DD235827A5

DD235827A5 - METHOD FOR PRODUCING A RESORBIBLE ANTIBIOTIC DEPOT

Info

Publication number: DD235827A5
Application number: DD85279372A
Authority: DD
Inventors: Peter Fleckenstein; Helmut Wahlig; Elvira Dingeldein
Original assignee: ��@��@��k��
Priority date: 1984-08-07
Filing date: 1985-08-05
Publication date: 1986-05-21
Also published as: AU4579285A; FI853023A0; ES545963A0; FI853023L; JPS6147413A; KR860001595A; DK355785A; EP0170979A2; ZA855970B; ES8608889A1; DE3429038A1; PT80923A; IL76026A0; PT80923B; CN85105953A; DK355785D0

Abstract

Die Anmeldung betrifft ein resorbierbares Wirkstoff-Depot auf Basis von Kollagen, dadurch gekennzeichnet, dass ein rekonstituiertes Kollagen mit Vlies- oder Schwammstruktur mit einem Aminoglykosid-Antibiotikum und einem bioresorbierbaren Polymeren mit polyanionischem Charakter beladen ist.The application relates to a resorbable drug depot based on collagen, characterized in that a reconstituted collagen is loaded with fleece or sponge structure with an aminoglycoside antibiotic and a bioresorbable polymer with polyanionic character.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein resorbierbares Wirkstoff-Depot auf Basis von Kollagen.The invention relates to a resorbable drug depot based on collagen.

Characteristic of the known technical solutions

Es sind bereits zahlreiche Materialien als Träger für medizinische Wirkstoffe vorgeschlagen worden, die in den Körper eingebracht werden können und dort während oder nach der Freisetzung des Wirkstoffs resorbiert werden, so daß eine nachträgliche Entfernung des Trägers entfallen kann. In der Regel sind es synthetische organische Polymere, es sind aber auch Implantate auf Basis von Kollagen vorgeschlagen worden.Numerous materials have already been proposed as a carrier for medical agents, which can be introduced into the body and are resorbed there during or after the release of the active ingredient, so that a subsequent removal of the carrier can be omitted. As a rule, they are synthetic organic polymers, but implants based on collagen have also been proposed.

So sind in der DOS 2843963 im Körper resorbierbare geformte Massen beschrieben, wobei pulverförmiges denaturiertes Kollagen zusammen mit einem Wirkstoff und einem Bindemittel zu Formkörpern verpreßt ist. In der EP-OS 69260 wird eine wirkstoffhaltige blattförmige Kollagen-Einlage beschrieben, die ggf. zu einer Stabform aufgewickelt wird. Zur Herstellung dieses Kollagens wird eine Kollagen-Lösung verwendet, die gefriergetrocknet wird.For example, DOS 2843963 describes absorbable shaped masses in the body, powdered denatured collagen being pressed into shaped bodies together with an active ingredient and a binder. In EP-OS 69260 an active ingredient-containing sheet-shaped collagen insert is described, which is possibly wound into a rod shape. To make this collagen, a collagen solution is used, which is freeze-dried.

Ziel der Erfindung .Object of the invention.

Alle diese Zubereitungen sind jedoch noch nicht optimal in bezug auf die Freisetzung des Wirkstoffs, die Verträglichkeit und das Resorptionsverhalten des Trägers. Es bestand deshalb die Aufgabe, ein Wirkstoff-Depot zu finden, mit dem insbesondere Aminoglykosid-Antibiotika so in den Körper eingebracht werden können, daß der Wirkstoff über einen ausreichend langen Zeitraum in ausreichend hoher Konzentration freigesetzt wird, wobei das Depot gut verträglich ist und gut resorbiert wird.However, all these preparations are not yet optimal in terms of the release of the active ingredient, the compatibility and the absorption behavior of the carrier. It was therefore an object to find a drug depot, with the particular aminoglycoside antibiotics can be introduced into the body so that the drug is released over a sufficiently long period in a sufficiently high concentration, the depot is well tolerated and good is absorbed.

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Explanation of the essence of the invention

Es wurde nun gefunden, daß em aus rekonstituierten Kollagen-Fasern aufgebautes Wirkstoff-Depot von vliesartiger oder schwammiger Struktur, dessen kollagenerTräger zum einen körperverträglich und vollständig resorbierbar ist und zum anderen eingelagerte Wirkstoffe von Aminoglykosid-Charakter protrahiert freizusetzen vermag, dadurch gewonnen werden kann, daß nan in die Kollagen-Matrix zusätzlich ein bioresorbierbares Polymeres mit polyanionischem Charakter einbringt. Gegenstand der Erfindung ist daher ein resorbierbares Wirkstoff-Depot auf Basis von Kollagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein rekonstituiertes Kollagen mit Vlies- oder Schwammstruktur mit einem Aminoglykosid-Antibiotikum und einem Dioresorbierbaren Polymeren mit polyanionischem Charakter beladen ist.It has now been found that em composed of reconstituted collagen fibers drug depot of fleece-like or spongy structure, the collagen carrier is on the one hand biocompatible and completely absorbable and on the other stored active substances of aminoglycoside character protracted release, can be obtained that In addition, a bioresorbable polymer with a polyanionic character is introduced into the collagen matrix. The invention therefore relates to a resorbable drug depot based on collagen, which is characterized in that a reconstituted collagen is loaded with fleece or sponge structure with an aminoglycoside antibiotic and a dioresorbable polymers with polyanionic character.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines resorbierbaren Antibiotikum-Depots, das dadurch gekennzeichnet ist, daß zu einer Suspension eines rekonstituierten Kollagens, in dem die native Molekülstruktur weitgehend erhalten ist, mit einer Faserlänge von max. 10mm, ein Aminoglykosid-Antibiotikum und ein bioresorbierbares Polymeres mit Dolyanionischem Charakter gegeben wird, vor oder nach dieser Zugabe der pH-Wert der Suspension auf einen Wert unterhalb? eingestellt wird und die Suspension, ggf. nach Eingießen in Formen, gefriergetrocknet wird.The invention also provides a process for producing a resorbable antibiotic depot, which is characterized in that a suspension of a reconstituted collagen, in which the native molecular structure is largely retained, with a fiber length of max. 10mm, an aminoglycoside antibiotic and a bioresorbable polymer of Dolyanionic character is added, before or after this addition, the pH of the suspension to a value below? is adjusted and the suspension, if necessary after pouring into forms, freeze-dried.

Zur Gewinnung des Ausgangsmaterials für die erfindungsgemäßen Depots können aus der Literatur bekannte Verfahren herangezogen werden, bei denen das aus Biomaterialien, wie tierischen Häuten oder Sehnen, gewonnene Kollagen in nativer Form anfällt. Bevorzugt wird ein bovines Kollagen eingesetzt, das aus Haut oder Sehnen gewonnen wurde und herkunftsbedingt überwiegend ausTyp-l-Kollagen besteht.To obtain the starting material for the depots according to the invention, known methods from the literature can be used in which the collagen obtained from biomaterials, such as animal skins or tendons, is obtained in native form. Preferably, a bovine collagen is used, which was obtained from skin or tendons and consists mainly of type I collagen origin.

Ein Verfahren zur Herstellung eines geeigneten Ausgangsmaterials ist beispielsweise in der DE-PS 2730623 beschrieben. i/Venn für den Wirkstoff-Träger eine erhöhte Formstabilität und eine verlangsamte Bioresorption erwünscht ist, werden die Polypeptidketten der Kollagen-Matrix zweckmäßigerweise mit einem der üblichen Gerbemittel zusätzlich quervernetzt. Für diesen Zweck geeignete Gerbemittel sind z. B. Formaldehyd, Glutardialdehyd, Glyoxal, Hexamethylendiisocyanat. Diese werden entweder in wässeriger Suspension, ggf. unter Beigabe einer Puffersubstanz, z. B. auf Phosphat-Basis, oder in wässerigalkoholischer Aufschlämmung mit dem Kollagen umgesetzt. Letzteres Verfahren wird bevorzugt beim Einsatz von Glyoxal als Vernetzungsmittel angewandt. Geeignete Verfahrensbedingungen für die Vernetzung mit Glutardialdehyd und Hexamethylendiisocyanat werden beispielsweise in der DE-PS 2730623 bzw. DE-PS 2943520 beschrieben. Zur Beladung mit dem Wirkstoff wird das Trägermaterial zweckmäßig in Form einer 1-2%igen wässerigen Aufschlämmung vorgelegt, mit der gewünschten Menge an Wirkstoff beschickt und danach gefriergetrocknet. Durch die Konzentration des Wirkstoffs in der Kollagen-Aufschlämmung kann der Wirkstoffgehalt der Matrix in weiten Grenzen variiert werden. In der Regel wählt man Gehalte von 1-10% Wirkstoff, bezogen auf Kollagen-Trockengewicht.A process for the preparation of a suitable starting material is described for example in DE-PS 2730623. If an increased dimensional stability and a slowed bioresorption is desired for the active substance carrier, the polypeptide chains of the collagen matrix are expediently additionally cross-linked with one of the conventional tanning agents. For this purpose suitable tanning agents are for. As formaldehyde, glutaric dialdehyde, glyoxal, hexamethylene diisocyanate. These are either in aqueous suspension, optionally with the addition of a buffer substance, for. Phosphate-based or aqueous-alcoholic slurry with the collagen. The latter method is preferably used when using glyoxal as a crosslinking agent. Suitable process conditions for crosslinking with glutaraldehyde and hexamethylene diisocyanate are described for example in DE-PS 2730623 and DE-PS 2943520. For loading with the active ingredient, the support material is conveniently presented in the form of a 1-2% aqueous slurry, charged with the desired amount of active ingredient and then freeze-dried. Due to the concentration of the active ingredient in the collagen slurry, the active ingredient content of the matrix can be varied within wide limits. In general, levels of 1-10% active ingredient, based on dry weight of collagen, are chosen.

Als Wirkstoffe können im Prinzip alle Stoffe verwendet werden, mit denen Vorgänge im menschlichen oder tierischen Körper beeinflußt werden können. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden bevorzugt Aminoglycosid-Antibiotika eingelagert, insbesondere wird Gentamycin verwendet.As active ingredients, in principle all substances can be used with which processes in the human or animal body can be influenced. In the context of the present invention, aminoglycoside antibiotics are preferably incorporated, in particular gentamycin is used.

Aminoglycosid-Antibiotika werden in der Regel in Form ihrer leicht wasserlöslichen Salze, wie z. B. dem Sulfat, gehandhabt. Eine Kollagen-Matrix, die z. B. mit Gentamycinsulfat beladen ist, gibt den Wirkstoff beim Einbringen in den Körper relativ schnell ab. Es werden dadurch zwar sehr hohe Konzentrationen an Antibiotikum erzeugt, das Depot ist jedoch nach kurzer Zeit erschöpft. Für die Behandlung z. B. einer infizierten Weichteilwunde ist jedoch die Aufrechterhaltung einer wirksamen Konzentration über einen längeren Zeitraum erwünscht.Aminoglycoside antibiotics are usually in the form of their slightly water-soluble salts, such as. As the sulfate, handled. A collagen matrix, the z. B. loaded with gentamycin sulfate, releases the active ingredient when introduced into the body relatively quickly. Although this produces very high concentrations of antibiotic, the depot is exhausted after a short time. For the treatment z. As an infected soft tissue wound, however, the maintenance of an effective concentration over a longer period is desired.

Es sind schwerlösliche Derivate von Aminoglycosid-Antibiotika bekannt, wie z. B. das Hesperidin-Phosphat, das Lauryl-Sulfat, das Pamoat oder die aus der DOS 3206725 bekannten Flavanoid-Phosphate. Eine Beladung der Kollagen-Matrix mit diesen schwerlöslichen Derivaten führt zu einer deutlichen Retardierung der Freisetzung, so daß solche Depots durchaus vorteilhaft eingesetzt werden können.There are sparingly soluble derivatives of aminoglycoside antibiotics known, such as. As the hesperidin phosphate, the lauryl sulfate, the pamoate or known from the DOS 3206725 flavanoid phosphates. A loading of the collagen matrix with these sparingly soluble derivatives leads to a marked retardation of the release, so that such depots can be used quite advantageously.

Es wurde nun jedoch gefunden, daß eine sehr wirksame Retardierung mit einem günstigen Freisetzungsprofil erreicht werden kann, wenn die mit einem leichtlöslichen Salz des Antibiotikums beladene Matrix zusätzlich mit einem sauren Polysaccharid beladen wird. Saure Polysaccharide im Sinne dieser Anmeldung sind polyfunktionelle, physiologisch-verträgliche und im Körper resorbierbare Polysaccharid-Säuren mit Molekulargewichten bis zu mehreren Hunderttausend, die eine Vielzahl von sauren, d. h. ionisierbaren Carboxyl- und Sulfatgruppen enthalten, wie z. B. Pektinsäure, Alginsäure und Carraghenin. Diese Säuren können als Polyanionen fungieren und sind in der Lage, die basischen Aminoglycoside zu präzipitieren, so daß diese in eine Art Depot-Form gebracht werden, aus der sie in Abhängigkeit vom pH- und dem Ionen-Milieu der Lösung mehr oder weniger retardiert freigegeben werden. Polysaccharid-Säuren bewirken überdies schon aufgrund ihrer filmbildenden Eigenschaften eine gewisse Retardierung im Sinne einer Mikroverkapselung der Wirkstoffpartikel, so daß sich diese Substanzklasse als besonders vorteilhaft bei der Herstellung von Retardformen für Aminoglycoside erweist, da sie in optimaler Weise verschiedene Wirkprinzipien in sich vereint.However, it has now been found that a very effective sustained release with a favorable release profile can be achieved if the matrix loaded with a readily soluble salt of the antibiotic is additionally loaded with an acidic polysaccharide. Acid polysaccharides in the context of this application are polyfunctional, physiologically-compatible and absorbable in the body polysaccharide acids having molecular weights up to several hundred thousand, the a variety of acidic, d. H. contain ionizable carboxyl and sulfate groups, such as. Pectic acid, alginic acid and carrageenin. These acids can function as polyanions and are able to precipitate the basic aminoglycosides, so that they are brought into a kind of depot form, from which they release more or less retarded depending on the pH and the ionic environment of the solution become. Moreover, due to their film-forming properties, polysaccharide acids cause some retardation in the sense of microencapsulation of the active substance particles, so that this substance class proves to be particularly advantageous in the production of sustained-release forms of aminoglycosides, since it optimally combines various active principles.

Als polyanionische Verbindungen, die diese Merkmale in sich vereinen, kommen saure Polysaccharide aus der Gruppe pflanzlicher Pektinstoffe, die mit unterschiedlichem Veresterungsgrad beispielsweise im Obst vorkommen, saure Kohlehydrate aus Algen, Flechten und anderen niederen Pflanzen sowie andere, freie Carboxyl- und/oder Monoester der Schwefelsäure enthaltende Polysaccharide aus dem Tier- und Pflanzenreich, wie Chondroitinsulfat, Dermatansulfat, Heparansulfat, Hyaluronsäure u.a. in Frage.As polyanionic compounds that combine these features, acidic polysaccharides come from the group of plant pectin, which occur with different degrees of esterification, for example in the fruit, acid carbohydrates from algae, lichens and other lower plants and other free carboxyl and / or monoesters of Sulfuric acid-containing polysaccharides from the animal and plant kingdom, such as chondroitin sulfate, dermatan sulfate, heparan sulfate, hyaluronic acid and others in question.

Es kommen aber auch Polysäuren auf Basis oxydierter Zellulose, oxydierter Stärke und andere auf synthetischem Wege mit sauren Funktionen ausgestattete makromolekulare Kohlenhydrate in Frage. Auch natürliche Polyphosphate, wie sie beispielsweise in den Nukleinsäuren vorliegen, sind prinzipiell geeignet.But there are also polyacids based on oxidized cellulose, oxidized starch and other synthetically equipped with acidic functions macromolecular carbohydrates in question. Natural polyphosphates, such as those present in the nucleic acids, are suitable in principle.

Alle diese Stoffe sollen im Sinne der vorliegenden Erfindung unter dem Begriff „saure Polysaccharide" zu verstehen sein. Es liegt auf der Hand, daß der Eignungsgrad unterschiedlicher unter diese Definitionen fallender Stoffe auch unterschiedlich ist. Der Fachmann kann jedoch leicht unter den zugänglichen Materialien solche wählen, die bezüglich Biokompatibilität, Resorbierbarkeit, gelierender und filmbildender Wirkung und der Retardwirkung auf medizinische Wirkstoffe geeignet sind. Als besonders gut geeignet haben sich Pektinsäure, Alginsäure und Carraghenin erwiesen.For the purposes of the present invention, all of these substances are to be understood by the term "acidic polysaccharides." It is obvious that the degree of suitability of different substances falling under these definitions also differs, however, the person skilled in the art can readily choose among the accessible materials , which are particularly suitable for biocompatibility, absorbability, gelling and film-forming effects and the sustained-release action on medicinal active substances Pectic acid, alginic acid and carrageenin have proven to be particularly suitable.

DieerfindungsgemäßenPolysaccharidsäurensindin Form ihrer Al kalisalze wasserlöslich und bilden je nach ihrer Konzentration mehr oder minder viskose Lösungen. Bringt man die wässerige Lösung eines solchen makromolekularen Stoffes mit der wässerigen Lösung eines Wirkstoffs mit basischen Gruppen zusammen, so kommt es je nach dem pH-Wert der Lösung zurThe polysaccharide acids of the invention are water-soluble in the form of their alkali salts and, depending on their concentration, form more or less viscous solutions. Bringing the aqueous solution of such a macromolecular substance together with the aqueous solution of an active substance with basic groups, it depends on the pH of the solution to

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Aminoglycosid und Polysäure können in gelöster Form bei einem pH-Wert oberhalb von 9,0 in dem als wässerige oder wässerigalkoholische Suspension vorgelegten Kollagen vereinigt und dann durch pH-Erniedrigung präzipitiert werden. Es kann aber auch eine vorherige Präzipitation vorgenommen werden und das schwerlösliche Konjugat aus dem Aminoglycosid und der betreffenden Polysäure in fester Form in die Kollagen-Suspension eingetragen werden. Schließlich kann vor der Beschickung mit dem Wirkstoff auch noch eine zusätzliche Quervernetzung des Kollagens vorgenommen werden, die zweckmäßig so durchgeführt wird, daß zuerst das Vernetzungsmittel und dann, nachdem dieses weitestgehend abreagiert hat, der Wirkstoff zugesetzt wird. Man kann aber auch so verfahren, daß man zunächst ein vliesartiges oder schwammig-poröses Kollagen, das genügend formstabil ist, erzeugt und dieses dann in wässerigem Milieu mit dem Wirkstoff belädt.Aminoglycoside and polyacid may be combined in dissolved form at a pH above 9.0 in the collagen presented as an aqueous or aqueous-alcoholic suspension, and then precipitated by lowering the pH. However, it is also possible to carry out a previous precipitation and to introduce the sparingly soluble conjugate of the aminoglycoside and the relevant polyacid in solid form into the collagen suspension. Finally, an additional cross-linking of the collagen can also be carried out before the feed with the active compound, which is expediently carried out such that first the crosslinking agent and then, after this has largely reacted, the active ingredient is added. However, it is also possible to proceed by first producing a non-woven or spongy-porous collagen which is sufficiently dimensionally stable and then loading it with the active substance in an aqueous medium.

In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Beschickung mit dem bzw. den Wirkstoffen in einer wässerigen Suspension von Kollagen-Fasern, die dann bei -20°—4O⁰C eingefroren und anschließend gefriergetrocknet wird. Man erhält je nach Faserlängenverteilung und Vernetzungsgrad des Kollagens ein Depot von vfiesartiger oder schwammig-poröser Beschaffenheit. Dieses kann ggf. noch portioniert, sterilisiert und verpackt werden.In a preferred embodiment, the feed with the active ingredient (s) is carried out in an aqueous suspension of collagen fibers, which is then frozen at -20 ° -4O ⁰ C and then freeze-dried. Depending on the fiber length distribution and degree of crosslinking of the collagen, a depot of viscous or spongy-porous consistency is obtained. This can possibly still be portioned, sterilized and packaged.

Vorzugsweise wird die Präzipitation des Aminoglycosids in der Kollagensuspension selbst vorgenommen, indem man den pH-Wert von zu nächst 8,5-9,5, bei dem Aminoglycosid und saures Polysaccharid in löslicher Form nebeneinander vorliegen, auf Werte unterhalb pH7, bevorzugt 4-6, erniedrigt.Preferably, the precipitation of the aminoglycoside in the collagen suspension itself is carried out by bringing the pH of the next 8.5-9.5, in which aminoglycoside and acidic polysaccharide in soluble form side by side, to values below pH7, preferably 4-6 , humiliated.

Die Präzipitation kann aber auch separat erfolgen, so daß in diesem Fall ein bereits vorgefertigtes schwerlösliches Addukt aus Aminoglycosid und saurem Polysaccharid in die Kollagen-Suspension eingetragen wird. Auch kann eine pH-Verschiebung erst nach gefolgter Gefriertrocknung der mit den beiden Komponenten beladenen Kollagenmasse durch anschließendes Begasen mit den Dämpfen einer genügend flüchtigen, physiologisch unbedenkliche Anionen bildenden Säure, wie z. B. Ameisensäure, Essigsäure und andere Ci-C₆-Carbonsäuren, erfolgen.The precipitation may also be carried out separately, so that in this case an already prefabricated sparingly soluble adduct of aminoglycoside and acidic polysaccharide is introduced into the collagen suspension. Also, a pH shift only after followed by freeze-drying the laden with the two components collagen mass by subsequent gassing with the vapors of a sufficiently volatile, physiologically acceptable anions-forming acid such. As formic acid, acetic acid and other Ci-C ₆ -carboxylic acids, take place.

Schließlich kann man die Präzipitation auch durch Immersion des getrockneten Kollagens in ein organisches, mit Wasser mischbares Lösungsmittel, wie z. B. Aceton oder einen niederen Alkohol wie Methanol, Äthanol oder Propanol, vornehmen, wobei man dem Lösungsmittel die zur Einstellung des gewünschten pH-Wertes erforderliche Menge einer physiologisch akzeptablen Sau re zusetzt. Als solche werden Säuren verstanden, die biokompatible Anionen bilden, wie z. B. HCI, H2SO4, H3PO4, Ameisensäure, Essigsäure, Milchsäure, Apfelsäure und andere.Finally, the precipitation can also by immersion of the dried collagen in an organic, water-miscible solvent such. For example, acetone or a lower alcohol such as methanol, ethanol or propanol, making the solvent to set the desired pH required amount of a physiologically acceptable Sau re added. As such, acids are understood to form biocompatible anions, such as. HCl, H2SO4, H3PO4, formic acid, acetic acid, lactic acid, malic acid and others.

Die Menge des sauren Polysaccharids/die zur Präzipitation des Antibiotikums verwendet wird, richtet sich zum einen nach der Menge des Antibiotikums, nach der Anzahl der basischen Gruppen im Antibiotikum und nach der Anzahl der sauren Gruppen im Polysaccharid. Um eine vollständige Umsetzung des Antibiotikums mit dem Polysaccharid zu erreichen, muß die Menge des Polysaccharids so bemessen sein, daß die Anzahl der sauren Gruppen auf jeden Fall höher ist als die Anzahl der basischen Gruppen des Antibiotikums. Nur beispielhaft genannt werden typische sich daraus ergebende Gewichtsverhältnisse von z. B. Gentamycinbasezu Pektinsäure von etwa 1 zu 1,5 bis etwa 1 zu 15 bzw. von Gentamycinbase zu Alginsäure von etwa 1 zu 1,5 bis etwa 1 zu 7,5.The amount of acidic polysaccharide used to precipitate the antibiotic depends on the amount of antibiotic, the number of basic groups in the antibiotic, and the number of acidic groups in the polysaccharide. In order to achieve complete reaction of the antibiotic with the polysaccharide, the amount of polysaccharide must be such that the number of acidic groups is in any case higher than the number of basic groups of the antibiotic. By way of example only typical resulting weight ratios of e.g. Gentamycin base to pectic acid from about 1 to 1.5 to about 1 to 15 or from gentamycin base to alginic acid from about 1 to 1.5 to about 1 to 7.5.

Diese Mengen können gegebenenfalls jedoch auch unter- oder überschritten werden. Falls die Menge des Polysaccharids nicht ausreicht, um die gesamte Menge an Antibiotikum zu binden, wird beim Einbringen des Depots in den Körper zunächst eine relativ hohe Freisetzung erfolgen. Die kann durchaus erwünscht sein, um eine hohe Anfangskonzentration des Antibiotikums zu erzielen, die dann abfällt zu einer wirksamen Dauerdosis.However, these amounts may also be under- or exceeded. If the amount of polysaccharide is insufficient to bind the entire amount of antibiotic, a relatively high release will initially occur upon introduction of the depot into the body. This may well be desirable to achieve a high initial concentration of the antibiotic, which then drops to an effective, sustained dose.

Andererseits kann durch einen Überschuß an Polysäure eine weitere Retardierung erzielt werden, da das im Fasergeflecht des Kollagens aufquellende Polysaccharid offenbar wie eine Art Ionenaustauscher wirkt, dessen saure Gruppen das Antibiotikum reversibel binden und damit die Wirkstoff-Freisetzung aus dem Träger verlangsamen. Es liegt also in der Hand des Fachmanns, das Freisetzungsprofil in weiten Grenzen zu variieren. Durch einen einfachen Vorversuch kann in jedem Fall festgestellt werden, welche Menge des speziellen Antibiotikums ausreichend ist.On the other hand, a further retardation can be achieved by an excess of polyacid, since the swelling in the fiber network of the collagen polysaccharide apparently acts as a kind of ion exchanger whose acidic groups reversibly bind the antibiotic and thus slow the drug release from the carrier. It is therefore in the hands of the skilled person to vary the release profile within wide limits. By a simple preliminary test, it can be determined in each case, which amount of the specific antibiotic is sufficient.

Es wurde bereits erwähnt, daß die vollständige Präzipitation des Wirkstoff-Polysaccharid-Konjugates nicht nur von der Menge des Polysaccharids, sondern insbesondere auch vom pH-Wert abhängig ist. Da bei physiologischem pH-Wert die Löslichkeit des Konjugates noch recht hoch sein kann, kann es von Vorteil sein, der Kollagen-Wirkstoff-Kombination noch eine Puffersubstanz beizugeben, die im schwach sauren Bereich eine hohe Pufferkapazität besitzt. Auf diese Weise kommt auch im physiologischen Milieu der von den Polysacchariden ausgehende retardierende Effektvoll zum Tragen.It has already been mentioned that the complete precipitation of the active ingredient-polysaccharide conjugate is not only dependent on the amount of the polysaccharide, but in particular also on the pH. Since the solubility of the conjugate can still be quite high at physiological pH, it may be advantageous to add a buffer substance to the collagen-active substance combination which has a high buffer capacity in the weakly acidic region. In this way, the retarding effect emanating from the polysaccharides is also fully effective in the physiological milieu.

Geeignete Puffersysteme sind z. B. Phosphatpuffer nach Sörensen, Na-acetat/Essigsäure, Na-Lactat/Milchsäure, Na-Malat/ Apfelsäure, Na-Salze saurer Aminosäuren, wie Arginin und Lysin, Na-Salze schwacher Peptidsäuren und andere. Zusätzlich zu den Aminoglycosid-Antibiotika können in die Kollagen-Matrix auch weitere Wirkstoffe eingelagert werden, die eine Antibiotikum-Therapie in sinnvoller Weise ergänzen oder unterstützen können. Auch wenn solche Wirkstoffe keine basischen Gruppen aufweisen, die zu einer Wechselwirkung mit dem sauren Polysaccharid fähig sind, wird auch bei diesen Wirkstoffen allein aufgrund der filmbildenden Eigenschaften und des Geliereffekts der beigegebenen Polysaccharide die freie Diffusion behindert und somit eine verzögerte Freisetzung aus der Kollagen-Matrix beobachtet.Suitable buffer systems are z. B. Sorensen's phosphate buffer, Na acetate / acetic acid, Na lactate / lactic acid, Na malate / malic acid, Na salts of acidic amino acids such as arginine and lysine, Na salts of weak peptide acids and others. In addition to the aminoglycoside antibiotics, other active substances can also be incorporated into the collagen matrix, which can meaningfully supplement or support antibiotic therapy. Even if such active ingredients do not have basic groups which are capable of interacting with the acidic polysaccharide, free diffusion is hindered also for these active ingredients alone due to the film-forming properties and the gelling effect of the added polysaccharides and thus a delayed release from the collagen matrix observed.

Das erfindungsgemäße Depot kann zu allen lokalen Antibiotika-Behandlungen in den Körper eingebracht werden und kann aufgrund seiner guten Verträglichkeit und der problemlosen Resorption dort verbleiben. Bevorzugt wird es zur lokalen Bekämpfung infizierter Weichteilwunden verwendet. Dabei kommt neben der antibakteriellen Wirkung des Antibiotikums der positive Einfluß des natürlichen Kollagens auf den Heilungsprozeß von Weichgewebsdefekten zum Tragen. Die erfindungsgemäßen Depots können als Formstücke unterschiedlicher Geometrie gewonnen werden. In der Regel werden flächige, rechteckige Formen mit einer Schichtdicke von etwa 1 mm bis etwa 8 mm und Kantenlängen von etwa 2 cm bis ca. 20 cm bevorzugt.The depot according to the invention can be introduced into the body for all local antibiotic treatments and can remain there due to its good compatibility and its easy absorption. It is preferably used for local control of infected soft tissue wounds. In addition to the antibacterial effect of the antibiotic, the positive influence of natural collagen on the healing process of soft-tissue defects comes into play. The depots according to the invention can be obtained as fittings of different geometry. In general, flat, rectangular shapes with a layer thickness of about 1 mm to about 8 mm and edge lengths of about 2 cm to about 20 cm are preferred.

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tusführungsbeispiele teispiel 1:Example 1:

!Og eines nach dem in der DE-PS 2730623 beschriebenen Verfahren gewonnenen Kollagens werden zunächst bei iaumtemperaturin 11 0,5 molarer Essigsäure suspendiert. Nach einer Äquilibrierungszeit von ca. 12h wird der pH-Wert ggf. lurch Zugabe von Salzsäure oder Natronlauge korrigiert, so daß ein Wert zwischen 2,5 und 3,5 erreicht wird. Die essigsaure Suspension wird nun homogenisiert, indem mittels eines geeigneten Rührwerkes (z. B. Ultraturrax) unter gleichzeitiger Kühlung lie Länge der Kollagenfasern aufwerte unter 10 mm eingestellt wird.Og of a collagen obtained by the method described in DE-PS 2730623 are first suspended at room temperature in 11.5 molar acetic acid. After an equilibration time of about 12 h, the pH is optionally corrected by the addition of hydrochloric acid or sodium hydroxide solution, so that a value between 2.5 and 3.5 is achieved. The acetic acid suspension is now homogenized by adjusting the length of the collagen fibers to less than 10 mm by means of a suitable stirrer (eg Ultraturrax) with simultaneous cooling.

^lach dem Abpressen der so erhaltenen Kollagenmasse wird diese in deionisiertem Wasser aufgeschlämmt und erneut ibgepreßt. Dieser Vorgang wird noch zweimal wiederholt. Das von überschüssiger Essigsäure befreite Kollagen wird dann unter eichtem Rühren in eine auf 35°C temperierte wässerige Lösung von pH9,5, die 1,2g Gentamycinsulfatund 1,2g Natriumpektat η ca. 900 ml enthält, eingetragen. Nach einer Äquilibrierungszeit von ca. 30 min versetzt man unter ständiger pH-Kontrolle jortionsweise mit soviel 1-normaler Schwefelsäure, bis die breiige Mischung einen pH zwischen 5 und 6 erreicht hat. Segebenenfalls wird das Gesamtvolumen des Ansatzes durch Zugabe von destilliertem Wasser zu einem Liter ergänzt. Die so ärhaltene Masse wird in vorbereitete Gießformen gegossen, bei —20—40⁰C schockgefroren und anschließend jefriergetrocknet. Man erhält ein flächiges Wirkstoff-Depot vliesartiger Beschaffenheit mit einem Gehalt von 4Gew.-% jentamycinbase, welches entsprechend der vorgegebenen Schichthöhe des Kollagen-Breiseine Dicke von 2 mm bis zu etwa lOmm besitzt. Das Flächengewicht beträgt dann etwa 40 g pro m², bzw. 200g prom². Die Wasseraufnahmekapazität des /Virkstoff-Depots liegt bei etwa 2000%, bezogen auf Trockenmasse.After the collagen mass thus obtained is pressed off, it is slurried in deionized water and pressed again. This process is repeated twice more. The collagen freed from excess acetic acid is then added under gentle stirring to an aqueous solution of pH 9.5, which is kept at 35 ° C. and contains 1.2 g of gentamycin sulfate and 1.2 g of sodium pectate η about 900 ml. After an equilibration time of about 30 minutes, Jortionsweise with constant 1H normal sulfuric acid is added with constant pH control until the pulpy mixture has reached a pH between 5 and 6. If desired, the total volume of the batch is supplemented by the addition of distilled water to one liter. The so ärhaltene mass is poured into prepared molds jefriergetrocknet shock-frozen and then at -20-40 ⁰ C. This gives a two-dimensional agent depot of nonwoven nature with a content of 4Gew .-% jentamycinbase, which has a thickness of 2 mm up to about 10 mm according to the predetermined layer height of the collagen-Breis. The basis weight is then about 40 g per m ² , or 200 g prom ² . The water absorption capacity of the / Virkstoff-Depot is about 2000%, based on dry matter.

3eispiel 2Example 2

Eine essigsaure wässerige Aufschlämmung von nativen Kollagen-Fasern wird wie in Beispiel 1 zunächst homogenisiert, Essigsäure-frei gewaschen und abgepreßt. Diese Masse wird dann in so viel Isopropylalkohol aufgenommen, daß eine 2%ige Aufschlämmung in 90Vol.-%igem Isopropanol vorliegt. Diese wird dann unter Rühren mit insgesamt 0,5 ml 30%iger wässeriger Glyoxal-Lösung pro 11 Ansatz bei Raumtemperatur versetzt. Indem die Masse in leichter Bewegung gehalten wird, läßt man das Kollagen 48 Stunden mit dem Gerbemittel reagieren. Dann wird die Masse kurz abgepreßt und wieder in 90Vol.-%igem Isopropanol aufgenommen. Nach dem Abpressen nimmt man die Masse in deionisiertem Wasser auf und preßt diese erneut ab. Die noch feuchte Masse wird dann wie in Beispiel 1 beschrieben in eine vorbereitete Lösung, die Gentamycinsulfat und Natriumpektat im Verhältnis 1:1 enthält, eingetragen. Nach erfolgter pH-Verschiebung auf einen Wert zwischen 5 und 6 wird die Masse bei -20—40°C schockgefroren und lyophilisiert. Man erhält ein vliesartiges Wirkstoff-Depot, das bei Einhaltung der in Beispiel 1 angegebenen Konzentrationen 4 Gew.-% Gentamycinbase enthält. Es zeichnet sich gegenüber dem aus Beispiel 1 erhaltenen Produkt durch höhere Formstabilität und verzögerte Bioresorption aus.An acetic acid aqueous slurry of native collagen fibers is first homogenized as in Example 1, washed free of acetic acid and squeezed. This mass is then taken up in enough isopropyl alcohol to provide a 2% slurry in 90% by volume isopropanol. This is then added with stirring to a total of 0.5 ml of 30% aqueous glyoxal solution per 11 batch at room temperature. By keeping the mass in light agitation, the collagen is allowed to react with the tanning agent for 48 hours. Then the mass is squeezed off briefly and taken up again in 90 vol .-% isopropanol. After pressing, take the mass in deionized water and squeezed off again. The still moist mass is then as described in Example 1 in a prepared solution containing gentamycin sulfate and sodium pectate in the ratio 1: 1, registered. After pH shift to a value between 5 and 6, the mass is snap frozen at -20-40 ° C and lyophilized. A nonwoven-type depot of active substance is obtained, which contains 4% by weight of gentamycin base when the concentrations given in Example 1 are observed. It is distinguished from the product obtained from Example 1 by higher dimensional stability and delayed bioresorption.

Example 3

Die nach Beispiel 1 oder 2 erhaltene Kollagen-Masse wird vor der Beschickung mit Gentamycin in deionisiertem Wasser aufgeschwemmt. Nach Einstellung auf pH 6 mittels Natronlauge bzw. Schwefelsäure wird in die so erhaltene Kollagen-Suspension die berechnete Menge Gentamycin in Form eines vorgefertigten Präzipitats aus Gentamycinsulfat und Natriumpektat eingetragen. Eine 1:1 Fällung der beiden Komponenten enthält etwa 40Gew.-% Gentamycinbase. Nach inniger Vermischung von Wirkstoff-Präzipität und Kollagen wird die breiige Masse bei -20—40°C schockgefroren und lyophilisiert.The collagen mass obtained according to Example 1 or 2 is suspended in deionized water before being fed with gentamycin. After adjustment to pH 6 by means of sodium hydroxide solution or sulfuric acid, the calculated amount of gentamycin in the form of a prefabricated precipitate of gentamycin sulfate and sodium pectate is added to the resulting collagen suspension. A 1: 1 precipitation of the two components contains about 40% by weight of gentamycin base. After intimate mixing of drug precipitate and collagen, the pulpy mass is flash frozen at -20-40 ° C and lyophilized.

• Beispiel 4• Example 4

Gemäß Beispiel 1 wird zunächst eine Kollagen-Masse erzeugt, die vor der Beladung mit Wirkstoff einer Quervernetzung mittels Hexamethylendiisocyanat unterzogen wird. Zu diesem Zweck stellt man eine wässerige Aufschlämmung von 2%, bezogen auf Kollagen-Trockenmasse her, korrigiert den pH, wenn nötig, so daß ein Wert zwischen 4 und 5 erreicht wird und kühlt auf 0°C ab. Dann rührt man einen physiologisch verträglichen nicht-ionischen Emulgator, z. B. Tween 80, ein, dessen Endkonzentration max. 1 % bezogen auf Kollagen-Trockenmasse beträgt. Unter Rühren versetzt man bei O⁰C tropfenweise mit so viel Hexamethylendiisocyanat, daß die Gesamtmenge an Gerbemittel 2% bezogen auf Trockenmasse Kollagen ausmacht. Man läßt diese Mischung noch 24 Stunden bei 0⁰C stehen und preßt dann die erhaltene Masse ab. Die Beschickung mit Gentamycin und die weitere Verarbeitung erfolgt dann nach einem der in den Beispielen 1-3 beschriebenen Verfahren. Man erhält ein schwammig-poröses Wirkstoff-Depot, das sich durch ein hohes Maß von Formstabilität auszeichnet.According to Example 1, a collagen mass is first produced, which is subjected to cross-linking by means of hexamethylene diisocyanate before loading with active ingredient. For this purpose, make an aqueous slurry of 2%, based on collagen dry matter, correct the pH, if necessary, to a value between 4 and 5, and cool to 0 ° C. Then stir a physiologically acceptable non-ionic emulsifier, z. Tween 80, whose final concentration is max. 1% based on collagen dry matter. With stirring is added dropwise at ^{0 0} C with so much hexamethylene diisocyanate that the total amount of tanning agent makes up 2% based on dry matter collagen. This mixture is allowed to stand for 24 hours at 0 ⁰ C and then squeezed off the resulting mass. The feeding with gentamycin and further processing is then carried out according to one of the methods described in Examples 1-3. This gives a spongy-porous drug depot, which is characterized by a high degree of dimensional stability.

Example 5

Nach einem der Beispiele 1—4 wird zur Präzipitation des Gentamycins anstelle des Natriumsalzes der Pektinsäure das entsprechende Na-SaIz der Alginsäure eingesetzt. Man erhält Wirkstoff-Depots, die denen mit Pektinsäure hergestellten weitgehend entsprechen, sich aber bezüglich der Abgabekinetik des Wirkstoffs von den vorgenannten etwas abheben. Unter sonst gleichen Elutionsbedingungen retardieren die Alginsäure-Präzipitate das Gentamycin etwas stärker als ihre Pektinsäure-Analoga.According to one of Examples 1-4, the corresponding Na salt of alginic acid is used instead of the sodium salt of pectinic acid for the precipitation of gentamycin. Active substance depots are obtained which correspond to those produced with pectic acid to a large extent, but are somewhat different from the abovementioned ones with regard to the release kinetics of the active substance. Under otherwise identical elution conditions, the alginic acid precipitates retard gentamycin somewhat more than their pectic acid analogs.

-ΰ- /9Ο IC -ΰ- / 9Ο IC

Example 6

Nach einem der in den Beispielen 1-5 ausgeführten Verfahren wird jeweils die halbe Gentamycinmenge eingesetzt, d. h. 11 einer 2%igen Kollagen-Suspension enthält 0,6g Gentamycinsulfat bzw. 0,4g Gentamycinbase in Form eines Alginsäure- oder Pektinsäure-Präzipitats. Die weitere Verarbeitung erfolgt dann analog der für die entsprechenden 4% Depots angegebenen Verfahrensweise.According to one of the methods carried out in Examples 1-5, half the amount of gentamycin is used in each case, i. H. 11 of a 2% collagen suspension contains 0.6 g gentamycin sulfate or 0.4 g gentamycin base in the form of an alginic acid or pectinic acid precipitate. The further processing then takes place analogously to the procedure specified for the corresponding 4% depots.

Man erhält Gentamycin-Depots mit einem Gehalt von 2% Gentamycinbase, bezogen auf das Trockengewicht der Wirkstoffbeladenen Kollagen-Matrix.Gentamycin deposits containing 2% gentamicin base are obtained, based on the dry weight of the drug-loaded collagen matrix.

Example 7

Nach einem der in den vorgenannten Ausführungsbeispielen dargelegten Verfahren wird das betreffende saure Polysaccharid im Gewichtsverhältnis 2:1 bezogen auf Gentamycinsulfat eingesetzt. Die auf diese Weise hergestellten Wirkstoff-Depots zeichnen sich gegenüber den in den vorausgegangenen Beispielen beschriebenen dadurch aus, daß sie eine noch stärkere Retardwirkung auf die Freisetzung des Aminoglykosids ausüben.According to one of the methods set forth in the aforementioned embodiments, the acidic polysaccharide in question in a weight ratio 2: 1 based on gentamycin sulfate is used. The active substance depots prepared in this way are distinguished from those described in the preceding examples in that they exert an even greater retarding effect on the release of the aminoglycoside.

Claims

Invention claim:

1. A process for the preparation of a resorbable antibiotic depot, characterized in that a suspension
a reconstituted collagen, in which the native molecular structure is largely preserved, with a fiber length of max. 10 mm, an aminoglycoside antibiotic and a bioresorbable polymer of polyanionic character is added, before or after this addition of the pH of the suspension is adjusted to a value below 7 and the suspension, if necessary after pouring into molds, is freeze-dried.

2. The method according to item 1, characterized in that an acidic polysaccharide is used as bioresorbable polymer.

3. The method according to item 1 or 2, characterized in that the addition of the aminoglycoside antibiotic and the acidic polysaccharide takes place as a water-soluble salt to an adjusted to pH 8-10 aqueous collagen suspension, and
then a pH shift in a range of pH4 to 7 is made.

4. The method according to any one of items 1 to 3, characterized in that a by contacting with an acid
Polysaccharide-produced poorly soluble conjugate of an aminoglycoside antibiotic is introduced into an aqueous collagen suspension of pH 4-7.

5. The method according to any one of the items 2 to 4, characterized in that the salt of an aminoglycoside antibiotic
Gentamicin sulphate and as the salt of an acidic polysaccharide sodium alginate or sodium pectate.

6. The method according to any one of items 1 to 5, characterized in that the collagen suspension before loading with
an agent for cross-linking is added to an aminoglycoside antibiotic.

7. The method according to points, characterized in that the crosslinking process is conducted so that immobilization of the antibiotic in the sense of a chemical fixation is largely avoided.

8. The method according to any one of the items 6 or 7, characterized in that the crosslinking with glyoxal in the presence of a
lower alcohol, preferably isopropanol, in a proportion of 80 to 100 vol .-%, preferably 90 vol .-%, made.

9. The method according to any one of the items 6 or 7, characterized in that as crosslinking agent hexamethylene diisocyanate in an amount of 0 to 5%, preferably 2%, based on the dry weight of the collagen, in the presence of a
nonionic emulsifier is used.