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ポリスチレンスルホン酸塩は、高カリウム血症の治療に使用される薬剤群です。[ 1 ]治療効果は通常、治療開始後数時間から数日で現れます。[ 1 ]一般的な副作用には、食欲不振、胃腸障害、便秘、低カルシウム血症などがあります。[ 1 ]ポリスチレンスルホン酸塩は、食事と一緒に経口投与するか、保持浣腸によって直腸投与されます。[ 2 ]経口製剤には、重度の便秘のリスクを軽減するために、下剤であるソルビトールが含まれていることがよくあります。 [ 3 ]
ポリスチレンスルホン酸塩は、ポリスチレンにスルホン酸官能基を付加することによって得られる。ポリスチレンスルホン酸ナトリウムは、1958年に米国で医療用途として承認された。[ 1 ] 2000年代には、クロストリジオイデス・ディフィシル関連下痢症の治療薬として、トレバマーという名前でポリスチレンスルホン酸塩が開発されたが、[ 4 ]市販されることはなかった。
ポリスチレンスルホン酸塩は、カリウム、カルシウム、ナトリウムを溶液から除去するための工業用途にも使用される。
ポリスチレンスルホン酸塩は通常、ナトリウム塩またはカルシウム塩の形で供給されます。急性および慢性腎疾患に伴う高カリウム血症（高血中カリウム）のカリウム結合剤として医学的に使用されています。[ 5 ]この薬剤は作用発現が遅く、長期的にカリウムを隔離するのに効果的ですが、高カリウム血症の急性管理におけるその有効性は不安定です。[ 3 ]
食欲不振、吐き気、嘔吐、便秘などの腸障害はよくみられます。[ 6 ]便秘は重症化し、生命を脅かす糞便塞栓症に至ることもあります。[ 3 ]まれに、結腸壊死との関連が報告されています。[ 6 ]
重篤な消化器合併症は比較的まれですが、この薬剤は有効性の証拠が乏しく、代替治療法があるにもかかわらず広く使用されています（例えば、米国では年間約500万回分が処方されています）。そのため、多くの患者が不必要に消化器系障害のリスクにさらされています。この薬剤による重篤な消化器系副作用の実際の発生率に関する統計的に厳密な証拠は入手できません。[ 7 ]
ポリスチレンスルホン酸塩単独投与でも、ソルビトール含有製剤でも、消化管障害は発生する。経口投与でも直腸投与でも発生する可能性がある。ポリスチレンスルホン酸塩は腸粘膜に直接毒性があり、局所的な炎症反応を引き起こし、血管障害を引き起こす可能性がある。ソルビトールの併用投与は、血管攣縮やプロスタグランジンを介した炎症促進作用を引き起こすことで血管障害を独立して促進し、消化管障害のリスクを増大させると考えられている。[ 7 ]
重度の消化管損傷の場合、死亡率は高い（おそらく罹患患者の併存疾患による）。大腸が最も一般的に影響を受けるが、経口投与の場合、約30％の症例でより近位の消化管セグメント（胃や食道を含む）が影響を受ける（通常は大腸の同時障害を伴う）。軽度で原因が不明瞭な消化管損傷は見過ごされる可能性がある。[ 7 ]
多数の併存疾患や危険因子は、重篤な消化管合併症を引き起こす可能性があり（特に腎疾患、免疫抑制剤使用を伴う固形臓器移植、術後状態など）、消化管血管収縮を促進したり、腸管再生を阻害したり、消化管運動を阻害したりすることによって引き起こされる可能性がある。[ 7 ]
ポリスチレンスルホン酸塩は、閉塞性腸疾患のある人や腸管運動が低下している新生児には使用すべきではない。[ 9 ]
ポリスチレンスルホン酸塩は消化管内で様々な薬剤と結合し、その吸収と有効性を低下させる可能性があります。一般的な例としては、リチウム、チロキシン、ジギタリスなどが挙げられます。2017年9月、FDAは潜在的な相互作用を避けるため、ポリスチレンスルホン酸塩の投与と他の経口薬の投与を少なくとも3時間以上間隔をあけることを推奨しました。[ 10 ]
ポリスチレンスルホン酸塩は、胃の中でナトリウムイオンまたはカルシウムイオンを放出し、水素イオンと交換します。樹脂が大腸に到達すると、水素イオンは遊離カリウムイオンと交換され、樹脂は糞便中に排泄されます。正味の効果は、血液に吸収されるカリウムの量を減らし、糞便を介して排泄される量を増やすことです。効果は、体内のカリウムレベルの低下であり、1 gの樹脂あたり1 mEqのカリウムが交換される能力があります。[ 9 ] [ 11 ]薬剤の作用部位が大腸であるという事実は、経口投与で見られる遅延効果と持続効果を説明しています。[ 3 ]
ポリスチレンスルホン酸（その塩はポリスチレンスルホン酸塩である）は、理想化された式（CH₂CHC₆H₄SO₃H）nで表される。この物質はポリスチレンのスルホン化 によって製造される。
この変換にはいくつかの方法があり、それによってスルホン化の程度が異なります。通常、ポリスチレンは架橋されており、これによりポリマーが溶解するのを防ぎます。スルホン酸基（SO₃H ）は強い酸性であるため、このポリマーは塩基を中和します。このようにして、ポリマーのさまざまな塩を調製することができ、ナトリウム塩、カルシウム塩、その他の塩が得られます。
これらのイオン含有ポリマーはアイオノマーと呼ばれます。
フェニル環の二重置換は、変換率が100%をはるかに下回る場合でも起こることが知られています。架橋反応も見られ、2つのスルホン酸基の縮合によりスルホニル架橋が生成されます。一方、硫酸アセチルなどのより穏やかな条件を使用すると、スルホン化が不完全になります。最近では、保護されたスチレンスルホン酸塩の原子移動ラジカル重合（ATRP）が報告されており、[ 12 ] [ 13 ]明確な線状ポリマーだけでなく、より複雑な分子構造も得られます。[ 14 ]
ポリスチレンスルホン酸塩はイオン交換特性があるため有用である。[ 15 ]線状イオン性ポリマーは一般的に水溶性であるが、架橋材料（樹脂と呼ばれる）は水に溶けない。これらのポリマーはポリ塩およびイオノマーに分類される。[ 15 ]
水の軟化は、架橋ポリスチレンスルホン酸ナトリウムの層に硬水を浸透させることによって実現されます。カルシウム（Ca²⁺）や マグネシウム（Mg²⁺ ）などの硬水イオンはスルホン酸基に付着し、ナトリウムイオンを置換します。その結果、ナトリウムイオンを含む溶液が軟化されます。
ポリスチレンスルホン酸ナトリウムは、セメントの超可塑剤、綿の染色改良剤、燃料電池用途のプロトン交換膜として使用されます。酸性形態では、この樹脂は有機合成の固体酸触媒として使用され、[ 16 ]主にアンバーリストという商標名で販売されています。