DE69103427T2

DE69103427T2 - Chemische zusammensetzungen.

Info

Publication number: DE69103427T2
Application number: DE69103427T
Authority: DE
Inventors: Rolf Pfirrmann
Original assignee: Ed Geistlich Soehne AG fuer Chemische Industrie
Current assignee: Ed Geistlich Soehne AG fuer Chemische Industrie
Priority date: 1990-10-01
Filing date: 1991-09-27
Publication date: 1995-04-20
Anticipated expiration: 2011-09-28
Also published as: GB9021325D0; CA2093116A1; EP0551359B1; EP0551359A1; DE69103427D1; WO1992005693A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Zusammensetzungen zur Konservierung von Organen zum Verpflanzen bzw. Transplantieren.
Die ex-vivo-Lagerung von Organen zum Transplantieren ist eine verhältnismäßig neue Entwicklung. Im Falle von Nieren sind die zwei am gewöhnlichsten verwendeten Methoden hypothermische Lagerung und kontinuierliche Perfusion. Im Falle der hypothermischen Lagerung werden die Organe aus dem Körper entfernt, rasch abgekühlt, in eine Ausschwemmlösung getaucht und bei einer Temperatur von 0 bis 4 ºC gehalten. Im Falle der kontinuierlichen Perfusion wird ein pulsierender Fluß eines geeigneten mit Sauerstoff beladenen bzw. oxidierten Perfusats durch das Organ bei hypothermischen Temperaturen geleitet. Diese Techniken haben es ermöglicht, gewisse Organe solange wie sieben Tage vor der Verpflanzung zu lagern.
Im allgemeinen enthielten Ausschwemm- und Perfusatlösungen ein kollidales Material, um Wasser zu binden und so Ödeme zu vermindern. Ursprünglich wurde humanes Serumalbumin verwendet, jedoch wurden später eine Anzahl von synthetischen Kolloidmaterial versucht, in dem Bemühen, mehr ein Standard- Produkt zu erzeugen. Jedoch waren nur wenige davon wirksam. In den späten 60er-Jahren wurde gezeigt, daß Collins-Lösung oder die modifizierte EuroCollins-Lösung in der Lage waren, die Nieren so lange wie 72 Stunden durch kontinuierliche Perfusion zu konservieren. Jedoch waren Versuche, um diese Arbeit auf andere Organe auszudehnen, weniger erfolgreich.
GB-2 213 362A offenbart Perfusionslösungen, die ein Lactobionat und Hydroxyethylstärke (HES) enthalten mit einem Molekulargewicht von 150 000 bis 350 000 Dalton, wobei die HES im wesentlichen frei von Ethylenglykol, Ethylenchlorhydrin, Natriumchlorid und Aceton ist. Diese werden beansprucht, daß sie die klinische Organkonservierungszeit ausdehnen. Jedoch wurde von solchen Lösungen gewöhnlich gefunden, daß sie eine "juckende" Reaktion erzeugen, was ihre Anwendung begrenzt. Es wurde gefunden, daß diese Reaktion mit dem hohen Molekulargewicht der HES einhergeht und daß HES mit niedrigerem Molekulargewicht im wesentlichen frei von einem solchen Effekt ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Verwendung einer wäßrigen Lösung von physiologisch inerter Hydroxyethylstärke zur Konservierung und Lagerung eines Organs geschaffen, das zur Transplantation vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese Hydroxyethylstärke ein mittleres Molekulargewicht von weniger als 100 000 Dalton hat.
Unter dem Ausdruck "physiologisch inert" ist zu verstehen, daß das HES-Material keinerlei irgendwie signifikante unerwünschte physiologische Wirkungen ausübt und dies erfordert in erster Linie, daß es im wesentlichen frei von Verunreinigungen wie Ethylenoxid oder Chlorhydrin oder Lösungsmitteln wie Aceton ist.
Im allgemeinen wird es bevorzugt, daß das mittlere Molekulargewicht der HES im Bereich von 30 000 bis 70 000 Dalton, vorteilhafterweise etwa 65 000 Dalton, liegt es ist vorzugsweise frei von HES mit einem Molekulargewicht über 100 000 Dalton. Der Grad der Substitution der NES ist vorzugsweise im Bereich von 0,4 bis 0,7. HES 40 (0,5) mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 65 000 und einem Substitutionsgrad von 0,5 ist besonders bevorzugt. Bei einer Konzentration von 6 Gew.-% gibt dies einen kolloiden osmotischen Druck von etwa 400 mm Wasser.
Im allgemeinen wird die Konzentration der HES im Bereich von 3 bis 8 Gew.-% sein.
Frühere Perfusionslösungen haben normalerweise ein Antibiotikum wie Penicillin enthalten. So beschreibt die internationale Patentanmeldung WO 87/01940 eine bevorzugte Form der in UK 2 213 362 offenbarten Perfusionslösung, die Penicillin enthält, wahrscheinlich um Infektionen durch Mikroorganismen zu bekämpfen und auch Glütathion, das als Antioxidans wirkt und dazu dient, sauerstofffreie Radikale zu entfernen. Es wurde gefunden, daß die antibakteriellen Verbindungen Taurultam und Taurolidin wirksamer als Penicillin bei der Bekämpfung nicht nur von infizierenden Bakterien sondern auch der Toxine, welche sie erzeugen, sind und außerdem üben sie eine Antioxidanswirkung gegen sauerstofffreie Radikale aus. Jedoch kann Glutathion zweckmäßig auch in den Zusammensetzungen vorhanden sein, z. B. in dem Konzentrationsbereich 0,05 bis 2,0 % Gew./ Gew.
Eine bevorzugte Form der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthält demnach Taurolidin oder, bevorzugter, Taurultam und ist vorteilhafterweise frei von Antibiotika wie Penicillin. Die Konzentration von Taurultam (oder Taurolidin) kann demnach vorteilhafterweise im Bereich 0,5 bis 4 % Gew./Gew. liegen, z. B. etwa 1,0 bis 2,0 % Gew./Gew.
Ein besonderer Vorteil der Verwendung von Taurultam oder Taurolidin als antibakterielles Mittel anstelle von Penicillin ist, daß die ersteren Verbindungen der Sterilisation durch Autoklavenbehandlung standhalten, während Penicillin dies nicht tut. Jedoch sind einige Komponenten der Zusammensetzung wie Phosphatpuffer nicht der Autoklavenbehandlung zugänglich, in welchem Falle sie durch andere Mittel sterilisiert werden können und in die Zusammensetzungen durch Vermischen unmittelbar vor der Verwendung eingeführt werden können.
Die Ausschwemmlösung sollte wünschenswerterweise gewisse Komponenten enthalten, welche das hypothermisch induzierte Zellanschwellen aufgrund der Ansammlung von Wasser auf einen Minimum halten. Dies kann durch Zugabe von ein oder mehr Substanzen erreicht werden, welche für die Zelle undurchlässig sind, sogenannte Impermeantien. Die Natur derartiger Impermeantien kann organspezifisch sein und so ist die in Collins-Kaltlagerungslösung enthaltene Glukose, wie sie für Nieren verwendet wird, in der Leber oder Pankreas nicht wirksam, wo sie leicht in Zellen eintritt. Ein bevorzugter Typ von Impermeans (undurchlässigem Mittel), welcher allgemeiner verwendet werden kann, ist ein Salz der Lactobionsäure. Raffinose kann ebenfalls als Impermeans verwendet werden. Jedoch kann Glucose, wenn sie nicht in großen Mengen verwendet wird, befriedigend sein. Die Impermeantien, wie Lactobionat und Raffinose, können insgesamt beispielsweise 3 bis 8 % Gew./Gew. der Zusammensetzung betragen.
Im allgemeinen hat die Zusammensetzung vorzugsweise eine Osmolalität größer als 250 mOsm/l, bevorzugter im Bereich von 250 bis 350 mOsm/l, z. B. etwa 300 mOsm/l.
Um intrazellulare Acidose zu verhindern oder zu begrenzen, die beispielsweise durch Glycolyse und Glycogenolyse verursacht ist, und zur Erzeugung von Milchsäure führt, wird die erfindungsgemäße Zusammensetzung vorzugsweise gepuffert, vorteilhafterweise im Bereich von 7,0 bis 7,6, z. B. etwa 7,4, beispielsweise unter Verwendung von Phosphatpuffer.
Energiemetabolismus ist wichtig und Adenosintriphosphat (ATP) baut rasch während der hypothermischen Lagerung ab, während die Organperfusion eine rasche Regenerierung von Na-Pumpaktivität benötigt, was ATP erfordert. Es ist daher vorteilhaft, ATP oder einen Vorläufer davon wie Adenosin in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen einzubeziehen, z.B. bei einer Konzentration im Bereich von 0,05 bis 0,3 %, beispielsweise etwa 0,15 % Gew./Gew.
Es ist wichtig, daß die Perfusions- oder Ausschwemmlösung einen Elektrolyten enthält, um eine annähernd isotonische Osmolalität zu schaffen. Jedoch können Anionen wie Chlorid hypothermisch induzierte Zellschwellung vergrößern und es ist vorteilhaft, größere Kationen wie Gluconat zu verwenden.
Zusätzlich zu dem vorhergehenden können die Zusammensetzungen gemäß der Erfindung vorteilhafterweise eines oder mehrere von Allopurinol, Insulin und einem antiinflammatorischen Mittel wie Dexamethanson enthalten.
Untersuchungen an sezierten und ischämischen Lebern von männlichen Wistar-Ratten durch Infusion über die Eingangsvene von Lösungen gemäß der Erfindung enthaltend 0,5 und 1,0 % Gew./Gew. Taurultam zeigten den bedeutenden Einfluß der höheren Konzentration an Taurultam auf die Verhinderung eines raschen Ansteigens an Alanin Amino-Transferase, Asparaginat Amino-Transferase und Glutamat Dehydrogenase, was eine größere Inhibierung von Gewebeabbau zeigt.
Untersuchungen an Schweinen, deren Physiologie besonders nahe Parallelen zur menschlichen Physiologie haben, zeigten, daß im Falle von Lungentransplantaten die Verwendung von Lösungen, enthaltend HES im Molekulargewichtsbereich von 150 000 bis 350 000, im wesentlichen wie in GB 2 213 362A zum Anschwellen der alveolaren Membran (Ödem) führte, und die Versuchsschweine starben alle nach etwa 1 Tag, während bei Verwendung einer Lösung gemaß der Erfindung alle Schweine überlebten.
Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung wird eine Methode zur Lagerung von zu transplantierenden Organen geschaffen, wobei das Organ im wesentlichen sofort nach dem Sezieren mit einer Lösung gemäß der Erfindung bei einer hypothermischen Gewebelagerungstemperatur perfundiert und bei dieser Temperatur während der Lagerungszeit gehalten wird.
Es ist vorteilhaft, das Organ rasch zu kühlen, unmittelbar nach dem Sezieren aus dem Körper, durch ein sogenanntes "Kernkühlen", das ist Ausschwemmen mit einer kalten isotonischen Pufferlösung, um die Temperatur rasch herunter auf das erforderliche hypothermische Niveau, d. h. 0 ºC bis 4 ºC zu bringen.
Es sei erwähnt, daß im Falle von Leichen die kalte Ausschwemmlösung bzw. Spüllösung auf den ganzen Körper oder auf eine Gruppe von Organen angewandt werden kann, wie Herz Leber, Pankreas und Nieren, welche individuell oder als Gruppe entfernt werden können.
Die gelagerten Organe werden vorteilhafterweise mit Konservierungslösungen ausgespült (und dann mit frischem Blut) unmittelbar vor der Transplantationsoperation.
Das folgende Beispiel ist zur Erläuterung gegeben. Beispiel 1 Lösung A Lactobionsäure Adenosin Raffinosepentahydrat HES 40 (0,5) Glutathion Allopurinol Taurultam KCI MgSO&sub4;.7H&sub2;O NaOH 25 % Gew./Vol. um pH 7,5 zu ergeben destilliertes Wasser
Die obigen Komponenten werden in dem destillierten Wasser gelöst, in Fläschchen gefüllt und während 15 Minuten bei 120 ºC im Autoklaven behandelt. Lösung B NaH2PO&sub4;.2H&sub2;O Natriumhydroxid 100 % aq. um pH 7,50 zu ergeben destilliertes Wasser
Die obigen Komponenten werdensteril in Fläschchen gefüllt. Zur Verwendung werden 900 ml Lösung A und 100 ml Lösung B vermischt.

Claims

1. Verwendung einer wäßrigen Lösung von physiologisch inerter Hydroxyethylstärke zur Konservierung und Lagerung eines zur Transplantation vorgesehenen Organs, dadurch gekennzeichnet, daß diese Hydroxyethylstärke ein mittleres Molekulargewicht von weniger als 100 000 Dalton hat.

2. Verwendung, wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei das Molekulargewicht der Hydroxyethylstärke im Bereich von 30 000 bis 70 000 liegt.

3. Verwendung, wie in Anspruch 1 oder Anspruch 2 beansprucht, worin der Grad der Substitution der Hydroxyethylstärke im Bereich von 0,4 bis 0,7 liegt.

4. Verwendung, wie in einem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, wobei die Konzentration der genannten Hydroxyethylstärke im Bereich von 3 bis 8 Gew.-% liegt.

5. Verwendung, wie in einem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, wobei die genannte wäßrige Lösung eine bakteriell wirksame Konzentration von Taurultam und/oder Taurolidin enthält.

6. Verwendung, wie in einem der Ansprüche 1 bis 5 beansprucht, wobei die wäßrige Lösung frei von Penicillin oder anderen Antibiotika ist.

7. Verwendung, wie in einem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, wobei die genannte wäßrige Lösung Glutathion, Raffinose, ein Lactobionat, Adenosintriphosphat und/oder Allopurinol enthält.

8. Verwendung, wie in einem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, wobei die Osmolalität der genannten wäßrigen Lösung in dem Bereich von 250 bis 350 mOsm/l liegt.

9. Verfahren zur Lagerung von Organen zum Transplantieren, wobei das Organ im wesentlichen sofort unmittelbar nach der Sektion mit einer Lösung, wie in Anspruch 1 definiert, bei einer Gewebelagerungstemperatur perfundiert wird und bei einer solchen Temperatur während der Lagerungsdauer gehalten wird.

10. Zusammensetzung zur Konservierung und Lagerung eines Organs zur Transplantation, umfassend eine wäßrige Lösung von physiologisch inerter Hydroxyethylstärke, dadurch gekennzeichnet, daß diese Hydroxyethylstärke ein mittleres Molekulargewicht von weniger als 100 000 Dalton hat, und daß diese Zusammensetzung eine oder mehr Komponenten, ausgewählt aus Taurolidin, Taurultam, undurchlässigen Stoffen, Adenosin, ATP, Allopurinol, Insulin, antiinflammatorischen Stoffen, Antioxidantien und Puffern, enthält.

11. Zweiteilige Zusammensetzung zur Konservierung und Lagerung eines Organs zur Transplantation, umfassend (A) eine sterilisierte wäßrige Lösung von physiologisch inerter Hydroxyethylstärke, dadurch gekennzeichnet, daß diese Hydroxyethylstärke ein mittleres Molekulargewicht von weniger als 100 000 Dalton hat, und daß diese Zusammensetzung eine oder mehr Komponenten, ausgewählt aus Taurolidin, Taurultam, undurchlässigen Stoffen, Adenosin, ATP, Allopurinol, Insulin, antiinflammtorischen Stoffen und Antioxidantien, enthält, zusammen mit (B) einer sterilen Pufferlösung.