DE919365C - Verfahren zur Herstellung einer als Plasmaersatzmittel bestimmten waessrigen Injektonsloesung - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung einer als Plasmaersatzmittel bestimmten wäßrigen Injektionslösung Es ist bekannt, daß gewisse Mikroorganismen aus Lösungen von Mono- und Disacchariden, und zwar sowohl aus natürlichen Lösungen in Form von Beeren, Frucht- oder Knollensäften als auch aus in Wasser gelösten Mono- und Disacchariden, z. B. aus Saccharoselösungen, Polysaccharide aufbauen können. Beispielsweise können der Spaltpilz Leuconostoc mesenteroides und mit ihm nahe verwandte Organismen aus Saccharoselösungen einen Typ von Polysacchariden, die sogenannten Dextrane, aufbauen. Die Molekulargewichte dieser Körper liegen in der Größenordnung von mehreren Millionen, wie im Zusammenhang mit der Erfindung ausgeführte Bestimmungen des durchschnittlichen Molekulargewichtes ergeben haben.
• Es ist bekannt, Polysaccharide durch die Wirkung von Säuren zu hydrolysieren. Im Falle von Dextranen wurde dabei bisher das Molekül völlig abgebaut, so daß bei diesem bereits bekannten Verfahren direkt Glukose erhalten wird.
• Bisher wurden als Plasmaersatzmittel Lösungen von Gummiarabicum, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Gelatine, Pektinstoffe u. a. vorgeschlagen. Diese Substanzen wiesen bei der therapeutischenVerwendung alle gewisse Nachteile auf, wie z. B. Schädigung der Gewebe der Leber, der Nieren und anderer innerer Organe. Es treten bei der Applikation Beschwerden auf, die ihre Ursache darin haben, daß diese Stoffe vom Organismus nicht abgebaut oder abgeschieden werden können, sondern sich in der Leber ansammeln, da diese Stoffe dem Organismus körperfremd sind. Andere Substanzen, deren Lösungen die an ein Plasmaersatzmittel gestellten Anforderungen, wie Übereinstimmung in der Viskosität und im kolloidosmotischen Druck mit dem Blutplasma, erfüllen würden und die weniger körperfremd sind, sind Lösungen bekannter neutraler Polymere von Glukose, wie Stärke und besonders Glykogen, der bekannte Kohlehydratreservestoff in der Leber des tierischen und menschlichen Organismus. Diese Stoffe werden aber schnell von stärkeabbauenden Enzymen des menschlichen Organismus (Amylasen) abgebaut, weshalb sie als Plasmaersatz untauglich sind.
• Diese neuen Stoffe, die allem Anschein nach aus einem Gemisch von Molekülen von etwas wechselndem Molekulargewicht bestehen, sind somit in Wasser vollständig löslich und liefern Lösungen, deren Viskositäten innerhalb weiter Grenzen geändert werden können. Die notwendige Voraussetzung zur Verhinderung des bereits bekannten vollständigen Abbaues des auf mikrobiologischem Wege gebildeten Ausgangsmaterials ist eine milde hydrolytische Behandlung.
• Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Herstellung von als Plasmaersatzmittel bestimmten wäßrigen Injektions- oder Einspritzlösungen. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man wasserlösliche, neutrale, durch eine teilweise Depolymerisation von Dextran erhaltene Polymerhomologe, die bei einer Konzentration von q. % in wäßriger Lösung eine relative Viskosität zwischen 1,5 und 15, vorzugsweise zwischen 1,5 und 7,5, aufweisen, unter Zusatz von physiologisch geeigneten kristalloiden Substanzen, z. B. Kochsalz bzw. einem den natürlichen Verhältnissen entsprechenden Salzgemisch, in eine solche wäßrige Lösung überführt, daß ein Produkt solchen kolloidosmotischen Druckes und solcher Viskosität erhalten wird, daß es physiologisch als Blutplasmaersatz geeignet ist.
• Bei diesem Verfahren spielt sich eine chemische Reaktion unter Hydratisierung des Dextrans und Anlagerung von Salz ab. Die Hydratisierung des kolloiden Dextrans bei der Auflösung in NVasser kann durch die folgende Formel veranschaulicht werden:

  (C6111005).. -f- x1120 -i- y1180 -->

  (C6H100s)n ' (H20). + y1120

  Dextrah Wenn die zugesetzte kristalloide Substanz NaCl ist, kann der Verlauf wie folgt veranschaulicht werden:

  (C6H100s)n. -I- a1120 -# ' - b1120 -1- cNaCl + dNaCl--D.

  (C6H100s)n ' (H20).- (NaCl), -r- b1120 -I- dl`TaCl

  Bei diesen Reaktionen bildet sich rings um die kolloidalen Dextranmoleküle herum eine Hydratisierungshülle, in der sowohl Kationen als Anionen des zugesetzten Salzes vorhanden sind.
• Das Polysaccharid Dextran, das als Ausgangsmaterial für die Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Polymerhomologen dient, besitzt die allgemeine Formel (C,Hlo05)n, wobei ya eine große ganze Zahl bedeutet; man stellt sich vor, daß ein Polysaccharidmolekül, wie das des Dextrans, aus einzelnen glukosidisch zu langen Ketten aneinandergereihten Glukoseresten (a-Gluko-Pyranose-Einheiten) besteht, indem dabei die CAtome i und 6 zweier benachbarter Glukosereste nach dem Prinzip der Glukosidbindung miteinander verbunden sind. Wegen seines hohen Molekulargewichtes und seiner nur unvollkommenen Löslichkeit in Wasser weist Dextran eine gallertige oder schleimige Beschaffenheit auf.
• Die für die Hydrolyse zur Herstellung der Polymerhomologen von Dextran maßgebenden Faktoren der Zeitdauer, Temperatur und Säurekonzentration können z. B. nach Patent gib 532 innerhalb recht weiter. Grenzen geändert werden, hängen aber weitgehend voneinander ab, d. h. eine niedrige Säurekonzentration erfordert z. B. eine lange Hydrolysierzeit oder hohe Temperatur, und umgekehrt. So können Temperaturen von 3o bis 15o° und Zeiten von wenigen Minuten bis 24 Stunden mit Säuregraden von io-normal bis io-4-normal kombiniert werden.
• Dabei können die Bedingungen bei der Hydrolyse des Dextrans wiederum nach Patent 9i8 532 vorteilhaft so gewählt werden, daß ein Polymerhomologes entsteht, dessen 4%ige wäßrige Lösung, wie oben angegeben, eine relative Viskosität, verglichen mit Wasser = i, zwischen 1,5 und 15 aufweist. Produkte, die bei dieser Konzentration eine relative Viskosität zwischen 1,5 und 7,5 besitzen, sind zur therapeutischen Verwendung besonders zweckmäßig. Eine o,7°(oige wäßrige Lösung eines Polymerhomologen der erwähnten Viskositätswerte besitzt Sedimentationskonstanten (durch Ultrazentrifuge nach Svedberg ermittelt) zwischen 1,5 - io-13 und 2o - io-13 sowie Diffusionskonstanten zwischen 0,2 i0-7 und 8 - io-7, während der kolloidosmotische Druck einer 6°/oigen wäßrigen Lösung eines solchen Polymerhomologen zwischen 5o und iooo mm Wassersäule liegt.
• Wegen ihrer Ungiftigkeit und ihrer in anderer Hinsicht günstigen physiologischen Eigenschaften eignen sich die so hergestellten Polymerhomologen von Dextran an sich gut für die Verwendung als Zusatz zu Salzlösungen, die als Injektionsflüssigkeiten zum Ersatz von Blutplasma dienen. Das nach obigen Angaben erhaltene hydratisierte Dextran, in dessen die kolloiden Dextranmoleküle umgebenden Hydratisierungshülle beim Verfahren nach der Erfindung die Salzionen eingehen, ist in wäßriger Lösung geeigneter Kristalloide hierfür besonders gut geeignet. Dabei können diese Polymerhomologen des Dextrans entweder allein oder in Kombination mit gegen sie indifferenten, therapeutisch wirksamen Substanzen für die Bereitung von Injektionslösungen verwendet werden. Als Beispiele geeigneter Zusatzstoffe sind zu erwähnen Aminosäuren, Fettemulsionen, Vitamine und andere Präparate von nutritivem Wert sowie die Blutzirkulation stimulierende Stoffe verschiedener Art.
• Die wichtigste Eigenschaft dieser gelösten Polymerhomologen von Dextran für den Zweck des Plasmaersatzes ist ihre Fähigkeit, Wasser zu binden, was dadurch erwiesen ist, daß nach der Injektion der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Lösungen bei richtiger Dosierung der Polymerhomologen eine deutliche und dauernde Herabsetzung der hämatokritischen Werte erfolgt.
• In bezug auf die physiologischen Eigenschaften der Produkte ist außerdem folgendes zu erwähnen: Eine intravenöse Verabreichung von Lösungen von Dextran oder von dessen Hydrolyseprodukten hat

  sehr verschiedene Wirkungen j- nach deal @o@ei.:u@ar-

  gewicht der gelösten Substanz und folglich auch

  nach der Viskosität. Es ist in diesem Zusamnlenha@l,@

  züi beachten, daß das Dextran bzw. dessen HYdro-

  lysate in bezug auf die Gr(Sße (ler Moleküle, (l. i-1. das

  Molekulargewicht, nicht gleichmäßig sind.

  Sehr hochmolekulare Produkte können, wenn sitz

  intravenös verwendet werden, besonders die Leber un(1

  die Nieren schädigen, wobei die auftretcuden (@cwt )(#-

  beschädigungen im Mikroskop feststellbar sind.

  Ein allzu niedermolekulares Dextranhvdrolysat in

  Lösung erfüllt dagegen nicht die an einen Ersatz für

  Blutplasma zu stellenden Anforderungen. Es hat die

  physikalischen Eigenschaften verloren, dito für ein

  Plasmaersatzmittel notwendig sind, und seine Mole-

  küle sind so klein, daß sie schnell durch die Kapillaren

  der Gewebe und der Membran des \ ierensystenis in

  den Harn übergehen. Lösungen, welche Molekül-

  größen innerhalb solcher Grenzen enthalten, daß sie

  dem Blutplasma in bezug auf kolloidosmotischen

  Druck und Viskosität entsprechen, erfüllen dagegen

  sehr gut die an einen Plasmaersatz zu stellenden An-

  forderungen, vorausgesetzt, daß sie gut gereinigt

  worden sind.

  Die Polymerhomologen in den gemäß der Erfindung

  hergestellten Lösungen sind dem Organismus nun

  weniger fremd als irgendein anderer als Plasmaersatz

  bereits vorgeschlagener Stoff. Obwohl zwar z. B.

  ein Polymerhomologes von Dextran im menschlichen

  Körper nicht vorkommt, so ist es doch als Plasma-

  ersatz brauchbar, da es ähnlich wie Glykogen ganz

  aus Glukose aufgebaut ist. Die in den nach der Er-

  findung hergestellten Injektionslösungen verwendeten,

  teilweise depolymerisierten Hydrolysate von Dextran

  werden im Gegensatz zu Stärke und Glykogen im

  menschlichen Organismus nur sehr langsam an-

  gegriffen und abgebaut. Diese Stoffe bilden keine

  Gifte und verursachen keine anaphylaktischen Zu-

  stände. Die Polymerhomologen werden im Organis-

  mus teilweise zu Glukose abgebaut und als solche ver-

  braucht oder zum Teil in Moleküle mittlerer Größe

  abgebaut, die den Körper durch das Nierensystem

  verlassen können. Die Geschwindigkeit dieses Ab-

  baus ist beinahe ideal, weil eine therapeutische Dosis

  etwa so lange zurückbleibt, wie erforderlich ist, um

  bei Behandlung von Schockwirkungen, die bei

  größeren Brandwunden, Quetschungen, Beinbrüchen

  usw. auftreten, die erwünschte therapeutische Wir-

  kung zur vollen Geltung zu bringen.

  Außer für die Herstellung physiologischer In-

  jektionsflüssigkeiten, wobei sie als Regler der Viskosi-

  tät und des kolloidosmotischen Druckes dienen,

  können die Polymerhomologen des Dextrans als

  Verdickungsmittel in Salben und kosmetischen Prä-

  paraten als sogenannte Schwellsubstanzen für medi-

  zinische Zwecke usw. verwendet werden.

  Das Verfahren gemäß der Erfindung wird an Hand

  nachfolgender Beispiele erläutert.

  Beispiel i Zu 6oo cm3 einer 3,5%igen wäßrigen Lösung von auf mikrobiologischem Wege erhaltenem Dextran wurden 5 cm3 konzentrierte H Cl gegeben, und die

  Losung wurde einig(- Minutr`n unter Rückfluß gekocht,

  wonach (lie I_t@sulli` :(i)ekülilt 11:)(1 mit kouzu:itrierter

  NaOH-Lösung neutralisiert wurde. Aus (l.@r Losung

  des so tcilweis(: d@^Ixll@tncri@i@`rt,'n Polyinerhomologe n

  voll Dextrau wird 1111t 1. 1i. d('111 d@pp@lt(`li

  Volumen y5°; t,ig(#n @lhoilol g(#füllt. Die @tlkohollialtigc

  Fällung wird in dctilliertem Wasser auf geeignete

  Iioliz(ntration <@.-@l@@st und 2.I Stunden in einem

  Collodium- oller :1zet;,tzellsu)ff5acl; @,e;;cn destilliert(s

  Wasser dialysiert. 1);'r 1-i"tsiiiig wird NaCi zugesetzt.

  so daß ihre Konzentration o,t@ t' t, beträgt. In dieser

  Weise wird rille Li)s(il:g mit (l(#11 folgenden Merk-

  maler, erhalten: Die Lostin- enthält (@,5 ° t, eiil(-,s teil-

  weise liydrolysiertcll D(:xtran@, Hic besitzt n(#utralt`

  Reaktion, ihr l;olloi(losiilotis(aier Druck beträgt

  45o rum Wassersllul(@, und !111'e rulliiiv(@ `Iskosltät

  (Wasser = i) ist f),2. (1)er koll@li<(--,smotischc Druck

  wird mit einem Onkonirtt'r iu@ch lirogli und Na-

  1<azawa und die @iskositä t finit (#i@l@nl Viskosinletor

  flach Ostwald °emess@n,l 1)it°@e 1_i>;Llilt; kann als

  Injektionsflüssigkeit zur @clurcl;iin<lc'rung sofort v(!r-

  wendet werden.

  1»eisl)icl

  Auf mikrol)iolo`iscliulii urhaltenus Dextran

  wird durch @Viederfällun`@ mit Alkohol gereinigt und

  das gefällte Dextran im \,'akuum hei 65° getrocknet.

  5 kg des trockenen Prcciuktc; w(`r(1(n in ()o 1 Wasser

  gelöst und die Lösung auf 85 (#rliitzt und bei dieser

  Temperatur geh<itt`n. z,451 von 5n-HCl werden

  hierauf zugefügt, und nach 20 Minuten wird die für

  die Neutralisation berechnete Alkalimenge zugesetzt.

  Der Zusatz sowohl der -;üure als des Alkalis erfolgt

  unter kräftigem Umrühren. Der 1)rl-«@ert der Lösung

  darf nie 7,o überschreiten; 2o g eines Adsorptions-

  und Filtriermittels aus Iiieselgur werden zugefügt

  und die Lösung durch eine i cm (ficke Schicht dieses

  Adsorptionsmittels filtriert. Dein. Filtrat werden

  18o g Brillianttheorit, ein Adsorptionsmittel aus

  Asbest, zugesetzt, wonach wieder gekocht und filtriert

  wird. Schließlich werden ()-oo cm:' einer Aluminium-

  hydroxydsuspension und oo g Chlornatrium zugesetzt,

  wonach das Gemisch wieder gekocht und filtriert

  wird. Die auf diese Weise erhaltene gereinigte Lösung

  wird mit Alkohol befällt und (Ii(# Fä llunh im Vakuum

  getrocknet.

  Das auf diese «eise erhaltene trockene Depoly- i

  merisationsprodukt wird in o,o"'r,iger NaCI-Lösung

  auf eine Konzentration von () 1)" Dextran gelöst.

  Diese Lösung besitzt eine relative Viskosität (Wasser

  = i) von etwa 5,5. Zur Erhöhung der Haltbarkeit

  kann gegebenenfalls ein bekannter bakterizider Stoff i

  zugesetzt werden, wonach die Lösung durch ein Glas-

  filter geeigneter Porosität filtriert und 20 Minuten bei

  12o° C sterilisiert wird. Die Lösung ist dann ge-

  brauchsfertig.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von als Plasmaersatzmittel bestimmten Inlektions- und Einspritzlosungen, dadurch gekennzeichnet, daß wasserlösliche, neutrale, durch teilweise Depolymerisation von Dextran erhaltene kolloidale Polymerhomologe, die bei einer Konzentration von 40/, in wäßriger Lösung eine relative Viskosität zu-ischen 1,5 und 15, vorzugsweise zwischen 1,5 und 7,5, aufweisen, durch Zugabe von physiologisch geeigneten kristalloiden Substanzen, z. B. Kochsalz bzw. einem den natürlichen Verhältnissen entsprechenden Salzgemisch, in wäßriger Lösung hydratisiert und in einen Anlagerungskomple x übergeführt werden, wobei die Menge der zugesetzten Substanzen derart geregelt wird, daß ein Produkt solchen kolloidosmotischen Druckes und solcher Viskosität erhalten wird, daß es physiologisch als Blutplasmaersatz geeignet ist.
2. 2. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß der Lösung auch andere an sich bekannte, in Injektionslösungen verwendete therapeutisch wirksame Substanzen zugesetzt werden, die gegen die in der Lösung befindlichen Polymerhomologen von Dextran indifferent sind. Angezogene Druckschriften: Karrer, Lehrb. d. organ. Chemie, 7. Aufl., S. 38r.