DE10206517A1 - Depotarzneimittel, Trägermaterialien für Depotarzneimittel und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Depotarzneimittel, Trägermaterialien für Depotarzneimittel und Verfahren zu deren Herstellung

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Berthold Koehler
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Abstract

Um ein Depotarzneimittel mit einem pharmakologischen Wirkstoff und einem Träger, insbesondere Depotarzneimittel zur parenteralen Verabreichung, sowie Trägermaterialien für Depotarzeimittel und ein Verfahren zur Herstellung dieser Trägermaterialien zur Verfügung zu stellen, wobei eine definierte Wirkstoffabgabe über die Zeit erhalten wird und wobei der Wirkstoff in seiner pharmakologisch wirksamen Form erhalten bleibt, wird vorgeschlagen, dass der Träger unter Verwendung eines Trägermaterials hergestellt ist, welches ein aus einem Polypeptid und einem hiermit chemisch verknüpften, biologisch abbaubaren Polyester gebildetes Trägerpolymer umfasst.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Depotarzneimittel mit einem pharmakologischen Wirkstoff und einem Träger, insbesondere Depotarzneimittel zur parenteralen Verabreichung, sowie Trägermaterialien für Depotarzneimittel und ein Verfahren zur Herstellung dieser Trägermaterialien.
  • Depotarzneimittel, insbesondere solche, die parenteral oder auch oral verabreicht werden können, gewinnen stetig an Bedeutung, da sie nicht nur eine kontrollierte Freigabe der im Träger eingeschlossenen Wirkstoffe über einen längeren Zeitraum erlauben und damit einen gleichmäßigen Blutspiegel des Wirkstoffs im Körper, sondern sie erlauben darüber hinaus die gezielte Anwendung der Wirkstoffe und geben instabilen Wirkstoffen einen Schutz.
  • Als Trägermaterialien wurden schon eine Vielzahl verschiedener biologisch abbaubarer Polymere eingesetzt, insbesondere Polyester, wie z. B. Polylactide und Polypeptide, wobei alle Systeme mit erheblichen Nachteilen behaftet sind.
  • So beschreiben R. Mank et al. in Pharmazie 46 (1991), Seite 9 bis 18, "Parenterale Depotarzneiformen auf der Basis von biologisch abbaubaren Polymeren", verschiedene, prinzipiell mögliche Ausgangsmaterialien zur Herstellung von Trägermaterialien für Depotarzneimittel, nämlich Polyester und Polypeptide.
  • In der Folgezeit haben dann verschiedene Studien, z. B. L. Meinel et al., Journal of Controlled Release 70 (2001), Seiten 193 bis 202, "Stabilizing insuline-like growth factor-I in poly(D,L-lactide-co-glycolide) microspheres", die Verwendung von Polyestern als Trägermaterial für pharmazeutische Wirkstoffe beschrieben.
  • Ebenfalls auf der Basis von Poly(D,L-lactid-co-glycoliden) arbeiten Y. S. Nam und T. G. Park, J. Microencapsulation 16 (1999), Seiten 625 bis 637, "Protein loaded biodegradable microspheres based on PLGA-protein bioconjugates", wobei dort an das Polylactid ein Wirkstoffprototyp (Lysozym) chemisch gekoppelt wird.
  • Mit Gelatine-PLGA-Mischungen arbeiten J. K. Li et al., Journal of Pharmaceutical Sciences 86 (1997), Seiten 891 bis 895, "A Novel Biodegradable System Based on Gelatin Nanoparticles and Poly(lactid-co-glycolic acid) Microspheres for Protein and Peptide Drug Delivery". Eine weitere Druckschrift, nämlich WO 94/15587, verwendet ionische Molekularkonjugate von bioabbaubaren Polyestern und biologisch aktiven Polypeptiden.
  • Als weiteres Beispiel sei schließlich noch die Veröffentlichung von A. Kosasih et al. in International Journal of Pharmaceutics 204 (2000), Seiten 81 bis 89, "Characterization and in vitro release of methotrexate from gelatin/methotrexate conjugates formed using different preparation variables", erwähnt, wo Gelatine/Metothrexat-Konjugate zur Depotarzneimittelherstellung verwendet werden.
  • Polypeptide sind an sich ein geeignetes Material als bioabbaubare Träger, jedoch ist ihre Auflösegeschwindigkeit in der Regel deutlich zu groß, so dass sie nach parenteraler Applikation nicht ausreichend vor proteolytischem Abbau schützen bzw. bei oraler Applikation eine fast momentane Freisetzung der Wirkstoffe einhergeht. Insbesondere Peptidwirkstoffe lassen sich über Polypeptidträgermaterialien nicht sicher durch den Magen-Darm-Trakt bringen, da die saure Umgebung im Magen sowohl zu einer schnellen hydrolytischen Zersetzung der Trägermaterialien als auch des Wirkstoffes führt.
  • Demzufolge wurden in der Literatur unlösliche Polymere, z. B. Polylactide, als Polyester bevorzugt, die im wässrigen Milieu wesentlich langsamer abbauen.
  • Beim biologischen Abbau von Polylactiden entstehen allerdings Protonen in wässriger Lösung, die die Stabilität der pharmakologischen Wirkstoffe beeinträchtigen können und insbesondere zum Abbau derselben oder zu deren Denaturierung führen können.
  • Bei reinen Polylactidpartikeln findet eine beschleunigte Zersetzung des Polymermaterials zunächst hauptsächlich im Inneren statt (heterogener Bulkabbau), da sich dort ein saures Medium bildet, das sich mit der Umgebung nicht austauscht, so dass die sich in der Folge im Partikelinneren bildende höhere Wasserstoffionenkonzentration quasi autokatalytisch zu einem beschleunigten weiteren Abbau des Polylactidpartikelinneren führt. Im Partikelinneren sind jedoch in der Regel die größten Anteile des Wirkstoffs vorhanden, so dass, bis ein Austausch der flüssigen Phase im Inneren des Partikels mit der Umgebung stattfindet, der größte Teil des im Partikel enthaltenen Wirkstoffs durch die Wasserstoffionenkonzentration modifiziert oder auch bereits denaturiert wurde. Daraus resultiert eine unregelmäßige, im Vorhinein nicht bestimmbare Wirkstofffreisetzung.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Depotarzneimittel der eingangs beschriebenen Art vorzuschlagen, bei dem eine definierte Wirkstoffabgabe über die Zeit erhalten wird und bei dem der Wirkstoff in seiner pharmakologisch wirksamen Form erhalten bleibt.
  • Diese Aufgabe wird bei dem eingangs beschriebenen Depotarzneimittel erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Träger unter Verwendung eines Trägermaterials hergestellt ist, welches ein aus einem Polypeptid und einem hiermit chemisch verknüpften, biologisch abbaubaren Polyester gebildetes Trägerpolymer umfasst.
  • Erstaunlicherweise lässt sich durch die Verwendung eines solchen neuartigen Trägerpolymers zum einen erreichen, dass die Wirkstoffabgabe über die Zeit definiert ist, d. h. gegenüber der Wirkstofffreisetzung von in Polypeptiden inkorporierten Wirkstoffen über einen deutlich längeren Zeitraum verteilt ist, und darüber hinaus eine Denaturierung des Wirkstoffes selbst im wesentlichen vermieden wird.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Trägerpolymer erfolgen Quellung, Abbau und Auflösung homogen. Dies ermöglicht zum einen ein kontinuierliches Herausdiffundieren des Wirkstoffes aus den Trägerpolymerpartikeln und bedeutet weiterhin, dass sich im Inneren des Partikels kein saures Milieu bilden kann, da dieses Innere des Partikels mit der äußeren wässrigen Umgebung in Verbindung steht und gleichzeitig der Polypeptidanteil als Puffersubstanz wirkt.
  • Das Trägerpolymer kann dazu verwendet werden, eine Wirkstoffphase zu umschließen, so dass der Wirkstoff quasi verkapselt oder in einer Matrix vorliegend zum Einsatz kommt. Ferner ist es vorstellbar, dass das Trägerpolymer den pharmakologischen Wirkstoff durch Adsorption aufnimmt und/oder in vorhandenen Poren eingelagert enthält.
  • Bevorzugt beträgt der Anteil des chemisch gebundenen Polyesters in dem Trägerpolymer 1 Mol-% oder mehr. Das bedeutet, dass beim Umsetzen von Polyester mit Polypeptid mindestens 1 Mol-% des eingesetzten Polyesters mit Polypeptid chemisch verknüpft vorliegt. Ungebundene Anteile des Polyesters und/oder des Polypeptids können in der Mischung verbleiben oder bei speziellen Anforderungen durch einen Aufarbeitungsprozess abgetrennt werden. Über den Anteil des Polyesters an dem Trägerpolymer lässt sich Einfluss nehmen auf die Depotwirkung der Arzneimittel bzw. auf den vorgesehenen Zeitraum für die Freisetzung des Wirkstoffes.
  • Das Gewichtsverhältnis von Polyester zu Polypeptid in dem Trägerpolymeren variiert bevorzugt im Bereich von 1 : 99 bis 99 : 1. Über die Variation dieses Verhältnisses lässt sich die Abbaurate des Trägerpolymeren in weiten Grenzen variieren und korrespondierend hierzu die Wirkstofffreisetzung.
  • Bei jedem der Grenzwerte findet man eine merkliche Veränderung des Abbauverhaltens des Trägerpolymeren gegenüber den jeweiligen Ausgangspolymeren. Insbesondere macht sich bereits 1 Gew.-% Polypeptid mit seiner Pufferwirkung beim Abbauprozess des Trägerpolymeren bemerkbar.
  • Erfahrungsgemäß sind bei bevorzugten Trägerpolymeren für Depotarzneimittel bereits Polypeptidanteile von 2 Gew.-%, insbesondere 3 Gew.-%, genügend, um eine optimale Wirkung für die Freisetzung und auch den Schutz des pharmakologischen Wirkstoffes durch den Träger zu gewährleisten. Am meisten bevorzugt sind Trägerpolymere mit 10 Gew.-% Polypeptid oder auch mehr.
  • Bei den Polyestern empfehlen sich insbesondere Polyglykolide, Poly(D,L-lactid-co- glycolide), Polyalkylenglykol-Polylactid-Blockcopolymere, Polyalkylenglykol-PLGA- Blockcopolymere, POE-POP-PLA-Blockcopolymere, POE-PLGA-Blockcopolymere, Poly-ε-caprolactame, stereoisomere Lactid-Oligomere, Oligolactide (n ≥ 3) oder Polylactide.
  • Das Polypeptid des Trägerpolymers wird vorzugsweise ausgewählt aus Kollagen, Gelatine, globulären Proteinen und Albuminen oder anderen Hydrogele bildenden Proteinen, Enzymen und Abbauprodukten von Proteinen.
  • Als Basis für die Polypeptide kommen sowohl Säugetiere-Kollagen-Materialien und deren Abbauprodukte, insbesondere Gelatine, zum Einsatz, wie z. B. Rindergelatine, Schweinegelatine, Schafgelatine, aber auch Geflügel- und Fischgelatine. Selbstverständlich eignen sich auch gentechnisch hergestellte Proteinmaterialien wie z. B. Gelatine, Kollagen oder Kollagenfragmente, insbesondere auch solche, die auf Pflanzenbasis hergestellt sind, und die im Hinblick auf die derzeit geführte BSE-Diskussion künftig an Bedeutung gewinnen können. Ebenso eignen sich chemisch und/oder enzymatisch modifizierte Polypeptide.
  • Die Gelatine kann einen Bloomwert im Bereich von 30-320 aufweisen oder hydrolysiert sein und nach dem sauren Verfahren (Typ A) oder dem alkalischen Verfahren (Typ B) oder durch Druck/Temperatur oder auf enzymatischem Wege gewonnen sein.
  • Als weiterer Bestandteil der Trägerpolymere eignen sich herkömmliche Weichmacher, Puffersubstanzen, Tenside, Lipide und Porenbildner.
  • Bei den besonders bevorzugten Trägerpolymeren wird die Verknüpfung von Polypeptid und Polyester über eine freie Hydroxylfunktion des Polyesters mit einer reaktiven Gruppe des Polypeptids erfolgen.
  • Alternativ, aber auch ergänzend ist es möglich, dass die Verknüpfung von Polypeptid und Polyester über eine freie Carboxylfunktion des Polyesters oder nach erfolgter Oxidation einer Hydroxylfunktion zu einer Carbonylgruppe über diese mit einer reaktiven Gruppe des Polypeptids erfolgt.
  • Die bevorzugte reaktive Gruppe des Polypeptids ist die Aminofunktion.
  • Im Hinblick auf den bevorzugten Weg der Verknüpfung sind lysinhaltige Polypeptide zu bevorzugen, wobei ein Anteil von beispielsweise 3% an Lysingruppen, gegebenenfalls auch modifizierten Lysingruppen, sehr gute Ergebnisse bringt.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Trägermaterials für Depotarzneimittel, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Polyester in einem ersten Schritt mit aktivierten Hydroxylgruppen hergestellt und in einem zweiten Schritt ein Polypeptid zugegeben und mit seinen reaktiven Gruppen mit den aktivierten Hydroxylgruppen des Polyesters unter Ausbildung einer kovalenten Bindung umgesetzt wird.
  • Hierbei entsteht ein neues Block-Copolymer, das sich ausgezeichnet als Trägermaterial für Depotarzneimittel eignet.
  • Die Aktivierung der Hydroxylgruppe wird so durchgeführt, dass diese in eine gute Austrittsgruppe überführt wird.
  • Als Polyester eignet sich ein sehr breiter Bereich an Verbindungen mit unterschiedlichen Molekulargewichten (beispielsweise 2.000 bis 300.000), insbesondere auch die verschiedensten Poly(D,L-lactide) oder Poly(D,L-lactid-co-glycolide).
  • Bei den zuletzt genannten Polyestern lassen sich die unterschiedlichsten Verhältnisse von Glykolsäure sowie D- oder L-Milchsäure verwenden. Ebenso verwendbar sind Polyester mit modifizierten Esterendgruppen, Polyalkylenglykole, Polypropylenoxid-Polyethylenoxid-Polylactid-Coglykolid-Blockcopolymere (POP-POE- PLGA-Blockcopolymere), und verschiedene Kombinationen dieser Polymere sind ebenfalls als Ausgangsmaterial geeignet.
  • Geeignete Reagentien, um die Aktivierung der Hydroxylgruppe des Polyesters herbeizuführen, sind beispielsweise p-Toluol-sulfonylchlorid, Methansulfonylchlorid, p-Bromobenzolsulfonylchlorid, p-Nitrobenzolsulfonylchlorid, Trifluormethansulfonylchlorid und andere, die dem Fachmann für die Bildung von guten Austrittsgruppen her bekannt sind.
  • Da die meisten Reagentien wasserempfindlich sind, muss diese Reaktion in einem trockenen, organischen Lösemittel am besten unter Stickstoffatmosphäre durchgeführt werden.
  • Als Lösemittel eignen sich Tetrahydrofuran, Dichlormethan, Chloroform und andere.
  • Um die bei der Reaktion freigesetzten Wasserstoffionen abzufangen, lassen sich verschiedene Basen, wie z. B. Diethylamin, Triethylamin, Hünig-Base, Pyridin, 2,6-Di(tert-butyl)-4-methylpyridin und andere der Reaktionsmischung zusetzen. Das sich ergebende Produkt wird in herkömmlicher Weise isoliert. Die einzusetzenden Polypeptide sind die bereits oben erwähnten und insbesondere solche, die Hydrogele formen, wie z. B. Gelatine.
  • Um die Reaktivität des aktivierten Polyesters einzustellen, kann die aktivierte Gruppe auch in eine Halogenidverbindung umgewandelt werden. Hierzu empfiehlt sich eine modifizierte Finckelstein-Reaktion, wobei die korrespondierenden Jodid- oder Bromidverbindungen erhalten werden können.
  • Halogenidverbindungen können außerdem direkt aus der Hydroxylgruppe erhalten werden, unter Verwendung von beispielsweise Thionylchlorid, das mehr sensitive Triphenylphosphindibromid oder Triphenylphosphin in CCl4.
  • Der aktivierte Polyester kann nun mit jeder nucleophilen Gruppe des Polypeptids, wie z. B. Aminogruppen oder Hydroxylgruppen, zur Reaktion gebracht werden. Diese Reaktion wird in einem polaren Lösemittel (z. B. DMF oder DMSO) oder in Lösemittelmischungen wie z. B. Ethylacetat/Wasser, Aceton/Wasser, THF/Wasser, CHCl3/Wasser und CH2Cl2/Wasser durchgeführt.
  • Die Temperatur der Reaktion und die Reaktionszeit können variiert werden, je nach Reaktivität der verwendeten Reagentien.
  • Nach der Beendigung der Reaktion wird das Lösemittel abgedampft, und das Produkt wird weiter getrocknet, wobei ein weißes oder leicht gelbliches Pulver erhalten wird.
  • Das Vorhandensein einer neuen Verbindung wurde mittels IR- und NIR-Spektroskopie und Differential Scanning Calorimetry (DSC) nachgewiesen, wobei ein neuer Glaspunkt für das Produkt beobachtet werden kann. Darüber hinaus ist die Löslichkeit des Produktes vollständig verschieden von den Ausgangsmaterialien.
  • Diese und weitere Vorteile der Erfindung werden im Folgenden an Hand der Beispiele noch näher erläutert.
    • Beispiele Beispiel 1 Aktivierung der Hydroxylgruppen der Polyesterkomponente
  • In einem trockenen Reaktionskolben mit Inhalt 50 ml werden unter einer Stickstoffatmosphäre 3,4 g Resomer RG503H (Poly(D,L-lactid-co-glycolid) mit einem Molekulargewicht von 34.000, Glaspunkt 49,9°C der Fa. Boehringer Ingelheim) in 10 ml trockenem Dichlormethan aufgelöst. Andere, ähnlich gut einsetzbare Lösemittel sind THF, CHCl3 und Ethylacetat. Dazu werden 104 mg Triethylamin (über KOH getrocknet) zugegeben. Die Mischung wird für 15 min auf 0°C gekühlt, dann werden 114 mg Methansulfonylchlorid über eine Spritze zudosiert. Die Reaktionsmischung wird während einer Stunde bei Raumtemperatur gerührt und dann zur Hydrolyse in eine Eis/Wasser-Mischung gegossen. Die wässrige Phase wird dreimal mit Dichlormethan extrahiert und die vereinigten organischen Phasen werden mit einer gesättigten Natriumbicarbonatlösung gewaschen. Nach der Extraktion wird die organische Phase über Magnesiumsulfat getrocknet. Das Lösemittel wird abgedampft und eventuell verbleibende Lösemittelrückstände werden in einem hohen Vakuum entfernt.
    • Koppeln der Polyesterkomponente mit einem Polypeptid
  • Die frisch zubereitete aktivierte Polyesterkomponente wird in 20 ml Chloroform gelöst und zu 20 ml einer wässrigen Lösung von 3,7 g Schweinehautgelatine (hochbloomig Typ A, Glaspunkt 67,9°C) zugegeben. Die Mischung wird während 6 Stunden bei einer Temperatur von 55°C (Ölbadtemperatur) gerührt und dann über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Das Lösemittel wird verdampft, soweit dies in einem Rotationsverdampfer möglich ist. Das verbleibende Wasser wird in einem Exikator, der ein Trockenmittel enthält, entfernt.
  • Nicht umgesetztes PLGA wird durch Extraktion mit Methylenchlorid entfernt. Der unlösliche Rückstand wird im Vakuum getrocknet und anschließend in DMSO aufgenommen. Das erfindungsgemäße Produkt geht dabei in Lösung. Anschließend wird die das erfindungsgemäße Produkt enthaltende DMSO-Lösung sprühgetrocknet. Je nach Sprühbedingungen erhält man sphärische Partikel im Bereich von 1-10 µm Durchmesser.
  • Das erfindungsgemäße Produkt weist ein Verhältnis Polyester : Polypeptid von 90 : 10 und einen Glaspunkt von 55,9°C auf.
  • Zur Bestimmung der Glaspunkte wurden alle untersuchten Materialien zuvor bei 25°C und 25% relativer Feuchte konditioniert.
  • Die IR- und NIR-Daten des erfindungsgemäßen Produkts unterscheiden sich signifikant sowohl von den Ausgangsverbindungen als auch von überlagerten Spektren der Ausgangssubstanzen.
  • Im Gegensatz zur Ausgangsgelatine ist das erfindungsgemäße Produkt vollständig in DMSO löslich. In sonst üblichen Lösemitteln wie Alkohlen, Aceton (Ketone), Ethern und Wasser ist das Produkt unlöslich.
  • Durch Auswahl des Polyestertyps, dessen Kettenlänge und dem Verhältnis von Gelatine zu Polyesteranteil in dem erfindungsgemäßen Produkt sowie der Art der Endgruppen des Polyesters läßt sich die Abbaukinetik in weiten Grenzen variieren.
  • In gewissen Grenzen läßt sich die Abbaukinetik des erfindungsgemäßen Produkts auch durch entsprechende Auswahl der Gelatine beeinflussen.
    • Beispiel 2
  • In derselben Weise wie in Beispiel 1 werden verschiedene Polyesterkomponenten umgesetzt, nämlich PLGA, PLA und POP-POE-PLGA-Copolymere mit unterschiedlichen Verhältnissen der zwei Polymergruppen. Die Umsetzung war in jedem der Fälle erfolgreich, und zwar unabhängig vom Hersteller der jeweiligen Polyesterkomponenten (getestet wurden Verbindungen der Firmen Boehringer Ingelheim, Medisorp und Vako).
  • Die Ergebnisse bezüglich Ausbeute an erfindungsgemäßem Produkt sind vergleichbar mit denen von Beispiel 1.
    • Beispiel 3
  • Zur Aktivierung der Hydroxylfunktion der Polyesterkomponente wurde p-Toluolsulfonylchlorid verwendet, wobei sich gegenüber der Vorgehensweise in Beispiel 1 eine vereinfachte Verfahrensweise ergibt:
    In einem Reaktionsgefäß mit Inhalt 50 ml werden 3,4 Resomer RG503H in 10 ml destilliertem Dichlormethan aufgelöst. Dazu werden 104 mg Triethylamin (p. a.) zugegeben. Die Mischung wird für 15 min. auf 0°C abgekühlt, und 190 mg p-Toluol-sulfonylchlorid werden zugegeben. Die Reaktionsmischung wird während einer Stunde bei Raumtemperatur gerührt und dann zur Hydrolyse in eine Eis/Wasser-Mischung gegossen. Die wässrige Phase wird dreimal mit Dichlormethan extrahiert, und die zusammengeführten organischen Phasen der Extraktionsschritte werden mit einer gesättigten wässrigen Natriumbicarbonatlösung gewaschen. Nach dem Waschen mit der Natriumbicarbonatlösung wird die organische Phase über Magnesiumsulfat getrocknet, das Lösemittel abgedampft und verbleibende Lösemittelreste in einem hohen Vakuum entfernt.
  • Der Vorteil dieser Vorgehensweise liegt darin, dass nicht unter Wasserausschluss gearbeitet werden muss.
  • Die frisch hergestellte aktivierte Polyesterkomponente wird in 20 ml Chloroform aufgelöst, und hierzu werden 20 ml einer wässrigen Lösung von 3,7 g Schweinehautgelatine (Typ A) zugegeben. Die Mischung wird während sechs Stunden bei einer Temperatur von 55°C (Ölbadtemperatur) gerührt und dann über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Das Lösemittel wird verdampft, soweit dies mit einem Rotationsverdampfer möglich ist. Verbleibendes Wasser wird in einem Exikator mit einem Trockenmittel entfernt. Die Eigenschaften des erhaltenen Produkts entsprechen denen von Beispiel 1.
    • Beispiel 4
  • In einem trockenen Kolben mit Inhalt 50 ml werden unter Stickstoffatmosphäre 3,4 g Resomer RG503H in 10 ml trockenem Dichlormethan gelöst. 104 mg Triethylamin (getrocknet über KOH) werden hinzugegeben. Die Mischung wird für 15 min. bei 0°C gekühlt, und mit einer Spritze werden 114 mg Methansulfonylchlorid zugegeben. Die Reaktionsmischung wird eine Stunde lang bei Raumtemperatur gerührt und dann zur Hydrolyse in eine Eis/Wasser-Mischung eingegossen. Die wässrige Phase wird dreimal mit Dichlormethan extrahiert, und die zusammengegebenen organischen Phasen werden mit gesättigter Natriumdicarbonatlösung gewaschen. Nach dem Waschen der organischen Phase wird diese über Magnesiumsulfat getrocknet. Das Lösemittel wird verdampft, und die verleibenden Lösemittelreste werden in hohem Vakuum entfernt.
  • Abweichend von der in Beispiel 1 beschriebenen Vorgehensweise wird hier in einer modifizierten Finckelstein-Reaktion die Polyesterkomponente mit aktivierten Hydroxylgruppen (die hier in Sulfonatgruppen umgewandelt sind) in ein Jodid oder Bromid umgewandelt, in dem einfach die Verbindung mit einem Überschuss an Natriumjodid bzw. Lithiumbromid in trockenem Aceton als Lösemittel gerührt wird. Nachdem die Mischung einen Tag lang (bei Raumtemperatur) gerührt wurde, wird diese abgefiltert und das Aceton von dem resultierenden Produkt entfernt.
  • Über die nachgelagerte Finckelstein-Reaktion lässt sich die Reaktivität und damit der Umsetzungsgrad der Kopplungsreaktion beeinflussen.
    • Kopplungsreaktion der Polyesterkomponente mit der Polypeptidkomponente
  • Die frisch zubereitete Polyesterkomponente (siehe oben) wird in 20 ml Chloroform gelöst, und hierzu werden 20 ml einer wässrigen Lösung von 3,7 g Schweinehautgelatine (Typ A) zugegeben. Alternative Lösemittel sind hier beispielsweise Wasser/Dichlormethan 1 : 1, Wasser/Ethylacetat 1 : 1, DMF und DMSO. Die Mischung wird während sechs Stunden bei 55°C (Ölbadtemperatur) gerührt und dann über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Das Lösemittel wird verdampft, soweit dies mit einem Rotationsverdampfer möglich ist. Verbleibendes Wasser wird in einem Exikator, der ein Trockenmittel enthält, entfernt.
    • Beispiel 5
  • Dieselbe Vorgehensweise wie in Beispiel 1 wird angewendet, jedoch wird hier an Stelle der Schweinehautgelatine vom Typ A eine Typ B-Gelatine verwendet, welche aus Knochen oder Rinderhaut hergestellt ist. Die Kopplungsreaktion von Polypeptidkomponente und Polyesterkomponente konnte in gleicher Weise durchgeführt werden wie zuvor beschrieben.
    • Beispiel 6
  • Dieselbe Herstellungsmethode wie in Beispiel 1 wird angewendet, jedoch wird enzymatisch hydrolysierte Gelatine (Gelita-Collagel® A) bei der Kopplungsreaktion der Polypeptidkomponente mit der aktivierten Polyesterkomponente verwendet.
    • Beispiel 7
  • Dieselbe Präparationsmethode wie in Beispiel 1 wird angewendet, jedoch wird Gelatinehydrolysat (enzymatisch hydrolysierte Gelatine wie z. B. Gelita-Sol® D/Sol DA und andere) für die Kopplungsreaktion des Polypeptids mit dem aktivierten Polyester verwendet.
    • Beispiel 8
  • Dieselbe Herstellungsmethode wie in Beispiel 1 wird angewendet, jedoch wird Ovalbumin als Polypeptidkomponente für die Kopplungsreaktion mit dem aktivierten Polyester verwendet.
    • Beispiel 9
  • Dieselbe Präparationsmethode wie in Beispiel 1 wird angewendet, jedoch wird die Kopplungsreaktion der aktivierten Polyesterkomponente mit dem Polypeptid in basischer Lösung durchgeführt. Die Basizität des Reaktionsmediums bewirkt eine Reaktivitätssteigerung und somit eine Verkürzung der Reaktionszeit.
  • Dieselbe Präparationsmethode wie in Beispiel 1 kann angewendet werden, wobei jedoch die Kopplungsreaktion der aktivierten Polyesterkomponente mit der Polypeptidkomponente in einer sauren Lösung durchgeführt wird. Die Reaktionszeit wird durch das saure Milieu des Reaktionsmediums vermindert.
    • Beispiel 10
  • Dieselbe Herstellungsmethode wie in Beispiel 1 wird angewendet, jedoch wird die Kopplungsreaktion der aktivierten Polyesterkomponente mit der Polypeptidkomponente bei Raumtemperatur durchgeführt bei gegenüber Beispiel 4 verlängerter Reaktionszeit.
  • Dieselbe Präparationsmethode wie in Beispiel 1 kann angewendet werden, wobei jedoch die Reaktion der aktivierten Polyesterkomponente mit der Polypeptidkomponente unter Rückfluss der Reaktionsmischung durchgeführt wird bei entsprechend verminderter Reaktionszeit.
    • Beispiel 11
  • An Hand dieses Beispiels soll das Einbringen eines Wirkstoffes in das Trägermaterial und somit die Herstellung eines Depotarzneimittels beschrieben werden, wobei als Modellwirkstoff das Enzym Lysozym verwendet wird. Es wird sowohl die Freisetzungskinetik als auch die Aktivität des freigegebenen Modellwirkstoffs bestimmt.
  • Der Modellwirkstoff Lysozym wird in einer Menge von 10 Gew.-% bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt, der bei der Aufarbeitung des Reaktionsproduktes der Kopplungsreaktion von Beispiel 1 enthaltenen DMSO-Lösung in diese eingebracht wird, und die Lösung wird dann in gleicher Weise wie in Beispiel 1 beschrieben sprühgetrocknet. Die dabei erhaltenen Partikel weisen dem entsprechend einen Lysozymgehalt von 10 Gew.-% auf.
  • Das Abbauverhalten des erfindungsgemäßen Trägerpolymeren und die damit korrespondierende Freisetzung des Modellwirkstoffes Lysozym wurde in einer isotonischen PBS-Lösung mit Serumhydrolasen bei einer Temperatur von 37°C und einem pH-Wert von 7,4 ermittelt.
  • In Fig. 1 sind drei Freisetzungskurven des Modellwirkstoffs Lysozym aus Mikropartikeln, bestehend aus Polypeptid (▪) (hochbloomige Gelatine Typ A, Glaspunkt 67,9°C), Polyester (▴) (Resomer RG503H) und dem erfindungsgemäßen Trägerpolymeren (♦) im Verlauf von 28 Tagen gezeigt. Den drei Polymertypen waren, wie eingangs dieses Beispiels beschrieben, 10 Gew.% Lysozym als Modellwirkstoff zugesetzt worden.
  • Das Polypeptid (Gelatine) zeigt eine im gewählten Zeitmaßstab praktisch sofortige 100%ige Freisetzung des Modellwirkstoffes Lysozym.
  • Die Freisetzung von Lysozym aus dem Polyester ist selbst nach 28 Tagen noch nicht abgeschlossen. Mit zunehmender Inkubationszeit beobachtet man eine fortschreitende Inaktivierung des Wirkstoffs und eine allmähliche Stagnation der Freigabe.
  • Die Freisetzung aus dem erfindungsgemäßen Trägerpolymeren des Beispiels 1 erfolgt sehr gleichmäßig über fünf Tage hinweg ohne Beeinträchtigung des Aktivität des Wirkstoffs. Vergleichbare Freisetzungsverläufe erhält man mit den gemäß den Beispielen 2 bis 10 hergestellten erfindungsgemäßen Trägermaterialien.

Claims (20)

1. Depotarzneimittel mit einem pharmakologischen Wirkstoff und einem Träger, insbesondere für die parenterale Applikation, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger unter Verwendung eines Trägermaterials hergestellt ist, welches ein aus einem Polypeptid und einen hiermit chemisch verknüpften, biologisch abbaubaren Polyester gebildetes Trägerpolymer umfasst.
2. Depotarzneimittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis von Polyesteranteil zu Polypeptidanteil von 1 : 99 bis 99 : 1 beträgt.
3. Depotarzneimittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis von Polyesteranteil zu Polypeptidanteil 1 : 99 bis 99 : 1 beträgt.
4. Depotarzneimittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Polyester ausgewählt ist aus Polyglykoliden, Poly(D,L- lactid-co-glycoliden), Polyalkylenglykol-Polylactid-Blockcopolymeren, Polyalkylenglykol-PLGA-Blockcopolymeren, POP-POE-PLA-Blockcopolymeren, POP-PLA-Blockcopolymeren, POP-PLGA-Blockcopolymeren, POE-PLGA- Blockcopolymeren, Poly-ε-caprolactamen, stereoisomeren Lactid-Oligomeren, Oligolactide (n ≥ 3) oder Polylactiden.
5. Depotarzneimittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Polypeptid ausgewählt ist aus Kollagen, Gelatine, globulären Proteinen oder anderen Hydrogele bildenden Proteinen, Enzymen und Abbauprodukten von Proteinen, welche chemisch und/oder enzymatisch modifiziert sein können.
6. Depotarzneimittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verknüpfung von Polypeptid und Polyester über eine freie Hydroxyfunktion des Polyesters mit einer reaktiven Gruppe des Polypeptids erfolgt ist.
7. Depotarzneimittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verknüpfung von Polypeptid und Polyester über eine freie Carboxylfunktion des Polyesters oder eine durch Oxidation der Hydroxylfunktion erhaltene Carbonylfunktion mit einer reaktiven Gruppe des Polypeptids erfolgt ist.
8. Depotarzneimittel nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die reaktive Gruppe des Polypeptids eine Aminofunktion ist.
9. Verfahren zur Herstellung eines Trägermaterials für Depotarzneimittel, gekennzeichnet durch die Schritte
Umsetzen einer Polyesterkomponente mit einem aktivierenden Agens, um Hydroxylgruppen der Polyesterkomponente in eine aktivierte Form zu überführen,
Zugeben einer Polypeptidkomponente und Reagierenlassen von reaktiven Gruppen des Polypeptids mit den aktivierten Hydroxylgruppen des Polyesters unter Ausbildung von kovalenten Bindungen.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydroxylgruppen mit dem aktivierenden Agens in gute Austrittsgruppen umgewandelt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyesterkomponente ausgewählt ist aus Polyglykoliden, Poly(D,L-lactidco-glycoliden), Polyalkylenglykol-Polylactid-Blockcopolymeren, Polyalkylenglykol-PLGA-Blockcopolymeren, POP-POE-PLA-Blockcopolymeren, POP- PLA-Blockcopolymeren, POP-PLGA-Blockcopolymeren, POE-PLGA-Blockcopolymeren, Poly-ε-caprolactamen, stereoisomeren Lactid-Oligomeren, Oligolactide (n ≥ 3) oder Polylactiden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Polypeptidkomponente ausgewählt ist aus Kollagen, Gelatine, globulären Proteinen oder anderen Hydrogele bildenden Proteinen, Enzymen und Abbauprodukten von Proteinen.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das aktivierende Agens ausgewählt ist aus p-Toluol-sulfonylchlorid, Methansulfonylchlorid, p-Bromobenzolsulfonylchlorid, p-Nitrobenzolsulfonylchlorid und Trifluoromethansulfonylchlorid.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Aktivierung der Hydroxylgruppen der Polyesterkomponente in einem Lösemittel durchgeführt ist, welches ausgewählt ist aus Tetrahydrofuran, Dichlormethan, Chloroform und beliebigen Mischungen vorgenannter Lösemittel.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösemittel getrocknet eingesetzt werden und der Schritt der Aktivierung der Hydroxylgruppen unter Schutzgasatmosphäre, insbesondere Stickstoffatmosphäre durchgeführt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Schritt der Aktivierung der Hydroxylgruppen ein basisches Agens der Reaktionsmischung zugegeben wird, um freigesetzte Wasserstoffionen abzufangen.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das basische Agens ausgewählt ist aus Diethylamin, Triethylamin und Hünig-Base.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyesterkomponente mit den aktivierten Hydroxylgruppen in einer modifizierten Finckelstein-Reaktion umgesetzt wird, um die aktivierten Hydroxylgruppen in Halogenidgruppen zu überführen, bevor die Polyesterkomponente mit der Polypeptidkomponente umgesetzt wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung der Polyester- mit der Polypeptidkomponente in einem polaren Lösemittel durchgeführt wird, welches ausgewählt ist aus DMF, DMSO und Lösemittelmischungen wie z. B. Ethylacetat/Wasser, Aceton/Wasser, THF/Wasser, CHCl3/Wasser und CH2Cl2/Wasser.
20. Polyester-Polypeptid-Blockcopolymer, erhältlich nach einem Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche.
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