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Verfahren zur Herstellung wasserlöslicher Präparate von Polypeptidantibiotika
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung wasserlöslicher Präparate
von Polypeptidantibiotika durch Vermischen des Antibiotikums mit einem in Wasser
und organischen Lösungsmitteln löslichen Polymeren, wie Polyvinylpyrrolidon, in
Lösung und Abdampfen des Lösungsmittels.
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Die Polypeptidantibiotikaj - beispielsweise Gramicidin, Tyrocidin
und Tyrothricin, haben, obwohl sie gegenüber den meisten grampositiven Bakterien
und vielen gramnegativen Bakterien sehr wirksam sind, wegen ihrer begrenzten- Dispergierbarkeit
in wäßrigen Medien, wie sich-herausgestellt hat, lediglich begrenzte human- und
veterinärmedizinische Anwendbarkeit.
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Es sind schon verschiedene Verfahren zur Herstellung wäßriger Lösungen
von Polypeptidantibiotika angegeben worden. Eine allgemein bekannte Arbeitsweise
bedient sich der Zugabe einer Alkohollösung des Polypeptidantibiotikums zu Wasser.
Dieses Verfahren kann jedoch nur für die Bildung von-klaren wäßrigen Lösungen mit
einem Gehalt von geringen Mengen des Antibiotikums,- z. B. etwa 0, 1 Gewichtsprozent,
angewendet werden, da höhere Konzentrationen des Antibiotikums sofort ausfallen.
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Bekannt ist ein Verfahren zur Erhöhung der Löslichkeit von Tyrothricin
und anderen in Wasser-schwer oder unlöslichen Antibiotika mit Peptidcharakter sowie
von Candicidin in Wasser und Körperflüssigkeiten, wobei als Lösungsvermittler wasserlösliche
aliphatische Amine mit einer Kohlenstoffkette von 12 bis 18 Kohlenstoffatomen und
mit einer bis drei Aminogruppen bzw. deren wasserlösliche Salze Verwendung finden.
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Weiterhin ist ein Verfahren zur Erhöhung der Wasserlöslichkeit von
in Wasser oder nicht löslichen, therapeutisch zu verwendenden Stoffen unter Verwendung
eines Lösungsvermittlers bekannt, wobei die Verwendung eines am Stickstoffatom durch
einen Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen substituierten Pyrrolidon-2-Derivats
als Lösungsvermittler erfolgt.
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Schließlich ist ein Verfahren zur Herstellung stabiler wäßriger Lösungen
von Tyrothricin und Subtilin bekannt, wobei Pyrrolidon und/oder Polyvinylpyrrolidon
als Lösungsvermittler verwendet werden; dabei wird gegebenenfalls bei der Herstellung
der Lösungen eine geringe Menge eines niederen, mit Wasser unbegrenzt mischbaren
aliphatischen Alkohols, wie etwa Äthanol, dessen Menge jedoch zur Erzielung stabiler
wäßriger Lösungen nicht ausreicht, verwendet.
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Allen bekannten Arbeitsweisen ist gemeinsam, daß bei der Herstellung
der Komplexe Wasser mitverwendet wird, sei es, daß überhaupt wäßrige Lösungen als
solche hergestellt werden, oder sei es, daß bei der Erhöhung der Wasserlöslichkeit
von solchen Komplexen die
Ausgangsstoffe ganz oder zum Teil in Wasser- gelöst und
so verarbeitet werden : Es hat sich jedoch herausgestellt, daß bei den komplizierten
Gebilden, wie sie die Polypeptidantibiotika in dieser Komplexform darstellen, Wasser
die Polymerstruktur so beeinflußt bzw. verändert, daß sich dadurch die schließlich
erzielte Wasserlöslichkeit nicht auf dem Optimum hält. Wenn Wasser bei der Herstellung
dieser Komplexe vorhanden ist, ergibt sich dadurch erfahrungsgemäß eine Störung
bei der Bildung der Komplexe. Demgemäß besteht die Aufgabe der Erfindung darin,
solche Komplexe von Polypeptidantibiotika mit einer starken und unverminderten Wasserlöslichkeit
und also ohne Störung der Komplexstruktur, wodurch die spätere Löslichkeit beeinflußt
wird, herzustellen.
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Dies wird gemäß der Erfindung bei dem Verfahren zur Herstellung wasserlöslicher
Präparate von Polypeptidantibiotika durch Vermischen des Antibiotikums mit einem
in Wasser und organischen Lösungsmitteln löslichen Polymeren, wie Polyvinylpyrrolidon,
in Lösung und Abdampfen des Lösungsmittels dadurch erreicht, daß man ausschließlich
ein nichtwäßriges Lösungsmittel verwendet.
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Dabei kann man als nichtwäßriges Lösungsmittel einen niedrigeren
Alkylalkohol, wie Methanol, Äthanol, Isopropanol, Benzylalkohol, Pyridin, verwenden.
Das Lösungsmittel wird allgemein durch Verdampfung oder Verdunstung entfernt. Als
in Wasser und in organischen Lösungsmitteln lösliches Polymeres kann man Polyvinylpyrrolidon
Polyoxymethylen-Polyoxypropylen-Blockpolymere, Polyvinyloxazolidinon, ein Mischpolymeres
aus Vinylpyrrolidon und Vinylacetat
oder ein Mischpolymeres aus
Vinylpyrrolidon und Vinylalkohol verwenden.
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Bei der praktischen Ausführung kann man die Wasserdispergierbarkeit
der Polypeptidantibiotika erheblich dadurch erhöhen, daß man - wie angegeben - das
Antibiotikum und ein wasserlösliches polymeres Material in einem gemeinsamen nichtwäßrigen
Lösungsmittel auflöst und dann das nichtwäßrige Lösungsmittel entfernt, wobei ein
trockener stabiler, leicht wasserdispergierbarer Komplex des Antibiotikums und des
polymeren Materials erhalten wird. Der auf diese Weise gebildete Komplex kann zur
Herstellung von klaren stabilen nicht-alkoholischen Lösungen verwendet werden, die
2 Gewichtsprozent oder mehr von dem Antibiotikum enthalten.
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Außer der Steigerung der Wasserlöslichkeit des Antibiotikums werden
auch noch andere Eigenschaften verbessert. Beispielsweise ist nach Untersuchungen
über die mikrobielle InhiEbierung unter Anwendung von geimpften Agarplatten und
Zellulosescheiben, gesättigt mit Testlösung, Tyrothricin in Lösungen, die nach den
bekannten Verfahren hergestellt worden sind, wegen der begrenzten Diffusionsfähigkeit
des Antibiotikums nur schwach aktiv, während dagegen das Tyrothricin in Lösungen,
die aus den Komplexen gemäß der Erfindung hergestellt worden sind, leicht diffundiert;
dabei ergibt sich bakterielle Inhibierung in beträchtlichem Ausmaß. Ferner wird
die antimikrobielle Wirksamkeit des komplexierten Antibiotikums gesteigert, da es
in dieser Form-unter den angewendeten Bedingungen in geringerem Ausmaß nachteiligen
Einflüssen unterliegt als andererseits bei dem nichtkomplexierten Antibiotikum.
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Nach der Erfindung wird das Polypeptidantibiotikum in dem niedrigeren
Alkohol aufgelöst; dazu wird dann das Polymere in demselben oder-in einem gemeinsam
verträglichen nichtwäßrigen Lösungsmittel gegeben. Die sich ergebende Lösung wird
alsdann dünn über eine flache Oberfläche ausgebreitet, und man läßt sie zur Trockene
verdunsten, wobei der wasserlösliche Komplex erhalten wird.
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Die Eigenschaften des Endproduktes, also deren Wasserlöslichkeit,
sind von den Ausgangssubstanzen ebenso wie von deren Behandlung im Verlauf des Verfahrens
abhängig. Im übrigen werden die stark löslichen Komplexe gemäß der Erfindung nicht
durch trockenes Vermischen des Antibiotikums-und des Polymeren gebildet.
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Zur Veranschaulichung der polymeren Materialien, die stark wasserlöslich
und in gleicher Weise in wenigstens einem der Lösungsmittel für die Polypeptidantibiotika
löslich sind, sind folgende zu nennen: (a) Die Polyvinylpyrrolidone, beispielsweise
solche, wie sie in der USA.-Patentschrift 2265 450 beschrieben sind, und ihre Mischpolymeren
mit Vinylacetat und ähnlichen Monomeren. Diese können von Polymeren mit verhältnismäßig
niedrigem Molekulargewicht und mit K-Werten (nach F i k e n t s c h e r) von etwa
10 oder niedriger bis zu Polymeren mit verhältnismäßig hohem Molekulargewicht mit
K-Werten von 90 oder höher variieren; (b) die Poly-N-vinyloxazolidinone, beispielsweise
Poly-N-vinyl-2-oxazolidinon, Poly-N-vinyl- 5-methyl-2-oxazolidinon, Poly-N-vinyl-
5 - äthyl-2- oxazolidinon, Poly-N-vinyl-4,5-dimethyl-2-oxazolidinon und deren Derivate
und Mischpolymeren. Diese können von den Polymeren mit niedrigem Molekulargewicht
und
mit K-Werten (nach F i k e n t s c h e r) von etwa K = 10 bis zu solchen Produkten
mit K= 90 oder höher variieren; (c) die Blockmischpolymeren-von Polyoxyäthylen und
Polyoxypropylen. Diese Polymeren können durch geregeltePolymerisation hergestellt
werden, wobei Polymere erzeugt werden, die einen Kern einer wasserunlöslichen Polyoxypropylenkette
umfassen, woran an jedem Ende-wasserlösliche Polyoxyäthylengruppen geknüpft sind.
-Die Regelung der Längen der Ketten und Gruppen führt zu Polymeren mit variierenden
Molekulargewichten und Löslichkeiten. Zur Veranschaulichung dieser Arten von Polymeren
und verwandten Polymeren, beispielsweise derjenigen, die in der USA.-Patentschrift
2 882 171 beschrieben sind, dienen die Produkte, die unter den Handelsnamen Pluronic
und Tetronic von Wyandotte Chemical Corporation, Wyandotte, Michigan (USA.), verkauft
werden.
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Die Menge eines einzelnen polymeren Materials oder einer Kombination
von polymeren Materialien, die bei der Bildung des am meisten erwünschten Komplexes
angewendet werden, wird für jedes spezifische Polypeptidantibiotikum oder eine Kombination
von Antibiotika am besten durch Vorversuche bestimmt. Im allgemeinen beträgt jedoch
die Menge des gesamten polymeren Materials, die zur Bildung eines zufriedenstellenden
Komplexes erforderlich ist, etwa 250/o und nicht mehr als das 30fache des Gewichtes
des Antibiotikums. Größere Mengen können natürlich angewendet werden, jedoch ohne
besonderen Vorteil.
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Die nichtwäßrigen Lösungsmittel, die bei der Anwendung in der praktischen
Ausführung der Erfindung bevorzugt werden, sind diejenigen Lösungsmittel, die außer
ihrer Eigenschaft, daß sie Lösungsmittel für die Materialien bei Raumtemperaturen
sind, leicht entfernt werden können, damit der erwünschte Komplex erhalten wird.
Zur Veranschaulichung solcher Lösungsmittel können Methanol, Äthanol, Isopropanol,
Benzylalkohol, Pyridin od. dgl. genannt werden.
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Andere nichtwäßrige Lösungsmittel können ebenfalls verwendet werden;
jedoch kann für deren Entfernung die Anwendung komplizierter Stufen erforderlich
sein.
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Das besondere nichtwäßrige Lösungsmittel oder die Kombination von
verträglichen nichtwäßrigen Lösungsmitteln für die Anwendung in irgendeinem besonderen
Fall hängen natürlich von der Auswahl der zu komplexierenden Materialien ab.
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Während die Entfernung des Lösungsmittels durch Verdampfung bei Raumtemperatur,
beispielsweise durch Ausbreiten in einer dünnen Schicht auf Glasplatten, erzielt
werden kann, ist dieses Verfahren lediglich für die Herstellung von geringen Mengen
der Komplexe allgemein geeignet. Für die Herstellung von größeren Mengen können
andere Techniken, beispielsweise Trommeltrocknung oder andere Arten von technischen
Trocknungsmethoden, angewendet werden.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand einiger Beispiele näher veranschaulicht,
wobei sich sämtliche Teilangaben und Prozentangaben auf das Gewicht beziehen, sofern
nichts anderes angegeben-ist.
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Beispiel 1 Ein Teil Tyrothricin und 2 Teile des Polyvinylpyrrojidons
(K = 60) wurden in 20 Teilen- Äthanol aufgelöst. Die Lösung wurde über eine Glasbahn
ausgebreitet
und bei Raumtemperatur zum Trocknen gebracht. Der getrocknete Komplex aus PVP und
Tyrothricin wurde dann gewonnen. Eine klare wäßrige Lösung mit einem Gehalt von
2 Gewichtsprozent Tyrothricin wurde leicht dadurch hergestellt, daß der Komplex
einfach in Wasser aufgelöst wurde. Die sich ergebende Lösung besaß, wie gefunden
wurde, wenn sie auf bakterielle Inhibierung geprüft wurde, verbesserte bzw. gesteigerte
antibakterielle Wirksamkeit.
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Beispiel 2 Die Arbeitsweise gemäß Beispiell wurde unter Anwendung
von Methanol an Stelle von Äthanol und zwei Teilen eines Polyoxyäthylen-Polyoxypropylen-Blockmischpolymeren
an Stelle des PVP (K = 30) mit im wesentlichen denselben Ergebnissen wiederholt.
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Beispiel 3 Die Arbeitsweise gemäß Beispiel 1 wurde unter Anwendung
von 5 Teilen Poly-N-vinyl-2-oxazolidon (K = 30) an Stelle des Polyvinylpyrrolidons
(K = 30) mit im wesentlichen denselben Ergebnissen wiederholt.
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Beispiel 4 Die Arbeitsweise gemäß Beispiel 1 wurde unter Anwendung
von 0,5 Teilen Polyoxyäthylen-Polyoxypropylen-Blockmischpolymeren an Stelle des
Polyvinylpyrrolidons (K = 30) mit denselben Ergebnissen wiederholt.
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Beispiel 5 Die Arbeitsweise gemäß Beispiel 1 wurde unter Anwendung
von 2 Teilen eines Gemisches mit einem Gehalt von gleichen Mengen an Polyvinylpyrrolidon
(K = 90) und einem Polyoxyäthylen-Polyoxypropylen-Blockmischpolymeren an Stelle
des PVP (K 30) wiederholt.
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Beispiel 6 Ein Teil Tyrocidinhydrochlorid und zwei Teile Polyvinylpyrrolidon
(K = 30) wurden in 20Teilen Methanol aufgelöst. Die Lösung wurde in dünner Schicht
ausgebreitet und bei Raumtemperatur-zur Eindampfung bzw. Verdunstung bis zur Trockene
gebracht. Der getrocknete Komplex aus dem normalerweise unlöslichen Tyrocidin und
dem Polymeren löste sich leicht in Wasser, wobei klare antibakterielle Lösungen
mit einem Gehalt von - 2 Gewichtsprozent in Wasser gebildet wurden.
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Beispiel 7 Die Arbeitsweise gemäß Beispiel 6 wurde unter Anwendung
von 3 Teilen des Mischpolymeren von Vinylpyrrolidon und Polyvinylacetat (50: 50)
an Stelle des Polyvinylpyrrolidons (K = 30) mit im wesentlichen identischen Ergebnissen
wiederholt.
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Beispiel 8 Die Arbeitsweise gemäß Beispiel 6 wurde unter Anwendung
von 9 Teilen Poly-N-vinyl-2-oxazolidon (K = 30) an Stelle des Polyvinylpyrrolidons
(K = 30) mit im wesentlichen identischen Ergebnissen wiederholt.
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Beispiel 9 Die Arbeitsweise gemäß Beispiel 6 wurde unter Anwendung
von 0,25 Teilen Polyoxyäthylen-Polyoxypropylen-Blockmischpolymeren (Pluronic F 68)
an
Stelle des Polyvinylpyrrolidons (K= 30) mit denselben Ergebnissen wiederholt.
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Beispiel 10 Die Arbeitsweise gemäß Beispiel 6 wurde unter Anwendung
von 4 Teilen des Mischpolymeren von Vinylpyrrolidon und Polyvinylalkohol (50: 50)
an Stelle des Polyvinylpyrrolidons (K = 30) mit im wesentlichen identischen Ergebnissen
wiederholt.
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Beispiel 11 Die Arbeitsweise gemäß Beispiel 6 wurde unter Anwendung
von 1 Teil eines Polyoxyäthylen-Polyoxypropylen-Blockmischpolymeren an Stelle des
PVP (K = 30) wiederholt.
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Beispiel 12 Ein Teil Gramicidin und 4 Teile des Polyoxyäthylen-Polyoxypropylen-Blockmischpolymeren
wurden in 20Teilen Methanol aufgelöst. Man breitete die Lösung auf einer Glasbahn
aus und ließ sie bei Raumtemperatur trocknen. Der getrocknete Komplex aus dem polymeren
Material und Gramicidin wurde dann gewonnen. Eine klare wäßrige Lösung mit einem
Gehalt von 2 Gewichtsprozent Gramicidin wurde leicht durch einfaches Auflösen des
Komplexes in Wasser hergestellt. Die sich ergebende Lösung zeigte bei der Prüfung
auf bakterielle Inhibierung, daß sie ihre antibakterielle Wirksamkeit beibehalten
hatte.
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Beispiel 13 Die Arbeitsweise gemäß Beispiel 12 wurde unter Anwendung
von 3 Teilen Polyvinylpyrrolidon (K = 30) an Stelle des Polyoxyäthylen-Polyoxypropylen-Blockmischpolymeren
mit im wesentlichen denselben Ergebnissen wiederholt.
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Beispiel 14 Die Arbeitsweise gemäß Beispiell2 wurde unter Anwendung
von 3 Teilen Poly-N-vinyl-2-oxazolidon (K = 30) an Stelle des Polyoxyäthylen-Polyoxypropylen-Blockmischpolymeren
mit im wesentlichen denselben Ergebnissen wiederholt.
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Beispiel 15 Ein Teil Gramicidin, 0,4 Teile Tyrocidinhydrochlorid
und 19 Teile Polyvinylpyrrolidon (K= 90) wurden in Methanol aufgelöst, und die Lösung
wurde dünn ausgebreitet; man ließ sie zur Trockne verdunsten bzw. eindampfen. Eine
klare 2gewichtsprozentige Lösung des antibiotischen Gemisches wurde leicht durch
einfaches Auflösen des Komplexes in Wasser hergestellt.
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Es ist erkennbar, daß die praktische Ausführung der Erfindung nicht
nur Mittel zur Herstellung von klaren wäßrigen Lösungen der unlöslichen Polypeptidantibiotika
schafft, sondern ebenfalls eine trockene Form des Antibiotikums erhalten wird, die
lagerfähig und in der Anwendung sehr zweckmäßig ist.