Polyvinylpyrrolidon-gebundenes Hämoglobin als ein Sauerstoff übertragender Blutersatzstoff

Summary

The development of blood substitute oxygen carriers has branched off into several directions: stroma-free hemoglobin solutions, modelling of hemoglobin by fixation of heme or hemopeptides to polymers, filling of microcapsules with hemoglobin solution, crosslinking of hemoglobin. However, the application as blood replacement fluids in patients has not been possible so far because of several disadvantages. In this paper synthesis and properties of an oxygen carrying blood substitute are described in which the hemoglobin molecule is covalently bound to polyvinylpyrrolidone. In aqueous solution the preparation fulfills some basic requirements such as high solubility, only slightly increased oxygen affinity, and low viscosity. Normothermic perfusion experiments with isolated pig kidneys demonstrate that the solution provides an adequate oxygen supply to the organ, has no toxic side effects on kidney function, and has a significantly lower elimination rate compared to an unmodified hemoglobin solution.

Zusammenfassung

Die Entwicklung Sauerstoff übertragender Blutersatzstoffe hat sich in mehrere Richtungen aufgespalten: stromafreie Hämoglobinlösung, Nachbildung von Hämoglobin durch Bindung von Häm bzw. Hämopeptiden an Polymere, Mikroverkapselung von Hämoglobinlösung, Quervernetzung von Hämoglobin. Dennoch war es bis heute nicht möglich, eine bei Patienten anwendbare Infusionslösung zu präparieren, da verschiedene Schwierigkeiten dies verhindern. In der vorliegenden Arbeit werden Synthese und Eigenschaften eines Sauerstoff übertragenden Blutersatzes beschrieben, bei dem das Hämoglobinmolekül kovalent an Polyvinylpyrrolidon gebunden ist.

In wäßriger Lösung erfüllt das Syntheseprodukt einige grundlegende Erfordernisse wie z.B. hohe Löslichkeit, nur geringfügig gesteigerte Sauerstoffaffinität und niedrige Viskosität. Normotherme Perfusionsexperimente an isolierten Schweinenieren zeigen, daß die Lösung eine hinreichende Sauerstoffversorgung des Organs gewährleistet, keine toxischen Nebenwirkungen auf die Nierenfunktion hat und im Vergleich zu einer unmodifizierten Hämoglobinlösung wesentlich langsamer ausgeschieden wird.