Способ получения консерванта для эритроцитов

 

Изобретение относится к медицине и касается получения ресуспендирующих и консервирующих растворов для эритроцитов. Суспензии эритроцитов в консервантах находят применение в гемотрансфузионной терапии острой кровопотери, шока или анемии. Целью изобретения является разработка технологии получения более эффективного консерванта для эритроцитов. Способ включает растворение желатина в воде, его термодеструкцию в водном растворе и деионизацию на ионообменных смолах, гидролиз желатина, введение в раствор двузамещенного гидроцитрата натрия, нейтрализацию раствора, введение хлорида натрия и стерилизующую фильтрацию. Перед нейтрализацией в раствор дополнительно вводят при 50 - 60^oC стерилизованные водные растворы аденина до концентрации его в консерванте 0,30 - 0,45 г/л и двузамещенного фосфата натрия до концентрации в консерванте 3,5 - 4,5 г/л. Депонизацию желатина проводят на катионообменных смолах. 1 табл.

Предлагаемое изобретение относится к медицине и касается способа получения ресуспендирующих и консервирующих растворов для эритроцитов; консервирующие растворы для эритроцитов находят применение в гемотрансфузиональной терапии острой кровопотери, шока и анемий.

В качестве ресуспендирующих и консервирующих растворов (консервантов) для эритроцитов широкое применение находят глюкозосолевые водные растворы, в которые, с целью продления срока хранения взвеси эритроцитов, добавлены биологически активные вещества. В качестве биологически активных веществ используются фосфаты натрия или калия, аденин, гуанозин, аскорбиновая кислота, смешанные соли аскорбиновой кислоты, никотинамид, ацетат или хлорид аммония, сахароза, маннит и некоторые другие вещества. Глюкозосолевые консерванты позволяют хранить взвесь эритроцитов от 14 до 42 сут. Все указанные соединения хорошо растворимы в воде в рабочих концентрациях и приготовление таких растворов технологически просто [1] Однако глюкозосолевым консервантом присущ недостаток, делающий их применение ограниченным: взвеси эритроцитов в указанных консервантах быстро выводятся из организма, то есть обладают слабым гемодинамическим и реологическим действием.

Для обеспечения адекватного плазмозамещения при трансфузии взвеси эритроцитов были разработаны коллоидные консерванты на основе желатина. Коллоидные консерванты дольше удерживаются организмом за счет коллоидоосмотического давления, чем обеспечивается гемодинамический и реологический эффект, но получение их технологически более сложно, особенно из-за ограниченной растворимости добавок в коллоидном водном растворе желатина. В силу этого порядок операций и условия их проведения при приготовлении консерванта становятся доминирующими.

Известен способ [2] получения раствора консерванта, используемого для заготовки крови и эритроцитов, включающий растворение желатина в воде, добавление к нему натрия хлорида, янтарного ангидрида, проведение гидролиза, стерилизующей фильтрации, освобождение полученного раствора от ионов кальция путем пропускания его через волокнистый сорбент М-1 (фосфорный эфир целлюлозы) со скоростью до 90 120 л/час при комнатной температуре, добавление цитрата натрия и повторную стерилизующую фильтрацию.

Недостатками способа 2 является использование для деионизации раствора желатина сорбента М-1, который полностью забивается ионами кальция и требует замены после каждого разового применения, а также необходимость повторной стерилизации раствора после операции деионизации, приводящей к дополнительной термодеструкции желатина со снижением молекулярной массы (ММ) до 15 10 тыс. Дальтон. Снижение ММ часто является причиной выбраковки целевого продукта из-за улучшения его качества.

Также известен способ [3] получения консерванта для эритроцитов, включающий растворение желатина в воде, очистку желатина в растворе перекисью водорода и активированным углем, фильтрацию, деионизацию раствора пропусканием через колонки с катионообменной и анионообменной смолами при 45^oC, добавление хлористого натрия до конечной концентрации 0,9 1,1% и янтарного ангидрида, расщепление желатина при температуре 120 126^oC и давлении 1,2 ати, нейтрализацию бикарбонатом натрия и фильтрацию раствора.

Способ [3] дает слишком высокую концентрацию иона натрия в консерванте, в 2 раза превышающую концентрацию иона натрия в плазме крови, и в силу этого более высокое осмотическое давление (400 500 мосм/кг против 280 300 мосм/кг), что вызывает сморщивание и агрегацию взвешенных эритроцитов и, следовательно, ухудшает свойства консерванта.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому способу является способ [4] получения консерванта для эритроцитов, включающий термодеструкцию желатина в водном растворе, деионизацию желатина на ионообменных смолах, гидролиз желатина до достижения ММ 13 20 тыс. Дальтон, введение в раствор двузамещенного цитрата натрия до конечной концентрации 0,08 0,12% нейтрализацию, введение хлорида натрия до конечной концентрации не более 0,35% и стерилизующую фильтрацию.

Консервант, полученный способом [4] обеспечивает сохранность эритроцитов в функционально-активном состоянии в течение 21 сут, после чего активность начинает снижаться. Это подтверждается снижением содержания АТФ ниже допустимого международным стандартом уровня 70% так, содержание АТФ в консерванте, полученном способом [4] на 42 сут равно 59% от исходного.

Для повышения эффективности целевого продукта за счет увеличения длительности сохранения морфофункциональных свойств эритроцитов в раствор консерванта нужно было ввести биологически активные вещества. Однако нами было установлено, что просто растворить указанные вещества в коллоидном растворе желатина, не вызвав коагуляции раствора, изменения ММ желатина или высаливания низкомолекулярных составляющих консерванта, невозможно.

Целью предлагаемого изобретения является разработка технологии получения более эффективного консерванта для эритроцитов.

Указанная цель достигается тем, что в способе получения консерванта для эритроцитов, включающем растворение желатина в воде, термодеструкцию желатина в водном растворе, деионизацию желатина на ионообменных смолах, гидролиз желатина, введение в раствор двузамещенного гидроцитрата натрия, нейтрализацию, введение хлорида натрия и стерилизующую фильтрацию, перед нейтрализацией в раствор дополнительно вводят при температуре 50 60^oC стерилизованный водный раствор аденина до концентрации его в консерванте 0,30 0,45 г/л и стерилизованный водный раствор двузамещенного фосфата натрия до концентрации его в консерванте 3,5 4,5 г/л, причем деионизацию желатина проводят на катионообменных смолах.

Нами было установлено, что анионы, содержащиеся в консерванте, не оказывают повреждающего воздействия на эритроциты; в силу этого для сохранности эритроцитов нет необходимости в удалении анионов из консервирующего раствора. Это позволило исключить из способа стадию анионного обмена, что значительно упрощает и ускоряет процесс. В качестве катионообменных смол используются преимущественно сульфокатиониты, например смолы марок КУ-2, КУ-2-8 и т.п.

Пример 1.

В реактор загружают 4,5 кг желатина и 22 л воды для набухания и растворения желатина при 60^oC в течение 1 ч при перемешивании. Далее повышают температуру в реакторе до 122 124^o и проводят предварительную термодеструкцию желатина в течение 1,5 ч при давлении 1,2 ати и перемешивании, после чего раствор охлаждают до 65 70^oC и подают на колонку, заполненную на 80% объема набухшим катионитом КУ-2. Раствор желатина пропускают через смолу со скоростью 2 3 л/л смолы/час. Деионизированный раствор собирают в промежуточную емкость, тщательно перемешивают объем (23 л), рефрактометрически определяют концентрацию желатина (14,5%) и разбавляют водой (12 л) до концентрации 9,5% (общий объем 35 л). Затем раствор передавливают в стерильный реактор и добавляют 0,070 кг янтарного ангидрида (0,2% от объема). Реакционную смесь нагревают до 120 124^oC при 1,2 ати и проводят гидролиз до достижения ММ желатина 13 21 тыс. Затем гидролизат охлаждают до 50 - 60^oC и отбирают пробы для определения ММ (16880) и концентрации раствора (9,5%). В охлажденный до 50 60^oC гидролизат вносят 700 мл стерильного 5%-ного раствора натрия гидроцитрата двузамещенного до конечной концентрации 1 г/л, 700 мл стерильного 20%-ного раствора натрия фосфата двузамещенного до конечной концентрации 4 г/л и 525 мл стерильного 2%-ного раствора аденина до конечной концентрации 0,04 г/л. Далее гидролизат нейтрализуют 12%-ным раствором натрия кислого углекислого (2,3 л) до pH 7,1, добавляют стерильный 20%-ный раствор натрия хлорида (560 мл) до конечной концентрации 4 г/л и разбавляют водой (1,35 л) до концентрации желатина 8% Все растворы стерилизуют негерметично при 98 102^oC. Регенерацию катионита проводят раствором 2 н соляной кислоты с последующей отмывкой дистиллированной деионизированной водой.

Пример 2.

Консервант приготовляют, как в примере 1, но на стадии нейтрализации в охлажденный до 50 60^o гидролизат вносят 612 мл стерильного 20%-ного раствора натрия фосфата двузамещенного до конечной концентрации 3,5 г/л и 590 мл стерильного 2%-ного раствора аденина до конечной концентрации 0,45 г/л.

Пример 3.

Консервант приготовляют, как в примере 1, но на стадии нейтрализации в охлажденный до 50 60^o гидролизат вносят 787 мл стерильного 20%-ного раствора натрия фосфата двузамещенного до конечной концентрации 4,5 г/л и 394 мл 2% -ного стерильного раствора аденина до конечной концентрации 0,30 г/л.

Препарат имеет следующий состав: Желатин пищевой 80 г Натрия гидроцитрат двузамещенный 1 г Натрия гидрокарбонат до pH 6,5 7,7 Натрия хлорид 4 г Натрия фосфат двузамещенный 3,5 4,5 г Аденин 0,30 0,45 г Вода для инъекций до 1 л Ионный состав; ммоль/л:
Натрия-ион 165
Цитрат-ион 3,8
Хлор-ион 70
Фосфат-ион 11
Молекулярная масса препарата 13 21 тыс.

Консервирующие свойства целевого продукта оценивали по морфофункциональной сохранности ресуспендированных в нем эритроцитов, хранящихся в течение 42 сут при 4^oC. Изменения фиксировали в 1, 21 и 42 сут наблюдения по отношению к взвеси эритроцитов в известном консерванте.

Морфологические изменения клеток изучали микроскопированием нативной капли взвеси и оценивали по процентному содержанию нормальных (дискоциты), измененных (тутовые) и необратимо измененных (сфероциты) эритроцитов.

Функциональную сохранность эритроцитов оценивали по процентному содержанию АТФ в ресуспендированных клетках энзимоспектрофотометрическим методом. Сопоставление уровня АТФ в клетках, хранящихся в различных консервантах, давало возможность выявить включение активных компонентов (аденин и натрия фосфат двузамещенный) в синтез АТФ в эритроцитах, взвешенных в заявляемом консерванте.

Полученные данные представлены в таблице.

Из данных таблицы следует, что с увеличением срока хранения эритроцитов в обеих средах происходят морфологические изменения клеток, вследствие чего содержание нормальных клеток (дискоциты) во взвеси снижается. Однако величина и скорость наблюдаемых изменений различна. Так, на 21 сут в среде, полученной заявляемым способом, содержание дискоцитов составляло 71% против 58,8% а уровень необратимо измененных форм составлял 7,4 против 8,5% На 42 сут эти показатели составляли 46,6 против 43,7% и 20,4 против 29,2% соответственно.

Более плавный характер и менее значительные изменения в морфологии эритроцитов, хранящихся в новом консерванте, позволяют судить о лучшей сохранности клеток и более высокой эффективности данного консерванта по сравнению с известным.

Содержание АТФ в ресуспендированных эритроцитах, отражающее уровень метаболизма и жизнеспособность клеток крови, существенно отличалось в сопоставляемых средах на всех сроках наблюдения.

На 21 сут хранения эритроцитов в консерванте, полученном заявляемым способом, содержание АТФ сохранялось на исходном уровне (≈100%), соответствуя уровню свежезаготовленной взвеси, а к 42 сут составляло 77,8% от исходного. В эритроцитах, консервированных в среде, полученной способом-прототипом, уже на 21 сут содержание АТФ составляло 77,2% от исходного, а на 42 сут 58,9% Полученные данные подтверждают включение активных компонентов в синтез АТФ в эритроцитах, что компенсирует нарастающий дефицит макроэрга в условиях хранения.

Таким образом, консервант для эритроцитов, полученный заявляемым способом, обеспечивает морфофункциональную сохранность взвешенных в нем эритроцитов в течение 42 сут при 4^oC, что в 2 раза превышает срок хранения клеток крови в консерванте, полученном способом [4]
Источники информации
1. а) Перечень рецептов для консервирования крови, ее компонентов, костного мозга, используемых в службе крови, М. 1986.

б) Голубева Л.В. и др. Гематология и трансфузиология, 1983, N 10, с. 58
61.

в) Инструкция по клиническому изучению эритроцитов, консервированных в плазмозамещающем растворе "Эритроцифонит". Утв. Фарм. Комитетом МЗ СССР 21.09.78.

г) Аграненко В.А. и др. Проблемы гематологии и переливания крови. 1982, N 10, с. 19 24.

д) Wegner G. et al. Folia Haematol. 1985, V. 112, N 1, p. 21 23.

е) Hogman C.F. et al. Transfusion, 1978, V. 18, N 2, p. 233 241.

ж) Heaton A. et al. Brit.J.Haematol. 1989, V. 71, N 1, p. 131 136.

з) Hogman C.F. et al. Vox Sang. 1981, V. 41, N 5 6, p. 274 281.

и) Heaton A. et al. Brit.J.Haematol. 1984, V. 57, N 3, p. 467 478.

к) Carmen R.A. et al. Transfusion, 1988, V. 28, N 2, p. 157 161.

л) Заявка PCT N 86/00809, кл. A 61 K 35/18, опубл. 13.02.86.

2. Авт. свид. СССР N 643155, кл. A 61 K 35/00, приор. 12.01.70, не публ.

3. Патент РФ N 1142936, кл. A 61 K 37/02, приор. 24.05.83, опубл. 30.11.94, БИ N 22.

4. Патент РФ N 1476647, кл. A 61 K 35/18, приор. 14.06.86, опубл. 30.07.94, БИ N 14 прототип.

Формула изобретения

Способ получения консерванта для эритроцитов, включающий растворение желатина в воде, термодеструкцию желатина в водном растворе, деионизацию желатина на ионообменных смолах, гидролиз желатина, введение в раствор двузамещенного гидроцитрата натрия, нейтрализацию, введение хлорида натрия и стерилизующую фильтрацию, отличающийся тем, что перед нейтрализацией в раствор дополнительно вводят при 50 60^oС стерилизованный водный раствор аденина до концентрации его в консерванте 0,30 0,45 г/л и стерилизованный водный раствор двузамещенного фосфата натрия до концентрации его в консерванте 3,5 - 4,5 г/л, причем деионизацию желатина проводят на катионообменных смолах.

РИСУНКИ

Рисунок 1