ПРИМЕНЕНИЕ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО ГЕМОСОВМЕСТИМОГО ПОРИСТОГО ПОЛИМЕРНО ГРАНУЛИРОВАННОГО СОРБЕНТА ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ГЕМОГЛОБИНА, КАЛИЯ, ЦИТОКИНОВ, БИОАКТИВНЫХ ЛИПИДОВ И ИММУНОГЛОБУЛИНОВ ИЗ БИОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ
USE OF MULTIFUNCTIONAL HEMOCOMPATIBLE POROUS POLYMER-GRANULATED SORBENT FOR REMOVAL OF HEMOGLOBIN, POTASSIUM, CYTOKINES, BIOACTIVE LIPIDS AND IMMUNOGLOBULINS FROM BIOLOGICAL FLUIDS

[0001] Предмет, раскрытый в настоящем документе, был получен с государственной поддержкой по контракту номер HHSN268201600006C, полученному The National Heart, Lung, and Blood Institute (NHLBI). Предмет, раскрытый в настоящем документе, был получен также с государственной поддержкой по контракту номер W81XWH-12-C-0038, полученному The Department of Defense Small Business Innovation Research (DOD-SBIR). Правительство обладает определенными правами на раскрытый в настоящем документе предмет.
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
[0002] По настоящей заявке испрашивается приоритет предварительной патентной заявки США № 62/245071, поданной 22 октября 2015 г. Содержание этой заявки настоящим включено посредством ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0003] Раскрытые изобретения относятся к области пористых полимерных сорбентов. Раскрытые изобретения также относятся в широком смысле к области уменьшения количества посторонних примесей в крови и продуктах крови, которые могут вызывать трансфузионные реакции; включая, но без ограничения, калий, свободный гемоглобин, цитокины, биоактивные липиды и иммуноглобулины. Кроме того, раскрытые изобретения также относятся в широком смысле к области удаления посторонних примесей посредством перфузии или гемоперфузии после разрушения ткани; включая, но без ограничения, калий, свободный гемоглобин, свободный миоглобин, цитокины, биоактивные липиды и иммуноглобулины.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0004] Единицы массы красных кровяных клеток (pRBC) содержат реакционноспособные антитела донора, свободный гемоглобин, высокие уровни внеклеточного калия и биологически активные воспалительные медиаторы, которые могут вызывать нежелательные эффекты во время переливания крови. Такие нежелательные эффекты могут включать негемолитические лихорадочные и аллергические трансфузионные реакции, атипичные инфекции, аллоиммунизацию и потенциально фатальные реакции, такие как острое посттрансфузионное повреждение легких (TRALI). Кроме того, риск при трансфузии возрастает у пациентов, получающих несколько pRBC, таких как пациенты с травмой или подвергающиеся хирургическому вмешательству, и у примированных чувствительных пациентов, таких как находящиеся в критическом состоянии или подвергающиеся высокорисковому хирургическому вмешательству.
[0005] Вероятность нежелательных эффектов возрастает со временем для хранящейся крови или продуктов крови, поскольку концентрации многих модификаторов биологических реакций, таких как калий, свободный гемоглобин и цитокины, возрастает при продолжительном хранении. Цитокины продуцируются остаточными лейкоцитами во время хранения тромбоцитов и pRBC и могут вызывать воспаление, лихорадку и непосредственное повреждение сосудов и органов. Эритроциты содержат фосфатидилхолин и цитозольную и мембранную фосфолипазу A2, что способствует повышению во время хранения уровней лизофосфатидилхолина (lysoPC). Структурные и биохимические изменения, которым подвергаются RBC, описаны как "повреждение при хранении" и приводят к прогрессирующей потере гемоглобина и калия. Свободный от плазмы гемоглобин может быстро преодолевать связывающую способность гаптоглобина, что приводит при трансфузии к окислительному повреждению липидов, белков, эндотелиальных клеток, тканей и проксимальных почечных канальцев и к истощению оксида азота (NO). Повышение уровня внеклеточного калия во время хранения приводит к повышенному риску гиперкалиемии и аритмии, особенно при переливаниях больших объемов или "массивных" и при переливаниях у новорожденных детей и младенцев.
[0006] Гиперкалиемия описывает состояние, при котором уровень калия в крови превышает концентрацию 5 мэкв/л, причем концентрации, превышающие 7 мэкв/л, рассматриваются как тяжелый случай. Умеренная гиперкалиемия может изменять электрический ритм сердца, тогда как тяжелые состояния могут вызывать остановку сердцебиения. В дополнение к переливаниям крови, другой важной причиной гиперкалиемии является разрушение тканей, которое вызывает высвобождение умирающими клетками калия в циркуляцию крови. Разрушение ткани обычно происходит из-за травмы, ожогов, гемолиза обширного лизиса опухолевых клеток, рабдомиолиза или серьезного хирургического вмешательства, такого как операция на сердце или сердечно-легочное шунтирование (CPB), когда значительное разрушение ткани приводит к более тяжелым случаям гиперкалиемии. В дополнение к высвобождению калия в циркуляцию крови, обширное повреждение ткани характеризуется высвобождением большого количества миоглобина из поврежденной мышечной ткани, свободного от плазмы гемоглобина из гемолизированных красных кровяных клеток, факторов молекулярных структур, ассоциированных с повреждениями (DAMP), из поврежденных клеток и повышающей регуляцией про- и противовоспалительных медиаторов, таких как цитокины. Избыточные свободный миоглобин, свободный гемоглобин и другие воспалительные медиаторы могут приводить к таким осложнениям, как почечная недостаточность или даже смерть. Аномальная регуляция цитокинов или высвобождение DAMP могут приводить к синдрому системного воспалительного ответа (SIRS) и полиорганной недостаточности (MOD).
+
+
+
in vitro
et. al
[0007] В настоящее время существуют технологии удаления калия или удаления антител из сохраненных крови или продуктов крови. Kawasumi Laboratories разработали однопроходный встроенный адсорбционный фильтр калия для снижения риска гиперкалиемии и повышения безопасности при переливании крови. Фильтр функционирует путем обмена ионов калия (K) на ионы натрия (Na), снижая концентрацию K в сохраненных единицах RBC. В исследовании , проведеном Yamada , тестировали 10 фильтров путем гравитационной фильтрации с использованием для каждого трех единиц AS-3 RBC. Среднее снижение уровня калия составило 97,5%, 91,2% и 64,4% для первой, второй и третьей единиц, соответственно. Снижению уровня калия сопутствовало среднее снижение уровней натрия на 33%, магния на 151,4% и общего кальция на 116,1%. Уровень гемоглобина в плазме после фильтрации не изменялся.
et. al
in vivo
in vitro
[0008] Журнальная статья Terai ., озаглавленная "Development of a Potassium-Specific Adsorbent for Direct Hemoperfusion", описывает исследование, в котором оценивается разработка смеси натрий/кальций/магний-обменных смол, которая удаляет калий без связанных с этим аномалий электролита. В то время, когда была написана статья, прямая гемоперфузия через обменную смолу была способна снижать повышенные уровни калия в сыворотке, но ее не использовали клинически из-за последующих аномалий электролита. Перед оценкой обменной смолы в модели  проводили серию экспериментов  для определения эффективного соотношения натрия, кальция и магния для смеси смол. Результаты исследования продемонстрировали снижение повышенных уровней калия в плазме от приблизительно 6,7 до приблизительно 3,5 мэкв/л у собак с удаленной почкой без значительного изменения уровней натрия, кальция, магния, альбумина, общего белка или холестерина после 2 часов непосредственной гемоперфузии через колонку с обменной смолой. Также измеряли число тромбоцитов до и поле гемоперфузии и уровни свободного гемоглобина в плазме, причем число тромбоцитов после гемоперфузии составляло только приблизительно 45% от уровней перед гемоперфузией, а значимое изменение уровней свободного гемоглобина в плазме отсутствовало.
TM
TM
[0009] Патент WO 2012118735 A2, озаглавленный "Removal of immunoglobulins and leukocytes from biological fluids", раскрывает устройства, системы и способы для истощения биологических жидкостей по иммуноглобулинам и лейкоцитам. Он описывает систему, содержащую связывающие иммуноглобулин среды и фильтрующий элемент для истощения лейкоцитов, причем связывающие среды состоят из целлюлозных гранул и помещены в мешок для крови для предварительной фильтрации. В одном примере 30 г сухого веса целлюлозных гранул, хроматографический сорбент (4-MEP) HyperCel (Pall Corporation), помещали в мешок для крови, в который добавляли единицу 5-дневных AS-3 RBC, и мешок для крови перемешивали на ротамиксере. RBC подвергали гравитационной фильтрации через расположенный ниже фильтр, причем гранулы захватывались в камере со связывающей иммуноглобулин средой, а отфильтрованные клетки до сбора и анализа проходили через волокнистый фильтр истощения лейкоцитов. Содержание лейкоцитов снижалось на 5,17 log, уровень IgA снижался на 81%, IgG на 98%, а IgM на 42%. В другом примере исследовали способность фильтра лейкоцитов удалять цитокины. Две единицы 22-30-дневного ABO-совместимого концентрата красных клеток объединяли вместе и затем разделяли на две партии. Первую помещали в мешок для крови, содержащий приблизительно 25-33 г сухого веса целлюлозных гранул, хроматографического сорбента (4-MEP) HyperCel (Pall Corporation), с 10 мл ФСБ, и смешивали в течение 45 минут, а вторую пропускали через высокоэффективный фильтр истощения лейкоцитов BPF4 (Pall Corporation) при гравитационной фильтрации. Затем анализировали обе партии, и было обнаружено, что в аликвоте, приведенной в контакт с гранулами, уровень интерлейкина-1-бета (IL-1β) снижался на 45,7%, интерлейкина-6 (IL-6) на 26,9%, интерлейкина-8 (IL-8) на 57,1%, а фактора некроза ткани-альфа (TNF-α) на 49,9%. Для аликвоты, прошедшей через фильтр, уровень IL-1β не снижался, IL-6 не снижался, IL-8 снижался на 35,0%, а TNF-α снижался на 7,5%
et. al
in vivo
[0010] В журнальной статье Silliman . было продемонстрировано, что фильтрация перед хранением массы RBC удаляет антитела HLA и HNA, снижая провоспалительную активность в супернатанте RBC в модели TRALI на животных. В описанном исследовании плазму, которая содержала антитела к лимфоцитарному антигену человека (HLA)-A2 или антигену нейтрофилов человека (HNA)-3a, фильтровали и измеряли активность примирования конкретных HNA-3a и HLA-2a. В плазму добавляли антитела OX27, и фильтрацию анализировали с использованием модели 2 событий для TRALI на животных. Фильтровали единицы RBC от 31 донора, о которых было известно, что они имели антитела против антигенов HLA. Кроме того, 4 единицы RBC подвергали стандартной лейкоредукции. Измеряли активность примирования PMN, иммуноглобулины, антитела HLA и способность вызывать TRALI. Было показано, что фильтрация плазмы удаляет более 96% IgG и антитела к HLA-A2 и HNA-3a, включая соответствующую им активность примирования, и смягчает TRALI . Антитела к антигенам HLA были удалены в экспериментальной фильтрации единиц RBC, сопровождающейся ингибированием накопления активности липидного примирования и липид-опосредованного TRALI.
[0011] Сорбирующий материал, описанный в настоящем документе, сконструирован исключительно для эффективного удаления свободного гемоглобина, антител, биоактивных липидов, цитокинов и калия из крови и продуктов крови. Полимер является многофункциональным, удерживая упомянутые биомолекулы с помощью механизмов извилистой траектории, сорбции, захвата в порах и ионного обмена. Для синтеза полимера применяют новую химию, использующую процедуру контролируемого сульфирования, которая делает возможным включение групп сульфоновой кислоты в ароматические кольца без окисления всех остаточных двойных связей. Это позволяет полимерной матрице сохранять способность к сорбции белка и ионному обмену, оставляя остаточные функциональные группы, доступные для модификаций улучшения гемосовместимости. Баланс между сульфированием и сохранением остаточных двойных связей имеет решающее значение для получения эффективного полимерного сорбента.
[0012] Многофункциональный полимер от других фильтров, которые удаляют только реакционноспособные белки или только калий, отличает его способность удалять одновременно и то, и другое без ущерба для связывающей способности для них обоих. Кроме того, сорбент способен удалять цитокины и фрагменты воспалительных белков одновременно с удалением калия и антител. Для применений при гемоперфузии требуется, чтобы полимер был гемосовместимым. Мерой тромбогенности является использование анализа неактивированного частичного тромбопластинового времени (uPTT), причем полимер, описанный в настоящем документе, демонстрирует минимальную активацию, что указывает на плазмоподобное взаимодействие. Этот полимер подходит для широкого круга применений, так как многие случаи травм, ожогов и крупных операций приводят к гиперкалиемии, цитокиновому шторму и требуют переливания крови. Возможность использования одного фильтра для нескольких применений имеет имеет много преимуществ перед использованием множества фильтров для одного применения. Учитывая ценность крови и продуктов крови, применение одного фильтра меньшего размера, что минимизирует потери клеток при сохранении объема и снижает сложность обеспечения качества материала, является очень желательным.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
3
3
[0013] В некоторых аспектах настоящее изобретение относится к биосовместимой полимерной системе, содержащей по меньшей мере один полимер, причем упомянутый полимер содержит (i) множество пор и (ii) функциональные группы соли сульфоновой кислоты; причем данная полимерная система способна к адсорбции (i) широкого диапазона белковых токсинов с молекулярным весом от меньше чем приблизительно 0,5 кДа до приблизительно 1000 кДа (или от приблизительно 1 кДа до приблизительно 1000 кДа в некоторых вариантах осуществления) и (ii) положительно заряженных ионов. Некоторые полимерные системы имеют пористую структуру полимера, которая имеет общий объем пор с размером в диапазоне от 10 Å до 40000 Å больше чем 0,1 см/г и меньше чем 5,0 см/г в сухом полимере. Некоторые предпочтительные полимеры являются гемосовместимыми. Полимерная система имеет форму твердой подложки. Некоторые предпочтительные полимерные системы имеют геометрию сферической гранулы. Другие полимерные системы имеют форму волокна, монолитной колонки, пленки, мембраны или полупроницаемой мембраны.
[0014] В некоторых вариантах осуществления адсорбированные токсины содержат один или несколько воспалительных медиаторов и стимуляторов, в том числе один или несколько из цитокинов, суперантигенов, монокинов, хемокинов, интерферонов, протеаз, ферментов, пептидов, включая брадикинин, растворимого лиганда CD40, биоактивных липидов, окисленных липидов, внеклеточного гемоглобина, внеклеточного миоглобина, факторов роста, гликопротеинов, прионов, токсинов, бактериальных и вирусных токсинов, эндотоксинов, медикаментов, вазоактивных веществ, чужеродных антигенов, антител и положительно заряженных ионов. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления положительно заряженный ион представляет собой калий.
N
[0015] Полимеры могут быть получены любыми способами, известными в данной области техники для получения подходящего пористого полимера. В некоторых вариантах осуществления полимер получают с использованием суспензионной полимеризации. Некоторые полимеры содержат сверхсшитый полимер. Некоторые сферические гранулы имеют биосовместимое гидрогелевое покрытие. В некоторых вариантах осуществления полимер имеет форму гранул из сверхсшитого или макросетчатого пористого полимера, которые были сульфированы в мягких условиях, при которых сохраняется остаточная функциональность непрореагировавших двойных связей и хлорметильных групп. Непрореагировавшие двойные связи или хлорметильные группы могут быть модифицированы с помощью химии свободных радикалов или S2 для присоединения одного или нескольких биосовместимых и гемосовместимых мономеров, кросс-линкеров или низкомолекулярных олигомеров.
[0016] В некоторых вариантах осуществления пористые полимерные гранулы содержат группы сульфоновой кислоты или их соль, группы сульфонилхлорида или эфира сульфоновой кислоты. Полимерные гранулы, содержащие группы сульфоновой кислоты или их соль, группы сульфонилхлорида или эфира сульфоновой кислоты, могут быть получены путем привитой сополимеризации (i) заранее полученного пористого полимера, который содержит непрореагировавшие двойные связи, с (ii) полимеризуемыми виниловыми мономерами, содержащими группы сульфоновой кислоты или их соль, с образованием смеси, содержащей гемосовместимые виниловые мономеры.
[0017] Некоторые полимерные системы сконструированы из полимеризуемых виниловых мономеров, содержащих группы сульфоновой кислоты или их соль, которые сополимеризуются в присутствии кросс-линкера, гемосовместимого мономера, мономера и подходящего порообразователя с получением пористого полимерного полимера, содержащего функциональные группы соли сульфоновой кислоты.
[0018] Некоторые полимеры формируют и затем модифицируют для биосовместимости. Некоторые модификации содержат формирование биосовместимого покрытия поверхности или слоя.
[0019] Другие аспекты включают способы перфузии, содержащие пропускание физиологической жидкости напрямую или с помощью подходящего экстракорпорального контура через устройство, содержащее биосовместимую полимерную систему, описанную в настоящем документе.
[0020] Еще один аспект относится к устройствам для удаления (i) широкого диапазона белковых токсинов от меньше чем 0,5 кДа до 1000 кДа и (ii) положительно заряженных ионов из физиологической жидкости, содержащим биосовместимую полимерную систему, описанную в настоящем документе.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0021] Прилагаемые чертежи, которые включены для обеспечения дальнейшего понимания настоящего раскрытия, включены в состав и составляют часть данного описания изобретения, иллюстрируют аспекты настоящего раскрытия и вместе с подробным описанием служат для объяснения принципов настоящего раскрытия. Не предпринимаются попытки показать структурные детали настоящего раскрытия более подробно, чем может быть необходимо для фундаментального понимания настоящего раскрытия и различных способов его практического применения. На чертежах:
фигуры 1, 2 и 3
[0022]  представляют графики логарифмической производной объема пор для CY15100 и CY15102.
Фигуры 4, 5 и 6
[0023]  показывают графики логарифмической производной объема пор для модифицированных полимеров.
Фигуры 7 и 8
[0024] показывают графики логарифмической производной объема пор для полимеров CY15048 и CY15049.
Фигура 9
[0025]  представляет долю в процентах исходного свободного гемоглобина, удаленного во время однократной фильтрации, усредненную по трем экспериментам.
Фигура 10
[0026]  изображает концентрацию ионов калия в крови перед и после фильтрации, усредненную по трем экспериментам.
Фигура 11
[0027]  представляет данные динамической рециркуляции для CY14144, усредненные по 7 экспериментам.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЛЛЮСТРАТИВНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0028] В соответствии с требованиями в настоящем документе раскрыты подробные варианты осуществления настоящего изобретения; следует понимать, что раскрытые варианты осуществления являются просто иллюстрацией настоящего изобретения, которое может быть воплощено в различных формах. Поэтому конкретные структурные и функциональные детали, раскрытые в настоящем документе, не следует интерпретировать как ограничения, но только как основа для обучения специалиста в данной области техники использованию настоящего изобретения. Конкретные примеры ниже позволят лучше понять изобретение. Однако они приведены только в качестве руководства и не накладывают каких-либо ограничений.
[0029] Настоящее изобретение может быть легче понято посредством ссылки на нижеследующее подробное описание в сочетании с прилагаемыми фигурами и примерами, которые образуют часть настоящего раскрытия. Следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено конкретными материалами, устройствами, способами, применениями, условиями или параметрами, описанными и/или приведенными в настоящем документе, и что терминология, используемая в настоящем документе, предназначена для описания конкретных вариантов осуществления только в качестве примера и не предназначена для ограничения заявленного изобретения. Термин "множество", как используется в настоящем документе, означает больше одного. Когда указан диапазон значений, другой вариант осуществления включает в себя от одного конкретного значения и/или до другого конкретного значения. Аналогично, когда значения приведены в виде приближений с использованием перед ними слова "приблизительно", следует понимать, что конкретное значение образует другой вариант осуществления. Все диапазоны являются включающими и комбинируемыми.
[0030] Следует понимать, что определенные признаки настоящего изобретения, которые для ясности описаны в настоящем документе в контексте отдельных вариантов осуществления, могут также предлагаться в комбинации в одном варианте осуществления. И наоборот, различные признаки настоящего изобретения, которые для краткости описаны в контексте одного варианта осуществления, могут также предлагаться по-отдельности или в любой подкомбинации. В дальнейшем ссылка на значения, указанные в виде диапазонов, включает в себя все без исключения значения в пределах этого диапазона.
[0031] Нижеследующие определения предназначены для помощи понимании настоящего изобретения:
[0032] Термин "биосовместимый" определен как означающий, что сорбент способен входить в контакт с физиологическими жидкостями, живыми тканями или организмами, не вызывая неприемлемых клинических изменений в то время, когда сорбент находится в контакте с физиологическими жидкостями, живыми тканями или организмами.
[0033] Термин "гемосовместимый" определен как состояние, в результате которого биосовместимый материал, когда он приведен в контакт с цельной кровью или плазмой крови, приводит к клинически приемлемым физиологическим изменениям.
[0034] Как используется в настоящем документе, термин "физиологические жидкости" относится к жидкостям, которые происходят из организма и могут включать, но без ограничения, секреты носоглотки, ротовой полости, пищевода, желудка, поджелудочной железы, печени, плевры, перикарда, брюшины, кишечника, простаты, семенных пузырьков, влагалища, а также слезы, слюну, секреты легких или бронхов, слизь, желчь, кровь, лимфу, плазму, сыворотку, синовиальную жидкость, спинномозговую жидкость, мочу и внутритканевую, внутриклеточную и внеклеточную жидкость, такую как жидкость, которая выделяется из ожогов или ран.
[0035] Как используется в настоящем документе, термин "лабораторные или производственные жидкости" определяют как жидкости, которые используются в медико-биологической области, к которым относятся, но без ограничения, культуральные среды и добавки для тканей и клеток, среды для химических или биологических анализов, буферы для приготовления образцов, среды для биологического производства, среды для роста и среды для биореакторов.
[0036] Как используется в настоящем документе, термин "сорбент" включает в себя адсорбенты и абсорбенты.
[0037] Для целей настоящего изобретения термин "сорбировать" определен как "захват и связывание путем абсорбции и адсорбции".
[0038] Для целей настоящего изобретения термин "перфузия" определен как пропускание физиологической жидкости, напрямую или с помощью подходящего экстракорпорального контура, через устройство, содержащее пористый полимерный адсорбент, для удаления из жидкости токсичных молекул.
[0039] Термин "гемоперфузия" является частным случаем перфузии, в котором физиологическая жидкость представляет собой кровь.
[0040] Термин "диспергатор" или "диспергирующее средство" определен как вещество, которое придает стабилизирующий эффект высокодисперсному множеству капель несмешивающейся жидкости, суспендированных в флюидизирующей среде.
[0041] Термин "имитирующий гепарин полимер" относится к любому полимеру, который обладает теми же антикоагуляционными и/или антитромбогенными свойствами, что и гепарин.
[0042] Термин "макросетчатый синтез" определен как полимеризация мономеров в полимер в присутствии инертного осадителя, который вытесняет растущие полимерные молекулы из мономерной жидкости при определенном молекулярном размере, определяемом фазовым равновесием, с получением твердых наноразмерных частиц микрогеля со сферической или почти сферической симметрией, упакованных вместе с получением гранулы с физическими порами со структурой с открытыми ячейками [патент США 4297220, Meitzner and Oline, October 27, 1981; R.L.Albright, Reactive Polymers, 4, 155-174(1986)].
Nanotechnologies in Russia
[0043] Термин "сверхсшитый" описывает полимер, в котором одна повторяющаяся единица соединена с более чем двумя. Сверхсшитые полимеры получают путем сшивания набухших или растворенных полимерных цепей с большим количеством жестких мостиковых спейсеров, а не путем сополимеризации мономеров. Сшивающие средства могут включать бис(хлорметильные) производные ароматических углеводородов, метилал, монохлордиметиловый эфир и другие бифункциональные соединения, которые реагируют с полимером в присутствии катализаторов Фриделя-Крафтса [Tsyurupa, M. P., Z. K. Blinnikova, N. A. Proskurina, A. V. Pastukhov, L. A. Pavlova, and V. A. Davankov. "Hypercrosslinked Polystyrene: The First Nanoporous Polymeric Material".  4 (2009): 665-75].
[0044] Некоторые предпочтительные полимеры содержат остатки из одного или нескольких мономеров, или мономеры, или их смеси, выбранные из акрилонитрила, аллилового эфира, аллилглицидилового эфира, бутилакрилата, бутилметакрилата, цетилакрилата, цетилметакрилата, 3,4-дигидрокси-1-бутена, диакрилата дипентаэритрита, диметакрилата дипентаэритрита, тетраакрилата дипентаэритрита, тетраметакрилата дипентаэритрита, триакрилата дипентаэритрита, триметакрилата дипентаэритрита, дивинилбензола, дивинилформамида, дивинилнафталина, дивинилсульфона, 3,4-эпокси-1-бутена, 1,2-эпокси-9-децена, 1,2-эпокси-5-гексена, этилакрилата, этилметакрилата, этилстирола, этилвинилбезола, глицидилметакрилата, метилакрилата, метилметакрилата, октилакрилата, октилметакрилата, диакрилата пентаэритрита, диметакрилата пентаэритрита, тетраакрилата пентаэритрита, тетраметакрилата пентаэритрита, триакрилата пентаэритрита, триметакрилата пентаэритрита, стирола, триметилолпропандиакрилата, триметилолпропандиметакрилата, триметилолпропантриакрилата, триметилолпропантриметакрилата, тривинилбензола, тривинилциклогексана, винилацетата, винилбензилового спирта, 1,2-эпоксид-4-винил-1-циклогексена, винилформамида, винилнафталина, 2-винилоксирана и винилтолуола.
-
[0045] В некоторых вариантах осуществления изобретения в качестве порогена или порообразователя используют органический растворитель и/или полимерный порообразователь, и получаемое разделение фаз, индуцируемое во время полимеризации, дает пористые полимеры. Некоторые предпочтительные порообразователи выбирают из бензилового спирта, циклогексана, циклогексанола, циклогексанона, декана, дибутилфталата, ди-2-этилгексилфталата, ди-2-этилгексилфосфорной кислоты, этилацетата, 2-этил-1 -гексановой кислоты, 2-этил-1-гексанола, н-гептана, н-гексана, изоамилацетата, изоамилового спирта, н-октана, пентанола, поли(пропиленгликоля), полистирола, поли(стирол-со метилметакрилата), тетралина, толуола, три-н-бутилфосфата, 1,2,3-трихлорпропана, 2,2,4-триметилпентана, ксилола или из смесей, состоящих из любой их комбинации.
[0046] В еще одном варианте осуществления диспергирующее средство выбирают из группы, состоящей из гидроксиэтилцеллюлозы, гидроксипропилцеллюлозы, поли(диэтиламиноэтилакрилата), поли(диэтиламиноэтилметакрилата), поли(диметиламиноэтилакрилата), поли(диметиламиноэтилметакрилата), поли(гидроксиэтилакрилата), поли(гидроксиэтилметакрилата), поли(гидроксипропилакрилата), поли(гидроксипропилметакрилата), поливинилового спирта, солей поли(акриловой кислоты), солей поли(метакриловой кислоты) и их смесей.
[0047] Предпочтительные сорбенты являются биосовместимыми. В еще одном варианте осуществления полимер является биосовместимым. В еще одном варианте осуществления полимер является гемосовместимым. В еще одном варианте осуществления биосовместимый полимер является гемосовместимым. В еще одном варианте осуществления геометрией полимера является сферическая гранула.
[0048] В другом варианте осуществления биосовместимый полимер содержит поли(N-винилпирролидон).
со
[0049] Покрытие/диспергатор на смоле из пористого поли(стирол--дивинилбензола) будет придавать материалу улучшенную биосовместимость.
[0050] В еще одном варианте осуществления при формировании гемосовместимого гидрогелевого покрытия можно использовать группу кросс-линкеров, состоящую из диакрилатов дипентаэритрита, диметакрилатов дипентаэритрита, тетраакрилатов дипентаэритрита, тетраметакрилатов дипентаэритрита, триакрилатов дипентаэритрита, триметакрилатов дипентаэритрита, дивинилбензола, дивинилформамида, дивинилнафталина, дивинилсульфона, диакрилатов пентаэритрита, диметакрилатов пентаэритрита, тетраакрилатов пентаэритрита, тетраметакрилатов пентаэритрита, триакрилатов пентаэритрита, триметакрилатов пентаэритрита, диакрилата триметилолпропана, диметакрилата триметилолпропана, триметакрилата триметилолпропана, триметакрилата триметилолпропана, тривинилбензола, тривинилциклогексана и их смесей.
[0051] В некоторых вариантах осуществления полимер представляет собой полимер, содержащий по меньшей мере одно сшивающее средство и по меньшей мере одно диспергирующее средство. Диспергирующее средство может быть биосовместимым. Диспергирующие средства могут быть выбраны из таких химических веществ, соединений или материалов, как гидроксиэтилцеллюлоза, гидроксипропилцеллюлоза, поли(диэтиламиноэтилакрилат), поли(диэтиламиноэтилметакрилат), поли(диметиламиноэтилакрилат), поли(диметиламиноэтилметакрилат), поли(гидроксиэтилакрилат), поли(гидроксиэтилметакрилат), поли(гидроксипропилакрилат), поли(гидроксипропилметакрилат), поли(виниловый спирт), соли поли(акриловой кислоты), соли поли(метакриловой кислоты) и их смеси; сшивающее средство выбирают из группы, состоящей из диакрилатов дипентаэритрита, диметакрилатов дипентаэритрита, тетраакрилатов дипентаэритрита, тетраметакрилатов дипентаэритрита, триакрилатов дипентаэритрита, триметакрилатов дипентаэритрита, дивинилбензола, дивинилформамида, дивинилнафталина, дивинилсульфона, диакрилатов пентаэритрита, диметакрилатов пентаэритрита, тетраакрилатов пентаэритрита, тетраметакрилатов пентаэритрита, триакрилатов пентаэритрита, триметакрилатов пентаэритрита, диакрилата триметилолпропана, диметакрилата триметилолпропана, триметакрилата триметилолпропана, триметакрилата триметилолпропана, тривинилбензола, тривинилциклогексана и их смесей. Предпочтительно, полимер формируют одновременно с образованием покрытия, причем диспергирующее средство химически связывается или вплетается в поверхность полимера.
[0052] В еще одном варианте осуществления биосовместимое полимерное покрытие выбирают из группы, состоящей из поли(гидроксиэтилметакрилата), поли(гидроксиэтилакрилата), поли(диметиламиноэтилметакрилата), солей поли(акриловой кислоты), солей поли(метакриловой кислоты), поли(диэтиламиноэтилметакрилата), поли(гидроксипропилметакрилата), поли(гидроксипропилакрилата), поли(N-винилпирролидона), поли(винилового спирта) и их смесей. В другом варианте осуществления соли могут представлять собой натриевые и калиевые соли, и в еще одном варианте осуществления соли являются водорастворимыми солями.
[0053] В еще одном варианте осуществления биосовместимое олигомерное покрытие выбирают из группы, состоящей из поли(гидроксиэтилметакрилата), поли(гидроксиэтилакрилата), поли(диметиламиноэтилметакрилата), солей поли(акриловой кислоты), солей поли(метакриловой кислоты), поли(диэтиламиноэтилметакрилата), поли(гидроксипропилметакрилата), поли(гидроксипропилакрилата), поли(N-винилпирролидона), поли(винилового спирта) и их смесей. В другом варианте осуществления соли могут представлять собой натриевые и калиевые соли, и в еще одном варианте осуществления соли являются водорастворимыми солями.
[0054] Биосовместимые сорбирующие композиции настоящего изобретения содержат множество пор. Биосовместимые сорбенты сконструированы так, чтобы адсорбировать широкий диапазон токсинов от меньше чем 0,5 кДа до 1000 кДа. Не ограничивая себя теорией, можно предположить, что сорбент действует путем изоляции молекул с заранее определенным молекулярным весом внутри пор. Размер молекулы, которая может быть сорбирована полимером, будет увеличиваться по мере увеличения размера пор полимера. И наоборот, при увеличении размера пор за пределы оптимального размера пор для адсорбции данной молекулы адсорбция упомянутого белка может или будет уменьшаться.
3
3
[0055] В некоторых способах твердая форма является пористой. Некоторые твердые формы характеризуются тем, что имеют пористую структуру с общим объемом пор с размером в диапазоне от 10 Å до 40000 Å больше чем 0,1 см/г и меньше чем 5,0 см/г в сухом полимере.
[0056] В некоторых вариантах осуществления полимеры могут быть получены в форме гранул с диаметром в диапазоне от 0,1 микрометров до 2 сантиметров. Некоторые полимеры имеют форму порошка, гранул или других частиц правильной или неправильной формы.
[0057] В некоторых вариантах осуществления множество твердых форм содержит частицы с диаметром в диапазоне от 0,1 микрометров до 2 сантиметров.
[0058] В некоторых способах нежелательными молекулами являются воспалительные медиаторы и стимуляторы, состоящие из цитокинов, суперантигенов, монокинов, хемокинов, интерферонов, протеаз, ферментов, пептидов, включая брадикинин, растворимого лиганда CD40, биоактивных липидов, окисленных липидов, внеклеточного гемоглобина, ассоциированных с повреждениями молекулярных структур (DAMP), молекул ассоциированных с патогенами молекулярных структур (PAMP), внеклеточного миоглобина, факторов роста, гликопротеинов, прионов, токсинов, бактериальных и вирусных токсинов, эндотоксинов, медикаментов, вазоактивных веществ, чужеродных антигенов, антител и положительно заряженных ионов, включая, но без ограничения, калий.
[0059] В некоторых способах антитела могут представлять собой иммуноглобулин A (IgA), иммуноглобулин D (IgD), иммуноглобулин E (IgE), иммуноглобулин D (IgG), иммуноглобулин D (IgM) и/или фрагменты или субъединицы иммуноглобулинов.
[0060] DAMP связаны с бесчисленными синдромами и заболеваниями. К ним относятся осложнения от травм, ожогов, травматической черепно-мозговой травмы и инвазивной хирургии, а также заболевания, специфичные для отдельных органов, такие как заболевание печени, осложнения диализа почек и аутоиммунные заболевания. DAMP являются молекулами-хозяевами, которые могут инициировать и поддерживать неинфекционный SIRS и усугублять инфекционный SIRS. DAMP представляют собой семейство разнообразных молекул, которые являются внутриклеточными в физиологических условиях, и многие из которых являются ядерными или цитозольными белками. DAMP можно разделить на две группы: (1) молекулы, которые выполняют невоспалительные функции в живых клетках (такие как HMGB1) и приобретают иммуномодулирующие свойства при высвобождении, секреции, модификации или экспонировании на клеточной поверхности во время клеточного стресса, повреждения или поражения, или (2) алармины, т.е. молекулы, которые обладают цитокиноподобными функциями (такие как β-дефензины и кателицидин), которые могут храниться в клетках и высвобождаться после лизиса клеток, после чего они вносят вклад в воспалительный ответ. При высвобождении из клетки или экспонировании на поверхности клетки после повреждения ткани, они перемещаются из восстанавливающей в окислительную среду, что влияет на их активность. Кроме того, после некроза митохондриальные и ядерные фрагменты ДНК высвобождаются из клетки, превращаясь в DAMP.
[0061] DAMP, такие как HMGB-1, белки теплового шока и S100, обычно находятся внутри клеток и высвобождаются при повреждении ткани. DAMP действуют как эндогенные сигналы опасности, стимулируя и усугубляя воспалительный ответ. HMGB-1 представляет собой негистоновый ядерный белок, который высвобождается в условиях стресса. Внеклеточный HMGB-1 является индикатором некроза ткани и связан с повышенным риском сепсиса и синдрома полиорганной недостаточности (MODS). Гомо и гетеродимеры S100 A8 (гранулин A, MRP8) и A9 (гранулин B, MRP14) связываются и передают сигнал непосредственно через рецепторный комплекс TLR4/липополисахарид, где они становятся сигналами опасности, которые активируют иммунные клетки и эндотелий сосудов. Прокальцитонин является маркером тяжелого сепсиса, вызванного бактериями, и его высвобождение в циркуляцию является показателем степени сепсиса. Сывороточный амилоид A (SAA), белок острой фазы, продуцируется преимущественно гепатоцитами в ответ на повреждение, инфекцию и воспаление. Во время острого воспаления уровни SAA в сыворотке могут повышаться в 1000 раз. SAA хемотаксичен для нейтрофилов и индуцирует продуцирование провоспалительных цитокинов. Белки теплового шока (HSP) представляют собой семейство белков, которые продуцируются клетками в ответ на стрессовые условия, и которые называются в соответствии со своим молекулярным весом (10, 20-30, 40, 60, 70, 90). Небольшой белок убиквитин размером 8 килодальтон, который помечает белки для деградации, также имеет признаки белка теплового шока. Происходящий из гепатомы фактор роста (HDGF), несмотря на свое название, представляет собой белок, экспрессируемый нейронами. HDGF может активно высвобождаться нейронами через неклассический путь и пассивно некротическими клетками. Другие факторы, такие как факторы комплемента 3 и 5, активируются как часть защиты хозяина от патогенов, но также могут вносить вклад в неблагоприятные последствия при сепсисе. Чрезмерные постоянные уровни циркуляции цитокинов и DAMP вносят вклад в повреждение органов и выявляют тех пациентов, которые имеют самый высокий риск полиорганной недостаточности (MODs) и смерти при внебольничной пневмонии и сепсисе.
[0062] PAMP включают липополисахариды, липопептиды, липотейхоевую кислоту, пептидогликаны, нуклеиновые кислоты, такие как двухцепочечная РНК, токсины и флагеллины, которые могут переключать иммунный ответ у хозяина (например, врожденную иммунную систему) на борьбу с инфекцией, что приводит к производству высоких уровней воспалительных и противовоспалительных медиаторов, таких как цитокины. PAMP и высокие уровни цитокинов, а также непосредственное поражение ткани (травма, ожоги и т.д.) могут повреждать ткань, вызывая внеклеточное высвобождение молекул молекулярных структур, ассоциированных с повреждениями (DAMP), в кровоток. DAMP представляют собой широкий класс эндогенных молекул, которые, как PAMP, вызывают иммунный ответ через рецепторы опознавания структур (PRR), такие как Toll-подобные рецепторы (TLR).
[0063] Предпочтительный сорбенты включают сшитый полимерный материал, получаемый реакцией кросс-линкера с одним или несколькими из следующих полимеризуемых мономеров с последующим сульфированием с образованием соли сульфоновой кислоты: акрилонитрила, бутилакрилата, бутилметакрилата, цетилакрилата, цетилметакрилата, дивинилбензола, этилакрилата, этилметакрилата, этилстирола, метилакрилата, метилметакрилата, октилакрилата, октилметакрилата, стирола, винилбензилового спирта, винилформамида, винилнафталина или винилтолуола.
3
3
3
со
[0064] В некоторых вариантах осуществления можно использовать радикально полимеризуемые виниловые мономеры, содержащие группы ~SONa или группы ~SOH, в привитой сополимеризации с пористыми полимерами, содержащими полимеризуемые двойные связи. Эти мономеры могут быть выбраны из натриевой соли 4-стиролсульфоновой кислоты, натриевой соли винилсульфоновой кислоты, 2-акриламидо-2-метил-1-пропансульфоновой кислоты, 2-акриламидо-2-метил-1-пропансульфоновой натриевой соли, натриевой соли 3-сульфопропилакрилата, натриевой соли 3-сульфопропилметакрилата, гидроксида [2-(метакрилоилокси)этил]диметил-(3-сульфопропил)аммония, бетаина N-(3-сульфопропил)-N-(метакрилоксиэтил)-N,N-диметиламмония, пара-стиролсульфонилхлорида или любых их комбинаций. Кроме того, пара-стиролсульфонилхлорид может быть полимеризован в присутствии дивинилбензола и гидролизован раствором гидроксида натрия для непосредственного получения пористого материала из поли(стирол--дивинилбензола) с группами ~SONa.
[0065] В другом варианте осуществления настоящее изобретение относится к сульфированному полимеру, содержащему по меньшей мере одно сшивающее средство для получения полимера и по меньшей мере одно диспергирующее средство, причем диспергирующее средство образует биосовместимую поверхность на полимере.
[0066] В одном варианте осуществления пористые полимеры настоящего изобретения получают путем суспензионной полимеризации в приготовленной водной фазе со свободнорадикальным инициированием в присутствии диспергаторов для водной фазы, которые выбирают для обеспечения биосовместимой и гемосовместимой внешней поверхности на сформированных полимерных гранулах. Сульфирование получаемых гранул дает ионообменную смолу с покрытием из гемосовместимого гидрогеля. Гранулы делают пористыми путем макросетчатого синтеза с соответствующим образом выбранным порообразователем (порообразующим средством) и соответствующим временным температурным профилем для полимеризации для образования подходящей пористой структуры. Последующее введение групп сульфоновой кислоты в уже сформированную сеть формирует внутреннюю сердцевину из соли сульфоновой кислоты (ионообменную смолу) и гемосовместимую наружную поверхность из гидрогеля. Надлежащий выбор условий реакции для сульфирования обеспечивает сохранение или проявление (с помощью защитной группы) гемосовместимой природы наружного гидрогеля.
[0067] В другом варианте осуществления полимеры, полученные с помощью суспензионной полимеризации, могут быть сделаны биосовместимыми и гемосовместимыми путем дополнительного прививания биосовместимых и гемосовместимых мономеров или низкомолекулярных олигомеров. Было показано, что процедура радикальной полимеризации не использует все виниловые группы DVB, введенные в сополимеризацию. В среднем приблизительно 30% соединений DVB не могут служить сшивающими мостиками и остаются связанными с сетью только одной из двух виниловых групп. Присутствие относительно высокого количества боковых виниловых групп является поэтому характерной особенностью макропористых адсорбентов. Можно ожидать, что эти боковые виниловые группы, предпочтительно, экспонированы на поверхности полимерных гранул и их макропоры должны быть легко доступны для химической модификации. Химическая модификация поверхности макропористых сополимеров DVB основана на химических реакциях экспонированных на поверхности боковых виниловых групп и направлена на на превращение этих групп в более гидрофильные функциональные группы. Это превращение путем свободнорадикального прививания мономеров и/или кросс-линкеров или низкомолекулярных олигомеров придает исходному гидрофобному адсорбирующему материалу свойство гемосовместимости. Последующее введение групп сульфоновой кислоты в уже сформированную сеть формирует внутреннюю сердцевину из соли сульфоновой кислоты (ионообменную смолу) и гемосовместимую наружную поверхность из гидрогеля. Надлежащий выбор условий реакции для сульфирования обеспечивает сохранение или проявление (с помощью защитной группы) гемосовместимой природы наружного гидрогеля.
N
[0068] Еще один вариант осуществления состоит из связывания длинных гидрофильных полимерных цепей с поверхностями гранул, что должно препятствовать контакту между клетками крови и поверхностью сульфированного полистирола. Это может быть осуществлено с помощью химии свободных радикалов или S2. Химическая модификация поверхности гранул сорбента, которая имеет место при вышеупомянутой модификации, облегчается характерной особенностью сверхсшитого полистирола; а именно тем, что реакционноспособные функциональные группы полимера преимущественно расположены на его поверхности. Сверхсшитый полистирол обычно получают сшиванием полистироловых цепей с большим количеством бифункциональных соединений, в частности несущих две реакционноспособные хлорметильные группы. Они алкилируют в двухстадийной реакции две фенильные группы соседних полистироловых цепей в соответствии с реакцией Фриделя-Крафтса с эволюцией двух молекул HCl и образованием поперечного мостика. Во время реакции сшивания образованная трехмерная сеть приобретает жесткость. Это свойство постепенно уменьшает скорость второй стадии реакции сшивания, поскольку сниженная подвижность вторых боковых функциональных групп исходного сшивающего реагента делает все более трудным добавление соответствующего второго партнера для реакции алкилирования. Это особенно характерно для вторых функциональных групп, которые оказались экспонированы на поверхности гранулы. Поэтому большая часть, если не большинство, групп из боковых непрореагировавших хлорметильных групп в итоговом сверхсшитом полимере расположены на поверхности гранулы (или на поверхности больших пор). Это обстоятельство позволяет преимущественно модифицировать поверхность полимерных гранул путем введения вышеуказанных хлорметильных групп в различные химические реакции, которые позволяют присоединять биосовместимые и гемосовместимые мономеры и/или кросс-линкеры или низкомолекулярные олигомеры. Последующее введение групп сульфоновой кислоты в уже сформированную сеть формирует внутреннюю сердцевину из соли сульфоновой кислоты (ионообменную смолу) и гемосовместимую наружную поверхность из гидрогеля. Надлежащий выбор условий реакции для сульфирования обеспечивает сохранение или проявление (с помощью защитной группы) гемосовместимой природы наружного гидрогеля.
[0069] В еще одном варианте осуществления инициатор радикальной полимеризации первоначально добавляют в дисперсионную органическую фазу, а не в водную дисперсионную среду, что типично при суспензионной полимеризации. Во время полимеризации многие растущие полимерные цепи со своими концевыми радикалами появляются на границе раздела фаз и могут инициировать полимеризацию в дисперсионной среде. Кроме того, радикальный инициатор, такой как бензоилпероксид, относительно медленно генерирует радикалы. Этот инициатор только частично расходуется во время образования гранул даже после нескольких часов полимеризации. Этот инициатор легко перемещается к поверхности гранулы и активирует экспонированные на поверхности боковые виниловые группы дивинилбензольного фрагмента гранулы, тем самым инициируя прививку: полимеризацию других мономеров, добавленных после того, как реакция протекала в течение определенного периода времени. Поэтому во время превращения мономерных капель в полимерные гранулы может происходить свободнорадикальное прививание, что ведет к включению мономеров и/или кросс-линкеров или низкомолекулярных олигомеров, которые придают биосовместимость или гемосовместимость, в качестве покрытия поверхности. Последующее введение групп сульфоновой кислоты в уже сформированную сеть формирует внутреннюю сердцевину из соли сульфоновой кислоты (ионообменную смолу) и гемосовместимую наружную поверхность из гидрогеля. Надлежащий выбор условий реакции для сульфирования обеспечивает сохранение или проявление (с помощью защитной группы) гемосовместимой природы наружного гидрогеля.
N
3
+
[0070] В еще одном варианте осуществления сверхсшитые или макросетчатые пористые полимерные гранулы (включая коммерческие варианты), которые были сульфированы в мягких условиях, при которых сохраняется остаточная функциональность, такая как непрореагировавшие двойные связи или хлорметильные группы, могут быть модифицированы с помощью химии свободных радикалов или S2, что обеспечит присоединение биосовместимых и гемосовместимых мономеров и/или кросс-линкеров или низкомолекулярных олигомеров. Известно, что среди различных "мягких" сульфирующих средств ацетилсульфат (получаемый из 98% конц. серной кислоты и уксусного ангидрида при низких температурах) очень эффективен в отношении полимерных материалов на основе DVB или стирола. Сульфирование обычно проводят при 50°C в течение нескольких часов с использованием эквимолярных количеств ацетилсульфата и полимеров на основе DVB или стирола. Сульфирование происходит в основном в бензольном кольце, и непрореагировавшие двойные связи (в сшитых полимерных пористых гранулах на основе DVB) сохраняются для дальнейшей функционализации. Обычно после сульфирования ацетилсульфатом полимер превращается в форму -SONa и может быть подвергнут привитой сополимеризации с N-винилпирролидоном или другими гемосовместимыми мономерами и/или кросс-линкерами или низкомолекулярными олигомерами (с бензоилпероксидом в качестве инициатора в большом объеме) или в водных растворах (с использованием инициатора персульфата натрия). Полученный сульфированный полимер "покрыт", например, поли(N-винилпирролидоном) для создания гемосовместимого материала, способного к удалению катионов K из физиологических жидкостей.
3
3
3
3
3
3
3
3
[0071] Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения включают в себя прямой синтез пористых полимерных гранул, содержащих группы -SONa. Любой полимеризуемый виниловый мономер, содержащий группы -SONa (или -SOH), может быть полимеризован в присутствии мономера кросс-линкера (такого как DVB, бис-акриламид, бис-(мет)акрилаты и т.д.) и подходящего порообразователя с получением пористых полимерных гранул, содержащих вышеупомянутые функциональный группы (-SONa или SOH). Виниловые мономеры, содержащие группы SONa или SOH, также могут быть сополимеризованы с гемосовместимым мономером (NVP, 2-HEMA и т.д.) в присутствии порообразователя с получением гемосовместимых пористых гранул, содержащих группы -SONa.
3
3
3
[0072] Другой вариант осуществления настоящего изобретения включает в себя получение пористых полимерных гранул, содержащих группы SONa, путем привитой сополимеризации заранее полученных пористых полимеров (содержащих непрореагировавшие двойные связи) с полимеризуемыми виниловыми мономерами, содержащими группы -SONa или -SOH (со смесью подходящих гемосовместимых виниловых мономеров). Такими мономерами могут быть соль винилсульфоновой кислоты с Na, соль 4-стиролсульфоновой кислоты с Na и т.д.
[0073] Устройства для гемоперфузии и перфузии состоят из уплотненного слоя гранул из пористых полимерных гранул в проточном контейнере, снабженном или защитным экраном как на выпускном конце, так и на впускном конце для сохранения слоя гранул внутри контейнера, или расположенным далее защитным экраном для сбора гранул после смешивания. Операции гемоперфузии и перфузии осуществляют путем пропускания цельной крови, плазмы крови или физиологической жидкости через уплотненный слой гранул. Во время перфузии через слой гранул токсичные молекулы удерживаются посредством механизма сорбции, извилистой траектории и/или ионного обмена, тогда как остальная часть жидкости и интактные клеточные компоненты проходят насквозь по существу в неизменной концентрации.
[0074] В некоторых других вариантах осуществления встроенный фильтр состоит из уплотненного слоя гранул из пористых полимерных гранул в проточном контейнере, снабженном защитным экраном как на выпускном конце, так и на впускном конце для сохранения слоя гранул внутри контейнера. pRBC проходят из мешка для хранения сквозь уплотненный слой гранул под действием силы тяжести, причем токсичные молекулы удерживаются посредством механизмов сорбции, извилистой траектории и/или ионного обмена, тогда как остальная часть жидкости и интактные клеточные компоненты проходят насквозь по существу в неизменной концентрации.
[0075] Некоторые полимеры, используемые в настоящем изобретении (как есть или после дальнейшей модификации), представляют собой макропористые полимеры, получаемые из олимеризуемых мономеров стирола, дивинилбензола, этилвинилбензола и мономеры акрилатов и метакрилатов, такие как перечисленные ниже по производителям. Rohm and Haas Company (теперь входит в Dow Chemical Company): макропористые полимерные сорбенты, такие как Amberlite™ XAD-1, Amberlite™ XAD-2, Amberlite™ XAD-4, Amberlite™ XAD-7, Amberlite™ XAD-7HP, Amberlite™ XAD-8, Amberlite™ XAD-16, Amberlite™ XAD-16 HP, Amberlite™ XAD-18, Amberlite™ XAD-200, Amberlite™ XAD-1180, Amberlite™ XAD-2000, Amberlite™ XAD-2005, Amberlite™ XAD-2010, Amberlite™ XAD-761, и Amberlite™ XE-305 и сорбенты для хроматографии, такие как Amberchrom™ CG 71,s,m,c, Amberchrom™ CG 161,s,m,c, Amberchrom™ CG 300,s,m,c и Amberchrom™ CG 1000,s,m,c. Dow Chemical Company: Dowex™ Optipore™ L-493, Dowex™ Optipore™ V-493, Dowex™ Optipore™ V-502, Dowex™ Optipore™ L-285, Dowex™ Optipore™ L-323 и Dowex™ Optipore™ V-503. Lanxess (ранее Bayer and Sybron): Lewatit™ VPOC 1064 MD PH, Lewatit™ VPOC 1163, Lewatit™ OC EP 63, Lewatit™ S 6328A, Lewatit™ OC 1066 и Lewatit™ 60/150 MIBK. Mitsubishi Chemical Corporation: Diaion™ HP 10, Diaion™ HP 20, Diaion™ HP 21, Diaion™ HP 30, Diaion™ HP 40, Diaion™ HP 50, Diaion™ SP70, Diaion™ SP 205, Diaion™ SP 206, Diaion™ SP 207, Diaion™ SP 700, Diaion™ SP 800, Diaion™ SP 825, Diaion™ SP 850, Diaion™ SP 875, Diaion™ HP 1MG, Diaion™ HP 2MG, Diaion™ CHP 55A, Diaion™ CHP 55Y, Diaion™ CHP 20A, Diaion™ CHP 20Y, Diaion™ CHP 2MGY, Diaion™ CHP 20P, Diaion™ HP 20SS, Diaion™ SP 20SS, Diaion™ SP 207SS. Purolite Company: Purosorb™ AP 250 и Purosorb™ AP 400 и гранулы Kaneka Corp. Lixelle.
[0076] Композицией настоящего раскрытия могут быть адсорбированы различные белки. Некоторые из этих белков и их молекулярный вес показаны в таблице ниже.
<b>Белок</b>
<b>Молекулярный вес (Да)</b>
<b>Белок</b>
<b>Молекулярный вес (Да)</b>
PAF (фактор активации тромбоцитов)
524
Энтеротоксин A, S. aureus
27800
билирубин
548,6
альфа-токсин A и B, S. aureus
28000
гем b
616,5
PCNA, ядерный антиген пролиферирующих клеток
29000
MIP-1-альфа
8000
Arginse I
35000
Комплемент C5a
8200
Карбоксипептидаза A
35000
Комплемент C3a
9089
Тромбин
36700
IL-8
9000
антитрипсин альфа-1
44324
S100B (димер)
10000
TNF-альфа
52000
микроглобулин β-2
11800
Активированный белок C
56200
Прокальцитонин
13000
Амилаза
57000
Фосфолипаза A2, панкреатическая секреторная PLA2 типа I
14000
гемопексин
57000
PLA2G2A
16083
антихимотрипсин альфа-1
55000-68000
IL-7
17400
Дифтерийный токсоид
62000
Миоглобин
17699
гемоглобин, окси
64000
Трипсин, человеческая поджелудочная железа
23300
Эндотоксин A Pseudomonas
66000
IL-6
23718
Шига-токсин (A 32 кДа, 5xB 7,7 кДа)
69000
Токсин-1 синдрома токсического шока (TSST-1)
24000
Кальпаин-1 (эритроциты человека)
11200
Энтеротоксин B, S. aureus
24500
C-реактивный белок (5×25 кДа)
115000
HMGB1
24894
Миелопероксидаза (нейтрофилы)
150000
Интерферон-гамма
25000
Иммуноглобулин G IgG
150000
Химотрипсин
25000
NOS-синтаза
150000
Эластаза (нейтрофилы)
25000
Иммуноглобулин A IgA
162000
<i>Трипсин</i>
<i>26488</i>
Иммуноглобулин E (IgE)
190000
PF4
27100
Иммуноглобулин M IgM
950000
[0077] Следующие примеры предназначены в качестве примера, а не ограничения.
Пример 1: Синтез базовых сорбентов CY12004, CY15042, CY15044, CY15045 и CY15077
[0078] Общее описание и нижеследующее подробное описание являются только иллюстративными и пояснительными и не ограничивают настоящее изобретение, определенное в прилагаемой формуле. Другие аспекты настоящего изобретения будут очевидны специалистам в данной области техники в свете подробного описания изобретения, предложенного в настоящем документе.
[0079] Устройство реактора; стеклянную крышку с 4 горловинами прикрепляли к цилиндрическому стеклянному реакционному сосуду с рубашкой объемом 3000 мл с использованием фланцевого зажима из нержавеющей стали и прокладки из PFTE. Крышка была снабжена подшипником мешалки из PFTE, адаптером датчика RTD и дефлегматором с водяным охлаждением. Перемешивающий вал из нержавеющей стали с пятью 45° лопастями проходил через подшипник мешалки и был вставлен в цифровую верхнеприводную мешалку. Датчик RTD проходил через соответствующий адаптер и был соединен с циркуляционным блоком нагревания и охлаждения PolyStat. Для соединения входа и выхода рубашки реакционного сосуда с соответствующими портами на PolyStat использовали совместимые трубки. Неиспользуемый порт в крышке использовали для загрузки реактора, и он был подключен все остальное время.
[0080] Полимеризация; Композиции водной фазы и органической фазы показаны ниже, в таблице I и таблице II, соответственно. Сверхчистую воду разделяли на приблизительно равные части в двух отдельных колбах Эрленмейера, каждая из которых содержала магнитную мешалку с покрытием из PFTE. Поли(виниловый спирт) (PVA) со степенью гидролиза от 85,0 до 89,0 мольных процентов и вязкостью от 23,0 до 27,0 сП в 4% водном растворе при 20°C диспергировали в воду в первой колбе и нагревали до 80°C на нагревательной пластине при перемешивании. Соли (смотри таблицу 1, MSP, DSP, TSP и нитрит натрия) диспергировали в воду во второй колбе и нагревали до 80°C на нагревательной пластине при перемешивании. Начинали циркуляцию теплопередающей среды от PolyStat через рубашку реакционного сосуда, и температуру среды повышали до 60°C. После растворения PVA и солей оба раствора загружали в реактор по одному с использованием стеклянной воронки. Включали цифровую верхнеприводную мешалку и задавали число об/мин для формирования соответствующих размеров капель при добавлении органической фазы. Температуру водной фазы в котле устанавливали на 70°C. Органическую фазу получали путем добавления бензоилпероксида (BPO) к дивинилбензолу (DVB) и стиролу в колбе Эрленмейера объемом 2 л и перемешивания до полного растворения. В колбу добавляли 2,2,4-триметилпентан и толуол, и перемешивали их для хорошего смешивания. После того как температура водной фазы в реакторе достигала 70°C, органическую фазу загружали в реактор с использованием стеклянной воронки с узкой горловиной. Температура реакционного объема при добавлении органических соединений падала. Запускали температурную программу для PolyStat с нагревом реакционного объема от 60 до 77°C за 30 минут, от 77 до 80°C за 30 минут, поддержанием температуры при 80°C в течение 960 минут и охлаждением до 20°C за 60 минут. При достижении реакцией точки идентичности приблизительно через час после достижения реакцией температуры 80°C по каплям добавляли 1-винил-2-пирролидинон (VP) через стеклянную разделительную воронку. Примечание: температурная программа для получения полимера CY15042 отличалась и была следующей; реакционный объем нагревали от 55 до 62°C за 30 минут, от 62 до 65°C за 30 минут, выдерживали при 65°C в течение 1320 минут, нагревали от 65 до 82°C за 30 минут, от 82 до 85°C за 30 минут, выдерживали при 85°C в течение 60 минут, затем охлаждали до 20°C за 60 минут.
<b>Таблица I: Композиция водной фазы </b>
<u>Реагент</u>
<u>Масса (г)</u>
Сверхчистая вода
1500,000
Поли(виниловый спирт) (PVA)
4,448
Фосфат мононатрия (MSP)
4,602
Фосфат динатрия (DSP)
15,339
Фосфат тринатрия (TSP)
9,510
Нитрит натрия
0,046
Всего
1533,899
<b>Таблица II: Композиция органической фазы</b>
CY12004
CY15042
CY15044
CY15045
CY15077
<u>Реагент</u>
<u>Масса (г)</u>
<u>Масса (г)</u>
<u>Масса (г)</u>
<u>Масса (г)</u>
<u>Масса (г)</u>
Дивинилбензол, 63% (DVB)
508,751
451,591
386,284
386,284
498,383
Стирол
0,000
0,00
374,118
374,118
0,000
2,2,4-триметилпентан (изооктан)
384,815
125,800
271,210
271,210
482,745
Толуол
335,004
712,869
235,725
235,725
222,404
Бензоилпероксид, 98% (BPO)
3,816
18,432
5,703
5,703
3,738
1-Винил-2-пирролидинон (VP)
151,578
0,000
0,000
167,288
0,000
Всего (за исключением BPO и VP)
1228,571
1290,260
1267,337
1267,337
1203,532
[0081] Общее описание и нижеследующее подробное описание являются только иллюстративными и пояснительными и не ограничивают настоящее изобретение, определенное в прилагаемой формуле. Другие аспекты настоящего изобретения будут очевидны специалистам в данной области техники в свете подробного описания изобретения, предложенного в настоящем документе.
[0082] Обработка; отмечали уровень реакционного объема в реакторе. Останавливали перемешивание с помощью верхнеприводной мешалки, остаточную жидкость откачивали из реактора, и реактор заполняли до метки сверхчистой водой при комнатной температуре. Возобновляли перемешивание с помощью верхнеприводной мешалки и нагревали взвесь до 70°C как можно быстрее. Через 30 минут перемешивание останавливали, и остаточную жидкость откачивали. Таким образом полимерные гранулы промывали пять раз. Во время последнего промывания температуру взвеси понижали до комнатной температуры. После последнего промывания водой полимерные гранулы промывали 99% изопропиловым спиртом (IPA) таким же образом. Перед переносом взвеси в чистый стеклянный контейнер объемом 4 л 99% IPA откачивали и заменяли на 70% IPA. Если не указано иное, по необходимости полимер отпаривали в пробирке из нержавеющей стали в течение 8 часов, повторно смачивали 70% IPA, переносили в DI воду, просеивали для получения только фракции гранул с диаметром между 300 и 600 мкм и сушили при 100°C до тех пор, пока не переставали наблюдать дальнейшую потерю веса при сушке.
[0083] Данные о суммарном объеме пор, измеренном по изотерме десорбции азота, для полимеров CY12004, CY15042, CY15044 и CY15045 представлены ниже, в таблицах III, IV, V и VI, соответственно. Данные о суммарном объеме пор, измеренном с помощью ртутно-интрузионной порометрии, для полимера CY15077 представлены в таблице III ниже.
<b>Таблица III: Данные о десорбции азота для CY12004</b>
<u>Интервал диаметров пор (Å)</u>
<u>Средний диаметр (Å)</u>
<u>Суммарный объем пор (см³/г)</u>
<u>Интервал диаметров пор (Å)</u>
<u>Средний диаметр (Å)</u>
<u>Суммарный объем пор (см³/г)</u>
1221,6-868,1
985,2149834
0,009113091
273,9-256,6
264,6494358
0,777049805
868,1-751,9
801,4105771
0,019081821
256,6-237,0
245,9517985
0,830089884
751,9-661,5
700,749642
0,032021618
237,0-225,7
231,0229263
0,857298007
661,5-613,5
635,6650389
0,048206769
225,7-215,6
220,375968
0,88145223
613,5-568,5
589,2088599
0,067981224
215,6-145,5
166,3375231
1,066971104
568,5-509,8
535,8385194
0,114704165
145,5-104,6
117,8539174
1,181204175
509,8-456,1
479,8625277
0,214714265
104,6-84,4
92,0541661
1,241569291
456,1-418,7
435,7117054
0,311269356
84,4-71,4
76,67121175
1,285618005
418,7-374,6
394,0534583
0,455991378
71,4-60,9
65,20679768
1,326059561
374,6-330,2
349,456374
0,579735461
60,9-52,7
56,07123392
1,360787093
330,2-319,6
324,7147611
0,612988132
52,7-46,5
49,12518253
1,389258246
319,6-281,8
298,1620033
0,708072633
46,5-41,3
43,53851295
1,416541075
281,8-273,9
277,7142728
0,73291244
41,3-37,1
38,91936166
1,445235862
<b>Таблица IV: Данные о десорбции азота для CY15042</b>
<u>Интервал диаметров пор (Å)</u>
<u>Средний диаметр (Å)</u>
<u>Суммарный объем пор (см³/г)</u>
<u>Интервал диаметров пор (Å)</u>
<u>Средний диаметр (Å)</u>
<u>Суммарный объем пор (см³/г)</u>
2011,0-633,1
751,380276
0,003621266
81,8-67,3
72,96250925
0,911182647
633,1-424,8
488,0919378
0,006317461
67,3-57,7
61,63744463
0,954008444
424,8-418,5
421,593936
0,006912678
57,7-50,3
53,43111186
0,983515641
418,5-353,5
380,29179
0,008267096
50,3-44,4
46,93705679
1,010486042
353,5-280,4
308,2300243
0,011094129
44,4-38,6
41,02620024
1,037817277
280,4-275,4
277,8814342
0,01168737
38,6-34,5
36,30857144
1,058861412
275,4-249,5
261,1230419
0,012721633
34,5-30,9
32,48566551
1,08400665
249,5-209,1
225,543664
0,015611261
30,9-27,3
28,85395017
1,10131894
209,1-206,8
207,9070897
0,016388077
27,3-24,3
25,59611525
1,12576046
206,8-137,5
157,790999
0,442556595
24,3-22,3
23,18199338
1,143118464
137,5-98,1
110,7933773
0,765560391
22,3-19,6
20,72009386
1,167009752
98,1-81,8
88,28728758
0,845836735
19,6-17,4
18,32182238
1,190109864
<b>Таблица V: Данные о десорбции азота для CY15044</b>
<u>Интервал диаметров пор (Å)</u>
<u>Средний диаметр (Å)</u>
<u>Суммарный объем пор (см³/г)</u>
<u>Интервал диаметров пор (Å)</u>
<u>Средний диаметр (Å)</u>
<u>Суммарный объем пор (см³/г)</u>
2529,6-789,0
936,1742201
1,75877E-06
52,8-46,8
49,32751384
0,373710394
789,0-446,0
526,203721
0,000135623
46,8-41,4
43,66300585
0,378313283
446,0-219,6
260,7379647
0,002068559
41,4-37,2
39,02724789
0,38481289
219,6-213,4
216,3756282
0,004663144
37,2-33,2
34,8920748
0,391803441
213,4-205,7
209,3598959
0,0088853
33,2-30,0
31,34913535
0,393761301
205,7-144,7
164,0510277
0,131650053
30,0-27,3
28,49102813
0,394422444
144,7-99,6
113,2793455
0,294709491
27,3-24,7
25,83440471
0,396180539
99,6-82,1
88,98089675
0,331539838
24,7-22,3
23,34690716
0,401510134
82,1-71,4
75,89033961
0,34527909
22,3-19,8
20,83368622
0,40782788
71,4-60,0
64,52630192
0,360216738
19,8-17,5
18,45917969
0,416568116
60,0-52,8
55,83732662
0,367929549
<b>Таблица VI: Данные о десорбции азота для CY15045</b>
<u>Интервал диаметров пор (Å)</u>
<u>Средний диаметр (Å)</u>
<u>Суммарный объем пор (см³/г)</u>
<u>Интервал диаметров пор (Å)</u>
<u>Средний диаметр (Å)</u>
<u>Суммарный объем пор (см³/г)</u>
1277,7-542,6
649,560333
0,000489722
48,0-42,5
44,81172299
0,421626585
542,6-213,2
252,9981774
0,000667721
42,5-38,3
40,08447096
0,428067208
213,2-206,9
209,97
0,001419558
38,3-34,4
36,07215077
0,431303175
206,9-141,9
161,6476715
0,261729457
34,4-31,5
32,76081107
0,433543649
141,9-106,3
118,498425
0,346563251
31,5-26,3
27,29321095
0,440720595
106,3-84,0
92,17838423
0,37856771
26,3-23,8
24,89263623
0,44207166
84,0-71,8
76,76600632
0,393497452
23,8-21,3
22,31849785
0,443967237
71,8-62,4
66,31374327
0,404409264
21,3-19,1
20
0,45436982
62,4-53,6
57,17863111
0,411077722
19,1-16,1
17,16801839
0,47745598
53,6-48,0
50,38372676
0,416000386
<b>Таблица VII: Данные по интрузии ртути для CY15077</b>
<u>Диаметр пор (A)</u>
<u>Суммарная интрузия (мл/г)</u>
<u>Диаметр пор (A)</u>
<u>Суммарная интрузия (мл/г)</u>
<u>Диаметр пор (A)</u>
<u>Суммарная интрузия (мл/г)</u>
226299,0625
3,40136E-30
672,187561
1,581117511
111,9475937
2,162935257
213166,0781
0,001678752
636,7885742
1,60271585
108,8830032
2,167646885
201295,1563
0,002518128
604,7248535
1,621845484
106,6480179
2,174062729
172635,8125
0,004364755
558,1287231
1,651492
104,5217743
2,179908991
139538,0625
0,007554384
518,2624512
1,678913713
102,4295197
2,179908991
113120,7813
0,011919139
483,5536499
1,708594561
100,1580353
2,182951927
90542,36719
0,01645177
453,5110779
1,735918999
98,29322052
2,184018135
78733,25781
0,0203129
426,9998474
1,755934
96,44822693
2,191127539
72446,375
0,022327403
403,1251526
1,783603072
94,42159271
2,198545218
60340,40234
0,027867284
382,7776794
1,793849826
91,52587891
2,209161043
48343,83984
0,035327822
362,7162476
1,817784309
89,25807953
2,209312439
39009,13672
0,040918175
342,3734436
1,838774562
87,0777359
2,215425491
32136,4082
0,04899035
330,1105042
1,851493955
85,42358398
2,221472025
25330,65625
0,063195683
315,5238037
1,869742155
83,62612915
2,232139587
20981,51563
0,079529688
302,2973938
1,885128617
82,11174011
2,237514496
16219,86426
0,108860672
290,2946777
1,895119786
79,92
2,239231586
13252,41211
0,141730919
279,1246643
1,912378907
78,01462555
2,239560127
10501,53613
0,193969816
268,7442627
1,924305081
76,19993591
2,239560127
8359,91
0,262399256
259,1106873
1,936048627
75,09249115
2,239560127
6786,30127
0,345866203
241,8737793
1,955100656
73,41201019
2,239560127
5538,122559
0,438174427
226,7678223
1,972970247
72,23709869
2,240245819
4337,931152
0,563276172
213,3626251
1,988123298
71,09960175
2,242422104
3501,674805
0,681870878
201,4908142
2,007521152
69,86301422
2,243849993
2838,742188
0,804727197
194,9888611
2,022114754
68,40761566
2,257676363
2593,016846
0,865813017
188,9506989
2,033871174
67,13697815
2,259181261
2266,688965
0,938610673
180,582901
2,035052776
66,03359222
2,266284466
1831,041748
1,056586146
172,8530121
2,050720692
65,08189392
2,270181179
1509,850708
1,163395643
164,9621735
2,062945843
64,04368591
2,272682428
1394,006104
1,21002543
157,8110657
2,071056128
62,38490295
2,280714512
1294,780151
1,257248282
151,1540375
2,082133055
61,32764053
2,280714512
1207,692627
1,293158531
143,9185333
2,096480608
60,30379868
2,287917852
1131,860962
1,326992273
138,4670563
2,106938839
59,41370392
2,287917852
1065,099976
1,35812819
132,8492737
2,119287968
58,54679489
2,293802738
953,1816406
1,405935764
129,5760345
2,126605988
57,79866409
2,297607183
884,0358887
1,445426106
126,5438614
2,126605988
56,88977814
2,299046278
823,5491333
1,478719592
124,2635574
2,132267475
55,9213295
2,302111387
770,9108276
1,510579824
120,8976135
2,141504765
54,98665237
2,303381443
722,4724731
1,537048101
117,3792267
2,150759459
684,6119995
1,564400196
114,791893
2,154810667
Пример 2: Модифицированный полимер CY15087
[0084] Общее описание и нижеследующее подробное описание являются только иллюстративными и пояснительными и не ограничивают настоящее изобретение, определенное в прилагаемой формуле. Другие аспекты настоящего изобретения будут очевидны специалистам в данной области техники в свете подробного описания изобретения, предложенного в настоящем документе.
[0085] Функционализация N-винилпирролидоном; базовый полимер CY15077 перед функционализацией не отпаривали и не просеивали. Во время обработки провели два промывания 99% IPA при 50°C для базового полимера вместо одного промывания при RT. После промываний IPA полимер промывали три раза избытком DI воды. Увлажненные гранулы полимера CY15077 добавляли в стеклянный реакционный котел объемом 1 л с рубашкой, снабженный мешалкой с тефлоновым покрытием, содержащий 450 мл DI воды, 50,0 г мономера N-винилпирролидона и 1,5 г персульфата натрия. Реакционную смесь оставляли на 24 часа при 75°C при скорости перемешивания 100 об/мин. По завершении полимерные гранулы промывали DI водой пять раз по 500 мл при 70°C, отпаривали в пробирке из нержавеющей стали в течение 8 часов, повторно смачивали 70% IPA, переносили в DI воду, просеивали для получения только фракции гранул с диаметром между 300 и 600 мкм и сушили при 100°C до тех пор, пока не переставали наблюдать дальнейшую потерю веса при сушке. Выход составил 95,5 г полимера CY15087. Атомные концентрации, измеренные с помощью XPS, и данные о суммарном объеме пор, измеренном с помощью ртутно-интрузионной порометрии, показаны в таблицах VIII и IX, соответственно.
<b>Таблица VIII: Атомные концентрации (в %) для CY15077 и CY15087</b>
<u>Полимер</u>
<u>Состояние</u>
<u>C</u>
<u>N</u>
<u>O</u>
CY15077
Гранулы
96,2
0,0
3,8
CY15077
Измельченный
98,6
0,0
1,4
CY15087
Гранулы
95,5
0,4
4,2
CY15087
Измельченный
98,3
0,2
1,5
<b>Таблица IX: Данные по интрузии ртути для CY15087</b>
<u>Диаметр пор (A)</u>
<u>Суммарная интрузия (мл/г)</u>
<u>Диаметр пор (A)</u>
<u>Суммарная интрузия (мл/г)</u>
<u>Диаметр пор (A)</u>
<u>Суммарная интрузия (мл/г)</u>
226275,6875
3,003E-30
671,8579712
1,033001781
111,9504318
1,56092155
213126,625
0,001333927
636,456604
1,044957519
108,9145203
1,564850807
201250,5938
0,002964283
604,6593018
1,05753231
106,6669846
1,571887255
172601,8438
0,005928566
557,9059448
1,079107881
104,5330276
1,574593782
139532,5469
0,009189277
518,4785156
1,102458835
102,4421844
1,584572434
113124,3359
0,012449989
483,8456726
1,127018452
100,1668015
1,591516852
90545,25
0,015710698
453,9489746
1,151340365
98,28172302
1,594149351
78739,35156
0,017489269
426,8711243
1,174746156
96,44982147
1,595042825
72432,5625
0,01897141
402,8918152
1,194709539
94,43471527
1,595328212
60333,77734
0,021935694
382,4490967
1,213674426
91,55084229
1,595610261
46762,60547
0,026795639
360,680481
1,231868267
89,27562714
1,604250789
39173,96094
0,03074207
342,5672302
1,252067924
87,08631134
1,61047101
31808,34375
0,034442116
329,8339539
1,267953753
85,43348694
1,616541862
25357,64648
0,040027067
315,4637756
1,28668797
83,63105011
1,620805621
20929,94
0,046409778
302,4020996
1,299176812
82,10086823
1,627643347
16182,15234
0,056623131
290,331665
1,314114213
79,91
1,629765868
13255,21973
0,065796889
279,2361145
1,322446585
78,01348877
1,631207824
10561,28809
0,080750667
268,7993164
1,34148562
76,20350647
1,63190341
8353,926758
0,105692402
259,2027283
1,349915743
75,09172821
1,634262919
6778,929199
0,138670683
241,8540192
1,363333344
73,41147614
1,638391137
5543,002441
0,177410021
226,7354431
1,38415575
72,23751831
1,642881751
4342,263672
0,24024339
213,408844
1,386666298
71,10028076
1,646320224
3502,678711
0,308058321
201,5056763
1,411639214
69,861763
1,648736954
2839,226807
0,388105094
194,9947357
1,426415801
68,40744019
1,655003667
2591,51416
0,428066701
188,935318
1,428328514
67,13788605
1,662294388
2267,699951
0,48154822
180,6179199
1,441128492
66,03204346
1,667405605
1831,208252
0,570007741
172,8575745
1,453100324
65,08184814
1,670548201
1510,12561
0,655585647
164,9869385
1,464205742
64,04498291
1,671463728
1394,226563
0,696180701
157,740097
1,473819733
62,38602829
1,673002481
1294,746582
0,729135811
151,1829987
1,486423731
61,32709885
1,673002481
1208,07251
0,76245892
143,9502716
1,499343991
60,30479813
1,673002481
1132,023804
0,795990944
138,4791107
1,509965897
59,41309738
1,673002481
1065,684937
0,815372229
132,8890839
1,522242427
58,54596329
1,673002481
953,989502
0,855566621
129,5950317
1,529255748
57,799366
1,673613429
883,8703613
0,871785223
126,493248
1,529255748
56,88968277
1,673613429
823,4996338
0,921781898
124,2660522
1,53686142
55,92052078
1,677541733
771,3513794
0,949763238
120,8921432
1,543375134
54,98633194
1,677541733
722,1901245
1,018806458
117,3944702
1,549948096
684,8914185
1,027466536
114,7864304
1,558065772
Пример 3: Модифицированный полимер CY15100 и CY15102
[0086] Общее описание и нижеследующее подробное описание являются только иллюстративными и пояснительными и не ограничивают настоящее изобретение, определенное в прилагаемой формуле. Другие аспекты настоящего изобретения будут очевидны специалистам в данной области техники в свете подробного описания изобретения, предложенного в настоящем документе.
3
[0087] Процедура сульфирования; сухой базовый полимер добавляли в стеклянный реактор объемом 1 л с рубашкой, который был снабжен мешалкой с тефлоновым покрытием. В реактор, содержащий базовый полимер, добавляли смесь концентрированной серной кислоты (98%) и дымящейся серной кислоты (20% SOв серной кислоте). Реакцию проводили при 90°C в течение 24 часов при постоянном перемешивании на 100 об/мин.
(aq)
3
3
3
со
[0088] Обработка; реакционному объему давали остыть до комнатной температуры (RT), и медленно добавляли его в химический стеклянный стакан с избытком ледяной холодной DI воды по меньшей мере 1 л. Сульфированный полимер промывали избытком DI воды при RT до тех пор, пока супернатант не достигал нейтрального pH. Затем полученный полимер обрабатывали 100 мл 1 М NaOH в течение 1 часа при RT для превращения связанных с полимером групп ~SOH в ~SONa. Полимер снова промывали избытком DI воды при RT до тех пор, пока супернатант не достигал нейтрального pH, затем сушили в печи при 100°C до тех пор, пока не переставали наблюдать дальнейшую потерю при сушке. Измеряли выход сухого функционального ~SONa полимера. Реакционные композиции для CY15100 и CY15102 приведены в таблице X. Таблица XI отображает атомные концентрации для полимеров CY15100, CY15102 и CY15087, измеренные с помощью XPS. Графики логарифмической производной объема пор представлены на фигурах 1, 2 и 3, а данные о суммарном объеме пор представлены в таблицах XII, XIII и XIV. При интерпретации данных о пористой структуре, полученных по изотерме десорбции азота или с помощью ртутно-интрузионной порометрии с использованием сухого полимера в качестве образца, важно учитывать, что размер пор может изменяться при набухании сульфированных пористых гранул из поли(стирол--дивинилбензола) при смачивании в растворе. В дополнение к потенциальным изменениям структуры пор, размер гранул может также изменяться при переходе от сухого к набухшему состоянию. Оцененка этого явления была проведена в документе "Preparation and Evaluation of Differently Sulfonated Styrene-Divinylbenzene Cross-Linked Copolymer Cationic Exchange Resins as Novel Carriers for Drug Delivery", опубликованном в AAPS PharmSciTech, June 2009; 10(2): 641-648.
[0089] Тромбогенность измеряли с помощью анализа uPTT, в котором материалы сравнивали с отрицательным контролем (только плазма), положительным контролем (стеклянные гранулы) и эталонными гранулами для определения степени активности контактной активации. В анализе uPTT определяли процентное изменение образования сгустка со временем по сравнению с эталонными материалами, затем проводили группировку следующим образом: <25% активаторы, 25-49% умеренные активаторы, 50-74% слабые активаторы, 75-100% самые слабые и >100% не активаторы внутреннего пути коагуляции. Полимер CY15100, 82%, оказался самым слабым активатором.
<b>Таблица X: Модифицированные композиции для CY15100 и CY15102</b>
<u>CY15100</u>
<u>CY15102</u>
Базовый полимер
CY15045
CY15087
Масса базового полимера (г)
220,0
80,0
Масса концентрированной серной кислоты (г)
950,0
550,0
Масса дымящейся серной кислоты (г)
50,0
30,0
Выход сухого модифицированного полимера (г)
355,5
204,6
<b>Таблица XI: Атомные концентрации (в %) для CY15100, CY15102 и CY15087</b>
<u>Полимер</u>
<u>Состояние</u>
<u>C</u>
<u>N</u>
<u>O</u>
<u>Na</u>
<u>S</u>
CY15100
Гранулы
65,7
0,2
20,5
8,0
5,7
CY15102
Гранулы
71,6
0,5
17,2
6,6
4,1
CY15087
Гранулы
95,5
0,4
4,2
0,0
0,0
CY15087
Измельченный
98,3
0,2
1,5
0,0
0,0
<b>Таблица XII: Данные о десорбции азота для CY15100</b>
<u>Интервал диаметров пор (Å)</u>
<u>Средний диаметр (Å)</u>
<u>Суммарный объем пор (см³/г)</u>
<u>Интервал диаметров пор (Å)</u>
<u>Средний диаметр (Å)</u>
<u>Суммарный объем пор (см³/г)</u>
2072,6-552,5
648,562383
0,000416099
131,6-99,3
110,8101833
0,170472908
552,5-354,3
410,9223564
0,000905416
99,3-72,3
81,43320551
0,20555251
354,3-337,5
345,4980521
0,001122701
72,3-62,2
66,46726774
0,212857437
337,5-311,7
323,5292132
0,001561729
62,2-52,1
56,21812708
0,218554756
311,7-288,8
299,3515093
0,001919004
52,1-45,7
48,42881742
0,221509707
288,8-272,0
279,8911375
0,002345465
45,7-39,4
42,03869424
0,223879096
272,0-252,4
261,4265539
0,002783018
39,4-34,5
36,58507436
0,225521077
252,4-239,0
245,303922
0,003244227
34,5-29,1
31,32500867
0,230015257
239,0-225,7
231,9701343
0,004052829
29,1-25,1
26,83485239
0,230195589
225,7-212,7
218,7962082
0,005280802
25,1-22,0
23,36857621
0,230286279
212,7-204,5
208,4059706
0,007418375
22,0-19,4
20,51213112
0,232863812
204,5-131,6
152,2941936
0,087124099
<b>Таблица XIII: Данные о десорбции азота для CY15102</b>
<u>Интервал диаметров пор (Å)</u>
<u>Средний диаметр (Å)</u>
<u>Суммарный объем пор (см³/г)</u>
<u>Интервал диаметров пор (Å)</u>
<u>Средний диаметр (Å)</u>
<u>Суммарный объем пор (см³/г)</u>
1598,8-1238,8
1372,941344
0,026272341
206,8-140,7
160,5985991
0,863794835
1238,8-946,4
1053,220361
0,092081573
140,7-106,0
118,0466801
0,922556622
946,4-758,1
831,0482586
0,194131921
106,0-82,8
91,24150017
0,968039661
758,1-677,1
712,8857859
0,258283006
82,8-68,2
73,90381313
1,001829887
677,1-529,4
584,7345957
0,38744334
68,2-60,9
64,05281388
1,020920023
529,4-485,2
505,2928332
0,431560876
60,9-52,5
55,98109194
1,044868856
485,2-443,2
462,211297
0,481712669
52,5-46,3
48,94597942
1,065247397
443,2-396,6
417,205311
0,529431372
46,3-41,2
43,35983259
1,084233305
396,6-361,7
377,5005059
0,571368548
41,2-37,0
38,81504369
1,106456908
361,7-324,6
341,0804153
0,616836751
37,0-33,1
34,78421912
1,129603729
324,6-296,1
308,9881056
0,653318693
33,1-30,0
31,33519542
1,146218801
296,1-271,6
282,7268533
0,684779469
30,0-27,3
28,4688972
1,162517069
271,6-256,8
263,7792955
0,704908544
27,3-24,6
25,75215358
1,182048628
256,8-239,4
247,4475287
0,727833901
24,6-22,4
23,33791231
1,201310022
239,4-230,2
234,5702219
0,739926683
22,4-19,8
20,89212489
1,229148706
230,2-217,1
223,2037828
0,756372211
19,8-17,6
18,54892595
1,260822457
217,1-206,8
211,680438
0,769442061
<b>Таблица XIV: Данные по интрузии ртути для CY15102</b>
<u>Диаметр пор (A)</u>
<u>Суммарная интрузия (мл/г)</u>
<u>Диаметр пор (A)</u>
<u>Суммарная интрузия (мл/г)</u>
<u>Диаметр пор (A)</u>
<u>Суммарная интрузия (мл/г)</u>
226247,25
3,02E-30
672,791748
0,283745468
111,9444351
0,981295645
213156,0625
0,000893837
636,3512573
0,295114249
108,8816452
0,981295645
201297,1875
0,002383566
605,4035034
0,309263676
106,6592331
0,986702561
172619,2656
0,004320214
558,758606
0,326112717
104,5428238
0,996097863
139526,7344
0,006107889
518,5050049
0,352752388
102,4358368
1,000003457
113150,6484
0,007448644
483,7310181
0,367008656
100,1722946
1,003374338
90544,85156
0,009236319
453,6919861
0,390547335
98,26839447
1,006461024
78737,24219
0,010130156
426,9628296
0,407471895
96,44637299
1,008966684
72447,07031
0,011172966
403,0959778
0,4232741
94,41146851
1,012030125
60339,52344
0,012066803
382,8546753
0,444355428
91,54938507
1,015347958
49074,61719
0,012066803
362,905426
0,463873088
89,25726318
1,018440247
38783,65625
0,012066803
342,0473328
0,487040371
87,0788269
1,021567345
32031,35742
0,012456137
329,7276001
0,504495382
85,42123413
1,024644852
25154,1582
0,01550037
315,7310791
0,522837102
83,62944031
1,028239489
20919,94
0,01550037
302,3917236
0,545027971
82,1011734
1,02980864
16226,36035
0,016433783
290,2372131
0,567096949
79,91
1,032312155
13231,0293
0,018065026
279,1113586
0,588691056
78,00926208
1,034948707
10569,24219
0,020413134
268,6489563
0,608853817
76,20082092
1,037501097
8346,358398
0,023545867
259,2150879
0,635331511
75,09120178
1,039880157
6777,795898
0,027556093
241,9123993
0,710671127
73,4092865
1,042042732
5545,635742
0,032167129
226,7029877
0,774290979
72,23842621
1,043176413
4347,45166
0,039555997
213,3559113
0,867704988
71,09993744
1,047091961
3496,898926
0,049277436
201,5307922
0,867704988
69,86208344
1,047258615
2839,97
0,057190847
195,0246887
0,867704988
68,40840912
1,049208641
2592,47998
0,06178461
188,9438019
0,867704988
67,1362381
1,05278945
2267,395264
0,071647309
180,6033783
0,867704988
66,0329895
1,05278945
1831,758789
0,089788206
172,8410034
0,869671643
65,08166504
1,053350925
1510,39563
0,112907536
164,969101
0,869671643
64,04417419
1,054639339
1394,068237
0,125744253
157,8126526
0,87475878
62,38519287
1,055902362
1294,699707
0,136810422
151,1803131
0,905465066
61,32834625
1,060090899
1207,551147
0,147966579
143,936264
0,909094393
60,30381012
1,062460899
1132,260498
0,159586608
138,4554596
0,931292474
59,41312408
1,063420892
1065,672974
0,171025708
132,8584442
0,938616037
58,54793549
1,064275384
954,0095215
0,191800222
129,575531
0,938616037
57,79902267
1,066532493
884,2581177
0,20811981
126,4766693
0,971493781
56,88972473
1,068112493
823,8370972
0,228217274
124,2657852
0,971493781
55,92105865
1,072528958
771,1380615
0,239915013
120,9015427
0,972762465
54,9865036
1,072528958
721,8734131
0,275565475
117,374855
0,977469385
684,4716797
0,281177133
114,7828751
0,981295645
Пример 4: Модифицированный полимер CY14144 и CY15101
[0090] Общее описание и нижеследующее подробное описание являются только иллюстративными и пояснительными и не ограничивают настоящее изобретение, определенное в прилагаемой формуле. Другие аспекты настоящего изобретения будут очевидны специалистам в данной области техники в свете подробного описания изобретения, предложенного в настоящем документе.
[0091] Процедура сульфирования; сухой базовый полимер смешивали с ледяной уксусной кислотой в стеклянном реакторе объемом 500 мл, снабженном механической мешалкой с тефлоновым покрытием, и нагревали до 50°C при перемешивани на 100 об/мин. Слабое сульфирующее средство получали путем добавления уксусного ангидрида (99%) в химический стеклянный стакан объемом 100 мл, охлаждения на ледяной бане и медленного добавления концентрированной серной кислоты (98%) в течение 30 минут. Температуру смеси контролировали и поддерживали между 15 и 40°C путем пополнения ледяной бани. После завершения добавления серной кислоты красновато-коричневую вязкую жидкость выдерживали при RT в течение 1 часа и затем медленно добавляли в реактор. Обеспечивали протекание реакции в течение определенного промежутка времени.
(aq)
3
3
3
[0092] Обработка; реакционному объему давали остыть до комнатной температуры (RT), и медленно добавляли его в химический стеклянный стакан с избытком ледяной холодной DI воды по меньшей мере 1 л. Сульфированный полимер промывали избытком DI воды при RT до тех пор, пока супернатант не достигал нейтрального pH. Затем полученный полимер обрабатывали 100 мл 1 М NaOH в течение 1 часа при RT для превращения связанных с полимером групп ~SOH в ~SONa. Полимер снова промывали избытком DI воды при RT до тех пор, пока супернатант не достигал нейтрального pH, затем сушили в печи при 100°C до тех пор, пока не переставали наблюдать дальнейшую потерю при сушке. Измеряли выход сухого функционального ~SONa полимера. Реакционные композиции для полимеров CY14144 и CY15101 показаны в таблице XV ниже. Атомные концентрации, определенные для полимеров CY14144, CY12004, CY15101 и CY15087 с помощью XPS, представлены ниже в таблице XVI. Фигуры 4, 5, и 6 показывают графики логарифмической производной объема пор для каждого модифицированного полимера, описанного выше. Данные о суммарном объеме пор приведены ниже в таблицах XVII, XVIII и XIX.
[0093] Тромбогенность измеряли с помощью анализа uPTT, в котором материалы сравнивали с отрицательным контролем (только плазма), положительным контролем (стеклянные гранулы) и эталонными гранулами для определения степени активности контактной активации. В анализе uPTT определяли процентное изменение образования сгустка со временем по сравнению с эталонными материалами, затем проводили группировку следующим образом: <25% активаторы, 25-49% умеренные активаторы, 50-74% слабые активаторы, 75-100% самые слабые и >100% не активаторы внутреннего пути коагуляции. Полимер CY15101, 88%, оказался самым слабым активатором.
[0094]
<b>Таблица XV: Модифицированные композиции для CY14144 и CY15101</b>
<u>CY14144</u>
<u>CY15101</u>
Базовый полимер
CY12004
CY15087
Масса базового полимера (г)
11,7
80,5
Объем ледяной уксусной кислоты (мл)
75
400
Масса уксусного ангидрида (г)
15,5
125,0
Масса концентрированной серной кислоты (г)
10,0
80,0
Время реакции (ч)
1
2
Выход сухого модифицированного полимера (г)
15,2
103,4
<b>Таблица XVI: Атомные концентрации (в %) для CY14144, CY12004, CY15101 и CY15087</b>
<u>Полимер</u>
<u>Состояние</u>
<u>C</u>
<u>N</u>
<u>O</u>
<u>Na</u>
<u>S</u>
CY14144
Измельченный
87,0
0,0
8,7
2,5
1,8
CY12004
Гранулы
88,7
3,4
7,9
0,0
0,0
CY12004
Измельченный
95,0
0,4
4,7
0,0
0,0
CY15101
Гранулы
93,3
0,7
5,5
0,4
0,1
CY15087
Гранулы
95,5
0,4
4,2
0,0
0,0
CY15087
Измельченный
98,3
0,2
1,5
0,0
0,0
<b>Таблица XVII: Данные о десорбции азота для CY14144</b>
<u>Интервал диаметров пор (Å)</u>
<u>Средний диаметр (Å)</u>
<u>Суммарный объем пор (см³/г)</u>
<u>Интервал диаметров пор (Å)</u>
<u>Средний диаметр (Å)</u>
<u>Суммарный объем пор (см³/г)</u>
1316,7-872,8
1006,357045
0,00765904
218,4-143,9
165,3652577
1,129471233
872,8-760,0
808,4322272
0,01624896
143,9-105,5
118,3403917
1,219663568
760,0-683,5
717,5974884
0,028034508
105,5-85,5
93,18473659
1,269908393
683,5-625,7
651,9899544
0,04390322
85,5-70,2
76,1345754
1,313809596
625,7-580,4
601,3250683
0,063539075
70,2-59,9
64,12468772
1,346563035
580,4-506,1
537,9818896
0,171853178
59,9-51,8
55,16793458
1,375536168
506,1-449,5
474,3191955
0,315569993
51,8-45,4
48,0976978
1,401122481
449,5-395,6
418,9973346
0,494055963
45,4-40,2
42,43389408
1,424635177
395,6-367,4
380,4061561
0,562885137
40,2-36,1
37,88651456
1,449718809
367,4-336,7
350,6379611
0,677258819
36,1-32,1
33,79019728
1,477483715
336,7-297,9
314,7821036
0,775586161
32,1-28,9
30,28159181
1,497726602
297,9-293,1
295,4222209
0,799779319
28,9-26,3
27,45536434
1,516706872
293,1-271,2
281,2260787
0,844974101
26,3-23,6
24,73777781
1,540207545
271,2-254,9
262,5094171
0,885670627
23,6-21,1
22,17739744
1,565080566
254,9-241,5
247,8251105
0,914384164
21,1-19,0
19,94
1,59109954
241,5-229,9
235,3841146
0,939107638
19,0-16,5
17,51596978
1,630846881
229,9-218,4
223,8303393
0,963836661
<b>Таблица XVIII: Данные о десорбции азота для CY15101</b>
<u>Интервал диаметров пор (Å)</u>
<u>Средний диаметр (Å)</u>
<u>Суммарный объем пор (см³/г)</u>
<u>Интервал диаметров пор (Å)</u>
<u>Средний диаметр (Å)</u>
<u>Суммарный объем пор (см³/г)</u>
1633,5-1308,6
1434,817706
0,015869195
207,3-144,0
163,6239028
0,618758477
1308,6-938,9
1063,085479
0,076011287
144,0-103,4
116,4570854
0,668697015
938,9-822,1
872,5400938
0,113427572
103,4-85,6
92,59846579
0,694263778
822,1-664,4
726,153686
0,190492729
85,6-72,1
77,55016135
0,716487235
664,4-541,2
589,8410779
0,271968628
72,1-60,7
65,25664927
0,73733967
541,2-495,4
516,2061221
0,306797766
60,7-53,0
56,18831893
0,752958019
495,4-452,4
471,8824199
0,342922234
53,0-46,6
49,26725758
0,767344784
452,4-411,9
430,1606805
0,374728484
46,6-41,5
43,64795708
0,78015016
411,9-373,7
390,8559715
0,406903208
41,5-37,3
39,09541737
0,794981989
373,7-338,1
354,0440222
0,436879429
37,3-33,3
35,01993833
0,810085989
338,1-306,8
320,8627294
0,464287882
33,3-30,2
31,57107231
0,8201347
306,8-282,0
293,2737773
0,487609004
30,2-27,5
28,71043051
0,829560837
282,0-258,7
269,2384186
0,507679709
27,5-24,8
25,99331273
0,839975544
258,7-244,7
251,276503
0,519925622
24,8-22,6
23,59379328
0,8493402
244,7-229,0
236,3042502
0,53405423
22,6-20,0
21,1163566
0,861908143
229,0-216,9
222,6261956
0,545016489
20,0-17,8
18,73336683
0,874402144
216,9-207,3
211,8651212
0,55492914
<b>Таблица XIX: Данные по интрузии ртути для CY15101</b>
<u>Диаметр пор (A)</u>
<u>Суммарная интрузия (мл/г)</u>
<u>Диаметр пор (A)</u>
<u>Суммарная интрузия (мл/г)</u>
<u>Диаметр пор (A)</u>
<u>Суммарная интрузия (мл/г)</u>
226247,25
3,367E-30
672,2320557
0,703246117
111,937149
1,237899184
213156,0625
0,001661795
636,7992554
0,713504672
108,9081039
1,239180923
201297,1875
0,002658872
604,4926758
0,726847529
106,6535568
1,245096564
172619,2656
0,005317744
558,8725586
0,746505737
104,5474396
1,24916625
139526,7344
0,007976616
517,9966431
0,774387836
102,455368
1,25267899
113150,6484
0,009638411
483,9524536
0,799027622
100,1680145
1,261325955
90544,85156
0,012297283
453,7037354
0,824069798
98,2784729
1,261325955
78737,24219
0,014125257
426,9303894
0,846621335
96,45231628
1,267885208
72447,07031
0,015620873
403,1401672
0,898474514
94,40316772
1,274962544
60339,52344
0,017947385
382,6773987
0,91877532
91,53180695
1,279593945
49556,56641
0,01949878
362,9386292
0,946397841
89,26702118
1,285915971
38738,37109
0,021929506
342,2199707
0,946397841
87,08314514
1,285915971
31002,00586
0,023903539
330,153656
0,953894079
85,42582703
1,287682652
25333,7832
0,02616792
315,6123962
0,954481184
83,6335144
1,29400897
20724,62109
0,029177248
302,6812439
0,954481184
82,10058594
1,300267935
16168,99121
0,033409968
290,4436646
0,967425823
79,91
1,30387032
13230,375
0,037765641
279,009491
0,974567354
78,01080322
1,308264375
10563,43555
0,044586275
268,8323975
0,974567354
76,19985962
1,313777924
8346,731445
0,054462213
259,2565308
0,974567354
75,09228516
1,318249345
6776,340332
0,0666546
241,9353333
1,028741002
73,41210175
1,321508646
5536,147949
0,083998173
226,8330078
1,048289418
72,23653412
1,323805094
4342,036621
0,107802272
213,444046
1,065926313
71,09803772
1,32500124
3501,501953
0,137485042
201,5080414
1,074228048
69,86273193
1,334167719
2837,420654
0,177576199
195,0001221
1,095143437
68,40810394
1,336985707
2594,672363
0,200087309
188,9437103
1,106776357
67,13769531
1,340026617
2269,617432
0,233489379
180,6530914
1,11556828
66,03487396
1,340026617
1831,204224
0,295208424
172,9412994
1,127364159
65,0819931
1,340224981
1510,503906
0,360582143
164,9789429
1,139592171
64,04338074
1,340224981
1395,643555
0,392902017
157,7405396
1,150992036
62,38589478
1,346690297
1293,973755
0,421268374
151,1612091
1,161784291
61,32817841
1,358168244
1207,494141
0,447410613
143,9489746
1,172875285
60,30670166
1,358168244
1131,894531
0,47241658
138,4779053
1,185242534
59,41316605
1,358532906
1065,193237
0,49649471
132,8603821
1,194525123
58,54763031
1,358532906
953,9039307
0,535679519
129,5736542
1,200321555
57,79816818
1,358532906
884,3017578
0,568524599
126,4793472
1,207967401
56,88824844
1,358532906
823,786377
0,597846568
124,2483292
1,213427901
55,92269516
1,366921306
771,5706177
0,616960466
120,9080048
1,221876502
54,98662186
1,373521209
722,1925049
0,691450536
117,3827286
1,223723292
684,2458496
0,697761118
114,771225
1,23161757
Пример 5: Слабое сульфирование ацетилсульфатом пористых полимерных гранул без покрытия на основе поли(дивинилбензола) с последующей функционализацией поли(N-винилпирролидоном) в качестве гемосовместимого покрытия, используемое для получения модифицированного полимера CY15048
[0095] Общее описание и нижеследующее подробное описание являются только иллюстративными и пояснительными и не ограничивают настоящее изобретение, определенное в прилагаемой формуле. Другие аспекты настоящего изобретения будут очевидны специалистам в данной области техники в свете подробного описания изобретения, предложенного в настоящем документе.
3
+
[0096] Известно, что среди различных "мягких" сульфирующих средств ацетилсульфат (получаемый из 98% конц. серной кислоты и уксусного ангидрида при низких температурах) очень эффективен в отношении полимерных материалов на основе DVB или стирола. Сульфирование обычно проводят при 50°C в течение нескольких часов с использованием эквимолярных количеств ацетилсульфата и полимеров на основе DVB или стирола. Сульфирование происходит в основном в бензольном кольце, и непрореагировавшие двойные связи (в сшитых полимерных пористых гранулах на основе DVB) могут быть сохранены для дальнейшей функционализации. Обычно после сульфирования ацетилсульфатом полимер превращается в форму ~SONa и может быть подвергнут привитой сополимеризации с N-винилпирролидоном (с бензоилпероксидом в качестве инициатора в большом объеме) или в водных растворах (с использованием инициатора персульфата натрия). Полученный сульфированный полимер "покрыт" поли(N-винилпирролидоном) для получения гемосовместимого материала, способного к удалению катионов K из физиологических жидкостей.
3
[0097] Базовым полимером, выбранным для этой модификации, был полимер CY15044. Сульфирование и обработку проводили, как описано в примере 4, с использованием 45,0 г сухого полимера CY15044, 150 мл ледяной уксусной кислоты, 62,0 г уксусного ангидрида и 40,0 г концентрированной серной кислоты. Полученный сульфированный полимер в форме ~SONa повторно смачивали в DI воде в реакционном сосуде объемом 1 л с рубашкой, снабженном мешалкой с тефлоновым покрытием. DI воду удаляли из сосуда, и добавляли раствор, содержащий 75 мл мономера NVP, 1,7 г персульфата натрия и 25 мл DI воды. Реакционную смесь оставляли на 72 часа при 70°C при скорости перемешивания 100 об/мин. Полученный покрытый поли(NVP) полимер промывали пять раз, используя 200 мл DI воды, и сушили в вакуумной печи до тех пор, пока не переставали наблюдать дальнейшую потерю при сушке. Данные о суммарном объеме пор для полимера CY15048 показаны ниже в таблице XX. График логарифмической производной объема пор показан на фигуре 7.
[0098] Тромбогенность измеряли с помощью анализа uPTT, в котором материалы сравнивали с отрицательным контролем (только плазма), положительным контролем (стеклянные гранулы) и эталонными гранулами для определения степени активности контактной активации. В анализе uPTT определяли процентное изменение образования сгустка со временем по сравнению с эталонными материалами, затем проводили группировку следующим образом: <25% активаторы, 25-49% умеренные активаторы, 50-74% слабые активаторы, 75-100% самые слабые и >100% не активаторы внутреннего пути коагуляции. Полимер CY15048, 94%, оказался самым слабым активатором.
<b>Таблица XX: Данные о десорбции азота для CY15048</b>
<u>Интервал диаметров пор (Å)</u>
<u>Средний диаметр (Å)</u>
<u>Суммарный объем пор (см³/г)</u>
<u>Интервал диаметров пор (Å)</u>
<u>Средний диаметр (Å)</u>
<u>Суммарный объем пор (см³/г)</u>
4355,2-828,4
944,3942734
0,0001057
60,2-52,6
55,8248996
0,329250736
828,4-474,0
558,6159743
0,000283797
52,6-46,6
49,1740518
0,335209946
474,0-303,3
351,2170892
0,000357942
46,6-41,3
43,5462226
0,339923553
303,3-224,3
251,4508466
0,000719278
41,3-37,4
39,07691383
0,349323983
224,3-216,6
220,2880162
0,001144201
37,4-32,5
34,52204235
0,351977397
216,6-208,1
212,161881
0,001932015
32,5-29,4
30,76412188
0,352966945
208,1-143,6
163,4823625
0,075370749
29,4-27,3
28,24001433
0,353787455
143,6-108,1
120,3913517
0,239861146
27,3-24,6
25,76447932
0,355166927
108,1-81,7
90,85045572
0,292261423
24,6-22,3
23,26898468
0,357207636
81,7-71,8
76,00202402
0,305608258
22,3-19,9
20,87422635
0,360962494
71,8-60,2
64,83123041
0,320783836
19,9-17,5
18,46778237
0,367188172
Пример 6: Слабое сульфирование пористых полимерных гранул из поли(стирол-
со
-дивинилбензола) без покрытия с последующей функционализацией поли(N-винилпирролидоном) в качестве гемосовместимого покрытия, используемое для получения модифицированного полимера CY15049
[0099] Общее описание и нижеследующее подробное описание являются только иллюстративными и пояснительными и не ограничивают настоящее изобретение, определенное в прилагаемой формуле. Другие аспекты настоящего изобретения будут очевидны специалистам в данной области техники в свете подробного описания изобретения, предложенного в настоящем документе.
3
[0100] Базовым полимером, выбранным для этой модификации, был полимер CY15042. Сульфирование и обработку проводили, как описано в примере 4, с использованием 45,0 г сухого полимера CY15042, 200 мл ледяной уксусной кислоты, 62,0 г уксусного ангидрида и 40,0 г концентрированной серной кислоты. Реакционную смесь оставляли на 2 часа. Полученный сухой сульфированный полимер в форме ~SONa добавляли в реакционный сосуд объемом 1 л с рубашкой, снабженный мешалкой с тефлоновым покрытием. В реактор добавляли 140,0 г мономера N-винилпирролидона и 2,0 г бензоилпероксида. Реакционную смесь оставляли на 24 часа при 70°C при скорости перемешивания 100 об/мин. Полученный покрытый поли(N-винилпирролидоном) полимер промывали пять раз, используя 200 мл DI воды, и сушили в вакуумной печи до тех пор, пока не переставали наблюдать дальнейшую потерю при сушке. Таблица XXI ниже отображает данные о суммарном объеме пор для полимера CY15049. Фигура 8 представляет график логарифмической производной объема пор.
<b>Таблица XXI: Данные о десорбции азота для CY15049</b>
<u>Интервал диаметров пор (Å)</u>
<u>Средний диаметр (Å)</u>
<u>Суммарный объем пор (см³/г)</u>
<u>Интервал диаметров пор (Å)</u>
<u>Средний диаметр (Å)</u>
<u>Суммарный объем пор (см³/г)</u>
6798,1-997,4
1113,294549
0,002499046
99,0-82,5
89,05063735
0,848450234
997,4-529,0
628,6356118
0,005782394
82,5-69,8
74,92200629
0,902458565
529,0-503,0
515,3445059
0,00652485
69,8-59,0
63,37885992
0,947842682
503,0-431,3
461,4274588
0,007796961
59,0-51,2
54,4553105
0,981969695
431,3-320,8
359,3702778
0,010896953
51,2-44,8
47,47101253
1,011973922
320,8-317,4
319,0643487
0,011833304
44,8-39,4
41,69146063
1,039279282
317,4-274,0
292,3669097
0,013396248
39,4-35,3
37,10279099
1,066468142
274,0-230,2
248,1049882
0,016483381
35,3-31,3
33,03019211
1,096075821
230,2-225,4
227,7447013
0,017366617
31,3-28,2
29,57468036
1,118921801
225,4-211,6
218,0383103
0,018833905
28,2-25,5
26,70738162
1,143080339
211,6-195,5
202,8978228
0,029306436
25,5-22,8
23,944141
1,17115692
195,5-143,0
160,6741284
0,494786051
22,8-20,4
21,43590284
1,201324419
143,0-99,0
112,5005572
0,779812896
20,4-18,2
19,13416412
1,23163662
Пример 7: Однократная фильтрация для удаления гемоглобина и калия
[0101] Общее описание и нижеследующее подробное описание являются только иллюстративными и пояснительными и не ограничивают настоящее изобретение, определенное в прилагаемой формуле. Другие аспекты настоящего изобретения будут очевидны специалистам в данной области техники в свете подробного описания изобретения, предложенного в настоящем документе.
[0102] Единицам pRBC человека давали отстояться до комнатной температуры в течение 30 минут, причем эти единицы осторожно перемешивали в течение 15 минут. В единицу вводили пробу крови, и отбирали образцы для исходных концентраций гемоглобина (Hb) и калия. Линию пробы крови прикрепляли к верхнему порту содержащего полимер устройства фильтрации, а линию для сбора образцов прикрепляли к нижнему порту. На линии сбора образцов был установлен зажим для управления потоком. Нормальный солевой раствор в объеме приблизительно одного слоя, 30 мл, попускали через устройство в контейнер для отходов для промывки устройства. Трубку для сбора образцов помещали над коническими пробирками объемом 15 мл, в которые собирали фракции pRBC по 12 мл со скоростью потока приблизительно 3-3,5 мл/мин до тех пор, пока единица не была полностью отфильтрована. Пробирки с образцами центрифугировали в течение 15 минут при 4600 об/мин при 4°C. Собирали супернатант плазмы из каждой пробирки с образцами, и уровень свободного гемоглобина в плазме определяли путем считывания поглощения на 450 нм, а уровни калия измеряли с помощью калий-селективного электрода. Доля в процентах исходного свободного гемоглобина, удаленного во время однократной фильтрации, усредненная по трем экспериментам, представлена на фигуре 9. Фигура 10 изображает концентрацию ионов калия в крови перед и после фильтрации, усредненную по трем экспериментам. Полимеры CY15101 и CY15102 способны удалять значительные количества как калия, так и гемоглобина, тогда как полимер CY15100 удаляет только калий и не удаляет гемоглобин.
Пример 8: Динамический рециркуляционная фильтрация
[0103] Общее описание и нижеследующее подробное описание являются только иллюстративными и пояснительными и не ограничивают настоящее изобретение, определенное в прилагаемой формуле. Другие аспекты настоящего изобретения будут очевидны специалистам в данной области техники в свете подробного описания изобретения, предложенного в настоящем документе.
[0104] Полимер CY14144 был протестирован в динамической конкурентной системе для оценки удаления альбумина (30 мг/мл) и миоглобина (100 мг/л) из раствора в ФСБ с 8 мэкв/л калия. Эта модель была разработана с учетом клинической ценности альбумина и миоглобина (рабдомиолиз). Динамическая система обеспечивает непрерывное измерение адсорбции белка полимерными гранулами на двух длинах волн в УФ. При условии, что суррогатные белки, такие как альбумин и миоглобин, имеют различные профили УФ-поглощения, эти два белковых суррогата могут быть измерены одновременно, что обеспечивает условия конкурентной адсорбции. Это обеспечивает быструю оценку эффективности полимера в отношении одновременной адсорбции целевых и нецелевых факторов в условиях потока; ключевой параметр для оценки исследований, который позволяет уравновесить сорбцию с гемосовместимостью. Динамическая система была полностью откалибрована (поглощение и условия потока) и использовалась для измерения связывания с помощью заполненного полимером устройства объемом 6 мл при скорости потока 6 мл/мин в течение пяти часов при комнатной температуре. CY14144 имеет надежную адсорбцию миоглобина, удаление калия и демонстрирует хорошую селективность при минимальном удалении альбумина. Данные динамической рециркуляции для CY14144, усредненные по 7 экспериментам, показаны ниже на фигуре 11. Было обнаружено, что среднее удаление калия, измеренное как процентное уменьшение исходного количества, составляет 25,3% со стандартным отклонением 1,42.
[00105] Тромбогенность измеряли с помощью анализа uPTT, в котором материалы сравнивали с отрицательным контролем (только плазма), положительным контролем (стеклянные гранулы) и эталонными гранулами для определения степени активности контактной активации. В анализе uPTT определяли процентное изменение образования сгустка со временем по сравнению с эталонными материалами, затем проводили группировку следующим образом: <25% активаторы, 25-49% умеренные активаторы, 50-74% слабые активаторы, 75-100% самые слабые и >100% не активаторы внутреннего пути коагуляции. Ниже в таблице XXII показано сравнение тромбогенности для двух различных полимеров, удаляющих калий. Полимер CY14144 проявляет минимальную тромбогенную активность, при этом удаляя одновременно калий и миоглобин, в динамической рециркуляционной модели в фосфатном солевом буфере (ФСБ). Для сравнения, сорбент калия CY14022 является умеренным активатором внутреннего пути коагуляции в анализе uPTT и неэффективен при удалении миоглобина.
<b>Таблица XXII: Удаление миоглобина и калия из ФСБ в динамической рециркуляционной модели</b>
<b></b><b><u>Полимер</u></b><b></b>
<b></b><b><u>uPTT</u></b><b></b>
<b></b><b><u>Удаление миоглобина</u></b><b></b>
<b></b><b><u>Удаление калия</u></b><b></b>
CY14144
87%
71,63%
25,3%
CY14022
59%
5,94%
66,07%
Общее описание и нижеследующее подробное описание являются только иллюстративными и пояснительными и не ограничивают настоящее изобретение, определенное в прилагаемой формуле. Другие аспекты настоящего изобретения будут очевидны специалистам в данной области техники в свете подробного описания изобретения, предложенного в настоящем документе.
[0106] Кроме того, полимер CY14144 способен удалять значительные уровни калия из плазмы крови в динамической рециркуляционной модели. Нормальным диапазоном для калия в крови является 3,5-5 мэкв/л, тогда как пациент, страдающий от гиперкалиемии, может иметь уровни калия в крови вплоть до 7-7,5 мэкв/л. Реперфузия плазмы с исходной концентрацией калия 7,45 мэкв/л через устройство, заполненное полимером CY14144, в условиях рециркуляции, которые имитируют клиническое применение, уменьшало концентрацию калия до 4,52 мэкв/л (уменьшение на 2,93 мэкв/л) за 5 часов.
[0107] Общее описание и нижеследующее подробное описание являются только иллюстративными и пояснительными и не ограничивают настоящее изобретение, определенное в прилагаемой формуле. Другие аспекты настоящего изобретения будут очевидны специалистам в данной области техники в свете подробного описания изобретения, предложенного в настоящем документе.