DE2039182C3 - Gefrorene Blutkonserve - Google Patents
Gefrorene BlutkonserveInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine gefrorene Blutkonserve gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Blutkonserve ist in der Zeitschrift »Science«, Band 157, 1967, Seiten 1312 und 1313,
beschrieben. Die zum Zeitpunkt dieser Veröffentlichung verwendeten hydrolisierten verätherten Stärken hatten
einen Äthergruppen-Substitutionsgrad von größenordnungsmäßig 0,7 bis 0,9. Wird eine hydrolisierte
vcrätherte Stärke mit einem Substitutionsgrad, wie er am Anmcldctag für derartige Blutkonserven additive
üblich war, nicht nur zu Laborversuchen, sondern im klinischen Einsatz verwendet, so kann es bei Mchrfachübertragungen
von Blutkonserven auf einen Patienten dazu kommen, daß die hydrolisierte vcrätherte Stärke
durch Osmose Flüssigkeit aus den Geweben und den flüssigkeitsgefüllten Räumen des menschlichen Körpers
anzieht, wodurch es zu einer Überdehnung der Adern, zu einer Erhöhung des Blutdrucks und zu vermehrter
Belastung des Kreislaufs kommen kann.
In der US-PS 33 47 745 ist ferner eine gefrorene Blutkonserve beschrieben, welche als die Erythrozyten
stabilisierendes Additiv ein hochmolekulares Polymer enthält, z. B. Polyvinylpyrrolidon (PVP). Es ist jedoch
anerkanntermaßen unerwünscht, PVP in den Blutkreislauf einzuführen, da diese Substanz, zumindest ihre
Fraktionen mit höherem Molekulargewicht für lange Zeit im Körper verbleiben. Damit das Blutkonservenadditiv
nicht in die Zellen eindringt, muß es ein Polymer mit einer verhältnismäßig langen Kettenlänge sein,
weshalb man bisher annahm, daß alle nicht in die Zellen
eindringenden Blutkonservenadditive unerwünschterweise lange im Körper zurückgehalten werden.
In der US-PS 33 47 745 ist ferner auch Dextrose als
Blutkonservenadditiv angegeben. Dextrose wird aber genauso wie gewöhnliche Stärke oder andere Polysaccharide
von Blutamylasen eingegriffen. Üblicherweise werden aber Blutkonserven, insbesondere Gesamtblut,
in Gegenwart derartiger Amylasen eingefroren.
Ausgehend von dem eingangs beschriebenen und im Oberbegriff des Anspruchs 1 berücksichtigten Stand der
Technik soll durch die vorliegende Erfindung eine Blutkonserve angegeben werden, bei der einerseits
durch das Einfrieren und Wiederauftauen entstehende Qualitätsminderungen ausgeräumt sind, bei der aber
zugleich auch eine unerwünschte Volumenvergrößerung nach der Einführung in den Blutkreislauf nicht
auftritt.
Ausgehend von dem im Oberbegriff des Anspruchs 1 berücksichtigten Stand der Technik ist disse Aufgabe
erfindungsgemäß gelöst durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.
s An sich wäre zu erwarten, daß mit abnehmenden Substitutionsgrad der hydrolisierten verätherten Stärke
(dieser wird nachstehend mit DS abgekürzt) die Stabilität der Blutkonserve in salzigem Milieu abnehmen
sollte. Diese Stabilität in salzigem Milieu, die
ίο nachstehend mit SS abgekürzt wird, läßt sich z. B. durch
Verdünnen des aufgetauten Blutes mit 0,9%iger Natriumchloridlösung, durch anschließendes Zentrifugieren
und Messen des obenstehenden Hämoglobins experimentell ermitteln. Eine schlechte Beständigkeit
der Blutkonserve in salzigem Milieu bedeutet bekanntlich ein Aufbrechen von Blutkörperchen, was zu
Nierenschäden und Vergiftungserscheinungen führen kann und somit auf jeden Fall vermieden werden muß.
Überraschenderweise ist nun bei der erfindungsgemäßen Blutkonserve, welche eine hydrolisierte verätherte Stärke mit verhältnismäßig geringem Substitutionsgrad enthält, nicht nur die Stabilität der Blutkonserve in salzigem Milieu SS, sondern auch die nachstehend durch ER abgekürzte Regenerierung der Erythrozyten und der nachstehend mit SH abgekürzte Wert für obenstehendes Hämoglobin ausgezeichnet Dies sei anhand der nachstehenden Tabelle veranschaulicht, welche Meßergebnisse an Blutkonserven darstellt, die 151Vb Hydroxyäthylstärke mit einer Eigenviskosität von
Überraschenderweise ist nun bei der erfindungsgemäßen Blutkonserve, welche eine hydrolisierte verätherte Stärke mit verhältnismäßig geringem Substitutionsgrad enthält, nicht nur die Stabilität der Blutkonserve in salzigem Milieu SS, sondern auch die nachstehend durch ER abgekürzte Regenerierung der Erythrozyten und der nachstehend mit SH abgekürzte Wert für obenstehendes Hämoglobin ausgezeichnet Dies sei anhand der nachstehenden Tabelle veranschaulicht, welche Meßergebnisse an Blutkonserven darstellt, die 151Vb Hydroxyäthylstärke mit einer Eigenviskosität von
w 0.15 dl/g enthielten.
DS | SH | ER | SS |
(mg %) | (%) | (%) | |
35 0,75 |
244 | 97,1 | 85,1 |
0,61 | 232 | 97,4 | 90,8 |
0,36 | 371 | 96,3 | 89,5 |
0,30 | 366 | 96,3 | 98,7 |
40 0,20 | 407 | 95,3 | 84,1 |
0,099 | 348 | 95,7 | 79,2 |
0,00 | 1500 | 83,2 | 61,1 |
Durch die erfindungsgemäße Auswahl einer hydrolisierten
verätherten Stärke wird aber auch eine drastische Verminderung der zum Abbau der Stärke im
Blutkreislauf erforderlichen Zeitspanne erhalten, was für eine häufig aufeinanderfolgende Zufuhr von
Blutkonserven im Hinblick auf ein Geringhalten der Osmose sehr wichtig ist. Dies kann der nachstehenden
Tabelle entnommen werden, welche Meßergebnisse an Blutkonserven mit Hydroxyäthylstärke mit einer Eigenviskositäl
von 0,19 dl/g wiedergibt, wobei die Konzentrationsangaben in % der Ausgangskonzentration zur
Zeit / ·>= 0 angegeben sind.
(Stunden)
Substitutionsgrad
0,73
0,73
Konzentration der Hydroxyäthylstärke im Serum
0,35
1
24
24
48
72
96
168
54
22
15
13
14
0
0
Das zur Durchfahrung der Erfindung bevorzugt verwendete Ausgangsmaterial ist eine wachsartige
Stärke in Körnchenform. Es kann z.B. wachsartige Milo(Sorghum)-Stärke. wachsartige Maisstärke oder
wachsartige Reisstärke verwendet werden. Diese wachsartigen Stärken bestehen hauptsächlich aus
Amylopectin mit einem geringeren Gehalt an Amylose. Die erfindungsgemäß verwendbaren wachsartigen
Stärken enthalten vorzugsweise 90 oder mehr Gewichtsprozent Amylopectin. Es können auch vorgelatinierte,
wachsartige Stärken verwendet werden, es hat sich jedoch herausgestellt, daß es zweckmäßig ist, die
Stärke unmittelbar vor oder gleichzeitig mit der Hydrolyse zu gelatinieren. Das heißt mit anderen
Worten, daß die Gelatinierung und die Hydrolyse eine kontinuierliche Bearbeitimgsslufe darstellen können.
Wachsartige Stärken, die beim Kochen dünnflüssig
werden, sind besonders geeignet, z. B. solche mit Fluiditätswerten (Beweglichkeiten) von 85 oder darüber.
Es ist natürlich klar, daß das Stärkeausgangsmaterial eine wesentlich höhere Eigenviskosität aufweist als
das gewünschte Endprodukt nach der Hydrolyse.
Bei den nicht vorgelatinierten Stärken erfolgt bei den Säurehydrolysierbedingungen eine wirksame Vervollständigung
der Gelatinierung. Nach der Gelatinierung wird die Stärke säurehydrolysiert, um ihre Eigenviskosität
herabzusetzen. Die Gelatinierung und die Hydrolyse der Stärke werden in einer wäßrigen Suspension
durchgeführt Die Konzentration der Suspension an Stärke ist nicht besonders kritisch-geeignete Verhältnisse
von Stärke zu H2O liegen innerhalb des Bereiches von etwa 0,65 bis etwa 0,75, bezogen auf eine
Gewichtsbasis. Die Suspension weist vorzugsweise einen niedrigen sauren pH-Wert auf, z.B. einen
pH-Wert zwischen 2.0 und 3,0. Der pH-Wert kann mit verschiedenen Säuren, z.B. Chlorwasscrstoffsäure,
Schwefelsäure usw., eingestellt werden. Die Hydrolysegeschwindigkeit
hängt von der Temperatur ab. Eine geeignete Temperatur liegt innerhalb des Bereiches von
85 bis 95°C Die Hydrolyse läuft vorzugsweise so langsam ab. daß ihr Verlauf analytisch verfolgt werden
kann, wodurch es möglich ist, die Hydrolyse an dem gewünschten Endpunkt zu beenden. Durch Entnahme
einer Reihe von Proben während des Ablaufs der Hydrolyse kann die zur Vervollständigung der Hydrolyse
erforderliche Zeit durch Extrapolation mit ziemlich guter Genauigkeit ermittelt werden.
Zur Bestimmung der Eigenviskosität können die verschiedenen bekannten Verfahren angewendet werden.
So kann beispielsweise die in Deziliter (dl) pro Gramm (g) angegebene Viskosität durch die Fließzeit in
einem Ubellohde-Viskosimeter gemessen werden und die gemessene Viskosität kann für die gemessene
Konzentration nach der optischen Rotations- oder der Anthron-Colorimeter-Methode korrigiert werden. Die
Einzelheiten der geeigneten analytischen Verfahren gehen aus der nachfolgenden Beschreibung der
einzelnen Durchführungsbeispiele hervor.
Der Hydrolysegrad bestimmt die Eigenviskosität des Endprodukts. Es ist deshalb ratsam, den Viskositätsendpunkt
der Hydrolysestufe vorher festzulegen. Die Endviskosität sollte nicht mehr als 0,27 dl/g bei 25° C
und vorzugsweise nicht mehr als 0,24 bis 0,25 dl/g bei 25°C betragen. Das hydrolysierte Produkt sollte seinen
Stärkecharakter beibehalten und nicht zu Dextrinen oder niedrigeren Polysacchariden hydrolysiert werden.
Der Stärkecharakter des Produkts wird aber beibehalten bis zu Viskositäten von herunter bis zu 0,07 bis
0,10 dl/g bei 25° C, wobei jedoch eine Hydrolyse auf unter 0,11 dl/g bei 25°C gewöhnlich nicht erwünscht ist
Die maximalen Vorteile werden erfindungsgemäß bei einem optimalen Bereich der Eigenviskosität von 0,13
bis 0,17 dl/g bei 25° C erzielt
Die Stärke wird entweder vor oder nach der Hydrolyse durch Umsetzung mit Äthylen- oder
Propylenoxyd, vorzugsweise mit Äthylenoxyd, veräthert
Die Veretherung sollte unter basischen pH-Bedingungen durchgeführt werden, da die Anwesenheit
von Alkali, z. B. Natriumhydroxyd, die Verätherungsreaktion
fördert Die Veretherung kann bei einem pH-Wert von etwa 11 bis etwa 13 bei einer
Alkalikonzentration von etwa 8 bis 10% — bezogen auf die Slärkefcslstoffc - durchgeführt werden. Die
Temperatur der Keiiktionsmischung wird während der
Veretherung vorzugsweise wesentlich niedriger als während der Hydrolyse gehalten. Die Veretherung kann
zwar bei Temperaturen innerhalb des Bereiches von 35 bis 70°C durchgeführt werden, die Temperatur der
Verätherungsstufe sollte jedoch so gewählt werden, daß die Veretherung gefördert und der gewünschte
Substitutionsgrad erzielt wird, ohne daß sich dabei die Eigenviskosität der Stärke wesentlich ändert Die
Hydrolyse der Stärke während der Veretherung sollte vernachlässigte · klein gehalten werden.
In der Verätherungsstufe kann die gleiche Konzentration
an Stärke in der Suspension wie in der Hydrolysestufe verwendet werden. Infolgedessen kann
nach Beendigung der Hydrolyse die Reaktionsmischung für die Veretherung durch Abkühlen und Zugeben von
Natriumhydroxyd oder einem anderen Alkali hergestellt werden. Vorzugsweise wird die Stärke jedoch vor
der Hydrolyse veräthert Es wurde gefunden, daß durch
j5 diese Reihenfolge die Bildung von gefärbten Nebenprodukten
stark herabgesetzt werden kenn, und deshalb sind zur Herstellung eines weißen Produkts oder einer
farblosen l-osung weder Behandlungen mit Natriumbisulfit
noch mit Aktivkohle erforderlich.
Das verätherte und hydrolysierte Produkt kenn zur Entfernung von Glykol und anderen Nebenprodukten
gereinigt werden. Beispielsweise kann Äthyicnglykol oder Propylcnglykol durch Extraktion mit Aceton
entfernt werden, oder das Produkt kann durch Dialyse gereinigt werden. Das gereinigte Material enthält
vorzugsweise nach dem Trocknen weniger als 0,5 Gewichtsprozent Glykol. Das Produkt kann nach
bekannten Verfahren, beispielsweise durch Trocknen in der Trommel oder durch Sprühtrocknen, in ein
trockenes Pulver umgewandelt werden.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Blutkonserve braucht die hydrolisierte verätherte Stärke nur in das
Gesamtblut oder in das wäßrige Medium, in dem die Erythrozyten suspendiert sind, in einer ausreichenden
Konzentration eingearbeitet zu werden, so daß die Erythrozyten während des Einfrierens und Auftaucns
geschützt sind. Die dabei verwendete Menge ist nicht kritisch, es muß jedoch eine erreichende Konzentration
vorliegen, welche die Schut/wirkung ausüben kenn.
De jedoch das Blut oder die Erythrozyten ohne vorherige Entfernung des Stärkcschutzmitiels verabreicht
werden sollen, verwendet man vorzugsweise eine minimale Menge an Stärke, die gerade noch die
Erythrozyten optimal oder praktisch vollständig schützt. Die optimale Menge variiert je nachdem, ob
man das kryogene Verfahren auf das Gesamtblut anwendet oder ob die Erythrozyten abgetrennt worden
sind, die in einem wäßrigen Medium entweder in der
gleichen oder einer anderen Konzentration als in dern
Gcsainlblut vorliegen. Wenn die Erythrozyten vor dem Einfrieren mit einer Zentrifuge abgetrennt werden,
sollten sie in einem geeigneten wäßrigen Medium, z. B.
einer sterilen normalen Kochsalzlösung wieder suspendiert
werden. Das das Stärkeschutzmittel enthaltende wäßrige Medium sollte mit den Membranen jeder Zelle
in Berührung stehen, und dies kann am besten durch eine geeignete Suspension der Zellen in dem das
Schutzmittel enthaltenden wäßrigen Medium erzielt werden.
Zum wirksamen Schutz von menschlichem Gesamtblut kann die hydrolisierte verätherte Stärke in einer
Konzentration innerhalb des Bereiches von 13 bis 17 Gew7VoL-% verwendet werden. Beispielsweise kann
eine Konzentration von 15 g verätherter, hydrolysierter
Stärke pro 100 ml des den Zusaf enthaltenden Gesamtblutes verwende! werden. Der optimale Wen
liegt bei Gesamtblut bei etwa )4 bis etwa 16 GewyVoL-%.
Wie bereits oben angedeutet, kann die Erfindung auf kryogene Schnelleinfrierverfahren zum Schutz von
Erythrozyten angcwcndci werden, wenn die Erythrozyten
in Blut oder einem wäßrigen Medium suspendiert sind, wodurch es möglich ist, das Schutzmittel vor dem
Einfrieren in das Medium einzuarbeiten. Das sogenannte »Flüssigstickstoff-Linde-Verfahren« zum Schutz von
Erythrozyten ist bekannt und in der Literatur ausführlich beschrieben. Vergleiche z.B. P.W. Gikjas, CT.
Knorpp, N.W.Thompson, W.R.Merchant in »Proc. Congr. Int Soc. Blood Transfus.«, 10, Stockholm
1964 (Karger, Basel und New York, 1965), Seiten 714 bis
718-, N.W. Thompson, CT. Knorpp, P.W. Gikas, M.A. Tinker, W. R. Merchant ibid,
Seiten 719 bis 725,und CT. Knorpp, P. W.Gikas,
N.Thompson, »Cryobiology«,2,268(1966).
Ein geeignetes Verfahren zur Druckkonservierung von Blut und Erythrozyten ist in der US-PS 3347 745
beschrieben. Das Blut oder die Erythrozyten werden cuf die bekannte und in den genannten Literaturstellen
beschriebene Art und Weise aufgetaut Im Anschluß an das Auftauen ist keine weitere Bearbeitung zur
Entfernung eines Teils oder des gesamten Stärkeschutzmittcls erforderlich.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert
1560 g einer beim Sieden dünnflüssigen wachsartigen Sorghum-Stärke wurden in 2190 ml Wasser suspendiert
und in ein Reaktionsgefäß gegeben, das dünn verschlossen
wurde. Dann wurde gerührt und das Reaktionsgefäß wurde zweimal nacheinander evakuiert und mit
Stickstoff gefüllt Dann wurden 385 ml 9,2 n-Natriumhydroxyd zugegeben und das Reaktionsgefäß wurde
erneut zweimal evakuiert und mit Stickstoff gefüllt. Nach dem Evakuieren auf 63,5 cm Hg wurden aus einem
Gaszylinder 100 g Äthylenoxyd mit einer solchen Geschwindigkeit zugegeben, daß der Druck 0,7 kg/cm2
nicht überstieg. Das Reaktionsgefäß wurde durch Durchleiten von 450C warmem Wasser durch den
Mantel erwärmt. Nachdem die Temperatur des Reaktionsgefäßes 55° C erreicht hatte, wurde sie 1
Stunde lang bei 45 bis 50°C gehalten. Der erzielte Substitutionsgrad betrug 0,30.
Es wurden 572 ml einer 6,2 n-Chlorwasserstoffsäure
zugegeben, eine Probe zur pH-Wert-Messung entnommen und der DH-Wert durch weitere Zugabe von
Natriumhydroxyd oder Chlorwasserstoffsäure, je nach Erfordernis, auf 2,0 eingestellt Dann wurde das
Reaktionsgefäß mit Wasserdampf bis auf eine Temperatur von 90° C erwärmt In '/2Stündigen Abständen
s wurden zur Bestimmung der Eigenviskosität Proben entnommen. Als Verdünnungsmittel für die Messungen
kann Wasser verwendet werden. Beim Erreichen der Eigenviskosität von 0,15 dl/g wurde die Reaktion durch
Abkühlen des Reaktionsgefäßes mit kaltem Leihingswasser
beendet Nach dem Abkühlen auf 300C wurde das Produkt entfernt und unter Stickstoff bei 4°C
aufbewahrt
510 ml des obengenannten Sirups wurden mit 153 ml Wasser und 867 ml Aceton 15 Minuten lang gemischt
is Nach 45minütigem Stehenlassen, wobei sich während
dieser Zeit 2 Schichten bildeten, wurde die obere, an Aceton reiche Schicht abgehebert Die untere, an
hydrolisicrter verätherter Stärke (Hydroxyäthylstärke)
reiche Schicht wurde mit 246 ml Wasser und 574 ml Aceton gemischt und 15 Minuten lang gerührt Nach
45minütigem Stehenlassen wurde die obere Schicht abgehebert und die untere Schicht wurde mit 246 ml
Wasser und mit 574 ml Aceton 15 Minuten lang gemischt. Nach 45minütigem Stehenlassen wurde die
obere Schicht verworfen und die untere Schicht wurde mit 123 ml Wasser und 697 ml Aceton 15 Minuten lang
gemischt Nach 45minütigem Stehenlassen wurde die obere Schicht verworfen. Zu der unteren Schicht
wurden 400 ml Wasser zugegeben und das restliche Aceton wurde durch 15minütiges Erwärmen auf 80° C in
einem Rotationsverdampfer unter einem Vakuum von etwa 50,8 cm Hg entfernt Das dabei erhaltene Produkt
wurde bei 4° C aufbewahrt
grad von 0,36 wurde — wie in Beispiel 1 beschrieben —
hergestellt wobei jedoch die folgenden Änderungen vorgenommen wurden:
a) Anstelle von 100 g Äthylenoxyd wie in Beispiel 1 wurden 180 g Äthylenoxyd verwendet;
b) die Hydrolysereaktion wurde anstatt bei einer Eigenviskosität von 0,15 dl/g wie in Beispiel 1 bei
einem Wert von 0,25 dl/g durch Abkühlen des Reaktionsgefäßes beendet
Eine beim Sieden dünnflüssige wachsartige Sorghum-Stärke
(238 g) wurde mit 335 ml Wasser und 3,0 ml 1,1 n-HCl in einem mit einem Rührer, einem Tropftrichter,
einem Probeentnahmerohr und einem zu einer Wasserstrahlpumpe und einem Stickstofftank führenden
Mehrfachhahn versehenen 1-Liter-Harzkolben verrührt. Der Kolben wurde abwechselnd dreimal mit
Stickstoff gefüllt und evakuiert. Dann wurde der Kolben iii einem Wasserbad auf 90°C erwärmt. In 30minütigen
Abständen wurden Proben entnommen und die Eigenviskosität der Stärke bestimmt. Wenn die durch
es Extrapolation errechnete Eigenviskosität 0,15 dl/g betrug,
wurde die Reaktion durch Zugabe von 3 ml 1 n-NapH und Abkühlen auf 22° C beendet
Es wurden 55 ml einer 10,2 n-NaOH zugegeben, und
Es wurden 55 ml einer 10,2 n-NaOH zugegeben, und
dann wurden durch den Tropftrichter langsam 48 ml Propylenoxyd eingetropfi. Der Kolben wurde auf 62°C
erwärmt und 40 Minuten lang bei dieser Toniperaitir
gehalten. Anschließend wurden 90 ml 6 n-IICI zugegeben,
der Sirup wurde entfernt und unter Stickstoff bei 40C aufbewahrt.
Der Sirup (700 ml) wurde mit 1,21 I Aceton und 210 ml
Wasser 15 Minuten lang verrührt. Dann ließ man ihn 1 Stunde lang stehen und die obensichende l'lüssigkcii
wurde abgchebcrt. Der Niederschlag wurde mit 3Ji nil
Wasser und 875 ml Aceton 15 Minuten lang verrührt. Nach einstündigem Stehenlassen wurde die obenstchcnde
Flüssigkeit erneut entferni. Dann wurden zu dem Niederschlag 790 m! Aceton und 334 ml Wasser
zugegeben und die Mischung wurde 15 Minuten lang gerührt. Nach einstündigem Stehenlassen wurde die
obenstehende Flüssigkeit abgehebert.
150 ml des Hydroxypropylstärke-Sirups wurden langsam
zu 4 I Aceton zugegeben und mit einem Mischer mit hoher Scherwirkung dispergiert. Der Hydroxypropylstärke-Niederschlag
wurde durch Filtrieren gesammelt und 2 Tage lang an der Luft getrocknet. Das dabei
erhaltene Produkt (48 g) hatte eine Eigenviskosität von 0,15 dl/g und einen Substitutionsgrad von 0,35.
Dieses Hydroxypropylstärke-Produkt konnte ebenso wie das Hydroxyäthylstärke-Produkt der Beispiele 1
und 2 als Kryoschutzmittel verwendet werden.
Die Produkte der Beispiele 1, 2 und 3 wurden mit Wasser verdünnt, so daß eine 40gewVvol.-%ige Lösung
von Hydroxyäthylstärke oder Hydroxypropylstärke entstand (die Konzentration wurde durch die optische
Drehung [<x]d= 178° bestimmt). Der Natriumchlorid-Gehalt
wurde durch Titrieren mit Silbernitrat ermittelt, und es wurde ausreichend Natriumchlorid zugegeben,
um eine Endkonzentration von 0,9 Gew7Vol.-% zu erhalten.
Die Lösung wurde durch ein Ο,β-μ-Millipore-Filter
mit einem aufgesetzten Millipore-Vorfilter filtriert. Das
Filtrat wurde in Vakoliter-Behältern gesammelt, die
evakuiert, verschlossen und 30 Minuten lang bei 240° C
in einem Autoklav sterilisiert wurden. Dann waren die Kryoschutzmittel fertig für den Handel, die Lagerung
und Verwendung.
Gesamtblut, das ein geeignetes Antikoagulans, z. B.
ACD, enthielt, wurde mit einer 0,9%igen Natriumchloridlösung,
die eine Menge des in den oben beschriebenen Beispielen hergestellten Hydroxyäthylstärke oder
Hydroxypropylstärke (d.h. 14 bis 16 Gew7Vol.-%)
enthielt, die ausreichte, um in vitro eine Regenerierung der roten Zellen nach dem Einfrieren und Auftauen der
Blut-Hydroxyäthylstärke-Mischung von 90% oder mehr zu erzielen, gemischt Diese Mischung wurde in einem
Metallbehälter in einem Kältebad bei einer Temperatur von nicht mehr als etwa — 100"C unter heftigem Rühren
gebracht, so daß die Wärmeübergangsgeschwindigkeit mindestens 3500 kcal pro Stunde pro 0,09 m2 Behälteroberfläche
betrug. Die Mischung kann hierzu beispielsweise in einen Aluminiumbehälter gegeben und in
flüssigem Stickstoff unier Schütteln mit einer Geschwindigkeil
von 200 Hin- und llcrbcwcgungcn pro Minute
eingetaucht werden. Das eingefrorene Hint wurde Ihm
einer Temperatur von etwa - 100"C oder weniger
gelagert. Es wurde aufgetaut, indem man es in ein Wasserbad von 45°C brachte und mit einer Geschwindigkeit
von etwa 150 UpM rührte.
Die Regenerierung in vitro der roten ZeIlon ist dor
IVd/oiiis.iI/ an nicht hainolysierieii l'.ryihru/yion.ilor
1) durch Messen der Hämoglobinmcngc in dor nach
dem Zentrifugieren einer eingefrorenen und aufgetauten Blut-Hydroxyäthylstärkc-Mischung
erhaltenen obenstehenden Lösung,
2) durch Messen der Gesamtmenge an Hämoglobin in der Blut-Hydroxyäthylstärke-Mischung vor dem
2) durch Messen der Gesamtmenge an Hämoglobin in der Blut-Hydroxyäthylstärke-Mischung vor dem
Einfrieren,
3) durch Abziehen des Wertes der Stufe 1) von demjenigen der Stufe 2) und
4) durch Umrechnen des Wertes der Stufe 3) in den
3) durch Abziehen des Wertes der Stufe 1) von demjenigen der Stufe 2) und
4) durch Umrechnen des Wertes der Stufe 3) in den
ermittelt wird.
zugesetzter Hydroxyäthylstärke- oder Hydroxypropylstärke-Lösung wird vorzugsweise im Vergleich zu dem
ACD, enthielt, wurde zur Abtrennung der roten Zellen
von dem Plasma zentrifugiert Das Plasma wurde entfernt und durch eine 0r9%ige Natriumchloridlösung,
die eine zur Erzielung einer Regenerierung der roten Zellen in vitro nach dem Einfrieren und Auftauen von
90% oder mehr — wie in Beispiel 4 beschrieben — ausreichende Menge an Hydroxyäthylstärke oder
Hydroxypropylstärke enthielt, ersetzt.
Zur Kontrolle der Eigenviskosität und des Substitutionsgrades können die verschiedensten Verfahren
verwendet werden. Beispielsweise kann das durchschnittliche Molekulargewicht der Hydroxyäthyl- oder
Hydroxypropylstärke durch Messen der Eigenviskosität der Stärke während der Hydrolyse bis zu einem
• bestimmten Bndpunkt kontrolliert werden. Die F.igcn-5ö
viskosität ist durch die folgende Gleichung definier!:
Darin bedeuten /Lösung und /-Lösungsmittel die Fließzeiten der Lösung bzw. des Lösungsmittels,
gemessen in einem Viskosimeter. Die Lösung war 0,8 ± 0,1 %ig an Stärke in 1 n-NaOH, das als Lösungsmittel
diente. Die Fließzeiten wurden in einem Ubellohde-Viskosimeter bei 25,0±0,2oC gemessen. Die genaue
Stärkekonzentration wurde durch Messung der optischen Drehung der Lösung nach der folgenden
% Stärke (g/100 ml) « OR χ 0,61.
ίο
Darin bedeutet OR die optische Drehung in Grad bei 20 bis 25°C unter Verwendung der Natrium-D-Linie
und eines 10-cm-Polarimcterrohres.
Der Substitutionsgrad (DS) kann durch Umsetzung mit Jodwasserstoffsäure ermittelt werden. Die Hydroxyalkylgruppen
werden quantitativ in Äthylen und Äthyljodid (oder Propylen und Isopropyljodid) umgewandelt,
die ihrerseits durch Umsetzung mit Brom bzw. Silbernitrat bestimmt werden. Das angewendete Verfahren
ist von P.W. Morgan in »Industrial and
Analytical Chemistry«, Analytische Auflage 18, Seiten 500 bis 504 (1946), beschrieben.
l:.s isi bekannt, daß Hydroxyäthylstiirkc und andere
Polysaccharide (/.. B. Dextran) die Bluikoagulation nachteilig beeinflussen, wenn sie in einer hohen
Konzentration vorhanden sind (vgl. zum Beispiel A. A. Garzon et al, SURGERY, 62, 670, 1967). Da ein
Vorteil der vorliegenden Erfindung darin besteht, daß das konservierte, eingefrorene Blut ohne Herauswaschen
der Hydroxyäthylstärke oder der Hydroxypropylstärke verabreicht werden kann, ist es höchst erwünscht,
daß die als Kryoschutz verwendete hydrolisierte verätherte Stärke aus dem Körper schnell entfernt wird.
Es wurde festgestellt, daß dies dadurch erzielt werden kann, daß man die Hydrolysegeschwindigkeit des
Stärkeadditivs in vivo erhöht, den Substitutionsgrad erniedrigt. Dies kann auch dadurch erzielt werden, daß
man das durchschnittliche Molekulargewicht der Hydroxyäthylstärke erniedrigt und die Eigenviskosität
erniedrigt. Die Grenze für den Substitutionsgrad und die Eigenviskosität für die wirksame Kryokonservierung
wurde, wie nachfolgend beschrieben, bestimmt
Die wie oben beschrieben hergestellte Hydroxyäthylstärke wurde zu ACD-Mcnschcnblut zugegeben bei
Endkonzentrationen von 12, 15 und 20 Cew JVoI-Vo.
Diese Konzentralionen wurden dadurch erreicht, daß man die folgenden Mengen von (A) 40% Hydroxyäthylstärke
in 0,9%igem Natriumchlorid und (B) ACD-Blut zur Erzielung von 55 ml Mischung miteinander mischte.
an Hydroxyäthylstärke ml
(B)
ml
ml
IO
12% 15% 20% 16,5
20,6
27,5
20,6
27,5
38,5
34,4
27,5
34,4
27,5
tür wurde die Mischung in einen Linde-110-ml-Aluminium-Blutbehälter,
wie er von G. F. D ο e b b I e r et al in »TRANSFUSION«. 6, 104 (1966), beschrieben worden
ist, gebracht. Der Behälter wurde durch Eintauchen in eine PVP-Melhanollösung (vgl. die obengenannte
Doebbler-Literaturstelle) mit PVP beschichtet und durch 2minütiges Schütteln in flüssigem Stickstoff mit
einer Geschwindigkeit von 200UpM eingefroren. Durch l,5minütiges Schütteln in einem Wasserbad von
45°C mit einer Geschwindigkeit von 150 UpM wurde es dann wieder aufgetaut
Das aufgetaute Blut wurde auf die Erythrozytenregenerierung (ER) und obenstehendes Hämoglobin (SH),
wie in Beispiel 5 beschrieben, untersucht. Der Hämoglobingehalt (Hb) wurde nach der Cyanmethämoglobin-Methode
bestimmt Die Stabilität in einer Salzlösung (SS) wurde durch Verdünnen des Blutes in
100 Volumenteilen einer 0,9%igen Natriumchloridlösung, Zentrifugieren, Messen des obenstehenden Hämoglobins
und Umrechnen in den Prozentwert Gesamthämoglobin in der Blutprobe bestimmt
Die Werte für ER, SH und SS geben die Qualität des eingefrorenen Blutes an. Gut konserviertes Blut hat
einen niedrigen SH- und einen hohen ER- und SS-Wert Der Einfluß des Substitutionsgrades (DS) auf die
Kryoschutzwirkung der Hydroxyäthylstärke ist in der folgenden Tabelle I wiedergegeben.
(Eigenviskosität = 0,15 dl/g; Konzentrationen an Hydroxyäthylstärke: 12%, 15%, 20%;
die 15%-Werte stehen in runden, die 20%-Werte in eckigen Klammern)
DS | SH | ER | SS |
(mg%) | {%) | (%) | |
0,75 | 302 (244) [314] | 97,2 (97,1) [95,5] | 87,3 (85,1) [74,9] |
0,61 | 492 (232) | 95,7 (97,4) | 72,6 (90,8) |
0,36 | 364(371)11446] | 97,1 (96,3) [77,6] | 89,0 (89,5) [82,9] |
0,30 | 472 (366) | 96,0 (96,3) | 69,8 (89,7) |
0,00 | (1500) | (83,2) | (61,1) |
Es wurde gefunden, daß Hydroxyäthylstärke mit einem Substitutionsgrad im Bereich von 030 bis 0,75
eine gute Kryoschutzwirkung aufweist, vorausgesetzt daß die Konzentration in dem 12- bis 15%-Bereich die
richtige Höhe aufwies. Reine Stärke hatte eine geringe
Der Einfluß der Eigenviskosität (I.V.) auf die Kryoschutzwirkung der Hydroxyäthylstärke ist in der
folgenden Tabelle II dargestellt
I 11 12
j? Tabelle II £s wurde gefunden, daß bei einer Eigenviskosität von
l' Einfluß der Eigenviskosität auf die Kryoschutzwirkung 0,114 dl/g oder höher eine gute Kryoschutzwirkung
■L von Hydroxyäthylstärke erzielt wurde, daß jedoch eine Eigenviskosität von
€ (DS = 0,75; Stärkekonzentrationen 12 %, 15 %; die 15 %- 0,08 dl/g oder weniger schlechte Ergebnisse lieferte.
i'i Werte sind in Klammern angegeben) ■>
Die vorstehend beschriebenen Versuche zeigen, daß
|: " ; eine Eigenviskosität von ciwa 0,11 dl/g und c'.n
[V '■v· SH r.K SS Siibstiliilionsgrad von elwa OJO die inneren Gren/en
i' (dl/g) (mg %) (%) (%) für eine wirksame Kryoscluii/wirkimg iler llyilroxy
h äthylstäi'ke für IiIm darstellen. Die opimialen Stärke
κι kon/.eniraliouen variieren — wie in iler Tabelle I
dargestellt ist — zwischen 12 und 15%. je nach der
Eigenviskosilät und dem Substitu'ionsgrad.
0,15 | 302 | (244) | 97,2 | (97,1) | 87.3 | (85.1) |
0,114 | 412 | (292) | 96,2 | (96,9) | 70.5 | (84,6) |
0,08 | 494 | (378) | 95,2 | (96,0) | 33,7 | (35,2) |
0,049 | 1240 | (712) | 88,4 | (91,8) | 28,2 | (25,0) |
Claims (3)
1. Gefrorene Blutkonserve, enthaltend menschliches Gesamtblut oder die die Erythrozyten enthaltende
Blutfraktion sowie eine hydrolisierte, verätherte Stärke, welche wachsähnliche Konsistenz
aufweist, im wesentlichen aus Amylpektin besteht und deren Äthergruppen Hydroxyaryl- oder
Hydroxypropylgruppen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrolisierte verätherte
Stärke einen Äthergruppen-Substitutionsgrad von weniger als 0,50 und mehr als 0,20 pro Mol Glukose
aufweist und bei einer Temperatur von 25" C eine
Eigenviskosität von 0,!'. bis 0,27 dl/g hat.
2. Blutkonserve nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Äthergruppen-Substitutionsgrad „von
0,25 bis 0,45 Äthergruppen pro Mol Glukose.
3. Blutkonserve nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Stärkekonzentration von
13 bis 17 GewyVolumen-%.
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