DE69733896T3

DE69733896T3 - Kohlendioxid-absorptionsmittel für die anästhesie

Info

Publication number: DE69733896T3
Application number: DE69733896T
Authority: DE
Inventors: John ARMSTRONG; James Murray
Original assignee: Armstrong Medical Ltd
Current assignee: Armstrong Medical Ltd
Priority date: 1996-11-25
Filing date: 1997-11-25
Publication date: 2013-10-31
Anticipated expiration: 2017-11-26
Also published as: JP2001509042A; DE69733896D1; CN1155438C; ES2248859T3; ATE300998T1; CN1244817A; EP0939671B2; AU734272B2; EP0939671A1; WO1998023370A1; CA2272933C; BR9713138A; EP0939671B1; AU5657198A; ES2248859T5; NZ336406A; DE69733896T2; US6228150B1; CA2272933A1

Description

Gegenstand dieser Erfindung ist ein Kohlendioxid-Absorptionsmittel, das während Low-Flow-Anästhesie oder Anästhesie mit geschlossenem System verwendet werden soll.
Es ist seit 1789 (A. Lavoisier) bekannt, dass Tiere, die in geschlossenen Behältern gefangen gehalten werden, für eine längere Zeit weiter atmen, vorausgesetzt der Behälter enthält einen Kohlendioxid-Gasabsorber. In den frühen 1880er Jahren führte Professor Bert von Paris Experimente mit kleinen Tieren in geschlossenen Behältern unter Verwendung von Chloroformdampf als Anästhetikum und Kaliumhydroxid als Kohlendioxid-Absorber durch und berichtete über toxische Wirkungen bei den Tieren, von denen er anschließend zeigte, dass sie auf die Zersetzungsprodukte der Reaktion des Chloroforms mit Kaliumhydroxid zurückzuführen sind.
1914 wendete D. E. Jackson erstmals das Prinzip der Rückatmung unter Absorption von Kohlendioxid auf die Inhalationsanästhesie an und leitete damit eine Suche nach wirksamen Kohlendioxid-Absorptionsmitteln ein, die zu dieser Zeit mit Natronkalk-Granulat als bevorzugtem Material endete. Seit 1914 wird Natronkalk in Verbindung mit Anästhesie mit Rückatmung verwendet, und während dieser Zeit wurde der Natrium- und/oder Kaliumhydroxidgehalt der chemischen Zusammensetzung vielfach verändert, in dem Versuch, während des auftretenden exothermen Gasabsorptionsprozesses eine übermäßige Erwärmung des Granulats zu vermeiden und das Zerbröckeln und Staubbildung zu minimieren.
Natronkalk ist nach wie vor das Kohlendioxid-Absorptionsmittel der Wahl, doch bei weitem nicht ideal. Beispielsweise neigen Kreisläufe, die organohalogene Anästhekikumdämpfe enthalten, zur chemischen Reaktion mit den Natrium- und/oder Kaliumhydroxiden im Natronkalk-Granulat durch alkalische Hydrolyse oder Dehydrohalogenierung unter Bildung von Nebenprodukten, die sehr viel toxischer sind als das Anästhetikum selbst. Über eine solche Situation wurde 1966 nach der Einführung von Trichlorethylen (Trilen (TM)) berichtet. Wenn Trichlorethylen in Gegenwart von Natronkalk als Kohlendioxid-Absorber verwendet wurde, war das Produkt der alkalischen Hydrolyse Dichloracetylen, dessen Rückatmung bei einigen Individuen zu einer Lähmung der Hirnnerven führte.
Wie zu erwarten war, reagiert Natronkalk auch mit den Dämpfen der modernen Fluor-Chlor-Anästhetika. 1992 wurde gezeigt, dass das Anästhetikum Sevofluran (TM) in Gegenwart von Natronkalk zu einem toxischen Olefin zerfällt, das als „Compound A” mit der Struktur CF₂=C(CF₃)OCH₂F bezeichnet wurde, wobei dieses Olefin bei Ratten bei Konzentrationen von 60–100 ppm nephrotoxisch und bei Konzentrationen von 350–400 ppm tödlich wirkt.
Auf breiterer Ebene lehrt die Literatur, dass die Anästhetika Enfluran (TM), Isofluran (TM) und Desfluran (TM) sämtlich unter bestimmten Bedingungen mit Natronkalk reagieren und dies hat bei einigen Individuen zu einer Kohlenmonoxidvergiftung geführt. Der experimentelle Nachweis deutet an, dass Kohlenmonoxid entsteht, wenn diese inhalierten Anästhetika zusammen mit trockenem Natronkalk verwendet werden, wodurch Formiate entstehen, die wahrscheinlich die Vorläufer von Kohlenmonoxid sind. Obwohl die genauen Reaktionen noch nicht bekannt sind, wird angenommen, dass Spuren von Fluoroform (Trifluormethan; CHF₃) erzeugt werden, die unter alkalischen Bedingungen Kohlenmonoxid bilden. Es wird daher die Verwendung von frischem oder nassem Natronkalk empfohlen, um die Bildung von Kohlenmonoxid zu vermeiden.
US-A-2,322,206 (veröffentlicht am 23. Juni 1943) betrifft eine Kohlendioxid absorbierende gebundene Mischung, die Kalk und Bariumhydroxid enthält. Die Stabilität der gebundenen Mischung wird darauf zurückgeführt, dass sie nicht hygroskopisch ist. EP-A-0 530 731 (veröffentlicht am 10. März 1993) betrifft ein Kohlendioxid-Absorptionsmittel, das eine Magnesiumverbindung enthält. Wenn die Magnesiumverbindung Magnesiumhydroxid ist, liegt Wasser vor. In EP-A-0 530 731 wird offenbart, dass Magnesiumverbindungen, im Gegensatz zu Calciumhydroxid, kaum bestimmte Anästhetikumgase zersetzen. DE-A-2316214 (veröffentlicht am 20. Dezember 1973) betrifft granuläre Kohlendioxid-Absorptionsmittel, die eine porösen Travertin-Träger, Calciumhydroxid, Wasser und ein Glycol umfassen. JP-A-58177137 (veröffentlicht am 17. Oktober 1983) betrifft eine Kohlendioxid absorbierende Pulvermischung zur Absorption von durch Nahrungsmittel gebildetem Kohlendioxid. Die Pulvermischung kann ein Alkalimetall- oder Erdalkalimetallhydroxid mit einem anorganischen deliqueszentem Stoff enthalten. Das Beispiel schließt Natriumhydroxid und das Dihydrat oder Hexahydrat von Calciumchlorid ein.
Es ist daher offensichtlich, dass in der klinischen Praxis ein Bedarf an einem wirksamen Mittel zur Entfernung von Kohlendioxid besteht, das gegenüber dem Anästhetikum selbst chemisch inert (harmlos) ist.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, diesen Bedarf zu erfüllen. Dies wird durch die Bereitstellung eines Kohlendioxid-Absorptionsmittels zur Verwendung bei der Low-Flow-Anästhesiologie oder der Anästhesiologie mit geschlossenem System nach Anspruch 1 erreicht.
Das beschriebene Kohlendioxid-Absorptionsmittel ist physikalisch in Bezug auf die Granulatfestigkeit durch Einführung einer wirksamen Menge eines kompatiblen Abbindemittels, bevorzugt gebrannten Gips (Plaster of Paris, Calciumsulfat-Hemihydrat), um die Druckfestigkeit des Granulats zu erhöhen, verbessert.
Man wird einsehen, dass jedwedes geeignete Abbindemittel in dem Absorptionsmittel der Erfindung verwendet werden kann. Man wird auch einsehen, dass, wenn die Menge des Abbindemittels erhöht wird, die Druckfestigkeit des Absorptionsmittels zunimmt, doch die Absorptionsleistung des Absorptionsmittels abnimmt. Die Menge des Abbindemittels sollte daher so gering wie möglich gehalten werden, um die Druckfestigkeit des Absorptionsmittels zu verbessern, doch die Absorptionsleistung des Absorptionsmittels nicht wesentlich zu verringern. Somit werden im Fall von gebranntem Gips bevorzugt 4–5,5% (w/w) eingebracht, wobei 4,5–5% (w/w) bevorzugter sind.
Das Kohlendioxid-Absorptionsmittel umfasst ein kompatibles Mittel zur internen Erzeugung von Wasserstoff, beispielsweise eine geeignete Menge an Aluminiummetallpulver, um das Granulat vor der Härtung aufzuquellen oder „zu belüften”, wodurch die Reaktionsoberfläche des Granulats oder der Pellets verbessert wird. Aluminiummetallpulver wird zu 0,5–1% (w/w) bevorzugt.
Das Grundkonzept der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Calciumhydroxid, das nur zu 1 Teil in 900 Teilen Wasser löslich ist, das trotzdem eine hohe Kapazität (Reserve der Fähigkeit zur Säureneutralisation) für die Kohlendioxid-Absorption aufweist, vorausgesetzt, es kann jederzeit feucht bleiben. Wenn solch ein dauerhafter Eigenfeuchtigkeitsgehalt innerhalb der Matrix des Calciumhydroxid-enthaltenden Absorptionsmittels erzielt werden kann, ohne auf die hygroskopischen Eigenschaften des Natrium- oder Kaliumhydroxids von Natronkalk zurückzugreifen, kann die Kohlendioxid-Absorption bei der Low-Flow-Anästhesiologie oder der Anästhesiologie mit geschlossenem System ohne die Bildung von „Compound A” oder Kohlenmonoxid ablaufen. Solch ein dauerhafter Eigenfeuchtigkeitsgehalt der beschriebenen Absorptionsmittel wird durch die Einbringung von hygroskopischen oder deliqueszenten Substanzen als Feuchthaltemittel in die Mischung erzielt – diese können entweder anorganisch oder organisch sein.
Die anorganischen Feuchthaltemittel müssen hygroskopisch (atmosphärisches Wasser absorbieren) oder deliqueszent sein (atmosphärisches Wasser absorbieren und sich in dem so absorbierten Wasser auflösen). Die bevorzugten anorganischen Feuchthaltemittel sind hygroskopische oder deliqueszente Hydrate. Geeignete Hydrate können leicht durch Verdampfung einer wässrigen Lösung einer hydratbildenden Verbindung erhalten werden. Ein bevorzugtes anorganisches Feuchthaltemittel ist Calciumchlorid-Hexahydrat, doch ein Hydrat von Magnesiumchlorid ist auch geeignet. Obwohl Magnesiumchlorid-Hexahydrat mit Calciumhydroxid unter Bildung von Magnesiumhydroxid reagiert, ist das Nebenprodukt der Reaktion Calciumchlorid, sodass die Matrix des Absorptionsmittels zu einer Mischung aus Calcium- und Magnesiumhydroxiden wird, die durch das Calciumchlorid der Reaktion dauerhaft feucht gehalten wird.
Das bevorzugte anorganische Feuchthaltemittel ist Calciumchlorid-Hexahydrat, das bevorzugt in einer Menge vorliegen sollte, die, bezogen auf das Molekulargewicht, 7,5–20% (w/w), bevorzugt etwa 10% (w/w) Wasser ergibt.
Viele geeignete hygroskopische oder deliqueszente organische Feuchthaltemittel können in die Kohlendioxid-Absorptionsmittel dieser Erfindung eingebracht werden. Das organische Feuchthaltemittel ist bevorzugt eine zweiwertige oder mehrwertige Substanz. Glycerol wird bevorzugt, doch andere zweiwertige und mehrwertige Verbindungen können auch mit dem gleichen Erfolg verwendet werden, einschließlich, doch nicht darauf beschränkt: Propylenglycol, Triethylenglycol, Hexan-1,2,6-triol, Polyethylenglycol 200 (PEG 200), PEG 300 und PEG 1540. Im Fall der Polyethylenglycole (PEGs) vergleicht Martindale, The Extra Pharmacopoeia (27. Ausgabe), deren Hygroskopizität mit der von Glycerol (als 100 angenommen), und auf dieser Skala wird PEG 200 mit 90 und PEG 1540 mit 30 bewertet. Daher werden die PEGs mit einem niedrigeren Molekulargewicht (flüssig) den festen ihrer Klasse Zugehörigen vorgezogen. Im Fall von Glycerol werden bevorzugt 2,5–25% (v/w), bevorzugter 2,5–10% (v/w), noch bevorzugter etwa 5% (v/w) eingebracht.
Der Fachmann wird erkennen, dass die Absorptionsmittel dieser Erfindung nicht auf die einzeln aufgeführten anorganischen und organischen Feuchthaltemittel beschränkt sein müssen und dass im Falle des ersteren eine deliqueszente Substanz, wie Magnesiumchlorid, eingesetzt werden kann, um der Mischung feuchtigkeitsspendende Eigenschaften zu verleihen, selbst wenn dessen Einbringung zu einer doppelten Zersetzungsreaktion führt, bei der die Magnesiumeinheit zu Hydroxid und die Chlorideinheit zu Calciumchlorid, dem letztendlichen Feuchthaltemittel, wird. Das Gleiche gilt für die organischen Feuchthaltemittel, für die jedwede alkaliresistente, nicht reaktive, hygroskopische oder deliqueszente organische Substanz in einer wässrigen Lösung als Messmedium des Pulvers eingesetzt werden kann.
Wie angegeben, beträgt der Wassergehalt des Kohlendioxid-Absorptionsmittels 17,5–30%, bevorzugt 20–30%, wie durch die Karl-Fischer-Titrationsmethode gemessen wurde, die in Quantitative Chemical Analysis (S. 485–6; zweite Ausgabe; Daniel C. Harris; W. H. Freeman and Company, New York) beschrieben ist.
Es ist bevorzugt, dass das Kohlendioxid-Absorptionsmittel der Erfindung in Form von Granulat oder Pellets mit einem Durchmesser von 1–8 mm, bevorzugter einem Durchmesser von 1–4 mm vorliegen sollte.
Spezielle Ausführungsformen der Erfindung werden nun durch die folgenden Formulierungsbeispiele und unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben werden, in denen:
die Kohlendioxid-Absorptionskapazität von Calciumhydroxid und des Absorptionsmittels von Beispiel 1 zeigt;
den Gehalt an „Compound-A” für Natronkalk und für das Absorptionsmittel von Beispiel 1 während der Low-Flow-Anästhesie zeigt;
die Kohlendioxid-Absorptionskapazität für die Absorptionsmittel von Beispiel 2 zeigt;
die Kohlendioxid-Absorptionskapazität für das Absorptionsmittel von Beispiel 3 zeigt;
die Absorptionskapazität des Absorptionsmittels von Beispiel 4 im Vergleich zu einem kommerziell erhältlichen Absorptionsmittel (Dragersorb (Handelsmarke): 100 g) zeigt;
den Gehalt an Kohlenmonoxid (ppm) für das Absorptionsmittel von Beispiel 2 und für „ausgetrockneten” Natronkalk zeigt;
die Absorptionskapazität für das Absorptionsmittel von Beispiel 6 zeigt; und
die Absorptionskapazität für die Absorptionsmittel von Beispiel 7 zeigt.
Die Beispiele 3, 6 und 7 entsprechen nicht der Erfindung. Beispiel 1

Calciumhydroxid-Pulver Calciumchlorid-Flocken gebrannter Gips (Plaster of Paris) Aluminiummetallpulver 750 g 200 g 45 g 5 g
Zur Herstellung des Kohlendioxid-Absorptionsmittels in Form von Granulat wird die vorstehende Mischung trockener Feststoffe (1 kg) mit 1 l Wasser zu einer homogenen Paste vermischt und so bald wie möglich danach zu Granulat extrudiert oder geformt und in einem Ofen oder einer Heißluftkammer 1 Stunde bei 70°C getrocknet, bis zu einem Karl-Fischer-Feuchtigkeitsgehalt im Bereich von 22–25%. Innerhalb von 3–4 Minuten nach dem Befeuchten bewirkt die Alkalität der Calciumhydroxid-haltigen Paste eine Reaktion mit dem Aluminiummetallpulver unter interner Erzeugung von Wasserstoffgas, doch die Alkalität der Paste verzögert das Abbinden des gebrannten Gipses, wodurch genügend Zeit zur Verfügung steht, um die Mischung zu Granulat (1–4 mm Durchmesser) zu extrudieren oder formen, bevor die Hydratation und das Abbinden des gebrannten Gipses erfolgen.
Nachdem die Feststoffmischung von Beispiel 1 mit Wasser vermischt wurde, lösen sich die Calciumchlorid-Flocken, die im Handel als wasserfrei klassifiziert sind, im Wasser unter Entwicklung von Wärme auf und werden bei der Trocknung des Granulats zu Calciumchlorid-Hexahydrat umgewandelt. Das Hexahydrat besteht aus ca. 50 Gewichts-% CaCl₂ und aus 50 Gewichts-% Wasser (das Molekulargewicht von CaCl₂ beträgt 111 und das Molekulargewicht des Hexahydrats beträgt 219,1). Das Hexahydrat hat die praktische physikalische Eigenschaft, effloreszent zu sein, wenn die Umgebung eine relative Feuchtigkeit (r. F.) von unter 20% aufweist, und deliqueszent zu sein, wenn die r. F. über 30% liegt.
Natronkalk absorbiert Kohlendioxid aufgrund seines Natrium- und/oder Kaliumhydroxidgehalts. Trockenes Calciumhydroxid allein ist ein schlechter Absorber von Kohlendioxid. Der wesentliche erfinderische Schritt zur Erzeugung des hochaktiven Kohlendioxid-Absorptionsmittels der vorliegenden Erfindung, das im Wesentlichen frei von Natrium- oder/und Kaliumhydroxid ist, kann den Absorptionskurven von beispielsweise entnommen werden, in denen die Kohlendioxid-Durchbruchzeiten von ähnlichen Granulatgewichtsmengen von Calciumhydroxid und solchen von Beispiel 1 etwa 300 Minuten auseinander liegen. Zudem erweist sich das Granulat von Beispiel 1 nicht als Hydrolysemittel – in einem geschlossenen Kreislauf mit dem Anästhetikum Sevofluran (TM) werden, im Vergleich zu Natronkalk-Granulat unter gleichen Bedingungen, vernachlässigbare Mengen an „Compound A” beobachtet (siehe ). Die Spuren von wurden anhand von Gaschromatogrammen des Gasstroms, der in dem geschlossenen Kreislauf von jedem Experiment zirkulierte, berechnet. Die geringfügige Menge an „Compound A”, die mit dem Absorptionsmittel von Beispiel 1 beobachtet wurde, ist auf kleine Mengen an „Compound A” zurückzuführen, die in dem Vorläuferwirkstoff Sevofluran^TM stets vorhanden sind.
Natronkalk hat außerdem den Nachteil, dass es zunehmend von einer Schicht Natriumcarbonat überzogen wird, die durch Wechselwirkung mit dem absorbierten Kohlendioxid entsteht, sodass seine Aktivität rasch abnimmt. Im Gegensatz dazu bilden die Zusammensetzungen der vorliegenden Beispiele Calciumcarbonat als Endprodukt des Kohlendioxid-Absorptionsprozesses – Calciumcarbonat ist im Wasser unlöslich und nicht kristallin und bildet daher keine die Oberfläche zusetzenden Massen an interstitiellen Kristallen.
Die feuchtigkeitsspendenden Eigenschaften von Calciumchlorid-Hexahydrat führen dazu, dass bei Verwendung in der Anästhesiologie mit einem geschlossenen Kreislauf das hergestellte Granulat von Beispiel 1 stets feucht ist, und in diesem Zustand ist der Calciumhydroxid-Gehalt als Kohlendioxid-Gasabsorber am aktivsten. Experimente haben gezeigt (siehe Beispiel 3), dass der optimale Bereich des Feuchtigkeitsgehalts (wie aus dem CaCl₂·6H₂O-Gehalt berechnet) im Absorptionsmittel-Granulat im Bereich von 5 bis 20% (w/w), bevorzugt 7,5% bis 17,5% (w/w), am bevorzugtesten 10–15% (w/w) liegt.
Diese Feuchtigkeitsspeicherung kann auch durch Austausch von Calciumchlorid-Hexahydrat der Granulatmischung gegen mehrwertige organische Verbindungen erzielt werden. Diese Wirkung ist im folgenden Beispiel veranschaulicht: Beispiel 2

Calciumhydroxid-Pulver gebrannter Gips Glycerol Aluminiummetallpulver 89,50 g 5,00 g 5,00 ml 0,50 g
Das Glycerol (5 ml) wird in 95 ml Wasser gelöst, und die Lösung (100 ml) wird verwendet, um die 95 g trockenen Feststoffe der Mischung zu einer dicken Paste zu vermischen, die zu Granulat extrudiert oder geformt werden kann (1–4 mm Durchmesser). Das Granulat wird dann 1 Stunde bei 70°C bis zu einem Karl-Fischer-Feuchtigkeitsgehalt von etwa 24–28% getrocknet. Wenn es erwünscht ist, kann zusätzlich zur Glycerollösung weiteres Wasser hinzugegeben werden, um die 95 Gramm Pulver zu vermischen. Das Kohlendioxid-Absorptionsmittel von Beispiel 2 kann durch eine entsprechende Verringerung des jeweiligen Calciumhydroxid-Gehalts weiter modifiziert werden, sodass es 10 ml, 15 ml und 20 ml Glycerol pro 90, 85 und 80 g trockener Feststoffe enthält – für diese Absorptionsmittel wird im Folgenden, bezogen auf die ursprünglichen Bestandteile (ohne Wasser), ein Gehalt von 5% (w/w), 10% (w/w), 15% (w/w) und 20% (w/w) Glycerol angegeben.
Die Kohlendioxid-Absorptionsleistung von Absorptionsmitteln, die 5%, 10%, 15% und 20% Glycerol enthalten, ist in gezeigt. Alle getesteten Absorptionsmittel zeigen im Vergleich zu äquivalenten Absorptionsmitteln, die kein Feuchthaltemittel enthalten, eine verbesserte Absorptionskapazität (Fläche über der Kurve) und einen verzögerten Durchbruch, das heißt, wenn der FE'CO₂-Gehalt 0,5 kPa erreicht.
Anhand der Daten von wird man einsehen, dass Glycerol ein bevorzugtes Feuchthaltemittel ist. Glycerol wird aus zwei Gründen bevorzugt: erstens aufgrund der hohen Absorptionsleistung der Produkte (siehe ) und zweitens aufgrund der Tatsache, dass Calciumhydroxid in Glycerol besser löslich ist als in Wasser, was zu einer höheren Absorptionsleistung des Absorptionsmittels führt, da die Gasabsorption sowohl in der festen als auch in der flüssigen Phase der Granulatmatrix stattfinden kann. Beispiel 3

Gewicht (g)

A B C D E

Calciumhydroxid-Pulver Calciumchlorid-Hexahydrat Aluminiummetallpulver 90 10 - 80 20 - 70 30 - 60 40 - 79 20 1
Die Kohlendioxid-Absorptionsmittel A–E wurden durch Vermischen von 100 g der trockenen Feststoffe hergestellt. Ein Kontrollabsorptionsmittel wurde unter Verwendung von 100 g des trockenen Ca(OH)₂-Pulvers hergestellt. Die Absorptionsmittel A–E enthalten, bezogen auf das Molekulargewicht, ca. 5, 10, 15, 20 bzw. 10% (w/w) Wasser.
Die Kohlendioxid-Absorptionsleistung dieser Kohlendioxid-Absorptionsmittel wurde umgehend auf die folgende Weise getestet.
Eine 50/50-Mischung aus Sauerstoff und Distickstoffoxid wurde mit einer Flussrate von 1 Liter pro Minute durch einen Behälter, der 100 g des zu testenden Absorptionsmittels enthielt, geleitet. Dem Gas wurde Kohlendioxid mit 55–60 ml/min zugefügt, um einen End-Tidal-Wert von etwa 4,5 kPa aufrechtzuerhalten. Sofort nach Durchlaufen des das Absorptionsmittel enthaltenden Behälters wurden fortlaufend Proben für eine Kohlendioxidschätzung entnommen.
Das Kohlendioxid-Absorptionsmittel wird als unwirksam betrachtet, wenn ein FE'CO₂ von 0,5 kPa beobachtet wird. Dies wird als Kohlendioxid-Durchbruch definiert.
Man wird einsehen, dass die Kapazität des Absorptionsmittels der Erfindung von seinem Calciumhydroxid-Gehalt abhängt. Die hierin aufgeführten Zahlen für den Kohlendioxid-Durchbruch beziehen sich auf 100 g Absorptionsmittel unter den vorstehend beschriebenen experimentellen Bedingungen.
In Tabelle 1 sind die Kohlendioxid-Durchbruchswerte für ein Kontrollabsorptionsmittel (das nur trockenes Calciumhydroxid enthält) und für die Absorptionsmittel A–E der Erfindung aufgeführt. Tabelle 1

Kohlendioxid-Durchbruch (Minuten)

Kontrolle A B C D E 10 20 340 165 30 880
In wird die Kohlendioxid-Absorptionskapazität über die Zeit in Minuten für das Kontrollabsorptionsmittel und für die Absorptionsmittel A–E der Erfindung gezeigt. Die Absorptionskapazität der entsprechenden Stoffe wird durch die Flächen über den entsprechenden Kurven dargestellt. Das Absorptionsmittel A zeigt einen relativ frühen Durchbruch, während die Fläche über der Kurve (Absorptionskapazität) im Vergleich zum Kontrollabsorptionsmittel etwas besser ist. Das Absorptionsmittel B weist eine erheblich verbesserte Absorptionskapazität auf – die Fläche über der Kurve ist stark vergrößert; der Durchbruch tritt erst nach über 5 Stunden auf. Das Absorptionsmittel C zeigt im Vergleich zum Kontrollabsorptionsmittel eine verbesserte Absorptionskapazität sowie einen verzögerten Durchbruch nach über 2½ Stunden. Das Absorptionsmittel b zeigt im Vergleich zum Kontrollabsorptionsmittel eine verbesserte Absorptionskapazität und einen verzögerten Durchbruch bei etwa 30 Minuten. Das Absorptionsmittel E, das zusätzlich Aluminiumpulver enthält, zeigt eine erheblich verbesserte Absorptionskapazität und einen erheblich späteren Durchbruch nach mehr als 14 Stunden. Beispiel 4

Gewicht (g)

Calciumhydroxid-Pulver Calciumchlorid-Flocken gebrannter Gips Aluminiummetallpulver 845 100 45 10
Das Kohlendioxid-Absorptionsmittel wurde durch Vermischen der trockenen Feststoffe (1 kg) mit 1 l Wasser zu einer homogenen Paste und sofortiges Extrudieren oder Formen der Paste in Pellets oder Granulat (1–4 mm Durchmesser) hergestellt, die/das in einem Ofen oder einer Heißluftkammer 1 Stunde bei 70°C bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt (Karl-Fischer-Titrationsmethode) von 20–25% getrocknet werden/wird.
Man wird einsehen, dass ein Kohlendioxid-Absorptionsmittel in Form von Granulat die Freisetzung von Staub in den Prüfstand verhindert oder zumindest wesentlich verringert und außerdem den Strömungswiderstand minimiert.
In wird die Absorptionskapazität über die Zeit für das Absorptionsmittel von Beispiel 4 dargestellt. Der Durchbruch erfolgt nach etwa 100 Minuten, und die Fläche über der Kurve zeigt eine gute Absorptionskapazität. Unter Annahme einer CO₂-Flussrate von 55 ml/min kann die Absorptionskapazität als Flussrate multipliziert mit der Zeit vor dem Durchbruch oder 5,5 l CO₂ geschätzt werden.
In wird außerdem die Absorptionskapazität von 100 g eines kommerziell erhältlichen Absorptionsmittels gezeigt, nämlich des von Drager unter der Handelsmarke Dragersorb vertriebenen Absorptionsmittels. Das Absorptionsmittel der Erfindung zeigt im Vergleich unter gleichen Bedingungen eine bessere Absorptionskapazität und einen verzögerten Durchbruch.
Beispiel 5
Die Fähigkeit des Absorptionsmittels von Beispiel 2 (das 5% (v/w) Glycerol enthält) zur Reaktion mit den Anästhetika Enfluran (TM), Isofluran (TM) und Desfluran (TM) unter Bildung von Kohlenmonoxid wird auf folgende Weise beurteilt.
Unter Verwendung des in Beispiel 3 beschriebenen Prüfstands wurden 100 g „ausgetrockneter” Natronkalk gegenüber einer 50/50 (V/V) Distickstoff/Sauerstoff-Mischung in Gegenwart von 1 MAC jedes Anästhetikums ausgesetzt. Der Kohlenmonoxidgehalt wurde mit einem CO-Messgerät unmittelbar am Auslass des Behälters gemessen. Unter diesen Bedingungen wurde, wie in gezeigt ist, durch Enfluran, Isofluran und Desfluran mit „ausgetrocknetem” Natronkalk Kohlenmonoxid gebildet. Im Gegensatz dazu tritt, wenn der „ausgetrocknete” Natronkalk durch das Absorptionsmittel von Beispiel 2 ersetzt wird, wie in gezeigt ist, keine nachweisbare Bildung von Kohlenmonoxid auf. Ähnliche Ergebnisse (nicht dargestellt) wurden beobachtet, wenn das Absorptionsmittel von Beispiel 2 durch das Absorptionsmittel von Beispiel 1 ersetzt wurde. Insbesondere trat auch hier in Gegenwart von Enfluran, Isofluran oder Desfluran keine nachweisbare Bildung von Kohlenmonoxid auf. Beispiel 6

Gewicht (g)

Calciumhydroxid-Pulver Magnesiumchlorid-Hexahydrat 81,2 18,8
Das Kohlendioxid-Absorptionsmittel wird durch Vermischen der trockenen Feststoffe bis zu einem Wassergehalt (bezogen auf die Molekulargewichte) von 10% (w/w) Wasser hergestellt.
In wird die Absorptionskapazität über die Zeit für das Absorptionsmittel von Beispiel 6 gezeigt, die unter den experimentellen Bedingungen von Beispiel 3 beurteilt wurde. Der Durchbruch tritt nach etwa 70 Minuten auf, und die Fläche über der Kurve zeigt eine gute Absorptionskapazität an. Beispiel 7

Calciumhydroxid-Pulver Glycerol 95 g 5 ml
Das Glycerol (5 ml) wird in 95 ml Wasser gelöst, und die Glycerollösung wird mit 95 g Calciumhydroxid-Pulver vermischt. Die frisch hergestellte Mischung weist einen Wassergehalt von 35% auf, wie mittels der Karl-Fischer-Titrationsmethode gemessen wurde, die eine empfindliche Methode ist, die zur Messung von Restwasser in gereinigten Lösungsmitteln und Hydratationswasser in Kristallen verwendet werden kann. Eine derartige frisch hergestellte Mischung zeigt unter den experimentellen Bedingungen von Beispiel 3 keine CO₂-Absorption. Nach einer Trocknung von einer Stunde bei 70°C sinkt der Wassergehalt der Mischung auf 28% (Karl-Fischer-Titration), und die Zeitspanne bis zum CO₂-Durchbruch wird auf 3 Stunden verlängert (in mit A gekennzeichnet). Nach einer Trocknung von 2 Stunden bei 70°C sinkt der Wassergehalt der Mischung auf 19% (Karl-Fischer-Titration), und die Zeitspanne bis zum CO₂-Durchbruch beträgt 30 Minuten (in mit B gekennzeichnet). Nach einer Trocknung von 4 Stunden bei 70°C ist der Wassergehalt der Mischung auf 15% gesunken (Karl-Fischer-Titration), und die Zeitspanne bis zum CO₂-Durchbruch beträgt nur 7 min (in mit C gekennzeichnet). In wird die Absorptionskapazität über die Zeit für das Absorptionsmittel von Beispiel 7 gezeigt, von dem identische Proben bis zu einem Karl-Fischer-Wassergehalt von 28%, 19% bzw. 15% getrocknet wurden. Unter Annahme einer CO₂-Flussrate von 55 ml/min wird die entsprechende Absorptionskapazität der Absorptionsmittel A, B und C auf 9,91, 1,651 und 0,3851 geschätzt.

Claims

Kohlendioxid-Absorptionsmittel zur Verwendung in der Anästhesiologie, wobei das Absorptionsmittel Calciumhydroxid umfasst, wobei das Calciumhydroxid im Wesentlichen frei von Natrium- und Kaliumhydroxid ist; und eine zur Absorption von Kohlendioxid fähige wirksame Menge eines hygroskopischen oder deliqueszenten Feuchthaltemittels, wobei der Wassergehalt des Absorptionsmittels, wie mittels der Karl-Fischer-Titration gemessen, 17,5–30% beträgt, worin das Absorptionsmittel zusätzlich eine wirksame Menge eines kompatiblen Abbindemittels und ein kompatibles Mittel zur internen Erzeugung von Wasserstoff umfasst.
Kohlendioxid-Absorptionsmittel nach Anspruch 1, worin das Feuchthaltemittel ein anorganisches Feuchthaltemittel oder ein Gemisch davon, bevorzugt ein hygroskopisches oder deliqueszentes Hydrat oder ein Gemisch davon, bevorzugter ausgewählt aus Calciumchlorid-Hexahydrat oder Magnesiumchlorid-Hexahydrat oder einem Gemisch davon, am bevorzugtesten Calciumchlorid-Hexahydrat darstellt, wobei das Calciumchlorid-Hexahydrat in einer Menge vorliegt, die zur Ausbeute, bezogen auf das Molekulargewicht, von 7,5–20% (w/w), bevorzugt ca. 10% (w/w) Wasser ausreichend ist.
Kohlendioxid-Absorptionsmittel nach Anspruch 1 oder 2, worin das Feuchthaltemittel ein organisches Feuchthaltemittel darstellt.
Kohlendioxid-Absorptionsmittel nach Anspruch 3, worin das organische Feuchthaltemittel eine zweiwertige oder mehrwertige Substanz darstellt, wobei das organische Feuchthaltemittel bevorzugt aus Glycerol, Polyethylenglykol 200, Polyethylenglykol 300, Polyethylenglycol 1540, Propylenglykol oder Hexan-1,2,6-triol ausgewählt ist.
Kohlendioxid-Absorptionsmittel nach Anspruch 4, worin das organische Feuchthaltemittel Glycerol darstellt, das bevorzugt bei 2,5–25% (v/w), bevorzugter 2,5–10% (v/w), am bevorzugtesten ca. 5% (v/w) vorliegt.
Kohlendioxid-Absorptionsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin der Wassergehalt, wie mittels der Karl-Fischer-Titration gemessen, 20–30% beträgt.
Kohlendioxid-Absorptionsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin die wirksame Menge eines kompatiblen Abbindemittels 4–5,5% (w/w), bevorzugt 4,5–5% (w/w), Calciumsulfat-Hemihydrat darstellt.
Kohlendioxid-Absorptionsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin das kompatible Mittel zur internen Erzeugung von Wasserstoff Aluminiummetallpulver darstellt, wobei das Aluminiumpulver bei 0,5–1% (w/w) vorliegt.