DE69513637T2

DE69513637T2 - Zubereitung und Vorrichtung zur Entfernung von überschüssigen Wasserstoffionen in Menschen

Info

Publication number: DE69513637T2
Application number: DE69513637T
Authority: DE
Inventors: Surinder Cheema-Dhadli; Mitchell Halperin
Original assignee: ROSSMARK MEDICAL PUBLISHERS IN
Current assignee: ROSSMARK MEDICAL PUBLISHERS IN
Priority date: 1994-02-17
Filing date: 1995-02-09
Publication date: 2000-12-07
Anticipated expiration: 2015-02-10
Also published as: US5683356A; AU1573095A; EP0742719A1; US5533964A; CA2183436A1; EP0742719B1; DE69513637D1; WO1995022337A1

Description

UMFANG DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft allgemein eine neue Verbindung oder Zusammensetzung, die zur Entfernung überschüssiger Wasserstoffionen (H&spplus;) aus einem Patienten verwendet werden kann. Überschüssige Wasserstoffionen werden im Patienten als Reaktion auf Bedingungen, wie Herzanfall, Nierenversagen und andere medizinische Zustände, gebildet und können dem Patienten weitere Schäden zufügen. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Zusammensetzung, die Hydroxyl-, Carbonat- und/oder Bicarbonationen freisetzt, die mit den überschüssigen freien Wasserstoffionen reagieren und H&sub2;O und CO&sub2; als einzige Nebenprodukte bilden. Die Erfinder haben entdeckt, dass bei Verwendung von Ag&sub2;CO&sub3; als Verbindung oder in einer Zusammensetzung die Silberionen (Ag&spplus;) an die freien Chloridionen (Cl&supmin;) binden und Carbonationen (CO&sub3;=) freisetzen, die dann an die freien überschüssigen Wasserstoffionen (H&spplus;) binden, ohne in den Patienten potentiell schädliche Kationen oder Anionen einzubringen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Überschüssige Wasserstoffionen (H&spplus;) werden in einem Individuum als Ergebnis eines Herzanfalls, akuten Nierenversagens oder anderer Erkrankungen gebildet und haben eine schwerwiegende und schädliche Auswirkung auf die Gesundheit des Individuums.
Die herkömmliche Behandlung zur Entfernung dieses Überschusses an Wasserstoffionen (H&spplus;) umfasst die Verabreichung von Natriumbicarbonat (NaHCO&sub3;) oder Natriumcarbonat (Na&sub2;CO&sub3;) allein oder in Kombination. Die Carbonat- (CO&sub3;=) und Bicarbonationen (HCO&sub3;&supmin;) reagieren mit freien Wasserstoffionen (H&spplus;) und bilden H&sub2;O und CO&sub2;, setzen aber gleichzeitig auch freie Natriumionen (Na&spplus;) frei. Ein hauptsächlicher Nachteil der herkömmlichen Verabreichung von Natriumbicarbonat zur Verrin gerung der Anzahl an freien Wasserstoffionen (H&spplus;) ist, dass die Menge an NaHCO&sub3; oder Na&sub2;CO&sub3;, die problemlos verabreicht werden kann, beschränkt ist, da freie Natriumionen (Na&spplus;) in hohen Konzentrationen oder Mengen schädlich für den Patienten sind.

HERZANFALLPATIENTEN

Der menschliche Körper benötigt Adenosintriphosphat (ATP) als nutzbare Energie, so dass der Körper biologische Arbeit verrichten kann. Damit diese Arbeit möglich ist, muss ATP in Adenosindiphosphat (ADP), Lactat-Anionen (L&supmin;) und Wasserstoffionen (H&spplus;) umgewandelt werden. In einem gesunden Individuum erfolgt die Regeneration von verbrauchtem ATP durch den Körper hauptsächlich durch Verbrauch von Sauerstoff (O&sub2;) durch den Tricarbonsäure- (TCA-) Zyklus und die Elektronentransportkette (electron transport pathway, ETP), wie beispielsweise beschrieben auf den Seiten 215 bis 222 von Clinical Detective Stories, Halperin, M. L., und Rolleston, F. S., Portland Press, 1993. Der TCA-Zyklus oxidiert Acetylgruppen (die in Acetyl-CoA vorkommen) und liefert die nutzbaren Produkte NADH (Nicotinsäureamidadenindinukleotid (NAD&spplus;) mit einem daran gebundenen Wasserstoffion (H&spplus;)) und FADH&sub2; (Flavinadenindinukleotid), und die ETP oxidiert die Wasserstoffatome im NADH- oder FADH&sub2;-Molekül unter Bildung von H&sub2;O und Produktion von ATP.
Akute Episoden von Herzerkrankungen führen zur raschen Verschlimmerung und eventuell zum Tod eines Patienten, wenn das Herz nicht mehr genügend sauerstoffreiches Blut zu den lebensnotwendigen Organen pumpt. Hypoxie, ein Mangel an Sauerstoff, der diese lebenswichtigen Körperorgane erreicht, zwingt die Gewebe zur Regeneration ihres ATPs aus der anaeroben Glycolyse (der Umwandlung von Glucose in Milchsäure (L&supmin; + H&spplus;)). Die anaerobe Glycolyse liefert zwei Moleküle ATP plus zwei Moleküle Milchsäure (L&supmin; + H&spplus;) pro Molekül verbrauchter Glucose. Als solche verursacht Hypoxie die schnelle Bildung von Milchsäure (L&supmin; + H&spplus;) und verhindert die Oxidation der Wasserstoffatome an NADH unter Bildung von ATP.
Die vollständige Oxidation von Glucose zu CO&sub2; und H&sub2;O über Glycolyse, Pyruvatdehydrogenase (PDH) und das ATP- bildende System liefert 36 bis 40 ATP pro Glucose. Daher muss die anaerobe Glycolyse Glucose 18- bis 20mal schneller verbrauchen als die vollständige Oxidation, um den normalen Bedarf eines Gewebes an der Regeneration von ATP zu erfüllen. Als solcher erzeugt dieser Weg Wasserstoffionen (H&spplus;) mit sehr hoher Geschwindigkeit.
Um einen Patienten mit Herzanfall lange genug am Leben zu erhalten, damit ein formellerer Eingriff möglich ist, wird ein Alkali verabreicht, um der Anhäufung an Wasserstoffionen (H&spplus;) entgegenzuwirken. Üblicherweise Alkalisalze aus einem Natriumkation (Na&spplus;) zusammen mit einem H&spplus;-Akzeptor, wie Bicarbonaten (HCO&sub3;&supmin;), Carbonaten (CO&sub3;=), Hydroxylionen (OH&supmin;) oder anderen H&spplus;-Akzeptoren.

AKUTES NIERENVERSAGEN

Auch Patienten mit akutem Nierenversagen können eine Entwicklung übermäßiger Mengen an Wasserstoffionen (H&spplus;) in ihren Körpern erleiden. Die Nieren eliminieren aus dem Körper in dieser Reihenfolge: Kaliumionen (K&spplus;), Wasserstoffionen (H&spplus;) und Natriumionen (Na&spplus;).

HERKÖMMLICHE BEHANDLUNG

NaHCO&sub3; wird bei weitem am häufigsten als Behandlung zur Entfernung überschüssiger Wasserstoffionen verwendet und führt bei Verwendung zur folgenden chemischen Reaktion:
NaHCO&sub3; + H&spplus; → Na&spplus; + H&sub2;O + CO&sub2;
Durch Verabreichung herkömmlicher Behandlungen werden in den Patienten überschüssige Mengen an Na&spplus;-Ionen eingebracht. Na&spplus;-Ionen sind besonders nachteilig, da Natrium sich leicht in der extrazellulären Flüssigkeit und, besonders wichtig, in den Lungen des Patienten ansammelt, und kann bei Vorliegen in ausreichen großen Mengen zum Tod führen.
Für die Praxis gibt es daher Grenzen für die Menge an NaHCO&sub3; (oder anderen herkömmlichen Pufferzusammensetzungen), die sicher verabreicht werden kann. Das Nettoergebnis ist eine entsprechende Grenze für die Konzentration an freien Wasserstoffionen (H&spplus;), die sicher entfernt werden kann.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Daher ist eine Aufgabe der Erfindung die Bereitstellung einer Verbindung oder Zusammensetzung, die überschüssige freie Wasserstoffionen (H&spplus;) bindet, die in einem Patienten als Ergebnis eines Herzanfalls, akuten Nierenversagens oder eines anderen medizinischen Zustands auftreten können, und die bei Verabreichung keine Mengen an Kationen einbringt, die für einen Patienten einen besonderen Nachteil bedeuten können.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Verbindung oder Zusammensetzung, die ein Bicarbonat-, Carbonat- oder Hydroxylion durch Chloridionen (Cl&supmin;) ersetzt, die natürlicherweise im ganzen Körper des Patienten vorkommen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Zusammensetzung, die an Wasserstoffionen (H&spplus;) bindet und H&sub2;O und CO&sub2; bildet und im wesentlichen keinen unerwünschten Rückstand im Patienten hinterlässt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Einrichtung oder eines Kits zur Verwendung beim Filtrieren und Entfernen überschüssiger H&spplus;-Ionen aus dem Körper eines Patienten, die/das die Kationenzusammensetzung des Körpers nicht ändert.
Erfindungsgemäß hat der Anmelder entdeckt, dass die Verbindung Ag&sub2;CO&sub3; oder Ag&sub2;CO&sub3; als Teil einer Zusammensetzung in fester Form sich vorteilhaft zur Verringerung der Konzentration an freien Wasserstoffionen (H&spplus;) in einem Patienten verwenden lässt, ohne schädliche überschüssige Kationen einzubringen.
Bei Bereitstellung von Ag&sub2;CO&sub3; in fester Form findet man, dass das Silberkation Ag&spplus; aus dem Feststoff oder der Zusammensetzung leicht und spezifisch mit Chloridionen (Cl&supmin;), die natürlicherweise im Körper des Patienten vorkommen, gemäß der die Reaktion reagiert:
(i) 2 Cl&supmin; + Ag&sub2;CO&sub3; → 2 AgCl + CO&sub3;&supmin;
Das durch diese Reaktion freigesetzte Carbonation (CO&sub3;&supmin;) bindet dann an freie überschüssige Wasserstoffionen (H&spplus;) in den Flüssigkeiten des Patienten gemäß der chemischen Reaktion:
(ii) CO&sub3;= + H&spplus; → HCO&sub3;&supmin;
und
(iii) HCO&sub3;&supmin; + H&spplus; → H&sub2;O + CO&sub2;
Silber ist zuvor aufgrund der Befürchtung, dass freie Silberionen (Ag&spplus;), die in den Patienten eingebracht werden, schädlich für die Gesundheit des Patienten sein könnten, nicht für die Verwendung in Zusammensetzungen/Verbindungen in Betracht gezogen worden. Der Anmelder hat jedoch entdeckt, dass bei der erfindungsgemäßen Verbindung/Zusammensetzung freie Silberionen (Ag&spplus;) an freie Chloridionen (Cl&supmin;) binden, die aus dem Körper des Patienten stammen, und einen sehr unlöslichen Silberchloridniederschlag bilden, der den Patienten nicht beeinträchtigt.
Da AgCl eine äußerst geringe Löslichkeit hat, existiert es fast ausschließlich als fester Niederschlag, praktisch ohne dass freie Silberionen (Ag&spplus;) in den Patienten freigesetzt werden. Freie Wasserstoffionen (H&spplus;) im Patienten verbinden sich mit den freigesetzten Carbonat- (CO&sub3;-) oder Hydrogencarbonat- (HCO&sub3;&supmin;) Ionen und ergeben Wasser und Kohlendioxid ohne Anstieg der überschüssigen Kationen in den Patienten.
Bei einer anderen Ausführungsform wird eine Zusammensetzung, die Harz und Ag&sub2;CO&sub3; umfasst, anstelle nur der festen Ag&sub2;CO&sub3;-Verbindung/-Zusammensetzung verwendet. Das Harz ist vorzugsweise ein Anionenaustauschharz, wie beispielsweise Dowex-1 (Ionenform OH&supmin;) oder Dowex macroporous (Ionenform OH&supmin;, CO&sub3;= oder HCO&sub3;&supmin;). Das Blut, Plasma oder die Körperflüssigkeiten des Patienten kann/können durch eine selektiv permeable Membran, wie beispielsweise eine natürliche Cellulose- Membran, extrahiert und durch das Ionenaustauschharz geleitet werden. Da sich die natürlicherweise im Plasma oder den Flüssigkeiten vorliegenden freien Chloridionen (Cl&supmin;) mit den Silberionen (Ag&spplus;) oder mit dem Harz verbinden, werden Carbonationen (CO&sub3;=), Bicarbonationen (HCO&sub3;&supmin;) und/oder Hydroxylionen (OH&supmin;) in das Plasma oder die Flüssigkeiten gemäß den Reaktionen freigesetzt:
(iv) 2 Cl&supmin; + Harz · CO&sub3; → Harz · Cl + CO&sub3;=
(v) Cl&supmin; + Harz · HCO&sub3; → Harz · Cl + HCO&sub3;&supmin;
(vi) Cl&supmin; + Harz · OH → Harz · Cl + OH&supmin;
Die Carbonationen (CO&sub3;=) oder Bicarbonationen (HCO&sub3;&supmin;) reagieren dann mit freien Wasserstoffionen (H&spplus;), wie zuvor in den Reaktionen (ii) und (iii) beschrieben, und bilden Wasser und Kohlendioxid. Hydroxylionen (OH&supmin;) reagieren mit freien Wasserstoffionen (H&spplus;) und bilden Wasser gemäß der Reaktion:
(vii) OH&supmin; + H&spplus; → H&sub2;O
Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Zusammensetzung Harz/Ag&sub2;CO&sub3; oder die feste Ag&sub2;CO&sub3;-Verbindung für die orale Einnahme zum Ionenaustausch im Magendarmtrakt bereitgestellt werden. Vorzugsweise wird diese Verbindung oder Zusammensetzung innerhalb einer selektiv permeablen Membran bereitgestellt, die den im wesentlichen ungehinderten Übertritt von Flüssigkeiten zusammen mit Cl&supmin;, CO&sub3;=, OH&supmin; und HCO&sub3;&supmin; hierdurch ermöglicht.
Folglich beruht die vorliegende Erfindung unter einem Aspekt entweder auf einer puffernden Verbindung, die Ag&sub2;CO&sub3; umfasst, oder einer Zusammensetzung, die festes Ag&sub2;CO&sub3; und einen Träger umfasst.
Unter einem anderen Aspekt beruht die vorliegende Erfindung auf einem Kit für die Verwendung zum Puffern überschüssiger Wasserstoffionen in einem Patienten, wobei das Kit entweder eine puffernde Verbindung, die Ag&sub2;CO&sub3; umfasst, oder eine puffernde Zusammensetzung, die Ag&sub2;CO&sub3; mit oder ohne ein Harz umfasst, sowie eine Einrichtung umfasst, die selektiv einen Ionenstrom zwischen der Körperflüssigkeit eines Patienten und der puffernden Verbindung oder Zusammensetzung ermöglicht und die Bewegung der puffernden Verbindung in die Flüssigkeit verhindert.
Unter einem weiteren Aspekt beruht die vorliegende Erfindung auf einer Einrichtung für die Verwendung zum Puffern überschüssiger Wasserstoffionen im Blut eines Patienten, wo bei die Einrichtung ein Gehäuse mit einer Reaktionskammer und einer Blutkammer, wobei die Reaktionskammer von der Blutkammer durch eine Membran getrennt ist, eine puffernde Verbindung, die Ag&sub2;CO&sub3; umfasst und sich in der Reaktionskammer befindet, wobei die Membran selektiv permeabel ist, so dass sie den Durchtritt freier Ionen hierdurch ermöglicht und die Bewegung der Verbindung, von Plasmaproteinen und roten Blutzellen darüber verhindert, umfasst.
Unter einem weiteren Aspekt beruht die vorliegende Erfindung auf einer Spritze oder Patrone für die Verwendung zum Puffern überschüssiger Wasserstoffionen im Blut eines Patienten, wobei die Spritze ein Gehäuse mit einer Reaktionskammer und einer Blutkammer, wobei die Reaktionskammer von der Blutkammer durch eine Membran getrennt ist, die quer zum Gehäuse angeordnet ist, eine puffernde Zusammensetzung, die Ag&sub2;CO&sub3; und ein Harz umfasst und sich in der Reaktionskammer befindet, wobei die Membran selektiv permeabel ist, so dass sie den Durchtritt freier Ionen hierdurch ermöglicht und die Bewegung der Zusammensetzung, von Plasmaproteinen und roten Blutzellen darüber verhindert, eine Einrichtung zur Entnahme einer Menge an Blut in die Blutkammer und zum anschließenden Wiedereinführen des Blutes in den Patienten umfasst.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Filterpatrone zur Verwendung gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung.
Die Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer Spritze zur Verwendung gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung.
Die Fig. 3 ist eine perspektivische Aufrissansicht einer Kapsel zur Verwendung gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung.

EINGEHENDE BESCHREIBUNG

Es ist entdeckt worden, dass sich eine Verbindung oder Zusammensetzung, umfassend Ag&sub2;CO&sub3; in fester Form, vorteilhafterweise zur Behandlung von Patienten einsetzen lässt, die als Ergebnis eines Herzanfalls, akuten Nierenversagens oder eines anderen medizinischen Zustands übermäßig hohe Konzentrationen an Wasserstoffionen (H&spplus;) in ihrem Körper aufweisen.
Die Anmelder haben gefunden, dass sich beim Zusammenbringen von Körperflüssigkeiten mit Ag&sub2;CO&sub3; freie Chloridionen (Cl&supmin;), die natürlicherweise in den Körperflüssigkeiten vorkommen, vorteilhafterweise mit Silberionen (Ag&spplus;) vereinigen, die in einem fast augenblicklichen Gleichgewicht mit dem festen Ag&sub2;CO&sub3; existieren, wobei ein fester Niederschlag gemäß der Reaktion gebildet wird:
(i) 2 Cl&supmin; + Ag&sub2;CO&sub3; → 2 AgCl + CO&sub3;
Das durch diese Reaktion freigesetzte Carbonation (CO&sub3;=) bindet an freie Wasserstoffionen (H&spplus;) in den Flüssigkeiten des Patienten gemäß den Reaktionen:
(ii) H&spplus; + CO&sub3;= → HCO&sub3;&supmin;
und
(iii) H&spplus; + HCO&sub3;&supmin; → H&sub2;O + CO&sub2;
Durch die Reaktionen (ii) und (iii) lässt sich die molare Konzentration an freien Wasserstoffionen (H&spplus;) im Patienten verringern, indem die Wasserstoffionen in Wassermolekülen gebunden werden. Da ferner das Silberkation (Ag&spplus;) heftig an freie Chloridionen (Cl&supmin;) bindet und einen Niederschlag bildet, werden keine schädlichen Konzentrationen an freien Silberionen (Ag&spplus;) in den Patienten eingebracht.
Ag&sub2;CO&sub3; ist für die vorliegende Erfindung besonders geeignet, da Ag&sub2;CO&sub3; im Gleichgewicht mit der sehr schnellen und fast gleichzeitigen Existenz von freien Ag&spplus;-Ionen und CO&sub3;=- Ionen vorliegt. Als solche neigen freie Silberionen (Ag&spplus;) dazu, fast unmittelbar an entweder Chloridionen (Cl&supmin;) oder Carbonationen (CO&sub3;=) oder Bicarbonationen (HCO&sub3;&supmin;) zu binden.
Ag&sub2;CO&sub3; hat eine äußerst geringe Löslichkeit in Wasser von weniger als 0,0032 Gramm/100 cm³ in kaltem Wasser. Wenn die Silberionen (Ag&spplus;) an die Cl&supmin;-Ionen gebunden sind, bildet das daraus entstandene AgCl einen festen Niederschlag mit einer noch geringeren Löslichkeit von weniger als 0,000089 Gramm/100 cm³ in kaltem Wasser. Durch die Verwendung von Ag&sub2;CO&sub3; als solche ist es höchst unwahrscheinlich, dass freie Silberionen (Ag&spplus;) in Lösung existieren und die Gesundheit des Patienten beeinträchtigen. Die geringere Löslichkeit des erhaltenen Niederschlags AgCl verringert vorteilhafterweise die Wahrscheinlichkeit der umgekehrten Reaktion zu freien Chloridionen (Cl&supmin;) und Silberionen (Ag&spplus;), wenn sich der AgCl- Niederschlag gebildet hat.
Die Unlöslichkeit des erhaltenen Niederschlags ermöglicht ferner vorteilhafterweise die Verwendung der Ag&sub2;CO&sub3;- Verbindung oder -Zusammensetzung mit selektiv permeablen Membranen und vorzugsweise mit Membranen, die den Durchtritt von niedermolekulargewichtigen Verbindungen und nicht von höhermolekulargewichtigen Verbindungen hierdurch ermöglichen.
Es kann zwar Ag&sub2;CO&sub3; als feste Verbindung oder Zusammensetzung verwendet werden, um die erfindungsgemäße Aufgabe zu lösen, es kann aber auch Ag&sub2;CO&sub3; in anderen Formen verwendet werden. Ag&sub2;CO&sub3; kann als Teil einer Zusammensetzung zusammen mit einem Träger bereitgestellt werden. Bei einer Ausführungsform ist der Träger vorzugsweise ein Ionenaustauscherharz, das Ag&sub2;CO&sub3; enthält. Plasma oder andere Flüssigkeiten von einem Patienten kann/können mit der Harz/Ag&sub2;CO&sub3;-Zusam mensetzung zusammengebracht werden. Beim Zusammenbringen binden Chloridionen (Cl&supmin;) in den Körperflüssigkeiten an Silberionen (Ag&spplus;), die im Harz vorliegen, gemäß der Reaktion:
(iv) 2 Cl&supmin; + Harz · CO&sub3; → Harz · Cl + CO&sub3;=
Dann bindet das Bicarbonation (HCO&sub3;&supmin;) an freie Wasserstoffionen (H&spplus;) in den Körperflüssigkeiten des Patienten und verringert die molare Konzentration an freien Wasserstoffionen (H&spplus;) gemäß der Reaktion:
H+ + HCO&sub3;&supmin; → H&sub2;O + CO&sub2;
Besonders geeignete Harze für die Verwendung bei der vorliegenden Erfindung sind u. a. Anionenaustauscher an Dextran, Anionenaustauscher an Agarose, Anionenaustauscher an Cellulose und Anionenaustauscher an Polystyrol, wie die unter den Handelsnamen der Dowex-Ionenaustauscher vertriebenen.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird die Ag&sub2;CO&sub3;- Zusammensetzung allein oder in Kombination mit einem Harz oder einem anderen geeigneten Träger innerhalb eines Trägers, wie einer selektiv permeablen Membran, eingekapselt oder zurückgehalten. Die selektiv permeable Membran wird so ausgewählt, dass sie den Übertritt von Ionen hierdurch ermöglicht und den Durchtritt von festem Ag&sub2;CO&sub3; oder des erhaltenen Niederschlags AgCl hierdurch verhindert. Geeignete selektiv permeable Membranen sind u. a. Membranen aus reiner regenerierter natürlicher Cellulose, wie die unter dem Handelsnamen Spectra/Por-Membranen vertriebenen.
Es ist ersichtlich, dass puffernde Carbonat- (CO&sub3;=) oder Bicarbonationen (HCO&sub3;&supmin;) von den Silberionen (Ag&spplus;), die unter Bildung des sehr unlöslichen Niederschlags AgCl an die Chloridionen (Cl&supmin;) binden, freigesetzt werden, so dass fast keine freien Kationen durch die Reaktion freigesetzt werden. Durch die erfindungsgemäße Verwendung als solche können puffernde Ionen bereitgestellt werden, die an Wasserstoffionen (H&spplus;) binden, wobei praktisch kein Anstieg der schädlichen Kationen, wie Na&spplus;, im Patienten erfolgt.
Es ist zwar ein Harz als Bestandteil einer bevorzugten Zusammensetzung offenbart worden, aber selbstverständlich können ebenso andere Träger verwendet werden.
Es gibt mehrere mögliche Anwendungen der erfindungsgemäßen Verbindung oder Zusammensetzung zur Behandlung von Patienten. Die folgenden werden nur beispielhaft genannt und sollen nicht beschränkend sein.

Beispiel 1 - Herzanfall

Die vorliegende Erfindung lässt sich vorteilhafterweise zur Behandlung von Herzanfallpatienten verwenden.
Wenn ein Patient einen Herzanfall erlitten hat und kein sauerstoffreiches Blut mehr zirkuliert, kann festes Ag&sub2;CO&sub3; als Verbindung oder in Form einer Harzzusammensetzung zur Verringerung der freien Wasserstoffionen (H&spplus;) im Körper des Patienten und zur Bereitstellung eines längeren Zeitraums, in dem anderen medizinische Strategien zur Wiederherstellung des Herzschlags ergriffen werden können, verwendet werden.
Eine erste Ausführungsform einer Einrichtung zur Verwendung mit einer Ag&sub2;CO&sub3; umfassenden Verbindung ist am besten in der Fig. 1 dargestellt.
Die Fig. 1 zeigt eine Blutfilterpatrone 10, die durch ein flüssigkeitsimpermeables, chemisch inertes äußeres Kunststoffgehäuse 12 gekennzeichnet ist. Das Innere des Gehäuses 12 ist im wesentlichen in zwei Bereiche, eine Reaktionskammer 14 und eine zentrale Blutdurchtrittskammer 16, eingeteilt. Die Reaktionskammer 14 ist von der Blutdurchtrittskammer 16 durch eine selektiv permeable Membran 18 abgegrenzt. Eine Reaktantenverbindung 20, die Ag&sub2;CO&sub3; umfasst, ist in der Reaktionskammer 14 bereitgestellt.
Die selektiv permeable Membran 18 ist so ausgewählt, dass sie den freien Durchtritt von Wasser und Ionen aus dem Blut über die Membran 18 in und aus der Reaktionskammer 14 ermöglicht. Die Membran 18 ist ferner so ausgewählt, dass sie die Bewegung von Blutzellen und Proteinen aus der Blutdurchtrittskammer 16 in die Reaktionskammer 14 oder die Bewegung von festem Ag&sub2;CO&sub3; oder dem erhaltenen AgCl-Niederschlag aus der Reaktionskammer 14 in die Blutdurchtrittskammer 16 verhindert.
Im Gebrauch wird Blut von einem Patienten entnommen und durch eine Pumpe (nicht gezeigt) über den Durchtrittseinlass 17 durch die Patrone 10 gepumpt. Wenn das Blut in den Durchtritt 16 gelangt, dringen die wässrige Phase des Bluts, die Chloridionen (Cl&supmin;) und Wasserstoffionen (H&spplus;) enthält, selektiv durch die Membran 18 in die Reaktionskammer 14. In der Reaktionskammer 14 werden puffernde Ionen von den Chloridionen (Cl&supmin;) freigesetzt, die vorzugsweise an freie Silberionen (Ag&spplus;) binden, die im schnellen Gleichgewicht mit Ag&sub2;CO&sub3; vorliegen. Das Ergebnis der Bindung von Chloridionen (Cl&supmin;) an freie Silberionen (Ag&spplus;) ist die Bildung des im wesentlichen unlöslichen Niederschlags AgCl in der Reaktionskammer 14 gemäß der Reaktion:
(i) Ag&sub2;CO&sub3; + 2 Cl&supmin; → 2 AgCl + CO&sub3;=
Da die Chloridionen (Cl&supmin;) an alle verfügbaren freien Silberionen (Ag&spplus;) binden, werden puffernde Carbonationen (CO&sub3;=) oder Bicarbonationen (HC&sub3;&supmin;) freigesetzt. Diese freigesetzten puffernden Ionen binden entweder an freie Wasserstoffionen (H&spplus;) in der wässrigen Phase des Bluts, die in die Reaktionskammer 14 eingedrungen ist, oder bewegen sich durch die Membran 18 in die Blutdurchtrittskammer 16 und binden an freie Wasserstoffionen (H&spplus;) im Blut des Patienten gemäß den Reaktionen:
(ii) CO&sub3;= + H&spplus; → HCO&sub3;&supmin;
und
(iii) HCO&sub3;&supmin; + H&spplus; → H&sub2;O + CO&sub2;
Auf diese Weise kann die Konzentration an freien Wasserstoffionen (H&spplus;) im Blut des Patienten verringert werden, wobei praktisch keine potentiell schädlichen Kationen in das Blut des Patienten eingebracht werden.
Das behandelte Blut wird dann von der Patrone 10 über den Durchtrittsauslass 19 nach außen gepumpt und wieder in den Patienten eingeleitet.
Die Entfernung von Wasserstoffionen (H&spplus;) erfolgt in einem stöchiometrischen Verhältnis von 1 : 1 mit HCO&sub3;&supmin;- oder OH&supmin;- Ionen und einem stöchiometrischen Verhältnis von 2 : 1 mit CO&sub3;²&supmin; -Ionen. Als solche ergibt eine gegebene Menge Ag&sub2;CO&sub3; eine bestimmte "Dosierung" zur Entfernung einer gegebenen Konzentration an Wasserstoffionen (H&spplus;). Auf diese Weise kann eine gegebene Menge Ag&sub2;CO&sub3; in der Patrone 10 zum Puffern einer gegebenen Konzentration an Wasserstoffionen (H&spplus;) bereitgestellt werden.
Siehe Fig. 2: Sie zeigt schematisch eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform. Die Fig. 2 zeigt eine Spritze 30, die an eine tragbare Verwendung angepasst ist, beispielsweise als Teil eines Kits zum Puffern freier Wasserstoffionen (H&spplus;) aus dem Blut 41 eines Herzanfallpatienten. Die Spritze 30 eignet sich besonders für die Verwendung außerhalb des Krankenhauses, wie beispielsweise durch eine medizinische Hilfskraft vor der Ankunft des Patienten in einem Krankenhaus.
Die Spritze 30 ist nach den gleichen Prinzipien wie die in Fig. 1 gezeigte Patrone 10 aufgebaut. Die Spritze 30 umfasst ein chemisch inertes Gehäuse 32, einen Kolben 42 und eine Nadel 48. Das Spritzengehäuse 32 ist durch eine selektiv permeable Membran 34 aufgeteilt, die eine Blutkammer 36 und eine Reaktionskammer 38 voneinander abgrenzt. Der mikroeingekapselte Reaktant 40 ist in der Reaktionskammer 38 bereitgestellt. Der Reaktant 40 ist vorzugsweise eine Zusammensetzung, die Ag&sub2;CO&sub3; und ein Harz umfasst.
Die Membran 34 ist so ausgewählt, dass sie den Durchtritt von roten Blutzellen und Plasmaproteinen im Blut 41, das in die Spritze 30 gezogen worden ist, hierdurch in eine Reaktionskammer 38 selektiv verhindert und den Durchtritt von Wasser und Ionen darüber ermöglicht. Selbstverständlich ist die Membran 34 in Kontakt mit der Spritze 30 abgedichtet befestigt. Die Fig. 2 zeigt zwar die Befestigung der Membran 34 schematisch, aber es ist ersichtlich, dass die Spritze 30 ausreichend unterstützende Strukturen für die Membran 34 umfasst, so dass diese den beim Bewegen des Kolbens 42 auftretenden Druckunterschieden widerstehen kann. Diese unterstützenden Strukturen sind in der Schemazeichnung nicht gezeigt, enthalten aber selbstverständlich Rahmen, die den äußeren Rand der Membran 34 festhalten, perforierte Scheiben, zwischen denen sich die Membran 34 befindet, oder andere Trägerstrukturen, die jetzt offensichtlich werden.
Der innere und der äußere ringförmige Haltering 44, 46 können über der Innenfläche des Spritzengehäuses 32 bereitgestellt werden, so dass die einwärts und auswärts gerichtete axiale Bewegung des Kolbens 42 eingeschränkt wird. Der innere Haltering 44 verhindert vorteilhafterweise, dass der Kolben 42 zu weit nach innen in das Gehäuse 32 bewegt wird. Die Einwärtsbewegung des Kolbens 42 wird eingeschränkt, um zu verhindern, dass der feste Reaktant 40 in Kontakt mit der Memb ran 34 gebracht wird, wodurch die Membran 34 beschädigt werden kann und der Reaktant 40 in die Blutkammer 36 oder den Patienten gelangen kann. Der äußere ringförmige Flansch 46 verhindert vorteilhafterweise das unbeabsichtigte vollständige Herausziehen des Kolbens 42 aus dem Gehäuse 32.
Es ist zwar nicht wesentlich, aber die Spritze 36 kann unter Vakuum gehalten oder mit steriler isotonischer Kochsalzlösung gefüllt werden, um die Möglichkeit zu minimieren, dass Luftblasen in das Blut des Patienten eingebracht werden. Beim Gebrauch der Spritze 30 wird die Nadel 48 in einen Patienten eingeführt, und der Kolben 42 wird aus dem Spritzengehäuse 32 nach außen gezogen, wobei eine Menge Blut 41 zum Puffern in die Blutkammer 36 gezogen wird. Wenn Blut 41 aus dem Patienten entnommen wird, treten Wasser, freie Chloridionen (Cl&supmin;) und Wasserstoffionen (H&spplus;) im Blut durch die Membran 34 in die Reaktionskammer 38.
Auf die vorstehend bezüglich Fig. 1 beschriebene Weise binden Chloridionen (Cl&supmin;) aus dem Patienten, die in die Reaktionskammer 38 gewandert sind, an freie Silberionen (Ag&spplus;) und bilden einen unlöslichen AgCl-Niederschlag. Da die freien Silberionen (Ag&spplus;) an die Chloridionen (Cl&supmin;) binden, werden Carbonationen (CO&sub3;=), Hydroxyl- (OH&supmin;) oder Bicarbonationen (HCO&sub3;&supmin;) freigesetzt. Gemäß den oben beschriebenen Reaktionen (ii), (iii) oder (vii) binden die Bicarbonat- (HCO&sub3;&supmin;), Hydroxyl- (OH&supmin;) und Carbonationen (CO&sub3;=) entweder an freie Wasserstoffionen (H&spplus;), die durch die Membran 34 in die Reaktionskammer 38 gelangt sind, oder treten selbst durch die selektiv permeable Membran 34 und binden an Wasserstoffionen (H&spplus;) in der Blutkammer 36.
Das behandelte Blut 41, dessen Konzentration an freien Wasserstoffionen (H&spplus;) reduziert worden ist, und jegliche verbleibenden freien puffernden Ionen (CO&sub3;=, OH&supmin;, HCO&sub3;&supmin;) können dann wieder in den Patienten eingebracht werden, indem der Kolben 42 axial nach innen in eine Position bewegt wird, dass er an den Haltering 44 stößt.
Die Spritze 30 kann eine ausreichend große Menge an mikroeingekapseltem Reaktanten 40 enthalten, dass beim Gebrauch der Kolben 42 wiederholt bewegt werden kann, um Blut 41 zu entnehmen, zu behandeln und wieder in einen Patienten zu injizieren.

Beispiel 2 - Nierenpatienten

Die erfindungsgemäße Verbindung kann inter vivos verwendet werden, um unerwünschte Konzentrationen überschüssiger freier Wasserstoffionen (H&spplus;) in Patienten zu verringern, die ein akutes Nierenversagen erlitten haben.
Der menschliche Magen sezerniert natürlicherweise sowohl Wasserstoffionen (H&spplus;) als auch Chloridionen (Cl&supmin;). Daher ist es möglich, eine Verbindung oder Zusammensetzung, die Ag&sub2;CO&sub3; umfasst, zur oralen Einnahme bereitzustellen.
Zur Entfernung überschüssiger Wasserstoffionen (H&spplus;) wird eine Menge Ag&sub2;CO&sub3; entweder als feste Verbindung oder, stärker bevorzugt und wie in der Fig. 3 ersichtlich, als Kapsel 49 eines festen Reaktanten 50, der Ag&sub2;CO&sub3; umfasst, das in einem Harz 52 mikroeingekapselt ist, eingenommen. Die Außenfläche der Kapsel 49, die den Reaktanten 50 enthält, umfasst vorzugsweise eine selektiv permeable Membran 54, die so ausgewählt ist, dass sie den Durchtritt von Wasser, Kohlendioxid und Ionen hierdurch ermöglicht und den Durchtritt des Reaktanten 50 oder des erhaltenen festen Niederschlags AgCl verhindert.
Nach der oralen Einnahme treten Chloridionen (Cl&supmin;) und Wasserstoffionen (H&spplus;), die im Magendarmtrakt des Patienten vorliegen, durch die Membran 54. Die Chloridionen (Cl&supmin;) binden an freie Silberionen (Ag&spplus;) und bilden den Niederschlag AgCl gemäß der zuvor offenbarten Formel (i). Bicarbonat (HCO&sub3;&supmin;), Hydroxylionen (OH&supmin;) und Carbonationen (CO&sub3;=), die bei der Bindung der Chloridionen (Cl&supmin;) an die Silberionen (Ag&spplus;) freigesetzt werden, binden an freie Wasserstoffionen (H&spplus;) in der Kapsel 49 oder treten nach außen durch die Membran 54 und binden an freie Wasserstoffionen (H&spplus;) im Magendarmtrakt, wobei CO&sub2; und/oder H&sub2;O gebildet werden (vorstehend offenbarte Formeln (ii), (iii) und (vi)).
Die Kombination von Ag&sub2;CO&sub3; mit einem Anionenaustauscherharz kann ferner zur Entfernung unerwünschter Ionen, wie Sulfat (SO&sub4;=) und Phosphat (HPO&sub4;=) in Patienten mit Nierenerkrankungen oder solchen, denen Nieren fehlen, beispielsweise gemäß den Reaktionen eingesetzt werden:
(viii) Harz · CO&sub3;= + SO&sub4;= → Harz · SO&sub4;= + CO&sub3;=
(ix) Harz · CO&sub3;= + HPO&sub4;= → Harz · HPO&sub4;= + CO&sub3;=
Die Ag&sub2;CO&sub3;-Zusammensetzung zur Behandlung von Nierenpatienten wird noch stärker bevorzugt in Kombination mit bestehenden Behandlungen, wie sie zur Bindung freier Kaliumionen (K&spplus;) verwendet werden, verwendet. Beispielsweise wird eine bekannte Behandlung, die zur Bindung freier Kaliumionen (K&spplus;) verwendet wird, zur Zeit unter dem Handelsnamen K-EXALATE vertrieben. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann mit Behandlungen zur Bindung von K&spplus;-Ionen kombiniert werden, um sowohl die Konzentration an freien Wasserstoffionen (H&spplus;) zu verringern als auch die Wirkungsweise von Kaliumbindern, die durch ihre Wirkung Wasserstoffionen (H&spplus;) freisetzen, zu verbessern.
Insofern, als die erfindungsgemäße Zusammensetzung freie Wasserstoffionen (H&spplus;) in einem stöchiometrischen Verhältnis von eins-zu-eins bindet, ist es möglich, die Dosierung oder Menge, bezogen auf das Gewicht, von Ag&sub2;CO&sub3;, die erforderlich ist, um eine gegebene molare Mengen überschüssiger Wasserstoffionen (H&spplus;) zu bewegen, zu berechnen. Daher ist es möglich, für ein der Dialyse unterliegendes Individuum zu berechnen, dass bei der Konsumierung von 50 Milliliter Wein usw. X Menge an Ag&sub2;CO&sub3; oral (oder alternativ rektal) eingenommen werden sollte, um einem erwarteten Anstieg an Wasserstoffionen entgegenzuwirken.

Claims

1. Pufferverbindung zur Verwendung zum Puffern überschüssiger Wasserstoffionen in einem Patienten, wobei die Pufferverbindung Ag&sub2;CO&sub3; umfaßt.

2. Pufferzusammensetzung zur Verwendung zum Puffern überschüssiger Wasserstoffionen in einem Patienten, wobei die Pufferzusammensetzung Ag&sub2;CO&sub3; und einen Träger umfaßt.

3. Pufferzusammensetzung nach Anspruch 2, wobei die Pufferzusammensetzung in einer selektiv permeablen Membran eingeschlossen ist.

4. Pufferzusammensetzung nach Anspruch 3, wobei die Membran eine natürliche Cellulose -Membran ist.

5. Pufferzusammensetzung nach Anspruch 2, wobei der Träger ein Harz umfaßt.

6. Pufferzusammensetzung nach Anspruch 5, wobei das Harz auswählt wird aus der Gruppe, bestehend aus einem Anionenaustauscher auf Dextran, einem Anionenaustauscher auf Agarose, einem Anionenaustauscher auf Cellulose und einem Anionenaustauscher auf Polystyrol.

7. Pufferzusammensetzung nach Anspruch 3, wobei der Träger ein Harz umfaßt, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Anionenaustauscher auf Dextran, einem Anionenaustauscher auf Agarose, einem Anionenaustauscher auf Cellulose und einem Anionenaustauscher auf Polystyrol.

8. Pufferzusammenstezung nach Anspruch 7, wobei die Membran eine natürliche Cellulose-Membran ist.

9. Kit zur Verwendung zum Puffern überschüssiger Wasserstoffionen in einem Patienten, wobei das Kit umfaßt:

eine Ag&sub2;CO&sub3; umfassende Pufferverbindung, und

eine Einrichtung, die selektiv einen Ionenfluß zwischen einer Patientenkörperflüssigkeit und der Pufferverbindung erlaubt, während ein Übergang der Pufferverbindung in den Patienten verhindert wird.

10. Kit zur Verwendung zum Puffern überschüssiger Wasserstoffionen in einem Patienten, wobei der Kit umfaßt:

eine Pufferzusammensetzung, umfassend Ag&sub2;CO&sub3; und ein Harz, und eine Einrichtung, die selektiv einen Ionenfluß zwischen einer Patientenkörperflüssigkeit und der Pufferverbindung erlaubt, während ein Übergang der Pufferverbindung in den Patienten verhindert wird.

11. Kit nach Anspruch 9, wobei die Flüssigkeit Blut umfaßt, und der Kit weiterhin umfaßt:

eine Einrichtung zur Entnahme einer Menge des Bluts aus einem Patienten, das durch die Verbindung gepuffert werden soll, und eine Einrichtung zur Wiedereinführung von gepuffertem Blut in den Patienten.

12. Kit nach Anspruch 9, wobei die Einrichtung, die selektiv einen Ionenfluß erlaubt, eine selektiv permeable Membran umfaßt.

13. Kit nach Anspruch 12, wobei die Membran eine natürliche Cellulose-Membran ist.

14. Kit nach Anspruch 10, wobei die Flüssigkeit Blut umfaßt, und der Kit weiterhin umfaßt:

15. Kit nach Anspruch 10, wobei die Einrichtung, die selektiv einem Ionenfluß erlaubt, eine selektiv permeable Membran umfaßt.

16. Kit nach Anspruch 15, wobei die Membran eine natürliche Cellulose-Membran ist.

17. Kit nach Anspruch 16, wobei das Harz ausgewählt wird aus der Gruppe, bestehend aus einem Anionenaustauscher auf Dextran, einem Anionenaustauscher auf Agarose, einem Anionenaustauscher auf Cellulose und einem Anionenaustauscher auf Polystyrol.

18. Vorrichtung zur Verwendung zum Puffern überschüssiger Wasserstoffionen im Blut eines Patienten, wobei die Vorrichtung umfaßt:

ein Gehäuse mit einer Reaktionskammer und einer Blutkammer,

eine Pufferverbindung, umfassend Ag&sub2;CO&sub3;, die sich in der Reaktionskammer befindet, wobei die Reaktionskammer von der Blutkammer durch eine Membran getrennt ist, die selektiv permeabel ist, um den Durchgang freier Ionen hierdurch zu erlauben, während ein Übergang der Verbindung darüber verhindert wird.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, weiterhin umfassend eine Einrichtung zur Entnahme einer Menge von Blut aus dem Patienten, das durch die Verbindung gepuffert werden soll, zu dem Gehäuse, und eine Einrichtung zum Wiedereinführen von gepuffertem Blut in den Patienten.

20. Spritze zur Verwendung zum Puffern überschüssiger Wasserstoffionen im Blut eines Patienten, wobei die Spritze umfaßt:

ein Gehäuse mit einer Reaktionskammer und einer Blutkammer, eine Pufferzusammensetzung, umfassend Ag&sub2;CO&sub3; und ein Harz, das sich in der Reaktionskammer befindet,

wobei die Reaktionskammer von der Blutkammer durch eine Membran getrennt ist, die quer zu dem Gehäuse angeordnet ist und die selektiv permeabel ist, um die Bewegung freier Ionen dadurch zu erlauben, während der Übergang der Zusammensetzung darüber verhindert wird,

eine Einrichtung zur Entnahme einer Menge des Bluts aus dem Patienten in das Gehäuse und zur anschließenden Wiedereinführung des Bluts in den Patienten.