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Beschreibung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Polymere
von medizinischer Bestimmung, insbesondere auf ein hydroxysulfonsaures Derivat eines
Copolymers von Acrolein und Acrylsäure und auf ein Blutantikoagulans mit direkter
Wirkung auf dessen Grundlage.
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Die Blutantikoagulantia werden ihrer Wirkung nach in Antikoagulantia
mit direkter und indirekter Wirkung eingeteilt. In der medizinischen Praxis gibt
es eine bedeutende Menge an Blutantikoagulantia von indirekter Wirkung und ~ es
gibt praktisch keine synthetischen Blutantikoagulantia mit direkter Wirkung.
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Die Blutantikoagulantia der direkten Wirkung beugen der - v-,bel-lwirkung
vor und sind deswegen für die Behandlung von Kranken mit Myokardinfakt,Lungenembolie
und in anderen Fällen, die mit akuter Thrombose bedrohen, recht unentbehrlich.
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Unter Berücksichtigung einer immer größeren Verbreitung kardiovaskulärer
Erkrankungen ist es leicht, die Wichtigkeit der Entwicklung von neuen Blutantikoagulantia
der direkten Wirkung zu verstehen.
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Zur Zeit wird in der Medizin als Blutantikoagulans der direkten Wirkung
Heparin angewandt. Heparin ist ein Naturstoff und stellt ein Schwefelsäure- und
Mukopolysaccharidester dar.
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Heparin wird aus Lungengeweben von Rindvieh hergestellt.
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Das Präparat ist teuer und die Wirkung hält nur 4 bis 5 Stunden an.
Unter synthetischen Antikoagulantia mit direkter Wirkung sind sulfuriertes Rektinhydrolysat
(CH-PS 342556); sulfierte Stärke (Sigiura Mamoru, Sugiura ShojisYamamoto Halme,
"Folia pharmacol. Jap.fl, 69, Nr. 5, 689-693 (1973)); sulfiertes Chitosan (I.G.
Kotschnew, W.M. Molodkin u.a., ShPKh (Zschr. f. angewandte Chemie), 46, H. 6, 1141-1142
(1973));
cis-1 ,4-Polyisoprenderivate, die Aminosulfonat-und Carboxylatgruppen enthalten
(I. Beugeling, L. Van der Does, A. Bantaes, W.L. Sederel "J. Biomed. Mat. Res.",
8 Nr. 1-2, 375 (1974)); sulfurierter Polyvinylalkohol (W.N.
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Schumakow, "Eksperim. Chirurgija" (Experimentelle Chirurgie), Nr.
1, , 26 (1971)) und Natriumpolyäthylensulfonat (M. Brüster, "Klin. Wochenschr.",
44, Nr. 13, 766 (1966)( bekannt.
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Die genannten Stoffe besitzen keine hohe antikoagulierende Wirkung,
sind toxisch und haben deswegen keine Anwendung gefunden.
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Es ist auch ein synthetisches Blutantikoagulans der direkten Wirkung
bekannt, das durch die Cellulosesulfierung erhalten wird (M.M. Kowaljow, W.K. Tjaply,
W.D. Jankowski, N.A. Iwanowa, A.F. Rekaschewa, "Synanthrin", Verlag Naukowa dumka,
Kiew, 1974). Dieser Stoff besitzt eine bestimmte Toxizität und eine geringe Wirkungsdauer.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung bestand in der Erweiterung der
Auswahl an Stoffen, die die Eigenschaften der Blutantikoagulantia mit direkter Wirkung
besitzen.
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Diese Aufgabe wird durch die Entwicklung eines Stoffes gelöst, das
das hydroxysulfonsaure Derivat eines Copolymers von Acrolein und Acrylsäure der
allgemeinen Formel
darstellt, worin bedeuten: n = 190-600; m = 190-500; p = 830-850.
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Die angegebene Verbindung ist neu und von großem Interesse für die
Medizin, da sie eine spezifische biologische Wirksamkeit aufweist.
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Das hydroxysulfonsaure Derivat des Copolymersvon Acrolein und Acrylsäure
der obengenannten Formel kann durch die Umsetzung eines Copolymers von Acrolein
und Acrylsäure mit wäßriger (5 bis 10 Gew.) Schwefligsäureanhydridlösung bei einer
Temperatur von 10 bis 30 0C während 10 bis 20 Stunden mit darauffolgender Entfernung
des überschüssigen S02, Neutralisation der Lösung bis zum Erreichen eines pH-Wertes
von 7 mit Natronlauge und Entfernung der wäßrigen Phase erhalten werden. Im Ergebnis
wird ein Stoff erhalten, der der obangenannten Formel entspricht und ein Pulver
von weisser Farbe ohne Geruch darstellt, das gut wasserlöslich, bei der Aufbewahrung
während einer längeren Zeit beständig ist und bei einer Temperatur von 150°C sich
zu zersetzen beginnt.
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Wäßrige Lösungen des genannten Stoffes weisen eine spezifische biologische
Wirksamkeit auf, und zwar bei der Einführung ins Blut wird eine scharfe Verlangsamung
der Blutgerinnung und sogar eine volle Stabilisierung beobachtet, was auf eine direkte
Einwirkung aufs Blut hinweist.
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Ein Verfahren zur Herstellung von hydroxysulfonsauren Polyacroleinderivaten
durch Umsetzung mit Natriumbisulfit oder einer wäßrigen Schwefelsäureanhydridlösung
ist bekannt aus T.L. Dauson, F.J. Welch, I. Am.Chem.Soc. 86, Nr. 22, 4791 (1964);
E. Bergmann, W.T. Tsatsos, R.F. Fisher, I.Pol.Sci, p.A, ), Nr. 10, 3485 (1965).
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N.P. Romankova, V.Z. Annenkova et al., "Schurnal Vysokomolek. soed.?',
XXB, Nr. 8, 616 (1978).
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Bisher konnten hydroxysulfonsaure Polyacroleinderivate aus der Lösung
im stabilen Zustand nicht isoliert werden. Erfindungsgemäß ist dies nun möglich.
Dadurch konnte auch die biologische Aktivität der Verbindungen festgestellt werden.
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Die Zusammensetzung des Endproduktes ändert sich mit den Bedingungen
der Umsetzung des Acroiein-Acrylsäure-Copolymerisats mit der wäßrigen Schwefelsäureanhydridlösung
(Konzentration der Lösung, Reaktionsdauer und Temperatur).
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In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird ein Präparat
- Blutantikoagulans der direkten protrahierten Wirkung angeboten, das als Wirkstoff
ein hydroxysulfonsaures Derivat des Copolymers von Acrolein und Acrylsäure der obengenannten
Formel in Verbindung mit einem flüssigen Träger enthält. Das angegebene Präparat
wird der Einfachheit halber ??Acrylsulfakrin?? genannt.
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Erfindungsgemäß wird das Präparat Acrylsulfakrin durch Auflösen des
obengenannten hydroxysulfonsauren Derivates in Wasser oder in 0,88iger wäßriger
Natriumchloridlösung erhalten. Dabei werden 1- bis 2%ige (Gew.9'o) wäßrige Lösungen
gewonnen. Solch eine Konzentration ist schon zum Erzielen des gewünschten Effektes
ausreichend. Das genannte Präparat ist mindestens während 3 Jahre stabil.
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Die spezifische biologische Wirksamkeit des hydroxysulfonsauren Derivates
des Copolymers von Acrolein und Acrylsäure der obengenannten Formel wurde in vitro
und in vivo an Kaninchen untersucht. Die Substanz wurde in 0,88iger wäßriger Natriumchloridlösung
in einer Konzentration von 1 Gew.% genommen.
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Quantitativ wurde die antikoagulierende Wirksamkeit mit dem Stabilisierungstiter
geschätzt und in den Einheiten der Wirksamkeit von Heparin standardisiert; dabei
wurden die Werte 1:10400 bzw. 63,1 WE (Wirkungseinheit) erhalten.
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Die Toxizität von Acrylsulfakrin wurde an weißen, stammlosen Mäusen
bei der intraperitonealen Einführung untersucht. Die Letaldosis für 50 % der Tiere
(LD50) des Präparats mit der Aktivität von 63 WE betrug 350 mg/kg.
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Die Untersuchung der Hämokoagulationsindices bei der Inkubation mit
Blutplasma zeigte folgende Veränderungen im Prozeß der Hömostase: 1. Es wird die
Aktivität der Faktoren des Prothrombinkomplexes herabgesetzt; 2. Die Prothrombinzeit
wird scharf erhöht; J. uie t4uglobulinlyse wird beschleunigt und das Fibrin wird
in den Proben teilweise gebildet.
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Die antikoagulierende Wirkung der erfindungsgemäßen Substanz wird
durch Protaminsulfat neutralisiert. Mit Fibrinogen bildet das erfindungsgemäße Antikoagulans
ein löslicher Komplex.
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Bei den intravenösen einmaligen Einfuhrungen von Acrylsulfakrin in
therapeutischer Dosis werden im System der Hämokoagulation der VersuchstierEs Veränderungen
nachgewiesen, die der Eeparinwirkung entsprechen. Bei der therapeutischen Dosis
von 2,5 bis 4,0 mg/kg hält die Wirkung von Acrylsulfakrin 12 Stunden an, die Erhöhung
der Menge des eingeführten Antikoagulans bis 10 mg/kg verlängert den Hypokoagulationszustand
bis 20 Stunden und mehr.
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Die Einführung von Acrylsulfakrin während 10 Tage in einer Dosis von
10 mg/kg (630 WE) führt zur allmählichen Erhöhung der Antithrombin- und Antit'nromboplastinanktivität
des Blutplasmas, die noch während 7 Tage nach dem Absetzen der
Injektionen
beibehalten bleibt. Die Untersuchung der biochemischen (Reststickstoff, Blutzucker
und -protein) und hämatologischen (Erythrozyten-, Thrombozyten-, Leukozytenzahl
, Blutsenkungsgeschwindigkeit, Hämoglobin) Blutindexe zeugt vom Fehlen grober Verletzungen
der Funktionen der lebenswichtigen Organe.
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Die vorläufige Einführung von Acrylsulfakrin bei Tieren erhöht den
Prozentsatz des Überlebens der Kaninchen, an welchen die experimentelle Thrombose
reproduziert wird.
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Beim Vergleich von Acrylsulfakrin mit bekannten synthetischen Blutantikoagulantia
der direkten Wirkung kann man als ein Vorteil von Acrylsulfakrin dessen Zugänglichkeit
und Billigkeit, eine höhere Aktivität im Vergleich zu anderen synthetischen Blutantikoagulantia
der direkten Wirkung, die Beständigkeit beim Aufbewahren (über 3 Wahre) und die
lange anhaltende Wirkung unterstreichen. Die Ausgangsstoffe -Acrolein und Acrylsäure,
aus welchen die genannte Substanz erhalten wird, steilen Produkte der großtonnagigen
chemischen Produktion dar und sind deswegen breit zugänglich.
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Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung werden Beispiele
zur Synthese des hydroxysulfonsauren Derivates des Copolymers von Acrolein und Acrylsäure
angeführt.
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Beispiel 1 a) 33,6 g (0,6 Mol) Acrolein und 22,8 g (0,4 Mol) Acrylsäure
werden in einen mit Ruhrwerk, Rückflußkühler, Thermometer und Tropftrichter versehennen
Vierhalskolben eingetragen. Danach wird in den Kolben die Lösung zugesetzt, die
4,32 g Kaliumpersulfat in 150 ml Wasser enthält. Unter energischem Rühren wird zum
Gemisch die Lösung'von 6,2 g Mohrschen Salzes in 50 ml Wasser hinzugesetzt. Die
Polymerisationsdauer beträgt 2 Stunden. Das ausgefallene Copolymer wird am Filter
gesammelt, von nicht umgesetzten Monomeren und Aktivatoren mit Wasser $ape*^und
bis zum konstanten
Gewicht getrocknet. Die Copolymerausbeute beträgt
80 bis 90 %.
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b) 1 g des in Punkt a) erhaltenen Copolymers von Acrolein und Acrylsäure
wird in 95 ml der 5%igen wäßrigen Schwefligsäureanhydridlösung bei einer Temperatur
von 25 0C eingetragen. Nach 10 Stunden wird das nicht umgesetzte Schwefligsäureanhydrid
entfernt, indem die Reaktionsmasse bei 500C und energischem Rühren während 3-5 Stunden
erwärm-t wird.
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Danach wird die erhaltene Lösung bis zum Erreichen eines pH-Wertes
von 7 mit in wäßriger Natronlauge neutralisiert.
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Die neutralisierte Lösung wird getrocknet, indem hydroysui fonsaures
Derivat in Form von weißen lockerem wasserlöslichem Pulver erhalten wird. Im IR-Spektrum
des Copolymers gibt es Absorptionsbanden 950, 1080, 1380, 1560, 1640, 1720 cm ,
Die Temperatur der Anfangszersetzung beträgt 150°C.
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Gefunden in 56: C 40,18; H 4,15; S 4,42.
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Das erhaltene Produkt entspricht der Formel
Beispiel 2 Unter den Bedingungen des Beispiels 1 b) wird die 10neige wäßrige Schwefligsäureanhydridlösung
während 20 Stunden mit dem nach Beispiel 1 a) erhaltenen Copolymer bei einer Temperatur
von 25 0C umgesetzt. Die Eigenschaften des Endroduktes sind mit den Eigenschaften
des im Beispiel 1 erhaltenen Produktes identisch.
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Gefunden in %: C 31,70; H .h,39; S 10,38.
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Das Produkt entspricht der Formel
Beispiel 3 Un-ter den Bedingungen des Beispiels 1 b) wird die 1056ige wäßrige Schwefligsäureanhydridlösung
während 10 Stunden mit dem nach Beispiel 1 a) erhaltenen Copolymer von Acrolein
und Acrylsäure umgesetzt. Die Eigenschaften des Isolierten hydroxysulfonsauren Derivates
sind mit den Eigenschaften des im Beispiel 1 erhaltenen Produktes identisch.
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Gefunden in °b; C 34,72; H 3,58; S 7,96.
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Das erhaltene hydroxysuldonsaure Derivat entspricht der Formel