способ получения парентерально применяемого почечного диагностического средства

Формула изобретения

Способ получения парентерально применяемого почечного диагностического средства путем экстрагирования содержащих фруктан частей растений с водой, отличающийся тем, что полученный экстракт подвергают первой ультрафильтрации с использованием первой мембраны, удерживающей высокомолекулярные углеводороды и протеины, но пропускающей фруктан, фильтрат первой ультрафильтрации подвергают второй ультрафильтрации с использованием второй мембраны, удерживающей фруктан, но пропускающей соли, моносахариды и низшие олигосахариды, и полученный раствор фруктана устанавливают на значении pН от 5,0 до 7,0 с помощью физиологической системы в таком количестве, чтобы готовый раствор был изотоничным крови.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к парентерально применяемому почечному диагностическому средству на основе фруктана, а также к способу получения свободного от пирогена растворимого фруктана. Фруктаны, называемые также полифруктозанами, это олиго- и полисахариды, которые получают из прямых или разветвленных цепей фруктозы, прививаемых на основную молекулу сахарозы. В зависимости от степени разветвления и полимеризации могут иметь место существенные различия в их физических свойствах, как например растворимость в воде. Многие фруктаны накапливаются в растениях как резервные углеводы и встречаются прежде всего в подземных частях растений семейства сложноцветных, колокольчиковых травах и лилейных.

Особое применение находят фруктаны в почечной диагностике, в частности, для определения скорости гломулеровой доли фильтрации. Обычно для этой цели используют инулин, фруктан, полученный из корней различных композитных типов, таких как цикорий, георгины и топинамбур, в качестве стандартного пробного вещества (A.N. Richard, B.B. Westfall, P.A. Bott, Proc. Soc. exp. Biol. N. 4, 32 (1934), 73 и O. Schuck: Examination of kidney Function, Martinus Nijnhoff Publishe, Boston, 1984, S. 9 FF). Инулин имеет то преимущество, что он после парентерального применения не изменяется вследствие обмена веществ и не накапливается в организме, а отфильтровывается через почечные клубочки и не всасывается повторно снова в трубки (J.A. Shunon, H. W. Smith: J. clin. /inc. 14 (1935), 393). Инулин, однако, для повседневной клинической практики имеет недостаток, что он лишь в очень незначительной степени растворим в воде и что поэтому водные составы при хранении выкристаллизовываются, и перед применением их снова необходимо переводить в раствор путем продолжительного нагревания. Путем такого мероприятия однако инулин в зависимости от продолжительности воздействия процесса нагревания гидролитически разрушается и расщепляется до фруктозы. Следующий недостаток заключается в том, что при неполном растворении остатки нерастворенных частиц инулина остаются в растворе, которые не без труда обнаруживаются и которые после инъекции могут вызывать тяжелые осложнения кровообращения. В описании австрийского патента N 304769 предлагается поэтому заменять инулин другими растворимыми в воде фруктанами, а именно из органов накопления растений из семейств Liliaceen, Amarylliaceen и злаковых, таких как синистрин и Phlein, применяя их как заменители для инулина. Они подобно инулину состоят из 10 40 единиц фруктозы, соответственно с молекулярными весами приблизительно 1600 6500.

В старой литературной публикации O. Schmicdeberg. Hoppe Seyleris Z. physiol. Chem. 3. (1979), 112 и G. Klein: Handbuch der Pflangenanalyse, Shringer 1932, 1. Teil, s. 866-873 эти фруктаны получают из водных экстрактов соответствующих органов растений посредством осадителей, как например свинцовых солей, в результате последующего многократно повторяющегося осаждения с помощью органических растворителей, как метанол, этанол или ацетон. Процитированное выше описание австрийского патента позволяет заменять использование ядовитых солей тяжелых металлов осаждением с помощью указанных растворителей в кислой среде при pH 1,0 3,0. При этом следует считаться с частичным расщеплением легко поддающихся гидролизу цепей фруктанов, снижением среднего молекулярного веса и потерями выхода. Помимо этого во всех известных до сих пор существующих способах требуется применение дорогостоящих мер по обеспечению безопасности вследствие горючести и взрывоопасности, и необходимо принимать во во внимание наличие нежелательных остатков растворителей в продукте. Цель данного изобретения поэтому заключается в том, чтобы создать способ выделения фруктанов, в котором не должны применяться органические растворители или ядовитые соли тяжелых металлов и обеспечивалось бы улучшение выхода. Кроме того, этот способ должен гарантировать также отделение пирогенов, так чтобы можно было применять также загрязненное инфицированное сырье.

Эта цель согласно изобретению достигается путем способа получения хорошо растворимого в воде, свободного от пирогена фруктана, который отличается тем, что водный экстракт выделяют, собственно, известным образом из частей растений, содержащих фруктан, подвергают ультрафильтрации на первой мембране, которая удерживает высокомолекулярные углеводы и протеины, пирогены и в данном случае другие экстрактивные вещества, однако пропускает еще фруктан. С помощью полученного таким образом ультрафильтрата осуществляют теперь вторую ультрафильтрацию на той мембране, которая, однако, удерживает теперь фруктан, но пропускает соли, моносахариды и низшие олигосахариды. Полученный таким образом фруктан не содержит пирогенов и органических растворителей. Ретентат в соответствии с изобретением второй ультрафильтрации, в котором содержится фруктан, можно подвергать дальнейшей переработке непосредственно для диагностики почек, или его можно также подвергать известным способом дальнейшей очистке и отделению. Это осуществляется надлежащим образом посредством высушивания раствора с помощью предшествующей очистки или без нее на ионообменниках.

Преимущественно в предложенном способе для первой ультрафильтрации применяют такие мембраны, которые имеют предел исключения от 30000 до 100000 Дальтон, в частности от 30000 до 50000 Дальтон. С помощью такой мембраны удерживаются протеины, пирогены и высокомолекулярные полисахариды достаточно эффективно. Фильтрат содержит экстрагируемый фруктан вместе с низкомолекулярными сопутствующими веществами полностью. Для второй ультрафильтрации применяют согласно изобретению преимущественно такие мембраны, которые обладают пределом исключения от 800 до 2000 Дальтон, в частности от 1000 до 1500 Дальтон. Посредством таких мембран удерживается изолируемый фруктан, однако нежелательные низкомолекулярные вещества, такие как соли, мономерные и олигомерные углеводы удаляются с фильтратом. В значительной мере очищенный фруктан имеется тогда, в случае необходимости после диафильтрации при подпитке водой, в ретентате с хорошим выходом. Этот продукт подвергают после этого еще с помощью дополнительного этапа обесцвечивания и/или обессоливания дальнейшей очистке, собственно, известным образом.

Соответствующие мембраны для ультрафильтрации это, например, для первой мембраны трубчатая мембрана FP 100 фирмы "Paters on Candy" ("Петерсон, Кенди"), Англия, а для второй мембраны специальные мембраны "Desal G.E. 4026 F" фирмы "Desalinatio systems" Calif США.

Выделенный таким образом чистый раствор фруктана можно устанавливать теперь непосредственно до желаемой концентрации и наполнять в стерилизуемые емкости, такие как ампулы и инфузионные бутылки, или высушивать щадящим образом и хранить для последующего употребления. Как щадящий способ сушки пригодны для предложенного способа лиофилизация, вакуумная сушка или распылительная сушка.

Данное изобретение касается также почечного диагностического средства, которое содержит по меньшей мере один полученный согласно изобретению фруктан вместе с физиологически совместимым буферным веществом, обладающим осмотическим действием. pH-величина буфера находится в пределах между 5,0 и 7,0, а преимущественно между 6,0 и 6,5, и в диагностике почек содержится в таком количестве, чтобы достигалась осмотичность, соответствующая изотонии крови, от 250 до 350, в частности между 280 и 320 мОсмоль/кг H₂O.

В качестве физиологически совместимых буферных веществ применяют согласно изобретению смеси слабых кислот, особенно слабых органических кислот, а также щелочные и щелочно-земельные соли этих кислот. Предпочтительные кислоты это уксусная кислота и молочная кислота и их натриевые соли. В соответствии с изобретением возможно применение в качестве физиологически совместимых буферных веществ смесей слабых оснований, особенно органических оснований, и их солей преимущественно соли их гидрохлоридов. Предпочтительными основаниями являются триэтаноламин в основные аминокислоты.

Предложенное согласно изобретению почечное диагностическое средство в противоположность препаратам уровня техники, которые обычно состоят из стерилизованных водных растворов инулина или растворимых в воде фруктанов без других добавок (например, 10 г инулина на каждые 100 мл или 25 г галактана на каждые 100 мл), обладает исключительно хорошей совместимостью и стойкостью при хранении.

При почечном диагностическом средстве уровня техники при быстром введении препарата возникает опасность появления болей и гемолиза. Кроме того, оказалось, что в таких системах во время высокотемпературной стерилизации и при продолжительном хранении имеет место уменьшение величины pH, приводящее к сильному расщеплению фруктанов.

Данное изобретение поясняется более подробно на основе следующих примеров.

Пример 1. Получение фруктана из чеснока (синистрин).

10 кг обычного торгового сухого гранулята чеснока смешивали с раствором из 10 г сульфита натрия в 30 мл обессоленной воды, равномерно добавляя его, и оставляли на 24 ч в закрытой емкости для набухания. Эту массу экстрагировали в перколяторе с обессоленной водой так долго при текучести 4 л/ч, пока в наличии не появилось 100 л фильтрата. Этот фильтрат отфильтровывали через ультрафильтрационный спиральный модуль 1 с пределом исключения порядка 50000 Дальтон, и фильтрат через промежуточную емкость сразу же подавали на ультрафильтрационный спиральный модуль 2 с пределом исключения 1000 Дальтон. После того как весь экстракт был подан на модуль 1, осуществляли последующую промывку примерно 5-ю л воды, а ретентат модуля 1 сбрасывали. Ретентат модуля 2 при постоянной замене объема фильтрата обессоленной водой подвергали диафильтрации до тех пор, пока проводимость в фильтрате была менее чем 200 мкСм/см. Все фильтраты модуля 2, содержащие соли, мономерные и олигомерные углеводы и другие низкомолекулярные вещества, сбрасывали. Ретентат состоял из 55 кг уже очень чистого раствора с 7,4% фруктана, соответственно 4,07 кг сухой массы. Для дальнейшей очистки следов веществ, обуславливающих аромат продукта, и красителей применялось 50 г активированного угля и после времени воздействия в течение 1 ч для отделения угля фильтровали через фильтрующие слои при дополнительной промывке. Фильтрат без цвета и запаха концентрировали в вакууме до консистенции сиропа и высушивали в ваннах в вакуумном сушильном шкафу при температуре 80^oC до получения бесцветной массы белого цвета.

Выход после размалывания и розлива: 3,95 кг.

Специфическое вращение (альфа (20% D=39,0^o) C=10, H₂O).

Молекулярный вес MW (хроматография проницания на геле) 3650.

При тестировании на кроликах согласно Pharm. Eur это вещество оказалось веществом, свободным от пирогена.

Пример 2. Получение фруктана из красного морского лука (галактан).

10 кг торгового высушенного красного морского лука подвергали первичному размельчению и экстракции, а также двойную ультрафильтрацию осуществляли как описано в примере 1. Ретентат состоял из 49 кг раствора слабо красного цвета с содержанием 9,0% фруктана, соответственно 4,41 кг сухой массы.

Для дальнейшей очистки добавляли раствор через систему ионита со смешанным слоем из соответственно 200 мл сильного кислого катионита в H⁺-виде и среднесильного основного анионита в OН^--форме. Теперь совершенно бесцветный раствор после концентрирования в вакууме высушивали как в примере 1.

Выход после размалывания и наполнения: 4,2 кг.

Специфическое вращение (альфа) 20 (D -39,5^o/ C=10, H₂O).

Молекулярный вес MW (гелиевая хроматография проницания) 3820.

При тестировании на кроликах согласно Pharm. Eur. это вещество оказалось веществом, свободным от пирогена.

Пример 3. Получение изотонического почечного буферированного лактатом диагностического средства для парентерального применения.

13,4 раствора лактата натрия 50% DAB смешивали с 700 мл дистиллированной воды для инъекции, 250 г фруктана, полученного из чеснока согласно примеру 1, вплоть до полного растворения, и в результате добавления 6,8 мл 0,1 натрового щелока устанавливали величину pH на 6,30. После этого дополняли дистиллированной водой до 1 л.

Этот раствор для стерилизации фильтровали через 0,2N мембранный фильтр и заполняли в ампулы до 20 мл, которые были закрыты и подвергнуты стерилизации в течение 8 мин при температуре 121^oC. Получали бесцветный стерильный раствор, свободный от пирогена, который при внутривенной инъекции безболезненно и без реакции переносили люди и животные и который удовлетворял всем требованиям качества.

Осмотичность (метод с использованием точки замерзания): 311 мОсмол/кг H₂O.

Пример 4. Получение изотонического буферированного ацетатом почечного диагностического средства для парентерального применения.

8,0 г тригидрида ацетата натрия смешивали с дистиллированной водой в количестве 700 мл для инъекции, подмешивали 250 г фруктата из морского лука, полученного согласно примеру 2, до полного растворения, и в результате добавления 2,0 мл 1 натронного щелока устанавливали величину pH на 6,30.

В завершение дополняли дистиллированной водой до 1 л.

Раствор для стерилизации фильтровали через 0,2N мембранный фильтр и заполняли в ампулы до 20 мл, которые стерилизовали закрытыми и в течение 8 мин при температуре 121^oC. Получали бесцветный стерильный раствор, свободный от пирогена, который при внутривенной инъекции на человеке и животном переносился безболезненно и без реакции и удовлетворял всем требованиям качества.

Осмотичность (метод с использованием точки замерзания): 303 mOsmol/кг H₂O.

Далее приводится отчет о проведении эксперимента.

Для того чтобы подтвердить улучшенную стабильность предложенных растворов для диагностики почек, растворы согласно примеру 3 и 4, а также сравнительный раствор, содержащий лишь 250 г фруктана, полученного из морского лука (без солевых и буферных добавок), хранили на складе в ампулах емкостью 20 мл после заполнения, закрывания и стерилизации (8 мин при 121^oC) при температуре 50^oC (стрессовый опыт, с тем чтобы дать оценку характеристике складских условий).

Сразу же, спустя 5, 15, 30 и 45 дней в каждой из ампул каждой загрузки определяли величину pH, свободную фруктозу (основной продукт гидролиза фруктана), а также среднемассовое число молекулярного веса MW посредством S EC (sige-exclusion chromatography). Результат согласно нижеприведенной таблице подтверждает, что во время этого периода обычный раствор согласно противопоставлению 1 сильно изменился, предложенные согласно изобретению растворы, однако, изменились лишь едва заметно.