stärke-Plasmaexpanderlösung mit 0,9% Natriumchlorid liegt und nur auf diesen Wert ergänzt werden muss.

Die nach dem vorstehenden Verfahren gewonnene Hydroxyäthylstärke weist aufgrund des bei der Hydroxyäthylierung angewandten molaren Alkali-Stärke-Verhältnisses von 4:1 ein molares 2-O-Hydroxyäthylanhydroglucose zu 6-O-Hydroxyäthylanhydroglucose-Verhältnis von etwa 1 auf; sie wird daher relativ leicht durch körpereigene Amylasen gespalten und in vertretbarer Zeit aus dem Organismus ausgeschieden.

Das folgende Beispiel soll die vorliegende Erfindung näher erläutern, ohne dass diese jedoch hierauf beschränkt sein soll.

Beispiel

243 g einer durch Säurehydrolyse teilweise abgebauten Wachsmaisstärke mitri =2,35 °P (c=6, Wasser, 37°C) werden unter Stickstoffbegasung bei Zimmertemperatur in einer Lösung von 240 g Natriumhydroxyd in 61 Wasser unter Rühren gelöst. In die mit Wasser gekühlte, gelbe, alkalische Abbaustärkelösung werden unter weiterer Stickstoffbegasung 317 g Äthylenoxyd im Verlauf von 2 bis 3 Stunden gasförmig eingeleitet. Nach mehrstündigem Stehen unter Stickstoff wird mit verdünnter Salzsäure (aus 480 ml konz. Salz2

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säure, d= 1,19,37%ig und 31 Wasser) unter Wasserkühlung neutralisiert (pH etwa 6). Nach dem Einrühren von 15 g Aktivkohle (Norit SX plus) wird druckfiltriert und das Filtrat im Vakuum bei 60°C eingedampft. Zur Trocknung wird 15 bis 20 Stunden im Ölpumpenvakuum auf 60°C erhitzt. Das Trocknungsprodukt wird in 900 ml Dimethylformamid bei 80°C bis zur homogenen, trüben Lösung rotiert. Nach Abkühlung auf Zimmertemperatur wird abgesaugt, das auf dem Filter verbliebene Natriumchlorid mit Dimethylformamid ausgewaschen und das Filtrat in etwa 101 Aceton eingerührt. Die als gelbes Granulat ausgefallene Roh-HES wird abgesaugt, mit Aceton ausgewaschen und im Vakuum bei 60°C zu einer glasig-blasigen Masse aufgetrocknet. Ausbeute 352 g.

Zur Reinigung wird in 21 Wasser unter schwachem Erwärmen gelöst, mit 22 g Aktivkohle filtriert, das Filtrat im

Vakuum bei 60°C auf900 ml eingeengt und in 91 Aceton eingerührt. Die ausgefallene harzige Masse wird zweimal mit frischem Aceton verknetet und im Vakuum bei 60°C getrocknet. Ausbeute 272 g.

s Zur weiteren Reinigung werden die Ausbeuten aus fünf derartigen Ansätzen, zusammen etwa 1350 g, in 9,51 Wasser unter Rühren gelöst und nach dem Einrühren von 64 g Aktivkohle druckfiltriert. Das Filtrat wird mit derselben Menge Aktivkohle verrührt und nochmals druckfiltriert. Anschlies-lo send wird im Vakuum bei 60°C auf etwa 41 eingeengt und in 201 Aceton eingerührt. Das weisse Harz wird dreimal mit frischem Aceton verknetet und danach im Vakuum bei 60°C getrocknet. Ausbeute 1173 g schaumig-weisse, feste Substanz mitri =2,95 cP(c=6, Wasser, 37°C); Substitutionsgrad =0,71; ls Natriumchloridgehalt =5,2%, Pyrogentest: negativ.

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Claims

632281 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung von als Blutplasmaexpander geeigneter Hydroxyäthylstärke durch alkalische Hydroxy-äthylierung von Stärke und darauffolgende Neutralisierung des Reaktionsgemisches, dadurch gekennzeichnet, dass man die gebildete Hydroxyäthylstärke aus der Reaktionsmischung mit einem Lösungsmittel, in dem die durch die Neutralisation entstandenen Salze nur wenig bis gar nicht löslich sind, extrahiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Lösungsmittel Dimethylformamid verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Hydroxyäthylstärke aus dem Extraktionsmittel durch Zusatz eines Fällmittels, in dem Hydroxyäthylstärke wenig bis gar nicht löslich ist, ausfällt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man als Fällmittel Aceton einsetzt.

Schon 1934 synthetisierte W. Ziese, Z. Physiol. Chem. 229, 213 (1934); 235,235 (1935), Hydroxyäthylstärken (HES) und prüfte sie als Substrate für Amylasen verschiedener Herkunft; 1956 synthetisierten Husemann und Resz, J. of Polym. Science 19,389 (1956), HES als Modellsubstanz für Amylose zum Studium fermentativen Abbaus und zur Feststellung etwaigen Abbaus bei verschiedenen Reaktionen. Verfahren für die Herstellung von HES für industrielle Zwecke sind noch länger bekannt und in zahlreichen Patentschriften niedergelegt. Die Verwendung von HES für medizinische Zwecke als Blutplasmaersatz wurde erstmals von Wieders-heim, Arch. Int. Pharmacodyn. Therap. 111,353-61 (1957), an Tieren beschrieben. Für die Herstellung von HES benützt Wiedersheim das bekannte Verfahren der Hydroxyäthylie-rung von Stärke in alkalisch-wässerigem Medium mittels Äthylenoxyd. Um jedoch eine HES zu erhalten, die als Blutplasmaersatz geeignet ist, verwendet er hydrolytisch zu niedrigeren Molekulargewichten abgebaute Maisstärke als Hydroxyäthylierungssubstrat. In der Folge erschienen zahlreiche Arbeiten und Patente, die sich die Wiedersheim'sche Entdeckung zunutze machten und sich mit der Herstellung von HES für die Humanmedizin beschäftigten.

Wie bereits erwähnt, wurde bisher die Hydroxyäthylstärke, die in jüngster Zeit als Blutplasmaexpander Verwendung gefunden hat, durch alkalische Hydroxyäthylierung von Stärke hergestellt. Das dabei erhaltene Reaktionsgemisch ist zunächst stark alkalisch und muss zur weiteren Aufarbeitung zunächst neutralisiert werden. Durch diesen Neutralisationsvorgang entsteht nun im Reaktionsgemisch eine relativ grosse Menge an Salzen, in erster Linie Kochsalz. Zur Entfernung des Salzes wurden zunächst Dialyseverfahren vorgeschlagen. Ein derartiges Verfahren ist zeitlich, apparativ und energetisch äusserst aufwendig und birgt ausserdem die Gefahr der Infektion des Reaktionsgemisches in sich. Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, dieses umständliche Verfahren durch ein einfacheres Aufarbeitungsverfahren zu ersetzen. So wurde beispielsweise vorgeschlagen, die Neutralisation der Reaktionslösung mit Kationenaustauschern durchzuführen. Dieses Verfahren ist zwar apparativ einfacher, es bannt jedoch nicht die Gefahr einer biologischen Verschmutzung (Infektion) des Präparates infolge der grossen, leicht von Bakterien und Pilzen besiedelten Oberfläche der Austauscherharzpartikel.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass es nach den bisher bekannten Verfahren nur äusserst schwer möglich war, Hydroxyäthylstärke mit der für die Verwendung als Blutplasmaersatzmittel notwendigen Reinheit und Keimfreiheit zu erhalten.

Es wurde nun ein relativ einfaches und überraschend wirksames Verfahren gefunden, durch welches die oben aufgezeigten Probleme sicher vermieden werden und durch welches Hydroxyäthylstärke in pyrogenfreier Form mit der zur Verwendung als Blutplasmaexpander notwendigen Reinheit erhalten werden kann.