DE1198957B - Method of preserving blood - Google Patents

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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

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AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. α.:Int. α .:

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A61kA61k

Deutsche KI.: 30 h-2/04 German KI .: 30 h -2/04

1198 957
B 65959IV a/30 h
15. Februar 1962
19. August 19651198 957
B 65959IV a / 30 h
February 15, 1962
August 19, 1965

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Konservierung von Blut, Erythrozyten-Konzentraten u. dgl.The invention relates to a method for preserving blood, red blood cell concentrates and the like.

Die Lagerung von Blut, insbesondere als Blutkonserven wird heute im allgemeinen mit Hilfe eines ACD-Stabilisators bei +4⁰C durchgeführt. Hierbei wird Zitrat als Anticoagulans und Glukose zur Aufrechterhaltuog der Glykose dem aufzubewahrenden Blut beigesetzt. Der ACD-Stabilisator enthält ferner aus Gründen der Autoklavierbarkeit Zitronensäure, um eine Karamelisierung des Zuckers zu vermeiden.The storage of blood, especially stored blood than is today generally carried out with the aid of an ACD stabilizer at +4 ⁰ C. Here, citrate is added to the blood to be preserved as an anticoagulant and glucose to maintain the glucose. The ACD stabilizer also contains citric acid for reasons of autoclavability in order to avoid caramelization of the sugar.

Das so konservierte Blut hat im allgemeinen eine Lagerfähigkeit bis zu 21 Tagen; dann tritt eine rapide Hämolyse der roten Blutzellen ein. Das Blut besitzt danach keinen physiologischen Wert mehr und kann sogar schädlich wirken.The blood preserved in this way generally has a shelf life of up to 21 days; then a rapid one occurs Hemolysis of red blood cells. Thereafter, the blood no longer has any physiological value and can even have a harmful effect.

Es sind schon wiederholt Versuche unternommen worden, um die Lagerungsfähigkeit zu verlängern; denn vor allem Erythrozytensedimente, die in großen Mengen bei der Herstellung von Plasmakonserven anfallen, mußten bisher wegen der geringen Lagerfähigkeit trotz erheblicher ethischer und wirtschaftlicher Bedenken verworfen werden.Attempts have repeatedly been made to extend the shelf life; because, above all, erythrocyte sediments, which are found in large quantities in the production of canned plasma incurred, had to be due to the low shelf life despite considerable ethical and economic Concerns are discarded.

So wurde z. B. versucht, die Lagerfähigkeit durch Zusätze von Nucleosiden, z.B. Adenosin, Inosinoder Guanosin zu verbessern. Wenn sie dem Blut zugesetzt werden, so kömmt es unter Aufnahme von anorganischem Phosphat zu einer Spaltung in den Purin-Anteil (z.B. Adenin, Hypoxanthia, Guanin) und den Ribose-Anteil, wobei letzterer in 1-Stellung phosphoryliert wird. Dieses Ribose-1-Phosphat wird sodann in den Pentose-Phosphat-Zyklus eingeschleust und entweder im Dickens-Herecker-Zyklus oxydativ abgebaut oder der glykolytischen Verwendung zugeführt. Eine wesentliche Verbesserung der Lagerfähigkeit erfolgt nicht.So was z. B. tries to increase the shelf life by adding nucleosides, e.g. adenosine, inosine or Improve guanosine. When they are added to the blood, it comes with inorganics Phosphate to split into the purine part (e.g. adenine, hypoxanthia, guanine) and the ribose component, the latter in the 1-position is phosphorylated. This ribose-1-phosphate is then introduced into the pentose-phosphate cycle and either oxidatively degraded in the Dickens-Herecker cycle or supplied for glycolytic use. There is no significant improvement in shelf life.

Ein anderer Weg wurde beschriften durch Lagerung bei tiefen Temperaturen (—20 bis -20O⁰C). Hierbei ließ sich eine Lagerungsdauer von 8 Monaten erreichen. Der Nachteil dieses Verfahrens ist das nach dem Auftauen notwendige Entfernen von Glyzerin und die dabei auftretende Hämolyserate der Erythrozyten von etwa 15%.Another way has been labeled by storage at low temperatures (-20 to -20o C ^0). A storage period of 8 months could be achieved here. The disadvantage of this method is the need to remove glycerine after thawing and the resulting hemolysis rate of the erythrocytes of around 15%.

Tatsächlich haben im Blutkreislauf unter normalen physiologischen Bedingungen die Erythrozyten eine Überlebenszeit von etwa 120Tagen, d.h. täglich gehen 0,83 % der Gesamtpopulation zugrunde. Wird nun das Blut bei einer erniedrigten Temperatur von +4⁰C gelagert, so läuft der Zellstoffwechsel mit einer Geschwindigkeit ab, die nur V₁₀₀ der Geschwindigkeit bei 37° C beträgt, wie dies aus der Bestimmung der Milchsäure nach Inkubation bei verschiedenen Temperaturen gemäß F i g. 1 hervorgeht. HierIn fact, under normal physiological conditions, the erythrocytes in the bloodstream have a survival time of around 120 days, ie 0.83% of the total population perish every day. If now the blood stored at a reduced temperature of +4 ⁰ C, the cell metabolism proceeds at a speed which is only V ₁₀₀ the speed at 37 ° C as from the determination of lactic acid after incubation at various temperatures in accordance with F i g. 1 shows. here

Verfahren zur Konservierung von BlutMethod of preserving blood

Anmelder:Applicant:

»BIOTEST«-Serum-Institut G.m.b.H.,
Frankfurt/M.-Niederrad"BIOTEST" Serum Institute GmbH,
Frankfurt / M.-Niederrad

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Dr. med. Max Matthes, Freiburg (Breisgau);Dr. med. Max Matthes, Freiburg (Breisgau);

Dr. rer. nat. Norbert Kleine,Dr. rer. nat. Norbert Kleine,

Merzhausen bei Freiburg (Breisgau);Merzhausen near Freiburg (Breisgau);

Dr. med. Heinz Schmitt, Freiburg (Breisgau)Dr. med. Heinz Schmitt, Freiburg (Breisgau)

ist der Logarithmus der gemessenen Extinktionen füris the logarithm of the measured absorbances for

ao die gebildete Milchsäure als Funktion des Kehrwertes der absoluten Temperatur aufgetragen. Oemnach müßte die theoretische Lagerungszeit 1200 Tage betragen, wenn die Temperatur von +37⁰C auf +4° C erniedrigt würde und eine Hämolyserate von 10% zulässig wäre. Gemessen an dieser Lagerungszeit sind die bisher erzielten Erfolge vernachlässigbar klein.ao plotted the lactic acid formed as a function of the reciprocal value of the absolute temperature. Oem to the theoretical storage time would be 1200 days if the temperature of +37 ⁰ C to + 4 ° C would be lowered and a hemolysis of 10% would be permitted. Measured against this storage time, the successes achieved so far are negligibly small.

Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, die Lagerfähigkeit wirklich spürbar zu verlängern und wenn möglich, die theoretische Lagerungszeit zu erreichen. Bei den Versuchen wurde nun überraschenderweise gefunden, daß mit abnehmender Temperatur die Transportgeschwindigkeit durch die Zellwandungen der Erythrozyten bedeutend schneller absinkt als die Geschwindigkeit der Stoffwechselreaktionen. Tatsächlich ist bei niedrigen Temperaturen diese Differenz ganz erheblich, wie sich aus dem in F i g. 2 dargestellten Meßergebnissen für Stoffwechselgeschwindigkeit und Transportgeschwindigkeit in Abhängig- keit von der Temperatur entnehmen läßt. Kurve a stellt den Verlauf der Milchsäurebildung und Kurve b die Pentrationsgeschwindigkeit für Anionen in Abhängigkeit von dem Kehrwert der absoluten Temperatur dar. Hieraus ergibt sich als bedeutendeThe aim of the present invention is to really noticeably extend the shelf life and, if possible, to achieve the theoretical shelf life. The experiments have now surprisingly found that with decreasing temperature, the rate of transport through the cell walls of the erythrocytes falls significantly more rapidly than the rate of the metabolic reactions. In fact, this difference is quite considerable at low temperatures, as can be seen from the FIG. 2 shows the measurement results for metabolic rate and transport rate as a function of temperature. Curve a represents the course of lactic acid formation and curve b represents the rate of penetration for anions as a function of the reciprocal value of the absolute temperature

Folgerung im Sinne der Erfindung eine Konzentrierung der Stoffwechselprodukte in der intrazellulären Phase, die direkt gemessen werden kann. Sie beträgt gegenüber der extrazellulären Phase 200 bis 300% (Fig. 3).Conclusion within the meaning of the invention a concentration of the metabolic products in the intracellular Phase that can be measured directly. It is 200 to 300% compared to the extracellular phase (Fig. 3).

Aus F i g. 3 ist die aus der Abhängigkeit der Stoffwechselaktivität und Permeabilität von der Temperatur (Meßwerte s. Fig. 2) errechnete intrazelluläreFrom Fig. 3 is that from the dependence of metabolic activity and permeability from temperature (measured values see FIG. 2) calculated intracellular

...... .., . 509 657/394...... ..,. 509 657/394

Anreicherung von Milchsäure in % verglichen mit der Milchsäurekonzentration in der Suspensionsflüssigkeit der Erythrozyten ersichtlich. Enrichment of lactic acid in% compared to the lactic acid concentration in the suspension fluid of the erythrocytes can be seen.

Aus der Zellphysiologie ist nun bekannt, daß durch die pH-Verschiebung nach der sauren Seite hin, die Hexokinasereaktion des Zellstoffwechsels zum Erliegen kommt. Die Anreicherung von z.B. Milchsäure im Zellinnern ist ebenfalls Ursache für eine erhebliche pH-Verschiebung und somit verantwortlich für das frühzeitige Absterben der Zellen.From cell physiology it is now known that due to the pH shift towards the acidic side the hexokinase reaction of the cell metabolism comes to a standstill. The enrichment of e.g. Lactic acid inside the cell is also the cause of a considerable pH shift and is therefore responsible for the premature death of the cells.

Gemäß der Erfindung wird zur Konservierung von Blut oder Erythrozyten-Konzentraten so vorgegangen, daß die Erythrozyten enthaltende Flüssigkeit mit Ionenaustauschern oder durch Dialyse fortlaufend während der Lagerung behandelt wird. Der Erfindung liegt die allgemeine Erkenntnis zugrunde, daß man zur Bewirkung einer befriedigenden Konservierung dafür Sorge tragen muß, die während der Lagerung normalerweise in den Erythrozyten auftretende Konzentrierung von Stoffwechselprodukten durch Entfernen bzw. Abfangen während der Lagerung mindestens eines Teils dieser Stoffwechselprodukte zu verhüten. Es kommt also darauf an, während der Lagerung durch ständige oder in Abständen erfolgende Maßnahmen eine schädliche Konzentration der Stoffwechselprodukte zu verhindern.According to the invention, the procedure for preserving blood or erythrocyte concentrates is as follows: that the erythrocyte-containing liquid with ion exchangers or by dialysis continuously treated during storage. The invention is based on the general knowledge that care must be taken to ensure satisfactory preservation during storage concentration of metabolic products normally occurring in the erythrocytes Removal or interception of at least some of these metabolic products during storage to prevent. It therefore depends on whether it is carried out continuously or at intervals during storage Measures to prevent a harmful concentration of metabolic products.

Es ist zwar schon bekannt, Blut vor oder nach der Lagerung zu dialysieren bzw. durch einen Kationenaustauscher zu schicken. Dadurch ist indessen die hier gestellte Aufgabe nicht lösbar.It is already known to dialyze blood before or after storage or to send it through a cation exchanger. This, however, is the The problem posed here cannot be solved.

Wie bereits dargelegt, kannn man die Konservierung z. B. durch entsprechende Absorbentien erreichen, die dem zu lagernden Blut in entsprechender Menge zugefügt werden (z.B. Mischbett-Ionenaustauscher). Das Blut kann aber auch in Behältern gelagert werden, dessen Material für niedermolekulare Substanzen, d.h. für die Stoffwechselprodukte permeabel ist. Durch Dialyse gegen eine entsprechende Flüssigkeit kann dann während der Lagerung das geforderte Diffusionsgefälle für die Stoffwechselprodukte aufrechterhalten werden. (Der analoge Fall ist die künstliche Niere, durch die die Stoffwechselprodukte vom stömenden Blut in vivo ausgeschieden werden.)As already stated, you can preserve z. B. achieve through appropriate absorbents, which are added to the blood to be stored in the appropriate amount (e.g. mixed-bed ion exchangers). The blood can also be stored in containers whose material is suitable for low molecular weight Substances, i.e. to which metabolic products are permeable. By dialysis against a corresponding one Liquid can then achieve the required diffusion gradient for the metabolic products during storage be maintained. (The analogous case is the artificial kidney through which the metabolic products be excreted by the flowing blood in vivo.)

Als Dialysierflüssigkeit kann man zweckmäßigerweise ein geeignetes Puffersystem verwenden, daß die Wasserstoffionenkonzentration des Blutes während der Lagerungszeit konstant hält (z. B. Sörensen-Puffer von pH = 7,4) und außerdem genügend Zukker (z.B. Glukose) und Phosphat enthält. Auch können die Glykolyse der Blutkörperchen aufrechterhaltende Zusätze wie Zucker (Glukose) oder Phosphat enthalten sein, geegebenenfalls neben Puffern usw.A suitable buffer system can expediently be used as the dialysis fluid keeps the hydrogen ion concentration of the blood constant during the storage period (e.g. Sörensen buffer pH = 7.4) and also contains enough sugar (e.g. glucose) and phosphate. Even Additives such as sugar (glucose) or phosphate can maintain the glycolysis of blood cells be included, possibly in addition to buffers, etc.

Schließlich können beliebig Zusätze beigemengt werden, die einen günstigen Einfluß auf die Lebensdauer der Erythrozyten ausüben, wie Vitamine als Cofermente u. dgl. Diese Zusätze können vor allem zeitlich so zugegeben werden, daß sie rationell eingesetzt sind, indem sie dem jeweiligen Stoffwechselzustand der gelagerten. Erythrozyten angepaßt sind. So wäre es z.B. zweckmäßig, Nucleoside erst nach der halben Lagerungsdauer zuzusetzen, da ihre Wirksamkeit ab diesem Zeitpunkt beginnt.Finally, any additives can be added which have a beneficial effect on the service life exercise of the erythrocytes, such as vitamins as coferments and the like be added in time so that they are used rationally by taking into account the respective metabolic state the stored. Erythrocytes are adapted. For example, it would be useful to add nucleosides only after half of the storage period, as their effectiveness begins from this point in time.

Der gesamte Dialysiervorgang während der Lagerung kann automatisiert werden, indem z. B. in einem Eisschrank entsprechende Vorrichtungen vorgesehen sind, die die Umspülung, die zeitliche Zugabe von Substanzen zur Spülflüssigkeit und die Regeneration der Spülflüssigkeit durchführen.The entire dialysis process during storage can be automated by e.g. B. in one Fridge-appropriate devices are provided, which the rinsing, the temporal addition of Carry out substances for the rinsing liquid and the regeneration of the rinsing liquid.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zur Konservierung von Blut oder Erythrozyten-Konzentraten, dadurch gekennzeichnet, daß man die Erythrozyten enthaltende Flüssigkeit fortlaufend während der Lagerung mit Ionenaustauschern behandelt oder dialysiert.Process for the preservation of blood or erythrocyte concentrates, characterized in that that the liquid containing erythrocytes is continuously treated with ion exchangers during storage or dialyzed. In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2833 691;
Pharmac. Weekblatt, 95, 1960, S. 713, 714.Considered publications:
U.S. Patent No. 2,833,691;
Pharmac. Weekblatt, 95, 1960, pp. 713, 714. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings 509 657/394 8.65 © Bundesdruckerei Berlin509 657/394 8.65 © Bundesdruckerei Berlin