DE2314137A1

DE2314137A1 - Produkt, verfahren und vorrichtung zur bildung von stabilen komplexen von polyanionen, die in biologischen fluessigkeiten vorkommen

Info

Publication number: DE2314137A1
Application number: DE19732314137
Authority: DE
Inventors: Ferdinando Danusso; Paolo Ferruti; Tito Longo; Maria Antoinetta Marchisio
Original assignee: Zambon SpA
Current assignee: Zambon SpA
Priority date: 1972-03-21
Filing date: 1973-03-21
Publication date: 1973-10-18
Also published as: IL42230A; IE37707B1; GB1415399A; ES412829A1; SU655284A3; JPS4914599A; CH594008A5; AU5357173A; IE37707L; LU67245A1; US3865723A; FR2186253A1; BE797120A; NL7303964A; FR2186253B1; ZA731785B; CA1023661A; IL42230A0; IT1019525B

Description

PATENTANWÄLTE ' j DR.-ING. WOLFRAM BUNTE \ DR. KARL GEORG LÖSCH ;

D-eOOO MÜNCHEN 13. BAUERSTRASSE 22. POSTFACH 78O · FERNRUF (O8I1) 37 ββ 83 · TELEX 5219208 ISAR C j

München, den
M/12 447

ZAMBON S.p.A.
Via Lillo del Duca, 12, Bresso (Mailand)

Produkt, Verfahren und Vorrichtung zur Bildung von stabilen
Komplexen von Polyanionen, die in biologischen Flüssigkeiten

vorkommen

; Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klasse neuer Produkte, ^: die mit Polyanionen, die in biologischen Flüssigkeiten vor-
! kommen, stabile Komplexe bilden, sowie Verfahren zu deren

Herstellung.

Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Bildung stabiler Komplexe, wodurch Polyanionen aus \ biologischen Flüssigkeiten entfernt werden, sowie Vorrichtungen, die zur Durchführung dieses Verfahrens geeignet sind. ι

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Die vorliegende Erfindung betrifft- insbesondere eine neue Klasse von Polymeren, die in linearer, wasserlöslicher Form, so daß sie in biologischen Flüssigkeiten als lösliche, nicht-toxische Komplexe mit Polyanionen anwesend bleiben, die den Blutgerinnungsmechanismus nicht verändern, oder in vernetzter unlöslicher Form, so daß diese Polyanionen aus biologischen Flüssigkeiten durch Komplegierung derselben auf deren geeignet geschaffener fester Oberfläche entfernt werden, hergestellt werden können.

Das Problem der Neutralisierung oder zumindest Mäi3igung · der Langzeitwirkungen besonderer Substanzen, die in biologischen Medien künstlich zugeführt sind oder darin spontan vorliegen ist bekannt und schon lange Gegenstand vor. Untersuchungen und Forschungen. Es ist auch bekannt, da/;, viele dieser Substanzen den Charakter von Polyanionen haben

Ein besonders wichtiges Beispiel für Situationen dieser Art ist die Notwendigkeit, die Gerinnungseigenschaft des Blutes unter ausreichend genauer Kontrolle zu halten, wenn darin Substanzen, die eine Antikoaguiationswirkung haben, wie Heparin oder Polysaccharidsulfo.iate, vorliegen.

Bis jetzt wurden zu diesem Zweck verschiedene Substanzen verwendet oder sind in Erprobung, wie Protaminsulfat und -hydrochlorid₇ Polybrene, Benzalkoniumchlorid, Toluidinblau und andere, die als Komplexbildner für Heparin oder andere saure Polysaccharide oder Mucopolysaccharide verwendet werden.

Das Protamin,. das in Form des SuHiats die einzige der vorgenannten Substanzen ist, die gegenwärtig zu diesem Zweck verwendet wird, ist ein basisches Protein als Extraktstoff, das von Arginin abgeleitete Guanidingruppen enthält, denen die Wirkung auf Heparin zugeschrieben wird. Polybrene ist

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ein synthetisches Polymeres, das quaternäre ammoniakalische Gruppen enthält. Benzalkoniumchlorid ist eine nicht-makromolekulare Verbindung mit dem Charakter eines quaternären Ammoniumsalzes. Toluidinblau ist ein basischer, nichtmakromolekularer Farbstoff.

Davon wirken Protaminsulfat und Polybrene in Lösung, wobei sie Heparin komplexieren und so seine Antikoagulationskapäzität neutralisieren, sie bringen Jedoch Nachteile mit sich und sind insbesondere selbst, wenn sie in freier Form vorliegen, starke Antikoagulantien. Daraus ergibt sich, daß ihre Verwendung zur Neutralisierung von Heparin nicht frei von Risiken ist, da sie, wenn sie in Bezug auf das Heparin, das sie komplexieren sollen, irrtümlich in Überdosen verabreicht werden, entgegengesetzt zu der gewünschten Weise wirken und das Blut wiederum hypo- oder unkoagulierbar machen. Toluidinblau kann wegen seiner Toxicität in der Mehrzahl der Fälle offensichtlich nicht verwendet werden. Benzalkoniumchlorid wird nicht, wie in den vorstehenden Fällen inLösung verwendet, sondern nur adsorbiert auf der Oberfläche von Gegenständen, die mit dem Blut in Kontakt gebracht.werden müssen, und die mit Graphit und Benzalkonium ausgefüttert sind, mit einem Überschuß Heparin behandelt werden und die, da das Heparin durch die Wirkung des Benzalkoniumchlorids, das mit'ihm komplexiert, auf der Oberfläche zurückgehalten wird eine Antithrombosewirkung haben. Die Verwendung von Benzalkoniumchlorid bringt jedoch verschiedene Nachteile mit sich, wie die geringe Stabilität des Heparin/Benzalkoniumchlorid/Graphit/Materialsystems mit der Zeit und die hämolytische Wirkung des Benzalkoniumchlorids.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Materials, das speziell und selektiv mit Polyanionen reagiert,

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insbesondere mit Heparin oder anderen natürlichen oder

künstlichen sauren Polysacchariden oder Mucopolysaccharide^ | das Antikoagulationswirkung hat,.das mit diesen stabile | Komplexe bildet, wobei die vorgenannten Nachteile und Probleme vermieden werden.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung wurde erreicht durch die Herstellung einer neuen Klasse vcn Polymeren, die mit Polyanionen, die in biologischen Flüssigkeiten vorkommen, stabile Komplexe bilden können, und die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie Monomereneinheiten enthalten, abgeleitet von

Gruppe A, bestehend aus Bis-acrylamiden, nämlich Bis-acryloylpiperazinen und aliphatischen Bis-acrylainiden der Formel

CH₉=CH-CO-N-(CH₉L - N - CO - CH = CH₉

R₁ R₂

worin η eine Zahl von 1 bis 6 , und R₁ und R₂, die gleich oder verschieden sein können, Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeuten können,

Gruppe B, bestehend aus primären oder sekundären Aminen der Formel

NH- (CH₂)_n-N- R₃
R₁ R₂

worin η die Bedeutungen 1 bis 6 besitzt und R₁, R₂ und FU Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis β Kohlenstoffatomen bedeuten, vorausgesetzt, daß nur eines davon Wasserstoff bedeutet und wenn R₁ die Bedeutung CH, besitzt, R₂ nicht CH^ bedeutet,

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M/12 447 S" 23 H

und die möglicherweise auch Monomereneinheiten enthalten, abgeleitet von

Gruppe C," bestehend aus ■ Carbonsäure-Aminosäuren, · nämlich Piperazinmono- und -dicarbonsäuren und aliphatischen Aminosäuren der Formel

H₂N-CH₂-(R)_n-COOH, ^:

worin η Null oder 1 und R einen geradkettigen oder verzweigten aliphatischen Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeutet,

Gruppe D, bestehend aus Allylamin und aliphatischen gesättigter Aminoverbindungen, die 2 bis 12 Kohlenstoffatome, unc 2 primäre Aminogruppen enthalten, und \

Gruppe E, bestehend aus Vinylderivaten, nämlich Vinylpyrrolidor N-Acrylyl-morpholin und Acrylamid.

Die erfindungsgemäßen neuen Polymeren können in Form von linearen Mischpolymerisaten, die in den biologischen Flüssigkeiten löslich sind, oder in Form von festen vernetzten Mischpolymerisaten,^:die in .den biologischen Flüssigkeiten unlöslich sind, hergestellt werden. j

Wenn man Mischpolymerisate herstellt aus Monomereneinheiten, die nur unter Gruppen A und 3 oder unter Gruppen A, B und C ausgewählt sind, so erhält man lineare Mischpolymerisate, die nicht vernetzen können und in den biologischen Flüssigkeiten löslich sind, worin sie lösliche, nicht-toxische stabile Komplexe mit den darin anwesenden Polyanionen bilden.

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M/12 447 . 6 2 3 I 4^37

Wenn man hingegen Mischpolymerisate herstellt, die außer Monomereneinheiten, abgeleitet von Gruppen A, 3 und C, Monomereneinheiten, abgeleitet von Monomerengruppen D und E enthalten, so erhält man Mischpolymerisate, die unter geeigneten Bedingungen vernetzte feste Produkte bilden können, die sich in biologischen Flüssigkeiten nicht lösen, jedoch, wenn sie mit diesen geeignet in Kontakt gebracht werden, daraus die darin anwesenden Polyanionen entfernen können, indem sie diese Polyanionen auf ihrer Oberfläche in Form von stabilen Komplexen fixieren.

Die erfindungsgemäßen linearen v/asser-lösliehen Mischpolymerisate werden hergestellt, indem man mindestens ein Monomeres der Gruppe A, mindestens ein Konomeres der Gruppe B und gegebenenfalls mindestens ein.Mononieres der Gruppe C in Wasser! oder in einem hydroxylierten protischen Lösungsmittel, wie Alkoholen, löst und sie bei einer Temperatur zwischen 10 und 50⁰C während einer Zeitdauer von einigen Stunden (3 bis Stunden) bis einigen Tagen (3 bis 5 Tagen) polymerisieren läßt.

Eine Gruppe erfindungsgemäßer wasserunlöslicher vernetzter Mischpolymerisate wird hergestellt, indem man mindestens ein Monomeres der Gruppe A, mindestens ein Monomeres der Gruppe B und gegebenenfalls mindestens ein Monomeres der Gruppe C zusammen mit einer Aminoverbindung, die 2 bis 12 Kohlenstoffatome und J 2 primäre Aminogruppen enthält, in Wasser oder in einem hydroxylierten protisehen Lösungsmittel, wie einem Alkohol, löst. Man läßt die Monomerenmischung bei einer Temperatur von 10 bis 50⁰C während einer Zeitdauer von einigen Stunden (3 bis 4 Stunden) bis einigen Tagen (3 bis 5 Tagen) polymerisieren und trennt das gebildete Mischpolymerisat ab.

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χ 23U137

M/12 447 ^

Eine weitere Gruppe erfindungsgemäßer vernetzter, wasserunlöslicher Mischpolymerisate wird hergestellt, indem man mindestens ein Monomeres der Gruppe A, mindestens ein Monomeres der Gruppe B und gegebenenfalls mindestens ein Monomeres der Gruppe C zusammen mit Allylamin in Wasser oder in einem hydroxylierten protischen Lösungsmittel, wie einem Alkohol, löst. Diese Monomerenmischung läßt man bei einer Temperatur zwischen 10° und 50°C während einer Zeitdauer von einigen Stunden bis einigen Tagen polymerisieren. Das so gebildete lineare Mischpolymerisat läßt man durch die Allylamineinheiten vernetzen, indem man diese Radikal-Polymerisationsbedingungen in Gegenwart geeigneter Katalysatoren, wie Peroxiden und Azo-Verbindungenjunterwirft.

Eine weitere Gruppe erfindungsgemäßer vernetzter wasserunlöslicher Mischpolymerisate wird hergestellt, indem man mindestens ein'Monomeres der Gruppe A, mindestens ein Monomerei Gruppe B, gegebenenfalls mindestens ein Monomeres der Gruppe C und Allylamin in Wasser oder in einem hydroxylierten protisehen Lösungsmittel, wie einem Alkohol, löst. Die Monomerenmischung läßt man bei einer Temperatur zwischen 10 und 50 C während einer Zeitdauer von einigen Stunden bis einigen-Tagen polymerisieren.

Das so gebildete lineare Mischpolymerisat wird, noch in Lösung, mit mindestens einem hydrpphilen Vinyl- oder Vinylidenmonomeren versetzt und man läßt es unter Radikal-Polymerisationsbedingungen in Gegenwart geeigneter Katalysatoren, wie Peroxiden oder Azo-Verbindungen, vernetzen.

Das Vinyl- oder Vinylidenmonomere ist vorzugsweise ausgewählt unter Vinylpyrrolidon, N-Acrylylmorpholin und Acrylamid.

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Ein weiteres wichtiges Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zum wirksamen Abfangen natürlicher oder künstlicher Polyanionen in dem gewünschten Ausmaß der vorgenannten Art, die in biologischen Medien anwesend sind, wobei gleichzeitig nachteilige Neben- und Sekundärwirkungen vermieden werden.

Ein spezielleres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Dosierung des Heparingehalts in einem biologischen Medium, inbesondere Blut, und Einstellen des Koagulationsgrades des Blutes auf das benötigte Ausmaß.

Um diese Ziele zu erreichen, schafft die vorliegende Erfindung i ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die biologischen Medien mit einem pH 3 bis 10, die das unter Kontrolle zu bringende oder abzufangende Polyanion enthalten, in innigen Kontakt mit einem Abfang- oder Komplexbildungsmittel, dessen Wirkungsprinzip aus makrpmolekularen Ketten der vorstehend beschriebenen Art besteht, für eine Zeitdauer, die notwendig ist, damit das Polyamidanin,__das den aktiven Bestandteil des Komplexbildners darstellt, mit dem abzufangenden Polyanion reagieren kann, insbesondere für einer Zeitdauer von 1 bis 600 Sekunden.

In einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird dieser innige Kontakt zwischen dem Abfangmittel in fester Form, das in biologischen Flüssigkeiten unlöslich ist und eine große Oberflächenausdehnung hat, und der biologischen Flüssigkeit, die das Polyanion, insbesondere Heparin, enthält, hergestellt.

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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die zur Neutralisierung von Polyanionen besonders' brauchbar ist, wird das Abfangmittel, bevorzugt in Lösungsform, mit der biologischen Flüssigkeit, die das zu neutralisierende Polyanion enthält, gemischt, ohne daß der gebildete Komplex aus der biologischen Flüsssigkeit abgetrennt wird.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung von Mitteln zur praktischen Anwendung der vorstehend beschriebenen Verfahren und des Produkts. Diese erfindungsgemäßen Mittel bestehen aus einer Vorrichtung mit einem Strömungskreis für diese biologischen Medien, in denen das unter Kontrolle zu bringende oder abzufangende Polyanion anwesend ist, wobei in diesem Strömungskreis eine Zone innigen Kontaktes zwischen diesem biologischen Medium und einem Komplexbildner oder Abfangmittel, wie vorstehend definiert, in . fester Form und mit großer Oberflächenausdehnung vorgesehen ist.

Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform besteht diese Kontaktzone aus einem röhrenförmigen Element, durch das das biologische Medium fließt, wobei das röhrenförmige Element mit dem Komplexbildner in fester, unterteilter, vorzugsweise granulierter Form gefüllt ist, der durch geeignete perforierte Scheidewände in dem röhrenförmigen Element gehalten wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform erreicht man diesen Kontakt mittels fester Elemente, bestehend aus einer festen Unterlage mit großer Oberfläche im Verhältnis zu ihrem Volumen, die mit einem Film überzogen ist, der aus dem Komplexbildner oder Abfangmittel besteht.

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m/12 447 · 4ΰ 2 3 1 Λ 1 3

Bei einer weiteren Ausführungsform erhält man diesen Kontakt mittels fester Elemente, die aus einer Mischung gebildet sind, die aus dem Komplexbildner und einem Feststoff, der unter den Anwendungsbedingungen inert ist, besteht.

Es wurde überraschenderweise gefunden, daß die erfindungsgemäßen Polymeren die Fähigkeit haben, mit den Antikoagulationsmitteln sauren Charakters in biologischer Umgebung zu reagieren¹, ohne daß schädliche Nebenwirkungen der vorstehend beschriebenen Art wie bei den Substanzen gemäß dem Stand der Technik auftreten. Diese Polymeren sind daher besonders geeignet, in der Praxis die bereits bekannten Mittel, die entweder bereits verwendet werden oder im Labor im Versuchsstadium sind, und die mit Heparin oder anderen sauren Polysacchariden oder Mucopolysacchariden Komplexe bilden oder sonst reagieren können, zu ersetzen. In ihrer lir.i? ren Form können sie, wenn sie in Lesung verwendet werden, die Antikoagulationswirkung von Heparin, das in "wasser oder biologischen Flüssigkeiten gelöst ist, neutralisieren. Sie haben jedoch nicht selbst, wie dies bei Protamin oder Polybrene der Fall ist, starke Antikoagulationswirkung, da sie nicht auf die Koagulationsfaktoren einwirken, und somit im Fall einer Überdosierung kein Risiko entsteht.

Es ist jedoch, wie bereits erwähnt, auch möglich, Polymere mit Polyamidamin -Charakter, die in einem mehr oder weniger hohen Ausmaß vernetzt sind, und die sonit, während sie chemische Eigenschaften behalten, die von denen linearer Polyamid amine einfacher Struktur nicht verschieden sind, in Wasser und in biologischen Flüssigkeiten unlöslich sind, zu erhalten.

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M/12 447 /y 2 3 1 U 1 3

In der vernetzten oder wasserunlöslichen Form können die erfindungsgemäßen Polymeren das Heparin, das in wässriger Lösung oder in biologischen Flüssigkeiten, wie Plasma, Blut oder dergleichen, anwesend ist selektiv adsorbieren. Überraschenderweise wurde gefunden, daß sie besonders selektiv sind, indem sie aus den biologischen Flüssigkeiten nur die sauren Polysaccharide oder Mucopolysaccharide adsorbieren, aber nicht andere anwesende makromolekulare oder nicht-makromolekulare Substanzen. Sie haben keine hämolytischen Eigenschaften, wirken weder auf die Plättchen noch andere Bestandteile des Blutes ein, sind zeitlich ausreichend stabil und haben eine hohe Adsorptionskapazität. Beispielsweise können sie im Fall von Heparin in wässriger Lösung unter geeigneten Bedingungen eine Menge saures Mucopolysaccharid, die gewichtsmäßig größer ist als ihr eigenes Gewicht, adsorbieren. Sie sind daher, vorzugsweise in Form von Granulat mit einem Durchmesser von 0,01 bis 15 mm, besonders zur Herstellung von Molekularfiltern, die das Heparin oder andere saure Mucopolysaccharide aus den Medien, die ,sie durchlaufen, entfernen können, geeignet. Insbesondere ist die Verwendung derart ausgelegter Filter ein neues Verfahren zur Entfernung von im Blut anwesendem Heparin, ohne dessen Zusammensetzung zu verändern, insofern als keine Fremdsubstanzen zugeführt noch andere Bestandteile entfernt, noch die biologischen und funktioneilen Eigenschaften des Blutes in irgend einer Weise geändert werden.

Besonders interessierende praktische Anwendungen von derart ausgelegten Filtern sind beispielsweise (1) die Extraktion von Heparin aus damit in Behältern konserviertem Blut für chemische oder biologische Verwendung, etc., um die Gerinnungseigenschaften vor der Infusion ganz oder teilweise wiederherzustellen, (2) die direkte Verwendung dieser Filter in dem Kreis extrakorporaler Kreislaufapparate, wie Herz-

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Lungen-Maschine, partieller Uralaufapparate, extrarenaler Dialyseapparate, extrakorporaler Blutreinigungsapparate, zur Reduzierung der Menge an Heparin oder anderenAntikoagulantien, die notwendigerweise in der: Apparat verwendet werden, (3) die direkte Verwendung in einem extrakorporalen arteriellen oder venösen Blutkreislauf, entweder mit oder ohne Nebenpumpe, zur Entfernung von Heparin endogenen oder exogenen Ursprungs.

Die erfindungsgemäßen Polymeren, allein oder in einer Mischung mit anderen makromolekularen Substanzen,die zur Bildung von konstruktiven Materialien für biomedizinische Verwendung geeignet sind, v/erden, wenn sie ir. ¥asser oder in biologischen Flüssigkeiten unlöslich sind, ihrerseits oberflächlich antithrombogen nach _; völliger Sättigung mit Heparin, das, wie angegeben,- in.it ihn^n Komplexe bildet, die über eine lange Zeit sogar bei in weiten Grenzen variierendem pH oder inphysioiogischer Umgebung stabil sind. Sie sind so besonders geeignet für die Herstellung von Antithromboseartikeln, die die Systeme auf der Grundlage von Benzalkoniumchlorid ersetzen, gegenüber welchem sie augenfällige Vorteile aufweisen, da sie nicht hämolytisch und zeitlich und unter mechanischer Beanspruchung viel stabiler siijid.

Anwendungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Polymeren entweder allein oder in Mischung mit anderen Substanzen sind daher gegeben bei der Herstellung von Gegenständen, wie künstlichen Organen, die mit Blut in Kontakt kommen, wie Pumpen und Ventilen für Blutkreislauf, und vaskulären oder Kardialkatheter und Prothesen.

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Was den toxikologischen Aspekt anbelangt, so reagieren die funktioneilen Gruppen derart, daß keine agressive Wirkung auf die Zellmembranen ausgeübt wird.

Dies wurde durch Versuche demonstriert die mit drei Polymeren durchgeführt wurden, die derart als Beispiele für Polymere mit funktionellen Gruppen ausgewählt wurden, daß sie eine verschiedene Gesamtbasizität hatten. Bei Epithelzellkulturen, wie Heia und 37 RC Stämmen sind sie sogar bei ziemlich hohen Konzentrationen (von 50 bis 200 γ pro cnr Kulturmedium) nicht toxisch. Diese Tatsache wird auch durch die' Abwesenheit von Hämolyse durch die roten Blutkörperchen, die mit den betreffenden Substanzen, entweder in linearer oder vernetzter Form, in Kontakt kommen, bestätigt. Es soll noch betont werden, daß die Zellmembran der roten Blutkörperchen von besonders zarter Struktur ist und dieses Verhalten daher als echtes Anzeichen für das Fehlen direkter Toxizität in Form von destruktiven Phenomena auf die Lipoproteinstrukturen der Membranen, wobei diese Strukturen -die wirkliche Grundlage der Zellvitalität bilden, betrachtet werden kann.

Die durchgeführten Versuche schließen auch die Möglichkeit der Existenz bedeutender metabolischer Einwirkung aus, da die oben angegebenen beiden Zellarten sogar nach langem Kontakt mit den betreffenden Polymeren weder zerstört noch verändert wurden.

Diese vorgenannte Abwesenheit von Toxizität bezüglich Strukturen in deren morphologischem und metabolischen Aspekt gilt nicht nur für die Moleküle in ihrer fundamentalen Struktur sondern auch für die Oligomere und Micromoleküle, in die sie durch Abbau gespalten werden können.

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In der Praxis ist die akute Toxizität der vorgenannten vernetzten Polymeren praktisch vernachlässigbar, da Proben i aus einigen Beispielen, die als selektive Mittel zum Abfangen ' von Heparin sehr aktiv waren, nach Injektion unter die Haut ; bei der Swiss Albino Maus von 10 g Polymeres pro Kg Körper- j gewicht des Tieres in Form von Suspensionen von Körnchen , mit einem Durchmesser von 5 bis 50 /um nach längeren Beobachtungen bis zu einer Woche keine akuten Toxizitätswirkungen ergeben. ι

Außerdem zeigen Hunde, die extrakorporalen Kreislaufexperimenten mit verschiedenen Filtern, die von 2 bis 10 g aes vernetzten erfindungsgemäßen Polymeren in Form von Körnchen von 100 bis 500/ug enthalten₇unterworfen werden keine Krankheitsanzeichen sogar nach 6 bis 10-stündigem Versuch, wobei das Filter in einen arteriellen Blutkreislauf am Oberschenkel eingesetzt

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Beispiel 1

7,76 g 1,4-Bis-Acrylylpiperazin, 14 ml einer 1-molaren Lösung ~vön ·" as-N,N-Dimethylendiamin lind 1,05 g Glycin gibt man in ein Reagenzglas mit eingeschliffenem Stöpsel und Seitenhahn. Dann entfernt man die Luft aus dem Reagenzglas durch Einführen eines starken Stickstoffstroms durch den Seitenhahn und rührt unter dem Stickstoffstrom,bis die Mischung homogen ist, dann gibt man 6 ml einer 1-molaren wässrigen Lösung von Äthylendiamin zu. Man rührt, verschließt das Reagenzglas in der Stickstoffatmosphäre und beläßt es 4 Tage. Dann entnimmt man das Produkt, wäscht es mit Wasser, mahlt es in die gewünschte Teilchengröße, wäscht erneut mit Aceton, Alkohol und Äther und trocknet unter Vakuum von 0,1 mm bei 40⁰C, wobei man 10,5 g eines Polymeren erhält, der mit B2R-73 bezeichnet wird und folgende Formel hat

-CH₂-CH₂-CO-N

CHp-CH₂, CH₂-CHp

N- CO .- CH₂-CH₂-

-N-t

CH₂-CH₂-N(CH₃)₂

3,5/10 χ

■N-

COOH

3,5/10 χ

-N-CH₂-CH₂-N-

3,5/10 χ

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23U137

Beispiel

Man arbeitet genau wie in Beispiel 1 beschrieben und gibt 7,76 g ( 4 Centimol) 1,4-Bisacrylylpiperazin (hergestellt nach dem Stand der Technik aus Acrylylchlorid und Piperazin) und 28 ml einer 1-molaren Lösung von as-NjN-Dimethyläthylendiamin in ein Reagenzglas und rührt die Mischung in einem Stickstoffstrom.

Wenn die Lösung vollständig ist, gibt man 6 ml einer 1-molaren Lösung von Äthylendiamin zu und verfährt weiter wie in Beispiel 1 beschrieben. Man erhält 10,6 g Polymeres, das mit B1R-73 bezeichnet wird und folgende Formel hat:

*	/ 2" 2\	—ι	-	V	-N- •
-CH₂-CH₂-CO-N		N-CO-CH₂-CH₂-		I CH
	^ CH₂-CH₂^	*

CH₂-CH₂-N(CH₃)₂

-N-CH₉-CH₉-N-

3/10 χ

- 16 -

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4\

Beispiel

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Man wiederholt Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß man die 1,05 g Glycin durch 2,436 g 2,3-trans-Piperazindicarbonsäure ersetzt. Man erhält 11 g eines Produkts, das mit B3R-73 bezeichnet wird und folgende Formel hat

-CH₂-CH₂-CO-N^

'CH₂-CH₂"

N-CO-CH₂-CH₂-

-N-t

CH₂-CH₂-

3,5/10

COOH COOH

3,5/10 χ

-N-CH₂-CH₂-N-

3/10 χ

Beispiel 4

Man wiederholt Beispiel 1, aber verwendet mit der gleichen Menge 1,4-Bisacrylylpiperazin 12 ml einer 1-molaren Lösung von as-N,N-Dimethyläthylendiamin, 0,9 g Glycin und 7 ml einer 1-molaren Lösung von Äthylendiamin. Man erhält ein Produkt in vergleichbarer Ausbeute, das mit B2R-64 bezeichnet wird. Ähnlich erhält man mit 7,76 g 1,4-Bisacrylylpiperazin, 10 ml 1-molarem as-N,N-Dimethyläthylendiamin, 0,75 g Glycin und 10 ml 1-molarem Äthylendiamin ein Produkt, das mit B2R-55 bezeichnet wird, und mit 7,76 g 1,4-Bisacrylylpiperazin, 8 ml 1-molarem as-NjN-Dimethyläthylendiamin, 0,6 g Glycin und 12 ml 1-molarem Äthylendiamin ein Produkt, das mit B2R-46 bezeichnet wird und folgende Formel hat:

- 17 -

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-CH₀-CH₀-CO-N

/ι

-N-

i-

2/10 χ;

CH₀

ι £-

COOH

2/10 χ

-N-CHo-CHo-N-

6/10 χ

B e i s ρ i e

Man wiederholt Beispiel 1 und ersetzt die 7,76 g 1,4-Diacrylylpiperazin durch 8,96 g N,N'-Diäthyl-H,N'-diacrylyläthylendiamin \ und verwendet die gleichen Mengen der anderen Reagentien, so _; erhält man 11,5 g eines Produkts, das mit E2FR-73 bezeichnet ! wird land folgende Formel het: \

-CH₀-CH₀-CO-N-CH₀-CH₀-N-CO-CH₀-Ch₀-¹

(L α. , <L cL , α. έ.

C₂H₅

—14 — t

_ CH₂-CH₂-N(CH₃^ _3>

CH₀
_COOHj 3,5/10 χ

-N-CH₀-CH

r?-l

3/10 χ

- 18 -

3 O 9 B U 2 /TTJSTCT

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Beispiel 6

Man wiederhol Beispiel 1 und ersetzt die 6 ml 1-molare wässrige Äthylendiaminlösung durch 6 ml einer 1-molaren wässrigen Lgsung von Hexamethylendiamin. Man erhält ein Produkt, das mit B2ER-73 bezeichnet wird und folgende Formel hat

-CHp-CHp-CO-N - ^fc N-CO-CHp-CHp- ^ ^ ^ CHp-CH₀-^ ^

CH₂-CH₂-N(CH₃)₂

3,5/lC

COOH

3,5/10 χ

-N-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-N-

■ ·

3/10 χ

Beispiel 7

Man wiederholt Beispiel 1 und ersetzt 14' ml 1-molare wässrige Lösung von as-N,N-Dimethyläthylendiamin durch die gleiche Menge 1-molare wässrige Lösung von sym-N,N'-Dimethyläthylendiamin- und verwendet die gleichen Mengen der anderen Reagentien. Man erhält so 10,5 g eines Produkts, das mit B4R-73 bezeichnet wird· und folgende Formel hat

-CH₂-

CH,
3

Clip—

^N-CO-CH₂-CH₂-

CH

7/10 χ

N-CHp-CHp-N I²²I

3/10 χ

- 19 -

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Beispiel

Indem man genau wie in Beispiel 1 arbeitet, behandelt man 7,76 g 1,4-Bis-Acrylylpiperazin mit 20 ml einer 2-molaren Lösung

von· 'as-N,N-Dimethyläthylendiamin und läßt 3 Tage bei Umgebungstemperatur stehen. Man dampft die Lösung dann bei 40⁰C und 1 mm Hg ein, wäscht den Rückstand gründlich mit Aceton und trocknet das gummiartige Produkt bei 0,1 mm und 40^c wobei man 10 g eines linearen, wasserlöslichen Polymeren erhält, der mit Bl bezeichnet wird und eine grundmolare Viskositätszahl bei 30° in Äthanol von 0,25 dl/g und.folgende Formel hat

CH₂-CH₂

-CH₂-CH₂-CO-N

N-CO-CH₉-CH₉-N-

CHp-CHp

CH₂-CH₂-

Beispiel 9

Man arbeitet wie im vorherigen Fall, aber verwendet 7,76 g 1,4-bis-Acrylylpiperazin, 20 ml einer 1-molaren Lösung von as-N,N-Dimethyläthylendiamin und 1,5 g Glycin, wobei man ein festes Produkt erhält, das in Wasser löslich ist und mit B2' bezeichnet wird, mit einer grundmolaren Viskositätszahl in Wasser bei 30° von Ö,23'dl/g und folgender Formel

-CH₂-CH₂-CO-N

CHp-CHp₁

CH₂-CH₂'

.N-CO-CH₂-CH₂-

■N-ι

CH₂-CH₂-N(CH₃)₂

1/2 χ

-N-i

CH₉ t ^

COOH

- 20 -

1/2 χ

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Beispiel 10

Man arbeitet wie im vorhergehenden Beispiel und ersetzt die 1,5 g Glycin durch 3,48 g trans-2,3-Piperazindicarbonsäure und verwendet die gleichen Mengen der anderen Reagentien.

Das Produkt, das mit B3 bezeichnet wird, hat eine grundmolare Viskositätszahl in Wasser bei 30° von 0,35 dl/g und die Formel:

-CH₂-CH₂-CO-N

CH₂-CH₂

N-CO-CH₂-CH₂-

-N-CH₂-CH₂-N(CH₃O₂

1/2 χ

COOH COOH t t

CH -

-N

CH₂ - CH₂'

N-

1/2 χ

Beispiel IQa

Man arbeitet genau wie in Beispiel 1 beschrieben ,und gibt 7,76 g (4 CentJLmol) l^-Bisacrylylpiperazin, 16 ml einer 1-molaren Lösung von'as-N,N-Dimethyläthylendiamin (1,6 Centimol] 1,201 g Glycin (1,6 Centimol) und 8 ml einer 1-molaren Lösung Allylamin (0,8 Centimol) in ein Reagenzglas und rührt die Mischung dann in einer Stickstoffatmosphäre.

Nachdem man 24 Stunden bei Umgebungstemperatur belassen hat gibt man 11 g N-Vinylpyrrolidonund 0,150 g Azodiisobutyronitril zu, wobei man in einem Stickstoffstrom rührt. Dann gibt man das Reagenzglas weitere 24 Stunden in ein thermostatisches Bad mit 60°. Nach dieser Zeit wird das Produkt gewonnen, gemahlen, lange mit Wasser, Alkohol und Äther gewaschen und

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schließlich bei 60° und 0,001 mm Hg getrocknet, wobei man 18 g eines vernetzten Polymeren erhält, das mit B2R-V1P1 bezeichnet wird.

Ähnlich werden weiterevernetzte Polyamidamine durch Mischpolymerisation mit anderen Vinylmonomeren, wie Acrylnitril Acrylamid, Methylmethacrylat oder Methylacrylat hergestellt.

Wenn man in dem zweiten Polymerisationsstadium zusammen mit den genannten Vinyl- oder Vinylidenmonomeren andere bifunktionelie Monomere, wie Methylenbisacrylamid oder noch weitere Mengen 1,4-Bisacrylylpiperazin zugibt, so erhält man Produkte mit einem höheren Vernetzungsgrad.

Das gleiche Ergebnis erzielt man, wenn man in dem ersten Polymerisationsstadium die relative Menge Allylamin, bezogen auf die anderen Aminmonomeren, erhöht.

Gibt man Allylamin bei der Formulierung zu anstelle von Äthylendiamin oder der anderen primären Diamine und arbeitet dann wie oben beschrieben, so kann man Polymere erhalten, die ähnlich vernetzt sind und als Polyamidaminteil den für alle Polyamidamine gemäß den vorstehenden Beispielen beschriebenen haben.

Beispiel 11

64 mg B2R-73 Polymerisat mit einer durchschnittlichen Körnchendurchmesser von 0,2 bis 1 mm gibt man in einen PVC-Zylinder mit einer Kapazität von 6 ml, 1 cm Durchmesser und 6 cm Länge mit einer perforierten Scheibe am Boden, auf die eine Schicht saugfähiges Papier aufgebracht ist, um den Verlust von Polymerisat zu verhindern. Eine wässrige Lösung von 0,025 Mol

CaCl gepuffert mit Veronalpuffer von pH 7,4 enthaltend 10/ug/ml 2 '

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M/12 447 · 23 U

Heparin wird mit einer Geschwindigkeit von o,5 bis 1 ml/Minute perkoliert. Das Heparin wird im Filter stromabwärts dosiert unter Verwendung geeigneter Koagulationstests, die darin bestehen, daß man ein normales citriertes Plasma unter Zugabe von CaCl₂ (Wiederverkalkungszeit) oder Thrombin (Thrombinzeit) koaguliert, und die Zeit feststellt, die notwendig ist für die Bildung des ersten Fibrinfadens bei einer Temperatur von 37°C. Die Bildungszeit ist abhängig von der Menge des anwesenden Heparins. Das Heparin wird dann bestimmt durch einen Vergleich mit den Werten, die mit bekannten Mengen Heparin unter den gleichen 'Versuchsbedingungen erhalten werden. Es wurde gefunden, daß das Polymere 80 bis 100 % des perkolierten Heparins abfangen kann. Das Abfangen findet sogar statt, nachdem Mengen an Heparin durchlaufen sind, die an Gewicht gleich dem Gewicht der Körnchen sind, die das Filter enthält.

Beispiel 12

Man wiederholt den Versuch gemäß Beispiel 11 und verwendet diesmal konzentriertere Heparinlösungen von 10 /ug/ml bis 10 /ug/ml. Es wurde gefunden, daß das Abfangen auf ähnliche Weise wie im vorherigen Fall stattfindet, wobei nicht weniger als 80 %' abgefangen werden, und daß das Filter erst nach Durchlaufen einer Menge an Heparin,die gewichtsmäßig gleich dem Gewicht des synthetischen Polymeren B2R-73 ist, nicht mehr Heparin abfangen kann. Das Experiment wird bei Umgebungstemperatur und bei 37°C durchgeführt, ohne daß Veränderungen der Hepärinadsorptionskapazität des vernetzten Polymeren aufgrund der Temperatur festgestellt werden.

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Beispiel 13

64 mg B2R-73 Polymerisat, hergestellt gemäß Beispiel 1, werden durch Mahlen in der flüssigen Phase mit einem.rotierenden
Teflonpistill in einem Glasbehälter (als Potter Homogenisierer bekannt) in sehr feine Körnchen zerkleinert. Man arbeitet dann wie in Beispiel !!beschrieben, aber filtriert unter Vakuum
mittels einer Wasserpumpe (20 mm/Hg )j uta das Durchlaufen der
Antikoagulanslösung durch das Filter zu erleichtern. In diesem Fall ist die Heparinabsorptionskapazität immer etwa 100 %
und wird sogar nach Durchlaufen von Heparinmengen aufrechterhalten, die gewichtlich etwa gleich groß sind, bei Umgebungstemperatur sowohl wie bei 37 C.

Beispiel 14

Man wiederholt Beispiel 13 jedoch mit Durchlaufen konzentrierterer Heparinlösungen von lCT/ug/ccr⁵ bis lOycnr. Die Heparinabsorptionskapazität ist der in Beispiel, 13 beschriebenen gleich

B e i s ρ 1, e 1 15

Die Beispiele 12 und 13 werden wiederholt, jedoch unter Verwendung von Antikoagulantien, die andere halbsynthetische
saure Polysaccharide sind als Heparin (Dextransulfonat BDH,
Molekulargewicht 500 000).' Die Ergebnisse sind den mit
Heparinlösungen erhaltenen ähnlich.

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M/12	447	B e	i	S P	i	e 1	16..	23H137

Man unterwirft die Polymere gemäß den Beispielen 2 bis 7 Versuchen analog denen gemäß Beispielen 11 bis 15 und stellt fest, daß unter den gleichen Bedingungen die Ergebnisse mit denen für das Polymerisat B2R-73 gefundenen praktisch identisch sind.

Beispiel 17

Man wiederholt die Versuche gemäß den Beispielen 11 bis 15 sowohl mit dem Polymeren gemäß Beispiel 1 wie auch mit den Polymeren gemäß den Beispielen 2 bis 7, verwendet jedoch Lösungen von Heparin in menschlichem Plasma anstelle von in Wasser und stellt fest, daß die Kapazität der wie oben beschrieben beschaffenen Filter beim Abfangen von Heparin aus Lösungen in Plasma praktisch identisch ist mit ihrer Kapazität, Heparin aus wässrigen Lösungen abzufangen.

Beispiel 18

Man wiederholt 'Beispiel 17, gibt jedoch reines mensdiiches Plasma in die Filter und vergleicht die Koagulationskapazität des Plasmas vor und nach Durchlaufen der genannten Filter. Es wird in der Praxis keine Veränderung des Koagulationskapazität des Plasmas nach Durchlaufen der Filter festgestellt.

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m/12 447 · . . 23U137

Beispiel 19

Ein zylindrischer Behälter aus PVC mit etwa 20 cm (10cm lang) wird mit 4 g B2R-64 Körnchen (Teilchengröße 0,1 bis 1 mm) gefüllt. Die Körnchen werden in dem Behälter durch ein geeignetes Sieb in Form eines Handschuhfingers, der in das PVC-Rohr eingeführt ist, gehalten. Dieses Filter wird mittels eines Phleboclysenröhrchens mit einer Flasche verbunden, die 500 cnr citriertes menschliches Blut enthält. Man läßt das Blut durch Schwerkraft durch das Filter perkolieren. Das Plasma wird durch Zentrifugieren von dem filtrierten Blut getrennt. Folgendes wird mit dem Plasma vorgenommen: (A) Bestimmung des Fibrinogens, (B) einige Koagulationsversuchejdie in der klinischen Praxis zur Feststellung irgendwelcher Defekte bei den Koagulationsfaktoren bekannt sind, nämlich

P.T. = Prothrombinzeit

P.T.T.= partielle Thromboplastinzeit T.T. = Thrombinzeit,

Zählen der Plättchen,

(C) Spektrophotometrische Bestimmung des Hämoglobins.

Die erhaltenen Ergebnisse zeigen, daß keine Veränderung im Plasmagehalt des Fibrinogens einbetritt, weder bezüglich der Anzahl der Plättchen noch der anderen zwölf Faktoren, die beim Koagulationsprozess mitwirken. Die Nullwerte für Hämoglobin bedeuten, daß das Filter keine Hämolyse im Blut verursacht.

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M/12 447 23 U 137

Beispiel 20

400 mg der Polymeren B2R-73, B3R-73 und B1R-73 mit einer annähernden Teilchengröße von 0,1 bis 1 mm im Durchmesser werden in einen Behälter gegeben, der ein Filter gemäß Beispiel 11 darstellt, und darüber perkoliert man 4 ml Serum. Man dosiert die Proteine in dem filtrierten Serum und bestimmt die quantitative und die qualitative Zusammensetzung. Diese Zusammensetzung wird durch elektrophoretische Trennung der verschiedenen Serumproteine bestimmt. Es wurde gefunden, daß keine Fraktion-der Proteine des Serums (cc^, a^, ß Albumine und γ-Globuline) bei Durchlaufen des Filters entfernt wurde. Mit anderen Worten, durch das Filtrieren des Blutes werden die normalerweise im Serum anwesenden makromolekularen Proteinsubstanzen nicht entfernt.

Beispiel 21

Man wiederholt Beispiel 20. Diesmal wird eine Suspension menschlicher roter Blutkörperchen iri einer physiologischen Lösung durch das Filter perkuliert. Die Anzahl der roten Körperchen in dem Filtrat wird pro Volumenseinheit durch Zählen in einer Burke-Kammer festgestellt. Ein Vergleich mit den Zahlen in der ursprünglichen Suspension zeigt, daß nach dem Filtrieren in der Anzahl der roten Blutkörperchen keine Veränderung eintritt. Aus dem gleichen Filtrat trennt man den Körperchenteil durch Zentrifugieren ab und bestimmt den Hämoglobingehalt im schwimmenden Teil spektrophotometrisch. Die erhaltenen Werte sind Null, was zeigt, daß das Filtrieren, was die roten Blutkörperchen anbelangt, zu keinerlei Hämolyseerscheinungen Anlaß gibt.

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m/12 447 2 3 H1 3

Beispiel 22

Man läßt das gesamte Blut durch das Filter in einem System perkolieren, das mit dem in Beispiel 19 beschriebenen identisch ist. Diesmal wird das citrierte Blut vorher mit Heparin in einer Menge von 10/ug Heparin pro ml Blut dosiert. Man läßt das Blut mittels Schwerkraft mit einer Fließgeschwindigkeit von 2 ml/Min und 4 ml/Min durch das Filter perkolieren. Man sammelt die Proben filtrierten Blutes und trennt das Plasma durch Zentrifugieren ab. Man bestimmt den verbleibenden Heparingehalt im Plasma durch Feststellen der Thrombinzeit der verschiedenen Plasmafraktionen und einen relativen Vergleich mit den Thrombinzeiten, die man mit dem gleichen Kontrollplasma, das mit bekannten Mengen Heparin dosiert ist, erhält. Man stellt fest, daß das Filter 98 bis 100 % des im Plasma gelösten Heparins abfangen kann. Die Abfangkapazität hängt, von der Menge und der Teilchengröße des vernetzten Polymeren ab und von der Kontaktzeit des Blutes mit den Filterkörnchen.

B e i s ρ i e 1 25

Granuliertes B2R-64 (Teilchengröße 0,1 bis 1 mm) wird in einer physiologischen Lösung, gepuffert mit Natriumveronal von pH 7,4 (physiologischer pH), verteilt. Zwei Proben des gleichen Granulates gleich einem Volumen von 1 ml werden mit 5 ml einer wässrigen Lösung (10 mg/ml) Heparin inkubiert. Eine Probe wird bei 37⁰C inkubiert, die zweite Probe bei Umgebungstemperatur. Es wurde gefunden, daß das Abfangen bei Umgebungstemperatur und bei 37⁰C gleich war.

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M/12 447 23 H

Beispiel 24

Man entnimmt einem Hund Blutproben, um grundlegenie Koagulationsparameter aufzustellen. Das Tier wird durch eine intravenöse Injektion von 25 mg/kg Nembutal narkotisiert und sofort danach injiziert man 3 mg/kg Heparin in den Blutkreislauf des Tieres. Nach 8 Minuten wird eine weitere Probe venösen Blutes entnommen, um das Ausmaß der Reduzierung der Koagulatiom fähigkeit zu bestimmen, die durch die Droge verursacht wurde.

Dann werden die Arterie und Oberschenkelvene des Tieres isoliert und chirurgisch geeignet präpariert. Sie werden dann mit Kanülen versehen und wie folgt an einen extrakorporalen Kreislauf angeschlossen: Die arterielle Kanüle wird mit einer Röhre A aus Silastic mit 3 mm Durchmesser und einer Länge von 40 cm verbunden. Das andere Ende dieser Röhre wird mit dem Einlaß eines Filters verbunden, das im wesentlichen aus einem zylindrischen Behälter mit zwei öffnunger an den Enden besteht und eine Kapazität -von 30 cm und Wände aus nicht-toxischem PVC aufweist und etwa 2 g B2R-64 Granulat enthält, das durch ein Sieb aus Plastikmaterial des Typs wie es in Transfusionsfiltern verwendet wird, gehalten wird. Das Auslaßende des Filters wird mit einer zweiten Röhre C mit gleichen Eigenschaften wie die vorstehend beschriebene Röhre, verbunden· Das Distalende dieser Röhre wird mit der Venenkanüle verbunden, die das Blut in den Hund zurückführt und man bringt an der Röhre eine rotierende De Bakey-Pumpe an, damit das Blut mit einer kontrollierbaren Fließgeschwindigkeit fließt.

Sowohl in Röhre A als auch in Röhre B sind Dreiwegverbindungen aus Siliconplastikmaterial eingesetzt, um das Samueln von Blutproben während des Experiments zu erleichtern.

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M/12 447 ■ 2 3 1 k 1 3

Die Auswertung der Gesamtergebnisse, verglichen mit Kontrollen, die vorher und nachher beim gleichen Tier vorgenommen werden, und mit Daten, die aus der Literatur bekannt sind, kann geschlossen werden, daß durch das Passieren und Rezirkulieren des Blutes durch das beschriebene System eine Beschleunigung der Rückkehr der normalen Koagulationsfähigkeit des Blutes erreicht wird, die auf dem Abfangen eines Teils des Heparins durch das Filter beruht.

Dieses Abfangen ist bei gleichen Heparinkonzentrationen im Blut und gleichen Gewichtsmengen an im Filter verwendeten Polymerenmaterial abhängig von folgenden Parametern:

(1) der Zirkulationsmasse des Tieres,

(2) den Dimensionen des Filters, oder genauer, dem Ausmaß der Kontaktoberfläche zwischen Polymerisat und Blut, oder genauer bei dem von uns verwendetem System von der Teilchengröße des Materials,

(3) von der Kontaktzeit zwischen Blut und Polymerisat in Relation zu der Fließgeschwindigkeit, die durch die Pumpe bewirkt wird und somit von der Durchlaufgeschwindigkej^t durch das Filter.

Die Bedeutung dieser Parameter kann voll aufgezeigt werden, wenn man Blutproben untersucht, die während des Experiments gleichzeitig im Zulauf und im Ablauf des Filters entnommen werden.

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Beispiel 25

Man wiederholt Beispiel 24 und verwendet anstelle des Granulats B2R-64 eines der folgenden Granulate als Filter material: B1R-73, B3R-73, B2R-73, B2R-55, B2R-46, B4R-73, B2FR-73 oder B2ER-73, deren Herstellung in den Beispielen 2 bis 7 beschrieben ist. Die Ergebnisse sind praktisch identisch.

Beispiel 26

Dieses und die nachfolgenden Beispiele betrifft die Entfernung von Heparin durch ein Molekularfilter, das in der Auslaßleitung eines extrakorporalen Kreislaufes vorgesehen ist, wobei die Zugabe von Heparin zum Blut "örtlich" erfolgt, das heißt indem man Heparin kontinuierlich kontrolliert in die Einlaßleitung der Vorrichtung (wo das Blut in den Apparat eintritt) zugibt.

Ein Tier mittlerer Größe (Hund) wird verwendet und durch drei Tage vor dem Experiment durchgeführte Binephrectomie urämisch gemacht. Man verwendet einen Apparat zur"extrakorporalen Blutdialyse vom Typ Kiil, der den Kreislauf zwischen der Oberschenkelarterie und -vene verbindet. Man injiziert in die Einlaßleitung des Apparates Heparin durch Chronoinfusion in einer Menge von 20 Tropfen/Minute einer Lösung von 150 mg in 500 cnr⁵ für einen extrakorporalen Kreislauf mit einer Fließgeschwindigkeit von 200 cm⁵/Minute. Durch dieses Verfahren kann das Blut durch den Kreislauf fließen, ohne daß Koagulationsphenomene auftreten. Durch Blutentnahmen aus dem Kreislauf kann kontrolliert werden, daß die Koagulationszeit ausreichend lang ist.

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m/12 447 23 H

Ein Filter mit einem Polymeren vom Typ B2R64 wird in die Auslaßleitung des Apparates eingefügt, wobei vorher oder nachher eine De Bakey Pumpe zwischengeschaltet wird. Mit dieser Vorrichtung kann man Heparin entfernen wobei man wiederum die ursprünglichen Koagulaticsnswerte erhält. Dies kann durch Blutentnahmen bestätigt werden, die man nach dem Molekularfilter entnimmt. Man kann auch, falls gewünscht, eine teilweise Entfernung des Heparins erreichen, indem man (a) die Umlaufgeschwindigkeit erhöht_(Pumpgeschwindigkeit), (b) indem man das Filter parallel in die Austrittsleitung des Apparates einsetzt, (c) indem man die Menge an molekularem aktivem Material im Filter, oder dessen Dimensionen reduziert.

Die vorstehenden Beispiele haben die Eigenschaften und Bedeutung der vorliegenden Erfindung in ihren verschiedenen Aspekten ausreichend veranschaulicht.

Es soll jedoch noch darauf hingewiesen werden, daß die erfindungsgemäßen Produkte auch in anderen physikalischen Formen und· insbesondere gemäß folgenden Möglichkeiten verwendet werden können:

(1) Der Kontakt zwischen der biologischen Flüssigkeit, die die Polyanionen enthält und dem Abfangmittel oder Komplexbildner gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt mittels einer Vorrichtung, bei welcher die Polyamidamine einen dünnen Film mit großer Oberflächenausdehnung bilden, der von einem geeigneten Trägermaterial getragen wird und man läßt die biologische Flüssigkeit über die Oberfläche dieses Filmes laufen.

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(2) Man stellt den Kontakt her zwischen der biologischen Flüssigkeit und einem Filter, bei dem das erfindungsgemäße Komplexierungsmittel in Form von festen Granulaten aus Polyamidaminen, gemischt mit einem bezogen auf die biologische Flüssigkeit selbst chemisch inerten Polymerisat, das somit sowohl einen physikalischen Träger und ein festes Verdünnungsmittel für das Polyamidamin darstellt, anwesend ist.

(3) Man stellt den Kontakt her, indem man die biologische Flüssigkeit durch ein oder mehrere röhrenförmige Elemente passieren läßt, deren Innenwände aus einem aktivem Polyamidamin gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet sind.

Es liegt jedoch auf der Hand, daß weitere zahlreiche Modifikationen und Variationen die mechanisch und auslegungsmäßig äquivalent sind ,"möglich sind und diese ebenfalls in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fallen.

-Beispiel 27

Ein Gitter aus Zellulosefaden mit Maschen von 2 cm χ 1 cm und einer Fadendurchmesser von 0,5 mm wird mit einer wässrigen Lösung der.Monomerenmischung, die wenn sie wie in Beispiel·6 (c) beschrieben polymerisiert wird, das Polymerisat B2R-64 ergibt, getränkt und wird dann in einer geschlossenen Kammer aufgehängt, deren Atmosphäre mit Feuchtigkeit gesättigt gehalten wird, um die Verdampfung der Lösung) mit der der Faden getränkt ist, zu verhindern. Die Polymerisation tritt so auf dem Faden ein, der, wenn die Reaktion beeendet ist, innig mit B2R-64 Polymerisat bedeckt ist.

Dieses 'Gitterfilter wurde unter ähnlichen Bedingungen "wie die vo hergehenden Filter getestet und es wurde gefunden, daß es

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zusätzlich zu seiner spezifischen Punktion als Heparinent ferner nach völliger Sättigung mit Heparin eine interessante Antithrombose-Oberflächenwirkung hat.

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Claims

M/12 447 r 23U137 Patentansprüche

1. Polymere, die mit Polyanionen, die in biologischen Flüssigkeiten vorkommen, stabile Komplexe bilden können, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mcnomereneinheiten enthalten, die abgeleitet sind von

Gruppe A, bestehend aus Bis-acrylamiden, nämlich- Bisacryloylpiperazinen und aliphatischen Bisacrylamiden der Formel

- CHo = CH - CO - N - (CHoL - N - CO.- CH = CH₀

R₁ R₂

worin, η eine Zahl von 1 bis 6 und R₁ und R₂, die gleich oder verschieden sein können, Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeuten,

Gruppe B, bestehend aus primären oder sekundären Aminen der Formel

• NH - (CH₂)_n - N - R₃
^Rl ■ ^R2

worin η die Bedeutungen 1 bis 6 besitzt und R₁, R₂ und R-z Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeuten, unter der Voraussetzung, daß nur eines davon Wasserstoff bedeutet und, wenn R₁ die Bedeutung CH, besitzt, R₂ nicht CH, bedeutet,

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und "gegebenenfalls auch Monomereneinheiten abgeleitet von:

Gruppe C, bestehend aus Carbonsäure-Aminosäuren, nämlich Piperazinmono- und -dicarbonsäuren und aliphatischen Aminosäuren der Formel

H₂N-CH₂-(R)_n-COOH,

worin η Null oder 1 und R einen geradkettigen oder verzweigten aliphatischen Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeuten,

Gruppe D, bestehend aus Allylamin und aliphatischen gesättigten Aminoverbindungen, die 2 bis 12 Kohlenstoffatome und zwei primäre Aminogruppen enthalten und

Gruppe E, bestehend aus VinyIderivaten, nämlich Vinylpyrrolidon, N-Acrylylmorpholin und Acrylamid,

enthalten.

2. Polymere gemäß Anspruch 1, die linear und in.biologischer. Flüssigkeiten löslich sind, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eine Monomereneinheit, abgeleitet von jeder der Gruppen A und B' enthalten.

3. Polymere gemäß Anspruch 1, die linear und in biologischer. Flüssigkeiten löslich sind, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eines Monomereneinheit, abgeleitet von jeder der Gruppen A, B und C enthalten.

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M/12 447 23 H

4. Polymere gemäß Anspruch 1, die vernetzt und in biologischen Flüssigkeiten unlöslich sind, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eine Monomereneinheit, abgeleitet von jeder der Gruppen A, B und D enthalten.

5. Polymere gemäß Anspruch 1, die vernetzt und in biologischen Flüssigkeiten unlöslich sind, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eine Monomereneinheit, abgeleitet von jeder der Gruppen A, B, C und D enthalten.

6. Polymere gemäß Anspruch 1, die vernetzt und in biologischen Flüssigkeiten unlöslich sind, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eine Monomereneinheit, abgeleitet von jeder der Gruppen A, B, C, D und E enthalten.

7. Polymere gemäß Anspruch 1 und 2, ,die regelmäßige Additionsmischpolymerisate von 1,4-bis-Acryloylpiperazin und N,N-Dimethyläthylendiamin sind.

8. Polymere gemäß Ansprüchen 1 und 3, die regelmäßige Additionsmischpolymerisate von 1,4-bis-Acryloylpiperazin, N,N—Dimethyläthylendiamin und Glycin sind.

9. Polymere gemäß Ansprüchen 1 und 3, die regelmäßige Additionsmischpolymerisate von 1,4-bis-Acryloylpiperazin, Ν,Ν-Dimethyläthylendiamin und 2,3-trans-Piperazindicarbonsäure sind.

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M/12 447 ■ 2 3 I L \ 3

10. Polymere gemäß Anspruch 1 und 4, die regelmäßige Additionsmischpolymerisate von 1,4-Bis-acryloylpiperazin, N,N-Dimethyläthylendiamin und Äthylendiamin sind.

11. Polymere gemäß Anspruch 1 und 4, die regelmäßige Additionsmischpolymerisate von 1,4-Bisacryloylpiperazin, NjN'-lDimethyläthylendiamin und Äthylendiamin sind.

12. Polymere gemäß Anspruch 1 und 5, die regelmäßige Additionsmischpolymerisate von 1,4-Bisacryloylpiperazin, N,N-Dimethyläthylendiamin, Glycin und Äthylendiamin sind.

13· Polymere gemäß Anspruch 1 und 5, die regelmäßige Additionsmischpolymerisate von 1,4-Bisacryloylpiperazin, Ν,Ν-Dimethyläthylendiamin, 2,3-trans-Piperazindicarbonsäure und Äthylendiamin sind.

14. Polymere gemäß Anspruch 1 und 5, die regelmäßige Additionsmischpolymerisate von 1,4—Bisäcryloylpiperazin, Ν,Ν-Dimethyläthylendiamin, Glycin und Hexamethylendiamin sind.

15. Polymere gemäß Anspruch 1 und 5, die regelmäßige Additionsmischpolymerisate von l',"4-Bisacryloylpiperazin, Ν,Ν-Dimethyläthylendiamin, Glycin und Allylamin sind.

16. Polymere gemäß Anspruch 1 und 6, die regelmäßige Additionsmischpolymerisate von 1,4-Bisacryloylpiperazin, Ν,Ν-Dimethyläthylendiamin, Glycin, Allylamin und N-Vinylpyrrolidon sind.

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3098 h2/1080

M/12 447 ^23U137

17· Verfahren zur Herstellung von linearen Polymeren gemäß Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Monomeren,ausgewählt aus den Gruppen A, B und C, in den gewünschten Verhältnissen in einem Lösungsmittel, ausgewählt unter Wasser und hydroxylierten protischen Lösungsmitteln, löst und "bei einer Temperatur zwischen 10 und 50⁰C für eine Zeitdauer von 3 Stunden bis 5 Tagen polymerisieren läßt.

18. Verfahren zur Herstellung von vernetzten Polymeren gemäß Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Monomeren ausgewählt - aus den Gruppen A, B und C und eine gesättigte Aminoverbindung, die 2 bis 12 Kohlenstoffatome und zwei primäre Aminogruppen enthält, ausgewählt aus G:-appe D, in den gewünschten Verhältnissen in einem Lösungsmittel ausgewählt unter Wasser und hydroxylierten protischen Lösungsmitteln löst und bei einer Temperatur zwischen 10 und 50⁰C für eine Zeitdauer von 3 Stunden bis 5 Tagen polymerisieren läßt.

19. Verfahren zur Herstellung von vernetzten Polymeren gemäß Anspruch'4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Monomeren, ausgewählt aus den Gruppen A, B und C und Allylamin,in den gewünschten Verhältnissen in einem Lösungsmittel, ausgewählt unter Wasser und hydroxylierten protischen Lösungsmitteln löst und bei einer Temperatur zwischen 10 und 50⁰C für eine Zeitdauer von 3 Stunden bis 5 Tagen polymerisieren, und das so gebildete Mischpolymerisat · unter Radikal-Polymerisationsbedingungen weiter polymerisieren läßt.

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M/12 447 2 3 ί 4 1 3

Mo

20. Verfahren zur Herstellung von vernetzten Polymeren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Monomeren ausgewählt aus Gruppen A, B, C und Allylamin in den gewünschten Verhältnissen in einem Lösungsmittel, ausgewählt unter Wasser und hydroxylierten protischen Lösungsmitteln löst und bei einer Temperatur zwischen 10 und 50⁰C polymerisieren und die so gebildeten Mischpolymerisate mit Monomeren ausgewählt aus Gruppe E unter Radikal-Polymerisationsbedingungen weiter polymerisieren läßt.

21. Verfahren zur festen Komplexierung und somit Neutralisierung oder Entfernung von Polyanionen, die in biologischen Flüssigkeiten vorkommen, dadurch gekennzeichnet, daß man die auf einen pH zwischen 3 und 10 eingestellte biologische Flüssigkeit mit einem Polymeren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 für eine Zeitdauer von 1 bis 600 Sekunden in Kontakt bringt.

22.' Verfahren gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß man die biologische Flüssigkeit mit einer wässrigen Lösung eines Polymeren gemäß Anspruch 2 und 3 in"Kontakt bringt, wobei die zwei flüssigen Phasen geeignet gemischt werden.'

23· Verfahren gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die biologische Flüssigkeit mit einem festen Polymeren gemäß Anspruch 4, 5 oder 6 in Kontakt gebracht wird, wobei dieses Polymere in Form von Partikeln, Filmen oder imprägnierten Oberflächen vorliegt.

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23ΊΑ137

M/12 447

24. Vorrichtung zum Entfernen von Polyanionen die in biologischen Flüssigkeiten vorkommen, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Strömungskreis für diese biologischen Flüssigkeiten umfaßt, worin eine Zone festen unlöslichen Polymerisats gemäß Ansprüchen 4, 5 und 6 derart vorgesehen ist, daß ein inniger Kontakt der biologischen Flüssigkeit, die die Polyanionen enthält, mit dem festen Polymeren hergestellt wird.

25. Vorrichtung gemäß Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß diese Zone aus einem Röhrenabschnitt besteht der durch durchlöcherte Trennwand"abgegrenzt wird, innerhalb welcher die Teilchen des festen unlöslichen Polymeren gehalten werden.

26. Vorrichtung gemäß Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß diese Zone* aus einem Röhrenabschnitt besteht, dessen Innenwand mit dem festen unlöslichen Polymeren ausgekleidet ist.

27. Vorrichtung gemäß Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß diese Zone aus einer Unterlage besteht, die mit einem Film des festen unlöslichen Polymeren überzogen ist.

28. Vorrichtung gemäß Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß diese Zone aus einer Trennwand aus Zellulosefäden besteht, die mit dem festen unlöslichen Polymeren getränkt sind.

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