PROTECTING SOLUTION FOR HEART AND KIDNEYS AND PROCESS FOR ITS MANUFACTURE

Abstract: 1. Protective solution for preventing ischaemia damage to the heart and kidneys and other organs in the course of operations and transplantations of these organs whilst the blood circulation is shut out, characterised in that it consists of a buffer system based on 150 +- 100 millimols of histidine, 16 +- 10 millimols of histidine hydrochloride and 2 +- 1 millimols of tryptophane per litre, which additionally contains alkali metal ions and alkaline earth metal ions as well as a polyol or a sugar, the sum of the cations being 25-80 milliequivalents, the osmolarity of the solution being 300-400 mosm and the pH of the solution being between 6.6 and 7.6.

Description: Protektive Lösung für Herz und Niere und Verfahren zu deren Herstellung. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lösung zur Protektion von Herz und Niere und anderen Organen gegenüber Schädigungen durch einen Durchblutungsstopp bei Operationen und Transplantation dieser Organe sowie das Verfahren zur Herstellung einer solchen Lösung. Neue operative Verfahren zur Rekonstruktion schwerer angeborener Herzmissbildungen, Verbesserungen der Her-Klap- pen-Prothesen und Fortschritte in der Chirurgie der Herzkranzgefässe haben Möglichkeiten zur vollständigen Wiederherstellung Schwerst-Kranker eröffnet. Während die Herz Lungen-Maschinen-Technik die Ergebnisse komplizierter Herzoperationen kaum noch behindert, ist die Ischämie Toleranz - die Toleranz des Organs gegenüber einer vollständigen Unterbrechung seiner Blut- und Sauerstoffversorgung bei Abschaltung aus dem Gesamtkreislauf - bis heute ein bedeutender limitierender Faktor. Nach vollständiger Unterbrechung der Blut- und Sauerstoffzufuhr wird der Energiehaushalt und die Leistungsfähig keit des Herzens rasch gestört. Daher wird von manchen Herzchirurgen die Methode der mehr oder weniger kontinuierlichen separaten Versorgung der Herzkranzgefässe mit Blut mittels spezieller Pumpen und Kanülen praktiziert. Diese Koronarperfusionstechnik ist jedoch auch mit schwerwiegenden Nachteilen verbunden: die Hauptäste der Herzkranzgefässe lassen sich nicht immer vollzählig kanülieren, die Koronar-Katheter und das mit Blut versorgte Organ behindern das Operationsfeld und das schlagende Herz macht die Anwendung mikrochirurgischer Methoden mit dem Operationsmikroskop unmöglich. Daher wurde frühzeitig die Technik des künstlichen Herzstill standes mit totaler Unterbrechung der Blutzufuhr entwickelt. Das ischämisch stillgestellte Herz überlebt - je nach Vorschädigung und Temperatur - 20 bis 40 Minuten. Die dabei auftretende Erschöpfung der Energiereserven macht häufig eine längere Erholungsdauer mit Entlastung des Herzens durch die Herz-Lungen-Maschine und eine intensive Ueberwachung der in den ersten postoperativen Tagen stärker gefährdeten Patienten erforderlich. Ausserdem steht der Operateur bei diffizilen und komplizierten Eingriffen unter erheblichem Zeitdruck, da ein Ueberschreiten der sehr begrenzten Ischämie-Toleranzzeit unter allen Umständen vermieden werden muss. Die limitierte Operationsdauer im rein ischämischen Herzstillstand war der Anlass für zahlreiche Versuche zur Verbesserung der Myocard-Protektion, z.B. durch Acetylcholin, durch Magnesiumsalze, durch Novocain und durch die von H. J. Bretschneider 1964 beschriebene Natriumarme, Calcium-freie, Novocain-haltige kardioplegische Lösung (H. J. Bretschneider: Ueberlebenszeit und Wiederbelebungszeit des Herzens bei Normo- und Hypothermie; Verh. Dtsch. Ges. Kreislaufforschg., 30 (1964), 11; H.J. Bretschneider, G. Hübner, D. Knoll, B. Lohr, H. Nordbeck und P.G. Spieckermann: Myocardial resistance and tolerance to ischemia: Physiological and biochemical basis; J. of Cardiovasc. Surg., 16 (1975), 241). Obwohl diese kardioplegische Lösung eine etwa doppelte Ischämie-Toleranzzeit gegenüber der beim rein ischämischen Herzstillstand garantiert, so ist es aufgrund der grossen Fortschritte der operativen Technik doch dringlich geworden, dass die vom Herzen gut tolerierte Ischämiedauer noch weiter verlängert wird und auf 100 bis 120 Minuten bei 30 C ausgedehnt werden kann. Dabei muss die notwendige Erholungszeit möglichst kurz bleiben; nur etwa 10 Minuten, um die gesamte Dauer des Einsatzes der Herz-Lungen-Maschine so kurz als möglich zu halten. Bis heute gibt es keine kardioplegische Lösung, welche diese hohe Ischämiedauer erlaubt. Zweck der vorliegenden Erfindung ist diese klaffende Lücke zu schliessen. Zum besseren Verständnis der erfindungsgemäss beschriebenen neuen kardioplegischen Lösung sind nachstehend die Konsequenzen aus den Besonderheiten der Energie-Versorgung des Herzens dargestellt: Der Energiebedarf des unter Ruhebedingungen arbeitenden Herzens beträgt - in Sauerstoff-Aquivalenten ausgedrückt etwa 7 ml 02 pro Minute und 100 gg bei maximaler Belastung kann der Energieumsatz vorübergehend bis zum 10-fachen Wert ansteigen. Der Energiebedarf des schlagenden Herzens kann auf folgende "Verbraucher" aufgeschlüsselt werden: a) das kontraktile System im engeren Sinne, b) die äussere Muskelmembran, welche die elektrophy siologischen Zündungsprozesse liefert, c) die inneren Zellmembranen des sogenannten sar koplasmatischen Retikulums, welche die Inakti vierung des kontraktilen Systems durch Reab sorption von Calzium-Ionen bewirken, und die Membran der Mitochondrien, d) den verbleibenden Struktur-Erhaltungstoff wechsel. Das künstlich stillgelegte Herz hat dementsprechend einen um so geringeren Energiebedarf, je vollständiger das kontraktile System inaktiviert und erschlafft ist und je weitgehender die Ionen-Pumpen der äusseren Zellmembran und der inneren Membran-strukturen entlastet werden. Bei Eingriffen zur Drosselung des Energiebedarfes zum Zwecke der Verlängerung der Ischämie-Toleranz-Zeit des Herzens ist stets mit zu bedenken, dass sie rasch reversibel sein müssen und nicht zur Unterschreitung des Struktur-Erhaltungs Stoffwechsels führen dürfen. Der sehr hohe Energie-Durchsatz im arbeitenden Herzen lässt sich nur auf aerobem Wege, d.h. durch "Verbrennung" der Substrate - im wesentlichen Glukose, Milchsäure und Fettsäuren - zu C02 und H20 mit Hilfe des Sauerstoffs sicherstellen. Ohne Sauerstoff - auf anaerobem Wege - können die Substrate nur partiell abgebaut werden und daher nur einen Bruchteil - etwa 1/13 - der in ihnen enthaltenen Energie liefern. Der anaerobe Energie-Gewinn des Herzens basiert im wesentlichen auf dem Abbau der Speicher-Substanz Glykogen zu Milchsäure und weiteren dieser Glykolyse verwandten Prozessen. Daneben kann der Energie-Gehalt des Phospho-Kreatins und eines Teils des Adenosin-Triphosphats (ATP) genutzt werden. Ein ATP-Verlust von mehr als 25 % der Norm hat jedoch eine erheblich verlängerte Erholungszeit zur Folge und ATP-Werte von etwa 60 % der Norm bilden eine untere Grenze für die Wiederbelebbarkeit des Herzens unter klinischen Bedingungen. Der anaerobe Energie-Gewinn im Herzen mittels der Glykogenolyse, d.h. der Spaltung des Glykogens zu Milchsäure1 wird grundsätzlich durch drei Umstände limitiert: 1. Durch die begrenzten und nicht beliebig zu steigernden Glykogen-Vorräte. 2. Durch die zunehmende Selbsthemmung der Glykolyse auf grund der Säuerung der Herzmuskelzellen durch die als Endprodukt anfallende Milchsäure. 3. Durch die im Laufe der Anaerobiose - trotz teilweiser Resynthese des ATP - offenbar zwangsläufig auftretende Abnahme des gesamten ATP-Gehaltes der Zelle, der für die weitere Unterhaltung der Glykolyse selbst einen Mindestwert nicht unterschreiten darf. Die Ursachen der unzureichenden Effizienz der Glykolyse im Herzmuskel für die ATP-Regeneration sind im einzelnen unklar, sie hängen vielleicht z.T. mit dem unter 2. erwähnten Umstand zusammen und betreffen möglicherweise auch nur bestimmte Teile bzw. Kompartimente der Zelle. Analysen des Milchsäure- und Glykogen-Gehaltes des Herzens am Ende seiner Wiederbelebbarkeit haben gezeigt, dass die Höhe der Glykogen-Reserve im allgemeinen die Ueberlebenszeit nicht beschränkt; die Totenstarre tritt bereits ein, wenn noch erhebliche Glykogen-Vorräte vorhanden sind, sofern nicht die Ausgangswerte abnorm niedrig lagen oder die Milchsäure während der Anaerobiose ausgeschwemmt wurde. Daraus folgt der Gedanke, die Kapazität der Glykolyse (siehe 2.) durch Hinausschiebung der Säure-Selbst-Hemmung zu steigern und hierfür den relativ grossen Extrazellular-Raum des Herzens1 der etwa 50 % des intrazellulären Verteilungs-Raumes beträgt, zu nutzen. Als weitere Hypothese wurde der Gedanke verfolgt, über diesen Umweg - oder gegebenenfalls mit Hilfe zusätzlicher Massnahmen auch die Effektivität der Glykolyse hinsichtlich des Wiederaufbaues von ATP, also den Wirkungsgrad der ATP-Resynthese (siehe 2.) zu verbessern. Daneben war das Prinzip einer Minimalisierung des-Energiebedarfes aufrechter- halten bzw. noch konsequenter zu realisieren. Es wurde gefunden, dass sich die Forderung der Nutzung des Extrazellularraumes des Herzens zur Abpufferung der sauren Endprodukte der Glykolyse, mit Hilfe des Puffersystems auf der Basis von Histidin + Histidin.Hydrochlorid unter Mitverwendung von Tryptophan verwirklichen lässt, wobei mit einer solchen protektiven Lösung eine Ischämie Toleranzzeit erreicht wird, die einen Verbesserungsfaktor von etwa 4 gegenüber dem unbeeinflussten Herzen und einen Verbesserungsfaktor von etwa 2 gegenüber der 1964 publizierten Lösung, für alle funktionell entscheidenden Strukturen und Parameter des Herzens aufweist. Entscheidend für die gleichzeitige Optimierung des Energiebedarfs der Zellmembranen und für ihre Milchsäure Durchlässigkeit sind folgende Ionen-Parameter der neuen protektiven Lösung: der Gehalt an Natrium-, Kalium- und Magnesium-Ionen, das Produkt aus Kalium- und Chlorid-Ionen, der Säure-Grad der Lösung (pH-Wert) und ihre Osmolari tät. Aehnliche Anforderungen wie zur Verlängerung der Ischämie Toleranz des Herzmuskels sind auch für die Nieren-Protektion erforderlich. Durch Anwendung der erfindungsgemässen Lösungen lässt sich daher auch eine Verbesserung der funktionellen Ischämie-Toleranz der Niere erzielen. Demnach ist die neue, erfindungsgemässe protektive Lösung zur Verhinderung von Ischämie-Schäden an Herz und Nieren und weiteren Organen wie Leber, Muskel, Zentralnervensystem bei Operationen oder Transplantationen dieser Organe, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem Puffersystem auf der Basis Histidin/Histidin.Hydrochlorid und Tryptophan besteht, welches zusätzlich Alkali- und Erdalkali-Ionen sowie ein Polyol oder einen Zucker enthält, wobei die Summe der Kationen etwa 25 - 80, vorzugsweise 30 - 60 Millival, die Osmolarität der Lösung etwa 300 400 mosm beträgt und das pH der Lösung zwischen 6,6 und 7,6 vorzugsweise etwa bei 7,0 bis 7,2 liegt. Die erfindungsgemässen protektiven Lösungen sind ausserdem dadurch charakterisiert, dass sie ausser Histidin/ Histidin .Hydrochlorid/Tryptophan-Puff er noch Natriumchlorid (15 + 5 Millimol), Kaliumchlorid (15 + 7 Millimol), Lithiumchlorid ( 3 + 3 Millimol), Magnesiumchlorid (15 + 7 Millimol), Calciumchlorid (0,1 + 0,1 Millimol) sowie ein Polyol oder einen Zucker, nämlich Mannitol (50 + 50 Millimol) und/oder Fruktose (50 + 50 Millimol) und/oder Ribose (50 + 50 Millimol) und/oder Inosin (50 + 50 Millimol) pro Liter Wasser enthalten. Das Verfahren zur Herstellung einer Lösung zur Verhinderung von Ischämie-Schäden an Herz und Nieren und andern Organen bei Operationen und Transplantationen der Organe ist demnach dadurch gekennzeichnet, dass man durch Auflösen von Histidin, Histidin.Hydrochlorid und Tryptophan in Wasser ein Puffersystem aufbaut und diesem noch verhältnismässig geringe Mengen von Alkali- und Erdalkali-Ionen zusetzt, wobei die Summe der zugesetzten Kationen auf etwa 25 80, vorzugsweise 30 - 60 Millival und die Osmolarität der Lösung auf etwa 300 - 400 mosm gehalten und das pH der Lösung auf 6,6 bis 7,6 vorzugsweise etwa auf 7,0 bis 7,2 eingestellt wird. Eine protektive wässrige Lösung wird bereitet, indem man die einzelnen Bestandteile in folgenden Mengen pro 1 Liter Wasser zusetzt: Hisitidin 150 + 100 Millimol, Histidin Hydrochlorid 16 + 10 Millimol1 Tryptophan 2 + 1 Millimol, Natriumchlorid 15 + 5 Millimol, Kaliumchlorid 15 + 7 Millimol, Lithiumchlorid 3 + 3 Millimol1 Magnesiumchlorid 15 + 7 Millimol, Calciumchlorid 0,1 + 0,1 Millimol, Zucker oder Polyol 50 + 50 Millimol, nämlich Mannitol 50 + 50 Millimol und/oder Fruktose 50 + 50 Millimol, Ribose 50 + 50 Millimol und/oder Inosin 50 + 50 Millimol. Beispiel 1: Protektive Lösung für Herz und Niere. Im Liter Aqua dest. rec. werden aufgelöst: Natriumchlorid : 15 mmol = 30 mosm Kaliumchlorid : 10 mmol = 20 mosm Lithiumchlorid : 1 mmol = 2 mosm Magnesiumchlorid : 1 mmol = 3 mosm Histidin : 160 mmol = 160 mosm Histidin.Hydrochlorid : 16 mmol = 32 mosm Tryptophan : 2 mmol = 2 mosm Mannitol : = 50 mosm = 299 mosm pH : = 7,1 Beispiel 2: Protektive Lösung für Herz, Niere sowie weitere Organe (Leber, Muskel, Zentralnervensystem) Im Liter Aqua dest. rec. werden aufgelöst: Natriumchlorid : 15 mmol = 30 mosm Kaliumchlorid : 20 mmol = 40 mosm Magnesiumchlorid : 20 mmol = 60 mosm Calciumchlorid : 0,1 mmol = 0,3 mosm Histidin : 160 mmol = 160 mosm Histidin.Hydrochlorid : 16 mmol = 32 mosm Tryptophan : 2 mmol = 2 mosm Fruktose = = 50 mosm = 374,3 mosm pH 7,1 Die Lösungen werden mit Luft äquilibriert und sind damit weitgehend frei von Kohlensäure (CO2). Die bereits 1964 beschriebene Lösung 1 und die 1967 geringfügig modifizierte Lösung 2, welche den Stand der Technik charakterisieren, hatten folgende Zusammensetzungen: Im Liter Aqua dest. rec. der kardioplegischen Lösungen 1 und 2 sind enthalten: 1 2 Natriumchlorid : 5 mmol 12 mmol Kaliumchlorid : 5 mmol 7 mmol Magnesiumchlorid : - 1 mmol Glukose : 5,5 mmol 11 mmol Procain : 8,5 mmol 8,5 mmol Mannit : 267,5 mmol 241 mmol Osmolarität : 310 mosm 310 mosm pH : 7,4 7,4 Der technische Fortschritt der protektiven Lösungen gemäss vorliegender Erfindung gegenüber dem Stande der Technik ist charakterisiert 1. durch Minimalisierung des anaeroben Energie-Bedarfes Organs, insbesondere während der ATP-Phase, 2. durch Optimierung der anaeroben Energie-Reserve und ihrer Nutzbarkeit, 3. durch Optimierung des Nutzeffektes der anaeroben gly kolytischen Energiebereitstellung und 4. durch Optimierung der Lactatpermeation aus den Zellen in den gepufferten Extrazellularraum. Mit den nachstehenden Tabellen 1 und 2 werden die wichtigsten Parameter vergleichend dargestellt. Sie enthalten die maximal nutzbaren Ischämiezeiten des Herzens (Tabelle 1) und die dabei auftretenden Lactat-Konzentrationen (Tabelle 2) im Temperaturbereich von 350C - 50C. Sie demonstrieren den technischen Fortschritt gemäss Position 1 - 4 eindrücklich. Tabelle 1 Maximale nutzbare Ischämiezeiten des Herzens bei verschiedenen Kardioplegiemethoden im Temperaturbereich von 350C - 50C. EMI10.1 <tb> Kardioplegische <SEP> Ischämiezeiten <SEP> in <SEP> Minuten <SEP> bei <tb> Lösung <SEP> 35 <SEP> 0C <SEP> 25 <SEP> 0C <SEP> 15 <SEP> 0C <SEP> 50C <SEP> <tb> Nr. <SEP> 1 <SEP> (1964) <SEP> 70 <SEP> 110 <SEP> 256 <SEP> 415 <tb> Nr. <SEP> 2 <SEP> (1967) <SEP> 62 <SEP> 142 <SEP> 282 <SEP> 435 <tb> Beispiel <SEP> 1 <SEP> der <tb> vorl. <SEP> Erfindung <SEP> 100 <SEP> 210 <SEP> 420 <SEP> 800 <tb> Tabelle 2 Lactat-Konzentrationen bei verschiedenen Kardioplegiemethoden im Temperaturbereich von 35 0C - 5 0C in 4 Mol/g Myokard-Feuchtgewicht. EMI11.1 <tb> Kardioplegische <SEP> Lactat-Konzentrationen <SEP> bei <tb> Lösung <SEP> <SEP> 35 C <SEP> 25 <SEP> C <SEP> 15 C <SEP> 5 C <SEP> ¯ <SEP> <tb> Nr. <SEP> 1 <SEP> 22 <SEP> 21 <SEP> 23 <SEP> 20 <tb> Nr. <SEP> 2 <SEP> 22 <SEP> 21 <SEP> 21 <SEP> 18 <tb> erfindungsgemäs <tb> se <SEP> Lösung <SEP> 34 <SEP> 36 <SEP> 40 <SEP> 40 <tb> Es kann somit quantitativ gezeigt werden, dass sich mit der neuen protektiven Lösung unter gleichen Bedingungen etwa doppelt solange Ischämie-Toleranzzeiten erreichen lassen, wie mit dem bisher besten Verfahren, bzw. etwa vierfach solange Toleranzzeiten, verglichen mit dem reinischämischen Herzstillstand. Diese biochemischen Ergebnisse werden von funktionellen Wiederbelebungs-Versuchen ausgezeichnet bestätigt: diese zeigen, dass das gesamte Herz einschliesslich der differenten Strukturen des Erregungs-Bildungs- und Leitungssystems und des Herz-Nervensystems durch die erfindungsgemäss beschriebene protektive Lösung während eines totalen Stopps seiner Blut- und Sauerstoff-Versorgung bedeutend besser geschützt wird als durch alle bisher bekannten "herzprotektiven" Verfahren. Die 4 entscheidenden Mechanismen zur Verlängerung der Ischämie-Toleranz des Herzens - Minimalisierung des anaeroben Energie-Bedarfes des Organs, Optimierung der anaeroben Energie-Reserve, Optimierung des Nutzeffektes der anaeroben Energiebereitstellung und Optimierung der Lactatpermeation aus den Zellen - sind wie nachgewiesen wird auch an der Niere wirksam. Eine Nierenprotektiona d.h. ein Schutz der Niere gegen über einer Unterbrechung der Blut- und Sauerstoffzufuhr, ist sowohl für kompliziertere Operationen an der Niere in situ, als auch die Nierenkonservierung zwecks Transplantation von grosser Bedeutung. Collins hat erstmals 1969 eine protektive Lösung für die Niere beschrieben und danach weiterentwickelt: Collins, G.M., Bravo-Shugarman, M.M. Terasaki, P.I.: Kidney preservation for transportation. Lancet II: 1219 (1969). Collins, G.M., Halasz, N.A.: Current aspects of renal preservation. Urology (Suppl.) X:22-32 (1977). Collins, G.M., Halasz, N.A.: Clinical comparision of methods for cadaveric kidney preservation. J. Surg. Res. 24-396 (1978). Im europäischen Verbundsystem für die Nierentransplantation mit Sitz in Holland wird eine etwas modifizierte Collins-Lösung verwendet, welche die Bezeichnung "Euro- Collins-Lösung" trägt. Rezept für die Euro-Collins-Lösung: Lösung A in 1 Liter Flasche enthaltend: NaHC03 0,84 g KH2P04 2,04 g 2 7i40 g KC1 1,12 g Glucose 35,00 g Aqua dest. ad 980 ml Lösung B von 20 ml enthaltend: NaHC03 0,86 g KH2P04 2,08 g K2HP04 7,56 g KC1 1,14 g Aqua dest. ad 20 ml Lösung B wird vor dem Gebrauch mit Lösung A vereinigt. Die resultierende Euro-Collins-Lösung hat eine Gesamtosmolalität von 365 mosm und ein pH von 7,28 bei 10,5 C. Mit den bisher zur Verfügung stehenden Verfahren kann eine menschliche Niere ohne nachfolgende schwerwiegende Funktionsstörung nur für etwa 20 - 30 Minuten bei 30 C von der Blutzufuhr abgesperrt werden Die Nierenkonservierung mit der Euro-Collins-Lösung gewährt bei Temperaturen zwischen 0 und 5 0C nur über 20 - 24 Stunden einen hinreichenden Schutz. Weit bessere Ergebnisse werden mit Pufferlösungen gemäss vorliegender Erfindung erzielt. Durch eine selektive Perfusion mit einer erfindungsgemässen Pufferlösung über die Nierenarterie nach Unterbrechung der natürlichen Blutzufuhr während 8 Minuten bei 35 0C wird die Funktionstüchtigkeit, d.h. die nachträgliche Fähigkeit zur Harnausscheidung, weit besser erhalten als durch analoge Behandlung mit Euro-Collins-Lösung. Im Hundeversuch wurden mit der protektiven Lösung gemäss Beispiel 1 und mit Euro-Collins-Lösung die in der Tabelle 3 aufgeführten Ergebnisse erzielt. Tabelle 3 Durchschnittliche Harnproduktion der Hundenieren in ml nach Wiedereröffnung der Blutzufuhr nach 60 Minuten langer Ischämiezeit bei ca. 350C. EMI14.1 <tb> <SEP> ohne <SEP> Diuretikum <SEP> | <SEP> mit <SEP> Mannit <SEP> 20 <SEP> % <tb> <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 10' <SEP> 10 <SEP> - <SEP> 30 <SEP> i <SEP> 30 <SEP> - <SEP> 60' <SEP> 60 <SEP> - <SEP> 902 <SEP> <tb> Beispiel <SEP> 1 <tb> der <SEP> vorlie- <SEP> 12 <SEP> 40 <SEP> 105 <SEP> 145 <tb> genden <SEP> Er <tb> findung <tb> Euro-Collins <SEP> 4 <SEP> 4 <SEP> 33 <SEP> 35 <SEP> <tb> Lösung <tb> In weiteren systematischen Versuchen an 42 Hunden wurde festgestellt, dass die Nieren bei entsprechender Protektion noch weit längere Ischämiezeiten ertragen. In der Tabelle 4 sind die Resultate aus diesen vergleichenden Experimenten an Hunden, deren Nieren einerseits mit Euro-Collins-Lösung und anderseits mit der erfindungsgemässen Lösung gemäss Beispiel 2 behandelt wurden, aufgeführt. Die Behandlung bestand jeweils in einer 10 minütigen selektiven Perfusion mit der Pufferlösung über die Nierenarterie während einer Dauer von 10 Minuten bei 20 C. Die Funktionstüchtigkeit wurde bei der Hälfte der Tiere nach zweistündiger Ischämiezeit und bei der zweiten Hälfte der Tiere nach dreistündiger Ischämiezeit durch Messung der Harnproduktionsfähigkeit gemessen. Wie aus der Tabelle 4 hervorgeht, sind nur die mit der erfindungsgemässen Lösung 2 behandelten Nieren in der Lage gewesen nach Anschluss an die Blut- und damit Sauerstoffzufuhr sofort eine Harnproduktion aufzunehmen. Damit erreicht die Verbesserung der Nierenprotektion mittels der erfindungsgemässen Lösung 2 einen Faktor von 3 - 4 gegenüber dem bisher üblichen Verfahren. Tabelle 4 Durchschnittliche Harnproduktion von Hundenieren unmittelbar nach Wiedereröffnung der Blutzufuhr. Postischämische Diurese [ml/30 min p.i.] bei Protektion mit Euro-Collins-Lösung bzw. Lösung gemäss Beispiel 2 vorliegender Erfindung. EMI15.1 <tb> Lösung <SEP> Euro-Collins-Lösung <SEP> Lösung <SEP> nach <SEP> Beispiel <SEP> 2 <tb> <SEP> vorliegender <SEP> Erfindung <tb> Ischämie- <SEP> O <SEP> - <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> - <SEP> 60 <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> - <SEP> 60 <tb> zeit <SEP> min <SEP> p.i. <SEP> min <SEP> p.i. <SEP> min <SEP> p.i. <SEP> min <SEP> p.i, <tb> 2 <SEP> Stunden <SEP> O <SEP> ml <SEP> o <SEP> ml <SEP> 20 <SEP> ml <SEP> 30 <SEP> ml <tb> <SEP> (keine <SEP> diuretische <SEP> Vor <tb> <SEP> behandlung) <tb> 3 <SEP> Stunden <SEP> O <SEP> <SEP> ml <SEP> O <SEP> ml <SEP> 60 <SEP> ml <SEP> 145 <SEP> ml <tb> <SEP> (Vorbehandlung <SEP> mit <tb> <SEP> Furosemid) <SEP> <tb> Diese stark verbesserte protektive Wirkung ermöglicht auch komplizierte und langwierige Operationen an der Niere in situ mit einer reichlichen Zeitreserve, wie z.B. die Entfernung grosser Ausgusssteine, die Resektion kleiner Tumoren, Cysten und Abzesse und die Operation komplizierter Nieren-Arterien-Stenosen. Für Temperaturen zwischen 0 - 5 C, wie sie für die Nierenkonservierung angewandt werden, ist mit einer entsprechenden Verlängerung der Ischämie-Toleranz gegenüber den bisher üblichen Verfahren zu rechnen. Damit wird die im Rahmen eines Nierentransplantations-Verfahrens zur Verfügung stehende Zeit, die bisher häufig unzureichend war, um ein entscheidendes Mass verlängert. Eine auf 2 - 3 Tage verlängerte Konservierungsdauer gibt die Möglichkeit, die Gewebsverträglichkeit sorgfältiger zu testen und die Transplantations-Operation besser vorzubereiten. Ausserdem werden als Folge des verbesserten Funktionszustandes der Nieren postoperative Komplikationen reduziert. Es ist zu erwarten, dass die an Herz und Niere bewiesenen protektiven Wirkungen auch an anderen Organen - Leber, Muskel, Zentralnervensystem - nutzbar sind.

Claims: Patentansprüche: 1. Protektive Lösung zur Verhinderung von Ischämie-Schäden an Herz und Nieren und weiteren Organen bei Operationen und Transplantationen dieser Organe, dadurch gekenn zeichnet, dass sie aus einem Puffersystem auf der Basis Histidin/Histidin.Hydrochlorid und Tryptophan besteht, welches zusätzlich Alkali- und Erdalkali-ionen sowie ein Polyol oder einen Zucker enthält, wobei die Summe der Kationen etwa 25 - 80, vorzugsweise 30 - 60 Milli val, die Osmolarität der Lösung etwa 300 - 400 mosm beträgt und das pH der Lösung zwischen 6,6 und 7,6 vorzugsweise etwa bei 7,0 bis 7,2 liegt. 2. Protektive Lösung gemäss Patentanspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass sie einen Gehalt von 150 + 100 Mil limol Histidin, 16 + 10 Millimol Histidin.Hydrochlorid und 2 + 1 Millimol Tryptophan im Liter Wasser enthält. 3. Protektive Lösung gemäss Patentansprüchen 1 und 2, da durch gekennzeichnet, dass sie ausser Histidin/Histi din-Hydrochlorid/Tryptophan-Puffer noch Natriumchlorid (15 + 5 Millimol), Kaliumchlorid (15 + 7 Millimol), Lithiumchlorid ( 3 + 3 Millimol), Magnesiumchlorid (15 + 7 Millimol), Calciumchlorid (0,1+ O,lMillimol) sowie ein Polyol oder einen Zucker, nämlich Mannitol (50 + 50 Millimol) und/oder Fruktose (50 + 50 Millimol) und/oder Ribose (50 + 50 Millimol) und/oder Inosin (50 + 50 Millimol) pro Liter Wasser enthält. 4. Verfahren zur Herstellung einer Lösung zur Verhinde rung von Ischämie-Schäden an Herz und Nieren und an dern Organen bei Operationen und Transplantationen der Organe, dadurch gekennzeichnet, dass man durch Auflösen von Histidin, Histidin.Hydrochlorid und Tryptophan in Wasser ein Puffersystem aufbaut und die sem noch verhältnismässig geringe Mengen von Alkali und Erdalkali-ionen zusetzt, wobei die Summe der zuge setzten Kationen auf etwa 25 - 80, vorzugsweise 30 60 Millival und die Osmolarität der Lösung auf etwa 300 - 400 mosm gehalten und das pH der Lösung auf 6,6 bis 7,6 vorzugsweise etwa auf 7,0 bis 7,2 eingestellt wird. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man die einzelnen Bestandteile in folgenden Mengen pro 1 Liter Wasser zusetzt: Histidin 150 + 100 Millimol, Histidin.Hydrochlorid 16 + 10 Millimol, Tryptophan 2 + 1 Millimol, Natriumchlorid 15 + 5 Millimol, Kaliumchlo rid 15 + 7 Millimol, Lithiumchlorid 3 + 3 Millimol, Magnesiumchlorid 15 + 7 Millimol, Calciumchlorid 0,1 + 0,1 Millimol, Zucker oder Polyol 50 + 50 Millimol, nämlich Mannitol 50 + 50 Millimol und/oder Fruktose 50 + 50 Millimol, Ribose 50 + 50 Millimol und/oder Inosin 50 + 50 Millimol.

Inventors: BRETSCHNEIDER, HANS-JURGEN PROF. DR., Bretschneider, Hans-Jürgen Prof. Dr.
Applicants: KOEHLER CHEMIE DR FRANZ
Application year: 1979
Main classification: A61K33
IPC codes: A61K33