DE102011103394A1

DE102011103394A1 - Sauerstofftransportierende Nanopartikel

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Publication number: DE102011103394A1
Application number: DE201110103394
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: LANGE FLAIG IREN
Current assignee: LANGE FLAIG IREN
Priority date: 2011-05-29
Filing date: 2011-05-29
Publication date: 2012-11-29

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft submikroskopische Partikel zum Transport von Sauerstoff in wäßrigem Medium, Verfahren zu deren Herstellung, Arzneimittel enthaltend diese Partikel, insbesondere zur Verwendung als sauerstofftransportierender Blutersatz, sowie die Verwendung dieser Partikel in verschiedenen ausgewählten Indikationen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft submikroskopische Partikel zum Transport von molekularem Sauerstoff in wäßrigem Medium, insbesondere zur Konzentration von Sauerstoffmengen, die das natürliche Lösungsvermögen des wäßrigen Mediums signifikant überschreiten, ferner Verfahren zu deren Herstellung, Arzneimittel enthaltend diese Partikel, insbesondere zur Verwendung als sauerstofftransportierender Blutersatz, sowie die Verwendung dieser Partikel in verschiedenen ausgewählten Indikationen.
Sie nimmt Bezug auf die Patentanmeldungen, Druckschriften bzw. Nichtpatentveröffentlichungen WO 02/000162 , WO 02/000191 , DE 10 2007 005 191.5 , DE 10 2008 062 965.0 , DE 10 2011 010 415.1 1

1: Vom Amt ursprünglich durch einen mittlerweile korrigierten Fehler als DE 10 2011 010 950.1 geführt.

Flaig et al. 2005 (J Drug Del. Sci. Tech. 15(1): 59–63)

Traumata/Unfälle und invasive medizinische Verfahren können zu erheblichen Blutverlusten führen, die das Leben des Patienten unmittelbar gefährden. Während im Bereich der medizinischen und chirurgischen Verfahren in der jüngeren Vergangenheit erhebliche Fortschritte bei der Verringerung der notwendigen Anzahl und Schwere invasiver Eingriffe erzielt wurden, bleibt dennoch festzuhalten, dass

• Laparoskopie und andere minimalinvasive Verfahren besondere Instrumente und speziell ausgebildetes Personal erfordern;
• sie daher teuer und für die Verwendung außerhalb der Industrieländer nicht ohne weiteres geeignet sind;
• sie im Allgemeinen aufwändige Planung erfordern und daher für Notfallmaßnahmen auch bei grundsätzlicher Verfügbarkeit der Technologie nicht gut geeignet sind; und
• sie lege artis immer unter Bedingungen der Operationsbereitschaft erfolgen sollten, um im Fall von Problemen auf einen herkömmlichen Eingriff zurückzugreifen.

Überdies sind größere chirurgische Eingriffe wie z. B. Transplantationen, Amputationen etc. per se für minimalinvasive Verfahren ungeeignet, und auch im Bereich der Unfallchirurgie/Traumatologie ist nur selten ein minimalinvasives Verfahren anwendbar. Rezyklierungsverfahren (Entfernung von Fibrin aus vergossenem Patientenblut zur Reinfusion) werden gegenwärtig erprobt, aber abgesehen von hygienischen Problemen sind auch sie teuer und schwierig einzusetzen. Traumata und Unfallverletzungen sind überdies grundsätzlich unvorhersehbar und müssen mit den jeweils gerade verfügbaren Mitteln behandelt werden.
Es bleibt also die Notwendigkeit, einen Patienten, der lebensbedrohliche Blutverluste erlitten hat, im Hinblick auf seine Kreislaufsituation zu stabilisieren. Als Sofortmaßnahme zur Vermeidung des Kreislaufkollaps werden sogenannte Volumenersatzmittel wie beispielsweise Kochsalz-Dextran-Lösungen verwendet; jenseits davon ist zur Sicherstellung eines hinreichenden Maßes an Sauerstofftransport die Bluttransfusion derzeit noch die einzige anwendbare Alternative.
Bluttransfusion stellt ein einfaches und sehr bewährtes Verfahren dar, das jedoch mit den folgenden Nachteilen behaftet ist:

(1) Malthusisches Dilemma: In den Industrieländern steigen die Spenden jährlich um 2–3%, während der Bedarf aufgrund der Alterung der Bevölkerung und der sich daraus ergebenden zunehmenden Notwendigkeit für invasive Eingriffe jährlich um 6–8% steigt.
(2) Mangelnde organisatorische Verlässlichkeit: Da Transport und Lagerung von Blut technisch und organisatorisch aufwändig sind, sind sie nicht in allen Gegenden der Welt gewährleistet.
(3) Infektionen: Bluttransfusionen gehören zu den wichtigsten Quellen von HIV- und Hepatitis-C-Neuinfektionen, insbesondere in Entwicklungsländern. Weiterhin gibt es keine praktikablen Verfahren zur Prüfung auf prionen-übertragene Krankheiten wie z. B. die Creutzfeld-Jacob-Erkrankung («Rinderwahnsinn»), oder andere Krankheiten, die mögliche Probleme für die Blutversorgung darstellen können, darunter Pocken, SARS und emergente Krankheiten. Insoweit überhaupt validierte Tests zur Routinedetektion von Pathogenen verfügbar sind, sind sie oftmals teuer und treiben dadurch die Gesamtkosten der medizinischen Versorgung weiter in die Höhe. Es bleibt festzuhalten, dass Bluttransfusionen grundsätzlich immer ein Infektionsrisiko darstellen werden. Aus diesem Grund wird die Technik der Eigenblutspende immer beliebter, aber sie ist natürlich auf langfristig planbare Eingriffe in einem hochtechnisierten Umfeld beschränkt.
(4) Notfälle im großen Maßstab: Im Kontext militärischer Auseinandersetzungen ist es oftmals unmöglich, schnelle Bluttransfusionen zu gewährleisten. Im Kontext ziviler Katastrophen, z. B. nach größeren Unfällen oder Naturkatastrophen wie etwa Erdbeben, ist aufgrund der begrenzten Lagerungsfähigkeit von Blutkonserven selbst bei optimaler Logistik eine Verknappung an Blutkonserven zu erwarten.
(5) Mangelnde Effizienz: Der Patient benötigt die Sauerstofftransportkapazität im Moment der Transfusion – aufgrund der Erschöpfung an 2,3-Diphosphoglyzerat erreicht nach der Lagerung transfundiertes Blut seine volle Sauerstofftransportkapazität jedoch erst im Laufe von etwa 24 Stunden.
(6) Kulturelle Probleme: Eine erhebliche Anzahl von Patienten lehnen Bluttransfusionen aus religiösen oder kulturellen Gründen ab. Im allgemeinen scheint dieses Problem just in den Gegenden am ausgeprägtesten zu sein, in denen die technischen und organisatorischen Probleme ohnehin schon am größten sind.

Die «Nachzucht» von Erythrozyten aus Stammzellkulturen wurde diskutiert, jedoch führt diese schwierige, und bislang kaum gemeisterte Technologie zu Problemen technischer, wirtschaftlicher und ethischer Art und kann daher in absehbarer Zukunft das Problem ebenfalls nicht lösen.
Infolgedessen gibt es einen unbefriedigten Bedarf an sauerstofftransportierenden Ersatzstoffen, die Sauerstofftransport im natürlichen Blutgefäßsystem einschließlich Aufnahme in der Lunge und Abgabe im Gewebe sicherstellen können, bis das hämatopoietische System des Patienten – ggf. durch Erythropoietin kurzzeitig stimuliert – die Verluste durch Neubildung ausgleichen kann. Reines Hämoglobin kann hierzu nicht verwendet werden, da es die Nieren schädigt, bei der im Plasma noch problemlos löslichen Konzentration aufgrund der Verdünnung ein ungenügendes Sauerstoffbindungsvermögen besitzt und außerdem das Stickoxydsignalsystem des Endothels stört; dies scheint mit der indirekten Beteiligung der Erythrozyten an der Immunabwehr zusammenzuhängen: Lyse von Erythrozyten durch Pathogene und daraus resultierende Freisetzung von Hämoglobin führen zur Bildung antimikrobiell wirksamer, zugleich aber auch gewebsschädlicher freier Radikale. Im großen und ganzen scheinen die Wirkungen freien Hämoglobins mit Symptomen der Hämolyse vergleichbar zu sein.
Einige weitere Funktionen von Erythrozyten seien der Vollständigkeit halber genannt: Scherkräfte in engen Gefäßen bewirken Freisetzung von ATP aus Erythrozyten, das zur Vasodilatation und damit Normalisierung des Blutstroms führt; bei der Deoxygenierung ihres Hämoglobins setzen Erythrozyten S-Nitrosothiole frei, die gleichfalls vasodilatative Wirkungen haben und damit die Perfusion sauerstoffbedürftiger Gewebe verbessern; und nach neusten Forschungen führen Scherkräfte auch zur Bildung von Stickoxyd aus Arginin wie in den Endothelzellen sowie von gleichfalls vasodilatativ wirkendem Schwefelwasserstoff, wohl ebenfalls zur Steuerung des Gefäßtonus. Bein gegenwärtigen Stand der Technik ist an eine Nachbildung dieser Feinsteuerungsfunktionen durch Blutersatzmittel noch nicht zu denken, und tatsächlich sind diese Aufgaben von minderem Interesse, da sie hauptsächlich Belastungsreaktionen betreffen und in der Situation. eines Patienten mit erheblichem Blutverlust durch körperliche Ruhe und entsprechende medikamentöse Steuerung hier für eine Entlastung gesorgt werden kann. Es bleibt also primär udn essentiell bei der Notwendigkeit der Nachbildung der quantitativ bei weitem bedeutendsten Funktion der Erythrozyten, des Sauerstofftransports.
Die Forschung kozentriert sich derzeit auf zwei Ansätze: Perfluorkohlenstoffbasierte (PFC, perfluoro compounds der angelsächsischen Literatur) und hämoglobinbasierte (HG) Blutersatzmittel.
HG-Blutersatzmittel verwenden eine große Anzahl verschiedener Strategien zur «Verträglichmachung» des nicht in Erythrozyten eingeschlossenen Hämoglobins einschließlich von Quervernetzung, Polymerisierung und Verkapselung, wobei typischerweise auch berücksichtigt wird, dass der natürliche Erythrozyt nicht ein einfacher Behälter für Hämoglobin ist, sondern – wie bereits oben angesprochen – eine komplexe Struktur mit zahlreichen biochemischen Funktionen.
Zu den bekanntesten Produkte aus dem HG-Bereich gehören, jweils mit Nennung des aktuellen Entwicklungsstatus, soweit bekannt:

• Hemopure (Biopure Corp.): Chemisch stabilisiertes, quervernetztes Rinder-HG in Kochsalzlösung. Entwicklung aufgegeben.
• Oxyglobin (Biopure Corp.): Chemisch stabilisiertes, quervernetztes Rinder-HG in Kochsalzlösung. Nur zur tiermedizinischen Verwendung.
• Polyheme (Northfield Laboratories): HG-basierter Sauerstoffträger. FDA-Zulassung verweigert.
• Hemospan (Sangart): PEG-konjugiertes HG. Derzeit in Phase II.
• Dextran-Haemoglobin (Dextro-Sang Corp.): Dextrankonjugiertes HG. Derzeit in Phase II.
• Hemotech (HemoBiotech): Zusammensetzung nicht veröffentlicht. Derzeit in Phase I.
• Fluorasol-DA (Green Cross): 1994 wegen schwieriger Handhabung, begrenzten klinischen Nutzens und ernster Komplikationen vom Markt genommen.
• HemAssist (Baxter International): 1998 aufgrund unerwartet hoher Mortalität vom Markt genommen.
• Hemolink (Hemosol, Inc.): Phase-III-Studien im Jahr 2003 abgebrochen.

Offenbar ist das Hämoglobinsystem von der Natur für die molekulare Umgebung optimiert, in der es normalerweise vorliegt – bzw. auch das Gefäßsystem mit sienen Feinregulationsmechanismen auf in Erythrozyten eingeschlossenes Hämoglobin ausgelegt –, und Versuche, es auf künstliche Trägerstrukturen zu übertragen, stoßen daher auf grundsätzliche Hindernisse, die in erster Linie nicht mit der Sauerstofftransportfunktion zu tun haben, sondern mit der Integration der hämoglobinbasierten Träger in den Organismus. Es wird an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass aufgrund der geringen Dauer und Anzahl der Prüfungen und Studien bislang noch keine langfristigen Follow-ups bezüglich der immunologischen Konsequenzen verfügbar sind, aber die allgemeine Erfahrung zu einem gewissen Maß an Skeptizismus bezüglich des Einbringen von nichtmenschlichem Hämoglobin – oder überhaupt von größeren Mengen irgendeines nichtmenschlichen Proteins – in den Kreislauf gemahnt. Dass auch auf diesem Gebiet religiöse und kulturelle Vorbehalte sowie emotionale Barrieren bestehen, sei nur am Rande erwähnt. Die Verwendung menschlichen Hämoglobins hingegen bringt die Entwicklung im großen und ganzen zum Ausgangspunkt zurück, mit den typischen organisatorischen Nachteilen der Humanblutspende, sofern nicht rekombinantes Hämoglobin verwendet wird, was wiederum aufwändig und teuer ist und seinerseits von großen Teilen der Bevölkerung mißtrauisch beäugt wird.
Der besondere Reiz von PFC-basierten Sauerstoffträgern besteht darin, dass sie nicht nur das grundsätzliche Potential haben, die meisten dieser Probleme von vornherein zu vermeiden und überdies hitzesterilisierbar und als rein chemische Produkte in nur durch die Kapazität der Herstellungsanlagen begrenzten Mengen verfügbar sind, sondern auch eine sehr hohe Sauerstofftransportfähigkeit bei ansonsten nahezu kompletter biologischer Inaktivität besitzen: Die spezifische Sauerstoffbindekapazität von PFC beträgt ein Mehrfaches (der Faktor 7 wird im Stand der Technik häufig als Anhaltspunkt genannt) der von Hämoglobin; PFC-Lösungen können infolgedessen so viel Sauerstoff aufnehmen, dass Menschen und nichtmenschliche Säuger sauerstoffgesättigte PFC-Gemische atmen können («liquid breathing»). PFCs sind jedoch schlecht wasserlöslich und mischen sich infolgedessen auch nicht mit dem Blutplasma, weswegen Emulsionen hergestellt werden müssen, in denen die PFCs im wäßrigen Milieu fein verteilt sind. Diese Suspensionen werden dann mit Antibiotika, Vitaminen, Nährstoffen, Salzen und verschiedenen Hilfsstoffen und Stabilisatoren vermischt, was Gemische ergibt, die typischerweise mehr als 60–80 Inhaltsstoffe umfassen und dementsprechend aufwändig in Produktion, Kontrolle und Erhaltung sind, aber immerhin grundsätzlich imstande sind, viele lebenswichtige Funktionen natürlichen Blutes zu übernehmen.
Fluosol ist derzeit das einzige von der U. S. Food and Drug Administration (FDA) zur medizinischen Anwendung im Kreislauf zugelassene Blutersatzmittel (NDA N860909, 1989). Die Hauptbestandteile sind Perfluordekalin und Perfluortripropylamin in Fluosol-DA und Perfluortributylamin in Fluosol-43; in beiden Produkten liegen die PFCs in Farm einer Albuminemulsion vor. Es wurde in Japan entwickelt und erstmalig 1982 in den USA an Patienten, die aus religiösen Gründen keine Bluttransfusion akzeptierten, getestet. Trotz der gegenüber Hämoglobin höheren intrinsischen Sauerstofftransportkapazität der PFCs müssen mit Fluosol behandelte Patienten mit Reinsauerstoff beatmet oder unter erhöhtem atmophärischen Druck gehalten werden. Fluosol gilt als vielversprechend für die Behandlung von Angina pectoris und Myokardinfarkt – wobei seine geringe Viskosität es im Kontext arterieller Stenosen besonders interessant macht –, Kohlenmonoxydvergiftung und Sichelzellanämie, jedoch gibt es auch Hinweise auf eine immunsuppressive Wirkung, die je nach Situatio erwünscht oder unerwünscht sein kann. Die Zulassung durch die FDA und die Behörden mehrerer anderer Länder war primär nicht auf die Vermeidung allogener Bluttransfusionen gerichtet, sondern auf die unterstützende Verwendung bei der Koronarangioplastie (PTCA), um der Behinderung der Myokardsauerstoffversorgung, die zu ST-Streckenelevationen im EKG, Angina und verringertem Ausstoßvolumen Führt, zu begegnen; tatsächlich verringerte die Anwendung von Fluosol diese Symptome und erlaubte längere Behandlungszeiten während der Angioplastie. Von 1989 bis 1992 wurde Fluosol in diesem Kontext an mehr als 40 000 Patienten getestet. Aufgrund von Schwierigkeiten mit der Lagerung der Fluosol-Emulsion (gefrorene Lagerung und Auftauen) sank seine Popularität, umso mehr, als der Strahlenbelastung bei der PTCA immer mehr Aufmerksamkeit geschenkt wurde und aus diesem Grund eine möglichst schnelle PTCA unabhängig von Problemen der Sauerstoffversorgung des Myokards als Zielvorgabe formuliert wurde, und die Produktion von Fluosol wurde 1994 schließlich eingestellt.

Aufgrund der verflossenen Zeit lassen sich keine autoritativen Erklärungen über die Zusammensetzung mehr finden. Die Zusammensetzung wird von verschiedenen Quellen wie folgt angegeben:

Inhaltsstoff	Gehalt (Gew.-%)	Funktion
Perfluordekalin	14	Sauerstoffträger
Perfluortripropylamin	6,0	Sauerstoffträger
Pluronic^® F-68	2,72	Emulgator
Lecithin	0,4	Emulgator
Kaliumoleat	0,032	Emulgator
Glycerin	0,8	Kälteschutzmittel
NaCl	0,6	Puffer
NaHCO₃	0,21	Puffer
Glukose	0,18	Puffer
MgCl₂	0,043	Puffer
CaCl₂	0,036	Puffer
KCl	0,034	Puffer

Andere Quellen erwähnen überdies geringe Anteile an D-Sorbitol und Natriumlaktat. In jedem Fall handelt es sich um ein komplexes Gemenge der PFCs mit – teilweise schlecht definierten – organischen und anorganischen Hilfsstoffen.
Zu den gegenwärtig in aktiver Entwicklung begriffenen PFC-Blutersatzmitteln gehören:

• Oxygent (Alliance Pharmaceuticals): Perfluordekalin (C₁₀F₁₈) ist umgeben von Lecithin als oberflächenaktiver Substanz in einer wasserbasierten Lösung; das Lecithin wird intrazellulär abgebaut. Gegenwärtig in Europa und den USA in Phase-II-Studien; zielt auf Senkung des Bedarfs an Blutkonserven bei chirurgischen Eingriffen. Die bisherigen klinischen Studien waren ermutigend, aber eine neue klinische Studie deutete zur Verwendung von Oxygent in der Herzchirurgie deutet auf eine gegenüber der Normalversorgung erhöhte Schlaganfallsgefahr hin.
• Oxycyte (Oxygen Biotherapeutics): F-tert-Butylcyclohexan, eine gesättigte alizykische PFC-Verbindung (C₁₀F₂₀), ist der wirksame Inhaltsstoff. Gegenwärtig in den USA in Phase II. Wird primär als Sauerstofftherapeutikum betrachtet, wobei an der Virginia Commonwealth University eine kleine Studie zur Verwendung bei Schädel-Hirn-Trauma erfolgreich war.
• PHER-O2 (Sanguine Corp.): Keine Daten verfügbar.
• Perftoran (Russland): Basiert auf Perfluordekalin (C₁₀F₁₈). In Russland 1996 zur klinischen Anwendung zugelassen, in Mexiko 2005 als PERFTEC von KEM Laboratory (Mexiko).

Typischerweise sind bei all diesen Blutersatzmitteln die Tröpfchen oder Partikel, die die PFCs enthalten, sphärisch und mit einem Durchmesser in der Größenordnung von 0.2–0.3 μm entsprechend einem Volumen im Bereich von 4–15 al bei einer Oberfläche von 100–300 nm², dies ergibt ein Oberfläche: Volumen-Verhältnis im Bereich von 20–30 nm²/al. Im Vergleich hierzu haben die etwa scheibenförmigen Erythrozyten ein Volumen im Bereich von 70–100 fl bei einer Oberfläche von 10–20 μm², dies ergibt ein Oberfläche: Volumen-Verhältnis im Bereich von 1,5–2 nm²/al. Hierbei ist die Erythrozytengröße verschiedener Wirbeltiergruppen tendenziell, wiewohl ohne strenge Korrelation, umgekehrt korreliert mit dem Grad an physischer Aktivität, auch besitzen hochaktive Gruppen oftmals Erythrozytenformen und/oder -strukturen, die die Oberfläche vergrößern, was darauf hindeutet, dass die durch das Oberfläche:Volumen-Verhältnis bedingte Gasaustauschrate zu den begrenzenden Faktoren für die effektive Sauerstofftransportleistung gehört. Ohne Beschränkung auf die Theorie wird hierbei vermutet, dass die für Fluosol beschriebene Ineffizienz des Systems, die Reinsauerstoff- bzw. Überdruckbeatmung erforderlich macht, eine direkte Folge einer ungenügenden Gasaustauschrate sein kann.
Es sollte hierbei nicht vergessen werden, dass die Erythrozytenmembran biochemisch aktiv ist und den Stoffaustausch unterstützt, wie auch die Kooperativität des tetrameren Hämoglobins (bei allen Wirbeltieren außer den phylogenetisch primitiven und physiologisch nicht sehr aktiven Myxiniden) dies tut, die eine sigmoide Bindungskurve ergibt. Insofern ist also keine direkte Vergleichbarkeit der Geometrien zwischen Erythrozyten und PFC-Suspensionströpfchen gegeben; Festzuhalten ist jedoch, dass eine geringe Größe der PFC-haltigen Partikel von Vorteil ist, einerseits aufgrund des verbesserten Gasaustauschs – wobei in erster Linie aufgrund des Fehlens des kooperativen Effekts und anderer molekularer Unterstützungsmechanismen bei PFC zur Sicherstellung einer wirklich effizienten Sauerstoffversorgung davon auszugehen ist, dass ein im Verhältnis zu Erythrozyten erheblich höheres Oberfläche: Volumen-Verhältnis erforderlich ist –, andererseits, da eine geringe Größe die Kapillarpassage erleichtert und die Lieferung des Sauerstoffs direkt ans Gewebe verbessern kann, was wiederum insbesondere in Abwesenheit eines kooperativen Effekts zwischen den Sauerstoffträgermolekülen von Bedeutung ist. Jedoch ist keine beliebig geringe Größe von Suspensionströpfchen erreichbar, einerseits aus Gründen der physikalischen Stabilität, andererseits wegen der Verluste infolge renaler Filtration. Die komplexe Struktur des renalen Ultrafilters bedingt, dass keine präzise Ausschlussgröße angegeben werden kann, aber aus dem Stand der Technik ist z. B. bekannt, dass das Bence-Jones-Protein mit einem effektiven Durchmesser von knapp 3 nm zu praktisch 100% in den Primärharn übergeht (Walter F. Boron, Emile L. Boulpaep. Medical Physiology: A Cellular And Molecular Approach. Elsevier/Saunders. ISBN 1-4160-2328-3. Page 761), und unsere eigenen Forschungen an Drug-Delivery-Systemen zeigen, dass auch bei einem effektiven Durchmesser von rund 10 nm, durch Membranfiltration bestimmt, noch mit einer beinah sofortigen renalen Elimination zu rechnen ist.
Es stellt sich überdies die Frage nach der Elimination durch Aufnahme ins retikuloendotheliale System, welche bei nanopartikulären Arzneimitteltransportsystemen einen wichtigen Gesichtspunkt darstellt. Ohne Beschränkung auf die Theorie wird hierbei vermutet, dass die bei Fluosol beschriebene immunsuppressive Wirkung eine Folge einer solchen Aufnahme sein kann.
Bei alledem darf nicht vergessen werden, dass die Situation bei Blutersatzmitteln sich von der bei Drug-Delivery-Systemen insofern grundlegend unterschiedet, als Sauerstoffträger im Gegensatz zu diesen für eine möglichst langfristige Zirkulation wobei die erwünschte Frist anwendungs- und situationsabhängig ist, aber die biologische Halbwertszeit allgemein mindestens 24–48 Stunden betragen sollte; bei einer solchen biologischen Halbwertszeit ist auch eine Verwendung nicht anstelle von, sondern zusammen mit Blutkonserven, sofern solche verfügbar sind, möglich und sinnvoll, da bei einmaliger Gabe zusammen mit Konservenblut der synthetische Träger die aufgrund der lagerungsbedingten Erschöpfung an 2,3-Diphosphoglyzerat anfangs noch mangelnde Sauerstofftransportfähigkeit der transfundierten Erythrozyten überbrücken kann – im Blutkreislauf geeignet sein müssen. Hierzu gehört schließlich und letztlich auch, dass die PFCs auf eine solche Weise in die Matrix des Trägermaterials eingebettet sein müssen, dass sie nicht zu schnell aus denselben hinausdiffundieren und über die Atmung aus dem Organismus ausgeschieden werden; dabei sollte angemerkt werden, dass PFCs zwar, auch aufgrund ihrer Reaktionsträgheit, im großen und ganzen als biologisch unbedenklich gelten und die ihnen zugeschriebenen ökotoxischen Wirkungen bei den in der klinischen Anwendung verwendeten Mengen vernachlässigbar sind, von vielen Substanzen dieser Gruppe jedoch Akkumulation im Fettgewebe sowie im Zentralnervensystem beschrieben worden ist und verschiedene Quellen einerseits die strukturelle Ähnlichkeit mit Narkotika, andererseits die vermutete Korrelation zwischen PFC-Exposition und einer Häufung von verschiedenen eher unspezifischen Stoffwechselbeschwerden herausstellen und im Stand der Technik auch karzinogene Wirkungen bereits vermutet worden sind, weswegen eine Freisetzung der PFCs aus den Trägerstrukturen möglichst weitgehend eingedämmt werden saute – was wiederum umso schwieriger ist, je kleiner die Tröpfchen oder Partikel sind.
Die Größe der Tröpfchen oder Partikel stellt bei suspensionsbasierten PFC-Sauerstoffträgern somit stets einen Kompromiss zwischen verschiedenen Anforderungen dar, der die effektiv nutzbare Gasaustauschrate limitiert, indem kleinere Partikel zwar bessere Gasaustauschraten und günstigere Diffusionsverhältnissen in Kapillaren erreichen, andererseits jedoch geringere biologische Halbwertszeit der Partikel und rascheren Verlust der aktiven Substanz aus den zirkulierenden Partikeln bedingen. Solche Verluste durch kontinuierliche Reinfusion auszugleichen, ist einerseits aufgrund des Aufwandes und der damit einhergehenden Kosten einer sterilen und pyrogenfreien Sauerstoffträgerlösung und der in Krisensituationen ungünstigen Notwendigkeit zum Transport der vielfachen Mengen, andererseits im Hinblick auf die mögliche Aufnahme in Fettgewebe und retikuloendotheliales System, welche bei einmaliger Infusion tragbar, bei Dauerinfusion hingegen bedenklich ist, keine akzeptable Alternative.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein biokompatibles System zum Transport von Sauerstoff in wäßrigem Medium, insbesondere zur Konzentration von Sauerstoffmengen, die das natürliche Lösungsvermögen des wäßrigen Mediums signifikant überschreiten, im Blut bereitzustellen, das höhere spezifische Sauerstoffaustauschraten mit der Umgebung und günstigere Diffusionsverhältnisse in Kapillaren als die aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen erreicht, dabei zugleich aber eine für die Nutzung als Blutersatzmittel hinreichend lange Verweildauer im Organismus, typischerweise eine biologische Halbwertszeit von mindestens 24 Stunden, erreicht und den Verlust an wirksamer Substanz aus den zirkulierenden Partikeln minimiert. Im Interesse einer einfacheren sterilen und pyrogenfreien Herstellung, höheren Haltbarkeit auch unter schwankenden Umweltbedingungen und leichteren Standardisierung ist es hierbei überdies wünschenswert, dass das System aus möglichst wenigen, einfachen und wohldefinierten Komponenten besteht und insbesondere keinen Emulsionscharakter hat.
Die Aufgabe wird durch ein System gelöst, das eine Perfluorverbindung als «Nutzlast» in einem besonderen wasserlöslichen Kolloid enthält, dessen Oberfläche: Volumen-Verhältnis höher als bei den aus dem Stand der Technik bekannten Emulsionen und emulsionsartigen Systemen ist, während zugleich die Natur des Kolloids die Elimination der Partikel und den Verlust von Substanz aus den Partikeln mindert.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein nanomolekulares Transportsystem für molekularen Sauerstoff, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Perfluorverbindung gemäß nachfolgender Definition in einem wasserlöslichen Kolloidsystem enthält.
Der Begriff «Kolloid» ist hierbei aus dem Stand der Technik bekannt; im Kontext der vorliegenden Erfindung wird hierunter insbesondere eine molekulare Struktur im Größenbereich zwischen 8,1. nm entlang der kleinsten und 10 μm entlang der größten Achse, vorzugsweise zwischen 1 nm entlang der kleinsten und 1 μm entlang der größten Achse verstanden, deren Form, Stabilität und Bewegungen in wesentlichem Maß durch chemische Kräfte wie z. B. kovalente Bindungen, ionische Wechselwirkungen, hydrophobe Wechselwirkungen wie z. B. die eine Lipiddoppelschicht im wäßrigen Milieu stabilisierenden Wechselwirkungen, Van-der-Waals-Kräfte und sterische Behinderung der Bewegung von Molekülketten bestimmt wird, z. B. Liposomen und monomolekulare Strukturen wie etwa Bdellosomen gemäß der Offenbarung in WO 02/000162 , WO 02/000191 , DE 10 2007 005 191.5 und DE 10 2008 062 965.0 .
Als «Perfluorverbindungen» werden hierbei in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik alle organischen Verbindungen bezeichnet, in denen die kohlenstoffgebundenen Wasserstoffatome vollständig durch Fluoratome ersetzt sind, darunter ohne Beschränkung darauf Perfluorcarbone einschließlich von linearen und zyklischen Perfluorcarbonen wie z. B. Perfluordekalin (C₁₀F₁₈) und F-tert-Butylcyclohexan (C₁₀F₂₀), Perfluoramine wie z. B. Perfluortributylamin und Perfluortripropylamin, Perfluortenside (PFT) einschließlich der perfluorierten Alkylsulfonate (PFAS) mit dem bekanntesten Vertreter Perfluoroctansulfonat (PFOS) und der perfluorierten Carbonsäuren (PFCA) mit dem bekanntesten Vertreter Perfluoroctansäure (PFOA) und die Ester und Ether von perfluorierten Carbonsäuren und perfluorierten Alkoholen – ausdrücklich einschließlich von Triglyzeriden und anderen Lipiden, die mindestens eine Perfluorsäurekette enthalten –, sowie, wiewohl weniger bevorzugt, alle organischen Verbindungen, in denen wenigstens entlang einer zusammenhängenden Kette von mindestens 75%, vorzugsweise mindestens 80% und besonders bevorzugt mindestens 85%, z. B. mindestens 90%, der Kohlenstoffatome des Moleküls sämtliche kohlenstoffgebundenen Wasserstoffatome durch Fluoratome ersetzt sind, darunter ohne Beschränkung darauf die Fluortelomeralkohole (FTOH) der allgemeinen Formel CF₃(CF₂)CH₂CH₂OH sowie ω-hydroxyperfluorcarbonsäuren der allgemeinen Formel HOOC(CH₂)_(0,1)(CF₂)_n(CH₂)_(0,1)OH. Hierbei ist es bevorzugt, wenn die Perfluorverbindung eine Perfluorcarbonverbindung ist, und besonders bevorzugt, wenn es sich um Perfluordekalin oder ein Derivat desselben, z. B. Perfluordekalin, handelt.
Als «wasserlöslich» wird das Kolloid hierbei in dem im Stand der Technik gebräuchlichen Sinn bezeichnet, insbesondere, wenn es imstande ist, sich in einem wäßrigen Milieu dergestalt zu verteilen, dass die einzelnen in wesentlichem Maß durch chemische Kräfte definierten Partikel bei hinreichender Verdünnung ohne signifikanten Kontakt miteinander existieren, typischerweise, wenn das Kolloid ein hydrophiles Kolloid ist, ohne Beschränkung darauf insbesondere, wenn die Oberfläche des Kolloidpartikels imstande ist, einen lösungsartigen Zustand ähnlich Sol oder Emulsion auszubilden, z. B. durch Bildung einer Hydrathülle um das Partikel.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der strukturgebende Anteil des Kolloids, in der vorliegenden Anmeldung als «Matrix» bezeichnet, mindestens eine hydrophile und eine hydrophobe Zone, wobei es bevorzugt ist, dass die Außenschicht bzw. Oberfläche des Kolloidpartikels hydrophil ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Perfluorverbindung an die Matrix des Kolloidsystems gebunden, beispielsweise durch Stapelkräfte, hydrophobe Wechselwirkungen und/oder sterische Behinderungen.
Besonders bevorzugt ist es hierbei, das die Perfluorverbindung mit der Matrix des Kolloidsystems durch nichtkovalente Kräfte verbunden ist, Insbesondere durch elektrostatische Kräfte.
Es ist speziell bevorzugt, wenn diese Bindungskräfte Stapelkräfte zwischen aromatischen Ringsystemen umfassen. Als «Stapelkräfte» (π – π-Kräfte) werden hierbei die nichtkovalenten Interaktionen zwischen aromatischen Elektronensystemen räumlich benachbarter Moleküle oder Molekülteile bezeichnet, die durch die inter- bzw. intramolekularen Überlappungen der p-Orbitale der konjugierten π-Elektronensysteme zustande kommen. Ohne Beschränkung durch die Theorie wird hierbei angenommen, dass solche Interaktionen die Einlagerung von kleineren Molekülen zwischen den Ketten der Matrix stabilisieren können.
In einer weiteren speziell bevorzugten Ausführungsform umfassen die Bindungskräfte zwischen der Matrix und der Perfluorverbindung hydrophobe Wechselwirkungen. Dieser Begriff ist dem Fachmann geläufig.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Bindungskräfte zwischen der Matrix und der Perfluorverbindung sterische Behinderungen durch die Struktur der Matrix.
Als «sterische Behinderungen» werden hiermit sämtliche Behinderungen der freien Bewegung von Molekülen oder Teilen davon verstanden, die auf eine räumliche Blockade durch andere Moleküle oder Teile davon zurückzuführen sind, insbesondere Behinderungen der Diffusion durch verflochtene Polymerketten.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Matrix eine Lipidmembran, vozugsweise ein Lipidmembranvesikel und besonders bevorzugt ein multilamellares Lipidmembranvesikel.
Hierbei ist bevorzugt, dass die Matrix ein Lipidmembranvesikel mit einem Durchmesser von maximal 250 μm, vorzugsweise maximal 200 nm und besonders bevorzugt maximal 150 nm, z. B. maximal 100 nm umfasst, insbesondere maximal 75 nm, z. B. maximal 50 nm, und ganz besonders bevorzugt maximal 40 nm, z. B. maximal 30 nm, beispielsweise maximal 25 nm. Zugleich ist hierbei bevorzugt, dass der Durchmesser des Lipidmembranvesikels mindestens 5 nm beträgt, z. B. mindestens 10 nm, vorzugsweise mindestens 15 nm und besonders bevorzugt mindestens 20 nm.
In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt das Volumen des Vesikels maximal 10 al, vorzugsweise maximal 8 al und besonders bevorzugt maximal 3 al, z. B. maximal 1 al, insbesondere maximal 500 zl, z. B. maximal 200 zl, und ganz besonders bevorzugt maximal 100 zl., z. B. maximal 30 zl, beispielsweise maximal 10 zl.
In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Oberfläche des Vesikels maximal 300 nm², vorzugsweise maximal 200 nm² und besonders bevorzugt maximal 130 nm², z. B. maximal 70 nm², insbesondere maximal 30 nm², z. B. maximal 10 nm² und ganz besonders bevorzugt maximal 5 nm², z. B. maximal 3 nm², beispielsweise maximal 2 nm².
In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt das Oberfläche: Volumen-Verhältnis des Vesikels mindestens 20 nm²/al, vorzugsweise mindestens 30 nm²/al und besonders bevorzugt mindestens 50 nm²/al, z. B. mindestens 80 nm²/al, insbesondere mindestens 120 nm²/al, z. B. mindestens 150 nm²/al, und ganz besonders bevorzugt mindestens 200 nm²/al, z. B. mindestens 220 nm²/al, beispielsweise mindestens 250 nm²/al.
Herbei verstehen sich Durchmesser und Volumen als die Dimensionen eines geometrischen Körpers, der von der hydrophilen äußeren Grenzschicht der Membran gebildet wird, also einschließlich der Lipidmembran selber, jedoch ohne Berücksichtigung eventueller proteinöser Protuberanzen und im Fall einer Verwendung von pegylierten Lipiden oder anderen hydrophilen Oberflächendekorationen, nachfolgend näher beschrieben, auch ohne den Polyethylenglykol- bzw. anderen Oberflächendekorationsanteil. Im Fall von multilamellären Vesikeln betreffen die Angaben die äußerste Membran. Die Oberfläche und damit auch das Oberfläche: Volumen-Verhältnis beziehen sich auf dieselben Dimensionen.
Es ist hierbei bevorzugt, dass die Form des Vesikels näherungsweise sphärisch ist, besonders bevorzugt sphärisch. Ohne Beschränkung auf die Theorie wird angenommen, dass die sphärische Form günstiger für gängige physikalische Messverfahren wie Cytometrie oder Bestimmung des Oberflächenpotentials ist, wenn diese an großen Populationen angewandt werden, da die Population in der Betrachtung homogener erscheint, indem lediglich ein Durchmesser anstelle von dreien variiert, und überdies die räumliche Orientierung des Vesikels im Moment der Messung keine Rolle spielt, was die Streubreite der physikalischen Messung im wesentlichen auf die tatsächliche Streubreite des gemessenen Parameters reduziert, d. h. Fehlerquellen eliminiert.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Perfluorverbindung eine Perfluorcarbonsäure oder ein Ester oder Ether einer Perfluorcarbonsäure, wobei bevorzugt ist, dass die Perfluorverbindung so gewählt ist, dass sie sich in die Membranstruktur einlagert. Es sei hierbei angemerkt, dass es in dieser Ausführungsform möglich ist, dass sich keine klare Grenze zwischen den Matrixkomponenten und dem Sauerstoffträger ziehen lässt, oder anders ausgedrückt, dass die Sauerstoffträger selber zur Gestaltung und Stabilisierung der Matrix beitragen, bzw., was das Gleiche bedeutet, die Matrixkomponenten selber sauerstofftransportierend sing. Alle diese Ausführungsformen fallen, unabhängig vom Mengenverhältnis der perfluorierten zu den nichtfluorierten Molekülen, unter die vorliegende Erfindung, solange mindestens ein perfluoriertes Molekül in dem Partikel enthalten ist, bis hin zu Partikeln, die ausschließlich aus perfluorierten Molekülen bestehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das nanopartikuläre System dadurch gekennzeichnet, dass an seine Oberfläche mindestens ein Molekül einer hydrophilen Substanz, welche vom Material der Seitenketten bzw. Seitenkettenendstücke verschieden ist, konjugiert ist. Solche «Dekorationen» sind vorzugsweise ascorbat- oder zuckerhaltige Gruppen, wobei es im Fall zuckerhaltiger Gruppen besonders bevorzugt ist, wenn diese auf Zelloberflächen vorkommenden Zuckerstrukturen entsprechen, z. B. dem als H-Antigen bezeichneten Tetrasaccharid. Hierbei ist es bevorzugt, wenn pro Partikel mindestens zehn, besonders bevorzugt mindestens zwanzig Dekorationsmoleküle konjugiert sind. In besonderem Maße ist es bevorzugt, wenn mindestens 2%, insbesondere mindestens 5%, z. B. mindestens 10% der Oberflächenmoleküle des Partikels mit den jeweiligen Dekorationen konjugiert sind. Bevorzugt ist jedoch, wenn nicht mehr als 50%, z. B. nicht mehr als 40%, insbesondere nicht mehr als 30% und ganz besonders bevorzugt nicht mehr als 20% der Oberflächenmoleküle mit Dekorationen konjugiert sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das nanopartikuläre System dadurch gekennzeichnet, dass an seine Oberfläche mindestens ein Molekül Polyethylenglykol (PEG) konjugiert ist. Hierbei ist es bevorzugt, wenn pro Partikel mindestens vier, besonders bevorzugt mindestens zehn Moleküle Polyethylenglykol konjugiert sind. In besonderem Maße ist es bevorzugt, wenn mindestens 1%, insbesondere mindestens 2%, z. B. mindestens 5% der Oberflächenmoleküle des Partikels mit Polyethylenglykol konjugiert sind. Bevorzugt ist jedoch, wenn nicht mehr als 30%, z. B. nicht mehr als 20%, insbesondere nicht mehr als 10% und ganz besonders bevorzugt nicht mehr als 5% der Oberflächenmoleküle mit Polyethylenglykol konjugiert sind. Ohne Beschränkung durch die Theorie wird angenommen, dass bei diesen Zahlenverhältnissen einerseite die Geometrie der Partikel im Hinblick auf eine Unterdrückung der renalen Exkretion durch Bildung entsprechend großer Hydrathüllen im Sinne einer verlängerten Zirkulation verbessert wird, andererseits der Austausch von Sauerstoff zwischen dem Partikel und der Umgebung nicht beeinträchtigt wird.
In einer anderen besonderen Ausführungsform betrifft die Erfindung ein nanomolekulares Transportsystem für molekularen Sauerstoff, das eine Ktenatstruktur wie definiert in WO 02/00191 umfasst.
DE 100 30 786.8 , DE 100 3 811.8 , DE 101 18 312.7 , DE 101 18 852.8 , WO 02/00162 , WO 02/00191 und Flaig et al. 2005 (3 Drug Del. Sci. Tech. 15(1): 59–63), auf die hier in vollem Umfang Bezug genommen wird, beschreiben ein auf monomolekularen Partikeln, als «Bdellosomen» bezeichnet, aufgebautes System oberflächenmodifizierbarer fester Partikel. Zusammenfassend basiert dieses System auf einem als «Ktenat» bezeichneten kammförmigen Poly-Polymer mit einem durchgängigen zentralen Rückgrat und mit diesem verknüpften hydrophoben Seitenketten mit reaktiver, hydrophiler Endgruppe, der in wässrigem Milieu eine Flaschenbürstenform annimmt, so dass die Wirkstoffmoleküle durch den beschriebenen Beladungsprozess ins hydrophobe Innere des Ktenat-Moleküls verpackt werden können, während die hydrophilen Enden eine diese Zone umhüllende Schicht bilden, die die Abdiffusion der Wirkstoffmoleküle verhindert, die so beladenen Ktenatmoleküle in Lösung hält und zugleich das Anhängen von zielsuchenden Molekülen, entweder direkt oder über Platzhalter wie z. B. Polyethylenglykol erlaubt. Als Wirkstoffmoleküle sind hierbei auf Sauerstoffträger verwendbar; anstelle der zielsuchenden Moleküle werden lediglich Polyethylenglykolmoleküle zur Verlängerung der biologischen Halbwertszeit angefügt, wie oben bereits beschrieben.
Als «Ktenat» wird somit ein kammförmig verzweigtes Poly-Polymer, wie in DE 100 30 786.8 , DE 10 03 811.8 , DE 101 18 312.7 , DE 101 18 852.8 , WO 02/00162 und Flaig et al. 2005 (J Drug Del. Sci. Tech. 15(1): 59–63) grundsätzlich offenbart, bezeichnet. Die grundsätzliche Formel des in WO 02/00162 offenbarten Ktenats ist B-([G-M]_X-G'-N-E)_Y (I) wobei
B für ein Polymer aus Y Einheiten steht, z. B. Polyvinylalkohol,
G und G' unabhängig voneinander jeweils für -O-, -C(O)O-, -OC(O)-, C(O)N(H)- oder -N(H)C(O)- stehen,
M und N unabhängig voneinander für aliphatisches Alkyl stehen,
E für -COOH, -NH₂ oder -SH steht, und
X und Y unabhängig voneinander jeweils für eine ganze: Zahl von 1 bis 10000 stehen.
Es kann z. B. durch Polykondensation von einem Molekül B mit X·Y der auf M basierenden Seitenkettenmonomere und Y der auf N-E basierenden Seitenkettenendstücke erhalten werden. In einer typischen Ausführungsform wird ein Molekül Polyvinylalkohohl aus 4000 Vinyleinheiten mit 400 000 Molekülen Milchsäure und 4000 Molekülen an FMOC-geschütztem Alanin durch Umsetzen mit Thionylchlorid in Pyridin. Dimethylchlorid oder einem anderen geeigneten wasserfreien Lösungsmittel in ein Molekül Ktenat umgesetzt, das mithin 4000 alanin-terminierte Polylaktid-Seitenketten mit einer durchschnittlichen Länge von 100 Einheiten hat.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung umfasst die Matrix perfluorierte Monomeren, vorzugsweise von der Formel CF₂OH-(CF₂)_n-COOH, wobei n vorzugsweise im Bereich zwischen 8 und 30 liegt. In anderen Worten, es ist in der obigen Formel bevorzugt, wenn M für ein Perfluoralkyl oder ein Gemisch aus aliphatischem Alkyl und Perfluoralkyl steht. Es sei hierbei angemerkt, dass es in dieser Ausführungsform möglich ist, dass sich keine klare Grenze zwischen den Matrixkomponenten und dem Sauerstoffträger ziehen lässt, oder anders ausgedrückt, dass die Sauerstoffträger selber zur Gestaltung und Stabilisierung der Matrix beitragen. Alle diese Ausführungsformen fallen, unabhängig vom Mengenverhältnis der perfluorierten zu den nichtfluorierten Molekülen, unter die vorliegende Erfindung, solange mindestens ein perfluoriertes Molekül in dem Partikel enthalten ist, bis hin zu Partikeln, die ausschließlich aus perfluorierten Molekülen bestehen.
Hierbei ist es bevorzugt, dass mindestens 30%, vorzugsweise mindestens 50% und besonders bevorzugt mindestens 70% der Kohlenstoffatome in der Matrix perfluoriert sind.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung umfasst die Matrix aromatische Monomeren.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die Seitenketten des Ktenatmoleküls aromatische Elektronensysteme. Grundsätzlich ist als das eine aromatische Gruppe umfassende Seitenkettenmonomer hierbei jedes mindestens eine aromatische Gruppe umfassende Molekül geeignet. Hierbei kann eine Settenkette ein oder mehrere Arten von Seitenkettenmonomeren umfassen, wobei deren Anteile gleich oder verschieden sein können. Es ist besonders bevorzugt, wenn jede Ktenat-Seitenkette mindestens ein aromatisches Elektronensystem umfasst, und insbesondere, wenn mindestens 10%, z. B. 25%, der Monomere mindestens ein aromatisches Elektronensystem umfassen.
Die grundsätzliche Formel des in WO 02/00162 offenbarten Ktenats ist B-([G-M]_X–G'–N-E)_Y (I) wobei
B für ein Polymer aus Y Untereinheiten steht, z. B. Polyvinylalkohol,
G und G' unabhängig voneinander jeweils für -O-, -C(O)O-, -OC(O)-, C(O)N(H)- oder -N(H)C(O)- stehen,
M und N unabhängig voneinander für aliphatisches Alkyl stehen,
E für -COOH, -NH₂ oder -SH steht, und
X und Y unabhängig voneinander jeweils für eine ganze Zahl von 1 bis 10 000 stehen.
Es kann z. B. durch Polykondensation von einem Molekül B mit X·Y der auf M basierenden Seitenkettenmonomere und Y der auf N-E basierenden Seitenkettenendstücke erhalten werden. In einer typischen Ausführungsform wird ein Molekül Polyvinylalkohol aus 4000 Vinyleinheiten mit 400 000 Molekülen Milchsäure und 4000 Molekülen an FMOC-geschütztem Alanin durch Umsetzen mit Thionylchlorid in Pyridin in ein Molekül Ktenat umgesetzt, das mithin 4000 alaninterminierte Polylaktid-Seitenketten mit einer durchschnittlichen Länge von 100 Einheiten hat. Es wird typischerweise mit in Benzylalkohol gelöstem Wirkstoff vermischt und der Benzylakohol dann durch Vermischen mit Wasser und Dialyse entzogen, so dass die mit Wirkstoff beladenen Ktenatmoleküle zurückbleiben, wobei die hydrophilen Endgruppen sich um das Molekül herumlegen, wie oben beschrieben.
Im Kontext der gegenwärtigen Anmeldung kann beispielsweise ein solches Ktenat oder ein Fluorderivat davon verwendet werden, wobei das Fluorderivat dadurch gekennzeichnet ist, dass M und/oder N ein fluoriertes aliphatisches Alkyl, vorzugsweise ein perfluoriertes aliphatisches Alkyl ist.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform hat ein eine aromatische Gruppe umfassendes Monomer die Formel H-G-Ak-Ao-Ak'-G'-H (II), wobei
G und G wie oben definiert sind,
Ak und Ak' für eine kovalente Bindung oder für einen linearen oder verzweigten, optional substituierten, insbesondere fluorierten, z. B. perfluorierten, Kohlenwasserstoffrest stehen und
Ao für ein aromatisches, optional substituiertes, insbesondere fluoriertes, z. B. perfluoriertes, und/oder heterocyclisches Ringsystem steht, vorzugsweise ein aromatisches Ringsystem ausgewählt unter Phenyl, Naphthyl, Anthracyl, Tetracenyl, Pentacenyl, Benzopyrenyl, Chrysenyl, Coronenyl, Ovalenyl, Fluoranthrenyl, Phenanthrenyl, Pyrenyl, Triphenyl, Pyridinyl, Imidazolyl, Pyrazolyl, Oxazolyl, Thiophenyl und ihren benzannelierten Derivaten, besonders bevorzugt Phenyl.
D. h., das aromatische System ist in dieser Ausführungsform linear in die Ktenatseitenkette integriert.
Insbesondere bevorzugt ist es, wenn Ak und Ak' nicht an benachbarten C-Atomen des Ringsystems stehen, z. B. in para-Stellung. In einer äußerst bevorzugten Ausführungsform ist das Seitenkettenmonomer ausgewählt unter para-Amino-benzoesäure und para-Hydroxy-benzoesäure.
Ein «substituiertes Ringsystem» ist hierbei ein mit 1 bis Q-2 linearen oder verzweigten, optional unabhängig voneinander substituierten, insbesondere fluorierten, z. B. perfluorierten Kohlenwasserstoffresten substituiertes Ringsystem, wobei Q die Anzahl der Kohlenstoffatome im Ringsystem ist.
Ein «Kohlenwasserstoffrest» ist hierbei ein aliphatischer, linearer oder verzweigter, C₁-C₁₀-Alkyl-; aliphatischer C₃-C₈-Cycloalkyl-; aliphatischer, linearer oder verzweigter, C₁-C₁₀-Alkenyl-; oder aliphatischer, linearer oder verzweigter, C₁-C₁₀-Alkinylrest.
Ein «substituierter Kohlenwasserstoffrest» ist hierbei ein aliphatischer, linearer oder verzweigter, C₁-C₁₀-Alkyl-, -Fluoralkyl-, z. B. -Perfluoralkyl-; aliphatischer C₃-C₈-Cycloalkyl-, -Fluorcycloalkyl-, z. B. -Perfluorcycloalkyl-; aliphatischer, linearer oder verzweigter, C₁-C₁₀-Alkenyl-; oder aliphatischer, linearer oder verzweigter, C₁-C₁₀-Alkinylrest, der ein- bis dreifach unabhängig voneinander mit Hydroxy, Halogen, z. B. Fluor, Carbonyl, Carboxyl, Amin oder Imin substituiert ist.
In einer anderen besonders bevorzugten Ausführungsform hat ein eine aromatische Gruppe umfassendes Monomer die Formel H-G-Aq(Ao)-G'-H (III), wobei
G, G' und Ao wie oben definiert sind und
Aq für einen optional substituierten, insbesondere fluorierten, z. B. perfluorierten, Kohlenwasserstoffrest steht; d. h., das aromatische System stellt in dieser besonderen Ausführungsform einen Nebenzweig der Ktenatseitenkette dar.
In einer äußerst bevorzugten Ausführungsform ist das Seitenkettenmonomer ausgewählt unter Phenylalanin und Tyrosin.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind mindestens 10%, z. B. 25%, bevorzugt mindestens 40%, z. B. mindestens 60%, besonders bevorzugt mindestens 80%, z. B. mindestens 90%, insbesondere mindestens 95%, z. B. mindestens 99%, aller Seitenkettenmonomere des gesamten Moleküls eine aromatische Gruppe umfassende Monomere.
In einer bevorzugten Ausführungsform hat das Endgruppenmonomer die Formel H-G''-An-E (IV), wobei
G'' für -O-, -OC(O)- oder -N(H)C(O)- steht,
An für einen optional substituierten, insbesondere fluorierten, z. B. perfluorierten, Kohlenwasserstoffrest oder ein aromatisches, optional substituiertes, insbesondere fluoriertes, z. B. perfluoriertes, und/oder heterocyclisches Ringsystem steht und
E wie oben definiert ist und optional durch eine leicht abspaltbare Schutzgruppe wie z. B. BOC oder FMOC geschützt ist.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung umfasst die Perfluorverbindung mindestens einen aromatischen Ring, z. B. ist die Perfluorverbindung durch Konjugation mit einem aromatischen Ringsystem derivatisiert; entsprechende Derivatisierungsverfahren sind dem Fachmann vertraut.
Insbesondere bevorzugt ist es, wenn sowohl die Matrix aromatische Monomere umfasst als auch die Perfluorverbindung mindestens einen aromatischen Ring umfasst. Ohne Beschränkung auf die Theorie wird angenommen, dass diese Situation für die Ausbildung von Stapelkräften (π – π-Kräfte) und damit die nichtkovalente Bindung der Perfluorverbindung an die Matrix besonders günstig ist, so das die Perfluorverbindung im inneren des Partikels maximal fixiert wird.
Einer beispielhafte Ausführungsform der Erfindung kominiert para-Hydroxybenzoesäure als Monomer in der Matrix mit Phenylperfluoroctanoat als Perfluorverbindung.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das nanopartikuläre System dadurch gekennzeichnet, dass an seine Oberfläche mindestens ein Molekül einer Dekoration wie oben beschrieben, vorzugsweise ein Zuckerrest, ein Ascorbatrest oder ein Molekül Polyethylen, konjugiert ist. Es gilt diesbezüglich das oben Gesagte.
Ohne Beschränkung auf die Theorie wird von einer im wesentlichen zylindrischen Grundform der Ktenat-Partikel, auch Bdellosomen gerannt, ausgegangen. Die Größendimensionen eines Bdellosoms bemessen sich in Analogie zu denen eines Lipidmembranvesikels. Es versteht sich hierbei, dass die Seitenketten des Ktenatmoleküls von unterschiedlicher Länge sein können; ohne Beschränkung auf die Theorie wird davon ausgegangen, dass die Seitenkettenlänge etwa normalverteilt und bei geeigneter Steuerung der Polykondensationsreaktion eine Standardabweichung von maximal +50%, vorzugsweise von maximal +30% und besonders bevorzugt von maximal +20%, z. B. von maximal +10%, erreichbar ist, und dass aufgrund des «Verfilzens» der Seitenketten und der Wechselwirkungen der Seitenketten miteinander, mit dem zu ladenden Stoff und mit dem umgebenden hydrophilen Milieu das beladene Bdellosom keine signifikanten «Wülste» oder «Kerben» aufweist.
Hierbei ist bevorzugt, dass die Matrix ein Bdellosom mit einem Durchmesser von maximal 100 nm, vorzugsweise maximal 50 nm und besonders bevorzugt maximal 20 nm, z. B. maximal 10 nm umfasst, insbesondere maximal 5 nm. Dabei ist bevorzugt, dass die Matrix ein Bdellosom mit einem Durchmesser von mindestens 1 nm, vorzugsweise mindestens 2 nm und besonders bevorzugt mindestens 3 nm umfasst.
In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt das Volumen des Bdellosoms maximal 40 al, vorzugsweise maximal 10 al und besonders bevorzugt maximal 2 al, z. B. maximal 1 al, insbesondere maximal 40 zl, z. B. maximal 10 zl.
In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Oberfläche des Bdellosoms maximal 160 nm², vorzugsweise maximal 80 nm² und besonders bevorzugt maximal 30 nm², z. B. maximal 70 nm², insbesondere maximal 15 nm², z. B. maximal 8 nm².
In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt das Oberfläche: Volumen-Verhältnis des Bdellosoms mindestens 40 nm²/al, vorzugsweise mindestens 80 nm²/al und besonders bevorzugt mindestens 200 nm²/al, z. B. mindestens 400 nm²/al, insbesondere mindestens 800 nm²/al.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist die Matrix erhältlich durch eine Kondensationsreaktion in einem Lösungsmittel, das eine Perfluorverbindung umfasst. Ohne Beschränkung auf die Theorie wird davon ausgegangen, dass in diesem Fall eine signifikante Menge des Lösungsmittels zwischen den naszierenden und sich verflechtenden Ketten der Matrix eingelagert wird und damit ohne weitere Reinigungs- und Beladungsverfahren sauerstofftransportierende Nanopartikel gebildet werden.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Arzneimittel zur Verbesserung des Sauerstofftransports im Blut sowie als sauerstofftransportierendes Blutersatzmittel, dadurch gekennzeichnet, dass es ein erfindungsgemäßes nanomolekulares Transportsystem umfasst.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Arzneimittels zur Verbesserung des Sauerstofftransports im Blut sowie als sauerstofftransportierendes Blutersatzmittel, dadurch gekennzeichnet, dass es die Herstellung eines erfindungsgemäßen nanomolekularen Transportsystems umfasst, wobei bevorzugt ist, dass das die Umsetzung eines Gemisches aus Z Molekülen Polyvinylalkohol mit einer zahlenmittleren Länge von Y Vinyleinheiten, X·Y·Z Molekülen an Seitenkettenmonomeren, z. B. einem Gemisch aus jeweils (X·Y·Z)/2 Molekülen Milchsäure und para-Hydroxy-benzoesäure, Y·Z Endgruppenmonomeren, z. B. N-FMOC-β-Alanin, und mindestens X·Y·Z Molekülen Thionylchlorid umfasst, wobei es nochmals besonders bevorzugt ist, dass das Lösungsmittel eine Perfluorverbindung ist insbesondere eine Perfluorverbindung, die eine aromatische Ringstruktur umfasst.
Im Stand der Technik wird beschrieben, dass Schockzustände und Traumata häufig mit biochemischem Stress infolge eines erhöhten Spiegels freier Radikale einhergehen – ohne Beschränkung auf die Theorie wird hierbei eine immunologische Quelle zumindest eines Teils dieser freien Radikale vermutet –; in Übereinstimmung damit wurde bei Säugern, die anders als Hominiden zur Synthese ihrer eigenen Ascorbinsäure befähigt sind – z. B. Paarhufern – bei Erkrankung, Verletzung oder Erschöpfung eine starke Induktion der Synthese der als sehr wirksamer Radikalfänger fungierenden Ascorbinsäure beobachtet. Beobachtungen legen nahe, dass auch beim Menschen in Situationen, die die Gabe von Blutersatzmitteln erforderlich machen, Radikalfänger wie Ascorbinsäure eine förderliche Wirkung haben können. Erfindungsgemäß kann daher im Arzneimittel ein nanomolekulares Transportsystem gemäß der obigen Beschreibung mit Ascorbinsäure oder einem Derivat kombiniert werden. Die Möglichkeit der direkten Infusion einer entsprechend pH-gepufferten Ascorbatlösung bzw. eines freies Ascorbat enthaltenden Produkts sind jedoch begrenzt, da Überschüsse im menschlichen Organismus rasch auf renalem Weg ausgeschieden werden, wobei extreme Mengen überdies die Bildung von Nierensteinen begünstigen, und ein Überschuss von Ascorbat ferner in Gegenwart bestimmter Metallionen auch pro-oxidativ wirken kann.
Die Erfindung betrifft daher weiterhin ein Arzneimittel, das ein ascorbinsäurehaltiges Kolloidsystem umfasst. Ohne Beschränkung durch die Theorie wird angenommen, dass sich in einem solchen System die Ionenfängerwirkung des Ascorbats voll entfaltet, während die biologische Halbwertszeit wesentlich verlängert und außerdem die Ascorbinsäure mit Stabilisatoren vergesellschaftet werden kann. Da die Ausscheidung hierdurch verzögert wird und die Stabilisatoren durch ihre Chelatorfunktion auch Metallionen binden, wird hierdurch auch bei hohen Dosen die Konkrementbildung unterdrückt.
In einer besonderen Ausführungsform umfasst das ascorbinsäurehaltige Kolloidsystem Liposomen, deren wäßrige Innenphase Ascorbinsäure enthält, vorzugsweise in Gegenwart von Zitronensäure als Stabilisator, z. B. eine wäßrige Lösung von 25 Gew.-% Ascorbinsäure und 5 Gew.-% Zitronensäure, in einer besonderen Ausführungsform auf einen pH-Wert von 6.0 bis 8.5, z. B. auf einen pH-Wert von 6.8 bis 7.8, besonders bevorzugt auf einen pH-Wert von 7.1 bis 7.5 eingestellt. Es versteht sich hierbei, dass diese Liposomen sowohl die im Stand der Technik ausführlich beschriebenen fluorfreien Lipidvesikel als auch die erfindungsgemäßen fluorierten Vesikel ebenso wie jede andere biokompatible Art von Liposomen umfassen können. Verfahren zur Herstellung solcher Liposomen unter Einschluß der wäßrigen Phase und zu ihrer Aufreinigung sind dem Fachmann wohlvertraut. In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung bestehen 10 Vol.-% der Infusionslösung aus pegylierten Liposomen mit einem mittleren Durchmesser von 200 nm mit dem o. g. Inhalt entsprechend einem Anteil von etwa 2,5 Gew.-% Ascorbinsäure an der Infusionslösung, wobei diese Ascorbinsäure im wesentlichen vollständig in Vesikel verpackt ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist das ascorbinsäurehaltige Kolloidsystem ein bdellosomatales System, vorzugsweise ein System, in denn Ascorbinsäure entweder kovalent mit der Matrix von Bdellosomen verbunden ist oder nichtkovalent an sie gebunden ist, typischerweise in Form eines Esters und insbesondere in Form eines Esters, in dem der Veresterungspartner einen aromatischen Ring umfasst, z. B. als Ascorbinsäurephenylalanat, als Ascorbinsäurephenylpyruvat oder als Ascorbinsäurebenzoat.
Ascorbinsäure kann über ihre endständige Hydroxylgruppe als Alkohol fungieren und auf diese Weise Ester bilden; Verfahren zur entsprechenden Veresterung von Ascorbin, z. B. zur Herstellung von Ascorbinsäurepalmitat oder Ascorbinsäurestearat, sind aus dem Stand der Technik bekannt und lassen sich ohne weiteres auf die Synthese der in der vorliegenden Erfindung genannten Verbindungen übertragen. Mutatis mutandis das Gleiche gilt für Zitronensäure, die am zentralen Kohlenstoffatom eine Hydroxylgruppe trägt. Ohne Beschränkung darauf wird auf die Überführung des nicht-hydroxylhaltigen Säurepartners in sein Säurechlorid durch Behandlung mit Thionylchlorid als einfache Möglichkeit zur Durchführung einer Reaktion, in der die genannte Hydroxylgruppe des Ascorbinsäure bzw. der Zitronensäure sich nur mit der Säuregruppe des nicht-hydroxylhaltigen Säurepartners verbindet, verwiesen.
Bei nichtkovalenter Einlagerung des Ascorbats bzw. Derivats davon in Bdellosomen wird zur Stabilisierung zweckmäßigerweise ein geeigneter Chelator mit ähnlichen Eigenschaften beigegeben, vorzugsweise Zitronensäurebenzoat, z. B. zu einer Menge von 10 Gew.-% des Ascorbinsäurederivats. Bezüglich aller weiteren möglichen und sinnvollen Modifikationen von Bdellosomen, insbesondere der Beschichtung mit Polyethylenglykol, sei auf den Offenbarungsgehalt der eingangs referenzierten Druckschriften verwiesen.
Im Fall einer kovalenten Verknüpfung des Ascorbats mit der Matrix ist es besonders bevorzugt, wenn das System ein Kondensat von Polyacrylsäure mit Ascorbinsäure ist.
Im Fall von Polyascorbinsäurepolyacrylat ist es hierbei bevorzugt, wenn die Polyacrylsäurekette im Schnitt ca. 1000–2000 Carboxylgruppen umfasst, entsprechend einem durchschnittlichen Molekulargewicht von ca. 200–500 kDa bei vollständiger Veresterung aller Carboxylgruppen mit Ascorbinsäure. Es ist jedoch besonders bevorzugt, einen Teil der Carboxylgruppen der Polyacrylsäure zur Erreichung einer «voluminöseren» Form und damit Verzögerung der renalen Exkretion nicht mit Ascorbinsäure, sondern mit wasserlöslichen bzw. quellbaren Polyhydroverblndungen und/oder Polymeren zu verestern, z. B. Polyethylenglykol. In einer beispielshaften Ausführungsform umfasst das Molekül ca. 1000 Acrylateinheiten, die insgesamt mit ca. 900 Ascorbateinheiten und ca. 100 PEG4000-Einheiten verknüpft sind, was bei einem Molekulargewicht im Bereich von 500 kDa einen hinreichenden Schutz vor renalem Verlust bietet.
Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung eines erfindungsgemäßes nanomolekularen Transportsystems zur Herstellung eines Arzneimittels zur Verbesserung des Sauerstofftransports im Blut sowie als sauerstofftransportierendes Blutersatzmittel.
Die Erfindung wird jetzt anhand der folgenden, nicht abschließend oder beschränkend zu verstehenden Beispiele näher erläutert. Der Fachmann erkennt, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung zahlreiche Modifikationen und Abwandlungen des beschriebenen Verfahrens möglich sind. Sie alle sind als zu der Erfindung gehörig zu betrachten.
Beispiele
Beispiel 1: Herstellung von PFC-beladenem Ktenat
Zur Herstellung von aromatischem Ktenat mit X; Y 50; 20000 werden 27 mg Polyvinylalkohol («Mowiol») mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 100 kDa, 311 mg N-FM OC-β-Alanin und 6,91 g para-Hydroxybenzoesäure im trockenen Zustand gründlich vermischt und bei Raumtemperatur in etwa 1 l an wasserfreiem, mit Molekularsieb versetztem CH₂O₂ durch heftiges Rühren suspendiert. Unter fortgesetztem Rühren werden 5,9 g SOCl₂ tropfenweise zugesetzt. Die Kondensationsreaktion ist an der Freisetzung von SO₂ sowie an der Viskositätszunahme und geblichen Verfärbung des Reaktionsansatzes zu erkennen. Das entstehende Ktenat geht in Lösung; während der Reaktion wird das Volumen durch Zugabe von wasserfreiem CH₂Cl₂ kontinuierlich auf insgesamt 3 l erhöht.
Nach Beendigung der Kondensationsreaktion wird eventuell noch nicht umgesetztes SOCl₂ unter Fortgesetztem Rühren durch Zugabe von 10 ml Wasser inaktiviert, dann wird der Reaktionsansatz im Rotationsverdampfer bis zur Trockne eingeengt, zum Waschen nochmals in 3 l CH₂Cl₂ aufgenommen und erneut eingedampft.
Zur Abspaltung der FMOC-Schutzgruppe wird das Produkt in 500 ml Wasser aufgenommen, unter Rühren bei Raumtemperatur mit 5 ml Piperidin versetzt und 1–2 Stunden lang unter Fortgesetztem Rühren inkubiert, dann wiederum im Rotationsverdampfer bis zur Trockne eingeengt, zum Waschen nochmals in 2 L CH₂Cl₂ aufgenommen und erneut eingedampft.
Das Ktenat entsteht hierbei als gelbliche, wachsartige Masse.
Das getrocknete Ktenat wird zusammen mit 8 g Phenylperfluoroctanoat in 200 ml Butanol aufgenommen und 24 Stunden lang bei Raumtemperatur gelinde gerührt, anschließend langsam bis zur neuerlichen Trockne eingedampft. Es fallen rund 15 g mit Phenylperfluoroctanoat beladenen Ktenats an, das in wässrigem Milieu rasch in Lösung geht und nach Ultrafiltration und Qualitätskontrolle als Sauerstoffträger verwendet werden kann.
Beispiel 2 Herstellung von ascorbinsäurebeladenem Ktenat
Zur Herstellung von aromatischem Ktenat mit X; Y ≈ 50; 20000 wird wie oben beschrieben vorgegangen. Parallel dazu werden Zitronensäure und Ascorbinsäure jeweils im stöchiometrischen Verhältnis (19,2 g Zitronensäure: 14 g Benzoylchlorid bzw. 17,6 g Ascorbinsäure: 14 g Benzoylchlorid) nach der Schotten-Baumann-Methode in Gegenwart von Natriumhydroxyd mit Benzoylchlorid umgesetzt und aufgereinigt. Das getrocknete Ktenat wird zusammen mit 0,6 g Zitronensäurebenzoat und 6 g Ascorbinsäurebenzoat in 200 ml Butanol aufgenommen und wie oben beschrieben aufgearbeitet, um das mit zitratstabilisierter Ascorbinsäure beladene Ktenat zu isolieren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

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DE 1003811 [0048, 0049]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

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Flaig et al. 2005 (J Drug Del. Sci. Tech. 15(1): 59–63) [0049]

Claims

Nanomolekulares Transportsystem für molekularen Sauerstoff, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Perfluorverbindung in einem wasserlöslichen Kolloidsystem enthält.
Nanomolekulares Transportsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindung der Perfluorverbindung an die Matrix des Kolloidsystems Stapelkräfte, hydrophobe Wechselwirkungen und/oder sterische Behinderungen durch die Struktur der Matrix umfasst.
Nanomolekulares Transportsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Lipidmembranvesikel umfasst.
Nanomolekulares Transportsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Ktenatstruktur wie definiert in WO 02/00191 umfasst.
Nanomolekulares Transportsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix perfluorierte Monomere umfasst.
Nanomolekulares Transportsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix aromatische Monomere umfasst und die Perfluorverbindung mindestens einen aromatischen Ring umfasst.
Nanomolekulares Transportsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an seine Oberfläche mindestens ein Molekül Polyethylen, Ascorbinsäure oder Zucker konjugiert ist.
Arzneimittel zur Verbesserung des Sauerstofftransports im Blut sowie als sauerstofftransportierendes Blutersatzmittel, enthaltend ein nanomolekulares Transportsystem nach einem der vorherigen Ansprüche.
Arzneimittel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es ein ascorbinsäurehaltiges Kolloidsystem umfasst.
Verwendung eines nanomolekularen Transportsystems nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Herstellung eines Arzneimittels zur Verbesserung des Sauerstofftransports im Blut sowie als sauerstofftransportierendes Blutersatzmittel.