CN102348459A - 适宜于血浆的电解质平衡液 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电解质平衡水溶液。特别地,本发明公开了一种特别适合用作静脉和皮下输注的电解质平衡水溶液,因为其适宜于血浆。此外,本发明还提供了一种电解质混合物和由此混合物制备电解质平衡水溶液的方法,并提供了一种包含该溶液和任选的活性组分的药剂。

Description

适宜于血浆的电解质平衡液
技术领域
本发明涉及一种电解质平衡水溶液。具体地,本发明涉及一种特别适合用于静脉和皮下输注的电解质平衡水溶液,因为该水溶液是适宜于血浆的。除了电解质平衡液本身,本发明还提供一种电解质混合物和由此混合物制备电解质平衡液的方法,以及包含该平衡液和任选地活性组分的药剂。
背景技术
给患者静脉施用盐溶液(“静脉滴注”)是在紧急情况和事故的临床前领域、临床领域(无论何处)、坐诊医生的实际操作中最常用的输注治疗,并且越来越多地用于老年护理机构中。当患者表现出细胞外空间液的严重缺乏、而患者由于各种原因不能、不愿或认为不能通过饮水来足够快的补充时,就需要静脉滴注,例如,这些原因是渴感的失调或胃肠道需要蠕动抑制。特别地,输注这种盐溶液是为了补偿由于呕吐、腹泻、休克等诱发的循环系统脱水或失血导致的液体的严重损失。在失血的情况下,部分情况下只是暂时进行盐溶液输注,直到得到胶态血浆替代溶液或血液制品为止。用在所有这些情况下的盐溶液优选为电解质平衡液,即,理想地应含有人体血浆中具有的所有电解质的溶液,即,数量上成比例且具有渗透活性浓度。
另外,这种盐溶液广泛地用于溶解或稀释要通过静脉施用的药物、营养素或额外的矿物质,且以预定的恒定速度进行输注(“载体溶液”)。
我们今天所理解的这种输注疗法仅在20世纪才实现,并且自第二次世界大战后开始广泛施用。但在欧洲,在过去很长时间里,输注溶液是由医院在使用之前混合并加热以消毒。之后,溶液由各医院的药房标准化和配制。在过去三十多年,这些都被工业化,这主要是出于成本的考虑(W.Druml,Wien.Klin Wochenschr.2005,117/3,67-70)。
制备和配制这种用于替代细胞外液和电解质的电解质平衡液的难点在于以下事实:一方面,必需模仿血浆的生理电解质模式(physiologicalelectrolyte pattern),即阳离子(钠、钾、钙和镁)和阴离子(氯化物、磷酸盐和碳酸氢盐)的浓度(对应于它们的重要性)[Zander et al.,-
Figure BDA0000090289260000021
siol.Intensivmed.Notfallmed.Schmerzther.2005,40,701-719],但另一方面,也要注意由于技术上和临床上所带来的限制因素。由于医师的和其它某些原因,特别是由于加热灭菌期间以及在普通塑料容器中使用期间碳酸氢盐的不稳定性,对于血浆相同的碳酸氢盐成分的需求仅可部分得到满足。其中,这可通过使用碳酸氢盐前体来代替碳酸氢盐或其理论上合适的盐。例如,乳酸盐、醋酸盐等有机阴离子,一旦输注到生物体就可代谢成碳酸氢盐,从而提供了碳酸氢盐,就适用于此目的。除了与碳酸氢盐的缺乏或替代相关的问题外,各溶液的摩尔渗透压浓度应当与血浆相匹配,从而避免细胞内和细胞外空间之间出现不期望的流体移动。另外,用于静脉输注的溶液必须不能具有任何显著的酸性或碱性,以确保输注后具有良好的局部耐受性,并且它们必须以不改变生理酸碱平衡的方式来构成。最后,血浆含有某些蛋白,这些蛋白本身不是电解质平衡液的一部分,但是为了实现电中性,其负电荷需要存在相反电荷的离子,而这在无蛋白质的电解质溶液中不能被完全相同地模仿。
因此,当前使用的所有电解质平衡液都是在与血浆相同的电解质模式的理想需求和溶液中实际存在的电解质模式之间作出妥协,并且它们没有满足或者仅部分地不完全满足上述其它需求。理想组分和实际组分之间的差别由于以下事实而更加加剧,即:为满足单个元素所作出的更大努力必然导致对其它元素的忽视。
在上述历史发展期间,输注溶液都是在医院本地制备的,因而现在存在各种具有不同组分的输注溶液,各自以其自身的方式来解决上述问题。但是,0.9%的氯化钠溶液(生理盐水)由于生产技术方面的原因(例如制备简单且成本低),已经在输注治疗中开始变成最常用的输注溶液了。而且,除了氯化钠之外,还有包含其它电解质的溶液,例如Ringer和Hartmann溶液(以它们的创造者来命名)以及乳酸Ringer(LR)溶液,LR溶液类似于Hartmann溶液含有乳酸盐离子。表1将这些输注溶液的组分与人血浆的电解质成分进行了对比(J.Boldt,Transfusion Altematives in TransfusionMedicine,2007,9,189-197)。
表1:不同输注溶液的组分(每个组分会随制造商和生产国而有所改变)
  电解质   血浆   0.9%NaCl   Ringer   LR   PlasmaLyte 148   Hartmann
  Na+[mmol/l]   140   154   154   131   140   129
  K+[mmol/l]   4.2   -   4.0   5.4   5   5
  Ca2+[mmol/l]   2.5   -   2.3   1.8   -   4
  Mg2+[mmol/l]   3   -   -   0.5   3   -
  磷酸盐[mmol/l]   1.25   -   -   -   -   -
  Cl-[mmol/l]   103   154   163   112   98   109
  乳酸盐[mmol/l]   1   -   -   27   -   29
  醋酸盐[mmol/l]   -   -   -   -   27   -
  Na+/Cl-比率   1.36   1.0   0.94   1.17   1.42   1.18
从表1中可以看出,与血浆组分相比,所列的溶液部分地不是“生理的”,因为其是由电解质的非生理性混合物构成的,即,不对应于血浆中的数量比率,或表现出与血浆不同的摩尔渗透压浓度,或具有其它区别。
此外,已知这些溶液部分具有显著副作用,或者已报道了使用这些输注溶液期间出现的并发症。因此,在输注了大量的这种不含碳酸氢盐的盐溶液的患者中观察到了酸碱平衡的相当大的变化,或者氯与钠的比率高于血浆中的比率。基于此,该现象被分类为“稀释性酸中毒”或“高氯性酸中毒”。如前所述,虽然缺乏碳酸氢盐可通过使用能代谢为碳酸氢盐的某些有机阴离子来补偿,并以第二方式来替代碳酸氢盐,但是这时需要的有机阴离子的量要小于能够将无机阴离子(例如氯化物)的比例降低至血浆相同水平所期望的量。因此,当氯离子被提供碳酸氢盐的有机阴离子部分地替代时,不能完全预防高氯性酸中毒,或者当使用较高浓度的提供碳酸氢盐的有机阴离子时,有发生因输注了不适当构成的输注溶液而引起碱中毒的风险。
其它并发症部分是由于许多当前使用的电解质溶液的摩尔渗透压浓度低于血浆的摩尔渗透压浓度而引起的,即所谓的“游离水”被过量供应。“游离水”是指不受相应离子部分限制的流体。当静脉输注时,“游离水”逐渐增加地透进身体组织并且有利于形成流体累积(“水肿”)。脑细胞对摩尔渗透压浓度的变化尤其敏感,表现为从嗜睡到脑病、甚至昏迷的脑症状。特别是在早产儿和足月婴儿中(与成年人相比,他们的脑质量占据体重的不相称的高份额),脑水肿会特别容易发生。当较大量的“游离水”以低渗输注溶液的形式被供应时,或者输注溶液与血浆相比具有太低的摩尔渗透压浓度时,在儿科中甚至出现死亡病例(A.I.Arieff,Paedia-tric Anaesthesia,1998,8,1-4)。头部受伤的患者也特别有危险,因为存在头部水肿恶化的风险,或者存在当使用低渗输注溶液治疗时脑压升高的风险。低渗输注溶液的典型代表是广泛施用的乳酸Ringer溶液。这种类型的溶液的另一个与可能的并发症相关的缺点是,如果存在严重的肝损伤(重症患者或重度休克病人常发生这种情况),溶液中所含的乳酸盐不能被代谢为碳酸氢盐。
而且,已经知道商购的输注溶液的输注具有不期望副作用,例如局部耐受性差以及与所混合药物的相容性问题。因此,大学和商业研究机构致力于开发和制备出一种适用于输注的电解质溶液,该溶液与血浆的生理电解质模式相当,可在制备过程中被加热灭菌,表现出高度的局部耐受性且与添加的药物具有高度的相容性,具有与血浆相同的摩尔渗透压浓度,并且不影响酸碱平衡。
因此,DE 32 24 823 A1公开了一种制备用于血液透析中的适合各单个疾病的电解质溶液的方法。该方法以9升母液作为起始,该母液含有45.5val的钠(Na+)、350mval的镁(Mg++)、12.25val的醋酸盐(CH3CO2 -)和33.6val的氯(Cl-)和任选的630至720g的葡萄糖,通过使用无菌单位的(sterile unit)3.5N氯化钠、氯化钾、氯化钙和/或醋酸镁溶液(对应于期望的浓度级别),来调节补足至10升,从而得到期望的最终内容物。
EP 0 613 688 B2公开了一种通过使用主要包含氯化钠和碳酸氢钠的基础浓缩液使透析液的组分单个地适用于不同的治疗需求的方法。
发明内容
因此,人们期望提供一种适宜血浆的、等渗的电解质平衡液,其尽可能地避免了现有电解质平衡液的那些缺点。因此,本发明的目的在于提供一种等渗的、适宜于血浆的电解质平衡液,其不会导致输注诱导的电解质体内平衡的破坏和酸碱平衡的破坏,并能显示出高度的局部耐受性。令人惊讶的是,已发现上述目的可通过权利要求1中所界定的电解质平衡水溶液来实现。此外,还惊讶地发现,本发明的电解质溶液解决了现有技术的上述问题,特别地,本发明的电解质溶液不会诱导输注部位周围的血管或组织的局部刺激。
因此,一方面,本发明涉及一种电解质平衡水溶液,其包含以下比例的离子:a)138至146mmol/l的钠,b)4至5mmol/l的钾,c)0.5至2.0mmol/l的钙,d)1.0至1.5mmol/l的镁,e)100至108mmol/l的氯化物,f)0.5至1.5mmol/l的磷酸盐,g)18至26mmol/l的葡萄糖酸盐,和h)20至28mmol/l的醋酸盐。
根据本发明,电解质平衡液的优选实施方式包含独立地对应于以下浓度的至少一个的离子比例:a)140至144mmol/l的钠,和/或b)4.3至4.7mmol/l的钾,和/或c)1.0至1.5mmol/l的钙,和/或d)1.1至1.4mmol/l的镁,和/或e)102至106mmol/l的氯化物,和/或f)0.8至1.2mmol/l的磷酸盐,和/或g)20至24mmol/l的葡萄糖酸盐,和/或h)22至26mmol/l的醋酸盐。
进一步优选地,本发明的电解质平衡水溶液的pH为5.0至8.0,更优选为6.0至7.0。更优选地,本发明的电解质平衡溶液的H2O的摩尔渗透压浓度为280至300mosmol/kg。
根据本发明,有利的是,以固体形式构成电解质混合物,通过将其溶解在水中而提供电解质溶液。这简化了运输,因为溶剂的重量和体积不需被一起运输。此外,这种做法可增加稳定性和保质期。
本发明还涉及包含以下比例离子的电解质混合物:a)24.5至25.9重量%的钠,b)1.21至1.51重量%的钾,c)0.15至0.61重量%的钙,d)0.19至0.28重量%的镁,e)27.3至29.5重量%的氯化物,f)0.18至0.54重量%的磷酸盐,g)27.1至39.1重量%的葡萄糖酸盐,和h)9.10至12.7重量%的醋酸盐,这些重量百分数每个都基于电解质混合物的总重量。
根据本发明,有利的是使用在相关药典的专论中推荐和包括的盐,例如欧洲药典和美国药典。
因此,在优选的实施方式中,所使用的盐选自氯化钠、醋酸钠x3H2O、磷酸氢钠x2H2O、D-葡萄糖酸钠盐、氯化钾、醋酸钾、D-葡萄糖酸钙x H2O和氯化镁x6 H2O。
本发明的电解质混合物,根据本发明通过溶解在水中并调节pH值,从而可被转化为电解质溶液。
因此,本发明进一步涉及制备本发明的电解质平衡水溶液的方法,其包括以下步骤:(i)将本发明的电解质混合物溶解在足以调节各电解质的摩尔浓度的量的水中;和(ii)调节溶液的pH值在5.0至8.0的范围。
由于本发明的电解质溶液是适宜血浆的平衡成分、等渗性和没有局部耐受性问题,因此该电解质溶液非常适合用作输注溶液,不仅用于静脉给药,而且用于皮下给药(“皮下输液”)。因此,本发明涉及该电解质平衡水溶液作为静脉或皮下输注溶液的用途。因此,已发现它可被有利地用来治疗低渗性或等渗性缺水,用于治疗细胞外液损失、血容量减少或休克,或用于胶态血浆替换后的间隙空间的补水,或者用作相容性电解质、营养素和药物的载体溶液。
因此,本发明还涉及一种药剂,其包含电解质平衡水溶液和任选的一种或多种选自如下一组的成分:氨基酸、碳水化合物、维生素、矿物质、羟乙基淀粉、明胶、白蛋白和用于输注的药品,该药品优选选自如下一组:抗生素、止痛药、镇静剂、神经松弛剂、止吐剂、阿片类药物、肌肉松弛剂、茶酚胺和其它具有心血管作用的药品。
本发明的药剂优选为用于治疗低渗性或等渗性缺水的药剂、用于治疗细胞外液损失的药剂、用于治疗血容量减少或休克的药剂、以及用于在胶态血浆替换后使间隙空间补水的药剂。
本发明进一步涉及电解质平衡水溶液作为局部洗液的用途,例如用于在手术操作期间的冲洗和清洁,用于创伤和烧伤的冲洗和清洁,用于体腔的冲洗,用于眼睛清洗,用于仪器的浸泡和清洁,以及用在造口护理中,或者用作相容的电解质、营养素和药物的载体溶液。
实施例
下列表2中所列的实施例是本发明制备的电解质溶液。
表2:制备实施例
  成分   实施例1:   实施例2:   实施例3:   实施例4:
  氯化钠   5.815g   6.195g   5.639g   5.902g
  醋酸钠x 3 H2O   3.266g   2.314g   2.382g   3.539g
  磷酸二氢钠x 2 H2O   0.156g   0.156g   0.156g   0.234g
  D-葡萄糖酸钠盐   3.817g   4.799g   5.454g   3.381g
  氯化钾   0.298g   -   0.186g   0.186g
  醋酸钾   -   0.491g   0.245g   0.196g
  D-葡萄糖酸钙x H2O   0.561g   0.897g   0.224g   0.561g
  氯化镁x 6 H2O   0.203g   0.203g   0.305g   0.254g
  输注用水   加至1000ml   加至1000ml   加至1000ml   加至1000ml
上述物质以实施例中所述的量被完全溶解在输注用水中并搅拌。随后,使用10ml的2N盐酸和5ml的2N醋酸的混合物来调节pH值至pH=6.5,使用输注用水将体积增加至1000ml,溶液随后被装进250ml的输注玻璃瓶中,该瓶具有瓶塞和凸缘(flange)。根据现有技术的已知方式对瓶子进行灭菌(例如在121℃灭菌20分钟)。

Claims (17)

1.一种电解质平衡水溶液,其包含以下比例的离子:
a)138至146mmol/l的钠,
b)4至5mmol/l的钾,
c)0.5至2.0mmol/l的钙,
d)1.0至1.5mmol/l的镁,
e)100至108mmol/l的氯化物,
f)0.5至1.5mmol/l的磷酸盐,
g)18至26mmol/l的葡萄糖酸盐,和
h)20至28mmol/l的醋酸盐。
2.如权利要求1所述的电解质平衡水溶液,其包含140至144mmol/l的钠。
3.如权利要求1或2所述的电解质平衡水溶液,其包含4.3至4.7mmol/l的钾。
4.如前述权利要求中至少一项所述的电解质平衡水溶液,其包含1.0至1.5mmol/l的钙。
5.如前述权利要求中至少一项所述的电解质平衡水溶液,其包含1.1至1.4mmol/l的镁。
6.如前述权利要求中至少一项所述的电解质平衡水溶液,其包含102至106mmol/l的氯化物。
7.如前述权利要求中至少一项所述的电解质平衡水溶液,其包含0.8至1.2mmol/l的磷酸盐。
8.如前述权利要求中至少一项所述的电解质平衡水溶液,其包含g)20至24mmol/l的葡萄糖酸盐。
9.如前述权利要求中至少一项所述的电解质平衡水溶液,其包含h)22至26mmol/l的醋酸盐。
10.如前述权利要求中至少一项所述的电解质平衡水溶液,其中,所述电解质平衡水溶液的pH为5.0至8.0。
11.如前述权利要求中至少一项所述的电解质平衡水溶液,其中,所述电解质平衡水溶液的pH为6.0至7.0。
12.一种电解质混合物,其包含以下比例的离子:
a)24.5至25.9重量%的钠,
b)1.21至1.51重量%的钾,
c)0.15至0.61重量%的钙,
d)0.19至0.28重量%的镁,
e)27.3至29.5重量%的氯化物,
f)0.18至0.54重量%的磷酸盐,
g)27.1至39.1重量%的葡萄糖酸盐,以及
h)9.10至12.7重量%的醋酸盐,这些重量百分数每个都基于电解质混合物的总重量。
13.一种制备权利要求1至11的至少一项所述的电解质平衡水溶液的方法,所述方法包括以下步骤:
将权利要求12所述的电解质混合物溶解在足以调节各电解质的摩尔浓度的量的水中;以及
调节溶液至pH值为5.0至8.0。
14.如权利要求1至11的至少一项所述的电解质平衡水溶液作为输注溶液的用途,特别是作为静脉或皮下输注溶液的用途。
15.一种药剂,其包含如权利要求1至11中至少一项所述的电解质平衡水溶液和任选的一种或多种选自如下一组的成分:氨基酸、碳水化合物、维生素、矿物质、羟乙基淀粉、明胶、白蛋白和用于输注的药品,所述药品是抗生素、止痛药、镇静剂、神经松弛剂、止吐剂、阿片类药物、肌肉松弛剂、茶酚胺和其它具有心血管作用的药品。
16.如权利要求15所述的药剂用于治疗低渗性或等渗性缺水的用途、用于治疗细胞外液损失的用途、用于治疗血容量减少或休克的用途、以及用于在胶态血浆替换后使间隙空间补水的用途。
17.如权利要求1至11中至少一项所述的电解质平衡水溶液作为局部洗液的用途,例如用于在手术操作期间的冲洗和清洁、用于创伤和烧伤的冲洗和清洁、用于体腔的冲洗、用于眼睛清洗、用于仪器的浸泡和清洁、以及用在造口护理中,或者用作相容的电解质、营养素和药物的载体溶液。
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