專利名稱：含有以得自酪蛋白的肽為滲透劑和碳酸氫根離子為緩沖劑的透析液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于醫(yī)學(xué)透析方法的液體，盡管不是絕對的，特別是，用于持續(xù)不臥床腹膜透析(CAPD)技術(shù)中的腹膜透析。
在人體中，通過包括透析，滲透和超濾(下文統(tǒng)稱為“透析”)的擴散過程，溶質(zhì)從一種體液轉(zhuǎn)移到另一種中。不需要的溶質(zhì)，毒素和過量的水通過在腎中透析而從血流轉(zhuǎn)移出以便排出體外。在腎功能障礙的情況下，適應(yīng)的醫(yī)學(xué)治療方法通常是腎移植或者體外血液透析。優(yōu)選的治療是腎移植，但這取決于是否可得到可相容組織型的供體腎。外科手術(shù)過程長，而且因此人力和裝置費用昂貴，盡管通過給藥，在很大程度上是可控制的，但是仍可能發(fā)生移植腎的排異反應(yīng)。但由于患者此后可能會有或多或少的正常生活型，所以移植仍是優(yōu)選的治療方法。
血液透析是腎移植的替代方法。根據(jù)腎功能障礙的嚴重程度，患者需要或多或少地經(jīng)常進行透析。從患者血流中取出血液，然后通過透析裝置，在所述透析裝置中，將血液與選擇性的可滲透膜(例如是纖維素或合成的聚合材料制成的)接觸，其遠端與透析液接觸。根據(jù)擴散規(guī)律，血液中的溶質(zhì)被跨膜運輸?shù)酵肝鲆褐校缓笸ㄟ^超濾除去水。
血液透析通常是在醫(yī)院門診部，在醫(yī)療指導(dǎo)下完成，盡管可以由患者在家中完成，但他或她應(yīng)該在經(jīng)過培訓(xùn)后能夠謹慎地觀察過程。在家中沒有適當(dāng)?shù)臈l件或患者因一種或另一種原因而不能觀察，就應(yīng)該排除在家中透析。透析裝置昂貴而且需要經(jīng)常規(guī)消毒來進行大量的保養(yǎng)。
血液透析極端地限于患者。例如，如果不在治療中心的附近，他或她就得在他或她的指定地點在透析單位進行治療?？傊I透析對于患者的治療形式有嚴格的限制，在醫(yī)院中透析患者要參與，如果在家中完成，要求患者進行大量的合作并注意詳細的過程。與所述方法有關(guān)的硬件設(shè)備也很昂貴。
腹膜透析現(xiàn)在是一種很成熟的方法，可以用它作為體外血液透析的替代來用于因除腎衰竭本身外的醫(yī)療條件，血液透析不適用或使用血液透析不方便的患者。
在腹膜透析中，經(jīng)一導(dǎo)管將透析液導(dǎo)入到患者腹內(nèi)的腹腔中，然后會通過作為半透膜的腹膜除去毒素和水。液體充斥在腹腔內(nèi)保留一段適當(dāng)?shù)臅r間，然后排出。
在持續(xù)不臥床腹膜透析(CAPD)中，經(jīng)外科手術(shù)，植入一永久性的導(dǎo)管通過患者的腹壁，通常由于過程簡單，患者自己從消毒液的軟扁袋通過所述導(dǎo)管就可將透析液導(dǎo)入。導(dǎo)入透析液后，患者簡單地卷起連著的扁袋，在他或她的衣服口袋中，將其放入并保持與導(dǎo)管相連，然后在透析通常中就可自由地進行正常活動。過一段時間后，在重力下他或她排盡用盡的液體使其回到扁袋中進行處理，然后再導(dǎo)入新鮮的液體。因此，透析是連續(xù)的，這種方法的優(yōu)點在于在透析過程中不會間歇性地破壞患者的身體化學(xué)。液體更換的頻率隨患者的不同而不同，但每24小時可以是大約4次。
在任何形式的透析中，透析液應(yīng)該按需要含有基本上是等滲濃度的生理離子。用這種方法可以使生理離子不必要的損失降到最小，而且因施加過大的滲透壓而帶來的鈍化患者膜和血細胞的危險也降到最低。在損失的生理離子中，可以提到的有Na+，Mg2+，Ca2+，和Cl-。在克分子滲壓濃度例如約300mOsm/Kg的透析液中，生理鹽可以是約250mOsm/Kg。
除生理鹽外，在透析液中通常還包括有效的滲透劑，它提供使不需要物質(zhì)如脲從患者血流中跨過透析膜所需的額外克分子滲壓濃度，不論是腎透析裝置還是患者的腹膜。在選擇損失滲透壓時必須小心以便在跨透析膜時提供不太高的滲透壓。此外，在萬一通過透析膜漏出的情況下，它應(yīng)該是無毒的，而且在它跨透析膜時對患者沒有不利的影響。從合乎需要來說，它還應(yīng)該有足夠該的分子量以便盡可能地減少通過透析膜的擴散，但又不能很高以致在透析液中其重量濃度很高而產(chǎn)生所需的克分子滲壓濃度。
在透析液中常常包含糖，最常用的是葡萄糖以給與所需的滲透梯度。導(dǎo)入到腹腔中的幾乎任何物質(zhì)均可找到其最終進入血流的途徑，所述途徑因整個腹膜不完整而得到增強，這在需要治療的患者中并不少見。盡管身體有足夠的能力代謝多余的糖，但是在透析液中所包含糖的長期影響是不令人滿意的而且在某些患者如糖尿病患者中，會構(gòu)成不能接受的醫(yī)療危險，因此要將胰島素導(dǎo)入到透析液中會給患者帶來進一步的困難。
以前已經(jīng)建議用寡-和多糖作為有效的滲透劑。但是這些物質(zhì)應(yīng)能透過腹膜，然后發(fā)生導(dǎo)致解聚的水解作用，但與單糖有關(guān)的不可接受的疾病又會發(fā)生。已經(jīng)研究了如山梨醇，木糖醇，多葡萄糖和果糖等物質(zhì)來用于腹膜透析，但尚未被廣泛地接受。
還已經(jīng)建議加入各種聚合物，包括含至少10摩爾％天冬氨酸，谷氨酸或其組合的合成多肽和蛋白質(zhì)的鈉鹽。在US-A-4339433中描述了該建議。需要大量所述的高分子量物質(zhì)以得到所必需的克分子滲壓濃度。
另一種方法是在透析液中含甘油作為有效的滲透劑。在WO-A-82/03987中描述了該方法。但是甘油分子相當(dāng)小，因而很容易透過透析膜。當(dāng)患者患有待治療的糖尿病時，它就不能存在于透析溶液中。
在醫(yī)藥中廣泛地使用氨基酸混合物來治療各種醫(yī)學(xué)疾病，而且有潛力在透析液中用作滲透劑。它們是無毒的，而且身體對其非常耐受，但由于分子量低并且小，所以它們很溶液穿過腹膜，而且由于非常迅速以致會損失滲透梯度，從而導(dǎo)致溶質(zhì)從透析液中反向流到循環(huán)中。但是在這方面，以前的工作肯定了這些物質(zhì)是無毒性的。
在某些醫(yī)藥適應(yīng)癥中用蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物溶液(例如可以酶水解酪蛋白來得到)來進行注射。通過部分除去或恢復(fù)或增加一種或多種氨基酸來對其進行修飾。它們可以含有醇，葡萄糖或其他適宜靜脈內(nèi)注射的碳水化合物。
US-A-4906616涉及一種透析液，它含有通過蛋白水解酶對奶蛋白質(zhì)的酪蛋白酸鈉部分作用而得到的蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物作為保持透析液克分子滲壓濃度的有效試劑。
在腎功能不全中，代謝性酸中毒是透析要解決的問題之一。為了達到該目的，在透析溶液中摻入緩沖物質(zhì)，在CAPD液中，開始是碳酸氫鹽(Boen，S.T..，Peritoneal Dialysis in Clinical Medicine，C.C.Thomas；springfield IL，US，1964，p45)。但是，發(fā)現(xiàn)含碳酸氫鹽的葡萄糖為基礎(chǔ)的液體會在腹膜內(nèi)沉淀碳酸鈣和碳酸鎂。另外，由于在高溫高壓消毒時，不溶性鹽的形成和葡萄糖與碳酸氫鹽的作用，含碳酸氫鹽，鈣和鎂和葡萄糖的腹膜透析溶液極難制備消毒和貯存(Biasioli，S.et ai.，sodiumLactate and other buffers for dialysis，ContemporayDialysis，10，46，1982)?？梢杂萌樗猁}，偶爾用乙酸鹽代替碳酸氫鹽作為緩沖劑。但是，一般被接受的是，用在CAPD中正常使用的35mmol/l乳酸鹽溶液不能完全校正代謝性酸中毒。此外，已經(jīng)報道說乳酸鹽和乙酸鹽均會產(chǎn)生副作用和代謝問題(Biasioli，S.et al.，Buffers in peritonealdialysis，Journal of Artificial Organs，10，3-8，1987)。相同的作者還說明在高溫高壓消毒過程中為避免葡萄糖的焦糖化所需的含葡萄糖溶液的低pH，以及乳酸鹽的非生理濃度會以出乎患者意料的結(jié)果損壞腹膜。
如果只將碳酸氫鈉給與患者就沒有在腹膜內(nèi)沉淀不可溶碳酸鹽的危險，但它在CAPD中應(yīng)是理想的緩沖劑。
在過去10年間，為了達到該目的已經(jīng)作了大量的努力。這無例外地包括在一透析袋中通過一薄隔膜將在一室中的葡萄糖透析溶液與在該袋第二個室中的碳酸氫鈉溶液分開。在將要使用前，將隔膜弄破，在袋內(nèi)混合溶液得到碳酸氫鹽緩沖的葡萄糖透析液。盡管有人認為該溶液在校正尿毒癥酸中毒中是有效的(Feriani，M，et al.，Continuous ambulatoryperitoneal Dialysis Internatinal 13(Suppl.2)588-91，1993)，但從慢性治療的治療的實踐上講，認為這種方法有點笨拙而且不方便。此外，所述系統(tǒng)的生產(chǎn)比在單室的袋中制備液體更復(fù)雜。這種方法顯然不理想，但目前，在葡萄糖基的透析液中，是獲得與用碳酸氫鹽代替乳酸鹽作為緩沖劑相關(guān)的好結(jié)果所必需的方法。
本發(fā)明的目的之一是提供沒有上述限制的透析液。另一目的是提供碳酸氫鹽緩沖的透析液，適用于CAPD，它在貯存后沒有碳酸氫鎂或碳酸氫鈣或碳酸鎂或碳酸鈣沉淀。
因此，本發(fā)明提供透析液，它含有i)一種有效的滲透劑，含有通過蛋白水解酶對蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)混合物的作用可得到的一種或多種肽，和ii)包含碳酸氫根離子的緩沖劑。
在本發(fā)明的一個實施方案中，所述蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)混合物包含酪蛋白。就這點而論，通常方便地是使用牛酪蛋白。其他蛋白質(zhì)源如蛋白蛋白或乳清蛋白也可以用在從中的可得到本發(fā)明透析液中所用多肽的蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)混合物中。
很容易大量得到酪蛋白。適宜的級是食品級酪蛋白。這通常是從奶，優(yōu)選從牛奶中生產(chǎn).在pH7.0或更大的溶液中，它作為酪蛋白酸鈉而存在，假定用例如氫氧化鈉實現(xiàn)pH的調(diào)節(jié)。在牛酪蛋白的情況下，已經(jīng)完全闡明了磷蛋白混合物中每種的結(jié)構(gòu)。結(jié)果，用具有高比活性的蛋白水解酶，例如胰蛋白酶處理酪蛋白或酪蛋白酸鈉后，形成了含有可預(yù)測模式分子大小的肽混合物，原因在于所述酶在對酶攻擊敏感的相關(guān)位點裂解了蛋白質(zhì)。一般來講，當(dāng)用胰蛋白酶作為蛋白水解酶時，理論上肽混合物的平均分子量為約1000道爾頓(用排阻層析確定的值)。所述肽混合物含有少量分子量為約250-約500道爾頓的肽片段，以及很少分子量為約1800到約3000道爾頓的較大片段。如果需要，通過在pH4.5-5.1沉淀可以除去較大的片段。占總肽含量＜10％的較小片段不從平均分子量為約1000的主要肽組分中分離出來。通過用第二種蛋白水解酶，如胰凝乳蛋白酶進行酶水解可以進一步降低平均分子量。另外，可以用膜篩出比所需大小大或小的分子。
在透析液中優(yōu)選的碳酸氫根離子濃度為20-40meq/l。
可以用于形成在本發(fā)明透析液中所包含的肽混合物的蛋白水解酶是胰蛋白酶，胰凝乳蛋白酶，胰酶，鏈霉蛋白酶或其組合。可以用兩種或多種酶的混合物從所選的蛋白質(zhì)，如酪蛋白形成肽混合物。另外，可以依次使用兩種或多種酶，可以或不必除去在加入第二種酶前加入的第一種酶。
本發(fā)明的透析液一般具有的克分子滲壓濃度為約100到約400mOsm/Kg，優(yōu)選為約250到約350mOsm/Kg。有效的滲透劑在總克分子滲壓濃度中通常產(chǎn)生約25到約100mOsm/Kg，通常由生理鹽提供平衡。
本發(fā)明透析液的pH一般為約6.6-7.6。
本發(fā)明的透析液除任何生理學(xué)可接受的鹽外，還含有足夠有效的滲透劑以使所述液體的克分子滲壓濃度為約25到約100mOsm/Kg。除通過蛋白水解酶對蛋白質(zhì)，如酪蛋白的作用而可得到的或得到的肽外，透析液還可包含少量另一種滲透劑，如葡萄糖或甘油。所述少量滲透劑通常給與透析液以0到約5mOsm/Kg的克分子滲壓濃度。
優(yōu)選的，本發(fā)明的透析液基本上沒有葡萄糖和甘油。應(yīng)該理解，本文公開的透析液還可以含有包含選自鈉，鈣，氯，乳酸根，檸檬酸根和鎂離子的生理鹽。
利用通過蛋白水解酶，如僅胰蛋白酶或胰蛋白酶接著胰凝乳蛋白酶作用于牛酪蛋白而得到的肽混合物，作為有效的滲透劑代替葡萄糖提供了形成含碳酸氫鹽的穩(wěn)定透析液的可能。這些溶液在生理范圍內(nèi)可以有任何特定的所需pH值，而且最值得注意的是6.6到7.6之間。它們還可以調(diào)節(jié)CAPD中所需的Na+，Mg2+，Ca2+和Cl-的濃度，優(yōu)選的基本上在等滲量。由于在本發(fā)明的透析液中用33-35meq/l碳酸氫鹽代替了乳酸鹽，所以不再需要乳酸鹽。上述所提到的與乳酸鹽的使用有關(guān)的不利副作用和代謝問題因這種含碳酸氫鹽液體的使用而得到避免。這在本領(lǐng)域已知的葡萄糖基液體中代表了一種顯著的優(yōu)點。
已經(jīng)表明，按下述制備的并以適用于CAPD的濃度含肽，HCO3-，Cl-，Na+，Ca2+和Mg2+的液體當(dāng)在接近20℃和pH7.2體外貯存數(shù)月沒有沉淀。沒有沉淀歸因于以足以溶解Ca2+和Mg2+的量存在的肽的化學(xué)特性。
下面，借助說明來描述制備本發(fā)明含碳酸氫鹽之肽基液體的過程。實施例1將市售食品級牛酸性酪蛋白，80g懸浮在無熱原的水中，900ml，30℃，然后將3M氫氧化鈉邊攪拌邊逐滴加入，以便pH不會超過7.5。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶解完全后，最終將pH調(diào)到pH7.5，加入溶解在30ml0.001-鹽酸的晶體胰蛋白酶，320mg。在30℃保持混合物，用玻璃電極監(jiān)測pH，通過加入3M氫氧化鈉以中和因胰蛋白酶作用于酪蛋白而釋放的酸。大約2小時水解完全。在此階段，加入溶解在30ml0.001-鹽酸的晶體胰蛋白酶，320mg，然后將反應(yīng)混合物在30℃，pH7.5再保持2小時。此后，通過逐漸加入3M鹽酸而將pH降到4.6。在20℃過夜放置后，在此期間出現(xiàn)少量的絮狀沉淀，通過過濾使混合物澄清。依次使溶液通過polysulphone膜過濾，所述polysulphone膜具有所述保留分子量大于10000的分子的能力，此后通過排除分子量為5000的polysulphone膜進行第二次過濾。所得的肽混合物含有分子量為300到1000道爾頓的肽，所述肽混合物的平均分子量為約700到約800道爾頓。用用質(zhì)譜儀確定該值范圍。它沒有酶。
向由此得到的溶液中加入足夠的3M-氫氧化鈉溶液以使pH達到6.7，此后，按如下加入生理量的Na+，Ca2+，Mg2+，Cl-和HCO3-Na+130-145m.equvi/l；Ca2+1.5-2.5m.equvi/l；Cl-90-110m.equvi/l；HCO3-/30-35m.equvi/l；和Mg2+0-2.0m.equvi/l。通過逐滴加入3M-氫氧化鈉，將所得溶液的pH調(diào)到7.0-7.5。克分子滲壓濃度接近300mOsm/Kg，一般為約303-352mOsm/Kg，若在245-305mOsm/Kg左右，一般在252-299mOsm/Kg左右，可能歸因于鹽，所述鹽對應(yīng)肽混合物有約50mOsm/Kg。
通過用水在制備過程中的適當(dāng)時候稀釋可以降低對由肽混合物提供的總克分子滲壓濃度的貢獻或最初使用較強的酪蛋白溶液可以提高對由肽混合物提供的總克分子滲壓濃度的貢獻。
通過孔大小為0.2微米的微孔過濾而使該溶液滅菌。較所得的溶液消毒，沒有熱原和殘留的酶活性。
用非尿毒癥實驗室大鼠完成初級體內(nèi)試驗，將上述溶液注射到所述大鼠的腹腔內(nèi)。在大鼠中未觀察到疾病作用。所述溶液既沒有毒性，也不是致免疫的，是有效的透析劑。實施例2按實施例1所述將市售食品級牛酪蛋白，80g進行蛋白水解降解，除刪去用胰凝乳蛋白酶處理外。所得的液體僅在其組成肽的平均分子量方面與實施例1中生產(chǎn)的有所不同，在本例中是約1000道爾頓。含碳酸氫鹽的該液體的樣品在于室溫貯存長達3年后，未產(chǎn)生肉眼可見的沉淀。
權(quán)利要求
1一種透析液，含有i)一種有效的滲透劑，含有通過蛋白水解酶對蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)混合物的作用可得到的一種或多種肽，和ii)包含碳酸氫根離子的緩沖劑。
2根據(jù)權(quán)利要求1的透析液，其中所述蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)混合物含有酪蛋白。
3根據(jù)權(quán)利要求2的透析液，其中所述酪蛋白含有牛酪蛋白。
4根據(jù)權(quán)利要求1-3的任一透析液，其中蛋白水解酶含有胰蛋白酶，胰凝乳蛋白酶，胰酶，鏈霉蛋白酶或其組合。
5根據(jù)權(quán)利要求1-4的任一透析液，其中所述碳酸氫根離子的濃度為20-40meq/l。
6根據(jù)權(quán)利要求1-5的任一透析液，其中所述液體的克分子滲壓濃度為約100-約400mOsm/Kg。
7根據(jù)權(quán)利要求1-6的任一透析液，其中所述pH為約6.6到-約7.6。
8根據(jù)權(quán)利要求1-7的任一透析液，其中所述液體基本上沒有葡萄糖。
9根據(jù)權(quán)利要求1-8的任一透析液，它還含有包含選自鈉，鈣，氯，乳酸根，檸檬酸根和鎂之離子的生理鹽。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于醫(yī)學(xué)透析方法的液體，它含有一種或多種蛋白質(zhì)(如酪蛋白)作為有效的滲透劑和碳酸氫根離子作為緩沖劑。另外，所述透析液還可含有生理鹽。
文檔編號A61K31/19GK1150759SQ95193388
公開日1997年5月28日 申請日期1995年6月2日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月2日
發(fā)明者T·吉爾克里斯特, W·曼森 申請人:吉爾泰克有限公司