DE1667900A1

DE1667900A1 - Schnell wirkende,bestaendige,neutrale Insulinloesungen

Info

Publication number: DE1667900A1
Application number: DE19681667900
Authority: DE
Inventors: Krayenbuehl Charles Henry; Mette Schou
Original assignee: Nordisk Insulinlaboratorium
Current assignee: Nordisk Insulinlaboratorium
Priority date: 1967-03-01
Filing date: 1968-03-01
Publication date: 1972-01-05
Also published as: NO122090B; CH561066A5; DE1667900C3; BE711554A; FR1556052A; NL157208B; DK116527B; GB1222100A; DE1667900B2; NL6802798A; US3584121A; SE385769B

Description

NOBDISK INSIJLIlCiABORATOSIUI-I 2, Ved StadionjGentofte, Dänemark

betreffend
Schnell wirkende, beständige, neutrale Insulinlösungen

Die vorliegende Erfindung betrifft schnell wirkende, beständige, neutrale Lösungen von Rinder-Insulin sowie ein Verfahren zur Herstellung solcher Lösungen.

Verglichen mit Insulinlösungen mit pH-Viert 3 bis 4 (gewöhnliches Insulin) bieten schnell v/irkende, beständige neutrale Insulinlösungen gewisse therapeutische Vorteile. Ihre Anfangswirkung setzt etwas früher ein, was in manchen Fällen klinisch von Wert ist. Auch können sie in gröfJerem Rahmen, vermischt mit Insulinsuspensionen oder -verbindungen mit pH-Wert nahe dem Neutralp.unkt und verzögerter Wirkung bei der Injektion, zur Herstellung von Injektionsgemischen verxrendet werden, in denen sie ihre rasch einsetzende Anfangswirkung beibehalten, während das

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suspendierte Insulin oder die suspendierten Insulinverbindungen langsam resorbierbar bleiben. Ausserdem ist eine neutrale Insulinlösung für die intravenöse Anwendung besser geeignet, als eine saure Insulinlösung. Hier und im folgenden wird, wenn nicht anders angegeben, mit neutral der pH-Bereich 6,5 bis 8 bezeichnet.

Beständige neutrale Insulinlösungen mit schnell einsetzender Anfangs wirkung vmr&en bisher aus mehreren Gründen in Form von Lösungen von Schweine-Insulin hergestellt. In einigen Gegenden z.B. in Dänemark ist Schweine-Insulin in größeren Mengen verfügbar. Ausserdem vjurde allgemein angenommen, daß, im Gegensatz zu dem aus Ochsen- und Kälberpankreas gewonnenen Insulin die obere isoelektrische Fällungsgrenze bei Schweine-Insulin ausreichend unterhalb dem pH-Wert des Blutes liegt, um sicher zu stellen, daß beim Stehenlassen der Lösung kein Insulin ausfällt, selbst wenn kleine Änderungen in der Reaktion auftreten sollten. Diese Annahme wurde bisher durch die Tatsache gestützt, daß man mitRinder-Insulin Insulinsuspensionen mit neutraler Reaktion herstellen kann, aus denen das Insulin langsam resorbiert wird.

Andererseits ist es xmnschenswert, das Rinder-Insulin als Bestandteil einer neutralen Insulinlösung

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Anwendung finden kann, weil Rinder-Insulin in beträchtlichen höheren Co-Ilengen als Schweine-Insulin gewonnen wird.

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, diese Nachfrage nach der Verwendung des genannten Ilohmaterials, d.h. Rinder-Insulin zu befriedigen.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Peststellung, daß die für den vorliegenden Verwendungszweck unerwüiiselite Eigenschaft des Rinder-Insulins, nämlich daß es unter den bestimmten Bedingungen merklich weniger löslich ist als Schweine-Insulin, kompensiert werden kann durch Zusatz eines Mittels, das das Auflösen von Rinder-Inoulin gegebenenfalls im Gemisch mit Insulin anderer Herkunft beschleunigt, wobei gegebenenfalls das Rinder-Insulin die zur Kristallisation erforderliche lienge Zink enthalten kann und vorausgesetzt wird, daß das Rinder-Insulin eine dem Zweck entsprechende Reinheit aufweist. Die Erfindung betrifft nicht nur eine derartige Zubereitung sondern auch ein Verfahren zum Herstellen der Lösung, mit der dieses. Ziel erreicht wird.

Die erfindungsgemässe Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß die beständige, wässrige, neutrale,

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injizierbare Insulinlösung als blutzuckersenkendes Mittel Hinder-Insulin alleine oder im Gemisch mit Insulin anderer Herkunft enthält und daß es als Konservierungsmittel eine die Auflösung beschleunigende Phenolverbindung in einer Konzentration enthält, bei welcher die löslichkeitsfordernde Wirkung innerhalb des in Frage stehenden pH-Bereiches eintritt.

Es wurde festgestellt, daß bei Anwesenheit einer gegebenen Menge des genannten Konservierungsmittels auch in Gegenwart von Zink in der für die Kristallisation von Insulin erforderlichen Menge der Ausfällungsbereich von Rinder-Insulin auf einen pH-Wert unter 6,5 gesenkt und die Lösung während langer Zeitspannen stabilisiert werden kann.

Es war überraschend, daß die genannten Konservierungsmittel in diesl* V/eise wirken, da bisher nur ihre entgegengesetzte Wirkung, d.h. die Beschleunigung der Kristallisationsneigung bestimmter Insulinverbindungen wie Protamin-Insulin und Protamin-Zink-Insulin bekannt war. Es xtfar sogar festgestellt worden, daß die in Rede stehenden Konservierungsmittel die Kristallisation von ungebundenem Insulin innerhalb von zumindest einiger Intervalle des Zinkgehaltes des Insulins beschleunigen

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können. Es wurde weiterhin festgestellt, daß bestimmte andere, in Insulinlösungen gebräuchliche Konservierungsmittel wie Methyl- oder Äthylhydroxybenzoat diese Wirkung nicht aufweisen, sondern im Gegenteil die Löslichkeit von Rinder-Insulin bei pH-Werten oberhalb der oberen Grenze des isoelektrischen Ausfällungsbereiches vermindern.

Es viurde festgestellt, daß ein Gehalt an Natriumchlorid und ähnlichen, in wässrigen Medien stark dissoziierten Elektrolyten die Stabilität der Lösung stark verringern, wenn sie in mit dem Gewebe isotonischer Konzen~ tration vorhanden sind» Dies muß daher vermieden werden. Erfindungsgemäß werden daher als Mittel, um die Lösung mit Blut und Gewebe isotonisch zu machen, flüssiges Glycerin oder Glukose oder ähnliche Kohlehydrate oder deren isomere Derivate verwendet, die in wässriger Lösung nicht elektrolytisch dissoziiert sind. Es wurde auch überraschend festgestellt, daß ein Gehalt an Hatriumphosphat in der Lösung die Löslichkeit des Hinder-Insulins nicht verringert, wenn die Lösung von der oben beschriebenen Art ist, sondern, daß im Gegenteil unter den oben angegebenen Bedingungen und unter Anwendung der üblichen Konzentrationen das Phosphat im Gegensatz zu bestimmten anderen Puffern die Stabilität der Lösung erhöht, indem es die Löslichkeit des Rinder-

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Insulins verbessert. Gemäß einer Ausfiihrungsform enthält daher die erfindungsgemässe Lösung Natriumphosphat als Puffersubstanz. Hierdurch wird nicht nur, wie bereits angegeben, die Stabilität der Lösung verbessert, sondern auoh eine gute Pufferwirkung erzielt.

Die Konzentration der Phenolverbindung liegt im Falle von Phenol oder m-Kresol vorteilhaft er vre is e im Bereich von 0,15 bis etv»a 0,5 % Gew./Vol..

Es wurde weiter festgestellt, daß wenn das Insulin

einen sehr geringen Gehalt an Zink aufweist, die ge-

7 wünschte Löslichkeit im pH-Bereich 6_f5 -/kaum erzielt wird. In diesem Falle werden vorzugsweise Lösungen mit einem pH-Wert zwischen 7 und 8 angewandt.

Eine besonders vorteilhafte Lösung gemäß der Erfindung enthält zusammen mit dem Phosphatpuffer und Phenol oder m-Kresol insgesamt 0,3 bis 0,8 /i Gew./Vol. Zink, bezogen auf das Insulingewicht.

Die erfindungsgemässen Lösungen vier den dadurch hergestellt, daß kristallisiertes Rinder-Insulin zusammen mit einer die Auflösung beschleunigenden Phenolverbindung in einer Menge, die innerhalb des Konzentrationsbereiches

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liefet, bei uelchen diese Verbindung die Löslichkeit in dem in Rede stehenden pH-Bereich beschleunigen, gelöst wird. Gegebenenfalls kann die Lösung weitere für injizierbare Insulin!ösungen geeignete Bestandteile sowie Insulin anderer Herkunft enthalten.

Auf die Vorteile wurde im Zusammenhang mit der Diskussion über die Lösungen bereits eingegangen. Die er~ findungsgemässen Lösungen können auch zusätzlich andere der oben genannten Bestandteile in Hengen innerhalb der angegebenen Grenzen und für die angegebenen Zwecke enthalten.

Die Erfindung wird anhand der Loslichkeitskurven in der beigefügten Zeichnung und der nachfolgenden Beispiele näher erläutert.

Pig. 1 zeigt einen Vergleich der Loslichkeitskurven von Hinder-Insulin und Schweine-Insulin mit und ohne ir.-Kresol j

l?x£. 2 nei;-*t einen Vergleich der Loslichkeitskurven desselben Rinder-Insulins ohne und mit verschiedenen Konservierungsmitteln.

In l^?ig. 1 und 2 sind auf der Abszisse der pH-Wert der Lösung und auf der Ordinate der Prosentgehalt gelöstes Insulin (insgesamt) beim jeweiligen pH-Wert nach 24-stündigem Stehen bei 20⁰C aufgetragen. In beiden Figuren enthalten die Lösungen das Insulin in einer Konzen-

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tration von 40 IE/cm^. In beiden Fällen enthält das Medium m/75 Phosphatpuffer und als mit der Körperflüssigkeit (Blut) isotonisch machendes Mittel 1,6 % Gew./Vol. Glycerin. Verwendet wurde zur Herstellung der Lösung Kristall-Insulin mit 0,7 $ Gew./Vol. Zink.

In Fig.- 1 beziehen sich die Kurven 1 und 2 auf Rinder-Insulin und die Kurven 3 und K auf Schweine-Insulin. Die Kurven 1 und 3 beziehen sich auf Lösungen ohne Konservierungsmittel, die Kurven 2 und k zeigen das Verhalten von Insulinlösungen, die 0,3 % Gew./Vol. m-Kresol enthalten.

Ein Vergleich der Kurven zeigt, daß Rinder-Insulin in Abwesenheit eines Konservierungsmittels einen sehr breiten Fällungsbereich aufweist und daß mit der oben angegebenen Zusammensetzung unterhalb eines pH-Viertes von 7,1 keine klare Lösung erhalten werden kann. Die Erfahrungen der Anmelderin zeigten, daß dies keine ausreichende Sicherheit dafür ist, daß beim Lagern einer -Rinder-Insulinlösung unter normalen Bedingungen keine Ausfällung eintritt. Im Gegensatz hierzu ist der Fällungsbereich sowohl von Schweine-Insulin als auch "von Rinder-Insulin in Gegenwart von m-Kresol sehr viel enger. Bei Rinder-Insulin ist die Wirkung des zugesetzten Konservierungsmittels auffallend und entscheidend für die

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Erreichung des gesetzten Zieles, während die Wirkung bei Schweine-Insulin fast vernachlässigt werden kann. Es zeigt sich jedoch deutlich, daß auch die Löslichkeit des Schweine-Insulins bei Zusatz von Kresol unter den angegebenen Bedingungen nicht abnimmt; hieraus kann geschlossen werden, daß die Lösung auch ein Gemisch von Hinder-Insulin und Schweine-Insulin gegebenenfalls auch noch andere Insulinarten enthalten kann, ohne daß die gewünschte Wirkung verändert wird.

In Fig. 2 entsprechen die Kurven 5, 6 und 7 eier Löslichkeit von Rinder-Insulin ohne Konservierungsmittel bzw. in Gegenwart von 0,3 $■ Gew./VoI. m-Kresol bzw. in Gegenwart von 0,1 % Gew./Vol. des bekannten Konservierungsmittels Ilethyl-p-hydroxybenzoat. Die Kurven zeigen, daß die Zugabe von liethyl-p-hydroxybenzoat, das keine PhenolVerbindung ist, für die_i erfindungsgemassen Zwecke ziemlich ungeeignet ist und bestätigen im übrigen die bereits durch die Kurven 1 und 2 in Pig. I-bewiesene Tatsache, d.h., daß die Zugabe der Phenolverbindung m-Kresol die Löslichkeit von Rinder-Insulin in auffallend starkem Maße begünstigt.

In den folgenden Beispielen wird die Herstellung in einer Reihe von erfindungsgemassen Lösungen aus den entsprechenden Ausgangsmaterialien beschrieben.

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Beispiel 1 .

Kristallisiertes Rinder-Insulin (80 000 IE) mit 0,5 % Gew./Vol. Zn vjurde in 300 cnr "Uasser enthaltend k cnr In HCl gelost. Diese Lösung vrurde mit 50C cnr einer Lösung von 3 g m-Kresol und 15 g Glycerin und 200 cnr einer m/15 Natriumphosphatpufferlösung (pH 7,75) versetzt. Gegebenenfalls wurde die Lösung mit In 1IaL-H oder In HCl auf pH-Wert 7,00 - 7>2ü eingestellt und dann steril filtriert.

Beispiel 2

Kristallisiertes Hinder-Insulin (40 000 IE) mit

1 fo Gew./VoI, Zn wurde in 300 cnr l/asser enthaltend

2 cnr In HCl gelöst und mit 500 cnr einer Lösung von

n,

3 g m-Kresol und 50 g Glukose sowie mit 200 cm-" einer m/15 Natriumphosphatpufferlösung (pH 7,00) versetzt. Gegebenenfalls vrurde die Lösung mit In IlaüH oder In PICl auf pH-Wert 6,75 - 6,95 eingestellt und dann steril filtriert.

Beispiel 3

Amorphes Rinder-Insulin (^O 000 IE) mit 0,1 ;i Gevi./Vol. Zn wurde in 300 cnr Uasser enthaltend 2 cm- In HCl gelöst und mit 500 cm-⁷ einer Lösun g von 2,5 g Phenol und Io g Glycerin sovrie mit 200 cm^J einer m/15 Hatriumphosphatpuffer

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lösung (pH 7,9ü) versetzt. Gegebenenfalls wurde die Lösung mit In NaOH oder In HCl auf pH-Uert 7,30 - 7,50 eingestellt und dann steril filtriert.

Beispiel, k·

Kristallisiertes Rinder-Insulin (*K) 000 IE) mit 0,5 >j' Gevj./Vol. Zn wurde in 300 cnr Wasser enthaltend 2 cm- In HCl gelöst und mit 500 cnr einer Lösung von 2,5 g Phenol und Ib g Glycerin sowie mit 200 cnr einer m/15 Ifetriumphospliatpufferlösung (pH 7»30) vermischt. Gegebenenfalls wurde die Lösung mit In NaOH oder In HCl auf pH-l/ert 7,10 - 7,30 eingestellt und dann steril filtriert.

Beispiel 5

Amorphes Rinder-Insulin (40 000 IE) mit 0,7 % Gew./Vol. Zn wurde in 300 cnr V/asser enthaltend 0,6 cnr In NaOH gelöst und mit 500 cnr einer Lösung von 3 g n-Kresol und Ib g Glycerin sovrie mit 200 cnr einer 0,05 m Natriumacetatpufferlösung (pH 7,50) versetzt» Hierauf viurde die Lösung gegebenenfalls mit In HUl oder In NaOH auf pH-Wert 7,5t- - 7,7^- eingestellt und dann steril filtriert.

Beispiel 6

Kristallisiertes Rinder-Insulin (/KJ OÜC IE) mit 1 $ Getr./Vol. ^n vrurde in 300 cm^ V/asser enthaltend 2 cm·^ In HCl geloct. .Jienc Lösunr: v.naräe mit fx-ö cm^ einer Lösung von

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3 g m-Kresol und Ib g Glycerin sowie 2ϋυ air einer 0,υ^ιΐη Natriumcitratlösung versetzt und rait etwa 2,4 cnr In HaüH auf pH-V/ert 7|4u - 7,6ü eingesellt und hierauf steril filtriert.

Beispiel 7

Amorphes Kinder-Insulin (4o 000 IE) mit 0,5 #' Gew. /Vol. Zn viurcle in 300 cm'' 'jasoer enthaltend U, 4 cnr In NaOH gelöst und mit 500 crn' einer Losung von 3 g m-Kresol und 16 g Glycerin und mit 20u cm/ einer m/15 Natriumphosphatlösung (dH {,75) versetzt. Hierauf viurde die Lösung gegebenenfalls mit In i.'aLli oder In HCl auf pH-Viert 6,90 - 7,Iu eingestellt urio. dann steril filtriert.

Beispiel 8

Amorphes Rinder-Insulin (4u 00υ IE) mit u,5 'v

'S

Gevi./Vol. Zn v/urde in 200 cm^ einer n/15 Lösung von sekundär Iiatriurapliospliat (pH 0,73) gelöst, mit 500 cm-^ einer Lösunr-· von 3 ^ri m-Kresol und Io r, Glycerin versetzt und das Volumen mit Waπεer enthaltend 6,6 cm-' In HCl auf 1 000 crP aufgefüllt. Die Lösung viurde pep;ebenenfalls mit In NaOII oder In HCl auf pH-Uert 6,90 - 7»10 eingestellt und dann steril filtriert.

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Beispiel 9,

Kristallisiertes Rinder-Insulin (4ü 000 IE) mit L,5 /i Gew./Vol. Zn wurde in 300 cm- Wasser enthaltend 10 cm-' 2m tLPu^ gelöst. Hierzu wurden 500 cnr einer Lösung von 3 ff m-Kresol und 16 g Glycerin gegeben. i)ie Lösung wurde mit etwa 30,^t- cnr In WaOH auf pH-Wert 6,90 eingestellt, auf 1 000 cnr Gesamtvolumen verdünnt und steril filtriert (pH 6,90 - 7,10).

Beispiel 10

Kristallisiertes Schweine-Insulin (4·ϋ 000 IE) mit 0,5 /s Gew./Vol. Zn vairde in 30C cftr Wasser enthaltend 10 cnr 2m H-PO^, gelost und mit 500 cnr einer Lösung von 3 S m-Kresol und 16 g Glycerin versetzt. Der pH-Wert der Lösung wurde mit etwa 30,4- cnr In HaOH auf 6,90 eingestellt, die Lösung auf ein Gesamtvolumen von 1 000 cnr verdünnt und steril filtriert (pH 6,9ü-7,lo).

Beispiel 11

Kristall-Insulin (50 Jj Schweine-Insulin und 50 % Hinder-Insulin, insgesamt k0 000 IE) mit 0,5 jl Gew./VoI, Zn vairde in 300 cn? Wasser enthaltend 10 cnr 2m HoPu^ gelost und mit 500 cnr einer Lösung von 3 g m-Kresol und 16 g Glycerin versetzt. Die Lösung wurde mit etwa 30,Jl- cn? In NaOH auf pH-Wert 6,90 eingestellt, auf ein Gesamtvolumen von 1 000 cnr verdünnt und dann steril filtriert (pH 6,90 - 7,10).

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Patentansprüche

Claims

Patentansprüche

1. Schnell wirkende, "beständige, neutrale Insulinlösungen, dadurch gekennzeichnet , daß sie als blutzuckersenkendes Mittel Rinder-Insulin gegebenenfalls zusammen mit anderem Insulin und als Konservierungsmittel eine die Auflösung beschleunigende Phenolverbindung in einer Konzentration, bei welcher diese ihre löslichkeitsfordernde Wirkung in dem in Frage stehenden pH-Bereich auf v/eist, enthalten.

2. Lösungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Hilfsmittel zur Bereitung einer isotonischen Lösung Glycerin oder Glukose oder ein ähnliches Kohlehydrat oder dessen isomeres Derivat, das in einer wässrigen Lösung nicht elektrolytisch dissoziiert ist, enthalten.

3. Lösungen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß sie als Puffer Natriumphosphat enthalten.

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k. Lösungen nach Anspruch 1 Ms 3» dadurch g e kennselch net , daß sie zusammen mit einem PhOErohat-öuffer und Phenol oder m-Krecol 0,3 ^is 0,8 % Zinlc enthalten, besoden auf das Insulingetiicht.

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