DK154605B - Fremgangsmaade til fremstilling af syntetisk blod - Google Patents

Description

DK 154605 B

i

Behovet for syntetisk blod er velkendt. Blod bliver dyrere og dyrere, det er letfordærveligt, det skal passe til modtagerens blodtype, og transfusionen selv kan forårsage leverbetændelse, hvis der ikke overholdes strenge procedurer.

5 Desuden synes bloddonationer at være noget sæsonprægede, og de falder ofte ikke sammen med de sædvanligvis tilfældige behov for blod.

Et syntetisk blod skal have flere forskellige egenskaber. Først og fremmest, og ganske indlysende, skal det 10 have en høj oxygen- og carbondioxid-opløselighed, da dets væsentlige funktion er at transportere oxygen og carbondioxid. Et syntetisk blod skal også være ugiftigt, og i denne sammenhæng er det ønskeligt, at der ikke efterlades nogen rest af det syntetiske blod i livsvigtige organer, 15 når det erstattes med naturligt blod.

En anden nødvendig egenskab ved bloderstatninger er, at de skal opfylde bestemte krav til damptrykket. Bloderstatningerne forlader legemet ved udånding og fordampning gennem huden. Fortrinsvis forlader bloderstatningen legemet 20 med omtrent samme hastighed som den, hvormed nyt, naturligt blod dannes af legemet. Hvis erstatningens damptryk er for lavt, forbliver den i legemet for længe, medens den, hvis det er for højt, fordamper gennem hele legemets overflade og skaber problemer beslægtet med dykkersyge.

25 Bloderstatninger skal også kunne danne særdeles sta bile emulsioner, idet denne evne er endnu mere betydningsfuld ved perfusionsmaterialer. Bloderstatninger er sædvanligvis ublandbare med blod og kan, hvis de anvendes alene, forårsage embolier. Dette problem løses ved at anvende bloderstatningen 30 i vandig emulsion, og det er klart, at emulsionen ikke må brydes ved anvendelse eller oplagring. I forbindelse med persusionsmaterialer er dette krav endnu mere strengt, da oxygenatorerne, der anvendes til at sætte oxygen til perfusionsmaterialet, skaber meget høje forskydningsspændinger 35 og vil bryde alle emulsioner med undtagelse af de mest stabile. En anden grund til, at der anvendes vandige emulsioner,

DK 154605 B

2 er, at der sættes salte til vandet for at opretholde legemets saltbalance.

The Green Cross Corporation, Osaka, Japan, har udgivet et skrift dateret den 11. september 1974 angående emulsioner 5 af perf luorerede forbindeler som oxygen- og carbondioxid-bærere. Nogle af forbindelserne, der er beskrevet i den foreliggende opfindelse, omtales også af Clark et al. i Microvascular Research, bind 8/3 1974, der også er fremlagt ved Oxygen Transport to Tissue Symposium, Atlantic City, 10 N.J., April 11, 1974. Den valgte bloderstatning og perfu sionsmateriale indtil nu har været perfluorodecalin. Det har flere ønskelige egenskaber, men forbindelserne, der er beskrevet i den foreliggende opfindelse, forekommer perfluorodecalin overlegne i flere henseender.

15 Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af syntetisk blod, hvorved der med vand og en ugiftig emulgator emulgeres en ikke-aromatiserbar perfluo-reret forbindelse, således at mængden af vand i den færdige emulsion er større end 40 volumen-%, hvilken fremgangsmåde 20 er ejendommelig ved, at der som perfluoreret forbindelse anvendes lavere alkyl-adamantan, bortset fra dimethyladaman-tan, fortrinsvis 1-methyl-adamantan, hvis mængde i emulsionen er 10-30 volumen-%, og som har en partikelstørrelse på ca. 0,001-10 μιη, idet fortrinsvis 50 vægt-% af partiklerne har 25 en størrelse på 0,05-0,3 Jim, og emulsionspræparatet desuden 3 om ønsket bibringes et indhold af 10-100 cm oxygen (25°C, 3 760 mm Hg) per 100 cm af den perfluorerede forbindelse.

De perf luorerede lavere alkyladamantaner, der anvendes ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, har en ekstremt høj 30 oxygen-opløselighed, efterlader en meget lille rest i legemet, danner særdeles stabile emulsioner og har et særdeles tilfredsstillende damptryk til den omhandlede anvendelse.

De lavere alkyladamantaner er f.eks. methyladamantan, ethyladamantan, ethylmethyladamantan, ethyldimethyladamantan 35 og triethyladamantan.

DK 154605 B

3

De lavere alkyladamantaner anvendes som nævnt i per-fluoreret form. Betegnelsen perfluoreret omfatter her forbindelser, hvoraf mindst 95 vægt-% er fuldstændig fluoreret (dvs. perfluoreret i den strenge betydning), fortrinsvis 5 mindst 98% og især 100%. I alle tilfælde mindre end 100%, vil den resterende mængde naturligvis være højt fluoreret.

Fluoreringen gennemføres ved kendte metoder. Alkylada-mantanet kan f.eks. langsomt føres hen over et lag af CoF3, der indeholder 2-3 gange den støkiometriske mængde fluor, 10 ved 250-275°C, hvorved der fås en delvis fluorering. Proceduren gentages derefter ved 300-350°C, hvorved der fås en fuldstændig fluorering af det hele bortset fra nogle få procent urenheder, der både er mættede, delvis fluorerede forbindelser og olefiniske carbonfluorider. De førstnævnte 15 forbindelser koger mindst 10°C højere end den ønskede perfluorforbindelse og fjernes ved destillation. De sidstnævnte forbindelser koger ved praktisk talt den samme temperatur, og ekstraheres derfor med en amin, såsom diethylamin (DEA). Tilbageblivende amin fjernes med koncentreret svovlsyre.

20 Tilbageblivende syre fjernes med 1%’s natriumhydrogencar-bonatopløsning, der derefter ekstraheres med acetone. Til slut afdestilleres tilbageblivende acetone.

Normalt indeholder emulsionspræparatet 1-5 volumenprocent af en emulgator. Udvælgelsen af en emulgator er ikke 25 kritisk, men emulgatoren bør være ugiftig og danne en stabil emulsion. Den foretrukne emulgator er æggeblomme-phospholid, da det er velkendt, at dette er uskadeligt for legemet.

Egnet til perfusionsformål er også polyoxyethylener og poly-oxypropylener, der kan fås i handelen som "Pluronics".

30 "Pluronic® F-68" har en molekylvægt på 8.350 og danner en særdeles stabil emulsion.

Emulsionen kan fremstilles ved hjælp af sædvanlige emulgeringsapparater, der fremkalder høje forskydningsspændinger, såsom en Manton-Gaulin-homogenisator. Partikelstør-35 reisen i emulsionen er som nævnt 0,001-10 um, ofte 0,01-10 um og sædvanligvis 0,05-0,5 um, og fortrinsvis har 50 vægt%

DK 154605 B

4 af partiklerne diametre på 0,05-0,3 μιη. Som det er velkendt, kan partikelstørrelsen indstilles ved hjælp af den anvendte forskydningsspænding. Emulsionens faktiske partikelstørrelse er ikke så kritisk som dens stabilitet, hvilket omtales 5 yderligere i det følgende.

Som ovenfor anført er tilbageholdelsen af materialet i legemet af betydning. I det følgende sammenlignes perfluo-reret (PF) methyladamantan (MA) med PF tributylamin (TBA), decalin (D) og methyldecalin (MD). Disse forbindelser er de 10 bedste bloderstatninger og perfusionsmaterialer indtil dato. Emulsioner, der indeholder 10% af materialet, der skal undersøges, overfladeaktivt middel og vand, fremstilles og undersøges på den måde, der er beskrevet i Science, bind 181, august, 1973, side 681. De forskellige emulsioner indsprøjtes 15 i mus. Musene dræbes med forskellige intervaller derefter, leveren analyseres, og det procentiske forhold mellem den oprindelige mængde injiceret PF-materiale og den mængde, der stadig er i leveren, bestemmes. De opnåede resultater er anført i det følgende.

20

Procent af dosis i leveren efter det anførte antal uger

Forbindelse 2 6 12 20 25 PFD 2 2 2 2 PFMD 30 19 2 2 PFTBA 38 30 30 30 PFMA 7 1 30 Det fremgår heraf, at PFMA (der indeholder en lille mængde af en højerekogende urenhed, der forsinker dets frigørelse fra legemet) er lige så godt eller bedre end PFD.

Den relative stabilitet af en PFMA-emulsion er udmærket, idet den er stabil i et ikke nærmere bestemt tidsrum 35 (f.eks. over 6 måneder) ved 4-7°C, medens PFD-emulsionen brydes i løbet af nogle dage ved stuetemperatur og i løbet af nogle uger ved 4-7°C. PFTBA er også udmærket. Se f.eks.

5

DK 1.54605 B

Journal of Microvascular Research, august, 1974. .Ud ever erriulsionsstabiliteten udviser en emulsion, der er fremstillet af PFMA, en optisk tæthed på 0,65, hvilket betyder, at materialets partikelstørrelse er meget mindre, og det derfor 5 er meget lettere at emulgere, end PFTBA, der giver en værdi på 2,2.

Det har også vist sig, at de her omhandlede, perfluo-rerede forbindelser har en meget lav giftighed. LD^q af de her omhandlede forbindelser efter infusion i sammenligning 10 med andre forbindelser er følgende: LD50 (mg/kg)

Emulsion 1 time 3 dage 7 dage 10,9% PFD 190 160 159 15 5% PFMA >200 >200 >200 10% PFTBA >200 . 120 120

Som ovenfor anført har de her omhandlede, perfluore- rede forbindelser en høj oygen- og carbondioxid-opløselighed.

20 F.eks. kan de perfluorerede forbindeler normalt indeholde 3 3 ca. 40-60 cm oxygen pr. 100 m carbonfluorid, og carbon- dioxid-opløseligheden er omkring det dobbelte. Normalt blod 3 3 vil absorbere ca. 20 cm oxygen pr. 100 cm blod og har en carbondioxid-opløselighed, der er det dobbelte af oxygen- 25 -opløseligheden. Præparaterne ifølge opfindelsen vil normalt 3 3 indeholde 30-60 cm oxygen pr. 100 cm af det perfluorerede materiale, men der kan som nævnt anvendes forhold så lave 3 3 3 3 som 10 cm pr. 100 cm og så høje som 100 cm pr. 100 cem .

Alle de ovenfor nævnte opløseligheder er ved 25°C og 76Ό mm 30 Hg.

I de følgende eksempler vil det som ovenfor anført forstås, at de omhandlede perfluorerede forbindelser omfatter forbindelser, der for mindt 95 vægt%’s vedkommende er fuldstændig fluoreret, fortrinsvis mindst 98% og især 100% fluo- .

35 reret, dvs. perfluoreret. Forbindelserne, der er mindre end 100% fluoreret, er stadig højt fluoreret.

3 6

DK 154605 B

Eksempel 1

Til 10 cm perfluormethyladamantan sættes der 5 g æggeblommephospholipid-emulgator. Der sættes derefter destil-5 leret vand til blandingen til et samlet volumen på 50 cm . Opløsningen filtreres gennem et 10 um’s milliporefilter, og opløsningen, der afkøles til ca. 0-5°C med et isbad, behandles i et ultralydsapparat. Under denne behandling måles den optiske tæthed af prøver på 5 cm med regelmæssige inter-10 valler, indtil der fås en konstant optisk tæthed, hvilket betyder, at den mindst mulige partikelstørrelse i emulsionen er nået. Derefter standses ultralydsbehandlingen, og der fås en stabil, vandig emulsion med 20 volumenprocent per-fluormethyladamantan.

15

Eksempel 2 3

Til 5 cm perfluoromethyladamantan sættes der 25 g æggeblommephospholipid-emulgator. Derefter sættes der destil-leret vand til blandingen til et samlet volumen på 500 cm .

'20 Opløsningen filtreres gennem et 10 ym’s milliporef il ter, og opløsningen homogeniseres i en Manton-Gaulin homogenisator, der er udstyret med en køler. Under homogeniseringen måles den optiske tæthed af emulsionsprøver på 5 cm med regelmæssige intervaller, indtil der fås en konstant optisk tæthed, 25 hvilket betyder, at den mindst mulige partikelstørrelse i emulsionen er nået. Derefter standses homogeniseringen, og der fås en stabil, vandig emulsion med 10 volumenprocent perfluoromethyladamantan.

30 Eksempel 3 3

Til 100 cm perfluoroethylmethyladamantan sættes der 50 g "Pluronic F68"-emulgator. Derefter sættes der destil-leret vand til blandingen til et samlet volumen på 500 cm . Opløsningen filtreres gennem et 10 um’s milliporefilter, og 35 opløsningen homogeniseres i en Manton-Gaulin homogenisator, der er udstyret med en køler. Under homogeniseringen måles 7

DK 1.54605 B

o 3 den optiske tæthed af emuisionsprøver på 5 cm med regelmæssige intervaller, indtil der nås en konstant optisk tæthed. Derefter standses homogeniseringen, og der fås en stabil, vandig emulsion med 20 volumenprocent perfluoroethylmethyl-5 adamantan.

Eksempel 4

Ved at gå frem som beskrevet i eksempel 3 men gå ud fra per fluor otriethyladamantan fås der en stabil, vandig 10 emulsion med 20 volumenprocent perfluorotriethyladamantan.

Eksempel 5

Ved at gå frem som beskrevet i eksempel 1 men anvende perfluorotrimethyladamantan fås der en stabil, vandig emul-15 sion med 10 volumenprocent perfluorotrimethyladamantan.

Eksempel 6

Ved at gå frem som beskrevet i eksempel 2 men anvende perfluoroethyldimethyladamantan og "Pluronic F68" som emul-20 gator fås der en stabil, vandig emulsion med 10 volumenprocent perfluoroethyldimethyladamantan.

Eksempel 7

Ved at gå frem som beskrevet i eksempel 1 men anvende 25 perfluoroethyladamantan fås der en stabil, vandig emulsion med 10 volumenprocent perfluoroethyladamantan.

Claims (1)

1. DK 154605 B Patentkrav. Fremgangsmåde til fremstilling af syntetisk blod, hvorved der med vand og en ugiftig emulgator emulgeres en 5 ikke-aromatiserbar perfluoreret forbindelse, således at mængden af vand i den færdige emulsion er større end 40 volumenprocent, kendetegnet ved, at der som perfluoreret forbindelse anvendes lavere-alkyl-adamantan, bortset fra dimethyladamantan, fortrinsvis 1-methyl-adamantan, hvis 10 mængde i emulsionen er 10-30 volumenprocent, og som har en partikelstørrelse'på ca. 0,001-10 μιη, idet fortrinsvis 50 vægt% af partiklerne har en størrelse på 0,05-0,3 μιη, og åt emulsionspræparatet desuden om ønsket bibringes et indhold 3 3 af 10-100 cm oxygen (25°C, 760 mm Hg) pr. 100 cm af den 15 perfluorerede forbindelse.