DE3115608A1 - Saeule fuer die adsorption von blutproteinen - Google Patents

Saeule fuer die adsorption von blutproteinen

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Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Säule für die Adsorption von Blutproteinen und ein Verfahren zur Entfernung von Blutproteinen durch Adsorption.
In neuerer Zeit wurde der Plasmaaustauschtherapie viel Aufmerksamkeit gewidmet, da diese Therapie eine signifikante Wirkung beispielsweise bei der Behandlung von Krebs, Autoimmunkrankheiten sowie hepatischen Insuffizienzen zeigt. Man vermutet, daß diese Therapie Proteine, wie Antikörper, immunosuppressive Faktoren sowie Albumin-gebundene Metabolite entfernt. Bei der Plasmaaustauschtherapie wird jedoch das Plasma des Patienten veiworfen und das Plasma des gesunden Spenders im Austausch dagegen zugeführt, so daß einige Liter Plasma jedesmal erforcerlich sind, was die Behandlung einer großen Anzahl von Patienten schwierig macht. Darüber hinaus werden gleichzeitig wertvolle Komponenten mit unnötigen Proteinkomponenten entfernt, so daß diese Therapie sehr verschwenderisch ist.
Andererseits ist eine Blutroinigungstherapie unter Einsatz eines Adsorbenses insofern vorteilhaft, als unnötige Komponenten allein entfernt werden, so daß nur eine kleine Menge einer Ersatzflüssigkeit ode überhaupt keine zu ersetzende Flüssigkeit erforderlich is .. Werden jedoch Aktivkohle oder poröse Harze gemäß der JP-O: 22,178/1978 (= US-PS 4 171 289), 76,219/1975 (= GB-PS 1 465 )19) und 148,291/1976 zur Behandlung der vorstehend beschriebenen Krankheiten verwendet, dann lassen sich zufriedenstellende therapeutische Ergebnisse kaum erzielen, da im Falle von Aktivkohle Proteine kaum trotz der Adsorption von Substanzen mit niedrigen Molekulargewichten, wie Kreatin und Harnsäure, adsorbiert werden, wobei im Falle von porösen Harzen wertvolle Proteine, Vitamine und Zucker gleichzeitig in großen Mengen zusammen mit den gesuchten Proteinen adsorbiert werden.
Derartige organische Polymeradsorbentien werden in den JP-OS 80,381/1978, 9,183/1979 und 131,586/1979 beschrieben und weisen ähnliche Nachteile auf und sind daher zur Lösung der erfindungsgemäß gestellten Aufgabe nicht geeignet.
Aufgabe der Erfindung ist die*Schaffung einer Säule zur selektiven Adsorption von spezifischen Blutproteinen. Durch die Erfindung soll eine Säule jeschaffen werden, die sich zur Behandlung von Autoimmunkrankheiten, Krebskrankheiten, hepatischen Insuffizienzen etc. durch Blutreinigung eignet. Ferner soll durch die Erfindur.g ein Verfahren zur Behandlung von Blut zur Verfügung gestellt werden, bei dessen Durchführung spezifische Blutproteine selektiv adsorbiert werden.
Die erfindungsgemäße Adsorptionssäule weist eine Bluteinlaß- und Blutauslaßöffnung auf, die jeweils mit einem Filter versehen sind. Die Einlaß- und Auslaßöffnungen können jede Struktur besitzen, die eine Verbindung mit einem Blutkreislauf ermöglicht. Das Filter dient dazu, das gepackt Adsorbens zurückzuhalten und muß daher eine derart bemessene lichte Maschenweite besitzen, daß keine Adsorbensteilchen hindurchgehen. Andererseits muß das Filter den leichten Durchgang von Blut ermöglichen. Zur Behandlung des gesamten Blutes ist es erforderlich, daß die Blutkorpuskeln leichtdurch das Filter fließen können. Zu diesem Zweck ist es im allgemeinen vorzuziehen, wenn das Filter eine lichte Maschenweite von 0,07 bis 0,30 mm (50 bis 200 mesh) besitzt. Da die Säule im allgemeinen nach einer Dampfautoklavenbehandlung verwendet wird, soll das Filter vorzugsweise gegenüber einer Dampfautoklavenbehandlung widerstandsfähig sein. In dieser Hinsicht ist es vorzuziehen, wenn das Filter aus Cellulose oder insbesondere aus einem Polyester besteht. Das Säulenrohr besteht gewöhnlich aus einem synthetischen Harz, vorzugsweise Polypropylen oder einem Polycarbonat. Die Form des Säulenrohres sollte vorzugsweise derart sein, daß die innere Oberfläche so glatt und eben wie möglich ist, so daß ein reibungsloser Durchgang von Blut durch die Säule gewährleistet ist.
Das erfindungsgemäß einzusetzende Adsorbens ist ein poröses Material mit einem mittleren Porendurchmesser (D) von 30 bis 3000 A/ wobei das Verhältnis des Volumens/ das von Poren mit Durchmessern zwischen 0,8D-1,2D eingenommen wird, zu dem gesamten Porenvolumen wenigstens 80 % beträgt. Ist .der mittlere Porendurchmesser geringer als 30 A, dann werden Proteine kaum adsorbiert, während im Falle von mittleren Porendurchmessern mit mehr als 3000 A das poröse Material in ungeeigneter Weise zerbrechlich wird. Das erfindungsgemäß einzusetzende poröse Material muß eine enge oder scharfe Porengrößenverteilung in der Weise besitzen, daß dann, wenn der mittlere Porendurchmesser als D ausgedrückt wird, Poren mit Durchmessern zwischen 0,8D-1,2D wenigstens 80 % des Gesamtporenvolumens einnehmen. Ist die Porengrößenverteilung breiter, dann nimmt die Selektivität der Adsorption in ungeeigneter Weise ab, wobei verschiedene Proteine gleichzeitig adsorbiert werden und es schwierig ist, spezifische Proteine allein selektiv zu adsorbieren. Keines der derzeit verfügbaren Aktivkohleharze oder porösen organischen Harze besitzen eine derartig enge Porengrößenverteilung, so daß keines dieser Materialien in den Rahmen der Erfindung fällt.
Zur Durchführung der Erfindung ist es erforderlich, den mittleren Porendurchmesser des porösen Materials in Abhängigkeit von dem Molekulargewicht des zu adsorbierenden Proteins auszuwählen. Zur Adsorption von beispielsweise Proteinen mit Molekulargewichten von 500 bis 20000 bewirkt beispielsweise die Verwendung eines porösen Materials mit einem mittleren Porendurchmesser von 30 bis 150 A eine selektive Adsorption von Proteinen mit Molekulargewichten innerhalb des vorstehend erwähnten Bereichs. Zur Adsorption von Proteinen mit Molekulargewichten von 20000 bis 200000 wird ein mittlerer Porendurchmesser von 150 bis 1000 A bevorzugt, während für Proteine mit Molekulargewichten von 200000 bis 1000000 ein mittlerer Porendurchmesser
von 1000 bis 3000 A vorzuziehen ist.
Die Proteine, die durch die erfindungsgemäße Adsorption entfernt werden können/ sind beispielsweise folgende: Proteine mit Molekulargewichten von 5OC bis 20000/ wie toxische Proteine, die durch Giftschlargen, Skorpione/ giftige Seeigel, giftige Frösche, Bienen etc. sekretiert werden, Lysozyme, Cytochrom C sowie der immunosuppressive Faktor, der als "immunoregulatores o^ -Globulin (IRA)V bezeichnet wird, wobei sich dieses Material insbesondere im Blut von Krebspatienten findet, Proteir.e mit Molekulargewichten von 20000 bis 200000, wie ]f -Globulin, Albumin, cC ^Antitrypsin (C^1AT), C-reaktives Protein (CRP), ö£..-Säureglykoprotein (AAG), immunosuppressives Säui eprotein (IAP), oO -Fetoprotein (AFP) sowie andere prote nartige immunosuppressive Faktoren. $-Globulin ist eine Gruppe von Proteinen mit Molekulargewichten von ungefähr 160000. Von diesen Proteinen sind Immunoglobuline die verursachenden Faktoren von Autoimmunkrankheiten. Diese Faktot en müssen aus dem Blut zur Behandlung der Krankheiten en fernt werden. Poröse Materialien mit mittleren Porendu chmessern von 350 bis 900 A vermögen % -Globuline in wirksamer und selektiver Weise zur adsorbieren. Daher werden dann, wenn }( -Globuline entfernt werden sollen, poröse Materialien mit mittleren Porendurchmessern innerhalb der vorstehend erwähnten Bereiche besonders bevorzugt. Die vorstehend erwähnten proteinhaltigen immunosuppressiven Faktoren finden sich im Blut von Krebspatienten und üben e-ne suppressive Aktivität gegenüber dem Angriff des Imm insystems auf Krebszellen aus.
Die Proteine mit ΜοΓ ekulargew ί-chten von 200000 bis 1000000, die entfernt werden können, sLnd beispielsweise Komplemente (beispielsweise CIq), Fibrinogen, Mikrofibrin sowie Antigen-Antikörper-Komplexe (Immunkomplexe).
Das erfindungsgemäß einzusetzende poröse Material besteht beispielsweise aus porösem Glas, porösem Siliziumdioxid, porösem Aluminiumoxid sowie porösen keramischen Materialien. Poröses Glas kann durch Säurebehandlung von geschmolzenen Alkaliborsilikatgläsern erzeugt werden, indem eine feine Phasentrennung als Ergebnis einer Wärmebehandlung bei Temperaturen innerhalb des Ubergangstemperaturbereiches erfolgt ist. Poröses Siliziumcioxid kann durch Säurebehandlung einer wäßrigen Lösung von Nctriumsilikat erzeugt werden. Poröses Aluminiumoxid kann durch Brennen von Formungen aus hydratisiertem Aluminiumoxid hergestellt werden, während poröse keramische Materialien durch Sintern eines keramischen Aggregats mit einem Glasbindemittel herstellbar sind. Diese porösen Materialien müssen natürlich, wie vorstehend erwähnt, einen mittleren Porendurchmesser (D) von 30 bis 3000 A und ein Verhältnis des Volumens, das von Poren mit Durchmessern zwischen 0,8D und Ί',2Ό eingenommen wird, zu dem gesamten Poren1 olumen von 80 % oder mehr besitzen. Von den vorstehend erwähnten porösen Materialien werden diejenigen mit Silanolgruppen auf ihrerOberflache bevorzugt, da sie hohe Protoinadsorptionskapazitäten besitzen, jedoch kaum wertvolle Kompo ienten, wie Zucker und Vitamine, adsorbieren. Daher werden vm den vorstehend erwähnten Materialien poröses Glas und x>röses Siliziumdioxid bevorzugt, wobei poröses Glas besonders bevorzugt wird, weil es eine hohe Adsorptionskapazität und eine aus ausgeprägte mechanische Festigkeit besitzt. Vorzugsweise weist das poröse Material ein spezifisches Porenvolumen von nicht weniger als 0,1 ccm/g und insbesondere von nicht weniger als 0,5 ccm/g und nicht mehr als 2 ccm/g auf. Ein poröses Material mit einem spezifischen Porenvolumen von weniger als 0,1 ccm/g besitzt ein geringes Proteinadsorptionsvermögen und ein poröses Material mit einem spezifischen Porenvolumen von mehr als 2 ccm/g besitzt eine geringe mechanische Festigkeit. Vorzugsweise besitzt das poröse Material eine Teilchengröße von 0,05 bis 3,0 mm (4 bis 270 mesh) und insbesondere 0,3 bis 3,0 mm (4 bis 50 mesh) zur Adsorp-
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tion von ganzen Blutproteinen ind 0,05 bis 3,0 mm (4 bis 270 mesh) zur Adsorption von PLasma oder Serumproteinen.
Das erfindungsgemäß einzusetze ide poröse Material kann in seiner vorliegenden Form verwendet werden, vorzugsweise wird jedoch ein mit einem hydrophilen Polymer überzogenes Material bevorzugt infolge der guten Blutverträglichkeit, da in diesem Falle ein Anhaften von Plättchen und eine Hämolyse von roten Blutzellen verhindert und eine Aktivierung von Komplementen unterdrückt wird. Als hydrophile Polymere kommen beispielsweise Polymere auf der Basis von Acrylsäureestern, Polymere aul der Basis von Methacrylsäureestern, Polymere auf der Baris von Acrylamid, Polymere auf der Basis von Vinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Cellulosenitrat und Gelatine infraoe. Bevorzugt werden von diesen Polymeren solche auf der Iasis von Acrylsäureestern sowie Polymere auf der Basis ■* on Methacrylsäureestern. Insbesondere bevorzugt werden Copolymere aus wenigstens einem Acrylsäure- oder Methacrylsäureester der folgenden allgemeinen Formeln (I) oder (II) mit einem Epoxygruppen-enthaltenden polymerisierbaren Monomeren der allgemeinen Formeln (III) , (IV) oder (V):
COO-R2-OR4
CH2 = 1
COO-R--NR.R.' (II>
2 4 4
COO-R -CH-CH-3 ^0/ 2
CRnR, ' = CR1"
•τ
CHn-OCH^-CH-CH. (IV)
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worin R1, R · und R " jeweils für H oder Methyl stehen, R2 eine bivalente Alkylengruppe, die 2 bis 3 Kohlenstoffatome enthält, die eine oder mehrere Substituenten tragen kann, oder eine Poly(oxyalkylen)gruppe ist, R3 eine bivalente Alkylengruppe, die 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthält, die substituiert sein kann, oder eine Polyoxyalkylengruppe darstellt, R. und R4 1 jeweils für H oder eine Alkylgruppe, die 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthält, welche eine Hydroxyl- oder Aminogruppe tragen kann, versinnbildlichen.
Das poröse Material, das mit einem derartigen hydrophilen Polymeren beschichtet ist, sollte vor der Verwendung für therapeutische Zwecke sterilisiert werden, vorzugsweise durch Autoklavenbehandlung. Zur Verhinderung einer Auflösung der Überzugsschicht während der Sterilisation ist es empfehlenswert, daß das Polymere als Bestandteilseinheit ein Epoxygruppen-enthaltendes polymerisierbares Monomeres der vorstehend angegebenen allgemeinen Formeln (III) , (IV) oder (V) als Überzugsmittel enthält, das anschließend gehärtet oder vernetzt wird, beispielsweise durch Wärmebehandlung, um · dieses Material wasserunlöslich zu machen. Der geeignete Gehalt an Epoxygruppen-enthaltendem polymerisierbaren Monomeren liegt zwischen 0,1 und 10 Gew.-%.
Das poröse Material kann mit dem hydrophilen Polymeren durch Aufbringen einer Lösung des Polymeren in einem* entsprechenden Lösungsmittel, wie Methanol oder Ethanol, auf das poröse Material, durch Eintauchen oder durch Aufsprühen oder nach der Naßkoagulationsmethode beschichtet werden. Die Uberzugsschicht muß-derartig sein, daß ein ausreichendes Ausmaß an Blutverträglichkeit des porösen Materials vorliegt, ohne daß dabei merklich das Adsorptionsvermögen des porösen Materials herabgesetzt wird. Unter diesem Gesichtspunkt liegt die geeignete Konzentration des hydrophilen Polymeren in der Lösung, die für die Beschichtungsbehandlung verwendet wird, zwischen 0,05 und 2 % und insbesondere zwischen 0,05 und 0,5 %.
Wird das poröse Material mit einem Copolymeren beschichtet, das als Bestandteilseinheit ein Epoxygruppen-enthaltendes Monomeres der vorstehend angegebenen Formeln (III), (IV) oder (V) besitzt, dann kann eine Vernetzung dadurch bewirkt werden, daß man auf 80 bis 1200C 1 bis 24 h erhitzt, um das Copolymere wasserunlöslich zu'machen.
Das erfindungsgemäß zu verwendende poröse Material kann ferner bezüglich der Selektivität der Adsorption durch Einführen einer elektrischen Ladung auf seine Oberfläche verbessert werden. Handelt es sich bei den zu adsorbierenden Proteinen um basische Proteine, dann werden negativ geladene Gruppen, wie Carboxyl- oder Sulfogruppen, eingeführt, während im Falle von sauren Proteinen positiv geladene Gruppen, wie Aminogruppen, eingeführt werden. Beispielsweise kann die Einführung von Aminogruppen in der Weise durchgeführt werden, daß das poröse Material mit einer Aminosilanverbindung, wie '£ -Aininopropyltriethoxysilan, behandelt wird, während die Carboxylgruppeneinführung in der Weise bewerkstelligt werden kann, daß das aminosilanierte poröse Material mit Bernsteinsäureanhydrid oder mit Bernsteinsäure in Gegenwart eines Carbodiimide umgesetzt wird. Die Einführung von Sulfogruppen läßt sich beispielsweise in der Weise durchführen, daß eine Aldehydgruppe durch Behandlung mit Glutaraldehyd in saurem Zustand eingeführt wird, worauf sich die Aminosilanierung anschließt und dann das Zwischenprodukt mit Taurin unter alkalischen Bedingungen behandelt wird. Eine andere Ladungseinführungsmethode besteht darin, das poröse Material mit einem Carboxyl-, SuIfο- oder Aminogruppenenthaltenden Polymeren zu beschichten. Beispiele für derartige Polymere sind Polyacrylsäure, Polymethacrylsäure, Polystyrol/Sulfonsäure sowie Copolymere aus Monomeren, welche Bestandteilseinheiten dieser Polymeren mit hydrophilen Monomeren sind. Die geeignete Konzentration der Carboxyl-, SuIfο- oder Aminocruppen-enthaltenden Polymeren in der Lösung, die zur Beschjchtungsbehandlung verwendet wird, schwankt zwischen 0,05 und 5,0 und insbesondere zwischen 0,1 und 2 %.
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Zur Adsorption von beispielsweise Albumin, das ein saures Protein ist, bedingt der Einsatz von porösen Materialien mit Aminogruppen, die auf deren Oberfläche eingeführt werden, eine äußerst selektive Adsorption von Albumin.
Wie zuvor erwähnt, muß das erfindungsgemäß einzusetzende poröse Material einen mittleren Porendurchmesser und eine Porengrößenverteilung innerhalb des vorstehend angegebenen Bereiches besitzen. Der mittlere Porendurchmesser sowie die Porengrößenverteilung werden mittels eines Quecksilberporosimeters gemessen.
Bei einer engen Porengrößenverteilung besitzt das poröse erfindungsgemäße Material eine ausgezeichnete Selektivität bezüglich der Proteinadsorption. Durch Verwendung eines porösen Materials mit einem spezifischen mittleren Porendurchmesser, der in Abhängigkeit von dem Molekulargewicht des zu adsorbierenden Proteins ausgewählt wird, kann das unerwünschte Protein in wirksamer Weise ohne merkliche Adsorption von wertvollen Blutkomponenten adsorbiert werden. Wie zuvor erwähnt wurde, ist die Beziehung zwischen dem Molekulargewicht des Proteins und dem mittleren Porendurchmesser derart, daß mittlere Porendurchmesser von 30 bis 150 A, 150 bis 1000 A und 1000 bis 3000 A für Molekulargewichte von 500 bis 20000, 20000 bis 200000 bzw. 200000 bis 1000000 gelten.
Demgegenüber sind Aktivkohle sowie poröse Harze, die bisher zur Entfernung von schädlichen Komponenten im Blut durch Adsorption verwendet wurden, ungeeignet, da sie nicht nur die gesuchten Proteine adsorbieren, sondern auch wertvolle Proteine, Zucker und Vitamine aufgrund der Tatsache, daß ihre Porengrößenverteilung erheblich breiter ist.
Die beigefügten Zeichnungen erläutern bevorzugte Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Säule zur Blutproteinadsorption. Die Fig. 1 zeigt ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Adsorptionssäule. Der Hauptkörper 1 weist eine
Bluteinlaßöffnung 2 und eine Blutauslaßöffnung 3 auf. Die Einlaß- und Auslaßöffnung sind jeweils mit einem Filter 4 versehen. Zwischen den Filtern ist ein erfindungsgemäßes poröses Material 5 gepackt. Das Blut tritt durch den Einlaß 2 ein, gelangt durch das Filter 4, kommt in Kontakt mit dem porösen Material 5/. wobei Proteine an dem porösen Material adsorbiert werden, und verläßt die Säule durch den Auslaß 3.
Zur Entfernung von Blutproteinen durch Adsorption unter Einsatz der erfindungsgemäßen Adsorptionssäule gemäß der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform wird das Blut aus einem Patienten entnommen, der Adsorptionssäule unter Verwendung der Pumpe 6 zugeführt und nach der Entfernung von Proteinen durch Adorption erneut in den Patienten eingeführt. Zusätzlich zu einem cerartigen allgemein verwendbaren System existiert ein anderes System, das in Fig. gezeigt wird. Gemäß diesem System wird das Blut aus einem Patienten entnommen und in eine Blutkorpuskelfraktion und in eine Plasmafraktion mittels; eines Plasmaseparators 7 aufgetrennt, wobei die Plasmafraktion allein durch die Adsorptionssäule 1 zur Proteinentfernung durch Adsorption geleitet und dann mit de;r Korpuskularfraktion vereinigt wird, worauf die Mischung erneut in den Patienten zurückgeführt wird. Ein optimales S/stern kann aus diesen Systemen je nach Bedarf ausgewählt werden. Die Säule kann ferner neben diesen extrakorporeilen Umlaufsystemen in ein anderes System eingebaut werden.
Wie bereits erwähnt, ermöglicht es die Erfindung, verschiedene Krankheiten zu behandeln, da spezifische Proteine, die im Blut vorliegen, nunmehr selektiv durch Adsorption entfernt werden können. Das erfindungsgemäß beschriebene Blut besteht aus Vollblut, Plasma und Serum. Beispielsweise werden im Falle von Autoimmunkrankheiten, wie einer hämolytischen Autoimmunanämie, einer Glomerulonephritis, einer chronischen rheumatischen Arthritis, einer systemischen Schmetterlingsflechte, einer systomischen Sklero-
dermie, einer Knotenperiarteritis etc./ Antikörper (Immunoglobuline mit Molekulargewichten von ungefähr 160000) gegen die eigenen Organe oder Körperkomponente des Patienten erzeugt, wobei diese die Hauptverursachungsfaktoren sind. Die Antikörper liegen im Blut als solche oder in Form von Antigen/Antikörper-Komplexen {Immunkomplexen mit Molekulargewichten von 200000 bis 1000000) vor. Daher kann eine therapeutische Behandlung in der Weise bewirkt werden, daß Immunoglobuline durch Adsorption unter Verwendung eines porösen Materials mit einem mittleren Porendurchmesser von 350 bis 900 A entfernt werden oder Antigen/Antikörper-Komplexe durch Adsorption unter Verwendung eines porösen Materials mit einem mittleren Porendurchmesser von 1000 bis 3000 A beseitigt werden. Auch bei Organtransplantationen, bei welchen Antikörper (Immunoglobuline) gegen die transplantierten Organe gebildet werden, welche eine Abstoßung verursachen, kann die Abstoßungsreaktion durch Entfernen der Antikörper durch Adsorption unter Einsatz des vorstehend erwähnten porösen Materials beseitigt werden. Ferner liegen im Blut von Krebspatienten immunosuppressive Faktoren vor, von denen man annimmt, daß es sich um Antigene handelt, wie immunoregulatorisches οί> -Globulin (IRA, Molekulargewicht: 500 bis 10000) ,0O1-Antitrypsin (o^-AT) , C-reaktives Protein (CRP, Molekulargewicht ungefähr 140000), oO -Säureglykoprotein (AAG), immunosuppressives Säureprotein (IAP, Molekulargewicht ungefähr 59000) und 06 -Fetoprotein (AFP, Molekulargewicht ungefähr 74000), ferner immunosuppressive Faktoren, von denen man annimmt, daß es sich um Antikörper handelt (Molekulargewicht: 100000 bis 200000), wobei der Angriff des Immunsystems auf Krebszellen dadurch vermieden wird. Da die Mengen dieser immunosuppressiven Faktoren je nach Art des Krebses verschieden sind, kann der Krebs durch Entfernung der hauptsächlichen immunosuppressiven Faktoren durch Adsorption unter Einsatz eines porösen Materials mit einem entsprechenden mittleren Porendurchmesser (30 bis 150 A im Falle von IRA und 150 bis 1000 A im Falle von anderen Materialien) behandelt werden.
• ♦ ·
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Im Falle einer hepatischen Insuffizienz liegt eine große Menge an Stoffwechselprodukten (beispielsweise Bilirubin) im Blut in albumingebundener Form vor und verursacht Gelbsucht. Daher kann diese durch Entfernung der albumingebundenen Stoffwechselprodukte unter Einsatz eines porösen Materials mit einem mittleren*Porendurchmesser von 150 bis 1000 A und einer Aminogruppe auf der Oberfläche behandelt werden.
Wie bereits erwähnt, eignet sich die Erfindung zur Behandlung von verschiedenen Krankheiten. Erforderlichenfalls kann eine Säule mit 2 oder mehreren darin gepackten porösen Materialien oder eine Vielzahl von täulen zur Erhöhung des therapeutischen Effekts oder zur Behandlung von zwei oder mehreren Krankheiten zur gleichen Zeit verwendet werden.
Im allgemeinen wird die erfindungsgemäße Säule nach einer Sterilisation eingesetzt. Bevorzugte Sterilisationsmethoden sind unter- anderem eine Wasserdampfsterilisation unter Druck sowie eine / -Strahlensterilisation.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1
Poröses Glas (CPG-10-75) mit einem mittleren Porendurchmesser D = 90 Ä, einem Verhältnis des Volumens, das durch Poren mit Durchmessern von 0,80-1,2D eingenommen wird, zu dem Gesamtporenvolumen = 98 %, einem spezifischen Porenvolumen = 0,54 ccm/g, einer Oberfläche = 174 ma/g, einer Teilchengröße = 0,12 bis 0,17 mm (80 bis 120 mesh) (Beispiel 1-1), ein Produkt der Firma Electro Nucleonics Inc., wird mit % -Aminopropyltriethoxysilan in unter Rückfluß stehendem Toluol für eine Aminogruppeneinführung behandelt und dann mit Bernsteinsäureanhydrid in wasserfreiem Dioxan zur Gewinnung eines carboxylierten porösen Glases
(Beispiel 1-2) umgesetzt. Getrennt wird poröses Glas CPG-1.0-75 in eine 1 Gew.-%ige Lösung eines Copolymeren aus 79 % Hydroxy e thy lmethacrylat, 20 % Methacrylsäure und 1 % GIycidylmethacrylat in Ethanol eingetaucht, dann getrocknet und erhitzt, wobei ein poröses Glas erhalten wird, das mit Carboxylgruppen-enthaltendem hydrophilem Polymeren beschichtet ist (Beispiel 1-3).
Poröses Glas FPG-100L (mittlerer Porendurchmesser D = 96 A, Verhältnis des Volumens, das von Poren mit Durchmessern von 0,8D-1,2D eingenommen wird, zu dem Gesamtporenvolumen = 82 %, einem spezifischen Porenvolumen = 0,60 ccm/g, einer Oberfläche = 171 m2/g, einer Teilchengröße = 0,12 - 0,17 mm (80 bis 120 mesh)) (Beispiel 1-4), ein Produkt der Wako Pure Chemical Industries, Ltd., wird nach der in Beispiel 1-2 beschriebenen Weise zur Gewinnung eines Produktes (Beispiel 1-5) carboxyliert. Poröses Glas FPG-100L wird mit dem gleichen hydrophilen Polymeren nach der in Beispiel 1-3 beschriebenen Weise zur Gewinnung eines Produkts (Beispiel 1-6) beschichtet.
Ferner wird poröses Glas CPG-10-170 (mittlerer Porendurchmesser D = 220 A, Verhältnis des Volumens, das von Poren mit Durchmessern von 0,8D-1,2D eingenommen wird, zu dem gesamten Porenvolumen = 90 %, spezifisches Porenvolumen = 1,23 ccm/g, Oberfläche = 140 m2/g, Teilchengröße = 0,12 - 0,17 mm (80 bis 120 mesh]) (Beispiel 1-7) und poröses Glas CPG-10-240 (mittlerer Porendurchmesser D = 370 A, Verhältnis des Volumens, das von Poren mit Durchmessern von 0,8D-1,2D eingenommen wird, zu dem Gesamtporenvolumen = 86 %, spezifisches Porenvolumen = 1,34 ccm/g, Oberfläche = 97 m2/g, Teilchengröße = 0,12 bis 0,17 mm (80 bis 120 meshl (Beispiel 1-8), jeweils ein Produkt der Electro Nucleonics Inc., werden verwendet. Aktivierte Kohlekügelchen (BAC-MU-L, ein Produkt der Kureha Chem. Ind. Co. mit einer breiten Porengrößenverteilung) wird als Vergleichsprobe (Beispiel 1 bis 9) verwendet.
.." ". *..* .:. 311 j G O ο
Diese Materialien werden auf ihre Fähigkeiten zum Adsorbieren von Eiweißlysozym (Sigma), Pferdeherzcytochrom C (SLgma) und Rinderserumalbumin (Fraktion V, Sigma) untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse gehen aus der Tabelle I hervor.
Tabelle I
Proteinadsorptionsvermögen (in 3 h)
Beispiel Nr.
(poröses Glas)		 mittlerer
Porendurch-
messer		 Lysozym Cytochrom C
(Molekular- (Molekular
gewicht " gewicht
14600) 12800)		 mg/g - mg/g Albumin
(Molekular
gewicht
ca. 60000)
1-1
(CPG-10-75) 		90 Ä 111,0 - 0 mg/g
1-2
(CPG-10-75) ' 		90 61,2 55,8 0
1-3
(CPG-10-75) 		90 69,2 — 0
1-4
(FPG-IOOL) 		96 90,6 - 0
1-5
(FPG-IOOl)		 96 80,4 ' 102,6 0
1-6
(FPG-IOOL) 		96 67,8 114 ?0 0
1-7
(CPG-10-170)		 220 112 j 8 — 67,8
1-8
(CPG-10-240) 		370 106,0 - 59,0
1-9 (Vergleich
(BAC-MÜ-L) 		7,8 2;4
* Berechnet aus der überstehenden Proteinkonzentration
Es erfolgt eine Untersuchung auf Albumin nach der Bromkresolgriin-Methode und auf Cytochrom C durch UV-Absorption und auf Lysozym nach der Biuret-Methode.
Testbedingungen: Anfängliche Proteinkonzentration: Lysozym 2 g/dl, Albumin 2 g/dl, Cytochrom C 2 g/dl in 0,9 %iger phosphatgepufferter Salzlösung; Badverhältnis: 3 ml/0,5 g Adsorbens; 370C, Schütteln mit 120 Zyklen pro min (cpm).
Wie aus der Tabelle I hervorgeht, adsorbieren die porösen Materialien der Beispiele 1-1 bis 1-6 mit jeweils einem mittleren Porendurchmesser, der geringer als 150 A ist, gut das Lysozym und das Cytochrom C, bei denen es sich um Proteine mit niederem Molekulargewicht handelt, wobei jedoch keine Adsorption des Serumalbumins festzustellen ist. Demgegenüber besitzen die porösen Materialien des Beispiels 1-7 und des Beispiels 1-8 mit einem mittleren Porendurchmesser von mehr als 150 A eine geringe Selektivität sowohl bezüglich des Lysozyms als auch des Serumalbumins.
Beispiel 2
Poröses Glas CPG-10-240 (vgL. Beispiel 1-8) (Beispiel 2-1), ein Produkt der Electro Nucleonics, Inc., wird in eine 1 Gew;-%ige Lösung eines Copolymeren aus 79 Gew.-% Hydroxyethylmethacrylat, 20 Gew.-% Methacrylsäure und 1 Gew.-% Glycidylmethacrylat in Ethanol eingetaucht, dann getrocknet und erhitzt, wobei ein poröses Glas erhalten wird, das mit dem hydrophilen Polymeren beschichtet ist (Beispiel 2-2).
Poröses Glas FPG-250L (mittlerer Porendurchmesser D = 220· A, Verhältnis des Volumens, das von Poren mit Durchmessern von 0,8D-1,2D eingenommen wird, zu dem Gesamtporenvolumen = 96 %, spezifisches Porenvolumen = 0,89 ccm/g, Oberfläche = 103 m2/g, Teilchengröße = 0,12 bis 0,17 mm (80 bis 120 mesh)) (Beispiel 2-3), ein Produkt der Wako Pure Chemical Industries, Ltd., wird mit den gleichen hydrophilen Polymeren nach der
in Beispiel 2-2 beschriebenen Weise zur Gewinnung eines Produktes überzogen (Beispiel 2-4).
Poröses Glas FPG-100L (vgl. Beispiel 1-4) (Beispiel 2-5), ein Wako-Produkt, wird mit dem gleichen hydrophilen Polymeren wie in Beispiel 2-2 beschichtet, wobei ein Produkt (Beispiel 2-6) erhalten wird. Aktivkohlekügelchen BAC-MU-L (vgl. Beispiel 1-9) wird als Vergleichsprobe verwendet (Beispiel 2-7) .
Die Adsorptionsvermögen dieser Materialien bezüglich Rinderserumalbumin (Fraktion V, Sigma) und Rinderserum-^'-globulin (Fraktion II, Sigma) gehen aus der Tabelle II hervor.
Wie aus der Tabelle ersichtlich ist, adsorbieren die porösen Materialien der Beispiele 2-1 bis 2-4 mit jeweils einem mittleren Porendurchmesser von mehr als 150 A gut das Albumin und ^-Globulin, während die porösen Materialien gemäß Beispiel 2-5 und Beispiel 2-6 mit einem mittleren Porendurchmesser von weniger als 150 A das Albumin und Jf -Globulin nicht adsorbieren.
Tabelle II Proteinadsorptionsvermögen (in 3 h) *
mittlerer Rinderserunalbumiii (Mole- Rinderserum- y~glo-Beispiel Porendurch- kulargewicht ca. 60000) bulin (Molekularge-Nr. messer wicht ca. 160000)
2-1 370 Ä "60 mg/g 53 mg/g
2-2 " 44 28
2-3 220 83 36
2-4 " 70 20
2-5 96 0 0
2-6 " 0 0
2-7 2,4 0
* Berechnet aus der Proteinkonzentration in der überstehenden Flüssigkeit. Es erfolgt eine Untersuchung auf Albumin nach der Bromkresolgrünmethode und auf das Gesamtprotein nach der Biuret-Methode. Die % -Globulinkonzentration wird als Unterschied zwischen dem Gesamtprqtein und Albumin errechnet.
Testbedingungen: Anfängliche Proteinkonzentration: Rinderserumalbumin 2 g/dl. Rinderserum-j'-globulin 2 g/dl, gemischt in phosphatgepufferter Kochsalzlösung; Badverhältnis: 6 ml/g des Adsorbenses; 37°C, Schütteln mit 120 Zyklen pro Minute.
Beispiel 3
Jeweils 0,5 g des porösen Glases CPG-I0-240 (vgl. Beispiel 1-8) (Beispiel 3-1), CPG-10-500 (mittlerer Porendurchmesser D = 700 A, Verhältnis des Volumens, das von Poren mit Durchmessern von 0,8D-1,2D eingenommen wird, zu dem Gesamtporenvolumen = 99 %, spezifisches Porenvolumen = 0,87 ccm/g, Oberfläche = 39 m2/g, Teilchengröße = 0,12 bis 0,17 mm (80 bis 120 mesh) (Beispiel 3-2) und CPG-10-700 (mittlerer Porendurchmesser D = 880 A, Verhältnis des Volumens, das von Poren mit Durchmessern von 0,8D-1,2D eingenommen wird, zu dem Gesamtporenvolumen = 99 %, spezifisches Porenvolumen =1,25 ccm/g, Oberfläche 37 m2/g, Teilchengröße = 0,12 bis 0,17 mm (80 bis 120 mesh) (Beispiel 3-3), jeweils Produkte der Electro Nucleonics, Inc., werden eingesetzt. 3 ml einer Lösung von Rinderserumalbumin (Fraktion V, Sigma) und Rinderserum- ^-globulin (Fraktion II, Sigma) in einer phosphatgepufferten Kochsalzlösung mit einer Konzentration eines jeden Proteins von 2 g/dl wird zugesetzt, worauf die Mischung bei 37°C mit 120 Zyklen pro min geschüttelt wird. Von der überstehenden Flüssigkeit werden Proben in Intervallen entnommen und auf Albumin nach der Bromkresolgrün-
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Methode und auf das Gesamtprotein nach der Biuret-Methode untersucht. Die Y -Globulinkonzentration wird als Unterschied zwischen dem Gesamtprotein und dem Albumin berechnet. Die mittleren Porendurchmesser der verwendeten porösen Glasspezies sowie die Adsorptionskapazitäten für Albumin und Ϋ -Globulin gehen aus*der Tabelle III hervor. Bei einem Vergleich mit den gemäß Beispiel 2 erhaltenen Ergebnissen zeigen diese Ergebnisse, daß die porösen Materialien mit mittleren Porendurchmessern von 350 bis 900 A eine ausgezeichnete Adsorptionsselektivität für $ -Globulin besitzen.
Tabelle III Proteinadsorptionskapazitäten (in 3 h)
Beispiel Nr. Mittlerer Poren- Y -Globulin Albumin
durchmesser
3-1
3-2
3-3
370 A 53 ,1 mg/g 58 ,2 mg/g
700 34 /8 25 ,2
880 42 ,6 36 ,6
Beispiel 4
Jeweils 25 g poröses Glas CPG-10-500 (vgl. Beispiel 3-2), CPQ-10-700 (vgl. Beispiel 3-3) und CPQ-IO-IOOO (mittlerer Porendurchmesser D = 1300 A, Verhältnis des Volumens, das von Poren mit Durchmessern von 0,8D-1,2D eingenommen wird, zu dem Gesamtporenvolumen = 90 %, spezifisches Porenvolumen = 1,05 ccm/g, Oberfläche = 28 m2/g, Teilchengröße = 0,12 bis 0,17 mm (80 bis 120 mesh)), ein Produkt der Electro Nucleonics, Inc., werden in 200 ml einer 5 %igen X-Aminopropyltriethoxysilanlösung in Toluol eingetaucht und unter Rückfluß über Nacht erhitzt. Die auf diese Weise aminier-
ten CPQ-Materialien werden mit Toluol gewaschen und getrocknet. 10 g eines jeden aminierten CPG-Materials wird in ml einer 10 %igen Bernsteinsäurelösung in Dioxan eingetaucht, worauf die Mischung bei 400C 7 h lang geschüttelt wird. Die auf diese Weise carboxylierten CPG-Materialien (Beispiel 4-1, 4r-2 bzw. 4-3) werden mit Dioxan gewaschen und getrocknet. Jeweils 0/5 g des carboxylierten CPG werden genommen und auf die Adsorptionskapazitäten für Albumin und Y-Globulin nach den in Beispiel 3 beschriebenen Methoden getestet. Die Ergebnisse gehen aus der Tabelle IV hervor.
Tabelle IV
Proteinadsorptionskapazitäten von carboxylierten CPG-Materialien (in 3 h)
Beispiel Nr. mittlerer Poren- ^-Globulin Albumin durchmesser
4-1 700 A • 36 ,0 mg/g 31 ,2 mg/g
4-2 880 68 ,9 ~o
4-3 1300 27 /6 27 ,6
Beispiel 5
.Das carboxylierte CPG-IO-IOQO mit einem mittleren Porendurchmesser von 1300 A, hergestellt gemäß Beispiel 4, wird mit einem Hydroxyethylmethacrylat/Methacrylsäure-Copolymeren nach der Sprühmethode beschichtet, wobei der Gewichtsprozentsatz der Beschichtungsschicht 0,2 % beträgt. Das Produkt wird auf die Adsorptionskapazi täten für Albumin und Jf -Globulin nach der in Beispiel 3 beschriebenen Methode getestet. Die Adsorptionskapazität für Albumin und Jf-Globulin in 3 h betragen 15,0 mg/g bzw. 75,0 mg/g. Es wird daher
festgestellt, daß diese Beschichtungsbehandlung das Albuminadsorptionsvermögen des carboxylierten CPG vermindert/ jedoch seine Y "Globulinadsorptionskapazität erhöht.
Beispiel 6
Poröses Glas CPG-IO-IOOO (Beispiel 4), ein Produkt der Electro Nucleonics, Inc., wird mit Polyacrylsäure nach der Sprühmethode (Gewichtsprozent der Beschichtung = 0,5 %) beschichtet und dann bei 1200C 2 h lang erhitzt. Das Produkt wird auf die Adsorptionskapazitäten für Albumin und tf -Globulin nach der in Beispiel 3 beschriebenen Methode getestet. Die Adsorptionskapazitäten für Albumin und fl .-Globulin in 3 h betragen 42,0 mg/g bzw. 60,0 mg/g. Auf diese Weise wird festgestellt, daß auch ein Beschichten mit einem Carboxylenthaltenden Polymeren eine Erhöhung des Y -Globulinadsorptionsvermögens des CPG-Materials bedingt.
Beispiel 7
Poröses Glas CPG-10-500 (vgl. Beispiel 3-2), ein Produkt der Electro Nucleonics, Inc., wird nach der in Beispiel 4 beschriebenen Weise aminosilaniert. 5 g des Silanationspron dukts werden verwendet. 50ml einer 5 %igen Glutaraldehydlösung in 1 η Chlorwasserstoffsäure wird zugesetzt und die Mischung bei Zimmertemperatur 17 h lang geschüttelt. Das CPG wird gut mit Wasser gewaschen, worauf 50 ml einer 5 %igen Taurinlösung in 1 η Natriumhydroxid zugesetzt werden. Die Mischung wird bei Zimmertemperatur 8 h geschüttelt. Das auf diese Weise erhaltene CPG mit Sulfoendgruppen wird auf das Adsorptionsvermögen für Albumin und J^-Globulin nach der in Beispiel 3 beschriebenen Methode getestet. Die Mengen an Albumin und ^-Globulin, die in 3 h adsorbiert werden, betragen 25,8 mg/g bzw. 63,6 mg/g. Die Ergebnisse zeigen, daß die Sulfogruppeneinführung eine größere Zunahme der Adsorptionsselektivität für fl-Globu-
lin als die Carboxylgruppeneinführung bedingt.
Beispiel 8
Jeweils 25 g poröses Glas CP&-10-500 (Beispiel 3-2), CPG-10-700 (Beispiel 3-3) und CPG-10-1000 (Beispiel 4), Produkt der Electro Nucleonics, Inc., werden in 200 ml einer 5 %igen Lösung von ^-Aminopropyltriethoxysilan in Toluol eingetaucht und unter Rückfluß über Nacht erhitzt. Jeweils 0,5 g der nichtbehandelten CPQ-Materialien (Beispiele 8-1, 8-3 bzw. 8-5) sowie der aminierten CPG-Materialien (Beispiele 8-2/ 8-4 bzw. 8-6) werden auf das Adsorptionsvermögen für Albumin und X-Globulin nach der in Beispiel 3 beschriebenen Methode getestet. Die Ergebnisse gehen aus der Tabelle V hervor. Für jeden der mittleren Porendurchmesser zeigen die Ergebnisse, daß die Aminogruppeneinführung die Adsorptionskapazität für Albumin erhöht, jedoch das Adsorptionsvermögen für o^-Globulin vermindert.
Tabelle V
Protexnadsorptionskapazitäten von porösen Glasspezies (in 3 h)
Beispiel" mittlerer Poren Aminogruppen- Albumin ^-Globulin ~o
Nr. durchmesser einführung 42,6
8-1 700 A nicht durchgef. 25,2 mg/g 34,8 mg/g 3,6
8-2 700 A durchgeführt 38,4 9,0
8-3 880 A nicht durchgef. 36,6
8-4 880 A durchgeführt 53,4
8-5 1300 A nicht durchgef. 48,0
8-6 1300 A durchgeführt 64,2
Beispiel 9
Poröses Glas CPG-IO-HOO (mittlerer Porendurchmesser D = 1400 Ä, Verhältnis des Volumens, das von Poren mit Durchmessern von 0,8D-I,2D eingenommen wird, zu dem gesamten Porenvolumen = 99 %, spezifisches Porenvolumen = 0,66 ecm/ g, Oberfläche = 8,3 m2/g, Teilchengröße = 0,12 bis 0,17 mm (80 bis 120 mesh)), ein Produkt der Firma Electro Nucleonics, Inc., wird in unter Rückfluß stehendem Toluol mit y-Aminopropyltriethoxysilan behandelt. Das Aminierungsprodukt wird dann mit Bernsteinsäureanhydrid in wasserfreiem Dioxan umgesetzt, wobei eine Carboxylgruppen-tragende CPG-10-1400-Modifikation (Beispiel 9-1) erhalten wird.
Poröses Glas CPG-10-2000 (mittlerer Porendurchmesser D = 2800 A, Verhältnis des Volumens, das von Poren mit Durchmessern von 0,8D-1,2D eingenommen wird, zu dem gesamten Porenvolumen = 99 %, spezifisches Porenvolumen = 0,66 cem/g, Oberfläche = 8,3 m2/g, Teilchengröße = 0,12 bis 0,17 mm (80 bis 120 mesh)) (Beispiel 9-2), ein Produkt der gleichen Firma, wird nach der in Beispiel 9-1 beschriebenen Weise zur Gewinnung einer Carboxylgruppen-tragenden Modifikation (Beispiel 9-3) behandelt. Ferner wird poröses Glas CPG-10-2000 in eine 1 Gew.-%ige Methanollösung eines Copolymeren aus 79 Gew.-% Hydroxyethylmethacrylat, 20 Gew.-% Methacrylsäure und 1 Gew.-% Glycidylmethacrylat in Ethanol eingetaucht, getrocknet und wärmebehandelt, wobei eine CPG-10-2000-Modifikation, die mit dem hydrophilen Polymeren beschichtet ist, erhalten wird (Beispiel 9-4) .
Poröses Glas FPG-2000L (mittlerer Porendurchmesser D = 2200 A; Verhältnis des Volumens, das von Poren mit Durchmessern von 0,8D-1,2D eingenommen wird, zu dem Gesamtporenvolumen = 90 %, spezifisches Porenvolumen - 0,92 cem/g, Oberfläche 14 m2/g/ Teilchengröße = 0,12 bis 0,17 mm (80 bis 120 mesh)) (Beispiel 9-5), ein Produkt der Wako Pure Chemical Industries, Ltd., wird nach der in Beispiel 9-1 beschriebenen Weise be-
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handelt, wobei ein Produkt mit an die Oberfläche eingeführten Carboxylgruppen erhalten wird (Beispiel 9-6).
Poröses Glas CPG-10-700 (vgl. Beispiel 3-3) (Beispiel 9-7), ein Produkt der Electro Nucleonics, Inc., wird nach der in Beispiel 9-1 beschriebenen Weise behandelt, wobei ein Produkt mit in die Oberfläche eingeführten Carboxylgruppen erhalten wird (Beispiel 9-8).
Diese porösen Materialien werden auf ihre Adsorptionskapazitäten für Urease (Typ III, Sigma, Molekulargewicht = 470000) und Rinder-^-globulin (Fraktion II, Sigma, Molekulargewicht = 160000) untersucht. Eine Mischung aus jedem Material und einer Lösung der Proteine in einer phosphatgepufferten Kochsalzlösung bei einem Badverhältnis von 6 ml/g des Adsorbenses wird bei 370C 3 h geschüttelt, wobei die Anfangskonzentration eines jeden Proteins 2 g/dl beträgt. Die Proteinkonzentrationen in der überstehenden Flüssigkeit werden nach der Biuret-Methode bestimmt und die Adsorptionskapazitäten für die Proteine daraus berechnet. Die dabei erhaltenen Ergebnisse gehen aus der Tabelle Vl hervor.
Tabelle VI
Proteinadsorptionskapazitäten (in 3 h)
Beispiel Nr. mittlerer Poren- Urease ^f-Globulin durchmesser
9-1 1400 Ä 9,6 mg/g 3,0 mg/g
9-2 2800 5,4 -
9-3 2800 18,6 0
9-4 2800 12,0 0
9-5 2200 2,0 0
9-6 2200 16,2 1,2
9-7 880 3,5 45,0
9-8 880 2,0 69,0
- 29 -
Wie aus den Werten in der Tabelle VI hervorgeht/ hat die Verwendung eines jeden der porösen Materialien mit einem mittleren Porendurchmesser in einem Bereich von 1000 bis 3000 A gemäß Beispiel 9-1 bis Beispiel 9-6 eine selektive Adsorption von Urease, einem Protein mit einem hohem Molekulargewicht, zur Folge, wobei jedoch praktisch keine Adsorption des 2f-Globulins mit niederem Molekulargewicht festgestellt wird. Demgegenüber adsorbieren die porösen Materialien mit einem mittleren Porendurchmesser von weniger als 1000 A gemäß Beispiel 9-7 und Beispiel 9-8 praktisch keine Urease, jedoch ^-Globulin in relativ großen Mengen.
Beispiel 10
Poröses Material CPG-10-1400 (s. Beispiel 9), ein Produkt der Electro Nucleonics, Inc. wird in Beispiel 10-1 verwendet. Poröses Glas FPG-700L (mittlerer Porendurchmesser D = 720 Ä, Verhältnis des Volumens, das von Poren mit Durchmessern von 0,8D-1,2D eingenommen wird, zu dem Gesamtporenvolumen = 99 %, spezifisches Porenvolumen = 0,95 ccm/g, Oberfläche = 37 m2/g, Teilchengröße = 0,12 bis 0,17 mm (80 bis 120 mesh)), ein Produkt der Wako Pure Chemical Industries, Limited, wird gemäß Beispiel 9-1 zur Einführung von Oberflächencarboxylgruppen behandelt. Das Produkt wird in Beispiel 10-2 verwendet. Die Adsorptionskapazitäten für Rinderleberkatalase (Miles Laboratories, Molekulargewicht = 240000) betragen unter den gleichen Testbedingungen wie in den Beispielen 9-1 bis 9-6 mit Ausnahme der anfänglichen Proteinkonzentration 2,3 g/dl. Die erhaltenen Ergebnisse gehen aus der Tabelle VII hervor. Die Werte zeigen, daß ein poröses Material mit einem mittleren Porendurchmesser von nicht weniger als 1000 A für eine Adsorption von Katalase mit einem Molekulargewicht von 240000 erforderlich ist.
- 30 Tabelle VII
Protein(Katalase) -Adsorptionskapazitäten (in 3 h) 0 mg/g
mittlerer Poren
durchmesser		 Katalase
Beispiel 10-1
Beispiele 10-2		 1400 A
720		 19/
0
Beispiel 11
50 ml CPG-10-350 (mittlerer Porendurchmesser D = 380 A, · Verhältnis des Volumens, das von Poren mit Durchmessern von 0,8D-1,2D eingenommen wird, zu dem Gesamtporenvolumen = 86 %, spezifisches Porenvolumen = 1,39 ccm/g. Oberfläche = 90 TCi2Zg, Teilchengröße = 0,12 bis 0,17 mm (80 bis 120 mesh)), ein Produkt der Electro Nucleonics, Inc., das in eine 0,25 Gew.-%ige Lösung eines Cppolymeren aus 99,5 % Hydroxymethylmethacrylat und 0,5 % Glycidylmethacrylat in Ethanol eingetaucht, dann getrocknet und erhitzt worden ist, wird in eine Polypropylensäule eingefüllt, deren beide Enden mit einem Polyesterfilter mit einer lichten Maschenweite von 0,08 mm versehen sind. Vollblut eines Kaninchens (3,46 kg, S) wird in der Säule in vivo 1 h mit einer Fl.^geschwindigkeit von ungefähr 5 ml/ min umlaufen gelassen. Aliquots des Bluts werden aus der Arterienleitung und der Venenleitung entnommen und das Plasma durch Zentrifugieren erhalten. Das Plasma wird durch Flüssigkeitschromatographie (High Performance Liquid Chromatography) (Vorrichtung: ALC/GPC Typ 244 (Waters Associates Inc.), Säule: G-3000SW (Innendurchmesser 7,5 mm, Länge 600 mm, Toyo Soda), Eluiermittel: 1/15 m Phosphatpuffer (0,15 m NaCl, pH 6,0), Fließgeschwindigkeit: 1,0 ml/ min, Detektor: UV (28D nm)) analysiert. Aus den erhaltenen Peakhöhen des Chromatogramms lassen sich die jeweiligen Entfernungsraten für Albumin bzw. ^-Globulin berechnen.
Die in der Tabelle VIII zusammengefaßten Ergebnisse zeigen offensichtlich, daß 70 % ^-Globulin im Blut innerhalb 1 h entfernt werden, während Albumin auf nur 20 % vermindert wird.
Tabqlle VIII Entfernung von Albumin und $"-Globulin in dem Kaninchenblut
Umlaufzeit Albumin (%) ^-Globulin (%)
1 h Arterie 23 63
Vene 27 68
Beispiel 12
2 g CPG-10-75 (vgl. Beispiel 1) wird in eine Polypropylensäule (siehe Beipsiel 11) eingepackt. Durch die Säule werden 15 ml eines Kaninchenvollbluts, das 120 mg Eiweißlysozym enthält, bei 37°C 3 h mit einer Fließgeschwindigkeit von ungefähr 3 ml/min umlaufen gelassen. Die Konzentration an Lysozym, Albumin und ^-Globulin werden jeweils zum gleichen Zeitpunkt nach der gleichen in Beispiel 11 beschriebenen Methode bestimmt.
Aus den Ergebnissen der Tabelle IX geht hervor, daß Lysozym spezifisch innerhalb von 3 h entfernt wird, während demgegenüber Albumin und !(-Globulin überhaupt nicht beseitigt werden.
Tabelle IX Entfernung von Lysozym im Kaninchenblut
Umlauf- Lyso- Albumin #-Globulin
zeit (h) zym (%) {%) (%J
0 0 0
1 95 0
2 99 0
3 100 0
Beispiel 13
Kaninchenantirinderserumalbumin-Antiserum, das aus einem Kaninchen erhalten worden ist, das durch Rinderserumalbumin (BSA) immunisiert worden ist, wird mit 100 mg BSA bei 370C 30 min bebrütet. Es erfolgt eine Filtration durch ein 0,2 μ Membranfilter, wobei ein Kaninchenserum erhalten wird, .das löslichen Immunkomplex enthält.
Carboxyliertes CPG-1O-2000-Material (vgl. Beispiel 9-3) wird in eine Polypropylensäule (analog der Säule gemäß Beispiel 12) eingepackt, worauf 10 ml des vorstehend beschriebenen Kaninchenserums durch diese Säule bei 37°C 3 h mit einer Fließgeschwindigkeit von ungefähr 3 ml/min umlaufen gelassen werden. Die Veränderung der Immunkomplexkonzentrationen in dem Kaninchenserum werden durch Flüssigkeitschromatographie mit hohem Wirkungsgrad (HPLC) unter den in Beispiel 11 beschriebenen Bedingungen analysiert, mit der Ausnahme, daß die eingesetzte Säule eine G-4000SW-Säule ist (Innendurchmesser 7,5 mm, Länge 600 mm, Toyo Soda).
Die Ergebnisse gehen aus der Tabelle X hervor. Der Immunkomplex nimmt um ungefähr 30 % innerhalb von 3 h ab, während andere Proteine, bei denen es sich praktisch um Albumin und ^-Globuline handelt, nur um 7 % vermindert werden. Daraus geht hervor, daß die erfindungsgemäße Säule dazu in der Lage ist, den Immunkomplex in dem Kaninchenserum selektiv zu entfernen.
Tabelle X
Entfernung von Immunkomplex in Kaninchenserum
Umlaufzeit (h) Immunkomplex (%) Andere Proteine (%)
1 5 0
2 8 0
3 30 .7
-33-Leerseite

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  1. PATBNTANWiLXB BUBOFBAN PATENT ATTOHNEYB
    DR. WOLFGANG MÜLLER-BORE (PATENTANWALTVON 1927 - 1975) DR. PAUL DEUFEL. DIPL.-CHEM. DR. ALFRED SCHÖN, DIPL.-CHEM. WERNER HERTEL, DIPL.-PHYS.
    K 1541
    KURARAY CO., LTD.
    1621, Sakazu, Kurashiki-City, Japan
    Säule für die Adsorption von Blutproteinen
    Patentansprüche
    Säule für die Adsorption von Blutproteinen, gekennzeichnet durch einen Bluteinlaß und einen Blutauslaß mit jeweils einem Filter und ein poröses Material, das zwischen beiden Filtern gepackt ist, wobei das poröse Material einen mittleren Porendurchmesser von 30 bis 3000 Ä aufweist und das'Verhältnis des Volumens, das durch Poren mit Durchmessern zwischen 0,8D-1,2D zu dem gesamten Porenvolumen eingenommen wird, wenigstens 80%beträgt, wobei D der mittlere Porendurchmesser ist.
    B mOnchfN 86. SlEBERTSTR. 4 POB 860720 · KABEL: MUEBCPAT · TEl. (089) 474005 ■ TELECOPIER XEROX 400 TELEX 5-24
  2. 2. Säule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Porendurchmesser des porösen Materials zwischen 30 und 150 A zur Adsorption von Proteinen mit Molekulargewichten von -500 bis 20000 liegt.
  3. 3. Säule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Porendurchmesser des porösen Materials zur Adsorption von Proteinen mit Molekulargewichten von 20000 bis 200000 zwischen 150 und 1000 A liegt.
  4. 4. Säule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Porendurchmesser des porösen Materials zur Adsorption von Proteinen mit Molekulargewichten zwischen 200000 und 1000000 zwischen 1000 und 3000 A liegt.
  5. 5. Säule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Porendurchmesser des porösen Materials zur Adsorption von ^-Globulin zwischen 350 und 900 A liegt.
  6. 6. Säule nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Material mit einem hydrophilen Polymeren überzogen ist.
  7. 7. Säule nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das hydrophile Polymere aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Polymeren auf der Basis von Acrylsäureestern, Polymeren auf der Basis von Methacrylsaureestern, Polymeren auf der Basis von Acrylamid, Polymeren auf der Basis von Vinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Cellulosenitrat und Gelatine besteht.
  8. 8. Säule nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das hydrophile Polymere ein Polymeres auf der Basis eines Acrylsäure- oder Methacrylsäureesters ist.
  9. 9. Säule nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das hydrophile Polymere ein Polymeres auf der Basis von
    Acrylsäure- oder Methacrylsäure ist, wobei ein Epoxygruppen-enthaltendes polymerisierbares Monomeres copolymerisiert ist.
  10. 10. Säule nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des porösen Materials negativ geladen ist.
  11. 11. Säule nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Material Carboxyl- oder Sulfogruppen auf der Oberfläche trägt-
  12. 12. Säule nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Material Silanolgruppen auf
    der Oberfläche trägt.
  13. 13. Säule nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Material ein poröses Glas ist, das durch Säurebehandlung eines Alkaliborsilikatglases mit einer feinen Phasentrennungsstruktur erhalten worden ist.
  14. 14. Säule nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das spezifische Porenvolumen des porösen Materials nicht weniger als 0,5 ccm/g beträgt.
  15. 15. Säule nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das spezifische Porenvoluemn des porösen I4aterials zwischen 0,5-2 ccm/g liegt.
  16. 16. Säule nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter jeweils aus einem Polyester oder aus Cellulose hergestellt worden sind.
  17. 17. Säule nach einer ι der Ansprüche 1 bis 5, dadurch tjekenn-
    • · ψ m ■ * ι
    -A-
    zeichnet, daß die Filter jeweils lichte Llaschenweiten von 0,07 bis 0,30 nun (50 bis 200 mesh) besitzen.
  18. 18. Verwendung eines porösen Materials mit einem mittleren Porendurchmesser (D) von 30 bis 3000 A, wobei das Verhältnis des Volumens, das von £oren mit Durchmessern zwischen 0,8D-1,2D zu dem gesamten Porenvolumen eingenommen wird, wenigstens 80 % beträgt, zur Herstellung einer Säule zur Adsorption von Blutprotein, wobei die Säule einen Bluteinlaß und einen Blutauslaß aufweist, die jeweils mit einem Filter versehen sind, und wobei ein poröses Material zwischen beiden Filtern gepackt ist.
  19. 19. Verwendung eines porösen Materials nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Porendurchmesser des Porenmaterials zwischen 30 und 150 A zur Adsorption von Proteinen mit Molekulargewichten zwischen 500 und 20000 liegt.
  20. 20; Verwendung eines porösen Materials nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Porendurchmesser des porösen Materials zur Adsorption von Protein mit Molekulargewichten zwischen 20000 und 200000 zwischen 150 und 1000 A liegt.
  21. 21. Verwendung eines porösen Materials gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Porendurchmesser des porösen Materials zur Adsorption von Proteinen mit Molekulargewichten von 200000 bis 1000000 zwischen 1000 und 3000 A liegt.
  22. 22. Verwendung eines porösen Materials nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Porendurchmesser des porösen Materials zur Adsorption von ^-Globulin zwischen 350 und 900 A liegt.
  23. 23. Verwendung eines porösen Materials nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Material ein poröses Glas ist, das durch Säurebehandlung eines Alkaliborsilikatglases mit einer feinen Phasentrennungsstruktur erhalten worden ist.
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