DE2814032C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von als Blutplasmaexpander geeigneter Hydroxyäthylstärke sowie einen Blutplasmaexpander, der die erfindungsgemäß hergestellte Stärke enthält.

Schon 1934 synthetisierte W. Ziese, Z. Physiol. Chem. 229, 213 (1934); 235, 235 (1935), Hydroxyätheylstärken (HES) und prüfte sie als Substrate für Amylasen verschiedener Her­ kunft; 1956 synthetisierten Husemann und Resz, J. of Polym. Science 19, 389 (1956), HES als Modellsubstanz für Amylase zum Studium fermentativen Abbaus und zur Feststellung etwai­ gen Abbaus bei verschiedenen Reaktionen. Verfahren für die Herstellung von HES für industrielle Zwecke sind noch länger bekannt und in zahlreichen Patentschriften niedergelegt. Die Verwendung von HES für medizinische Zwecke als Blutplasmaer­ satz wurden erstmals von Wiedersheim, Arch. Int. Pharmacodyn. Therap. 111, 353-61 (1957), an Tieren beschrieben. Für die Herstellung von HES benützt Wiedersheim das bekannte Ver­ fahren der Hydroxyäthylierung von Stärke in alkalisch-wäß­ rigem Medium mittels Äthylenoxyd. Um jedoch eine HES zu erhalten, die als Blutplasmaersatz geeignet ist, verwendete er hydrolytisch zu niedrigeren Molekulargewichten abgebaute Maisstärke als Hydroxyäthylierungssubstrat. In der Folge er­ schienen zahlreiche Arbeiten und Patente, die sich die Wiedersheim'sche Entdeckung zunutze machten und sich mit der Herstellung von HES für die Humanmedizin beschäftigten.

Wie bereits erwähnt, wurde bisher die Hydroxyäthyl­ stärke, die in jüngster Zeit als Blutplasmaexpander Verwen­ dung gefunden hat, durch alkalische Hydroxyäthylierung von Stärke hergestellt. Das dabei erhaltene Reaktionsgemisch ist zunächst stark alkalisch und muß zur weiteren Aufarbei­ tung zunächst neutralisiert werden. Durch diesen Neutralisa­ tionsvorgang entsteht nun im Reaktionsgemisch eine relativ große Menge an Salzen, in erster Linie Kochsalz. Zur Ent­ fernung des Salzes wurden zunächst Dialyseverfahren vorge­ schlagen. Ein derartiges Verfahren ist zeitlich, apparativ und energetisch äußerst aufwendig und birgt außerdem die Gefahr der Infektion des Reaktionsgemisches in sich.

Ein anderes Verfahren zur Reinigung der Hydroxyäthylstärke wird in der DE-AS 18 13 571 vorgeschlagen. Gemäß diesem Ver­ fahren erfolgt die Reinigung der Hydroxyäthylstärke durch Extraktion mit Lösungsmitteln, wie beispielsweise Aceton oder Isopropanol. Die Ausfällung der Hydroxyäthylstärke mit organischen Lösungsmitteln wird in der DE-OS 22 60 785 be­ schrieben.

Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, dieses umständ­ liche Verfahren durch ein einfacheres Aufarbeitungsverfahren zu ersetzen. So wurde beispielsweise vorgeschlagen, die Neu­ tralisation der Reaktionslösung mit Kationenaustauschern durchzuführen. Dieses Verfahren ist zwar apparativ einfacher, es bannt jedoch nicht die Gefahr einer biologischen Verschmut­ zung (Infektion) des Präparates infolge der großen, leicht von Bakterien und Pilzen besiedelten Oberfläche der Austau­ scherharzpartikel.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß es nach den bisher bekannten Verfahren nur äußerst schwer möglich war, Hydroxyäthylstärke mit der für die Verwendung als Blutplasmaersatzmittel notwendigen Reinheit und Keimfreiheit zu erhalten.

Es wurde nun ein relativ einfaches und überraschend wirk­ sames Verfahren gefunden, durch welches die oben aufgezeig­ ten Probleme sicher vermieden werden und durch welches Hydroxyäthylstärke in pyrogenfreier Form mit der zur Ver­ wendung als Blutplasmaexpander notwendigen Reinheit erhal­ ten werden kann.

Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Herstel­ lung von Hydroxyäthylstärke durch alkalische Hydroxyäthylie­ rung von Stärke und darauffolgende Neutralisierung des Reaktionsgemisches, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die gebildete Hydroxyäthylstärke aus der Reaktionsmischung mit Dimethylformamid als Lösungsmittel extrahiert und an­ schließend durch Zusatz eines Fällmittels ausgefällt wird.

In dem Dimethylformamid sind die durch die Neutralisa­ tion entstandenen Salze nur wenig bis gar nicht löslich.

Die Erfindung betrifft weiterhin einen Blutplasmaexpan­ der, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er neben üblichen Träger- und Zusatzstoffen die erfindungsgemäß hergestellte Hydroxyäthylstärke enthält.

Im einzelnen wird das erfindungsgemäße Verfahren wie folgt durchgeführt:

Nach der Hydroxyäthylierung der Stärke, welche zweck­ mäßig in der von Husemann und Resz angegebenen Weise vorge­ nommen wird, wird die neutralisierte, mit Aktivkohle druck­ filtrierte Reaktionslösung im Vakuum eingedampft und der dicke Sirup durch Trocknung im Vakuum entwässert. Das Trock­ nungsprodukt wird in einem Extraktionslösungsmittel gelöst, wobei sich der Großteil des von der Neutralisation herrühren­ den Natriumchlorids ungelöst abscheidet. Nach Filtration er­ hält man ein Filtrat, das im wesentlichen aus einer Lösung von Hydroxyäthylstärke in Lösungsmittel besteht und außer einem geringen Restnatriumchloridgehalt Äthylenglykole ent­ hält, die als Nebenprodukte der Hydroxyäthylierung entstanden sind. Vorteilhaft wird dabei aus dem Filtrat durch Einrühren in ein Fällmittel, in dem Hydroxyäthylstärke wenig bis un­ löslich ist, Roh-Hydroxyäthylstärke ausgefällt; es ist dabei günstig, als Fällmittel Aceton einzusetzen; zur Reinigung wird die Lösung in Wasser mit Aktivkohle behandelt und in Aceton gefällt. Das reine Produkt ist pyrogenfrei und ent­ hält wenig Natriumchlorid, das potentiometrisch bestimmt wird. Bei der Weiterverarbeitung zu einer 6%igen isotoni­ schen Hydroxyäthylstärke-Plasmaexpanderlösung wird die be­ rechnete fehlende Natriumchloridmenge zugewogen.

Als Extraktionslösungsmittel wird vorteilhaft Dimethylform­ amid eingesetzt, wobei sich in der Praxis ergibt, daß der Rest­ natriumchloridgehalt unter dem einer Hydroxyäthylstärke-Plasma­ expanderlösung mit 0,9% Natriumchlorid liegt und nur auf diesen Wert ergänzt werden muß.

Die nach dem vorstehenden Verfahren gewonnene Hydroxyäthyl­ stärke weist aufgrund des bei der Hydroxyäthylierung angewandten molaren Alkali-Stärke-Verhältnisses von 4 : 1 ein molares 2-O-Hy­ droxyäthylanhydroglucose zu 6-O-Hydroxyäthylanhydroglucose-Ver­ hältnis von etwa 1 auf; sie wird daher relativ leicht durch körper­ eigene Amylasen gespalten und in vertretbarer Zeit aus dem Organis­ mus ausgeschieden.

Beispiel

243 g einer durch Säurehydrolyse teilweise ab­ gebauten Wachsmaisstärke mit η = 2,35 cP (c = 6, Wasser, 37°C) werden unter Stickstoffbegasung bei Zimmertemperatur in einer Lö­ sung von 240 g Natriumhydroxyd in 6 l Wasser unter Rühren gelöst. In die mit Wasser gekühlte, gelbe, alkalische Abbaustärkelösung werden unter weiterer Stickstoffbegasung 317 g Äthylenoxyd im Verlauf von 2 bis 3 Stunden gasförmig eingeleitet. Nach mehrstün­ digem Stehen unter Stickstoff wird mit verdünnter Salzsäure (aus 480 ml konz. Salzsäure, d = 1,19, 37%ig und 3 l Wasser) unter Was­ serkühlung neutralisiert (pH etwa 6). Nach dem Einrühren von 15 g Aktivkohle (Norit SX plus) wird druckfiltriert und das Filtrat im Vakuum bei 60°C eingedampft. Zur Trocknung wird 15 bis 20 Stun­ den im Ölpumpenvakuum auf 60°C erhitzt. Das Trocknungsprodukt wird in 900 ml Dimethylformamid bei 80°C bis zur homogenen, trüben Lösung rotiert. Nach Abkühlung auf Zimmertemperatur wird abge­ saugt, das auf dem Filter verbliebene Natriumchlorid mit Dimethyl­ formamid ausgewaschen und das Filtrat in etwa 10 l Aceton einge­ rührt. Die als gelbes Granulat ausgefallene Roh-HES wird abge­ saugt, mit Aceton ausgewaschen und im Vakuum bei 60°C zu einer glasig-blasigen Masse aufgetrocknet. Ausbeute 352 g.

Zur Reinigung wird in 2 l Wasser unter schwachem Erwärmen ge­ löst, mit 22 g Aktivkohle filtriert, das Filtrat im Vakuum bei 60°C auf 900 ml eingeengt und in 9 l Aceton eingerührt. Die aus­ gefallene harzige Masse wird zweimal mit frischem Aceton verknetet und im Vakuum bei 60°C getrocknet. Ausbeute 272 g.

Zur weiteren Reinigung werden die Ausbeuten aus fünf derar­ tigen Ansätzen, zusammen etwa 1350 g, in 9,5 l Wasser unter Rühren gelöst und nach dem Einrühren von 64 g Aktivkohle druckfiltriert. Das Filtrat wird mit derselben Menge Aktivkohle verrührt und noch­ mals druckfiltriert. Anschließend wird im Vakuum bei 60°C auf etwa 4 l eingeengt und in 20 l Aceton eingerührt. Das weiße Harz wird dreimal mit frischem Aceton verknetet und danach im Vakuum bei 60°C getrocknet. Ausbeute 1173 g schaumig-weiße, feste Sub­ stanz mit η = 2,95 cP (c = 6, Wasser, 37°C); Substitutionsgrad = 0,71; Natriumchloridgehalt = 5,2%, Pyrogentest: negativ.

Claims (3)

1. Verfahren zur Herstellung von Hydroxyäthylstärke durch alkalische Hydroxyäthylierung von Stärke und darauf­ folgende Neutralisierung des Reaktionsgemisches, dadurch gekennzeichnet, daß die gebildete Hydroxy­ äthylstärke aus der Reaktionsmischung mit Dimethylformamid als Lösungsmittel extrahiert und anschließend durch Zusatz eines Fällmittels ausgefällt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Fällmittel Aceton eingesetzt wird.

3. Blutplasmaexpander, dadurch gekennzeich­ net, daß er neben üblichen Träger- und Zusatzstoffen nach Anspruch 1 oder 2 hergestellte Hydroxyäthylstärke enthält.