專利名稱：：透明冷卻凝膠的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及在移植醫(yī)學(xué)中冷卻器官的
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是冷卻凝膠。
背景技術(shù)：
：在移植醫(yī)學(xué)中，將待移植的組織或器官冷卻是降低代謝過程速率并實(shí)現(xiàn)器官保存的常見方法。通過細(xì)碎的冰制劑實(shí)現(xiàn)低至_5°C的溫度。因?yàn)樾枰跓o菌環(huán)境下工作，所以此細(xì)碎的冰通常由冷凍無菌等滲鹽溶液或者5%葡萄糖溶液來產(chǎn)生，其作為填充于袋中的輸注溶液有售。在低溫冰箱中低于_15°C的溫度下于包裝材料中實(shí)現(xiàn)冷凍。然后，通過向袋施加機(jī)械能(例如錘擊)將獲得的冰塊變?yōu)榧?xì)碎的冰屑。接著，在無菌環(huán)境中將破碎的冰取出，用它們處理器官或組織。細(xì)碎的冰受到更多的限制。首先，它需要破碎的很細(xì)，以使之可以圍繞器官區(qū)域，并且還可置于更小區(qū)域的周圍。另外，在融化冰屑時(shí)獲得的水溶液應(yīng)具有5至7的pH，并且應(yīng)為大致等滲的，即應(yīng)具有生理?xiàng)l件，使得不破壞組織。所獲得的所有物質(zhì)必須是醫(yī)學(xué)相容的，從而使得有可能留在操作區(qū)中的殘余融化溶液不帶來風(fēng)險(xiǎn)。后者通過如下實(shí)現(xiàn)將等滲的中性PH的0.9%鹽溶液或5%葡萄糖溶液(其用作輸注溶液)冷凍。在融化這些溶液之后，其具有良好的生理耐受性并且不造成器官損傷。但是，上文所述冰混合物具有以下缺點(diǎn)它們?cè)诎缧∑鞴賲^(qū)域的機(jī)械性能方面不是最佳的，即它們不具有柔性。EP1649842描述了用于冷卻器官的冷卻凝膠用作適于此目的的封袋中冷卻材料的用途。沒有描述冷卻材料與器官的直接接觸。另外，也沒有公開特別適用于此目的的組合物。EP970707描述了基于明膠的冷卻凝膠。所述的冷卻凝膠既沒有用于冷卻器官，也不是適用于此應(yīng)用的組合物。因此，本發(fā)明的目的是尋找適用于在移植醫(yī)學(xué)中冷卻器官的具有良好成形性且透明的冷卻制劑，其中器官與冷卻制劑之間直接接觸。本發(fā)明的目的還包括生產(chǎn)這樣的冷卻制劑。此外，本發(fā)明的目的還包括尋找在移植之前和過程中冷卻器官的有利方法，其避免使用碎冰冷卻的缺點(diǎn)，即低成形性和低透明度。有利地，通過權(quán)利要求1的冷卻凝膠和其根據(jù)權(quán)利要求7的生產(chǎn)以及根據(jù)權(quán)利要求10的冷卻器官的方法來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。本發(fā)明的冷卻凝膠在-5°c至+4°C的溫度下是柔軟且可成形的，同時(shí)是生理上可接受的，也具有冷卻器官和組織區(qū)域必需的冷卻能力。有利地，這樣的冷卻凝膠在>5°C時(shí)是液體，在解凍后易于從器官流掉，因此易于除去。方便地，所述制劑僅含有無毒成分，使得在進(jìn)行冷卻之后殘余部分留在器官中的情況下，其是完全無害的。這樣的冷卻凝膠具有3_20wt%的明膠含量，優(yōu)選6-lOwt%。這樣的組合物有利地含有生理上可接受的電解質(zhì)，例如鈉、鉀、鎂、鈣和乳酸鹽，至少是等滲的，但是也有可能富集多至eOOmosmol/kg的摩爾滲透壓濃度。理想地，這些凝膠的凝膠化范圍為+5°C至_5°C。琥珀酰明膠是通過琥珀酸交聯(lián)的明膠。因此，特別地，其中使用琥珀酰明膠作為明膠的冷卻凝膠在高度相關(guān)的-5°C至+4°C溫度范圍內(nèi)具有機(jī)械穩(wěn)定性和良好可成形性的理想結(jié)合，另外還具有良好的冷卻能力。本發(fā)明的冷卻制劑可以從水溶液制得，填裝于塑料容器中并且滅菌，類似于已知的用作血漿容量替代品的明膠制劑的情況。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述冷卻制劑僅僅由明膠或明膠衍生物、乳酸鹽和電解質(zhì)組成。電解質(zhì)優(yōu)選以下列濃度包含于其中150-300mmol/l鈉、5-10mmol/l鉀、1.5-3mmol/l鎂、1.5_3mmol/l鈣、100-200mmol/l氯。乳酸鹽優(yōu)選以30-60mmol/l的濃度包含于其中。本發(fā)明的組合物不同于后來的制劑，其具有高得多的明膠衍生物含量，以及有可能還有更高的電解質(zhì)含量。將由此獲得的水溶液填裝于容器中，例如聚乙烯或PVC袋中，在-8°C至；TC(例如，通過將其放入調(diào)節(jié)至相應(yīng)溫度的冰箱中)下轉(zhuǎn)變?yōu)橥该鞯哪z形式。優(yōu)選地，在_5°C至1°C的溫度下進(jìn)行凝膠化?；蛘撸瑢⒃撝苿┰?10°C至_30°C低溫冷凍，優(yōu)選_15°C至_20°C，特別優(yōu)選在大約_18°C，然后可以將低溫冷凍的硬制劑加熱至_5°C或者更高的溫度，由此轉(zhuǎn)變?yōu)槟z樣持續(xù)狀態(tài)(consistency)。在室溫下，在約60分鐘內(nèi)呈現(xiàn)機(jī)械上易于成形的結(jié)構(gòu)，并且是透明的。此物質(zhì)可于_5°C至4°C溫度下的冰箱內(nèi)保存多達(dá)24小時(shí)，在此期間其可用作冷卻制劑。還可將低溫冷凍的制劑置于2_8°C的冰箱內(nèi)。在約12小時(shí)內(nèi)，其呈現(xiàn)可成形的透明的凝膠冰結(jié)構(gòu)，其類似地也可在接下來的24小時(shí)內(nèi)用作冷卻制劑。明膠是膠原樣蛋白質(zhì)。與明膠不同，動(dòng)物體內(nèi)的膠原不溶于水。其由三螺旋膠原樣蛋白組成，其聚集成膠原纖維，因此形成骨、軟骨、血管等。明膠通常來自動(dòng)物膠原，常常來自于豬皮，但是來自于天然膠原的每一種明膠均適用于本發(fā)明。在明膠的生產(chǎn)中，首先消化膠原，打開三螺旋。由此將膠原樣蛋白轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄孕问健Ｔ谌芤褐芯哂邢鄳?yīng)高的明膠濃度時(shí)，膠原蛋白在低溫下交聯(lián)，并形成凝膠樣持續(xù)狀態(tài)。可通過將改變明膠交聯(lián)性質(zhì)的物質(zhì)添加于明膠中來改變天然明膠的性質(zhì)。通過使用這樣的交聯(lián)劑(例如尿素或琥珀酸或其鹽)而得到明膠衍生物。明膠或明膠衍生物在醫(yī)用溶液中的用途是由于通常用作血漿或血液容量擴(kuò)充劑而知名的。這些溶液可含有明膠衍生物，例如琥珀酰明膠、氧化聚合明膠或者尿素交聯(lián)明膠溶液，但是不同于本發(fā)明的制劑，這些明膠溶液中明膠衍生物的濃度范圍低得多。針對(duì)每種生理上可接受的交聯(lián)明膠，本領(lǐng)域技術(shù)人員均可通過改變這些參數(shù)來實(shí)施本發(fā)明。但是，出乎意料地發(fā)現(xiàn)，琥珀酰明膠相比于天然明膠、尿素交聯(lián)明膠或者氧化聚合明膠，特別適于在低溫下形成具有足夠機(jī)械性質(zhì)的凝膠。相比于含有其它明膠或其衍生物的冷卻制劑，這些基于琥珀酰明膠的冷卻制劑具有特別寬的相關(guān)溫度范圍，其中凝膠樣狀態(tài)對(duì)于冷卻器官的目的而言在可成形性和機(jī)械穩(wěn)定性之間獲得理想的平衡。在_5°C至+5°C的相關(guān)溫度范圍內(nèi)，基于琥珀酰明膠的冷卻凝膠還具有優(yōu)異的冷卻能力。術(shù)語“琥珀酰明膠”描述用琥珀酸或其鹽或琥珀酸酐交聯(lián)的明膠衍生物，術(shù)語“明膠琥珀酸酯”也用作同義詞。理想地，本發(fā)明的制劑在室溫下應(yīng)具有足夠的液體程度，使得它們可輕易地從冷卻的器官區(qū)域除去。另外，室溫下的液相提供了另外的優(yōu)點(diǎn)這些溶液可以更容易地填裝或生產(chǎn)。冷凍之后，低于3%濃度的明膠，同其它用作血漿容量擴(kuò)充劑的市售明膠輸注溶液一樣，不產(chǎn)生具有期望機(jī)械穩(wěn)定性的凝膠，而是根據(jù)其化學(xué)結(jié)構(gòu)僅僅困難地部分形成凝膠。這些制劑從高可成形性但機(jī)械穩(wěn)定性不足的狀態(tài)向高機(jī)械穩(wěn)定性的不可成形性狀態(tài)的變化太快，即僅有很小的溫度范圍。加入電解質(zhì)獲得血液等滲條件同時(shí)降低了冰的結(jié)晶溫度，這除了產(chǎn)生生理?xiàng)l件之外，也是一種期望的效果，因?yàn)楸Y(jié)晶的發(fā)生使凝膠變得不透明并變硬。通過加入電解質(zhì)，可將摩爾滲透壓濃度調(diào)節(jié)至高達(dá)650mOSmOl/kg，因?yàn)榇朔秶匀皇亲⑸涞酵庵苎艿妮斪⒁嚎山邮艿摹?80-600的摩爾滲透壓濃度是優(yōu)選的，400-550mosmol/kg的范圍是特別優(yōu)選的。同時(shí)，可相應(yīng)地調(diào)節(jié)冰的結(jié)晶溫度。具有濃度>3%的明膠琥珀酸酯的明膠制劑是特別優(yōu)選的。相比于氧化聚合明膠衍生物和尿素交聯(lián)明膠制劑，該明膠衍生物在相對(duì)低的濃度下就已形成機(jī)械上足夠穩(wěn)定的凝膠?？赏ㄟ^生理性添加鎂或鈣到高達(dá)3mmol/l的水平來增加明膠制劑的強(qiáng)度?？蓮墓鈱W(xué)用明膠(photogelatin)制備優(yōu)選的溶液，但也可使用所有天然明膠及其衍生物。平均分子量25-45kD的明膠或明膠衍生物是優(yōu)選的。其溶解于注射用水中，可進(jìn)行熱解，之后用琥珀酸酐交聯(lián)或衍生化?？捎眠^氧化氫除去溶液中的熱原。在加入電解質(zhì)以獲得等滲條件或者加入鈣或鎂之后，理想地對(duì)溶液進(jìn)行過濾除菌，填裝于塑料容器中和/或加熱滅菌。實(shí)施例實(shí)施例1將含有150mmol/l鈉、5mmol/l鉀、1.5mmol/l鎂、100mmol/l氯和30mmol/l乳酸鹽的3%明膠琥珀酸酯溶液500ml置于調(diào)節(jié)為_18°C的冰箱中。2.5小時(shí)后，含有琥珀酰明膠的溶液轉(zhuǎn)變?yōu)橥该髂z。由琥珀酰明膠獲得的凝膠具有高的可成形性，并且具有低機(jī)械穩(wěn)定性，所得凝膠仍有輕微的流動(dòng)傾向。在冰箱中長(zhǎng)期保存時(shí)，機(jī)械穩(wěn)定性緩慢增加。實(shí)施例2將具有300mmol/l鈉、10mmol/l鉀、3mmol/l鎂、200mmol/l氯和60mmol/l乳酸鹽的電解質(zhì)濃度的6%和9%琥珀酰明膠水溶液置于_18°C的冰箱內(nèi)，隨時(shí)間觀察凝膠形成。在約1小時(shí)后，9%溶液變?yōu)槟z樣，而6%溶液在2小時(shí)后才形成凝膠。2.5小時(shí)后，從冰箱中取出凝膠，隨時(shí)間觀察溫度，得到下列結(jié)果。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>兩種凝膠都具有機(jī)械穩(wěn)定性且?guī)缀鯖]有流動(dòng)傾向。權(quán)利要求用于制備含有3％-20％明膠或明膠衍生物及生理上可接受電解質(zhì)含量之凝膠樣冷卻制劑的水溶液，其摩爾滲透壓濃度為280-650mosmol/kg。2.根據(jù)權(quán)利要求1的溶液，其特征在于所述明膠或明膠衍生物為尿素交聯(lián)明膠、氧化聚合明膠或琥珀酰明膠。3.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一項(xiàng)的溶液，其特征在于所述明膠或明膠衍生物具有25-45kD、優(yōu)選30-40kD的平均分子量。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)的溶液，其特征在于所述溶液含有5%-15%、優(yōu)選6%-9%的明膠或明膠衍生物。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)的溶液，其特征在于所述溶液含有150-300mmol/l鈉5-10mmol/l鉀1.5-3mmol/l鎂1.5-3mmol/l鈣100-200mmol/l氯30-60mmol/l乳酸鹽。6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)的溶液，其特征在于所述溶液是無菌且無熱原的。7.通過冷卻根據(jù)權(quán)利要求1至5所述溶液來生產(chǎn)冷卻凝膠的方法，其通過如下方式進(jìn)行將所述溶液冷卻至低于-rc，直至水溶液變?yōu)闄C(jī)械穩(wěn)定的可成形凝膠狀態(tài)。8.通過冷卻根據(jù)權(quán)利要求1至5所述溶液來生產(chǎn)冷卻凝膠的方法，其通過如下方式進(jìn)行將所述溶液低溫冷凍至-10°C至_30°C，然后將所述制劑加熱至>_5°C，直至硬的冷凍溶液變?yōu)闄C(jī)械穩(wěn)定的可成形凝膠狀態(tài)。9.根據(jù)權(quán)利要求7至8的生產(chǎn)冷卻凝膠的方法，其還包括先前對(duì)所述溶液除菌過濾和/或?qū)λ鋈芤簻缇念~外步驟。10.通過根據(jù)權(quán)利要求7至9的方法生產(chǎn)的冷卻凝膠。11.在移植之前或期間冷卻器官的方法，其通過將所述器官直接接觸含有3%至20%明膠或明膠衍生物的冷卻凝膠來實(shí)現(xiàn)。全文摘要對(duì)于移植醫(yī)學(xué)中冷卻器官和組織而言，目前為止僅使用冰制劑，其不像凝膠那樣柔軟，并且必須通過費(fèi)力的機(jī)械破碎從冷凍、無菌、無熱原、等滲的輸注溶液(例如5％的葡萄糖或者0.9％的鹽溶液)達(dá)到所需細(xì)碎程度。該制劑缺乏凝膠樣持續(xù)性以及昂貴的制備過程是非常大的缺點(diǎn)。因此，需要生產(chǎn)用于移植醫(yī)學(xué)的冷卻制劑，其在-5℃至4℃的溫度范圍內(nèi)是凝膠樣、柔軟、透明的并且具有足夠機(jī)械穩(wěn)定性，并且仍然可成形。根據(jù)本發(fā)明，這樣的制劑可以簡(jiǎn)單地通過冷卻或冷凍由濃度為3-20重量％的明膠溶液而制得，其為等滲的或者被調(diào)節(jié)為280-650mosmol/kg，并且基本上是中性pH。文檔編號(hào)A01N1/02GK101808510SQ200880109576公開日2010年8月18日申請(qǐng)日期2008年9月17日優(yōu)先權(quán)日2007年10月1日發(fā)明者克勞斯·佐默邁爾,貝恩德-W·穆勒申請(qǐng)人:費(fèi)森尤斯卡比德國(guó)有限公司