KR20070022672A

KR20070022672A - 하이드록시에틸전분

Info

Publication number: KR20070022672A
Application number: KR1020067020430A
Authority: KR
Inventors: 미카엘 볼; 안드레아스 피쉬; 도나 알 스판
Original assignee: 베. 브라운 멜중엔 악티엔게젤샤프트
Priority date: 2004-03-01
Filing date: 2005-03-01
Publication date: 2007-02-27
Also published as: CN1926155B; EP1732953B1; WO2005082942A3; US20070282014A1; EP1732953A2; PL1732953T3; CN1926155A; KR101215226B1; ES2294680T3; US20100298266A1; BRPI0508285A; ATE377609T1; DE502005001896D1; US7863260B2; JP2007525588A; RU2373222C2; WO2005082942A2; US8569480B2; AU2005217157A1; ZA200608126B

Abstract

하이드록시에틸전분

하이드록시에틸전분, 그의 제조방법, 하이드록시에틸전분을 함유하는 약제학적 제제 및 혈량 대용액, 혈장 대용액 또는 혈장 증량제를 제조하기 위한 그의 용도, 및 정상 혈액량을 유지하고/하거나, 대순환 및 미세순환을 향상시키고/시키거나, 영양 산소 공급을 향상시키고/시키거나, 혈류역학을 안정화시키고/시키거나, 혈량 효율을 향상시키고/시키거나, 혈장 점도를 저하시키고/시키거나, 빈혈 내성을 증가시키고/시키거나, 혈액희석, 특히 혈액 공급 장애 및 동맥, 특히 말초 동맥 폐쇄성 질환에서 치료용 혈액희석을 위한 약제학적 제제의 용도가 개시된다.

Description

하이드록시에틸전분{HYDROXYETHYLSTARCH}

본 발명은 하이드록시에틸전분 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 하이드록시에틸전분을 함유하는 약제학적 제제 및 혈량 대용액, 혈장 대용액 또는 혈장 증량제를 제조하기 위한 그의 용도, 및 정상 혈액량을 유지하고/하거나, 대순환 및 미세순환을 향상시키고/시키거나, 영양 산소 공급을 향상시키고/시키거나, 혈류역학을 안정화시키고/시키거나, 혈량 효율을 향상시키고/시키거나, 혈장 점도를 저하시키고/시키거나, 빈혈 내성을 증가시키고/시키거나, 혈액희석, 특히 혈액 공급 장애 및 동맥, 특히 말초 동맥 폐쇄성 질환에서 치료용 혈액희석을 위한 약제학적 제제의 용도에 관한 것이다.

혈량저하증이 혈액 또는 체액의 즉각적인 손실(급성 출혈, 외상, 수술, 화상에 있어서), 대순환과 미세순환 간에 분포 장애(예컨대 패혈증에서와 같이) 또는 혈관확장(예: 마취 초기동안)으로부터 초래되었는지에 상관없이, 혈관내 유체의 사용은 혈량저하증을 예방 및 치료하는데 가장 중요한 수단중의 하나이다. 이러한 증후에 적합한 주입은 정상 혈액량을 회복하고 생명 기관의 관류 및 말초 혈액 흐름을 유지할 것으로 예상된다. 동시에, 용액은 순환을 과도하게 압박하지 않아야 하며, 이들은 가능하다면 부작용이 없어야 한다. 이러한 측면에서, 현재 시판중인 모 든 혈량 대용액은 이점과 결점을 동시에 갖는다. 이른바 정질액(전해액)은 실질적으로 즉각적인 부작용을 나타내지 않으나, 이들은 혈관내 혈량 및 혈류역학을 단기적이거나 불충분하게 안정화시키는 것만을 보장할 뿐이다. 현저하거나 지속적인 혈량저하증의 경우, 이들은 혈관내 구역에서만 독점적으로 존재하지 않고 혈관외 공간으로 신속히 유출되기 때문에 과다량으로 주입되어야 한다. 그러나, 혈관외 공간으로의 신속한 유출은 정질액의 순환-보충 효과를 제한할 뿐만 아니라 말초 및 폐 부종 위험도 수반하게 된다. 이것은 생명을 위협하는 폐 부종 이외에, 영양 산소 공급을 악화시키게 되며, 이는 말초 부종에 의해서도 초래된다.

이에 반해, 콜로이드 혈량 대용액은, 여기에 함유된 콜로이드가 천연 또는 합성 기원인지에 상관없이 훨씬 신뢰적인 효과를 가진다. 이는 이들의 콜로이드-삼투 효과로 인해, 이들이 정질에 비해 공급된 액체를 순환계에 더 오래동안 남아 있도록 하여 간극으로 유출되는 것을 방지한다는 사실에 기인한다. 한편, 콜로이드 혈량 대용액은 정질액에 비해 고도의 바람직하지 않은 반응을 야기한다. 즉, 모든 혈액 또는 혈장 유도체 등의 천연 콜로이드 알부민은 바이러스성 질환에 의한 감염 위험을 내포한다; 또한, 이는 다른 약물, 예를 들어 ACE 저해제와 상호작용을 하게 되고; 궁극적으로는 알부민 이용성이 제한되어 혈량 대용액으로서의 그의 용도는 값비싼 대가를 치루어야 한다. 혈량 대용액으로 알부민을 사용하는데 있어서 또 다른 결점은 외인성으로 첨가되는 경우 알부민의 내인성 합성을 억제하고 언제라도 혈관외적으로 작용할 수 있다는 것이다. 이는 순환시 혈관외 공간을 통과하게 되고, 이때 알부민의 콜로이드-삼투 효과 때문에 바람직하지 않으면서 지속적인 액체 축적이 일어날 수 있다.

합성 콜로이드에서, 심한 아나필락시스 반응 및 혈액 응고의 상당한 억제는 치료시 덱스트란 제제를 거의 완전히 소실시킨다. 하이드록시에틸전분(HES) 용액이 또한 아나필락시스 반응을 야기하고 혈액 응고에 영향을 미칠 가능성이 있지만, 덱스트란에 비하면 그 정도가 덜하다. 심한 아나필락시스 반응(중증 III 및 IV 반응)은 덱스트란에 비해 HES 용액에 있어서 매우 희귀한 것으로 밝혀졌으며, 고분자량 HES 용액에 고유적인 혈액 응고 작용은 HES 용액이 나날이 발전함에 따라 최근 상당히 감소시킬 수 있게 되었다. 혈장 대용액으로 사용될 수 있고 혈액 응고에 실질적으로 영향을 미치지 않는 젤라틴 용액에 비해, HES 용액은 적어도 그의 고분자량 및 중간분자량의 경우 혈장 체류 시간이 길고 효과면에서 유리한 장점을 가진다.

EP-A-0　402　724호는 평균 분자량, Mw가 60,000 내지 600,000이고, 몰 치환도, MS가 0.15 내지 0.5이며, 치환도, DS가 0.15 내지 0.5인 하이드록시에틸전분의 제제 및 용도를 개시하였다. 상기 특허는 혈장 증량제로 사용될 하이드록시에틸전분의 신속(6 내지 12 시간)하면서 완전한 붕괴에 대해 다루었다. 100,000 내지 300,000의 바람직한 평균 분자량 범위내에서, 평균 분자량이 234,000인 하이드록시에틸전분이 명백히 시험되었다.

US-A-5,502,043호는 평균 분자량, Mw가 110,000 내지 150,000이고, 몰 치환도, MS가 0.38 내지 0.5이며, 치환도, DS가 0.32 내지 0.45인 하이드록시에틸전분의 말초 동맥 폐쇄성 질환에서 미세순환을 개선시키기 위한 용도에 대해 개시하였다. 또한, 상기 특허는 저분자량으로 인해 혈장 점도를 낮은 수준으로 유지할 수 있게 됨에 따라 혈류에서 미세순환을 개선시킬 수 있는 저분자량(Mw 110,000 내지 150,000) 하이드록시에틸전분의 용도를 교시하였다. 그러나, 상기 특허는 고분자량 하이드록시에틸전분, 예컨대 Mw 500,000의 하이드록시에틸전분을 사용하는 경우, 이들이 혈장 점도를 증가시킴에 따라 그의 낮은 몰 치환도(MS = 0.28)에도 불구하고 미세순환을 저하시킴을 환기시켰다.

전세계적으로, 상이한 HES 제제가 현재 콜로이드 혈량 대용액으로 사용되고 있으며, 이들은 주로 이들의 분자량 및 또한 하이드록시에틸 그룹에 대한 그의 에테르화 및 기타 파라미터로 구별된다. 공지된 가장 대표적인 이들 계통의 물질은 이른바 헤타스타치(Hetastarch)(HES 450/0.7) 및 펜타스타치(Pentastarch)(HES 200/0.5)이다. 후자가 현재 가장 널리 보급된 "표준 HES"이다. 그 밖에, HES 200/0.62 및 HES 70/0.5는 그 역할이 미미하다. 분자량 뿐 아니라 다른 파라미터와 관련하여 알려진 정보는 평균적인 양이며, 이때 분자량은 중량 평균(Mw)에 기초해 달톤으로 표시되거나(예컨대, HES에 대해 200,000), 대개는 킬로달톤으로 단축해서 사용된다(예컨대, HES에 대해 200). 하이드록시에틸 그룹에 대한 에테르화도는 몰 치환도 MS(예컨대 HES 200/0.5에서 0.5로서; MS = 하이드록시에틸 그룹 대 무수 글루코스 단위의 평균 몰비) 또는 치환도(DS = 모노- 또는 폴리하이드록시에틸화 글루코스 대 총 무수 글루코스 단위의 비)로 특정화된다. 그의 분자량에 따라, 임상 사용중인 HES 용액은 고분자량(450　kD), 중간분자량(200-250　kD) 및 저분자량(70-130　kD) 제제로 분류된다.

HES 용액의 응고 효과에 있어서는 비특이적 및 특이적 효과로 구별된다. 혈 액 응고에 대한 비특이적 효과는 HES 용액 및 다른 혈량 대용액이 순환계로 주입되는 동안 발생하는 혈액의 희석(혈액희석)으로 야기된다. 이러한 혈액희석에 영향을 주는 것은 또한 응고 인자로서, 그의 농도는 주입되는 혈장 단백질 및 혈액의 희석 정도 및 기간에 따라 감소된다. 그에 따라 상당하거나 지속적인 효과가 실험실 진단으로 검출가능하고 극단적인 경우에는 임상적으로 관련된 응고저하를 초래할 수 있다.

또한, 하이드록시에틸전분은 혈액 응고에 특이적인 효과를 야기할 수 있으며, 수개의 인자가 연루된다. 즉, 특정 조건하에 또는 특정 HES 제제에 대해, 응고 단백질 인자 VIII(F VIII) 및 폰 빌레브란트(von Willebrand) 인자(vWF)의 감소가 혈액희석에 의한 혈장 단백질의 일반적인 감소보다 더 큰 것으로 관찰되었다. 이와 같이 예상 감소보다 큰 현상이 F VIII/vWF의 형성 또는 방출 감소, 예컨대 HES에 의한 혈관 내피의 코팅 효과에 의해서 인지 또는 다른 메카니즘에 의해 야기되는지는 명확치 않다.

그러나, HES는 언급된 응고 인자의 농도 뿐 아니라 명백히 혈소판 기능에도 영향을 미친다. 이는 전적으로 또는 부분적으로 혈소판 표면에 HES가 결합하기 때문이며, 이는 혈소판의 피브리노겐 수용체에 리간드가 접근하는 것을 저해한다.

혈액 응고에 대한 상기 언급된 HES의 특이적 효과는 특히 고분자량 HES(예: HES 450/0.7)가 사용되는 경우 현저한 반면, 중간분자량(예: HES 250/0.5) 또는 저분자량 HES(예: HES 130/0.4 또는 HES 70/0.5)는 이에 대해 중요한 역할을 하지 못한다(J. Treib et al., Intensive Care Med. (1999), pp. 258-268; O. Langeron et al., Anesth. Analg. (2001), pp. 855-862; R.G. Strauss et al., Transfusion (1988), pp. 257-260; M. Jamnicki et al., Anesthesiology (2000), pp. 1231-1237).

고분자량 HES의 위험 프로파일을 중간분자량 및 저분자량 제제와 비교하였을 때, 후자의 경우 혈액 응고와의 상호작용 측면 및 특정 약물동태성 측면에서 위험 요인의 명백한 감소가 확립될 수 있다. 따라서, 고분자량 HES 용액은 순환계에 고축적을 나타내는 반면, 이러한 결점이 중간분자량 HES에서는 감소되고, 저분자량 제제에서는 실질적으로 존재하지 않는다. HES의 혈장 수준을 임상적인 과정으로 결정할 수 없기 때문에, 저분자량 HES, 예컨대 HES 130/0.4 용액에서 축적이 더 이상 일어나지 않는다는 사실은 관련 치료 추이이며, 따라서 고분자량 용액을 사용하는 경우 수일내에 얻을 수 있는 최고 농도가 밝혀지지 않은 채로 남아 있다. 이 경우, 순환시 축적된 "잔류 HES"의 양을 사용자가 알지 못하지만, 순환계에 존재하는 양을 알지 못하더라도 부가적으로 주입된 HES의 키네틱 및 거동에 여전히 영향을 미치게 된다. 따라서, 선행 기술에 따른 고분자량 HES의 효과는 예측할 수 없고; 대부분의 경우 치료 이유로 필요하거나 바람직한 것보다 긴 시간동안 순환계에 존재하며, 그의 대사 최후는 명쾌하지가 않다.

이에 반해, 저분자량 HES는 주입후 약 20 내지 24 시간내에 순환계로부터 완전히 제거될 것이다. 이는 축적 효과를 방지하며, 특히 반복 주입하는 경우에 축적이 일어나지 않는다. 고분자량 전분에 비해서 저분자량 전분의 약물동태 거동은 예측이 가능하고, 따라서 용이하게 조절이 가능하다. 순환계에 너무 높은 적재 또는 클리어런스 메카니즘(clearance mechanism)이 일어나지 않는다.

그러나, 그 자체로 유리한 고분자량 제제에 대한 상기 저분자량 HES의 거동은 혈장 반감기가 상당히 짧은 대가를 치룬다. 저분자량 HES의 혈장 반감기는 HES 200의 대략 반 또는 그 미만의 수준밖에 되지 않으며(J. Waitzinger et al., Clin. Drug Invest. (1998), pp. 151-160), 명백히 단기적으로 효과적인 것으로 평가된 젤라틴 제제의 반감기 범위내에 있다. 혈량 대용액의 짧은 반감기가 결코 불리하지 않을지라도, 중증 또는 지속적인 혈량저하증에서 대상 혈량 대용액을 보다 빈번하게 또는 보다 고 용량으로 투여하는 것을 필요로 할 수 있기 때문에, 반감기가 짧고 단기 효과를 가지는 혈량 대용액은 불충분한 순환 보충성의 위험을 내포(정질액과 매우 유사)하거나, 이러한 결점을 보완하기 위하여 용량을 증가시키게 되면, 간극 액체가 과적재될 위험이 있다.

이러한 배경 앞에, 한편으로 축적 경향이 낮고 혈액 응고에 대한 영향이 낮은(예컨대 저분자량 HES) 것을 특징으로 하고, 다른 한편으로는 저분자량 HES 용액에 비해 반감기가 길고 그의 성질이 정질액의 것에 가까운 혈량 대용액이 요망되었다.

상기와 같은 성질을 가지는 하이드록시에틸전분을 연구하던 중에, 본 발명자들은 공지된 저분자량 HES 용액에 비해 혈장 반감기가 긴 하이드록시에틸전분을 발견하고, 이들을 또한 제조할 수 있으며, 놀랍게도, 본 발명에 따른 고분자량 용액이 종래 고분자량 용액이 가지는 결점, 예컨대 순환계에 축적하려는 그의 성질 또는 혈액 응고의 현저한 억제성을 갖지 않는다는 것을 밝혀내기에 이르렀다.

따라서, 일례로, 본 발명은 평균 분자량, Mw가 500,000 이상이고, 몰 치환도 MS가 0.25 내지 0.5, 바람직하게는 0.35 내지 0.50(0.35≤MS≤0.50)이며, C₂/C₆ 비가 2 내지 8 이하인 하이드록시에틸전분에 관한 것이다.

본 발명에 따른 하이드록시에틸전분은 몰 치환도 MS에 영향을 받는다. 몰 치환도 MS는 무수 글루코스 단위당 하이드록시에틸 그룹의 평균수로 정의된다(Sommermeyer et al., Krankenhauspharmazie (1987), pp. 271-278). 몰 치환도는 Ying-Che Lee et al., Anal. Chem. (1983) 55, 334, 및 K.L. Hodges et al., Anal. Chem. (1979) 51, 2171에 따라 결정될 수 있다. 이 방법에서는, 크실렌중의 아디프산 및 요오드화수소산(HI)을 첨가하여 소정량의 HES를 에테르 절단한다. 이어서, 내부 표준(톨루엔) 및 외부 표준(에틸 요오다이드 보정 용액)을 사용하여 기체 크로마토그래피에 의해 방출된 에틸 요오다이드를 정량한다. 몰 치환도 MS는 본 발명에 따른 하이드록시에틸전분 효과에 영향을 미친다. MS가 너무 높게 선택되면 하이드록시에틸전분이 혈량 대용액으로 사용되는 경우 순환계에 축적 효과를 야기할 수 있다. 한편, MS가 너무 낮게 선택되면 순환시에 하이드록시에틸전분을 급속히 분해시켜 목적하는 혈장 반감기 기간을 감소시키게 된다. 몰 치환도 MS가 0.35 내지 0.5(0.35≤MS≤0.50), 바람직하게는 0.39 내지 0.45(0.39≤MS≤0.45) 및 특히 0.4 초과 내지 0.44(0.4<MS≤0.44)인 것이 유리한 것으로 입증되었다.

본 발명에 따른 하이드록시에틸전분은 고분자량 하이드록시에틸전분으로 분류되며, 바람직하게는 평균 분자량(Mw)이 600,000 이상 내지 1,500,000, 보다 바람직하게는 620,000 내지 1,200,000, 특히 700,000 내지 1,000,000이다. 제조 조건에 의해, 하이드록시에틸전분은 한정된 균일한 분자량을 가지는 물질의 형태가 아니라 하이드록시에틸 그룹에 의해 상이하게 치환된 상이한 크기의 분자 혼합물 형태이다. 따라서, 이러한 혼합물을 특성화 하기 위해서는 양을 통계학적으로 평균내는 것을 필요로 한다. 따라서, 중량-평균 분자량(Mw)은 평균 분자량을 특정화하기 위해 제공되며, 이들 평균값의 일반적인 정의는 Sommermeyer 등에 의한 문헌 [Krankenhauspharmazie(1987), pp. 271-278]에 기술되어 있다.

분자량은 50　mM 포스페이트 완충액(pH 7.0)에서 1.0　ml/분의 유속으로 GPC 칼럼 TSKgel G 6000 PW, G 5000 PW, G 3000 PW 및 G 2000 PW(7.5　mm × 30　cm), MALLS 검출기(DAWN-EOS; Wyatt Deutschland GmbH, Woldert) 및 RI 검출기(Optilab DSP; Wyatt Deutschland GmbH, Woldert)를 사용하여 GPC-MALLS에 의해 측정할 수 있다. ASTRA 소프트웨어(Wyatt Deutschland GmbH, Woldert)를 사용하여 평가할 수 있다.

천연 또는 부분적으로 가수분해된 곡물 또는 감자 전분으로부터 얻을 수 있는 하이드록시에틸전분이 바람직하다. 아밀로펙틴 함량이 높기 때문에, 상응하는 작물의 점성 품종(예: 찰옥수수, 찹쌀)으로부터의 전분을 사용하는 것이 특히 유리하다.

본 발명에 따른 하이드록시에틸전분은 또한 무수 글루코스 단위의 C₂에서의 치환 대 C₆ 에서의 치환비로 표시된다. 본 발명의 범주내에서 C₂/C₆ 비로 약칭되기도 하는 이 비는 하이드록시에틸전분의 2 위치에서 치환된 무수 글루코스 단위수 대 6 위치에서 치환된 무수 글루코스 단위수의 비를 의미한다. HES의 C₂/C₆ 비는 표 1 및 2에 예시된 바와 같이, 하이드록시에틸화에 사용된 수성 수산화나트륨의 양에 따라 광범위하게 달라질 수 있다. NaOH 사용량이 많을수록, 하이드록시에틸화에 대해 전분의 무수 글루코스의 6 위치에 있는 하이드록시 그룹이 보다 고도로 활성화된다. 따라서, NaOH 농도가 증가하면 하이드록시에틸화동안 C₂/C₆ 비는 감소한다. Sommermeyer 등에 의한 문헌 [Krankenhauspharmazie (1987), pp. 271-278]에 기술된 바와 같이 측정을 행하였다. 주어진 비의 선택성을 높일 목적으로, C₂/C₆ 비는 바람직하게는 3 내지 8, 2 내지 7, 3 내지 7, 2.5 내지 7, 2.5 내지 6, 또는 4 내지 6이다. 본 발명에 따른 고분자량 HES에서, C₂/C₆ 비는 본 발명의 목적을 이루는데 기여하는 또 다른 요인이다.

인간 또는 동물 유기체에서 허용성이 우수하고 신속히 분해됨에 따라, 본 발명에 따른 하이드록시에틸전분은 각종 약제학적 제제에 사용하기에 적합하다.

특정 구체예로, 본 발명에 따른 HES는 평균 분자량이 700,000 내지 1,000,000이고, 몰 치환도가 0.4 초과 내지 0.44(0.4<MS≤0.44)이며, C₂/C₆ 비가 2 내지 7, 바람직하게는 3 내지 7, 및 특히 2.5 내지 6이다.

본 발명은 또한 하이드록시에틸전분, 바람직하게는 본 발명에 따른 하이드록시에틸전분의 제조방법에 관한 것이다. 바람직하게, 이 방법은 하기 단계를 포함한다:

(i) 수현탁 전분, 바람직하게는 옥수수 전분, 보다 바람직하게는 부분적으로 가수분해된 소위 신-보일링(thin boiling) 찰옥수수를 에틸렌 옥사이드와 반응시키는 단계; 및

(ii) 수득한 전분 유도체를 산, 바람직하게는 염산으로 하이드록시에틸전분이 소정 평균 분자량 범위에 도달할 때까지 부분적으로 가수분해하는 단계.

원칙적으로, 공지된 모든 전분, 주로, 천연 또는 부분적으로 가수분해된 전분, 바람직하게는 곡물 또는 감자 전분, 특히 아밀로펙틴 함량이 높은 전분이 본 발명에 따른 하이드록시에틸전분을 제조하는데 적합하다. 본 발명에 따른 방법의 특정 구체예에서, 점성 품종, 특히 찰옥수수 및/또는 찹쌀로부터의 전분이 사용된다. 특정 구체예로, HES 제조는 수현탁 곡물 및/또는 감자 전분, 바람직하게는 신 보일링 찰옥수수 전분을 에틸렌 옥사이드와 반응시켜 수행된다. 유리하게, 알칼리화제, 바람직하게는 알칼리 금속 수산화물, 예를 들어 수산화나트륨 또는 수산화칼륨을 첨가하여 반응을 촉진시킨다. 따라서, 본 발명에 따른 방법의 바람직한 예에서, 알칼리화제, 바람직하게는 수산화나트륨을 수현탁 전분에 첨가한다. 알칼리화제는 바람직하게는 알칼리화제 대 전분의 몰비가 0.2 이상, 바람직하게는 0.25 내지 1, 특히 0.3 내지 0.8이 되도록 현탁 전분에 첨가된다. 하이드록시에틸화 단계동안 에틸렌 옥사이드 대 전분의 비를 이용하여, 몰 치환도, 즉 하이드록시에틸 그룹 대 무수 글루코스 단위의 몰비를 소정 MS 범위로 임의로 조절할 수 있다. 바람직하게, 에틸렌 옥사이드와 현탁 전분의 반응은 30 내지 70　℃, 바람직하게는 35 내지 45　℃의 온도 범위에서 수행된다. 일반적으로, 반응후, 에틸렌 옥사이드의 임의 잔사가 제거된다. 반응후 제 2 단계에서, 유도화 전분을 산으로 부분 가수분해시킨다. "부분 가수분해"는 전분의 알파-글리코시드적으로 상호 연결된 글루코스 단위의 가수분해를 의미한다. 원칙적으로, 당업자들에게 널리 알려진 모든 산이 산성 가수분해에 사용될 수 있으나, 광산, 특히 염산이 바람직하다. 가수분해는 또한 시판 아밀라제를 사용하여 효소적으로 수행될 수 있다.

다른 바람직한 구체예로, 본 발명에 따른 방법은 또한 (iii) 멸균 여과 및 임의로 (iv) 한외여과 단계를 포함한다. 이들 여과가 본 발명에 따른 방법중에 수행되는 경우, 생 HES의 산성 부분 가수분해는 목표로 하는 소정 분자량보다 다소 높은 평균 분자량까지 수행된다. 한외여과에 의해, 저분자량 반응 부산물, 주로 에틸렌 글리콜을 제거할 수 있으며, 저분자량 HES 분획의 일부가 제거됨에 따라 평균 분자량은 다소 증가하게 된다.

바람직하게, 상기 제조방법으로부터 유도된 용액을 소정 HES 농도까지 희석하고, 염을 첨가하여 소정 삼투압으로 조정한 후, 멸균 여과처리하고, 적합한 용기에 충전한다. 임의로, 바람직하게는 생증기에 의한 멸균이 수행될 수 있다.

따라서, 본 발명은 또한 본 발명에 따른 하나 이상의 하이드록시에틸전분을 함유하는 약제학적 제제에 관한 것이다. 원칙적으로, 본 발명에 따른 약제학적 제제는 임의의 가능한 제제 제형으로 제공될 수 있다. 본 발명의 바람직한 구체예에서, 본 발명에 따른 약제학적 제제는 주입되거나, 정맥내로 주사될 수 있다. 따라서, 약제학적 제제는 바람직하게는 수용액 또는 콜로이드성 수용액 형태일 수 있다. 바람직하게, 제제는 본 발명에 따른 하이드록시에틸전분을 20% 이하, 보다 바람직하게는 0.5 내지 15%, 보다 더 바람직하게는 2 내지 12%, 특히 4 내지 10%, 예를 들어 6%의 농도로 함유한다.

달리 특정되지 않으면, 양은 %로 나타내어지며, 본 발명의 범위내에서 용액 100　ml당 g을 의미하는 것으로 이해하여야 한다.

다른 구체예로, 본 발명에 따른 약제학적 제제는 또한 염화나트륨을 바람직하게는 0.6 내지 2%, 보다 바람직하게는 0.9%의 양으로 함유한다. 0.9% 염화나트륨 수용액은 또한 "생리 식염수"로 지칭된다. 이는 혈청과 동일한 삼투압을 가지며, 따라서, 정맥내 주사 또는 주입용 등장액으로 적합하다. 생리적으로 안전하고 허용적이라면 임의의 다른 삼투적으로 효과적인 물질, 예컨대 글루코스, 글루코스 대체물(프럭토스, 소르비톨, 크실리톨) 또는 글리세롤이 또한 등장화를 위해 사용될 수 있다. 다른 바람직한 구체예로, 약제학적 제제는 또한 혈장에 적합화된 전해질을 함유할 수 있다. 이러한 등장 제제의 제조는 당업자들에게 알려졌다. 혈장에 적합화된 전해질을 가지는 등장액의 예는 티로드 용액으로 불리는 것이다. 이는 증류수 100　ml중에 0.8　g의 NaCl, 0.02　g의 KCl, 0.02　g의 CaCl₂, 0.01　g의 MgCl₂, 0.005　g의 NaH₂PO₄, 0.1　g의 NaHCO₃및0.1　g의 글루코스를 함유한다. 다른 예로는 0.8% 염화나트륨, 0.02% 염화칼륨, 0.02% 염화칼슘 및 0.1% 탄산수소나트륨을 함유하는 이른바 링거액이 있다. 물론, 전해질 음이온이 또한 대사성 음이온으로 대체될 수 있으며; 따라서 예를 들어 링거액내 탄산수소나트륨은 0.3 또는 0.6% 소듐 락테이트로 대체될 수 있다. 상응하는 전해질 조성물 또는 용액은 당업자들에게 "링거 락테이트"로 알려졌다. 단독으로 또는 병용 사용될 수 있는 추가의 대사성 음이온은 아세테이트(예: "링거 아세테이트") 또는 말레이트이다.

본 발명의 또 다른 구체예로, 약제학적 제제는 또한 고장액 형태일 수 있다. 고장액은 인간 혈액보다 삼투압이 높은 것이다. 특정 임상 상태에 고장성 약제학적 제제를 적용하는 것이 유리할 수 있다. 고장액의 필요한 고삼투압은 상응하는 양의 삼투적으로 효과적인 물질, 이를테면 염화나트륨을 첨가하여 조정되며, 이러한 목적을 위해 최대 7.5% 및 그 이상의 농도로 사용될 수 있다.

감염 위험을 방지하고 감소시키기 위하여, 본 발명에 따른 약제학적 제제는 바람직하게는 멸균 여과 또는 가열 멸균 처리된다. 본 발명에 따른 수성 또는 콜로이드성 수성 약제학적 제제의 멸균 여과에 특히 적합한 것은 예컨대 Sartorius 사에서 SARTPORE 상품명으로 공급하는 것과 같은 미공극 필터 캐트리지이다. 이로는 예를 들어 기공 직경이 0.2 ㎛인 상기 필터 캐트리지가 적합하다. 또한, 본 발명에 따른 약제학적 제제는 하이드록시에틸전분에 불리하게 작용하지 않으면서 가열 멸균 처리될 수 있다. 바람직하게, 가열 멸균은 100　℃ 보다 높은 온도, 보다 바람직하게는 105 내지 150　℃, 특히 110 내지 130　℃, 예를 들어 121　℃에서 30 분이하, 바람직하게는 25 분이하, 특히 18 내지 22 분간 수행된다.

바람직한 구체예로, 약제학적 제제는 혈량 대용액이다. 혈량 대용액은 동물 및 인간 유기체에서 혈관내 유체 대체용으로 사용된다. 혈량 대용액은 특히 혈량저하증을 예방 및 치료하기 위해 사용된다. 혈량저하증이 혈액 또는 체액의 즉각적인 손실(예컨대 급성 출혈, 외상, 수술, 화상 등에서와 같이), 대순환과 미세순환 간에 분포 장애(예컨대 패혈증에서와 같이) 또는 혈관확장(예: 마취 초기동안)으로부터 초래되었는지는 중요하지 않다. 혈량 대용액은 추가로 소위 혈장 대용액 및 소위 혈장 증량제로 분류된다. 혈장 대용액의 경우, 혈관내 적용된 약제의 부피는 또한 혈관에 공급되는 부피에 상응한다. 이에 비해, 혈장 증량제는 혈관내 적용된 증량제의 부피가 혈관에 실질적으로 공급된 부피보다 작다. 이러한 현상은 혈장 증량제의 사용이 혈관내와 혈관외 공간의 교질 삼투압 평형을 저해하여 추가의 액체가 혈관외 공간으로부터 처리할 혈관계로 유입된다는 사실에 근거한다.

혈장 증량제는 실질적으로 그에 함유된 본 발명에 따른 하이드록시에틸전분의 농도가 증가되고/되거나 각 전해질의 농도가 교질 삼투압 및/또는 삼투압의 불균형을 초래한다는 점에서 혈장 대용액과 상이하다.

본 발명에 따른 약제학적 제제는 약제학적 활성 성분 또는 활성 성분의 조합물을 추가로 함유할 수 있으며, 따라서 특히 주사 및 주입에 의해 용해된 활성 성분 투여용 매질로 제공될 수 있다.

본 발명은 또한 혈량 대용액, 혈장 대용액 또는 혈장 증량제를 제조하기 위한 본 발명에 따른 약제학적 제제의 용도에 관한 것이다.

보다 바람직하게, 본 발명에 따른 약제학적 제제는 혈량 대용액, 혈장 대용액 또는 혈장 증량제로 사용될 수 있다. 바람직하게, 약제학적 제제는 정상 혈액량을 유지하도록 제공된다. 정상 혈액량 유지는 인간 또는 동물 유기체에서 예컨대 혈압, 이뇨율 또는 심장박동수 등에 결정적인 영향을 미치는 혈류역학 안정성에 특히 중요하다. 손실된 혈관내 액체를 가능한 빨리 보상하고 정상 혈액량을 회복하기 위하여, 본 발명에 따른 약제학적 제제는 선행 기술에 공지된 혈장 대용액, 특히 저분자량 HES 용액, 예컨대 HES 130/0.4에 비해, 주입 즉시, 특히 위독 상황에서 혈장 반감기가 연장되었기 때문에 유리한 것으로 입증되었다. 본 발명에 따른 약제학적 제제는 또한 특히 놀랍게도, U.S. 5,502,043호에서 고분자량 HES에 대해 설명된 것과 달리 조성물이 사용되었을 때 혈액 및/또는 혈장 점도가 증가하지 않았고 혈액 응고가 다른 고분자량 제제에 비해 덜 저해된 것으로 발견되었기 때문에 유리하다. 놀랍게도, 혈장 점도가 증가하지 않았다는 사실은 또한 미세순환이 개선되었으며 혈관에 영양 산소 공급이 향상되었음을 나타낸다.

본 발명은 또한 정상 혈액량을 유지하고/하거나, 대순환 및 미세순환을 향상시키고/시키거나, 영양 산소 공급을 향상시키고/시키거나, 혈류역학을 안정화시키고/시키거나, 혈량 효율을 향상시키고/시키거나, 혈장 점도를 저하시키고/시키거나, 빈혈 내성을 증가시키고/시키거나, 혈액희석, 특히 혈액 공급 장애 및 동맥, 특히 말초 동맥 폐쇄성 질환에서 치료용 혈액희석을 위한 본 발명에 따른 약제학적 제제의 용도에 관한 것이다

본 발명에 따른 약제학적 제제 또는 본 발명에 따른 하이드록시에틸전분은 바람직하게는 약제, 특히 정상 혈액량을 유지하고/하거나, 대순환 및 미세순환을 향상시키고/시키거나, 영양 산소 공급을 향상시키고/시키거나, 혈류역학을 안정화시키고/시키거나, 혈량 효율을 향상시키고/시키거나, 혈장 점도를 저하시키고/시키거나, 빈혈 내성을 증가시키고/시키거나, 혈액희석, 특히 혈액 공급 장애 및 동맥, 특히 말초 동맥 폐쇄성 질환에서 치료용 혈액희석을 위한 약제를 제조하는데 사용된다.

또한, 본 발명에 따른 약제학적 제제 또는 본 발명에 따른 하이드록시에틸전분은 유리하게는 정상 혈액량을 유지하고/하거나, 대순환 및 미세순환을 향상시키고/시키거나, 영양 산소 공급을 향상시키고/시키거나, 혈류역학을 안정화시키고/시키거나, 혈량 효율을 향상시키고/시키거나, 혈장 점도를 저하시키고/시키거나, 빈혈 내성을 증가시키고/시키거나, 혈액희석, 특히 혈액 공급 장애 및 동맥, 특히 말초 동맥 폐쇄성 질환에서 치료용 혈액희석의 치료방법에 사용된다.

본 발명은 또한 하기 성분들을 별도로 포함하는 키트를 제공한다:

(i) 본 발명에 따른 하이드록시에틸전분;

(ii) 멸균 염 용액, 바람직하게는 염화나트륨 용액; 및 임의로

(iii) 약제학적 활성 성분 또는 이들의 조합물.

바람직한 구체예로, 본 발명에 따른 키트는 개별 성분 (i), (ii) 및 임의로 (iii)을 다중구획 백내 분리된 구획에 포함하며, 여기에서 모든 성분들은 분리될 수 있거나, 또는 특정 성분, 예컨대 (i) 및 (ii)가 하나의 구획에 함께 포함될 수 있다.

이하, 본 발명을 하기 실시예로 좀 더 상세히 설명하기로 하겠다.

HES 원료의 제조 실시예

실시예 1: MS 및 C ₂ /C ₆ 비는 동일하나 분자량이 상이한 HES 원료의 제조

생체내 연구를 위해 실험 부분에 기술된 HES 종은 분별 가수분해에 의해 하나의 반응 충전물로부터 제조되었다. 이를 위해, 하기 절차가 채용되었다. 격렬하게 교반하면서, 30　kg의 신 보일링 찰옥수수 전분을 실온에서 52.2　kg의 wfi(주입용수)에 현탁시켰다. 전분을 가장 적절히 수화시키기 위하여, 현탁액을 적어도 85　℃로 가열하여 젤라틴화하였다. 질소를 10 분간 살포한 후 배기시키는 것에 의해 현탁액을 반복적으로 비활성화시킨 후, 5.1　kg의 NaOH를 첨가하여 전분을 활성화시켰다. 이어서, 액체 형태의 4.159　kg의 냉 에틸렌 옥사이드를 반응기에 도입하고, 온도를 40　℃로 서서히 상승시킨 후, 반응 혼합물을 일정하게 교반하면서 상기 온도에서 2 시간동안 방치하였다. 상술한 바와 같이 반복적으로 불활성화시켜 반응 충전물로부터 비반응 에틸렌 옥사이드를 제거하였다. 그후, 이 생 HES로부터 산성 가수분해를 단계식으로 수행하여 MS 및 C₂/C₆ 비는 동일하나 분자량이 상이한 세개의 HES 제제를 제조하였다. 분자량을 감소시키기 위해, 20% HCl로 용액의 pH를 2.0으로 조정하고, 75±1　℃로 가열한 후, GPC-MALLS로 측정한 바, HES 콜로이드의 평균 분자량 Mw가 865　kD로 감소할 때까지 상기 온도에서 방치시켰다. 가수분해 충전물의 1/3을 반응기로부터 꺼내어 즉시 50　℃ 아래의 온도로 냉각하였다. 용액을 활성탄으로 처리하여 탈색시킨 후, 시판 프리필터(prefilter) 및 멸균 필터로 여과하고, 한외여과(UF)하여 12%로 희석시킨 다음, 정제하였다. 10　kD의 컷-오프(cut-off)를 가지는 Millipore 사의 폴리에테르설폰 막이 사용되었다. UF 과정에서, 저분자량 HES가 일부 제거됨에 따라 Mw가 다소 증가한다. 이러한 증가는 콜로이드 제제의 출발 Mw에 따라 달라지나, 주로 사용한 UF 막의 컷-오프 및 사용한 UF 막의 로트(lot)에 좌우된다. UF후 목표로 하는 소정 분자량을 성취하기 위해, UF 동안 사용한 UF 막의 로트에 대해 Mw 이동이 실험에 의해 예비적으로 확립되어야 한다. 가수분해는 산성 가수분해동안 Mw를 결정하기 위해 샘플링하는 시점에서부터 Mw 값이 확립될 때까지 계속되는 것에 주의하기 바란다. 따라서, 가수분해동안 Mw 감소가 체계적으로 모니터링될 것이고, 표적 Mw에 도달하는 시점은 시간에 따른 Mw를 외삽하여 추정할 수 있다. 그후, 외삽점에서 가수분해를 중지한다. 처음 1/3을 제거한 후 나머지 충전물에 대해 가수분해를 평균 분자량 Mw가 460　kD로 감소될 때까지 계속하였다. 이어서, 두번째 1/3의 충전물을 처음 1/3 충전물과 동일한 방식으로 처리하였다. 병행하여, 나머지 1/3에 대해 Mw 95　kD로 가수분해하고, 다른 두 부분 충전물과 동일한 처리 방법에 적용하였다. 부분 충전물 1로부터, HES 900/0.42(C₂/C₆ 비 = 4.83)를 얻을 수 있고, 부분 충전물 2로부터, HES 500/0.42(C₂/C₆ 비 = 4.83)를 얻을 수 있으며, 부분 충전물 3으로부터 HES 130/0.42(C₂/C₆ 비 = 4.83)를 얻을 수 있다.

한외여과 완료후, 콜로이드 농도를 6%로 조정하고, pH 값을 5.5로 조정한 후, NaCl을 가하여 용액을 등장화시켜 각 500　ml 유리병에 충전하여 121　℃에서 20 분간 멸균처리하였다.

실시예 2: 다른 HES 원료의 제조

다른 몰 치환도 및 C₂/C₆ 비를 가지는 HES 콜로이드를 제조하기 위해, 다수의 추가의 실험을 동일한 스케일로 수행하였으며, 이에 따라 에틸렌 옥사이드의 양은 달라진다. 또한, 상이한 Mw(표적 Mw)에 도달하면 산성 가수분해를 중지한다. 이들 실험을 하기 표 1에 요약하여 나타내었다:

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5
반응 조건
전분(kg)	30.0	30.0	30.0	30.0	30.0
WFI(kg)	52.0	52.0	52.0	52.0	52.0
50% NaOH(kg)	9.5	4.7	4.7	9.5	4.7
에틸렌 옥사이드(kg)	4.0	3.6	4.4	4.5	3.8
표적 Mw (산성 가수분해후) (kDa)	1500	990	885	770	665
HES 특성
MS(mol/mol)	0.39	0.40	0.45	0.46	0.42
UF후 Mw(kDa)	1520	1050	915	795	710
C₂:C₆ 비	2.3	6.0	5.9	2.2	6.1

실시예 3: 하이드록시에틸화동안 C ₂ /C ₆ 비에 대한 NaOH 대 전분 몰비의 영향

전분의 NaOH 대 무수 글루코스 단위의 몰비로 C₂/C₆ 비를 조절할 수 있는 것을 입증하기 위하여, 30　kg의 신 보일링 찰옥수수 전분을 상이한 양의 NaOH와 혼합하고, 40　℃에서 에틸렌 옥사이드와 혼합하였다. 표 2에, 사용한 시약의 양 및 C₂/C₆ 비와 함께, 이 반응으로 수득된 HES 생성물의 MS를 나타내었다. 알 수 있는 바와 같이, NaOH 대 전분의 비가 증가함에 따라 C₂/C₆ 비가 감소한다. 이는 저 NaOH 농도에서 전분의 염기-촉매화된 하이드록시에틸화가 바람직하게는 무수 글루코스 단위의 2 위치에 있는 가장 반응성이 좋은 하이드록시에틸 그룹에서 수행된다는 사실에 의한다. NaOH 농도를 높임에 따라 자체로 덜 반응적인 C₆ 하이드록시 그룹이 또한 충분히 활성화되어 하이드록시에틸화가 효율적으로 일어나게 된다.

하이드록시에틸화동안 C₂/C₆ 비의 조절

시험	WFI [kg]	전분	NaOH (50 중량%) [kg]	NaOH 대 전분의 몰비	에틸렌 옥사이드 [kg]	MS	C₂/C₆
# 1	50	30	1.5	0.1	4.0	0.4	12
# 2	50	30	4.5	0.3	3.8	0.4	7
# 3	50	30	11.1	0.75	4.4	0.4	3

HES 최종 생성물의 제조 실시예

하기 표 3에, 다양한 HES 용액을 제조하기 위한 조성이 제시되었다. HES는 한외여과후 HES 농축액으로 사용되었다. 6% 또는 10% HES 용액을 제조하는데 필요한 HES 농축액의 양을 3수법(rule-of-three) 산출 방식으로 결정하였다. 다른 가능성은 편의대로 분무탑을 가지고 있는 당업자들이 별 문제없이 분무-건조된 HES를 사용하는 것이다. 사용된 HES는 분자량이 900　kD이고, MS는 0.42이다.

200　ℓ 반응 탱크에, 각각 필요한 양의 HES 농축액 및 표에 기술된 양의 염 및 NaOH 용액을 검량하여 도입하고, 염을 교반하면서 용해시켰다. 용액의 pH를 1, 4, 5, 7 및 8 내지 5.5 및 2, 3, 6 내지 6.0으로 조정하고, 주사용수(WFI)를 이론적인 Na 수치 농도에 이르도록 하는 양으로 첨가하였다.

당업자들에게 자명한 바와 같이, 제시된 활성 성분 또는 보조제의 비율을 변화시키고 추가의 물질을 빼거나 첨가함으로써 조성은 광범하게 달라질 수 있으며, 다른 HES 종이 사용되는 경우, 상응하는 용액이 또한 제조될 수 있다.

	1	2	3	4	5	6	7	8
제제 조성
HES [g/l]	60	60	60	60	100	100	100	100
NaCl [g/l]	9.00	6.369	17.37	100.0	9.00	6.369	30.00	60.00
KCl [g/l]	0	0.373	0.373	0	0	0.373	0	0
MgCl₂ [g/l]	0	0.203	0.203	0	0	0.203	0	0
CaCl₂ [g/l]	0	0.294	0.294	0	0	0.294	0	0
Na 아세테이트 [g/l]	0	5.032	5.032	0	0	5.032	0	0
용액의 분석 결과
HES [%]	6.0	6.1	6.0	5.9	10.0	10.1	9.9	10.0
Na [mM]	153.9	146.1	334.3	1711	153.7	146.0	512.5	1026
K [mM]	0	5.1	5.0	0	0	5.0	0	0
Mg [mM]	0	1.0	0.9	0	0	1.0	0	0
Ca [mM]	0	2.1	2.0	0	0	2.0	0	0
Cl [mM]	154.8	120.2	308.5	1712	154.8	120.1	513.7	1028
아세테이트 [mM]	0	37.0	37.0	0	0	37.0	0	0
pH	5.5	6.0	5.9	5.3	5.4	6.1	5.4	5.5

적용예의 측정 방법

이하, 혈액 및 혈장 샘플을 조사하기 위한 측정 방법에 대해 기술하기로 한다.

자연 혈액 측정:

시트레이트가 첨가된 혈액 샘플을 다음과 같이 연구소에서 처리하였다.

전단력을 초당 1에서 240으로 선형적으로 증가시켜 혈액 점도를 측정하는데(Rheostress^®1, Thermo-Haake, Karlsruhe, Germany) 하나의 샘플을 즉시 사용하였다. 전단력을 초당 1 및 초당 240으로 하여 점도를 조사하였다. Thromboelastograph^®(TEG^®, Haemoscope Corporation, Niles, Illinois)에서 분석하기 전에, 혈액 샘플을 수조에서 37　℃로 1 시간 인큐베이션하였다. 혈액 칼슘 재첨가 및 TEG^®측정을 제조업자의 지시사항에 따라 수행하였다.혈전탄성묘사도(thromboelastography)의 몇몇 부분 지표를 요약한 응고 지수(CI)를 결정하였다.

혈장 측정:

혈액 샘플을 4　℃에서 3000　rpm(Rotana/RP, Hettich, Baech, Switzerland)으로 15 분간 원심분리하였다. 혈장 점도를 혈액 측정에 대해 상술된 바와 같이 측정하였다.

재조합 조직 인자를 함유하는 PT 시약(Innovin^® Dade Behring) 및 엘라직산(ellagic acid)을 함유하는 aPTT 시약(Actin FS^®, Dade Behring)을 사용하여 자동화 응고 분석기(BCS, Dade Behring, Marburg, Germany)로 프로트롬빈 시간(PT) 및 활성화 부분 트롬보플라스틴 시간(aPTT)을 조사하였다. PT 값을 제조업자가 공급하는 ISI 값에 기초해 INR 값으로 변환시켰다. 자동화 응고 분석기(BCS, Dade Behring)에서 상용화된 리스토세틴 보조인자 분석(vWF RCA, Dade Behring)으로 폰 빌레브란트(von Willebrand) 인자(vWF)의 기능 활성을 결정하였다. 리스토세틴의 존재하에 인간 혈소판을 응집시키는 능력으로 vWF 활성을 확립하였다. 응고 분석기로 혼탁도를 측정하여 응집을 조사하였다. 시판 ELISA 키트(Asserachrom vWF antigenic, Roche Diagnostics, Rotkreuz, Switzerland)를 제조업자의 지시사항에 따라 사용하여 항원 vWF를 검출하였다.

혈장을 추출하고, 글루코스 모노머 단위로 가수분해한 후 HES 농도를 정량하였다(H. Foester et al., Infusiontherapie 1981; 2:88-94). 혈장 샘플(1　ml)을 0.5　ml의 35%(w/w) KOH 용액(Fluka, Buchs, Switzerland)과 혼합한 후 100　℃에서 6 분간 인큐베이션하였다. 10　ml의 빙냉각 무수 에탄올(Fluka, Buchs, Switzerland)을 반응 혼합물의 상등액에 첨가하여 HES를 침전시킨 후, 2N HCl(Fluka, Buchs, Switzerland)에서 60 분동안 100　℃로 산 가수분해하였다. 헥소키나제/글루코스 6-포스파타제(Boehringer Mannheim, Darmstadt, Germany)에 기초해 효소 시험 키트를 사용하여 글루코스를 측정하였다.

실질적인 용량 및 주입 시간을 이용하여 주입 속도를 일정하게 하여 가정한 두-구획 모델로부터 약물동태 파라미터를 계산하였다(WinNonlin, Version 4.1, Pharsight Corp., Mountainview, CA).

통계학적 분석:

값을 평균값±표준편차로 나타내었다. JMP 5.1 통계 패키지(SAS Institute, Inc., Cary, NC)로 고분자량(500 및 900 kD)의 두 HES 용액을 저분자량(130　kD) 용액과 비교하였다. 본페로니(Bonferroni) 보정을 고려하여 이변량(two-sided) ANOVA 분석으로 용액과 시간 효과의 상호작용을 조사하였다. 약물동태 파라미터를 통계적으로 분석하는 경우, Student's unpaired t test가 이용되었다. p가 <　0.05이면 통계적으로 유의적인 것으로 간주한다.

적용예

후술하는 생체내 실험에서, 본 발명에 따른 하이드록시에틸전분은 평균 분자량(Mw)이 500,000 및 900,000 달톤이고, 동일한 몰 치환도(MS = 0.42) 및 동일한 C₂/C₆ 비(4.83)(이하 적용 실시예에서 각각 HES 500/0.42 및 HES 900/0.42로 언급)가 이용되었다(참조; HES 원료에 대한 제조 실시예). 두 하이드록시에틸전분(HES 900/0.42 및 HES 500/0.42)을 0.2　㎛ 필터 캐트리지(Sartpore; Sartorius)를 사용하여 0.9% 염수에 6% 농도로 용해시키고, 멸균 여과한 후, 유리병에 충전하고, 121　℃에서 15 분간 가열 멸균처리하였다. MS 및 C₂/C₆ 비가 동일한 저분자량 하이드록시에틸전분(Mw = 130,000 달톤)(이하 적용 실시예에서 HES 130/0.42로 언급)이 0.9% 염수중에 6% 농도로서 비교 용액으로 제공되었다. 기술한 바와 같이, 이는 본 발명에 따른 고분자량 전분과 동일한 반응 충전물로부터 수득되었으며, 따라서 분자량에서만 차이가 있다.

혈장 제거 및 그의 혈액 응고에 대한 영향 조사

30 마리의 돼지를 각 10 마리씩 3 그룹으로 무작위로 나누었다. 한 그룹에는 HES 900/0.42를 주입하고, 다른 그룹에는 HES 500/0.42를 주입하였으며, 또 다른 그룹에는 비교를 목적으로 HES 130/0.42를 주입하였다. 모든 경우, 투여량은 체중 1 kg당 각 6% HES 용액 20　ml이며, 주입에는 30 분이 걸렸다. 주입에 이어 혈액 샘플링을 하는 경우, 동물을 마취시키고(할로탄 마취), 호흡을 제어하였다. 주입전, 주입후 5, 20, 40, 60, 120 및 240 분 및 주입 종료후 혈액 샘플링을 실시하였다. 이로부터 수득한 혈액 샘플 및 혈장 샘플에서 하기 파라미터가 조사되었다: 혈액 및 혈장 점도, HES 농도, 프로트롬빈 시간, 부분 트롬보플라스틴 시간, 폰 빌레브란트 인자, 인자 VIII, 리스토세틴 보조인자 및 일반적인 혈전탄성묘사도 특성. 주입 종료후부터 24 시간에 이르기까지의 HES 농도 변화로부터, 농도 대 시간 커브아래의 면적(=AUC, 커브 아래 면적), α 및 β 반감기 및 클리어런스를 계산하였다. 로그-선형 사다리꼴 구적(log-linear trapezoidal rule)에 따라 AUC를 계산하고, 두 구획 모델에 기초해 나머지 약물동태 파라미터를 계산하였다. 이는 두개의 반감기, α 및 β를 제공하였으며, α 반감기는 중앙 구획(실질적으로 혈관내 영역에 상응)으로부터 주변 구획으로의 HES 전이상태를 나타내고, β 반감기는 역방향으로의 역 분포를 나타낸다.

HES 농도 및 약물동태 파라미터 추이는 고분자량 HES(HES 900/0.42 및 HES 500/0.42)의 혈장 체류 시간이 저분자량 HES(HES 130/0.42)의 것보다 긴 것으로 나타났다. 즉, 저분자량 대조군에 비해 고분자량 그룹에서 AUC 및 α 반감기가 각각 상당히 크거나 더 길며; 따라서 고분자량 HES 타입의 클리어런스가 저분자량 HES의 것보다 상당히 낮았다.

그러나, 놀라우면서도 종래 공지된 타입의 중간분자량 또는 고분자량 HES (HES 200/0.5; HES 200/0.6; HES 450/0.7)와 완전 상이하게도, "주입 24 시간후" 시간에 본 발명에 따른 고분자량 HES 용액과 저분자량 대조 용액에 있어서 혈장 농도에는 상대적인 차이가 없었다(참조: 도 1). 이는 주입직후 상황에서 본 발명에 따른 고분자량 하이드록시에틸전분이 저분자량 비교 HES에 비해 혈장 체류 시간이 상당히 더 길다는 것을 의미하지만(이는 혈량 효율에 중요하다), 종래 공지된 고분자량 HES 타입에 비해 순환계에 축적하려는 경향을 나타내지는 않았다. 대신, 본 발명에 따른 HES는 저분자량 비교 HES와 마찬가지로 주입 24 시간후 실질적으로 완전히 사라졌다.

각 6% HES 130/0.42, 6% HES 500/0.42 및 6% HES 900/0.42를 돼지에 20　ml/kg으로 주입한 후 농도 대 시간 커브 아래 면적(AUC), 클리어런스(CL), α 및 β 반감기(t_{1/2α 및}t_1/2β)

용액	HES 130/0.42	HES 500/0.42	HES 900/0.42
AUC (g·분/l)	1156 ± 223	1542 ± 142**	1701 ± 321**
CL (ml/분)	39.1 ± 7.9	30.1 ± 5.4*	26.0 ± 4.1**
t_1/2α (분)	39.9 ± 10.7	53.8 ± 8.6*	57.1 ± 12.3*
t_1/2β (분)	331.8 ± 100.0	380.6 ± 63.3	379.9 ± 75.8

유의성 시험을 Student's unpaired t test로 각각 HES 500 및 HES 900에 대해 HES 130/0.42와 비교 수행하였다(*: p　<　0.01; **:　p　<　0.001.)

고분자량 HES 종(HES 500/0.42 및 HES 900/0.42)은 저분자량 HES 종(HES 130/0.42)에 비해 농도 대 시간 커브 아래의 면적(AUC)이 유의적으로 크고, 이는 혈관내 영역에 체류 시간이 더 긴 것에 상응하며, 초기 혈장 반감기(t_1/2α)가 유의적으로 길고, 클리어런스 비율이 유의적으로 작은 것으로 나타났다.

도 1은 돼지에 각 HES 용액을 20　ml/kg으로 주입한 후 혈장에서 저분자량 HES(HES 130/0.42) 및 고분자량 HES(HES 500/0.42 및 HES 900/0.42)의 농도 추이를 나타낸다. 초기에, HES 500/0.42 및 HES 900/0.42는 HES 130/0.42에 비해 보다 천천히 혈관내 공간으로부터 제거되었다(표 4 참조: 약물동태 파라미터); 그러나, 제거 종료점, 즉 주입 24　시간후에 더 이상 혈장 농도에 상대적인 차이는 없었다(평균 농도는 결정 제한 범위내인 0.2　g/l 아래였다).

따라서, 본 발명에 따른 하이드록시에틸전분은 현재 공지된 저분자량 기준 용액(HES 130/0.42)에 비해 초기 혈장 반감기가 더 긴 한편, 저분자량 비교 제제와 마찬가지로 주입후 24 시간내에 순환계로부터 용이하게 제거될 수 있으며, 따라서 이러한 측면에서 유리하다.

또한, 수행된 응고 분석(혈장 응고 시험, 혈전탄성묘사도, vWF 농도 결정)은 그 결과가 종래 고분자량 HES 제제가 제공할 수 있는 결과와 완전히 상이하기 때문에, 예기치 않은 결과를 제공하였다. 중간분자량 및 고분자량 하이드록시에틸전분(보다 현저한 정도로)은 일반적으로 저분자량 HES 용액에 비해 응고저하면에서 혈액 응고에 훨씬 강력한 장애를 일으키는 것으로 이미 알려졌으며(J. Treib et al., Intensive Care Med.(1999), pp. 258-268; R.G. Strauss et al., Transfusion(1988), pp. 257-260), 본 발명에 따른 고분자량 HES 제제와 공지된 저분자량 비교 용액 사이에는 유의적인 차이가 없었다(참조: 표 5).

표 5는 돼지에 각 6% HES 130/0.42, 6% HES 500/0.42 및 6% HES 900/0.42를 각각 20　ml/kg으로 주입한 후, 혈장 응고 파라미터들의 프로트롬빈 시간(PT), 활성화 부분 트롬보플라스틴 시간(aPTT), 폰 빌레브란트 인자의 기능 활성(vWF funct.) 및 폰 빌레브란트 인자의 항원 농도(vWF antig.)의 시간 추이 및 혈전탄성묘사도의 응고 지수(CI)의 시간 추이를 나타낸다. 통계적 유의성 시험(용액과 시간 효과의 상호작용)을 이변량 ANOVA 수단에 의해 각각 HES 500/0.42 및 HES 900/0.42에 대해 HES 130/0.42와 비교 실시하였다. 고분자량, 고농도 및 혈장에서의 장기 체류 시간에도(참조: 도 1 및 표 4), 본 발명에 따른 고분자량 HES 종(HES 500/0.42 및 HES 900/0.42)은 저분자량 HES(HES 130/0.42)의 경우와 같이 혈액 응고에 고도의 수준으로 영향을 미치지 않는다.

달리 나타내면, 분자량 증가로 혈장 체류 시간이 길어졌음에도, 본 발명에 따른 하이드록시에틸전분은 공지된 고분자량 용액의 결점, 예컨대 혈액 응고 장애를 나타내지 않는다.

또한, 놀랍게도, 동물 실험 조사에서 공지된 고분자량 하이드록시에틸전분과 달리 본 발명에 따른 고분자량 하이드록시에틸전분은 저분자량 HES에 비해 혈액 및 혈장 점도를 증가시키지 않은 것으로 나타났다. 저 전단력에서, 본 발명에 따른 하이드록시에틸전분은 심지어 저분자량 HES 보다 점도가 더 낮았다(참조: 표 6: 혈장 점도).

표 6은 돼지에 각 6% HES 130/0.42, 6% HES 500/0.42 및 6% HES 900/0.42를 각각 20　ml/kg으로 주입한 후, 저 및 고 전단력(γ = 1/s 및 γ = 128/s)에서 혈장 점도의 시간 추이를 나타낸다. 통계적 유의성 시험(용액과 시간 효과의 상호작용)을 이변량 ANOVA 수단에 의해 각각 HES 500/0.42 및 HES 900/0.42에 대해 HES 130/0.42와 비교 실시하였으며, 고분자량 HES 종(HES 900 및 HES 500)과 저분자량 HES 종(HES 130) 사이에 어떠한 차이도 나타내지 않았다. 저 전단력에서, 혈장 점도에서 용액과 시간 효과의 상호작용은 저분자량 HES 종(HES 130/0.42)에 비해 고분자량 HES 종(HES 500/0.42 및 HES 900/0.42)에서 더 낮은 것으로 입증되었다. 그러나, 이는 용액 효과라기 보다는 시간에 기인한 것이다. 고 전단력에서 차이는 없었으며; 특히, 고분자량 HES 종(HES 900/0.42 및 HES 500/0.42)의 혈장 점도가 저분자량 HES 종(HES 130/0.42) 보다 높지 않았다.

즉, 혈장 점도는 본 발명에 따른 HES 용액에서 증가하지 않았다. 혈장 점도의 증가가 관찰되지 않았다는 것은 US-A-5,502,043호(비교 실시예 3)에 개시된 바와 같은 500,000의 비교할만한 분자량을 가지는 하이드록시에틸전분이 혈장 점도의 증가를 나타내었기 때문에 놀라운 일이다. 점도가 증가하지 않으면, 모세관 관류(미세순환)를 방해하지 않고 조직에 영양 산소 공급을 향상시키게 된다.

상술된 생체내 시험 이외에, 혈액 응고에 대한 C₂/C₆ 비의 영향을 특히 혈전탄성묘사도에 의해 조사하기 위한 시험관내 시험을 또한 수행하였다. 이를 위해, 저 MS(0.4) 및 저(3:1), 중(7:1) 또는 고(12:1) C₂/C₆ 비를 가지는 세개의 고분자량 HES 용액(Mw: 800　kD)을 제조하고, 다음과 같이 조사하였다. 30 명의 남성 및 여성 환자(배제 기준: 응고 장애임을 알고 있음, 혈액 응고 저해제로 처리, 수술전 5 일내에 아세틸살리실산 또는 다른 비스테로이드성 항염증제 섭취)로부터, 마취하면서 혈액 샘플을 채취하였다. 모든 혈액 샘플에서, 즉 비희석 혈액 및 세개의 각 HES 용액(HES 800/0.4/3:1; HES 800/0.4/7:1 및 HES 800/0.4/12:1)으로 시험관내 혈액희석(20%, 40% 및 60%)후에 혈전탄성묘사도로 응고도를 측정하였다. 생체내 시험과 마찬가지로, 측정한 파라미터는 혈전탄성묘사도의 개별적인 부분 지표를 요약한 응고 지수(CI)였다. CI 값의 평균값(±SD), 즉, 각 비희석 혈액 샘플에서 CI로부터의 편차를 하기 표 7에 나타내었다.

	HES 800/0.4/3:1	HES 800/0.4/7:1	HES 800/0.4/12:1
20% 혈액희석	- 2.32 (1.20)	- 2.86 (1.22)	- 3.35 (1.07)
40% 혈액희석	- 5.91 (1.68)	- 6.17 (2.03)	- 6.50 (1.69)
60% 혈액희석	- 9.71 (2.70)	- 10.37 (3.05)	- 10.55 (2.60)

모든 혈액희석 단계에서, 혈액희석에 사용된 HES의 C₂/C₆ 비가 낮을수록 자연 혈액의 CI에 대한 CI는 덜 감소되었으며, 즉 혈액 응고에 미치는 영향이 덜하다. 일련의 혈액희석물에 대한 용액 효과는 유의적으로 상이하였다(p　<　0.05; ANOVA). 이러한 결과는 하이드록시에틸전분의 C₂/C₆ 비 감소가 혈액 응고에 대한 영향면에서 유리하며, 즉 높은 C₂/C₆ 비에 비해 낮은 C₂/C₆ 비에서 혈액 응고가 덜 저해된다. 이는 HES 용액이 특히 외상 또는 수술에 의한 출혈후 혈장 대용액으로 사용되고, 이러한 상황에서 이들은 혈액 응고를 저해하여 혈액 손실을 일으키지 않아야 하기 때문에 중요하다. 상술된 시험 결과는 또한 HES 용액의 C₂/C₆ 비가 HES의 다른 분자 파라미터 및 순환시 그의 거동과 무관하게 혈액 응고에 실질적인 효과를 가짐을 나타낸다. 이는 지금까지 알려지지 않은 것이다.

Claims

몰 치환도 MS가 0.25 내지 0.5이고, C₂/C₆ 비가 2 내지 8 이하임을 특징으로 하는, 평균 분자량, Mw가 500,000 이상인 하이드록시에틸전분.
제1항에 있어서, 몰 치환도 MS가 0.35 내지 0.5, 바람직하게는 0.39 내지 0.45 이하, 특히 0.4 초과 내지 0.44임을 특징으로 하는 하이드록시에틸전분.
제1항 또는 제2항에 있어서, 평균 분자량이 600,000 이상 내지 1,500,000, 바람직하게는 620,000 내지 1,200,000, 보다 바람직하게는 700,000 내지 1,000,000임을 특징으로 하는 하이드록시에틸전분.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, C₂/C₆ 비가 2 내지 7, 바람직하게는 2.5 내지 7 이하, 보다 바람직하게는 2.5 내지 6, 보다 더 바람직하게는 4 내지 6임을 특징으로 하는 하이드록시에틸전분.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 찰옥수수 전분으로부터 수득할 수 있는 것임을 특징으로 하는 하이드록시에틸전분.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 하이드록시에틸전분을 함유하는 약제학적 제제.
제6항에 있어서, 수용액 또는 콜로이드성 수용액 형태임을 특징으로 하는 약제학적 제제.
제6항 또는 제7항에 있어서, 하이드록시에틸전분의 농도가 20% 이하, 바람직하게는 0.5 내지 15%, 보다 바람직하게는 2 내지 12%, 특히 4 내지 10%, 예를 들어 6%임을 특징으로 하는 약제학적 제제.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 염화나트륨을 바람직하게는 0.9%의 농도로 추가로 함유함을 특징으로 하는 약제학적 제제.
제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 혈장용으로 조정된 전해질을 추가로 함유함을 특징으로 하는 약제학적 제제.
제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 완충 용액 및/또는 대사성 음이온을 가지는 용액 형태임을 특징으로 하는 약제학적 제제.
제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 고장액 형태임을 특징으로 하는 약제학적 제제.
제6항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 멸균 여과 또는 가열 멸균 처리된 것임을 특징으로 하는 약제학적 제제.
제6항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 혈량 대용액(volume replacement)임을 특징으로 하는 약제학적 제제.
제6항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 약제학적 활성 성분 또는 활성 성분의 조합물을 함유함을 특징으로 하는 약제학적 제제.
혈장 대용액 또는 혈장 증량제를 제조하기 위한, 제6항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 약제학적 제제의 용도.
(i) 수현탁 전분, 바람직하게는 옥수수 전분을 에틸렌 옥사이드와 반응시킨 후;

(ii) 수득한 전분 유도체를 산, 바람직하게는 염산으로, 소정 평균 분자량 범위의 하이드록시에틸전분을 얻을 때까지 부분적으로 가수분해시키는 단계를 특징으로 하여, 하이드록시에틸전분, 바람직하게는 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 하이드록시에틸전분을 제조하는 방법.
제17항에 있어서, 알칼리화제, 바람직하게는 NaOH가 수현탁 전분에 첨가됨을 특징으로 하는 방법.
제17항 또는 제18항에 있어서, 알칼리화제 대 전분의 몰비가 0.2 이상, 바람직하게는 0.25 내지 1, 특히 0.3 내지 0.8이 되도록 하는 양으로 알칼리화제가 현탁 전분에 첨가됨을 특징으로 하는 방법.
제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, (iii) 멸균 및 임의로 (iv) 한외여과 단계를 추가로 포함함을 특징으로 하는 방법.
정상 혈액량 유지 및/또는 대순환 및 미세순환 향상 및/또는 영양 산소 공급 향상 및/또는 혈류역학 안정화 및/또는 혈량 효율 향상 및/또는 혈장 점도 저하 및/또는 빈혈 관용 증가 및/또는 혈액희석, 특히 혈액 공급 장애 및 동맥, 특히 말초 동맥 폐쇄성 질환에서 치료적 혈액희석을 위한, 제6항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 약제학적 제제의 용도.
(i) 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 정의된 하이드록시에틸전분;

(ii) 멸균염 용액, 바람직하게는 염화나트륨 용액; 및 임의로

(iii) 약제학적 활성 성분 또는 활성 성분의 조합물을 별도로 포함하는 키 트.
제22항에 있어서, 개별 성분 (i), (ii), 및 임의로 (iii)이 다중구획 백내 분리 구획에 위치한 것을 특징으로 하는 키트.