<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENTS RELATIFS A LA DEGRADATION DU DEXTRANE.
La¯présente invention se rapporte à la dégradation du dextrane.,
On peut utiliser très avantageusement le dextrane dégradé (ou partiellement dépolymérisé) comme substituant essentiel de produits de rem- placement du plasma sanguin et d'autres fluides thérapeutiques. On peut obtenir le dextrane lui-même grâce à l'action de micro-organismes, tels que ceux appartenant à la famille des leuconostoques sur le surcrose pur. Le destrane ainsi obtenu est constitué par des macro-molécules d'hydrate de carbone de dimensions différentes, chacune de ces molécules étant elle-même constituée par un agrégat de molécules individuelles ayant la composition C6H10O5.
Ces'macro-molécules sont très grandes, et pour rendre possible l'utilisation d'un dextrane dans un produit de remplacement du plasma san- guin ou pour d'autres injections dans le corps animal, il est nécessaire de réduire ces macro-molécules à une dimension ou à un poids moléculaire in- férieur. En outre, on sait que de telles macro-molécules de dimension exces- sive sont incompatibles avec les conditions que présente le courant sanguin humain et que celles présentant des dimensions excessivement réduites peuvent provoquer des effets nuisibles sur'certains organes, en particulier les reins.
Par conséquent, il était nécessaire-jusqu'à présent de traiter le dextrane dégradé,après sa dégradation en vue de réduire ses dimensionsmoll[culaiess moyennes, pour éliminer à la fois les molécules de. dimension insuffisamment réduite et celles qui étaient trop petites.
Bien qu'il soit difficile de mesurer avec précision les poids moléculaires des différents dextranes, on peut déduire les dimensions et le poids moyen des molécules de la viscosité relative d'une solution de dextra- ne. Sous ce rapport, on doit mentionner qu'il n'est pas certain,si le dex- trane forme une solution véritable ou s'il se trouve en dispersion colloï- dale dans le solvant.
Au cours de la présente description, le terme "solu- tion" se rapporte aussi bien à un dextrane dissous qu'à un dextrane èn dis-
<Desc/Clms Page number 2>
persion colloïdal
On en tend par le terme "viscosité relative" (pour autant qu'il est utilisé dans la présente description), le rapport de la viscosité ciné- matique d'une solution de 6 g de dextrane dans 100 cm3 d'eau distillée à
37 C, exprimée en centistokes, à la viscosité cinématique de l'eau distil- lée à la même température en utilisant des tubes viscosimètres en U corres- pondant au N 1 ou 2 de la norme britannique t'British Standard Specifica- tion". La viscosité relative du dextrane avant dégradation est élevée et peut être de l'ordre de 8000 Pour son utilisation particulière comme pro- duit de.remplacement du plasma sanguin,
le dextrane doit avoir une visco- sité relative faible comprise de préférence entre 2,7 et 8. Dans cette gam- me relative de viscosité, le dextrane est éminemment approprié à l'usage in- tra-veineux et peut être utilisé comme-véhicule pour l'injection de produits pharmaceutiques intra-dermiques ou infra-musculaires. Pour ce dernier usage, le dextrane peut, cependant, présenter une viscosité relative quelque peu plus élevée, bien qu'encore faible, comme par exemple 20.
Jusqu'à ce jour, on a réalisé couramment la dégradation grâce à l'hydrolyse acide. On a utilisé également l'hydrolyse alcaline, mais celle-ci est moins facile à effectuer et à régler que l'hydrolyse acide.
En outre, on a proposé d'utiliser la dégradation par les enzymes qui com- porte également une hydrolyse. Tous ces procédés hydrolytiques donnent un produit dégradé dont les molécules varient largement en poids, et il est nécessaire de faire intervenir un traitement ultérieur. Par suite de ce traitement, une proportion notable du dextrane initial est éliminée et per- due.
Conformément à la présente invention, on effectue. la dégrada- tion en utilisant la pyrolyse, c'est-à-dire en chauffant le dextrane de ma- nière à provoquer la rupture des liaisons les plus faibles et, en particu- lier, des liaisons hydrogénées dans les grandes molécules .
Il est'bien connu que l'application excessive de la chaleur à n'importe quelle-molécule-d'hydrate de carbone, soit à l'état humide à n'importe quel pH, soit à l'état sec, donne lieu à une destruction oxydante.
Cette destruction se manifeste par la formation d'oxyaldéhydes et'd'acides qui se combinent ensemble pour donner des substances polymérisées de couleur foncée que l'on appelle les caramels. Conformément à la présente invention on empêche la destruction oxydante massive en effectuant le procédé sous des conditions non oxydantes. Il est évidemment également nécessaire de ne pas utiliser une température élevée.
On peut effectuer cette pyrolyse ou dégradation thermique de plu- sieurs manières. On peut ainsi transformer le dextrane en poudre que l'on peut chauffer à l'état sec ou en suspension dans un liquide chimiquement iner- te. Cependant, on chauffe de préférence le dextrane en solution aqueuse tout en maintenant le pH entre 7,00 et 7,05, c'est-à-dire en maintenant la solution à un état aussi voisin que possible de la neutralité, ce que l'on peut réaliser . en ajoutant une substance tampon à la solution.
Dans cettetgamme de pH, augune-ac- tion hydrolytique importante ne peut se produire et la dégradation est pres- que totalement pyrolytique. Ce fait est important étant donné que l'action hydrolytique occasionne la scission au hasard du dextrane, catalysée par la présence d'ions hydroxyl et hydrogénés, ce qui a pour conséquence que les molécules dégradées présentent des poids très différents. Grâce à la présen- te invention, on peut cependant supprimer en grande partie cette scission au hasard, de sorte que la rupture se fait de préférence sur des liaisons fai- 'bles d'un espacement plus régulier, susceptibles dé subir la rupture'thermi- que. En conséquence, on peut contrôler bien plus efficacement la dégrada- tion et on perd moins de dextrane.
Bien que l'on effectue de préférence la dégradation de manière qu'il ne puisse pas ou presque pas se produire d'hy- drolyse, il est possible de traiter une solution correspondant à une gamme plus étendue de pH, si on le désire, gamme allant d'environ 6,5 à 9,5, tout en réalisant la plus grande partie de la dégradation grâce à une rupture ther- mique. Il ne se présente que de faibles inconvénients à procéder du côté
<Desc/Clms Page number 3>
alcalin de la neu@ alité, tandis que du côté acide, la régularité du poids moléculaire se perd rapidement à mesure que le pH s'abaisse,de sorte qu'il est hautement désirable d'éviter d'utiliser un pH inférieur à 7.
Lorsqu'on chauffe le dextrane sous la forme de solution aqueuse, il peut être présent en une concentration allant jusqu'à 50%. L'utilisation de solutions très diluées est peu économique et des solutions très concentrées sont visqueuses et on ne les chauffe pas facilement d'une manière uniforme.
On préfère utiliser des solutions aqueuses ayant une concentration d?au moins 12 % en poids/volume, et mieux encore une concentration de 20 à 30 %. Cela représente un avantage important par rapport au procédé d'hydrolyse acide qui est pratiquement limité à l'utilisation de solutions aqueuses dont la concentration est considérablement inférieure à 12 % en poids/volume.
Au lieu d'incorporer une substance tampon à la solution, on peut régler son pH à un taux suffisant pour éviter qu'il s'écarte de la gamme dé- sirée.
Pour la mise en oeuvre de la présente invention, la température de chauffe est située de préférence entre 115 et 230 C. On peut utiliser des témpératures inférieures à 115 C; mais alors la pyrolyse est extrêmement lente et, par conséquent, ilvaut mieux travailler à 140 C ou davantage.
On peut utiliser des.températures supérieures à 230 C, mais une limite supé- rieure s'impose du fait que le dextrane charbonne lorsqu'on le chauffe à une température par trop élevée, et des considérations pratiques rendent indési- rable d'utiliser une température supérieure à 200 C.
En général, lorsqu'on utilise une solution aqueuse de dextrane d'une concentration de 20 à 30% en poids/volume, on constate que, pour obte- nir un produit quelque peu homogène, il est nécessaire d'utiliser un taux de réaction faible mesuré d'après le rapport viscosité relative: temps.
On a avantage à opérer sous des conditions qui ne sont-non seu- lement oxydantes, mais,également réductrices. Le sulfite de sodium consti- tue un agent réducteur particulièrement utile, bien que l'on.puisse utiliser d'autres agents réducteurs , qu'ils, soient - solides, liquides ou gazeux. On cité cornue exemples d'agents réducteurs solides d'autres sulfites métalliques, le sulfure métallique, l'aluminium en poidre, l'hydroquinone et le pyrogal- lol. Le fer-carbonyle est un exemple d'un agent réducteur liquide et le dioxyde de soufre un exemple d'un agent réducteur gazeux. Evidemment, l'a- gent réducteur que l'on choisit ne doit pas réagir chimiquement avec le dex- trane sous les conditions qui existent lors de la dégradation.
Lorsqu'on utilise des conditions non oxydantes et non réductrices,on peut chauffer le dextrane sous forme de poudre et en solution au sein d'une atmosphère inerte constituée, par exemple, par de la vapeur, par de l'azote ou par de l'h[lium,ou encore au sein de l'air, dont on a éliminé la plus grande par- tie de l'oxygène.
Lorsqu'on met en oeuvre la présente invention de la manière pré- férée, en utilisant comme agent réducteur le sulfite de sodium, on peut uti- liser du dextrane dégradé comme constituant essentiel d'un produit de rempla- cement du plasma sanguin. En d'autres'termes? il n'est pas nécessaire d'uti- liser une précipitation fractionnée et 'les molécules du dextrane dégradé sont au contraire toutes d'un poids moléculaire approprié. Sous ce rapport, les produits obtenus grâce à la mise en oeuvre du procédé préféré se distinguent du dextrane obtenu par dégradation hydrolytique..
On va décrire maintenant, à titre non limitatif, un certains nom- bre d'exemples de mise,en oeuvre du procédé conforme à la présente invention.
EXEMPLE 1.
Cet exemple se rapporte au mode opératoire préféré pour la mise en oeuvre,de l'invention. On précipite du dextrane macro-moléculaire à par- tir d'une liqueur de fermentation en ajoutant un volume égal d'acétone.' On décante le liquide surnageant de la matière gommeuse, puis on dissout celle-ci dans de l'eau en introduisant avec précaution de la vapeur vive dans le dex-
<Desc/Clms Page number 4>
trane en vue de f, .-mer une solution contenant 12% en poids/volume 'de dex- trane. On ajoute à cette solution 25% de sulfite de sodium anhydre / 20%
EMI4.1
de bicarbonate de sodium et 2 % de carbonate de calcium (ces pouréanta-. ges étant pris en poids par rapport au dextrane).
On ajoute le sulfite et le bicarbonate sous forme de solutions concentrées et le carbonate de calcium insoluble sous forme d'unepâte épaisse. On procède ensuite à la:- digestion du mélange dans un récipient agité à double enveloppe à une tem- pérature d'environ 110 C pendant une heure, une dégradation n'intervenant pratiquement pas à cette température. On ajoute le bicarbonate de sodium pour neutraliser l'acide produit initialement dans le dextrane pendant la' digestion et on ajoute le carbonate de calcium pour neutraliser l'acide pro- duit au cours des dernières phases de la digestion. On élimine l'acétone qui.reste dans la gomme et le dioxyde de carbone gazeux en procédant à une ventilation des vapeurs que l'on contrôle fréquemment.
A la fin de 'la di- gestion, on ajuste le pH à 7,00, en utilisant du phosphate monosodique, qui sert'comme tampon pour maintenir également le pH sensiblement à 7,00.
On verse le mélange qui présente, dans cet état, une viscosité relative de 300 dans un autoclave et on le chauffe à une température de 160'0 C sous une pression de vapeur de 4,9 à 5,6 kg/cm2. On mesure l'abaissement de la viscosité à des temps espacés, la réaction étant arrêtée après 20 heures, lorsque la viscosité est tombée à 4,48. L'abaissement de la visco- sité relative est représenté sur le tableau ci-après :
EMI4.2
<tb> Viscosité <SEP> relative
<tb>
EMI4.3
Après chauffage pendant 2 heures ................. 146.
Il il 6 Il ....0... *...... *. 41,3 " il fi 10 Il l6,l fi Il fi 12 Il ................. 7,00 Il Il Il 15 Il 61/' , il fi Tl 17 " ................. z50
EMI4.4
<tb> " <SEP> " <SEP> " <SEP> 20 <SEP> Il <SEP> ................. <SEP> 4,,50
<tb>
Pour purifier le produit, on filtre le mélange dégradé et on précipite le fil- trat avec de l'acétone jusqu'à ce que la matière non constituée par du dextra-
EMI4.5
ne soit sufisamment éliminée, le dextrane étant redissous dans de l'eau après chaque précipitation. Après une filtration finale et une évaporation pour chasser toutes traces d'acétone, on obtient une solution claire comme l'eau de dextrane présentant la viscosité désirable de 4,50.
On prépare un produit de remplacement du plasma sanguin en ajus- tant à 7 le pH d'une solution à 6% en poids/volume d'un dextrane après avoir ajouté 0,9% en poids/volume de chlorure de sodium. On hydrolyse ensuite la solution et elle est prête à l'usage.
EXEMPLE 2.
Cet exemple se rapporte au chauffage d'une solution sous des con- ditions non oxydantes et sans la présence d'agent réducteur. On chauffe une solution aqueuse à 12% en poids/volume de dextrane contenant du carbonate de calcium à concurrence de 20% en poids/ poids du dextrane dans un autocla- ve, tout en agitant, à 150 c, l'air et par conséquent, l'oxygène qu'il con- tient étant chassés par l'échappement de vapeur au début du processus. On prend soin d'ajuster le pH de la solution par l'addition d'acide sulfurique aussi près que possible de 7,00, et on chauffe au total pendant 24 heures, temps après lequel on ajuste le pH par intervalles à la neutralité et on prend des échantillons de la solution afin de s'assurer de la progression de la dégradation.
Après ce traitement, la viscosité relative qui était initia- lement de 800 tombe à 3,65.
Après l'isolement et l'élimination des impuretés de ce produit, on prépare un produit de remplacement du plasma sanguin en ajustant la con- centration à 6% en poids/volume et le pH à 7,00 et en ajoutant 0,9 % en poids/
<Desc/Clms Page number 5>
volume de cnlcrur- de sodium? le mélange obtenu étant finalement stérili- sé dans un autocïave.
EXEMPLE 3.
Cet exemple est une variante de l'exemplé 2, dans laquelle on utilise un agent réducteur. On réduit le carbonate de calcium à 10% en- poids/poids et on ajoute 20% en poids/poids de sulfite de sodiumpuis on chauffe pendant 9 heures seulement tout en maintenant le pH dans là gamme allant de 6,8 à 7,1. A la fin dé la réaction,, la viscosité relative du produit a une concentration de 6% en poids/volume et de 4,2 pour une valeur initiale de 800. Le produit que l'on obtient ainsi en présence d'un'agent' réducteur est moins coloré que celui de l'exemple précédent qui se trouvait exposé à l'action de l'oxygène atmosphérique pendant le temps nécessaire peur prélever des prises pour mesurer le pH.
EXEMPLE 4.
Cet exemple se rapporte à la dégradation d'une poudre sèche.
On prépare tout d'abord une solution de dextrane et on ajoute'du sulfite de sodium en une quantité correspondant à 25% en poids/poids du dextrâne, et on ajuste le pH de la solution à 7,00 en ajoutant de l'acide sulfurique.
On sèche le mélange dans un four sur des plateaux peu profonds à 110-120 C, ce qui abaisse la viscosité de 800 à environ 50, c'est-à-dire qu'une cer- taine dégradation se produit pendant le séchage. Le pH reste fixe à 7,00 et il ne se produit pas de coloration sauf une légère couleur jaune pâle.
Le dextrane séché se présente sous la forme de flocons que l'on réduit'dans un broyeur à l'état de poudre fine et que l'on soumet à un nouveau chauffa- ge de 45 minutes dans un four tournant, à chauffage électrique et à-réglage thermostatique à une température de 160 C. On redissout la poudre dans l'eau et on constate que la viscosité relative est de 4,80. Après isolement et pu- rification du produit, on prépare un produit de remplacement du plasma san- guin en ajoutant une solution de 0,9 % en poids/volume de chlorure de sodiun à une solution à une solution à 6 % en poids/volume du produit et en ajustant le pH du mélange à 7,000 On stérilise ensuite cette solution dans un auto- clave. - - - .
On peut aussi chauffer le produit en poudre par un certain nombre d'autres moyens en chambre chaude, comme par exemple par les radiations infra- rouges ou par l'effet de l'électricité à haute fréquence.
EXEMPLE '5
Cet exemple se rapporte au chauffage d'un produit en poudre au sein d'un liquide inertao On sèche une dispersion aqueuse à 12% en poids/ volume de dextrane contenant 20 % en poids/poids de sulfite de sodium à un pH compris entre 7,0 et 7,2 et on le pulvérise. On disperse ensuite la poudre dans la paraffine purifiée ayant un point d'ébullition de 200 C et on la chauffe pendant 90 minutes à 150 C, puis on la laisse déposer. On dé- cante la paraffine et on lave le résidu avec de l'acétone. Finalement, après dispersion dans 1?eau distillée, 'on purifie le produit comme dit, ci-dessus et on constate que la viscosité relative d'une solution aqueuse à 6% en poids/ volume s'est abaissée, de 400 à 3,5.
Il est bien entendu qu'il est difficilement possible d'éliminer les dernières traces d'humidité du dextrane pulvérisé ou d'exclure les moin- dres traces d'humidité d'un récipient de réaction. Les faibles quantités d'humidité qui sont nécessairement présentes pendant le chauffage de la pou- dre desséchée technique suffisent pour fournir les radicaux nécessaires pour se fixer'sur les liaisons interrompues des molécules de dextrane de grande dimension.
<Desc / Clms Page number 1>
IMPROVEMENTS RELATING TO DEXTRANE DEGRADATION.
The present invention relates to the degradation of dextran.
The degraded (or partially depolymerized) dextran can be used with great advantage as an essential substituent in blood plasma substitutes and other therapeutic fluids. Dextran itself can be obtained by the action of microorganisms, such as those belonging to the leuconostoch family on pure overcrose. The destrane thus obtained is constituted by carbohydrate macro-molecules of different dimensions, each of these molecules itself being constituted by an aggregate of individual molecules having the composition C6H10O5.
These macro-molecules are very large, and in order to make possible the use of a dextran in a blood plasma substitute or for other injections into the animal body, it is necessary to reduce these macro-molecules. one size or lower molecular weight. Furthermore, it is known that such oversized macro-molecules are incompatible with the conditions of the human blood stream and that those with excessively small dimensions can cause deleterious effects on certain organs, in particular the kidneys.
Therefore, it was heretofore necessary to treat the degraded dextran, after its degradation in order to reduce its soft size, to remove both the molecules. insufficiently small size and those which were too small.
Although it is difficult to accurately measure the molecular weights of different dextrans, the dimensions and average weight of the molecules can be deduced from the relative viscosity of a dextrin solution. In this connection it should be mentioned that it is not certain whether the dextran forms a true solution or whether it is found in colloidal dispersion in the solvent.
In the present description, the term "solution" refers both to a dissolved dextran and to a dissolved dextran.
<Desc / Clms Page number 2>
colloidal persion
The term "relative viscosity" (as far as it is used in the present description) is understood to mean the ratio of the kinematic viscosity of a solution of 6 g of dextran in 100 cm 3 of distilled water to
37 C, expressed in centistokes, to the kinematic viscosity of water distilled at the same temperature using U-shaped viscometer tubes corresponding to N 1 or 2 of the British Standard Specification ". The relative viscosity of the dextran before degradation is high and may be of the order of 8000. For its particular use as a blood plasma replacement product,
the dextran should have a low relative viscosity preferably between 2.7 and 8. Within this relative viscosity range, the dextran is eminently suitable for intravenous use and can be used as a vehicle. for the injection of intra-dermal or infra-muscular pharmaceutical products. For the latter use, the dextran may, however, exhibit a somewhat higher relative viscosity, although still low, such as for example 20.
Heretofore, degradation has been commonly carried out by acid hydrolysis. Alkaline hydrolysis has also been used, but this is less easy to perform and control than acid hydrolysis.
Furthermore, it has been proposed to use degradation by enzymes which also involves hydrolysis. All of these hydrolytic processes result in a degraded product whose molecules vary widely in weight, and further processing is necessary. As a result of this treatment, a significant proportion of the initial dextran is removed and lost.
According to the present invention, one carries out. degradation using pyrolysis, that is, heating the dextran so as to break down weaker bonds and, in particular, hydrogen bonds in large molecules.
It is well known that excessive application of heat to any carbohydrate molecule, either wet at any pH or dry, results in oxidative destruction.
This destruction is manifested by the formation of oxyaldehydes and acids which combine together to form dark-colored polymerized substances called caramels. According to the present invention massive oxidative destruction is prevented by carrying out the process under non-oxidizing conditions. It is of course also necessary not to use a high temperature.
This pyrolysis or thermal degradation can be carried out in a number of ways. The dextran can thus be converted into a powder which can be heated in the dry state or in suspension in a chemically inert liquid. However, the dextran in aqueous solution is preferably heated while maintaining the pH between 7.00 and 7.05, that is to say while maintaining the solution as close as possible to neutrality, which 'we can achieve. by adding a buffer substance to the solution.
In this pH range, significant hydrolytic action cannot occur and the degradation is almost completely pyrolytic. This fact is important since the hydrolytic action causes the random scission of the dextran, catalyzed by the presence of hydroxyl and hydrogen ions, which results in the degraded molecules having very different weights. By means of the present invention, however, this random split can be largely suppressed, so that the breaking is preferably done on weak bonds of more evenly spaced, liable to undergo thermal breakage. - than. As a result, degradation can be controlled much more effectively and less dextran is lost.
Although the degradation is preferably carried out in such a way that no or almost no hydrolysis can occur, it is possible to treat a solution corresponding to a wider range of pH, if desired. range from about 6.5 to 9.5, while achieving most of the degradation through thermal breakage. There are only slight disadvantages to proceeding from the side.
<Desc / Clms Page number 3>
alkaline neutral, while on the acidic side the regularity of molecular weight is quickly lost as the pH drops, so it is highly desirable to avoid using a pH below 7.
When heating dextran as an aqueous solution, it can be present in a concentration of up to 50%. The use of very dilute solutions is uneconomical and very concentrated solutions are viscous and do not easily heat them in a uniform manner.
It is preferred to use aqueous solutions having a concentration of at least 12% w / v, and more preferably a concentration of 20 to 30%. This represents a significant advantage over the acid hydrolysis process which is practically limited to the use of aqueous solutions the concentration of which is considerably less than 12% w / v.
Instead of incorporating a buffer substance into the solution, its pH can be adjusted to a level sufficient to prevent it deviating from the desired range.
For the implementation of the present invention, the heating temperature is preferably between 115 and 230 ° C. It is possible to use temperatures below 115 ° C.; but then the pyrolysis is extremely slow and, therefore, it is best to work at 140 C or more.
Temperatures above 230 ° C can be used, but an upper limit is imposed because dextran chars when heated to too high a temperature, and practical considerations make it undesirable to use a temperature. temperature above 200 C.
In general, when an aqueous solution of dextran with a concentration of 20 to 30% w / v is used, it is found that in order to obtain a somewhat homogeneous product it is necessary to use a reaction rate of low measured by the relative viscosity: time ratio.
It is advantageous to operate under conditions which are not only oxidizing, but also reducing. Sodium sulfite is a particularly useful reducing agent, although other reducing agents, whether solid, liquid or gaseous, can be used. Examples of solid reducing agents are cited of other metal sulfites, metal sulfide, weight aluminum, hydroquinone and pyrogallol. Iron carbonyl is an example of a liquid reducing agent and sulfur dioxide an example of a gaseous reducing agent. Obviously, the reducing agent chosen should not react chemically with dextran under the conditions which exist during degradation.
When using non-oxidizing and non-reducing conditions, the dextran in powder form and in solution can be heated in an inert atmosphere consisting, for example, of steam, nitrogen or nitrogen. 'helium, or in the air, from which most of the oxygen has been removed.
When practicing the present invention in the preferred manner, using sodium sulfite as a reducing agent, degraded dextran can be used as an essential component of a blood plasma replacement product. In other terms? it is not necessary to use fractional precipitation and, on the contrary, the molecules of the degraded dextran are all of an appropriate molecular weight. In this respect, the products obtained by implementing the preferred process differ from dextran obtained by hydrolytic degradation.
A number of examples of implementation of the process in accordance with the present invention will now be described, without implying any limitation.
EXAMPLE 1.
This example relates to the preferred procedure for the implementation of the invention. Macro-molecular dextran is precipitated from a fermentation liquor by adding an equal volume of acetone. The supernatant liquid is decanted from the gummy material, then the latter is dissolved in water by carefully introducing live vapor into the dex-
<Desc / Clms Page number 4>
Tran to form a solution containing 12% w / v dextran. To this solution is added 25% anhydrous sodium sulfite / 20%
EMI4.1
sodium bicarbonate and 2% calcium carbonate (these percentages being taken by weight relative to the dextran).
Sulphite and bicarbonate are added in the form of concentrated solutions and the insoluble calcium carbonate in the form of a thick paste. The following is then carried out: - digestion of the mixture in a double-jacketed stirred vessel at a temperature of approximately 110 ° C. for one hour, degradation practically not occurring at this temperature. Sodium bicarbonate is added to neutralize the acid produced initially in dextran during digestion and calcium carbonate is added to neutralize the acid produced during the later stages of digestion. The acetone which remains in the gum and carbon dioxide gas are removed by frequent vapor ventilation.
At the end of the digestion, the pH is adjusted to 7.00, using monosodium phosphate, which serves as a buffer to also maintain the pH at substantially 7.00.
The mixture which in this state has a relative viscosity of 300 is poured into an autoclave and heated to a temperature of 160 ° C. under a vapor pressure of 4.9 to 5.6 kg / cm2. The decrease in viscosity is measured at spaced times, the reaction being stopped after 20 hours, when the viscosity has fallen to 4.48. The reduction in relative viscosity is shown in the table below:
EMI4.2
<tb> Relative <SEP> viscosity
<tb>
EMI4.3
After heating for 2 hours ................. 146.
He he 6 He .... 0 ... * ...... *. 41.3 "he fi 10 He l6, l fi He fi 12 He ................. 7.00 He He He 15 He 61 / ', he fi Tl 17" ................. z50
EMI4.4
<tb> "<SEP>" <SEP> "<SEP> 20 <SEP> Il <SEP> ................. <SEP> 4,, 50
<tb>
To purify the product, the degraded mixture is filtered and the filtrate precipitated with acetone until the non-dextra material.
EMI4.5
is sufficiently removed, the dextran being redissolved in water after each precipitation. After a final filtration and an evaporation to remove all traces of acetone, a clear solution like water of dextran is obtained having the desirable viscosity of 4.50.
A blood plasma substitute is prepared by adjusting the pH of a 6% w / v solution of a dextran to 7 after adding 0.9% w / v sodium chloride. The solution is then hydrolyzed and is ready for use.
EXAMPLE 2.
This example relates to heating a solution under non-oxidizing conditions and without the presence of a reducing agent. A 12% w / v aqueous solution of dextran containing 20% w / w dextran calcium carbonate is heated in an autoclave while stirring at 150 ° C with air and therefore , the oxygen in it being expelled by the steam exhaust at the start of the process. Care is taken to adjust the pH of the solution by the addition of sulfuric acid as close as possible to 7.00, and the mixture is heated for a total of 24 hours, after which time the pH is periodically adjusted to neutral and samples of the solution are taken to ascertain the progress of degradation.
After this treatment, the relative viscosity which was initially 800 drops to 3.65.
After isolation and removal of impurities from this product, a blood plasma substitute is prepared by adjusting the concentration to 6% w / v and the pH to 7.00 and adding 0.9%. in weight/
<Desc / Clms Page number 5>
volume of sodium cnlcrur-? the resulting mixture being finally sterilized in an autocïave.
EXAMPLE 3.
This example is a variant of Example 2, in which a reducing agent is used. The calcium carbonate is reduced to 10% w / w and 20% w / w sodium sulfite is added, followed by heating for only 9 hours while maintaining the pH in the range 6.8 to 7.1. . At the end of the reaction, the relative viscosity of the product has a concentration of 6% w / v and 4.2 for an initial value of 800. The product which is thus obtained in the presence of an agent The reducing agent is less colored than that of the previous example which was exposed to the action of atmospheric oxygen for the time necessary to take samples to measure the pH.
EXAMPLE 4.
This example relates to the degradation of a dry powder.
First, a dextran solution is prepared and sodium sulfite is added in an amount corresponding to 25% w / w of the dextran, and the pH of the solution is adjusted to 7.00 by adding acid. sulfuric.
The mixture is dried in an oven on shallow trays at 110-120 ° C, which lowers the viscosity from 800 to about 50, ie some degradation occurs during drying. The pH remains fixed at 7.00 and no staining occurs except for a slight pale yellow color.
The dried dextran is in the form of flakes which are reduced in a mill to a fine powder and subjected to a further 45 minutes heating in a rotary oven, electrically heated and heated. with thermostatic adjustment at a temperature of 160 C. The powder is redissolved in water and it is observed that the relative viscosity is 4.80. After isolation and purification of the product, a blood plasma substitute is prepared by adding a 0.9% w / v solution of sodium chloride to a 6% w / v solution. of the product and adjusting the pH of the mixture to 7.000 This solution is then sterilized in an autoclave. - - -.
It is also possible to heat the powdered product by a certain number of other means in a hot chamber, such as for example by infrared radiation or by the effect of high frequency electricity.
EXAMPLE '5
This example relates to the heating of a powdered product in an inert liquid. An aqueous dispersion at 12% by weight / volume of dextran containing 20% by weight / weight of sodium sulfite is dried at a pH of between 7 , 0 and 7.2 and sprayed. The powder is then dispersed in the purified paraffin having a boiling point of 200 ° C. and heated for 90 minutes at 150 ° C., then allowed to settle. The paraffin is decanted and the residue washed with acetone. Finally, after dispersing in distilled water, the product is purified as stated above and the relative viscosity of a 6% w / v aqueous solution is found to have dropped from 400 to 3. 5.
Of course, it is hardly possible to remove the last traces of moisture from the dextran spray or to exclude the slightest traces of moisture from a reaction vessel. The small amounts of moisture which are necessarily present during the heating of the technical dried powder are sufficient to provide the radicals necessary to bind to the broken bonds of the large dextran molecules.