用于防止或减少脑和全身再灌注损伤的保护液的制作方法
【专利说明】用于防止或减少脑和全身再灌注损伤的保护液
[0001] 突然的循环骤停（sudden circulatory arrest)是常见的，在欧盟中发生率为 60/10000的居民。心肺复苏（CPR)包括胸外按摩，除颤，机械通气和药物治疗，是已建立的 治疗方式。然而，尽管在训练医务人员和潜在旁观者中越来越多的努力，设备的改进和广泛 的跨学科指导，但是CRP仍然是困难且某种程度上即兴的任务。此外，关于存活和神经恢复 的结果不尽如人意：在经历医院CPR的患者中报道了死亡率>70%，其在医院外场景的比率 高得多。此外，在罕见的存活病例中，脑损伤是常见的。
[0002] Trimmer 等，The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery，May2010，p. 1325-1332报道了在延长时间段的心脏骤停后的成功复苏。根据该 报道，有可能在使用猪的动物模型中心脏骤停后长达15分钟后复苏。在该实验中，使用 Ringer溶液和肝素一起作为预充液（priming solution)建立体外血液循环。
[0003] 本发明的目的是提供可以用于心脏骤停后的复苏过程中的保护液。期望将损伤特 别是脑中的损伤保持在尽可能低的水平。已经在许多病例中观察到发生了脑部的实质性损 伤，其中患者在心脏骤停后更长时间段后复苏。这样的损伤具有人精神方面严重损害的影 响，而这些患者无法恢复正常生活。
[0004] 本文公开的保护液可以优选的用于复苏程序中，所述复苏程序在例如TO 2011/045011有更详细的描述。在心脏骤停后相对短的时期，必须重建血液循环。当心脏骤 停在医院中例如在心脏的外科手术治疗期间发生时，与发生在医院外的突然心脏骤停病例 相比，情况较为可控。通常在医生和旁观者能够重建血液循环之前有时间的延迟。心脏骤 停最严重损害的器官是脑。本文公开的保护液防止或减少由于心脏骤停后血液循环重新开 始导致的损伤。
[0005] 到目前为止，普遍接受的是，仅当在循环停滞后最初的3至5分钟内采用常规的 CPR，正常的脑部和心肌功能才能恢复。因此，因为时间是确定CPR后患者结果的最重要的 因素，进行的每种尝试是为了在心脏骤停后尽快开始CPR以避免复苏后的脑损伤。然而从 病理生理学的观点来看，心脏骤停后的循环停滞可以理解为全身缺血之后当血液供给重新 建立时的再灌注损伤。这一现象称为特定器官的组织中的"缺血-再关注损伤"。然而如果 在再灌注的条件（压力，流动，温度）和再灌注物的组成方面控制显著缺血损害后的初次再 灌注，就可以以长得多的时间间隔拯救这些器官。这一治疗方案的有益效果已经在心肌，骨 骼肌，肝，肺和肾组织中证明。
[0006] 假设循环骤停后全身和脑部严重的缺血-再灌注损伤是CPR后发病率和死亡率的 根本原因，对CPR后全身的再灌注条件给予了特别的关注。将患者通过动脉和静脉血管插 管与体外生命支持系统（ECLS)相连和使用体外循环后续稳定的选项已经证明是改善CPR 后存活的有用工具。因为循环的回复和对器官特别是脑部足够的血液供给是CPR的主要方 面，在CPR期间和之后使用ECLS潜在的实现在血压，血流，和再灌注物方面控制再灌注条 件。然而，对于常温心脏骤停后的全身再灌注的有效条件还未确定。
[0007] 虽然复苏中的目标是避免脑部的严重损伤，其它重要的器官也不应受到致命影 响。在复苏程序中，应当注意重要的器官特别像是心脏，肝，肺和肾不被损伤到使得患者不 能从复苏存活的程度。由于对于每一种器官的最佳条件不一定相同，有些时候必须选择最 好的折衷办法，其一方面避免脑部的严重损伤，另一方面避免对其它重要器官像是心脏和 肺的不可逆损伤。
[0008] 在扩展的系列动物实验中，在建立的猪模型中探索了这些条件的相关性。由此获 得的结果允许可靠的外推至人类。这一研究的一个主要目的是提供全身可控的灌注，其中 对于最敏感的器官，脑部的需求优先。如上文所述，应当尽量的限制缺血-再灌注损伤，其 表示为脑水肿的程度。除了定义再灌注的物理条件外（温度，血压/流），再灌注的组成是 本公开的主题。在优选的实施方案中，低钙血，高镁血和高渗透压度是与避免再灌注组织的 水肿相关的方面。本文所述的保护液也指定为预充液。
[0009] 不希望受限于理论，在改进的再灌注物中使用这些组分基于以下考虑：
[0010] 所述预充液的一个主要方面是高渗透压度。当溶液中的物质为了建立平衡穿 过膜从低浓度的区域到较高浓度的区域时，发生渗透。溶于溶液的颗粒的浓度表示为溶 质的摩尔每升溶液，称为"渗透压度（osmolality)"，在人血浆中，溶解的颗粒的浓度为 约0. 290mol。因此，其渗透压度为290m0sm/L。正常人血浆的范围通常从约250延伸到 310m0sm/L〇
[0011] 水从低渗透压度的区域到高渗透压度的区域以与渗透压度的差异（辐射状）成比 例的速率流动直到达到平衡。与血液含有相同颗粒浓度的溶液是等渗透的（等张的）。在 药物中经常使用0. 9%的氯化钠溶液，其与血液和静脉内皮是等渗的。具有较低渗透压度的 溶液（较低浓度的溶解颗粒）指定为低渗的。具有比生理盐水溶液（0.9%氯化钠）高的渗 透压度的溶液指定为高张的或高渗透的。
[0012] 本发明的保护液是高渗的，并具有渗透压度范围从300至700m0sm/L。优选的范围 是400至600m0sm/L而特别优选的是渗透压度为440至550m0sm/L，所有溶于溶液的颗粒促 成所述渗透压度。
[0013] -种用于增加本文公开的保护液的渗透压度的优选组分是白蛋白，优选人白蛋 白。为了生成高渗透压度的再灌注物，选择人白蛋白作为预充液的基本组分。白蛋白可比 的高分子量潜在的减少了这些分子在血管外空间的转移并潜在的结合胞内液体，避免细胞 水肿。
[0014] 除了人白蛋白外，糖醇像是甘露糖醇的高渗特性可以用作所述预充液的有用附属 物。在其它的实施方案中，也可能使用其它的物质来增加渗透压度。然而，应当考虑一些此 类组分当用作输注溶液时也具有副作用。例如，甘露糖醇具有利尿的效果。其它适合的组 分是糖，例如，葡萄糖。当选择其它组分时，必须避免不希望得到的副作用。
[0015] 本文公开的保护液的进一步的重要方面是增加溶液中镁离子的含量。据信高浓度 的镁离子（Mg2+)具有保护作用，特别是对于防止或减少由再灌注伤害导致的损伤。高镁血 的细胞保护作用已在分离的心脏线粒体的呼吸作用中描述。此外，因为对"无复流"现象的 潜在影响，可以减少血小板聚集，"无复流"现象是再灌注损伤的另一个症状。因此优选的镁 离子添加到本文所述的预充液。Mg2+离子可以以适合的盐的形式引入所述溶液中。一种优 选的有助于高浓度Mg2+的组分是柠檬酸镁。在这一优选的实施方案中，柠檬酸根阴离子具 有如下文所述的进一步的有利特性。其它优选的Mg2+离子源是硫酸镁或天冬氨酸镁。
[0016] 由于缺血导致能量依赖且基于细胞膜的Na+/Ca2+逆向转运的不足，细胞质中的钙 浓度过剩的增加，以及随后细胞内的流体聚集。这一流体增加与细胞水肿同义，最终导致 细胞的故障和潜在的终端衰竭。因此，减少对细胞的钙供给限制这种效果。通过向预充液 添加柠檬酸镁或柠檬酸钠完成钙含量的减少。或者，可以使用其它螯合剂，例如2, 3-二巯 基-1-丙磺酸（DMPS)，α硫辛酸（ALA)或乙二胺四乙酸或甲胺。对适合的螯合剂的选择依 赖于溶液的其它组分。特别优选比结合Mg2+更好的结合Ca 2+的螯合剂。
[0017] 所述保护液的另一种优选组分是利多卡因（lidocaine) (2-二乙基氨 基-N_(2,6-二甲基苯基）乙酰胺）。利多卡因例如可在商标Xylocaine下获得，且其公知 作为局部作用麻醉剂和抗心律不齐剂。
[0018] 在优选的实施方案中，所述保护液含有高剂量的利多卡因。剂量范围从1至20mg/ kg体重，更优选的5至15mg利多卡因每kg待治疗的患者体重，且特别优选大约10mg/kg体 重添加到所述预充液。所述保护液中存在的利多卡因的量某种程度上依赖于待治疗的患者 的体重。
[0019] 通常，所述保护液具有浓度为0. 05-1. 0g每1溶液。在一些优选的实施方案中，利 多卡因含量范围从〇. l-o. 7g每1溶液。甚至更优选的量为0. 3-0. 7g每1溶液。由于患者 的体重在紧急的情况下未知，利多卡因的浓度可以按照平均体重，例如70kg计算。利多卡 因导致电压门控钠通道的封闭，最终导致细胞膜的稳定。这一效果在心肌细胞和神经元中 是有益的。因此，利多卡因是所述预充液的优选组分。
[0020] 所述预充液进一步优选的附属物是肝素。使用肝素为了提供足够的抗凝作用，其 对于运行体外循环是必要的。由于许多患者在CPR的时候没有没有肝素化或者抗凝状态不 清楚，涵盖该药物在预充中的添加。
[0021] 在优选的实施方案中，用于防止或减少脑部再灌注损伤的保护液具有渗透压度为 350至600m0sm/L，pH值6. 8至L 8,优选L 4至L 6。人体的生理pH值为pH 7. 4。在本发 明特别优选的实施方案中，本文公开的保护液具有某种程度上较低的pH值。因此，优选使 用pH值为约7. 0至7. 4,其降低身体中的pH值。
[0022] 为了维持本文公开的保护液的pH值，也可以含有缓冲试剂以允许在灌注过程的 某些时候所述溶液的碱性pH以抵消细胞酸中毒。适合的缓冲试剂可以是磷酸盐，磷酸氢盐 系统或碳酸氢盐缓冲系统。这种缓冲剂可以以〇. lmmol kg体重和小时至3mmol kg体重和 小时的剂量施用。所述缓冲剂的浓度包含所有可以有助于缓冲效果的离子。在磷酸盐缓冲 溶液中，在计算缓冲试剂的浓度时考虑所有的磷酸盐离子（P〇43，ΗΡ04 2，Η2Ρ04和H3P04)。
[0023] -个主要地有助于所述保护液的高渗透压度的成分是白蛋白，其中优选使用人血 清白蛋白。白蛋白以按重量计1-20 %，优选2-15 %和更优选的5-10 %的量基于溶液添加到 所述保护液。白蛋白通常可以作为具有高浓度的白蛋白的溶液，例如溶液中20%的人白蛋 白。这种具有高浓度的白蛋白的溶液用于制备所述保护液。虽然也可以使用来自其它来源 的白蛋白，优选使用人血清白蛋白，因为这一材料可以大量获得。待使用的人血清白蛋白必 须是特别制备用于人类应用的。这表示其必须不含有病毒或其它不希望的微量有毒成分。
[0024] 在另一个实施方案中，所述保护液还进一步含有糖醇。优选的糖醇是甘露糖醇。然 而，也可以使用赤藓糖醇。
[0025] 本发明的一个基本方面是所述保护液含有高含量的镁离子。镁的浓度范围为 0. 1 -1 5mmo1 /1,优选 1· 0-8· 0 和更优选为 1. 5-4. 5mmol/l 〇
[0026] 所述保护液的另一个方面是所述溶液应当基本不含钙离子。为了去除血管内含有 的钙，所述保护液含有螯合剂。优选的螯合剂是柠檬酸盐。柠檬酸液可以以〇. 1-20_〇1/1 的量存在，优选以从1. 0-5. Ommol/1的量。在特别优选的实施方案中，为了达到高浓度的镁 和向溶液中引入柠檬酸根阴离子而没有可能干扰保护液的效果的抗衡离子，可通过使用柠 檬酸镁制备所述保护液。
[0027] 在另一个优选的实施方案中，