含稳定的丙酮酸钠的水溶液及其制法和用途的制作方法

专利名称：含稳定的丙酮酸钠的水溶液及其制法和用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及医药领域，更具体地涉及含丙酮酸钠的医用水溶液。
技术背景丙酮酸根(Pyruvate, Pyr)是人和动植物体内的正常成份，是生物的基本 代谢糖酵解的产物并处于三大物质(糖，脂肪和蛋白质)代谢的回合处三 羧酸循环(Tricarboxylic Acid Cycle, TCA cycle)的关键点。近数十年来， 大量动物体内外试验和少量临床试验强烈表明丙酮酸钠(Sod Pyruvate, NaPyr)显著的多细胞和多器官功能保护作用，特别是对重要器官心脏、肝 脏、脑和肾的缺血/再灌注损伤，并无毒性副作用(Am J Physial 281:H854-64，2001;Lancet 353:1321-3,1999)。此外，最近的研究还强烈表明NaPyr应是目前最佳的纠正严重代谢性酸 中毒的缓冲剂，所谓的严重代谢性酸中毒是在严重的酸中毒(pHa《7. 10)中占 绝大多数(>90%)的A型(缺氧型)乳酸性酸中毒，糖尿病性酮症酸中毒和伴心脏 骤停的高碳酸血症等临床危急症候群，目前世界上没有理想的缓冲液用于该领 域。众多动物体内外试验说明NaPyr对改善细胞内外的酸中毒有特殊功效，引 人关注的是即使在细胞缺氧条件下也起重要作用，尤其适用于上述所有的重 症酸中毒。更有意义的是它同时对导致以上危急病症的原发病器官功能不全 直接发挥治疗作用，而不仅仅只是缓冲剂而已，绝不同于已沿用近半个多世 纪的乳酸钠和更久的重碳酸钠(二者都不适用于上述的重症酸中毒，还带来毒 性反应)(AraJ Nephrol 25:55-63,2005; Cryobiology 46:295-300,2003)。在临床上，Pyr似乎是一种潜在的良药，尤其在重症监护和透析领域，但 是，当今公认的概念是"丙酮酸或丙酮酸钠的水溶液在常温下是很不稳定的"， 因为酮基在化学性质上是不稳定的，它在常温下会经非酶催化反应自发进行 羟醛縮合聚合反应(Aldol-like condensation)，产生二聚体(4-羟基-4-甲 基-2-酮戊二酸，简称对-丙酮酸盐)和其它聚合衍生物。聚合物具细胞毒性， 是线粒体中TCA循环的酶类和乳酸脱氢酶(LDH)的抑制剂。最具权威的实验
报告是20年前美国国家标准局分析化学中心的结论经高效液相色谱(HPLC) 和核磁共振(醒R)测定，"NaPyr水溶液在pH〉6.0， 22。C的条件下不稳定" 经测定，常温下，高浓度3.0M(3000mM)的单纯NaPyr水溶液在pH7. 3， 24小 时后，二聚体含量可达9. 1%; 48小时达18. 4%(Anal Chem 58:2504-10， 1986)。 所以认为必须新鲜配制并尽快使用所配制的含NaPyr的灌输溶液。US专利号 20050058724中指出丙酮酸阴离子在水溶液中不能用于人体治疗性液体中。有 的研究指出，低温下(4-8°C) 0. 1MHC1或0. lMNaCl可稳定NaPyr水溶液，但 并未显示室温或高温(如4(TC)下，不同浓度的HC1或NaCl对NaPyr稳定性的 影响，而室温或高温是临床使用，或生产、储存中经常会面临的。因此，世 界上还没有一家药业公司能生产含Pyr的水溶液，包括用于静脉和透析的溶 液。除了一些临床试验，NaPyr水溶液从未常规地用于临床。为了解决这一难题使大剂量Pyr能导入体内达到治疗目的，近数年来(自 1999年首次发表在Surgical Forum上的简报)的研发方向是开发许多Pyr酯 类衍生物，主要是乙基丙酮酸酯(Ethyl Pyruvate, EP:用EP取代NaLac的 林格氏液Ethyl Pyruvate Ringer's Solution, EPRS)和双丙酮基乙酰甘油酯 (Dipyruvyl Acetyl Glycerol, DPAG)，已有不少动物体内试验研究报道显示 了令人鼓舞的疗效(Mi證va Anestesiol 67:190-2,2001， Cardiovasc Drugs Ther 17:209-16,2003)，并申请了专利，如美国专利号US6， 846， 842中有 公开。可由于这方面的进展也阻碍了人们近数年来对NaPyr水溶液稳定性的 进一步探讨。在人们热衷于EP的研究时没有注意到Pyr的酯类衍生物仍有不 少缺点1、 EP需要和钙离子结合才能有效溶解和稳定，需溶解在含氯化钙 (2. 7mEq/L)的林格氏平衡液中才可临床应用(Crit Care Med 29:1513-8,2001)，其浓度只有28mM，不能制成高浓度的高渗溶液；2、酯类 在水中不能电离成Pyr根，而只是经酯酶或非酶途径自发水解成Pyr根(同时 相应产生氢离子[H+])，不同于NaPyr， Pyr的酯类不是缓冲剂，又经体内水解 后产生等量的[H+]，休克动物体内实验表明虽然休克改善，其本身不能纠正酸 中毒(Shock 18:507-12,2002)，也不能构成缓冲液用于制备透析液；3、市 场供应上，作为原料的Pyr酯类不如Pyr的钠盐来源丰富、简便。因此Pyr 酯类衍生物无法完全取代NaPyr水溶液用于临床。因此，本领域迫切需要提供一种稳定的Pyr水溶液，使具有优越性能的 Pyr有效地导入体内用于临床，即在改善体内代谢途径的同时保护各重要器官
功能和改善代谢紊乱。 发明内容本发明旨在提供一种含Pyr的稳定的水溶液。 本发明的另一个目的是提供上述水溶液的制备方法。 本发明的再一个目的是提供上述水溶液的用途。在本发明的第一方面，提供了一种含有丙酮酸钠的医用水溶液，所述的溶液 中含有以下组份-(a) 20-1200mM丙酮酸钠；(b) 丙酮酸钠稳定剂，所述的丙酮酸钠稳定剂选自 (bl)H离子，所述的氢离子使得溶液的pH为3.5-4.9;和/或 (b2)NaCl，所述氯化钠提供至少20mM的额外的Na+;(c) 和药学上可接受的溶剂用水，并且所述的溶液在25。C下放置6个月后，溶液中的丙酮酸钠含量满足下式^^xl00%>95%^第o月式中，C^g为放置6个月后溶液中丙酮酸钠的浓度，C^^为第0个月时溶液 中丙酮酸钠的初始浓度。在另一优选例中，所述的溶液在25'C下放置6个月后，溶液中的丙酮酸钠含 量满足下式^^xl00%>98%C第o月式中，C^s为放置6个月后溶液中丙酮酸钠的浓度，C^。a为第0个月时溶液 中丙酮酸钠的初始浓度。在另一优选例中，所述的医用水溶液在25"C，放置6个月，所述溶液中的丙 酮酸钠二聚体与第0个月的丙酮酸钠的摩尔比值小于1:20 (<5%)。在另一优选例中，所述溶液中的丙酮酸钠二聚体与第0个月的丙酮酸钠的摩 尔比值小于1:50 (<2%)。在另一优选例中，所述的含有丙酮酸钠的医用水溶液中含有20-lOOOmM丙酮 酸钠。优选100-1000mM，更优选300-lOOOraM。 在另一优选例中，所述的含有丙酮酸钠的医用水溶液的pH为4.5土0. 1。 在另一优选例中，所述的含有丙酮酸钠的医用水溶液为lOOOmM丙酮酸钠溶液。在另一优选例中，所述的医用水溶液是高渗溶液，它含有100-lOOOmM丙酮酸 钠和200-800mM NaCl， pH4-7，并且渗透压为2000-3000mOsm/L。在另一优选例中，所述的医用水溶液是复方生理盐水，它含有80-20mM丙酮 酸钠和80-130mM NaCl。在另一优选例中，所述的医用水溶液含有Pyr—: 20 —80mM，Na+: 120—150mM， C1—90-130mM， K+: 1-4mM， Ca2+: 1-5. OmM， Mg2+: 0. 1-1. OmM。在另一优选例中，所述的医用水溶液还含有1-10%的羟乙基淀粉或1-10%的右 旋糖苷。在另一优选例中，上述的羟乙基淀粉为Hydroxyl Starch 200/0. 5或Hydroxyl Starch 130/0.4。在另一优选例中，上述的右旋糖苷为右旋糖苷-70。在本发明的第二方面，提供了一种上述的医用水溶液的制备方法，它包括步骤将丙酮酸钠、丙酮酸钠稳定剂和药学上可接受的溶剂用水混合，形成上 述的医用水溶液，其中，所述医用溶液含有(a) 20-1200mM丙酮酸钠，(b)丙酮酸钠稳定剂，并且所述的丙酮酸钠稳定剂选自(bl)H离子，所述的氢离子使得溶液的pH为pH3.5-4.9;和/或 (b2) NaCl，所述氯化钠提供至少20mM的额外的Na+。 在另一优选例中，所述的制备方法包括步骤将单纯丙酮酸钠粉剂、丙酮酸钠稳定剂和药学上可接受的溶剂用水(包 括单纯注射用水，不等浓度的NaCl溶液和电解质平衡溶液)混合，形成上述的医 用水溶液，其中，所述医用溶液含有(a) 20-1200mM丙酮酸钠，(b)丙酮酸钠稳定剂，并且所述的丙酮酸钠稳定剂选自(bl)H离子，所述的氢离子使得溶液的pH为pH3.5-4.9;禾口/或 (b2) NaCl，所述氯化钠提供至少20mM的额外的Na+。 在另一优选例中，所述的混合步骤包括a.将丙酮酸钠溶解于医用注射用水，形成浓度为20-1200mM的丙酮酸钠溶液; b.加入浓度不小于20mM的Na+或不等浓度的电解质(选自但不限于氯化钙、 氯化镁和氯化钾)或用HCl调节pH3.5-4.9，得到上述的医用水溶液。在另一优选例中，所述的方法还包括步骤加入任选的额外胶体添加剂或葡 萄糖，所述的胶体添加剂包括羟乙基淀粉或右旋糖苷。在本发明的第三方面，提供了一种试剂盒，它包括(i) 第一容器，所述的第一容器内含有第一溶液，其中所述的第一溶液是上述 的医用水溶液，和(ii) 第二容器，所述的第二容器内含有第二溶液，其中所述的第二溶液在使 用前与第一溶液混合。在另一优选例中，采用一种双室软塑料袋(double-chambered bag)，它包括(i) 第一容室，所述的第一容室内含有第一溶液，其中所述的第一溶液是上述 的医用水溶液，和(ii) 第二容室，所述的第二容室内含有第二溶液，其中所述的第二溶液在使 用前与第一溶液混合。在另一优选例中，所述的试剂盒中的第二溶液选自下组100-800raM NaCl溶 液、和/或0 — 25mM的乳酸钠、及1.0 —10.0%葡萄糖或胶体添加剂。在另一优选例中，所述的试剂盒中的第二溶液中包括不同浓度的电解质，所 述的电解质选自但不限于氯化钙、氯化镁和氯化钾。所述的胶体添加剂包括羟 乙基淀粉或右旋糖苷。在另一优选例中，所述的试剂盒中的第一溶液中含有25-800raM丙酮酸钠， pH4. 0—4. 9。在另一优选例中，所述的试剂盒中的第一溶液中含有250-400mM的NaPyr，且 pH=4. 5±0. 1。在本发明的第四方面，提供了上述的医用水溶液的用途，它可用于制备休克 复苏溶液、静脉液体治疗溶液、器官功能异常保护溶液、严重代谢性失调纠正溶液、 透析液或血液滤过置换液(hemofiltration substitute solution)。在另一优选例中，所述的器官功能异常包括心脏、肝脏、肾脏和大脑等。 在另一优选例中，所述的代谢性失调包括严重的低血糖、严重的代谢性
酸中毒等。所述的代谢性酸中毒包括高乳酸血症和乳酸性酸中毒，糖尿病酮酸中毒和循环骤停伴高碳酸血症。在另一优选例中，所述的透析液包括腹膜透析溶液和血液滤过置换液。 在另一优选例中，所述的腹膜透析溶液用于肾衰病人的腹膜透析液治疗。 在另一优选例中，所述的血液滤过置换液用于对肾衰病人血液滤过治疗，纠正严重的代谢性酸中毒和乳酸代谢紊乱。据此，本发明提供了一种稳定的Pyr水溶液，它使具有优越性能的Pyr 能有效地导入体内用于临床，即在改善体内代谢途径的同时保护各重要器官 功能和改善代谢紊乱。
具体实施方式
发明人经过广泛而深入的研究，意外地发现虽然近乎饱和浓度3.0 — 4.5M 的NaPyr水溶液相当不稳定，但可供临床应用的含低至中等浓度(20-1200mM) 丙酮酸钠的水溶液，在加入了一些丙酮酸钠稳定剂后，常温下可获得稳定的丙酮 酸钠水溶液，并由此首次制备了可用于临床输注的丙酮酸钠医用水溶液。具体 地，所述的丙酮酸钠稳定剂主要是H离子，所述的氢离子使得溶液的pH为3. 5-4. 9; 和/或是能提供额外的Na+的NaCl，并且所提供的额外的Na+至少为20mM 。同时发明人在此基础上获得了不同的制剂，以改进或更新各领域中相关的 传统溶液。如用于各类休克复苏(Shock Resuscitation)和静脉液体治疗(Fluid Therapy)的溶液；保护重要器官(心、肝、肾、脑等)功能不全和纠正重度代谢 性酸中毒的溶液；肾衰的替代治疗的腹膜透析液或血液滤过置换液等。为了便于说明本发明，本文将描述有关NaPyr细胞保护功能的主要机理 (Toxicol Lett 28:93-8,1985; Am J N印hrol 25:55-63,2005; Cryobiology 46:295-300,2003)，但并不能理解为对本发明的限制。 首先，NaPyr的细胞保护作用的途径是多方面的1、 它是强有力的抗氧化剂。Pyr经氧化剂01202和氧自由基OH—，(V)在非 酶条件下快速进行氧化脱羧反应成为H20和C02(及乙酸)而成为体内氧化剂的清 道夫。体外试验表明，Pyr仅正常血浆浓度就有明显的抗氧化作用；2、 改善细胞内氧化还原势能(增强还原能力直接提升NAD7NADH和间接
增加GSH/GSSH的比例)；3、 保护缺氧条件下糖酵解的进行，延缓糖酵解产生的ATP的下降，维持 须经糖酵解产生的ATP才起作用的细胞基本功能如细胞膜和离子通道功能的 完整性；4、 刺激三羧酸循环的氧化代谢经抑制丙酮酸脱氢酶激酶(PDH kinase) 而增强丙酮酸脱氢酶复合体(PDC)的活性，又经增加三羧酸循环的回补反应(Anaplerosis)和丙酮酸根底物浓度增加，共同促进三羧酸循环的有氧氧化 的进行；5、 有力地纠正细胞内的酸中毒本身具备低缓冲系数，又能无论在缺氧 条件下(经乳酸脱氢酶(LDH)还原成乳酸而消耗一个胞内的[H+]:丙酮酸根十 2[H]l^乳酸根；其中一个负氢离子[H—]来自偶联的氧化反应NADH—NAD+十[H —L而另一个[H1则摄自胞浆里(Pyr利用的2[H] = l[H+] + l[『]，前者来自 胞浆，后者来自NADH。消耗胞浆里的一个[H+]，则等于保留了一个HC03—，提 升了血HC03—含量和pH值)；或在有氧氧化(在三羧酸循环氧化磷酸化代谢过 程中也消耗一个[H+])都能消耗胞内的氢离子，提升pH。其糖元异生(gluconeogenesis)的过程中耗氢作用还是乳酸根的一倍(Lac:H+=l:l; Pyr:H+=l:2);6、 其它还包括抑制炎症解质PKC， NF-kB， TNF-alpha等的激活，维护胞 内钙离子的平衡及抗细胞凋亡作用等。其次，NaPyr的作用是广泛的1、 由于丙酮酸根是糖代谢的中间产物，又位于三大物质代谢的回合点， 故对体内代谢影响广泛；2、 又因经LDH作用的生物体内基本的氧化还原反应(即使在无氧状态) 或三羧酸循环的氧化磷酸化过程(在有氧状态)都广泛存在于哺乳动物细胞和 人体各种组织和器官里，所以同时对各重要器官无论在缺氧或有氧条件下都能 起作用；3、 更由于正常人体丙酮酸根的全血浓度极低，仅0.3 — 0.9mg^ (0.03 — 0.08mM，肾组织细胞内浓度更低，说明始终处于高度代谢活跃状态)，治疗剂 量的丙酮酸根(2—10mM)可达血浓度的数十至上百倍。以上作用机制充分说明了 NaPyr广泛而有效应用的基础。 动物体内实验己经证实含丙酮酸钠的水溶液经常规加温消毒的过程是稳
定的，疗效仍然优于同样经加温消毒的对照组，并未见毒性反应。(中华肾脏病杂志17: 365 — 8， 2001)1. 单纯的丙翻酸钠水洧液本发明提供的单纯丙酮酸钠水溶液中含有20-1200mM丙酮酸钠，pH4-4. 9， 优选地浓度为50-800mM，更优选200-700mM。 pH优选4. 5。本发明提供了简单的NaPyr水溶液用于器官机能衰退治疗(包括心脏、肝 脏、肾脏和大脑等)或代谢性失调(如严重的低血糖、严重的酸中毒等)。优选地，本发明提供1. OM(ll. 0%)NaPyr pH4. 5，体积250-500ml，用于重症疾病和纠正严重的代谢性酸中毒的治疗。本发明提供的单纯的丙酮酸钠水溶液可和静脉胰岛素合并治疗糖尿病酮症酸中毒恢复(或提升)被酸中毒抑制了的胰岛素受体敏感性，减少胰岛素剂量，加速酮体的氧化。本发明提供的丙酮酸钠水溶液可预防和治疗严重的低血糖并发症。 本发明提供的单纯(pH4.5)丙酮酸钠水溶液也可以包装在一个专门的组合中，通过使用双室袋(double-chambered bag)进行静脉滴注，给药前临时与另一袋中弱碱性的水溶液、葡萄糖溶液或电解质溶液和/或胶体溶液混合组成以下各类溶液。2. 高渗NaCl/NaPyr水溶液本发明提供的高渗NaCl/NaPyr水溶液中含有100-lOOOmM NaPyr和等摩尔 或更高浓度的NaCl， pH4-7。优选地，高渗NaCl/NaPyr水溶液中含有300-800mM NaPyr和等摩尔或更高浓度的NaCl。更优选地，高渗NaCl/NaPyr水溶液中含 有650raM (7. 15% ) NaPyr和650mM (3. 8% ) NaCl，共2600mOsm/L。可以在高渗NaCl/NaPyr水溶液中加入1-10%的羟乙基淀粉 (HydroxyethylStarch)。优选6%羟乙基淀粉。所述的羟乙基淀粉优选羟乙基淀 粉200/0. 5或羟乙基淀粉130/0. 5。或可以在高渗NaCl/NaPyr水溶液中加入1-10%右旋糖苷(Dextran)。优选 6%右旋糖苷。所述的右旋糖苷优选右旋糖苷-70。本发明还提供一种用双室袋的组合，它包括两份溶液， 一份中含有单纯的 NaPyr (pH4-4. 9)，另一份中含有弱碱性的NaCl，注射前将其充分混合，以获得 优选渗透压2000-3000m0sm/L，pH6-7的高渗NaCl/NaPyr溶液。其中NaCl和NaPyr 的比例(NaCl: NaPyr)可以是多样的，并不限于l:l。本发明提供的高渗NaCl/NaPyr水溶液可用于各类病因所致的休克治疗， 如出血性或败血性休克的治疗，它可避免目前广泛用于抗休克治疗的高渗(如 7. 5y。NaCl溶液)引起的高氯性酸中毒的毒性反应，同时NaPyr又有器官功能的 保护和抗酸中毒作用(尤其在休克所致的组织缺氧时)。实验证明，单纯的高渗或等渗的NaPyr和相同渗透压的NaCl有同样的抗 出血性休克的疗效，但NaCl组出现高氯性酸中毒，即恶化酸中毒，而这正是 高渗(如7. 5%NaCl溶液)导致的高氯血症使休克复杂化所在；而NaPyr组避 免了酸中毒，也防止了乳酸性酸中毒，虽然血乳酸水平升高，但血乳酸根/Pyr 比例下降(表明细胞内NADVNADH比例升高)，并且动脉血pH升高，动物成活率 也明显提高。(Am J Physiol 277:H2253-63， 1999 ; Am J Physiol 281:H854-64, 2001 ; Anesthesiology 101:A422(abstract), 2004 ; Resuscitation 50:109-15,2001)。虽然尚未有高渗NaCl/NaPyr溶液(或含羟乙基淀粉)用于降低颅内高压(外 伤和缺02引起)的实验报道，但理论上应较目前的高渗NaCl溶液和甘露醇溶液有相同或更好的效果。一个实验性的高渗氯化钠/醋酸钠(50%/50%)的复方溶液，体内动物试验显 示了它的有效性提高血压和动脉血pH(pHa)，因为输入的CI-减少了，而醋酸盐是纠正酸中毒的缓冲液。但是，醋酸盐有导致心血管功能不稳定的作用， 而且50y。比例的NaAc也不能改善胃肠道粘膜的酸中毒(细胞内pH: pHi)。尽管 pHa增加了，但pHi在重症监护中比pHa更关键(J Tra薩a 47:956-63, 1994)。 US5， 443， 848公开了 NaCl/NaAc水溶液。最近，另一个实验性的高渗(15%) 单纯NaPyr水溶液与高渗盐水(HS)进行了比较(具有同样的渗透性)，结果显 示除了碱毒症，两者都显示有效改善血流动力学的特征，但过高浓度(15%) 的NaPyr比HS并没有特别的优越性(Anesthesiology 101 :A422, 2004)。这 样，这些溶液并不适合在临床上应用。NaCl/NaPyr溶液中加入6%羟乙基淀粉或6%右旋糖苷-70可以进一步保持和延长改善心血管和脑血流动力学效果。 3.复方生理盐水 本发明提供的复方生理盐水NaCl/NaPyr中含有80-130mM NaCl禾P 80-20mM NaPyr，优选含有94-114mM NaCl和60-40mM NaPyr。更优选含有104mM NaCl 和50mM NaPyr， pH4-6，更优选pH4-4. 9。在另一优选例中，可含有126mM NaCl和28mM NaPyr， pH4-6，更优选 pH4-4.9。可在上述复方生理盐水中加入1-10%的葡萄糖，优选3-7%，更优选5%。 本发明提供的复方生理盐水比起目前临床上常用的生理盐水(0. 9%NaCl)， 其中Na+仍为154mM， Cl—是正常血浓度，可完全防止任何医源性高氯发生，因 同时输入50mMNaPyr(浓度是乳酸钠在林格氏溶液中28mM的一倍)，虽然一次性 输入其血浓度不高，但可防止酸中毒倾向或适用于有酸中毒倾向的患者，尤其 适用于一次性输入较大剂量(2 — 4升以上)的围手术期(perio-叩eration) 病人。对反复输注该复方盐水的病患，如慢性肾透析患者，每次治疗需输入盐 水500-1000ral或更多，长期常规使用，不排除其对器官功能特别是残存的肾 功能的保护作用。在不同比例的复方生理盐水NaCl/NaPyr溶液中还可加入6X羟乙基淀粉或 6°%右旋糖苷一70，可以进一步保持和延长改善心血管和脑血流动力学的效果。4.NaPyr改良的电解貭溶液本发明提供的NaPyr改良的电解质溶液含有Pyr—: 20 — 80mM， Na+: 120 — 150mM， Cl—: 90-130mM， K+: 1-4mM， Ca2+: 1-5mM， Mg2+: 0. OmM，优选地 Pyr—: 40-50mM， Na+: 130-140mM， Cl—: 95 —125mM， K+: 2-4mM， Ca2+: 2-5mM， Mg2+: 0. 3-0. 5mM，更优选Pyr—: 28mM， Na+: 140mM， Cl—: 119mM， K+: 3. OmM， Ca2+: 3.0mM， Mg2+: 0. 3mM。 pH4-6，优选pH4 —4. 9，更优选pH4. 5。本发明提供的NaPyr改良的电解质溶液适用于代谢性酸中毒，尤其是伴有 高乳酸血症和乳酸性酸中毒中的大容量(2-4升以上)液体治疗。在NaPyr改良的电解质溶液中还可加入6%羟乙基淀粉或6%右旋糖苷一 70，可以进一步保持和延长改善心血管和脑血流动力学的效果。在过去的十年中， 一些临床试验强烈提示，含羟乙基淀粉乳酸盐林格氏溶 液(含6%羟乙基淀粉和葡萄糖的改良乳酸盐电解质溶液，Hextend， Bio Time, Inc. CA, USA)在一些外科大容量液体治疗中比乳酸盐林格氏溶液和生理盐水 (NS)有效。
尽管Hextend可显著减少大容积NS所导致的高氯酸中毒的出现，但含28mM 乳酸钠(sod lactate)的Hextend和乳酸性的林格氏溶液，不适于高乳酸血症 和乳酸性酸中毒，而这些往往是那些伴有乳酸氧化代谢障碍的重症病人会出现 的。本发明提供的NaPyr改良电解质溶液，含有或不含1-10%羟乙基淀粉或右 旋糖苷，其中28mM NaPyr(或更高40-50raM， NaCl相应少12-22raM)，来代替 28mM的NaLac，从而产生一种新的含或不含羟乙基淀粉或右旋糖苷的丙酮酸盐 改良的林格氏注射液，它不含葡萄糖(其它的电解质也作微调)，故也适用于糖 尿病患者(当不含右旋糖苷时)。本发明提供的NaPyr改良电解质溶液中Pyr在水溶液中稳定，而且可以有 效地防治酸中毒(优于乳酸盐，尤其当伴有组织缺血和/或低氧时)。28mM Pyr的改良溶液适用于没有代谢性酸中毒的病人，而含40-50mM Pyr 的溶液适用于伴有代谢性酸中毒的病人，尤其是高乳酸血症和乳酸性酸中毒的 病人。本发明提供的NaPyr改良的电解质溶液具有良好的酸中毒和对缺血和/或 低氧中多器官损伤一定的治疗性保护作用，因为用于大容量(2-4L以上)的液体 治疗中，输入了相当剂量的Pyr(80-200mM)，而且较之Hextend，还适用于高 乳酸血症和乳酸性酸中毒。本发明提供的含或不含羟乙基淀粉的NaPyr改良的电解质溶液对于血容量 扩充剂是有效的替代。上述的溶液组成和浓度(mM)如下:羟乙基 淀粉LacPyr—Na'crK,Ca2'Mg2+葡萄糖乳酸性林格氏 溶液281301094.01, 35Hextend60g281431243.05.00. 90. 99 g丙酮酸盐林格 氏溶液(60g)281401193.03. 00. 3本发明20-50130-15095-125l-42-50. l-O. 55.含丙翻酸盐的透析洧液众所周知，在含乳酸盐的腹膜透析溶液(Lactate-based Peritoneal Dialysis Solution, L-PDS)中，高浓度的葡萄糖，乳酸盐和酸性pH(—项或其 组合)对腹膜腔和全身代谢是有毒性的(生物不相容性)。
在PDS中，用Pyr替代乳酸盐或重碳酸盐可以改进其生物相容性，因为等摩尔的Pyr(40mM)纠正酸中毒的能力比乳酸盐和重碳酸盐都好，而且无毒性反 应。治疗性的大剂量Pyr通过腹膜腔有器官保护作用。Pyr本身改善碳水化合 物的代谢途径，Pyr具有强的抗氧化性，而乳酸盐和重碳酸盐没有这些性能甚 至是有毒的Ucta Pharmacol Sin 22:385-92， 2001; Artif Organs 29:976-80， 2005; Am J N印hrol 25:55-63,2005)。这样，含丙酮酸盐的腹膜透析溶液 (Pyruvate-based Peritoneal Dialysis Solution, P-PDS)或血液滤过置换 液不仅是一个透析液(Pyr仅用作缓冲剂)，而且是一个治疗制剂，治疗和保护 透析病人的器官功能。(1) 含丙酮酸盐的腹膜透析溶液(P-PDS):本发明提供双室袋，其中小室中含稳定的单纯NaPyr溶液(250-400raM)， pH4. 0 — 4. 9，优选pH4. 5。大室中包括经混合稀释后的0-15mM NaLac和葡萄糖 及其它常规化学成分和相应的浓度，pH5.0 — 5.5。在本发明的另一优选例中，小室中仅含50%葡萄糖，pH3.0。大室中含经混 合稀释后的0-15mM NaLac和25 — 40mM NaPyr，及其它常规化学成分和相应的 浓度，pH5. 0 — 5.5。在本发明的另一优选例中，同样采用常规腹膜透析液的一室袋，仅将25 一40mM NaPyr，全部或部分地取代其中的NaLac,其它成分和pH不变。(2) 含丙酮酸盐的血液滤过(HF)置换液同样的，本发明提供双室袋或一室袋，如同上述的几种优选，相应地组成 含NaPyr的血滤液。但是HF置换液较之P-PDS，其中所含的葡萄糖浓度< 1 — 1.5%; NaPyr浓度《30 — 40mM;所含的KC1， CaCV浓度也低一些；pH5. 0 — 7. 0。 4000-5000ml/袋。本发明提供的含Pyr的血液滤过(HF)置换液可用于肾衰的常规透析病人和 重症监护病人。与传统的含NaLac的HF溶液比较，具有以下优点1、 由于比乳酸的缓冲能力佳，因此能有效纠正和维持血液滤过治疗病人 的酸碱平衡；2、 适用于常伴发的高乳酸血症和乳酸性酸中毒；
3、由于大量的Pyr的输入，可保护和治疗器官功能的失调。市售的使用了超过半个世纪的传统的含乳酸钠的腹膜透析液(L-PDS)包 括1. 5-4. 25%葡萄糖，40mM NaLac， 101mM NaCl, 3. 5mM CaCl2 2H20和0. 75mM MgCl2*6H20， pH5.0 — 5.5。含乳酸钠(或重碳酸钠)的滤过置换液的配方是-1. 5%葡萄糖，33. 75mMNaLac， 101. 25mMNaCl， 2. OmMKCl， 1. 875mM CaCl, *2H20， 0. 75mM MgCl2 6H20， pH5. 0 — 7.0。本发明的主要优点在于-1、 提供稳定的NaPyr溶液。2、 由稳定的NaPyr组成的各种溶液适用广泛 a休克复苏和静脉液体治疗；b纠正重度代谢性酸中毒和治疗重要器官功能异常，是一种新型的缓冲剂， 不仅纠正酸中毒，本身也是器官功能的治疗剂； c肾衰替代治疗。3、 作为透析液不仅起原来被动意义上的透析作用，而且成为肾衰及其并 发症的主动治疗制剂。4、 原料易得，成本低廉。下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说 明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方 法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则所 有的百分比按重量体积比计。除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟 悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于 本发明方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。丙酮酸钠的含量HPLC测定方法色谱柱Phenomenex 250X4. 6mm， 4. 0um，柱温室温; 固定相Synergi Fusion-RP-80R;流动相0. 025%三氟乙酸(TPA); 流速1. Oml/min;进样量20lil;丙酮酸或其盐的保留时间5 — 6min。 二聚体的含量HPLC测定方法色谱柱Phe画e證250X4, 6跳4. 0um,柱温:室温; 固定相Synergi Fusion-RP-80R; 流动相0.025%三氟乙酸(TPA); 流速1. 0ml/min;进样量20Ul;二聚体的保留时间7-8min。 实施例l制备单纯的NaPyr水溶液将110.0克NaPyr溶于医用注射用纯水中，并将注射用水加至1000ml，即 1000ml中含110.0克NaPyr，搅拌使完全溶解，浓度为11.0%，即1000mM， 用0. 1M HC1调节至pH4. 5。实施例2单纯NaPyr水洛液的稳定性将实施例1所制得的单纯NaPyr水溶液在无菌和25匸条件下放置6个月， 然后测定溶液中NaPyr的浓度及二聚体的浓度。结果NaPyr的浓度〉98%，未能测得可检的二聚体。结果表明HPLC方法检测的单纯NaPyr水溶液的稳定性在常温下至少保持 了 6个月。实施例3制备高渗NaCl/NaPyr水溶液将71. 5克NaPyr和38. 0克NaCl共同溶于医用注射用水中，搅拌使完全 溶解，并将注射用水加至1000ml，即7. 15^NaPyr和3. 80%NaCl，用少量O. 1MHCl调节至pH4. 5;该溶液的Na+浓度和渗透压相当于7. 5%高渗NaCl。渗透压 理论值为2600mOsm/L。实施例4高渗NaCl/NaPyr水洧液的稳定性将实施例3所制得的高渗NaCl/NaPyr水溶液在无菌和25。C条件下放置6 个月，然后测定溶液中NaPyr的浓度及二聚体的浓度。结果表明同实施例1制得的溶液同样是稳定的。NaPyr的浓度>98%， 未能测得可检的二聚体。实施例5制备复方生理盐水将5. 5克NaPyr和6. 08克NaCl共同溶于医用注射用水中，搅拌使完全溶 解，注射用水加至1000ml，艮卩0. 61%NaCl/0. 55%NaPyr，其中和Na+为154mM (相当于0. 9%NaCl中的含量)，Cl—为104mM， Pyr 50mM。用少量0. 1MHC1调 节至pH4. 5。实施例6复方生理盐水的稳定性将实施例5所制得的复方生理盐水在无菌和25t:条件下放置6个月，然后 测定溶液中NaPyr的浓度及二聚体的浓度。结果表明同实施例1制得的溶液同样是稳定的。NaPyr的浓度〉98%， 未能测得可检的二聚体。实施例7制备NaPyr改良的电解质溶液将3. 08克NaPyr、 6. 55克NaCl、 0. 224克KC1、 4. 416克CaCl2 '2H20、 0. 061 克MgCl2 6H20共同溶于医用注射用水中，搅拌使完全溶解，并加注射用水至 1000ml，即其浓度(mM)分别为Pyr-28; Na+140; CI—119; K+3. 0; Ca2+3. 0; Mg2+ 0. 3。用0. 1M HC1调节至pH4. 5。。
实施例8NaPyr改良的电解质溶液的稳定性将实施例7所制得的NaPyr改良的电解质溶液在无菌和25'C条件下放置6 个月，然后测定溶液中NaPyr的浓度及二聚体的浓度。结果表明同实施例1制得的溶液同样是稳定的。NaPyr的浓度〉98%， 未能测得可检的二聚体。实施例9制备腹腆透析溶液I30克葡萄糖和8. 8克NaPyr以及11. 817克NaCl; 1. 03克CaCl2 2H20和 0.304克MgCl2'6H20共同溶于医用注射用水中，搅拌使完全溶解，并加医用注 射用水至2L，使各化学物质的浓度为1.5%葡萄糖，40raMNaPyr， 101mMNaCl， 3. 5mM CaCl2 2H20和0. 75mM MgCl2 6H20;用少量0. 1MHC1 i周节至pH5. 0。实施例10制备腹腆透析洛液II将50%葡萄糖(pH3. 0)60ml置于小室中，成为小室中溶液，；8. 8克NaPyr 和11. 817克NaCl， 1. 03克CaCl2 2H20， 0. 304克MgCl2 6H20共同溶于医用 注射用水中，搅拌使完全溶解，并加医用注射用水至1940ml，用少量O. 1MHC1 调节至p服.5，成为大室中溶液。两室均匀混合后，其浓度为1.5%葡萄糖， 40mM NaPyr， lOlmM NaCl， 3. 5raM CaCl2 2H20禾卩0. 75raM MgCl2 6H20， pH6。实施例ll制备腹腆透析溶液III将实施例1制得的单纯NaPyr溶液400mM共200ral或800mM共100ml置于 小室中，成为小室中溶液，pH4. 5;将30克葡萄糖和8.8克NaLac以及11.817 克NaCl， 1. 03克CaCl2 *2H20， 0. 304克MgCl2 6H20共同溶于医用注射用水中， 搅拌使完全溶解，并加医用注射用水至1800ml或1900ml，用O. IMHCI调节至 pH5.5，成为大室中溶液，两室溶液均匀混合后，各化学物质的浓度为1.5% 葡萄糖，40mM NaPyr， lOlmM NaCl， 3. 5mM CaCl2 2H20和0. 75mM MgCl2 6H20， pH5. 0。
实施例12腹膜透析洛液I的稳定性将实施例9所制得的溶液在无菌和25"C条件下放置6个月，然后测定溶液 中NaPyr的浓度及二聚体的浓度。结果表明同实施例l制得的溶液同样是稳定的。实施例13腹膜透析洧液II的稳定性将实施例10所制得的大室中溶液在无菌和25X:条件下放置6个月，然后 测定溶液中NaPyr的浓度及二聚体的浓度。结果表明同实施例l制得的溶液同样是稳定的。实施例14腹膜透析溶液III的稳定性将实施例11所制得的小室中溶液在无菌和25"C条件下放置6个月，然后 测定溶液中NaPyr的浓度及二聚体的浓度。结果表明同实施例l制得的溶液同样是稳定的。实施例15制备血过滤替代瘠液将实施例1制得的单纯NaPyr溶液1000mM共1350ml， pH4. 5置于小室中， 成为小室中溶液；将60克葡萄糖，23. 693克NaCl， 0. 596克KC1， 1. 104克 CaCl2 '2H20， 0. 608克MgCL '6H20溶于医用注射用水至2650ml中，用少量0. 1M HC1调节至pH6.5，搅拌使完全溶解，成为大室中溶液。两室溶液均匀混合后 其各化学物质浓度为NaPyr 33. 75mM，其它成分同常规浓度，pH6. 0。实施例16血过滤替代溶液的稳定性将实施例15所制得的小室中溶液在无菌和25。C条件下放置6个月，然后 测定溶液中NaPyr的浓度及二聚体的浓度。
结果表明同实施例l制得的溶液同样是稳定的。由于NaPyr的临床益处和它内在的不稳定性，本发明将导致许多新的商业 化的含NaPyr的水溶液，并且在临床和治疗的广泛领域中使用，远超过上述给 出的实例。(如稳定的含Pyr的水溶液用于治疗颅内高压，脑水肿和严重的 低血糖等，或将Pyr水溶液用于改进多种人工携氧溶液(artificial oxygen carriers:如HBOC-201，即Hem叩ure: —种牛的血红蛋白溶于类似乳酸盐平 衡液的人造携氧溶液)，即用稳定的NaPyr水溶液取代其中的NaLac或部分 NaCl，同样地还包括器官保存液，心脏停跳溶液和心肺旁路术预充液等)。任 何其它的水溶液，只要是含有稳定的NaPyr，无论是本发明人制造的或是别人， 都是基于本发明。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的实质技术 内容范围，本发明的实质技术内容是广义地定义于申请的权利要求范围中，任 何他人完成的技术实体或方法，若是与申请的权利要求范围所定义的完全相 同，也或是一种等效的变更，均将被视为涵盖于该权利要求范围之中。
权利要求
1.一种含有丙酮酸钠的医用水溶液，其特征在于，所述的溶液中含有以下组份(a)20-1200mM丙酮酸钠；(b)丙酮酸钠稳定剂，所述的丙酮酸钠稳定剂选自(b1)H离子，所述的氢离子使得溶液的pH为3.5-4.9；和/或(b2)NaCl，所述氯化钠提供至少20mM的额外的Na+；(c)和药学上可接受的溶剂用水，并且所述的溶液在25℃下放置6个月后，溶液中的丙酮酸钠含量满足下式式中，C第6月为放置6个月后溶液中丙酮酸钠的浓度，C第0月为第0个月时溶液中丙酮酸钠的初始浓度。
2. 如权利要求1所述的医用水溶液，其特征在于，在25'C，放置6个月，所 述溶液中的丙酮酸钠二聚体与第0个月的丙酮酸钠的摩尔比值小于1:20。
3. 如权利要求1所述的医用水溶液，其特征在于，它含有100-lOOOmM丙酮酸 钠，pH3. 5—4.9。
4. 如权利要求1所述的医用水溶液，其特征在于，所述的医用水溶液是高渗 溶液，它含有100-1000mM丙酮酸钠和200-800mM NaCl， pH4-7，并且渗透压为 2000-3000mOsm/L。
5. 如权利要求1所述的医用水溶液，其特征在于，所述的医用水溶液是复方 生理盐水，它含有80-20mM丙酮酸钠和80-130mM NaCl。
6. 如权利要求1所述的医用水溶液，其特征在于，所述的医用水溶液含有 Pyr—: 20 —80mM， Na+: 120—150mM， Cl—: 90-130mM， K+: 1-4mM， Ca2+: 1-5. OmM， Mg2+: 0. 1-1. OmMo
7. —种如权利要求1所述的医用水溶液的制备方法，其特征在于，它包括步骤将丙酮酸钠、丙酮酸钠稳定剂和药学上可接受的溶剂用水混合，形成权 利要求1所述的医用水溶液，其中，所述医用溶液含有(a) 20-1200mM丙酮酸钠，(b)丙酮酸钠稳定剂，并且所述的丙酮酸钠稳定剂选自 (bl)H离子，所述的氢离子使得溶液的pH为pH3. 5-4.9;和/或 (b2)NaCl，所述氯化钠提供至少20mM的额外的Na+。
8. —种试剂盒，其特征在于，它包括(i) 第一容器，所述的第一容器内含有第一溶液，其中所述的第一溶液是如权 利要求1所述的医用水溶液，和(ii) 第二容器，所述的第二容器内含有第二溶液，其中所述的第二溶液在使 用前与第一溶液混合。
9. 如权利要求8所述的试剂盒，其特征在于，所述的第二溶液选自下组 100-800raM NaCl溶液、和/或0 — 25mM的乳酸钠、及1. O — IO. 0%葡萄糖或胶体添 加剂。
10. 如权利要求1所述的医用水溶液的用途，其特征在于，它可用于制备休克复苏溶液、静脉液体治疗溶液、器官功能异常保护溶液、严重代谢性失调纠正溶液、 透析液或血液滤过置换液。
全文摘要
本发明公开了一种稳定的丙酮酸钠(NaPyr)医用水溶液，它含有20-1200mM丙酮酸钠，以及丙酮酸钠稳定剂，所述的稳定剂是使pH3.5-4.9的氢离子或能提供浓度至少为20mM Na⁺的NaCl。本发明还公开了将所述的稳定的NaPyr医用水溶液形成各种溶液，如单纯NaPyr水溶液，高渗NaCl/NaPyr水溶液，复方生理盐水，NaPyr改良的电解质溶液，或同时含有胶体如羟乙基淀粉的上述溶液，以及腹膜透析液或血液滤过置换溶液。本发明提供的溶液可广泛适用于临床休克复苏和静脉液体治疗；纠正重度代谢性酸中毒和治疗重要器官功能异常；肾衰替代治疗等。
文档编号A61K9/08GK101164530SQ20061011723
公开日2008年4月23日 申请日期2006年10月18日 优先权日2006年10月18日
发明者周方强 申请人:周方强