DE19648954A1

DE19648954A1 - Endotoxinadsorber

Info

Publication number: DE19648954A1
Application number: DE1996148954
Authority: DE
Inventors: Rita Dr Darkow; Wolfgang Dr Albrecht; Thomas Dr Groth; Dieter Prof Dr Paul; Dieter Dr Falkenhagen; Christoph Dr Weber
Original assignee: DONAU UNI KREMS ZENTRUM fur B; GKSS Forshungszentrum Geesthacht GmbH
Current assignee: DONAU UNI KREMS ZENTRUM fur B; GKSS Forshungszentrum Geesthacht GmbH
Priority date: 1996-11-26
Filing date: 1996-11-26
Publication date: 1998-10-01

Description

Die Erfindung betrifft einen Endotoxinadsorber, ein Verfahren zu dessen Herstellung und seine Verwendung.

Endotoxine (nachstehend ET genannt) sind Bestandteile der Zellwand von gram-negativen Bakterien, die bei deren Wachstum bzw. Absterben freigesetzt werden und so als Toxine in den Blutkreislauf von Lebewesen gelangen können. Eine vergleichbare Kontamination von Körper flüssigkeiten wird bei der Infusion von mit ET kontami nierten Infusionslösungen sowie bei der Dialyse durch Backfiltration kontaminierten Dialysates in den Blut kreislauf beobachtet. Als Folge dessen werden, beginnend mit einer unkontrollierten Fieberreaktion bishin zum septischen Schock Reaktionen induziert, die häufig zum Tode führen.

Chemisch bestehen ETs, die im freigesetzten Zustand auch Pyrogene genannt werden, aus einem bakteriellen Zell wandlipopolysaccharid, das aus einem hydrophilen Poly saccharid-Part und dem als Toxin fungierenden Lipid A-Part aufgebaut ist.

Eine Möglichkeit, die Wirkung von ETs zu vermeiden, besteht in einem vollständig aseptischen Arbeiten zur Begrenzung der Bakterienkontamination, was im allge meinen kaum realisierbar bzw. bei körperinduzierter ET-Freisetzung nicht anwendbar ist.

Es ist daher auf vielfältige Weise versucht worden, ETs zu entfernen. Dazu gehören beispielsweise folgende Methoden:

- Adsorption an hydrophoben Stoffen, wie Aktivkohle und Ionenaustauscherharzen,
- der PH-abhängige Abbau mittels Säuren oder Alkalilö sungen (z. B. US 3644175 und US 3659027),
- der oxidative Abbau mittels oxidierender Substanzen (JP68/16058) und
- die Filtration der zu dekontaminierenden Lösungen mittels Ultrafiltration (z. B. US 4261834).

Mittels dieser Methoden ist es jedoch nicht möglich, die En dotoxine auf den erforderlichen Level von 0,5 ng/ml zu er niedrigen. Auch sind einige dieser Methoden zu unselektiv bzw. wegen der Möglichkeiten weiterer chemischer Reaktionen prinzipiell nicht anwendbar.

Mittels Membrantrennung wurden bereits beachtliche Erfolge bei der Aufbereitung von Dialysat erreicht. Allerdings ist es auch mit dieser Methode nicht möglich, ETs selektiv genug zu entfernen.

Eine weitere Möglichkeit, ETs zu entfernen, besteht in deren Bindung an trägerfixierte Liganden. Als in der Literatur als spezifisch für die Bindung von ET bekannter Ligand wurde Polymyxin B beschrieben; es handelt sich dabei um ein katio nisches Polypeptid, das wegen seiner toxischen Wirkung nur in kovalent an Trägermaterialien gebundenen Form als ET-Adsor bermaterial eingesetzt werden kann. Dieses natürliche Poly peptid ist einerseits sehr teuer. Andererseits kann eine to xische Schädigung bei Kontakt mit biologischem Material nicht ausgeschlossen werden.

Weiterhin ist es bekannt, daß Biomoleküle an Adsorbermateria lien, z. B. Agarose, die mit hydrophoben, monofunktionellen Liganden kovalent funktionalisiert wurden, gebunden werden können (DE 23 19 495). Mit diesen Materialien können biotechno logisch erzeugte wertstoffhaltige Lösungen aufgearbeitet wer den. Allerdings sind mit ET kontaminierte Vielstoffgemische nicht zu dekontaminieren, da es schwierig ist, die dafür er forderlichen definierten Arbeitsbedingungen einzustellen.

Des weiteren sind die verschiedensten Adsorbermaterialien be schrieben, die auf unterschiedliche Weise modifiziert wurden bzw. mit den verschiedensten Liganden versehen wurden. Alle diese Materialien sind zwar prinzipiell geeignet, ETs zu ad sorbieren. Allerdings adsorbieren diese Materialien in Gegen wart von weiteren Biomolekülen nur relativ unselektiv, so daß eine vollständige Dekontamination der zu behandelnden Lösun gen auf ET-Werte von < 0,5 ng/ml nicht erreicht werden konnte. Zur Verbesserung der ET-Adsorption wird deshalb in der EP 0308239 vorgeschlagen, derartige Adsorbermaterialien in Gegenwart von dialysierfähigen, micellbildenden oberflä chenaktiven Substanzen für eine vollständigere Entfernung von ET zu verwenden. Auf diese Weise ist jedoch nur eine diskon tinuierliche Dekontaminierung von separaten Injektionslösun gen möglich. Eine kontinuierliche Arbeitsweise ist prinzipi ell mittels dieser Technik nicht durchführbar.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein partikelförmi ges Adsorbermaterial zur Verfügung zu stellen, mit dem man Endotoxine aus ET-haltigen Lösungen in Gegenwart weiterer In haltsstoffe mit guter Selektivität auf einen medizinisch un bedenklichen Level erniedrigen kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Lehre der Ansprüche.

Das erfindungsgemäße Adsorbermaterial dient zur Entfernung von Endotoxinen (lipophile toxische Substanzen) aus wäßrigen Lösungen, Körperflüssigkeiten, wie Blut oder Blutplasma, so wie aus Infusionslösungen, die insbesondere natürlich oder biotechnologisch hergestellt wurden. Das erfindungsgemäße Ad sorbermaterial wird insbesondere im Bereich der Medizin zur Blutdetoxifikation (Dialysataufbereitung, Plasmasorption, Hä mosorption) sowie im Bereich der Pharmazie zur Herstellung steriler, pyrogenfreier Infusionslösungen eingesetzt.

Das erfindungsgemäße Adsorptionsmaterial verfügt über eine hohe Adsorptionskapazität und -geschwindigkeit bei gleichzei tig guter Selektivität. Dies gilt auch für relativ geringe Konzentrationen. Zudem ist das erfindungsgemäße Adsorptions material ohne Aktivitätsverlust sterilisierbar bzw. autokla vierbar.

Der erfindungsgemäße Endotoxinadsorber weist einen wasserlös lichen, nicht oder nur gering quellbaren, partikulären Träger auf. An diesen Träger sind verschiedene Liganden gebunden.

Zur genaueren Beschreibung des erfindungsgemäßen Adsorbers wird im Rahmen der vorliegenden Unterlagen auch teilweise auf die Art und den Weg der Herstellung dieses Adsorbers Rück griff genommen. Der eingesetzte Träger weist vor der Ankopp lung der Liganden in wäßrigem Medium stabile, jedoch reakti onsfähige Gruppen auf, wobei es sich insbesondere um Epoxyd-, Chlormethyl- und Aldehydgruppen handelt. Es können im übrigen auch mehrere dieser Gruppen vorhanden sein.

Über diese reaktionsfähigen Gruppen wird einerseits ein hy drophober monofunktioneller Kohlenwasserstoff-Ligand mittels seiner funktionellen Gruppe an den Träger gebunden. Mit ande ren Worten, beim Umsetzen des Trägers bzw. genauer der reak tionsfähigen Gruppe des Träger mit der funktionellen Gruppe des Kohlenwasserstoff-Liganden entsteht eine Gruppe, die in der allgemeinen Formel I des Anspruchs 1 mit A bezeichnet ist. Diese Gruppe A stellt somit die aus der reaktionsfähigen Gruppe und der funktionellen Gruppe gebildete Kopplungsein heit dar, über die der Ligang kovalent an den Träger gebunden wird.

Der hydrophobe monofunktionelle Kohlenwasserstoff-Ligand be steht somit aus einer Kohlenwasserstoff-Einheit K₁ mit 4 bis 30 Kohlenstoffatomen und der funktionellen Gruppe. Bei diesem Liganden a) der allgemeinen Formel I handelt es sich vorzugs weise um einen linearen aliphatischen Kohlenwasserstoff-Li ganden oder auch um einen aromatischen und/oder einen alipha tischen/aromatischen Kohlenwasserstoff-Liganden.

An den Träger des erfindungsgemäßen Adsorbers ist nun nicht nur ein hydrophober Ligand a) sondern auch noch ein weiterer Ligand gekoppelt, der als Ligand b) bezeichnet ist. Dieser weitere Ligand b) weist mindestens zwei funktionelle Gruppen auf; über eine dieser Gruppen ist dieser Ligand b) in glei cher Weise wie der Ligand a) unter Ausbildung einer kovalen ten Bindung und einer Kopplungseinheit A an den Träger gebun den.

Dieser Ligand b) ist kationisch oder kationisierbar und be sitzt mindestens eine endständige Amin- oder Ammoniumgruppe.

Zudem weist auch dieser Ligand b) eine gerade oder verzweigte Kohlenwasserstoff-Einheit K₂ mit 4 bis 30 Kohlenstoffatomen auf. In dieser Kohlenwasserstoffeinheit kann ein Heteroatom, beispielsweise ein O- oder S-Atom enthalten sein. Nach der Kopplung des Liganden b) an den Träger muß noch mindestens eine freie kationische bzw. kationisierbare Funktion vorhan den sein. Vorzugsweise werden asymmetrische Diamine mit oder ohne Heteroatom eingesetzt.

Sowohl der Ligand a) der allgemeinen Formel I als auch der Ligand b) der allgemeinen Formel IIa besitzen beide 4 bis 30 Kohlenstoffatome, die insbesondere in einer Kette angeordnet sind. Beide Liganden sind an das Trägermaterial gekoppelt. Dadurch wird sowohl eine hydrophobe als auch eine Coulomb'sche Wechselwirkung mit der zu adsorbierenden Spezies erreicht.

Wenn im Rahmen der vorliegenden Unterlagen von einer geraden oder verzweigten Kohlenwasserstoff-Einheit K₁ bzw. K₂ die Rede ist, dann kann es sich um jede beliebige aliphatische, aromatische und/oder aliphatisch/aromatische Einheit handeln. Es kommt dabei nicht auf die Art der diese Kohlenwasser stoff-Einheit ausmachenden Kohlenstoff-Untereinheiten an. Der Li gand b) gemäß der allgemeinen Formel IIa muß lediglich eine endständige Amin- oder Ammoniumgruppe aufweisen, die jedoch nicht am Ende der Hauptkette sondern auch durchaus am Ende einer Seitenkette vorhanden sein kann. Vorzugsweise befindet sich diese Gruppe jedoch am Ende der Hauptkette. Diese Amin- bzw. Ammoniumgruppe kann im übrigen die kationische bzw. kationisierbare Gruppe und auch die zweite funktionelle Gruppe darstellen. Der Ligand b) kann auch noch weitere funk tionelle Gruppen aufweisen, die in der Kette oder beispiels weise auch am Ende einer Seitenkette angeordnet sind. Es kann sich dabei um eine sekundäre, tertiäre oder quarternäre Ami nogruppe handeln.

Die endständige, funktionelle Gruppe nach Kopplung des Ligan den b) der allgemeinen Formel IIa kann erfindungsgemäß in an sich bekannter Weise in einer Folgereaktion, beispielsweise durch Amidbindung, mit an sich bekannten ET adsorbierenden Liganden, Stickstoff-enthaltenden heterozyklischen Verbindun gen, wie Amine, Aminosäuren usw., und auch mit mit Stick stoff-Gruppen funktionalisierten aromatischen Karbonsäuren sowie deren Gemische umgesetzt werden, woraus ein Ligand b) der allgemeinen Formel IIb) resultiert. Vorzugsweise werden dabei als Rest Y, der an die funktionelle endständige Gruppe gekoppelt wird, Aminosäuren, beispielsweise Hystidin, Trypto phan oder deren Gemische, sowie heterozyklische Amine, bei spielsweise Tryptamin und Hystamin, eingesetzt. Im Ergebnis erhält man - trotz bekannter, mit ET wechselwirkender Kopf gruppe - in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Grundfunk tion des funktionalisierten Trägers neue Ligandenstruktur für eine verbesserte, insbesondere spezifischere ET-Adsorption, die neben den hydrophoben und ionischen Wechselwirkungen zu sätzlich eine sterisch bedingte Adsorptionsfunktion auf weisen. Als Folge dessen wird neben der Adsorptionskapazität insbesondere die Selektivität der Adsorption bei der Dekonta mination von Vielstoffgemischen wesentlich verbessert.

Das Verhältnis des Liganden a) zum Liganden b) beträgt 1 : 1 bis 1 : 25, vorzugsweise 1 : 3 bis 1 : 15. Es handelt sich dabei um das zahlenmäßige Verhältnis. Unter diesen Bedingungen wird eine optimale Adsorptionsselektivität erreicht.

Prinzipiell ist es möglich, Liganden a) und b) mit unter schiedlicher Kohlenstoffatomanzahl und insbesondere unter schiedlicher Kettenlänge einzusetzen. Es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, Liganden mit gleicher Anzahl der Koh lenstoffatome bzw. gleicher Kettenlänge einzusetzen bzw. einen Liganden b) einzusetzen, der 1 bis 5 Kohlenstoffatome bzw. Kettenglieder mehr oder weniger als der Ligand a) auf weist.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstel lung des erfindungsgemäßen Endotoxinadsorbers. Dazu wird das entsprechende Monomer bzw. die entsprechenden Monomere, die zur Herstellung des Trägers dienen, in an sich bekannter Weise entsprechend einer Saatemulsionspolymerisationstechnik unter Zugabe eines Oberflächenemulgators und eines Polymeri sationsinitiators in Wasser oder wäßrig/alkoholischer Phase dispergiert und polymerisiert, wobei eine Kernbildung bzw. die Bildung eines Kernpartikels stattfindet. Nach Abschluß der Kernbildung wird die Polymerisation durch Zugabe eines weiteren Monomeren oder mehrerer weiterer Monomere, wobei zu mindest ein Monomer eine oder mehrere in wäßriger Phase be ständige, jedoch reaktionsfähige Gruppe(n) enthält bzw. enthalten, die Polymerisation unter Bildung einer Schale um das Kernpartikel fortgesetzt, wobei insbesondere ein unporö ses Kern/Schalepartikel mit gezielt einstellbaren Gehalt an reaktionsfähigem (n) Schalepolymer - je nach Herstellungsbedingungen - auch mit gezielt variablen Parti keldurchmesser von 0,02 bis 10 µm und gleichzeitig enger Partikelgrößenverteilung entsteht. Das so hergestellte reak tionsfähige Trägermaterial kann nach dieser Herstellungspro zedur in an sich bekannter Weise, beispielsweise durch Ultra filtration und/oder Dialyse oder anderer bekannte Techniken, gereinigt werden. Vorzugsweise wird der erhaltene Trägerlatex im ursprünglichen Zustand für die Funktionalisierung mit den Liganden a) und b) belassen. Anschließend erfolgt die Funk tionalisierung des Trägers mit den Liganden a) und b) je nach vorhandener reaktionsfähiger Trägergruppe unter an sich be kannten Reaktionsbedingungen. Danach kann gereinigt werden, vorzugsweise unter Anwendung einer Kombination von Ultrafil tration und Dialyse. Das Produkt wird zweckmäßigerweise in wäßriger Phase sterilisiert. Das so hergestellte Produkt steht dann als ET-Adsorbermaterial in Form eines funktionali sierten Latexes zur Verfügung.

Das mit den Liganden a) und b) der allgemeinen Formel IIa) modifizierte Trägermaterial kann jedoch im ursprünglich erhaltenen Zustand nach Einstellung der erforderlichen Reaktionsbedingungen einer zweiten Funktionalisierung unter worfen werden, wobei die in den Ansprüchen bezeichnete Gruppe Y eingeführt wird und ein Ligand b) der allgemeinen Formel II b) erhalten wird. Danach wird dann gereinigt und sterili siert.

In diesem Zusammenhang bleibt festzuhalten, daß der erfin dungsgemäße Endotoxinadsorber als Ligand b) lediglich einen solchen der allgemeinen Formel IIa) oder auch lediglich einen solchen Liganden b) der allgemeinen Formel IIb) auf weisen kann. Ferner ist es möglich, daß der erfindungsgemäße Adsorber zwei Liganden b), nämlich einen der allgemeinen For mel IIa) und einen der allgemeinen Formel IIb) aufweist. Es ist somit nicht erforderlich, den gesamten Liganden b) der allgemeinen Formel IIa) zu einem solchen der allgemeinen Formel IIb) zu funktionalisieren.

Durch Variation des oben beschriebenen Verfahrens ist es mög lich, in den einzelnen Stufen der Herstellung die erhaltenen Trägerlatexe durch Verdünnen oder Aufkonzentrieren im Fest stoffgehalt den optimalen Reaktionsbedingungen der Folgestufe anzupassen.

Das erfindungsgemäße Verfahren stellt eine einfache und damit leicht und ökonomisch durchführbare Synthesetechnik dar, die zu vorzugsweise unporösen Trägern mit Partikeldurchmesser im Bereich von 0,02 bis 10 µm bei gleichzeitig enger Partikel größenverteilung führt und ohne Wechsel des Reaktionsgefäßes sowie vorzugsweise nur einer Reinigungsstufe in wäßriger Phase durchführbar ist. Dabei wird ein ET-Adsorbermaterial mit hoher Bindungskapazität und -spezifität erhalten. Des weiteren besitzt das erfindungsgemäße Adsorbermaterial ent sprechend dem Herstellungsverfahren und der Wahl des/der Kern-bildenden Monomer(e) eine geringe Quellbarkeit in wäßrigen Medien, eine hohe Druckstabilität und insbesondere durch die gegenüber porösen Trägern erreichte Verkürzung des Diffusionsweges während der Adsorption eine außerordentlich hohe Adsorptionsgeschwindigkeit, wie sie beispielsweise bei der on-line Blutentgiftung zwingend erforderlich ist.

Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung eines hier beschriebenen Endotoxinadsorbers zu den in den Ansprüchen be schriebenen Zwecken.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der nachstehenden Bei spiele näher erläutert, welche bevorzugte Ausführungsformen betreffen.

Beispiel 1 Herstellung eines Trägers

40 g Styrol, 1,3 g Natriumdodecylsulfat, 0,34 g Borax und 420 g Wasser werden in einen 1-l-Reaktorgefäß gegeben, das mit einem Rührer, einer Stickstoffeinleitung, einem Vakuuman schluß und einem Tropftrichter ausgestattet ist. Die Reaktionsmischung wird unter Stickstoffspülung gerührt und auf 60°C erwärmt. Dann wird das Startergemisch (0,270 g Kaliumperoxydisulfat in 70 ml Wasser) zugegeben. Unter Beibe haltung eines gelinden Stickstoffüberdrucks und konstanter Temperatur wird weitere 16 h gerührt. Dann werden 12 g Glyci dylmethacrylat in 30 ml Methanol zugegeben und weitere 8 h bei 60°C gerührt. Der so entstandene Latex wird auf Raumtem peratur abgekühlt und filtriert, um grobkörniges Koagulat zu entfernen. Die mittlere, mittels Lichtstreuung bestimmte Teilchengröße beträgt 75 nm.

Beispiel 2 Herstellung eines Trägers

Gemäß der im Beispiel 1 erläuterten allgemeinen Vorgehens weise wird unter Verwendung von 15 g Styrol, 2,175 g Polyvi nylpyrrolidon, 0,625 g Hexadecanol und 0,2 g Azobisisobutyro nitril ein monodisperser Latex mit einer mittleren Teilchen größe von 3345 nm hergestellt.

Der filtrierte Latex wird mehrfach durch Zentrifugation mit Ethanol gewaschen und schließlich schrittweise in eine reinwäßrige Suspension überführt. Diese wird wie oben beschrie ben unter Stickstoff auf 60°C erwärmt. Dann werden nacheinan der 2,6 g Glycidylmethacrylat und der Starter hinzugegeben. Anschließend wird 8 h bei konstanter Temperatur und leichtem Stickstoffüberdruck polymerisiert. Der Latex wird abgekühlt, filtriert und auf seine Teilchengröße mittels Lichtstreuung untersucht.

Der Epoxydgehalt der gemäß den Beispielen 1 und 2 hergestell ten Latexchargen wird titrimetisch zu 605 µmol/g Latex be stimmt.

Vergleichsbeispiel 1

Zu 50 ml einer 1 Gew.-%igen Suspension des gemäß Beispiel 1 hergestellten Latexes in pyrogenfreiem Wasser werden 0,179 g (0,88 mmol) Tryptophan in 10 ml Ethanol zugegeben. Dann wird 2 h bei Raumtemperatur gerührt. Der pH-Wert der Suspension wird dann mit Natriumhydroxid auf einen pH-Wert von 7 bis 9 eingestellt. Anschließend wird auf 40°C erwärmt und 48 h ge rührt. Überschüssiges Reagenz wird durch Ultrafiltration ent fernt. Der mittels Elementaranalyse bestimmte Substitutions grad an Aminosäure des so präparierten Adsorbers beträgt 174 µmol/g Latex. Für den Endotoxin-Gehalt (ET-Gehalt) im Über stand werden 2,35% des Ausgangswertes ermittelt, was einem Rest-ET-Gehalt von 0,47 ng ET/ml Überstand entspricht.

Die Bindungskapazität des Adsorbers für Endotoxin als Restge halt an ET im Überstand wird dabei wie folgt bestimmt:
350 µl einer 0,5 Gew.-%igen Partikelsuspension werden mit 100 µl Endotoxin-Stammlösung (20 ng/ml) 10 min bei 37°C unter Schütteln inkubiert. Die Partikel werden durch 30-minütiges Zentrifugieren bei 14000 U/min von der Lösung abgetrennt; der Restgehalt an Endotoxin im Überstand wird mittels eines han delsüblichen Limulus-Amoebocyten-Lysat-Tests bestimmt.

Auch die Bestimmung der Bindungskapazität der in den folgen den Beispielen hergestellten Adsorber erfolgt - sofern nichts anderes angegeben ist - auf diese Weise.

Vergleichsbeispiel 2

Analog der im Vergleichsbeispiel 1 beschriebenen Vorgehens weise werden 50 ml einer 1 Gew.-%igen Latexsuspension mit Dodecyldiamin (0,17 g; 0,88 mmol) in 10 ml Ethanol durch 2- stündige Präadsorption und anschließendes Erwärmen auf 40°C für 48 h umgesetzt. Nach einer Inkubationszeit von 10 min werden 2,24% (0,45 ng/ml) Restendotoxin gefunden.

Vergleichsbeispiel 3

Von einem gemäß Vergleichsbeispiel 2 hergestellten Adsorber werden 50 ml 1 Gew.-%iger Latex mit 0,036 g (0,18 mmol) Tryp tophan in 10 ml Ethanol versetzt, 2 h bei Raumtemperatur ge rührt und nach Einstellung des pH-Wertes auf 7 bis 9 während eines Zeitraums von 48 h bei 4000 umgesetzt. Nach einer Inkubationszeit von 10 min werden 1,4% (0,28 ng/ml) Resten dotoxin gefunden.

Vergleichsbeispiel 4

Zu 50 ml einer 1 Gew.-%igen Suspension des gemäß Beispiel 2 hergestellten Latex in pyrogenfreiem Wasser werden 0,179 g (0,88 mmol) Tryptophan in 10 ml Ethanol zugegeben. An schließend wird 2 h bei Raumtemperatur gerührt. Dann wird der pH-Wert der Suspension mit Natriumhydroxyd auf 7 bis 9 einge stellt. Die Suspension wird auf 4000 erwärmt und 48 h ge rührt. Überschüssiges Reagenz wird durch Ultrafiltration ent fernt. Der Restgehalt an ET beträgt nach einer Inkubations zeit von 10 min 5% (1,0 ng/ml).

Beispiel 3 Herstellung eines erfindungsgemäßen Adsorbers

Gemäß der im Vergleichsbeispiel 2 beschriebenen Arbeitsweise werden 50 ml einer 1 gew.-%igen Latexsuspension mit Dodecylamin (0,129 g; 0,7 mmol) und Dodecyldiamin (0,036 g; 0,18 mmol) im Verhältnis 4 : 1 in 10 ml durch 2-stündige Read sorption und anschließendes Erwärmen auf 4000 für 48 h umge setzt. Nach einer Inkubationszeit von 10 min wird im Über stand kein Rest Endotoxin ermittelt.

Beispiel 4 Herstellung eines erfindungsgemäßen Adsorbers

Von dem gemäß Beispiel 3 hergestellten Adsorbermaterial wer den 50 ml eines 1 gew.-%igen Latex mit 0,036 g (0,18 mmol) Tryptophan in 10 ml Ethanol versetzt. Dann wird 2 h bei Raum temperatur gerührt und nach Einstellung des pH-Wertes auf 7 bis 9 48 h bei 4000 umgesetzt. Nach einer Inkubationszeit von 10 min wird 0,4% (0,08 ng/ml) Restendotoxin bestimmt.

Beispiel 5 Herstellung eines erfindungsgemäßen Adsorbers

Von dem gemäß Beispiel 3 hergestellten Adsorbermaterial wer den 50 ml 1 gew.-%iger Latex mit 0,029 g (0,18 mmol) Tryptamin in 10 ml Ethanol versetzt. Dann wird 2 h bei Raum temperatur gerührt und nach Einstellung des pH-Wertes auf 7 bis 9 während eines Zeitraumes von 48 h bei 4000 umgesetzt.

Nach einer Inkubationszeit von 10 min werden 0,3% (0,06 ng/ml) Restendotoxin bestimmt.

Der Vergleich der Restendotoxingehalte, die mit den gemäß den Beispielen 3 bis 5 hergestellten, erfindungsgemäßen Adsorbern erhalten wurden, mit den entsprechenden Gehalten, die mit den in den Vergleichsbeispielen 1 bis 4 beschriebenen Adsorbern erhalten wurden, zeigt die wesentlich größere Leistungsfähig keit der erfindungsgemäßen Adsorber, die sowohl einen Ligan den a) als auch einen Liganden b) aufweisen.

Claims

1. Endotoxinadsorber aus einem wasserlöslichen, nicht oder nur gering quellbaren, partikulären Träger mit in wäßrigen Medium stabilen, jedoch reaktionsfähigen Gruppen, an die

a) ein hydrophober monofunktioneller Kohlenwasserstoff- Ligand mittels seiner funktionellen Gruppe unter Ausbil dung einer Kopplungsgruppe (entspricht A in nachstehender Formel) und somit mittels einer kovalenten Bindung gekop pelt ist, so daß sich zusammen mit dem Träger folgende allgemeine Formel I ergibt:
Träger-A-K₁ I,
wobei
K₁ eine gerade oder verzweigte Kohlenwasser stoff-Einheit mit 4 bis 30 C-Atomen und
A eine Kopplungsgruppe bedeuten, und
b) ein mindestens bifunktioneller, kationischer oder kationisierbarer, mindestens eine endständige Amin- oder Ammonium-Gruppe aufweisender Ligand mittels einer seiner funktionellen Gruppen unter Ausbildung einer Kopplungs gruppe (entspricht A in nachstehender Formel IIa) und somit mittels einer kovalenten Bindung gekoppelt ist, so daß sich zusammen mit dem Träger folgende allgemeine For mel IIa) ergibt:
Träger-A-K₂(X)_a-B IIa
worin
K₂ eine gerade oder verzweigte Kohlenwasser stoff-Einheit mit 4 bis 30 C-Atomen bedeutet, die ein Heteroatom enthalten kann,
X eine sekundäre, tertiäre oder quaternäre Amino- Gruppe bedeutet, die in der Hauptkette oder in/an einer Seitenkette angeordnet ist,
B eine kationische oder kationisierbare Gruppe bedeutet,
A die oben angegebene Bedeutung besitzt,
a für 0 der 1 steht und
wobei die endständige Gruppe des Liganden b) an eine wei tere Gruppe gebunden sein kann, so daß sich zusammen mit dem Träger ein Ligand mit der folgenden allgemeinen Formel IIb ergibt:
Träger-A-K₂(X)_a-B-Y IIb
worin
K₂, A, X und a die oben angegebenen Bedeutungen besitzen,
B eine sekundäre oder tertiäre Amino-Gruppe bedeutet und
Y die weitere Gruppe bedeutet, bei der es sich um einen an sich bekannten Endotoxin absorbierenden Liganden, eine Stickstoff enthaltende heterocyclische Verbindung und/oder eine mit einer Stickstoff-Gruppe funktionalisierte aromatische Carbonsäure handelt,
wobei das zahlenmäßige Verhältnis des Liganden a) zum Liganden b) 1 : 1 bis 1 : 25 beträgt.

2. Endotoxinadsorber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
in der Formel a)
K₁ für (CH₂)_n mit n = 4-30 steht, und in den Formeln IIa) und IIb)
K₂(X)_a für
worin die Reste R₁ und R₂, die gleich oder verschieden sein können, für ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 5 C-Atomen stehen,
n + m für 4 bis 30 stehen und
X und a die oben angegebenen Bedeutungen besitzen.

3. Endotoxinadsorber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es ich bei den reaktionsfähigen Gruppen des Trägers um Epoxyd-, Chlormethyl- und Aldehyd-Gruppen handelt.

4. Endotoxinadsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Liganden a) um ein lineares aliphati sches, aromatisches und/oder aliphatisch/aromatisches Mo noamin oder Thiol oder einen entsprechenden Monoalkohol handelt.

5. Endotoxinadsorber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Liganden b) gemäß der allgemeinen Formel II um ein asymmetrisches Diamin mit oder ohne ein Heteroatom (insbesondere O oder S) handelt.

6. Endotoxinadsorber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rest Y des Liganden b) gemäß der Formel IIb) eine Aminosäure, insbesondere Histidin oder Trytophan, oder ein heterocyclisches Amin, insbesondere Tryptamin oder Hystamin, ist.

7. Endotoxinadsorber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Hauptkette der Liganden a) und b) gleich ist oder sich nur um 1 bis 5 Kettenglieder unter scheidet.

8. Endotoxinadsorber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Liganden a) zum Liganden b) 1 : 3 bis 1 : 15 beträgt.

9. Verwendung eines Endotoxinadsorbers nach einem der vor hergehenden Ansprüche zur Entfernung von Endotoxinen aus wäßrigen Lösungen, Körperflüssigkeiten, insbesondere Blut und Blutplasma, und Infusionslösungen, die insbeson dere natürlich oder biotechnologisch hergestellt wurden.

10. Verfahren zur Herstellung eines Endotoxinadsorbers nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man

i) das oder die zur Herstellung des Trägermaterials die nende(n) Monomer(e) in per se bekannter Weise entspre chend der Saatemulsionspolymeristionstechnik unter Zugabe eines oberflächenaktiven Emulgators und eines Polymeri stionsinitiators in Wasser oder wäßrig/alkoholischer Phase dispergiert und unter Bildung eines Kernpartikels polymerisiert,
ii) danach die Polymerisation nach Zugabe eines weiteren oder mehrerer weiterer Monomere(n), von denen mindestens eines eine oder mehrere in Wasser beständige, jedoch re aktionsfähige Gruppe(n) aufweist, unter Bildung einer Schale um das Kernpartikel fortsetzt,
iii) an die reaktionsfähige(n) Gruppe(n) des in Stufe ii) erhaltenen Trägermaterials die Liganden a) und b) gemäß den allgemeinen Formeln I und IIa) auf per se bekannte Weise ankoppelt und
iv) gegebenenfalls den Liganden b) der allgemeinen Formel IIa) in an sich bekannter Weise vollständig oder teil weise zu einem Liganden b) der allgemeinen Formel IIb) modifiziert.