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专利名称：喷雾干燥的血液产品和制造其的方法
喷雾干燥的血液产品和制造其的方法发明背景 1.发明领域本发明涉及使用喷雾干燥作为常规冻干(冷冻干燥)的替代方案制备干燥的血液产品的方法和通过所述方法制造的产品。使用本发明的方法，增加干燥的产品的回收率是可能的。最终产品显示超过天然血浆的至少三倍浓度以及当与液体混合时增加的重构速度。2.相关技术的简沭喷雾干燥是其中溶液在流动的气流中雾化以便迅速的溶剂蒸发(例如脱水)的技术。结果是以亚秒级时间量程形成残留溶质构成的微粒。喷雾干燥已经在材料工业4、食品工业5和药物工业6~7中被用作工业方法几十年了(例如，参见Bergsoe8的早前的综述)。 近来，喷雾干燥帮助将蛋白质疗法制备为用于吸入的微粒9，高级的载体-治疗性显微结构制剂1(H12和新型的微米材料13_15。动力学、相变、质量传递、热传递和其他物理过程在确定基本粒子尺寸和组成中的作用是众所周知的(例如参见Vehring16的最近的综述)，并且喷雾干燥的研究是材料科学研究中极其活跃的领域。来自这一部分的研究的重要发现是在液体系统中蒸发的热量在挥发过程中降低了颗粒的温度。因此，蛋白质的热变性可被最小化以便保存蛋白质活性。在第二次世界大战期间，全血输血的好处受到重视，但是与采集、运输、过期和输血反应配型错误有关的后勤上的困难限制了广泛的利用17。因此，干燥的血浆被开发为全血的替代品18。第二次世界大战期间美国、英国和加拿大军队输血服务广泛使用了干燥的血浆S干燥的血浆具有非常有利的安全概况。用于制备美国陆军-海军用干燥血浆的方法最初由Siarp and Dohme,Inc.(并且之后由更大的工业财团)使用与今天的冷冻干燥程序相似的冻干技术扩大至至商业规模19。使用0.67% (w/v)柠檬酸钠使干燥的美国陆军-海军用血浆抗凝并且1942年之后用0. 1% (w/v)柠檬酸再水合。发现使用柠檬酸再水合导致更有利地防止凝血酶产生的7. 4-7. 6的终产品pH2°。1945年之后，干燥的美国陆军-海军用血浆被用于广泛的平民使用并且被用于韩战的最初阶段。然而，尽管新开发了紫外线照射消毒法21，干燥血浆的生产在1953年中止， 声明的原因是肝炎污染。然而，血浆的平民使用已经大大扩展了，大多数为新鲜冷冻的血浆，2005年中采集了超过1300万个单位22。在最近的医学应用中，血浆被用于各种适应症， 最重要的中的一种是在具有大量失血的外伤中作为复苏混合物的组分。血浆包含多种组分，例如凝血因子和纤维蛋白原，其常常在出血性休克相关的凝血障碍中减少(例如，参见 Hardy 等人，。若干医学发现指向超浓缩血浆产品的使用。如由产品例如超浓缩血浆所促进的， 低容量复苏的需要正逐渐被接受，因为最初观察到与标准复苏有关的不良结果24_26。输血有关的心脏负荷过重和流体负荷过重相关的急性呼吸窘迫综合征的发生可使用低容量复苏来避免27、28。如果进行性出血使稀释性凝血障碍恶化，那么施用减少的容量也是所期望的(参见Mern的综述29)。高级的复苏产品例如血红蛋白氧载体(HBOC)的开发3°，促进了获得足够的组织氧合但不注入大容量的流体的能力。然而，引入HBOC预期产生对于补充止血系统的低容量产品的需要，例如浓缩的血浆。干燥的血液产品是本领域已知的，并且获得干燥产品的主要的技术是冻干(冷冻干燥)。例如，Brinkhous等人的美国专利第4，287，087和4，145，185号公开了已经用交联剂例如甲醛固定的干燥的血小板。美国专利第5，656，498,5, 651，966,5, 891，393、 5，902，608和5，993，804号公开另外的干燥的血液产品。这些产品对于治疗性目的是有用的，因为它们是稳定的，具有长的贮存期限并且可能以粉末形式用于阻止经历严重创伤的患者中的流血。然而，这些产品必须在严格灭菌的条件下被制造以便避免污染。就目前的输血实践而言，血浆常常作为融化的单一供体的“新鲜冷冻”产品被提供。然而，由于在前线军队应用、不发达国家以及在野外医学情况下很难提供冷藏，这一形式因素在后勤上可能是有问题的。因此，经由干燥的血浆产品消除冷冻(冻干)将具有显著的好处。此外，干燥的血浆产品对于病原体减少来说明显比新鲜冷冻的血浆更容易。相信本发明满足了这一需要。发明简述在一个实施方案中，本发明涉及制备脱水的血液产品的方法以及通过所述方法制造的脱水的血液产品，所述方法包括下列步骤(a)提供含水的血液产品；(b)喷雾干燥所述含水的血液产品以产生脱水的血液产品。在另一个实施方案中，本发明涉及治疗患有血液相关的病症的患者的方法，包括下列步骤(a)将治疗量的脱水的血液产品再水合以产生再水合的治疗组合物；和(b)向患者施用再水合的治疗组合物。在另一个实施方案中，本发明涉及含有上文描述的脱水的血液产品的绷带或外科辅助用品。在还有另一个实施方案中，本发明涉及制备脱水的固定的血小板的方法以及通过所述方法制造的脱水的固定的血小板，所述方法包括下列步骤(a)提供含水的固定的血小板；和(b)将所述含水的固定的血小板喷雾干燥以产生脱水的固定的血小板。在还有另一个实施方案中，本发明涉及治疗患有血液相关的病症的患者的方法， 包括下列步骤(a)将治疗量的脱水的固定的血小板再水合以产生再水合的治疗组合物； 和(b)向患者施用再水合的治疗组合物。在还有另一个实施方案中，本发明涉及含有上文描述的脱水的固定的血小板的绷带或外科辅助用品。在还有另一个实施方案中，本发明涉及具有球形凹窝(spherical-dimpled)的几何形状的喷雾干燥的固定的血小板，其中当所述喷雾干燥的固定的血小板被再水合以形成再水合的固定的血小板组合物时，所述组合物具有小于固定的血小板的可比较的再水合的冻干组合物的浊度值的浊度(A5J值。这些和其他实施方案将在阅读本发明的下列详细的描述后变得清楚。附图简述

图1是根据本发明产生的喷雾干燥的血浆的微球的电子显微镜照片；图2是显示不同样品中凝血因子水平的图表；
图3描述显示使用根据本发明的方法产生的喷雾干燥的血浆的天然凝血途径转换的图表；图4是显示来自根据本发明的方法生产的喷雾干燥的血浆的纤维蛋白的超微结构的电子显微镜照片；图5是描述在不同浓度下喷雾干燥的血浆对比冻干的血浆的浊度和再水合速度的图表；图6是再水合的喷雾干燥的衍生的血小板的电子显微镜照片；图7是再水合的喷雾干燥的衍生的血小板的另一张电子显微镜照片；以及图8是说明根据本发明的方法制造的喷雾干燥的再水合的血小板的瑞斯托霉素凝集的电子显微镜照片。发明详述如上文所指出的，本发明涉及制备脱水血液产品的方法和通过所述方法制造的脱水的血液产品。可通过本发明的方法脱水的有用的含水的血液产品包括但不限于全血、血浆(blood plasma)、血小板、红血细胞、血清、血浆(plasma)和这些的组合。适合本发明的方法的一种特别有用的血液产品是已经用固定剂例如甲醛或低聚甲醛固定的血小板。另外，血液产品可用另外的诊断剂或治疗剂例如显像剂、浓缩因子、性能增强药物、抗微生物剂和抗病毒剂、通用供体溶液和类似物以及这些的组合修饰。有用的修饰的产品的一个实例是可从 Entegrion Jnc. (Research Triangle Park, NC)获得的 STASIX (衍生的干燥的血小板)。喷雾干燥的技术作为本领域中已知的常规干燥技术例如冻干(冷冻干燥)的替代方案在本发明的方法中使用。喷雾干燥是通过将材料的进料喷雾至加热的干燥介质中而将流体状态的材料转化为干燥的微粒形式的方法。喷雾干燥包括通过将喷雾和干燥介质以控制的方式混合而从雾化的进料蒸发湿气。干燥介质通常是空气，尽管其他气体例如氮气也可以被使用。进行干燥直到在喷雾的颗粒中达到所期望的含湿量并且之后将产品从干燥介质分离。喷雾干燥的完整工艺主要由一系列四个工艺组成。可用压力喷嘴、双流体喷嘴、旋转盘喷雾器或超声喷嘴获得分散。对喷雾器类型的选择取决于进料的性质和量以及干燥的产品的所期望的特征。用于分散的能量越高，所产生的小滴越小。喷雾与干燥空气接触的方式是喷雾干燥器设计中的重要因素，因为其通过影响干燥期间小滴的形态而对干燥产品的性能有影响。在一个实施方案中，材料被以与通过设备的热空气的流动相同的方向喷雾。 小滴在最潮湿的时候与热的干燥气体接触。在另一个实施方案中，材料被以与热气体的流动相反的方向喷雾。热气体向上流动而产品落下经过越来越热的空气进入收集盘。残留的湿气被除去并且产品变得非常热。这一方法仅适用于热稳定的产品。在还有另一个实施方案中，将这两种喷雾方法的优点组合。将产品向上喷雾并且仅保留在热区域一段短的时间以除去残留的湿气。之后重力将产品推进较冷的区域。这一实施方案特别有益，因为产品仅在热区域中一段短的时间，不太可能受到热的影响。在喷雾干燥的方法中，主要使用空气作干燥介质，但是其他气体例如氮气也可被使用。气流被电加热或在燃烧器中被加热并且在工艺之后被排放至大气。如果加热介质被循环并且再使用，通常惰性气体例如氮气被用来代替空气。当处理可燃的溶剂、有毒的产品或氧气敏感的产品时氮气的使用是有益的。在喷雾干燥工艺期间，一旦喷雾的小滴与干燥气体接触，蒸发就从在小滴表面迅速形成的饱和蒸汽膜发生。由于高的比表面积和存在的温度以及湿度梯度，热传递和质量传递产生有效的干燥。蒸发导致小滴的冷却并且由此导致小的热负荷。干燥室设计和空气流速提供所述室中的小滴滞留时间，以便完成所期望的小滴湿气去除并且在产品温度可能升高至出口干燥空气温度之前从干燥器移走产品。因此，几乎没有对产品热损害的可能。两个系统被用于将产品从干燥介质分离。首先，干燥产品的初次分离在干燥室的底部发生，并且之后，完全回收分离设备中的干燥的产品。在一个实施方案中，旋风分离器被用来收集材料。在惯性力的基础上，颗粒随着向下的力被分离至旋风分离器的壁上并且被移走。另一个系统例如静电沉降器、织物(袋式)过滤器或湿法集尘器例如洗气器也可被用来收集干燥的产品。如同本发明中所使用的，喷雾干燥提供超过其他干燥方法例如冻干(冷冻干燥) 的益处。喷雾干燥的使用产生比冷冻干燥方法更加均勻、更少结块并且分散更好的产品。 通过喷雾干燥产生的高度分散的颗粒同样允许迅速的再水合速度，其可能是更大的可用的表面积的结果。相反，冷冻干燥的产品的结块的性质导致比在本发明的方法中干燥的血液产品长得多的再水合时间。由于许多输血和血液产品的其他用途可能是高度时间敏感的， 这一较高的再水合速度在战场上或紧急治疗的情况下可能是非常有益的。如下文更加详细说明的，本发明的喷雾干燥的固定的血小板可被再水合以形成再水合的固定的血小板组合物，并且所述组合物具有小于固定的血小板的可比较的再水合的冻干组合物的浊度值的浊度(A500)值。本发明的方法的喷雾干燥的产品可在处理伤口时用做局部(topical)治疗。在一个实施方案中，产品可被直接用在伤口上以帮助凝固，或可被施加于绷带或外科辅助用品或覆盖物以帮助伤口愈合。在一个可选的实施方案中，本发明的方法的喷雾干燥的产品的再水合形式可作为对受到血液相关的病症例如血小板减少(包括洗出性血小板减少 (washout thrombocytopenia))、出血性血小板功能障碍折磨的患者和经历严重流血的外伤受害者的治疗性处理经由静脉注射来施用。
实施例一般设计和方法喷雾干燥的血浆浓度。人类混合溶剂-洗涤剂处理的血浆(Human pooled solvent-detergent treated plasma, Kedrion S. p. A. , Barga, Italy)禾口来自十只动物的群的猪血菜(由 Francis Owen Blood Research Laboratory, University of North Carolina位于Chapel Hill提供)可经过一系列仪器运行参数喷雾干燥或用标准的冷冻干燥循环冷冻干燥以获得不同尺寸的脱水的微粒。之后将产品用pH = 2. 4的含有低浓度甘氨酸的不同体积的无菌水再水合以补偿脱水工艺过程中质子的丢失并且相比较以建立浓度的上限。实验的细节如下血浆脱水。猪和人类血浆可于140°C、130°C、120°C、110°C和可获得脱水的更低温度以415升队/小时的流速在Buchi B-270研究型喷雾干燥器中喷雾干燥。优选地在每个温度并且用每种类型(即猪和人类)血浆进行操作三次。可分析最终产物的含湿量和用扫描电子显微术成像的微粒。部分的猪和人类血浆也可于-20°C从4mm层冻干三天以获得“冻干对照”饼。如在附图中所显示的，喷雾干燥的材料被观察到为精细的粉末并且在显微镜下表现为微球，而冷冻干燥的材料形成了饼。血浆再水合。将喷雾干燥和冻干对照批(每种均一式三份)用适当体积的含有甘氨酸的无菌水再水合为1X、2X、3X、4X和可能更高的超浓度的血浆。对于具有最终再水合的pH = 7. 4的产品，再水合可以用pH = 2. 4的甘氨酸溶液进行，如下1 X_20mM甘氨酸、 2 X -40mM甘氨酸、3 X -60mM甘氨酸、4 X -80mM甘氨酸等。物理和化学分析。可使用每种一式三份的起始血浆(喷雾干燥前)的样品、每一批的喷雾干燥的材料和冻干的对照血浆进行下列分析。可用Wilcoxon符号秩检验(Wilcoxon Signed Rank Test)进行对比并且使用符号检验(Sign test)评价方向性。浊度和溶解的速度-于700nm的光吸收的光学测量可将浊度评价为再水合反应开始之后的时间的函数。粘度可用落球粘度计来评估。凝血因子水平(包括FII、FV、FVII、FVIII、FIX、FX、FXII、FXII、FXIII、蛋白 S、蛋白C、血管性血友病因子)用ELISA分析来测量。凝血途径转换-凝血酶原时间和活化的部分促凝血酶原激酶时间用浓缩的血浆在将超浓缩的溶液稀释为IX之后来测量。用扫描电子显微术检查最终的凝块以评价纤维厚度和密度。浓缩的溶液优选地将具有用于标准输血实践的适合的流变学，其中凝血因子水平和活性处于正常的个体内部和个体之间的变化范围中。这一溶液可在下文描述的猪研究中被用于“最浓缩”的输注。猪中浓缩血浆产品的安全性评估。这些研究的目的是在受伤的猪中确定超浓缩血浆制品的最大耐受剂量。动物经历肝损伤以失血并且诱导代偿的出血性休克。之后将动物用超浓缩的猪血浆制品输注直到发现不良的血液动力学反应。在实验结束时，动物被处死并且经历死后分析以获得血栓前并发症(prothrombotic complication)的组织学证据。这一分析的终点将是定义最大耐受剂量与血浆浓度的程度之间的关系。猪中休克的诱导和超浓缩血浆的输注。将40至50kg的猪(从实验动物医学部门 (UNC)繁殖群获得)麻醉。血液动力过程和血管作用过程的分析。放置几个感应器以追踪血液动力过程和血管作用过程通过颈外静脉将肺动脉热稀释导管插入肺动脉；将嵌有微型流体压力计的导管经由左大腿血管放置到右心房和胸主动脉；将0.22直径(gauge)的导管插入左大腿动脉并且与抽吸泵连接。通过将Doppler流量探头放置在颈动脉和肠系膜动脉测量血流的模式；这一程序可由颈动脉切断和剖腹手术支持。休克的诱导和超浓缩血浆的输注。失血性休克可通过经一个小时的时间段抽出总血体积的40%来诱导。抽出血液并且确认出血性休克(平均动脉压< 40mm Hg，头部、内脏的血流模式转变)之后，用多种剂量的IX喷雾干燥的血浆或中等和高水平浓度(如上文描述地确定)的超浓缩的喷雾干燥的血浆对动物输注。每次输注优选地为等量于动物血液体积的1/10的体积，并且优选地用Harvard注射泵进行三分钟的时间段。血液动力学和其他生理学参数可被测量，并且当两次连续的推注使得血液动力学稳定性恶化时可停止输注。之后将动物处死以尸体剖检和组织学分析。在这一实施例中所使用的动物的数量和所
输注的产品示于表1中。
权利要求
1.一种制备脱水的血液产品的方法，包括下列步骤(a)提供含水的血液产品；(b)喷雾干燥所述含水的血液产品以产生脱水的血液产品。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述含水的血液产品选自由全血、血浆、血小板、红血细胞、血清、血浆和其组合组成的组。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述含水的血液产品被物理或化学修饰。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述修饰是化学固定。
5.如权利要求3所述的方法，其中所述修饰包含另外的诊断剂或治疗剂。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述诊断剂或治疗剂选自由显像剂、浓缩因子、性能增强药物、抗微生物剂和抗病毒剂、通用供体溶液及其组合组成的组。
7.通过权利要求1所述的方法制造的脱水的血液产品。
8.一种治疗患有血液相关的病症的患者的方法，包括下列步骤(a)将治疗量的如权利要求7所述的脱水的血液产品再水合以产生再水合的治疗组合物；和(b)向所述患者施用所述再水合的治疗组合物。
9.含有如权利要求7所述的脱水的血液产品的绷带或外科辅助用品。
10.一种制备脱水的固定的血小板的方法，包括下列步骤(a)提供含水的固定的血小板；和(b)将所述含水的固定的血小板喷雾干燥以产生脱水的固定的血小板。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述含水的固定的血小板包含诊断剂或治疗剂。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述诊断剂或治疗剂选自由显像剂、浓缩因子、性能增强药物、抗微生物剂和抗病毒剂、通用供体溶液及其组合组成的组。
13.通过权利要求10所述的方法制造的脱水的固定的血小板。
14.一种治疗患有血液相关的病症的患者的方法，包括下列步骤(a)将治疗量的如权利要求13所述的脱水的固定的血小板再水合以产生再水合的治疗组合物；和(b)向所述患者施用所述再水合的治疗组合物。
15.含有如权利要求13所述的脱水的固定的血小板的绷带或外科辅助用品。
16.具有球形凹窝的几何形状的喷雾干燥的固定的血小板，其中当所述喷雾干燥的固定的血小板被再水合以形成再水合的固定的血小板组合物时，所述组合物具有小于固定的血小板的可比较的再水合的冻干组合物的浊度值的浊度(A5J值。
全文摘要
本发明涉及制备脱水的血液产品的方法以及通过所述方法制造的脱水的血液产品，所述方法包括下列步骤(a)提供含水的血液产品；(b)喷雾干燥所述含水的血液产品以产生脱水的血液产品。本发明涉及治疗患有血液相关的病症的患者的方法，包括下列步骤(a)将治疗量的脱水的血液产品再水合以产生再水合的治疗组合物；和(b)向患者施用再水合的治疗组合物。本发明涉及含有上文描述的脱水的血液产品的绷带或外科辅助用品。
文档编号G01N33/50GK102448475SQ201080022767
公开日2012年5月9日 申请日期2010年4月6日 优先权日2009年4月9日
发明者T·H·菲舍尔, 约瑟夫·A·达科尔塔, 迈克尔·劳伦斯·加里格尔 申请人:恩特格利昂公司