DE1813659C3 - Arzneimittel zur Verhinderung der anomalen Mobilisierung und Ablagerung von Calciumphosphat in menschlichen und tierischen Geweben - Google Patents

Description

oder

I c

PO₃Hj_n

PO₃H,
R₃-C-R₄

PO₃H,

(I)

(H)

in denen R, und R₂ Wasserstoff oder die CH₄OH-Gruppe bedeuten, η eine ganze Zahl von 3 bis 10, R₃ Wasserstoff, ein Alkylrest mit 1 bis etwa 20 Kohlenstoffatomen, ein Cycloalkylrest mit 3 bis etwa 6 Kohlenstoffatomen, ein Alkenylrest mit 2 bis etwa 20 Kohlenstoffatomen, ein Arylrest, der Phenyläthenyl- oder Benzylrest, ein Halogenatom, die Aminogruppe, eine substituierte Aminogruppe, — CHjCOOH, -- CH₈PO₃H₂₁-CH(PO₃H₁S)(OH) oder — CH₈CH(PO₃HOsI und R₄ Wasserstoff, ein niederer Alkylrest, der Benzylrest, ein Halogenatom, die Hydroxylgruppe ist, oder deren Salze enthalten.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyphosphonat Methandichlordiphosphonsäure oder ein pharmazeutisch geeignetes Sa)Iz dieser Säure ist.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyphosphonat Äthanl-hydroxy-l,l-diphosphonsäure oder ein pharmazeutisch geeignetes Salz dieser Säure ist.

Gegenstand der Erfindung sind neue Arzneimittel mit therapeutischer und/oder prophylaktischer Wirkung.

Eine Reihe pathologischer Zustände, die Warmblüter und Menschen befallen können, sind mit einem anomalen Calcium- und Phosphatstoffwechsel verbunden. Diese Erscheinungsformen können in zwei große Klassen unterteilt werden:

(1) Erscheinungen, die durch eine anomale Mobilisierung von Calcium und Phosphat gekennzeichnet sind, und zu einem allgemeinen oder spezifischen Knochenbau oder zu übermäßig hohen Calcium- und Phosphatspiegeln in den Körperflüssigkeiten führen. Diese Erscheinungen werden vorliegend manchmal als pathologische Entmineralisierung harter Gewebe bezeichnet.

(2) Erscheinungen, die die Ursache oder das Ergebnis anomaler Ablagerungen, die die Ursache oder das Ergebnis anomaler Ablagerungen von Calcium und Phosphat im Körper sind. Diese Erscheinungen werden vorliegend manchmal als pathologische Verkalkung bezeichnet.

Die erste Klasse umfaßt die Osteoporose, ein Zustand, bei dem hartes Knochengewebe ungleich stärker verlorengeht, als neues hartes Gewebe gebildet wird. Das Mark und die Knochenzwischenräume nehmen zu, die Faserbindung wird geringer, und die kompakten

ίο Knochen werden porös und brüchig. Die Osteoporose kann unterteilt werden in menopausale, senile, durch Arzneimittel hervorgerufene (z. B. adrenocoticoide, wie sie bei der Sieroidtherapie auftreten kann), durch Krankheiten verursachte (z. B. Arthritis und Tumor) Osteoporose. Das Erscheinungsbild ist jedoch im wesentlichen immer das gleiche. Eine andere Erscheinungsform der ersten Klasse ist die Pagetsche Krankheit (Ostitis deformans, die ebenfalls durch Knochenverlust gekennzeichnet ist. Bei dieser Krankheit tritt eine Auflösung der normalen Knochen auf, die dann durch weiches Gewebe mit geringem Mineralgehalt ersetzt werden, so daß die Knochen, insbesondere tibia und femur, durch das Gewicht, das sie tragen müssen, deformiert werden. Diese Krankheit begün-

as stigt auch häufig die pathologische Ablagerung von Calcium und Phosphat.

Die zweite, durch eine anomale Calcium- und Phosphatablagerung gekennzeichnete Klasse umfaßt Krankheiten, wie Arthritis, Neuritis, Bursitis, Tendonitis und andere entzündliche Zustände, die das betroffene Gewebe zur Ablagerung von Calciumphosphaten und einem hormoneilen Ungleichgewicht veranlassen, wie z. B. Hyperparathyreodismus, Myositis ossificans progressiva und Calcinosis unU«rsalis, die zu einer Verkalkung der weichen Gewebe führen. Ätherosclerose stellt eine andere Erscheinungsform dieser Klasse dar, die mit einer Degenration und Proliferationsänderung der Intima verbunden ist und zur Bildung von fibrösen lipoiden Plättchen führt. Wenn diese Plättchen verkalken oder wenn die Innenwände der Arterien mit diesen Plättchen angereichert werden und verkalken, wird dieser Zustand allgemein als Arteriosklerose bezeichnet.
Eine andere Erscheinungsform der Klasse (2), die vor. einer anomalen Calcium- und Phosphatablagerung herrührt, ist die Steinbildung im Gallentrakt, der Gallenblase, im Pankreas, den Speicheldrüsen, den Mandeln, den Nieren und in der Blase. Obgleich einige dieser Steine nicht hauptsächlich aus Calciumphosphat zusammengesetzt sind, ist es wahrscheinlich, daß der ursprüngliche Keim aus Calciumphosphat besteht. Die Bildung von Harnsteinen, d. h. die urolithiasis bei Rindvieh und Schafen, stellt in der Veterinärmedizin ein Hauptproblem dar. Man schätzt, daß 5 bis 10 °₀ der säugenden Kälber an dieser Krankheit leiden, wenn sie entwöhnt und auf eine andere Flüssigkeit umgestellt werden.

Soweit bekannt, hat man bis jetzt kein zufriedenstellendes Mittel für die Behandlung der pathologischen Zustände der Klasse (1) gefunden, sondern bis jetzt nur Diät, Fluoride, östrogene und das Hormon Calcitonin (Thyreocalcitonin) für die Behandlung dieser Krankheiten empfohlen. Obgleich bereits bestimmte anorganische Phosphate, wie Pyrophosphate und

langkettige kondensierte Phosphate, für die Behandlung der pathologischen Zustände der Klasse (2) vorgeschlagen wurden, haben sie wegen ihrer Neigung, durch Hydrolyse das unwirksame Orthophosphat zu

bilden, wenn sie an Menschen und größere Tiere verabreicht werden, keine breite Anwendung gefunden.

Ziel der Erfindung ist daher ein Arzneimittel zur Verhinderung der anomalen Mobilisierung und Ablagerung von Calciumphosphat in tierischem und menschiichem Gewebe.

Die Erfindung beruht auf der Entdeckung, daß bestimmte Polyphosphonsäuren und ihre pharmazeutisch geeigneten Salze die Mobilisierung und Ablagerung von Cacliumphosphaten verringern. Die Erfindung hat daher ein Arzneimittel zum Gegenstand, das eine pathologische Entmineralisierung von Knochengewebe und eine pathologische Calciumablagerung in weichem Gewebe verhindert.

Dieses Arzneimittel enthält eine wirksame, aber nicht toxische Menge einer Polyphosphonsäure der Strukturformeln

Heptan-l^^AS.öJ-heptapbosphonsäure, Octan-l^^AS.oJ.S-octaphosphonsäure,

R₁-

H
C

PO₃H₂J

-R,

(I)

PO₃H₈

R₃-C-R₄
PO₃H₂

(H)

30

in denen R₁ und R₂ jeweils Wasserstoff oder die CH₂OH-Gruppe bedeuten, η eine ganze Zahl von 3 bis 10 ist, R₃ Wasserstoff, ein Alkylrest mit 1 bis etwa 20 Kohlenstoffatomen, ein Cycloalkylrest mit 3 bis etwa 6 Kohlenstoffatomen, ein Alkenylrest mit 2 bis etwa 20 Kohlenstoffatomen, ein Arylrest (z. B. der Phenyl- oder Naphthylrest), der Phenyläthenylrest, der Benzylrest, ein Halogenatom (z. B. Chlor, Brom oder Fluor), die Aminogruppe, eine substituierte Aminogruppe (z. B. die Dimethylamine-, Diäthylamino-, N-Hydroxy-N - äthylamino- oder Acetylaminogruppe), -CH₂COOH, -CH₂PO₃H₂, -CH(PO₃H₂)(OH) oder — CHaCH(PO₃Hj₂ und R₄ Wasserstoff, ein niederer Alkylrest (z. B. der Methyl-, Äthyl-, Propyl- oder Butylrest), die Benzylgruppe, ein Halogenatom (z. B. Chlor, Brom oder Fluor), die Hydroxylgruppe ist, oder ein phararnzetisch geeignetes Salz dieser Säuren, wie ein Alkalimetall- (z. B. Natrium- oder Kalium-), Erdalkalimetall- (z. B. Calcium- oder Magnesium-), ein Schwermetallsalz (z. B. ein Zim(II)- oder Indiumsalz), Ammonium- oder substituierte niedermolekulare Ammoniumsalze (z. B. Mono-, Di- und Triäthanolammoniumsalze), sowie einen pharmazeutisch geeigneten Träger. Die oben beschriebenen Polyphosphonsäuren und thre pharmazeutisch geeigneten Salze werden vorliegend generell als »Polyphosphonate« bezeichnet.

Wirksame Polyphosphonate der obigen Formel (1) sind z. B.

Propan-1,2,3-triphosphonsäure, Butan-l,2,3,4-tetraphosphonsäure, Hexan-l,2,3.,4,5,6-hexaphosphonsäure, Hexan-l-hydiroxy^SAS.o-pentaphosphonsäure, Hexan-l.o-diliydroxy^.SAS-tetraphosphonsäure, Pentan-l^.S.^S-pentaphosphonsäure, DecanlASAS.oJ.e.Q.lOdecaphosphonsäure, und die pharmazeutisch geeigneten Salze dieser Säuren, z. B. die Natrium-, Kalium-, Calcium-, Magnesium-, Ammonium-, Triäthanolammonium-, Diäthanoiammonium- und Monoäthanolammoniumsalze.

Zu den brauchbaren Polyphosphonaten der obigen Formel (II) gehören unter anderem die Äthan-l-hydroxy-l.l-diphosphonsäure, Methandiphosphonsäure,

Methanhydroxydiphosphonsäure,

Äthan-l.l^-triphosphonsäure, Propan-l.l.S.S-tetraphosphonisäure,

Äthan^-phenyl-l.l-diphosphonsäure,

Äthan^-naphthyl-l.l-diphosphonsäure, Methanphenyldiphosphonsäure,

Äthan-l-amino-ljl-diphosphonsäure, Methandichlordiphosphonsäure, Nonan-5,5-diphosphonsäure,

n-Pentan-1,1-diphosphonsä'ire, Methandifluordiphosphonsäure, Methan dibromdiphosphonsäure, Propan-2,2-diphosphonsäure,

Äthan-2-carboxy-l, 1 -diphosphonsäure, Propan-l-hydroxy-l.l.S-triphosphonsäure,

Äthan-2-hydroxy-l ,1,2-triphosphonsäure,

Äthan-l-hydroxy-l,l,2-triphosphonsäure, Propan-l,3-diphenyl-2,2-diphosphonsäure, Nonan-l,l-diphosphonsäure,

Hexadecan-l.l-diphosphonsäure, Pent-4-en-l-hydroxy-l,l-diphosphonsäure, Octadec-Q-en-l-hydroxy-Ul-diphosphonsäure, 3-Phenyl-l,l-diphosphon-prop-2-en, Octan-l.l-diphosphonsäure,

Dodecan-l.l-diphosphonsäure, Methancyclobutylhydroxydiphosphonsäure, Methancyclopentyldiphosphonsäure, Methancyclohexylhydroxydiphosphonsäure, Phenylaminomethandiphosphonsäure, Naphthylaminomethandiphosphonsäure, N.N-Dimethylaminomethandiphosphonsäure, N-i ■'ydroxyäthyO-aminomethandiphosphonsä ."■■■

N V : iaminomethandiphosphonsäure, An T-methandiphosphonsäure uu_ o.je pharmazeutisch geeigneten Salze dieser Säuren, wie die Natrium-, Kalium-, Calcium, Magnesium-, Zinn(ll)-, Indium-, Ammonium-, Triäthanolammonium-, Diäthanolammonium- und Monoäthanolammoniumsalze.

Es können auch Mischungen der vorstehend genannten Phosphonsäuren und/oder ihrer Salze verwendet werden.

Äthan-l-hydroxy-l.l-diphosphonsäure, ein besonders bevorzugtes Polyphosphonat, hat die Formel

CH₃C(OH)(PO₃Hs)₂

Diese Säure könnte auch als 1-Hydroxyäthylidendiphosphonsäure bezeichnet werden, Das am !eichtesten kristallisierbare Salz dieser Säure erhält man, wenn man 3 der sauren Wasserstoffatome durch Natrium ersetzt. Für den erfindungsgemäßen Zweck bevorzugte Salze sind das Trinatriumhydrogensalz der Formel

PO,
CH₁-C-OH

PO₃H

niederländischen Patentanmeldung 6 703 772 angegebenen Verfahren erhältlich.
Die erforderliche Dosis an Polyphosphonat hängt

3 Na⁺ von dem besonderen zu behandelnden pathologischen

5 Zustand, der Schwere dieses Zustands, der Behandlungsdauer und dem verwendeten speziellen Polyphos-

phonat ab. Die Einzeldosen können von 0,01 bis und das Dinatriumdihydrogensalz. 500 mg je kg Körpergewicht, vorzugsweise von 0,5

Das Trinatriumhydrogensalz kristallisiert normaler- bis 50 mg je kg, betragen, mit bis zu 4 Dosen täglich, weise als Hexahydrat, das beim Trocknen an der io Die höheren Dosen sind natürlich für die orale Verab-Luft etwas Wasser verliert und ein Gemisch aus dem reichung bestimmt, da hier die Absorption geringer ist. Hexa- und Monohydrat mit durchschnittlich 3 bis Dosen von über etwa 500 mg je kg können zu toxischen 4 Molekülen Hydratwasser ergibt Symptomen führen und sollten vermieden werden.

Obgleich erfindungsgemäß jedes pharmazeutisch Darüber hinaus sind tägliche Dosen von über etwa geeignete Salz der Äthan-1-hydroxy-l.l-diphosphon- 15 2000 mg je kg zur Erzielung des gewünschten Effektes säure verwendet werden kann, werden das Tetranatri- nicht erforderlich und können toxische Nebenreaktioumsalz, das Trinatriumhydrogensalz, das Dinatrium- nen hervorrufen. Dosen von weniger als etwa 0,01 mg dihydrogensalz, das Mononatriumtrihydrogensalz und je kg bekämpfen die pathologische Verkalkung oder deren Gemische bevorzugt. Die anderen Natrium-, Entmineralisierung nicht wesentlich, auch nicht, wenn Kalium-, Ammonium- und Mono-, Di- und Triätha- 20 sie intravenös verabreicht werden. Vorzugsweise wernolammoniumsalze und deren Gemische sind ebenfalls den bei oraler Applikation Dosen von 0,5 bis 50 mg/kg geeignet, vorausgesetzt, es wird Vorsorge für eine der Polyphosphate verwendet. In Tabelle I sind die gesteuerte Aufnahme der gesamten Kationenarten in bevorzugten Dosen für die Behandlung verschiedener die Salzzusammensetzung getroffen. Diese Verbindun- Krankheiten angegeben:
gen können nach jeder geeigneten Methode hergestellt as

werden. Ein besonders zweckmäßiges Verfahren ist Tabelle 1

jedoch in der belgischen Patentschrift 699 203 be- Orale Dosis,

schrieben. Krankheit bis Tuv^mal

Die erfindungsgemäß brauchbare Methanhydroxy- täglich·)

diphosphonsäure und verwandte Verbindungen kön- 30 Osteoporose (menopausal) 1 bis 25

nen z. B. durch Umsetzung von Phosgen mit einem Osteoporose (senil u. a.) 1 bis 25

Alkalimetalldialkylphosphit hergestellt werden. Diese Pagetsche Krankheit 10 bis 50

Verbindungen und das Verfahren zur ihrer Herstellung Arthritis 1 bis 25

sind in der belgischen Patentschrift 691 788 erläutert. Bursitis ....................... 1 bis 25

Die Methandiphosphonsäure und verwandte Ver- 35 Neuritis 1 bis 25

bindungen sind in der USA.-Patentschrift 3 213 030 Steine 1 bis 25

beschrieben. Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung dieser Verbindungen ist in der USA.-Patentschrift ^n

3 251 907 angegeben. folgt.

Die Äthan-l,l,2-triphosphonsäure und verwandte 40
Verbindungen können durch Alkylierung des Carban- Das Polyphosphonat kann in Lösung auch parente-

ions des Tetraisopropylesters von Methylendiphosphat ral, z. B. subkutan, intradermal, intramuskulär oder mit Diisopiopyl-brommethanphosphat unter Bildung intravenös, verabreicht werden. Die bevorzugten Dosen von Natriumbromid und der gewünschten substituier- bei diesen Verabreichungsarten betragen:

ten Ätbanverbindung hergestellt werden. Die Propan- 45 Subkutan 0,1 bis 10 mg/kg

1,1,3,3-tetraphosphonsaure und verwandte Verbindun- intradermal 0,1 bis 10 mg/kg

gen sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung sind in Intramuskulär 0 05 bis 5 mg/kg

der belgischen Patentschrift 712 773 beschrieben. Die intravenös....'.'.'.'.'.'.'.'...'. 0,05 bis 5 mg/kg

Pentan-2,2-diphosphonsäure und verwandte Verbindungen können nach dem von G. M. K ο s ο I ο ρ ο f f, so Für die orale Verabreichung können die Polyphos-J. Amer. Chem. Soc., Bd. 75, S. 1500 (1953), erläuter- phonate in die Form von Kapseln, Tabletten oder ten Verfahren hergestellt werden. Die Propan-l,2,3-tri- Körnchen gebracht werden. Für die Behandlung von phosphonsäure und ihre Salze kann man durch Um- Tieren werden die Polyphosphonate vorzugsweise dem setzumg einer Propargylverbindung von z. B. der Tierfutter, Beifuttermitteln oder Futterkonzentraten Formel 55 einverleibt. Sie können auch zusammen mit einem

pharmazeutischen Träger in Einheitsdosierungsform

H — C — C — CH₁Br hergestellt werden, wobei jede Einheitsdosis 15 mg

bis 10 g des Polyphosphonats enthält. Die bevorzugte

mit einem Hydrogendialkylphosphitester, in dem die Konzentration an Polyphosphonat in Einheitsdosie-Alkylgruppe 1 bis etwa 6 Kohlenstoff a tome enthält, 60 rungsformen für die Anwendung beim Menschen und und einem Reaktionspromotor, z. B. einem Alkali- kleineren Haustieren beträgt 15 bis 1000 mg. insbesonmetall, unter genau definierten Bedingungen herstellen. dere 100 bis 500 mg. Höhere Konzentrationen, d.h.

Butan-l,2,3,4-tetraphosphonsäure und ihre Salze von 1 bis 5 g, werden in Einheitsdosierungsformen für können nach dem in der offengelegten niederländischen die Behandlung von größeren Tieren, wie Rindvieh, Patentanmeldung 6 703 771 beschriebenen Verfahren 65 Pferden usw., bevorzugt,
hergestellt werden. Bei oraler Verabreichung sollten die erfindungsge-

Die höheren aliphatischen vicinalen Polyphospho- mäßen Arzneimittel in solcher Form vorliegen, daß die nate und ihre Salze sind nach dem in der offengelegten Polyphosphonate möglichst wenig der Mundhöhle

ausgesetzt werden. Obgleich diese Verbindungen den Zahnschmelz nicht angreifen, wenn sie in den verhältnismäßig niedrigen Konzentrationen zur Anwendung kommen, wie sie für Zahnpasten, Mundwässer, Pastillen u. dgl. für die prophylaktische Zahnbehandlung üblich sind, können die wesentlich höheren Konzentrationen an Polyphosphonaten in den erfindungsgemäßen Einheitsdosierungsformen bei wiederholter längerer Einwirkung den Zahnschmelz entmineralisieren. Für die orale Verabreichung verwendet man daher vorzugsweise Einheitsdosierungsformen, wie Kapseln, Pillen und Tabletten, die rasch hinuntergeschluckt werden. Pastillen, Tabletten zum kauen usw., die vor dem Hinunterschlucken längere Zeit in der Mundhöhle blieben, werden vorzugsweise vermieden.

Der Ausdruck »pharmazeutischer Träger« bezeichnet vorliegend ein festes oder flüssiges Verdünnungsmittel oder eine Einkapselsubstanz. Beispiele für Substanzen, die als pharmazeutische Träger dienen können, sind Zucker, wie Lactose, Glucose und Saccharose; Stärken, wie Getreide- und Kartoffelstärke; Zellulose und ihre Derivate, wie Natriumcarboxymethylcellulose, Äthylcellulose, Celluloseacetat, gepulverter Tragacanth; Malz, Gelatine, Talkum, Stearinsäure, Magnesiumstearat, Calciumsulfat, pflanzliche öle, wie Erdnußöl, Baumwollsaatöl, Sesamöl, Olivenöl, Maisöl, Kakaobohnenöl; Polyole, wie Propylenglykol, Glycerin, Sorbit, Mannit und Polyäthylenglykol; Agar, Alginsäure, pyrogenfreies Wasser, isotonische Kochsalzlösung und Phosphatpufferlösungen sowie andere verträgliche Substanzen, wie sie in pharmazeutischen Präparaten üblich sind. Netz- und Gleitmittel, wie Natriumaurylsulfat, sowie Färb- und Geschmacksstoffe und Konservierungsmittel können ebenfalls zugegeben sein.

Der pharmazeutische Träger wird in einer Menge verwendet, die ein praktisches Verhältnis von Dosis zur Größe ergibt. Vorzugsweise macht der pharmazeutische Träger etwa 0,1 bis 99 Gewichtsprozent der Gesamtzusammensetzung aus.

Tierfuttermittel, denen die Polyphosphonate zügesetzt werden können, umfassen im allgemeinen eine grobe Cellulosekomponcnte, wie Heu, Stroh, die Hüllen von Baumwollsamen, zerkleinerte Rüben, Silofutter, gemahlene Maiskolben, Maisstengel usw.; proteinhallige Bestandteile, wie ganze Körner, einschließlich Mais. Weizen, Gerste, Hafer. Roggen, Hirse und Alfaalfa; verarbeitete Körner, einschließlich Baumwollsaatmehl, Getreidemehl, Sojabohnenmehl, Leinsamenmehl und anderer Abfallprodukte der Preßölindustrie: tierische Protein, einschließlich Casein, GeIatine. Fischmehl und Schlachthausabfälle sind ebenfalls fÜT ein ernährungsmäßig ausgewogenes Futtermittel erforderlich. Tierfuttermittel können auch natürliche öle, einschließlich tierischer Fette, wie Rindertalg, Hammeltalg, Fischöle, einschließlich ölen vom Aal, Hering, Menhaden, Thunfisch, Salm und Wal enthalten. Pflanzliche öle, wie Sojabohnenöl, Sonnenblumenöl, Olivenöl, Safranöl. Maisöl,Erdnußöl. Baumwollsaatöl, Reisöl, Hirseöl, Weizenkeimöl und Palmöl können ebenfalls verwendet werden.

Außer den obengenannten Futtermittelbestandteilen kann das Tierarzneimittel Ergänzungsstoffe, nämlich Mineralien, 2. B. Knochenmehl, SaI₇. die verschiedencn Sptjrenmineralien, wie Salze des Zinks. Kupfers, Mangans, Magnesiums, Kobalts, Jods und Eisens,enthalten. Auch Antibiotika, Steroide, Wurmmittel und andere Arzneimittel oder das Wachstum stimulierende Mittel können in die Futtermittel eingearbeitet werden.

Ferner können verschiedene Vitamine einverleibt werden, um Mangel auszugleichen, die durch die Auswahl der anderen Futtermittelbestandteile hervorgerufen werden. Es können ferner andere Futtermittelbestandteile, wie Casein, andere Milchnebenprodukte und synthetische Stickstoffverbindungen, wie Harnstoff, zugesetzt werden.

Die Pplyphosphonate können wie oben beschrieben dem fertigen Futtermittel, Futterkonzentraten oder Beifuttermitteln zugesetzt werden, die mit dem rohen Grundfutter und den Proteinfutterbestandteilen zur Herstellung des fertigen Tierarzneimittels vermischt werden können. In der Futtermittelindustrie bezeichnet der Ausdruck »Konzentrat« oft ein Produkt, das eine verhältnismäßig große Menge an einem oder mehreren Nährstoffen, wie Protein hoher Qualität, Mineralstoffe, Vitamine u. dgl., enthält und dem Grundfuttcr zur Bildung des fertigen Futters zugefügt werden kann. Der Ausdruck »Beifuttermittel« bezeichnet ebenfalls ein spezifisches Futtermittel oder Futtermittelgemisch, das entweder dem Futtermittelkonzentrat oder dem Gesamtfutter zugemischt wird. Die Polyphosphonate können erfindungsgemäß dem Beifuttermittel, dem Konzentrat oder dem Gesamtfutter zugesetzt werden. Veteränerarzneimittel, die einen kleineren Anteil an einem oder mehreren der vorliegend beschriebenen Polyphosphonate in einem größeren Anteil eines Tierfuttermittel* enthalten, stellen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar, insofern, als sie wirksame und praktische Mittel für die Urolithiasisprophylaxe großer Tierherden darstellen, insbesondere während Perioden eines begrenzten Grasens. Die Urolithiasosprophylaxe kann bei grasenden Herden dadurch erreicht werden, daß man die Polyphosphonate dem Blocksalz einverleibt.

Die Konzentration des Polyphosphonats in den Futtermittelzusammensetzungen variiert selbstverständlich mit dem Gewicht des zu behandelnden Tieres und dem Anteil der Diät am Futtermittel. Wenn Tierherden behandelt werden, sollte die Menge an PoIyphosphonai im Futtermittel ausreichen, um, bezogen auf den durchschnittlichen Futterverbrauch und das Gewicht des Tieres, die oben angegebenen Dosen bereitzustellen. Auf jeden Fall bilden die Polyphosphonate den kleineren Teil im Gesamt futtermittel.

Es wird angenommen, daß in Folien, die die Ursache oder Folge von anomalen Calcium- und Phosphatablagerungen im Körper sind, die Polyphosphonate die Umwandlung von amorphem Calciumphosphat in kristallinen Calciumhydroxylapatit beeinträchtigen und so die Bildung von Calciumphosphatablagerangen stark verringern oder verhindern. Obgleich bestimmte anorganische Polyphosphate bald nach ihrer Verarbeitung an Tiere ebenfalls das Kristallwachsturn hemmen, werden sie zu Orthophosphaten hydrolysiert, die das Kristallwachstum nicht zu hemmen vermögen sogar selbst an der Hydroxylapatit-Bildung teilnehmen können. Demgegenüber sind die in den erfindungsgemäßen Mitteln enthaltenen Poiyphosphonate hydrolysebeständig und bleiben selbst nach ihrer Verabreichung an größere Tiere, wie Rindvieh, aktiv.

^{Test ZL}'^r Ermittlung der Hemmung

^dcs Knstallwachstums

fis Die Wirksamkeit der Polyphosphonate, das Kristall wachstum zu hemmen, wird am Knstallwachstums hemmtest demonstriert, der wie folgt durchgeführt wird:

409 646/25!

1 ml einer 0,1 m-Grundlösung von NaH₈PO₄ · H₂O wird mit 22 ml destilliertem Wasser verdünnt. Ein ml einer wäßrigen Lösung des zu untersuchenden PoIyphosphonates (mit einer Konzentration, die ausreicht, um die gewünschte Endkonzentration im Reaktionsgemisch zu ergeben) wird zu der verdünnten NaHjPO₁-Lösung gegeben und die Lösung mit Natriumhydroxyd auf den pH-Wert 7,4 eingestellt. Zu dieser Lösung wird 1 ml einer 0,1 m-Lösung von CaCl₁- 2H_tO gegeben, die zuvor mit Natriumhydroxyd auf pH 7,4 eingestellt worden war.

Dieses Gemisch wird während der gesamten Reaktionszeit konstant auf dem pH-Wert 7,4 gehalten.

Nach einer ausreichen langen Reaktionszeit (die der den Versuch Durchführende bestimmt), im allgemeinen 90 Minuten, wird die Lösung durch εϊηεθ,45μ Millipore Filterschicht filtriert. Die Fällung wird an der Luft getrocknet und mit Röntgenstrahlen analysiert. Das ausgefällte feste Calciumphosphat zeigt, wenn es aus der oben beschriebenen Lösung ohne ein Polyphosphonat gefällt wurde, ein typisches Hydroxylapatit-Muster, während das in Gegenwart kleiner Mengen Polyphosphonate unter sonst gleichen Bedingungen ausgefällte Calciumphosphat unter den Röntgenstrahlen eine amorphe Struktur zeigte.

Diejenigen Verbindungen, die sich unter den Bedingungen des beschriebenen Tests bei der Hemmung des Wachstums von Hydroxylapatit-Kristallen in Konzentrationen von weniger als 1,5 · 10~³ M als wirksam erwiesen, hemmen auch die anomale Mobilisierung und Ablagerung von Calciumphosphaten in Geweben, während verschiedene Verbindungen außerhalb des Rahmens der Erfindung, die in diesem Test nur wenig oder gar keine Wirkung zeigten, in vivo unwirksam sind.

In der Tabelle II sind die Konzentrationen verschiedener bevorzugter Polyphosphonate zusammengestellt, die zur Hemmung der Bildung von Calciumhydroxylapatit unter den oben angegebenen Bedingungen erforderlich sind.

Tabelle II

Tabelle II (Fortsetzung)

	Molare
Verbindung	Konzentration
	für die Hemmung
Äthan-l-hydroxy-lJ-diphosphon-
säure, Trinatriumsalz	2,00 · 10-*
Methandiphosphonsäure, Tri
natriumsalz	1,82 · 10-*
Methanhydroxydiphosphonsäure,
Dinatriumsalz	2,04 · 10 -*
Äthan-1,1,2-triphosphonsäure,
Tetranatriumsalz	2,00 · 10 -«
Propan-lJ^^tetraphosphonsäure,
Hexanatriumsalz	1,16 · 10-3
Äthan-l-amino-Ll-diphosphonsäure	1,00 · 10*
Methandichlordiphosphonsäure,
Trinatriumsalz	2,00 -10«
Nonan-5,5-diphosphonsäure	2,00 · 10-«
n-Pentan-l.l-diphosphonsäure	2,00 · 10-«
Methandibromdiphosphonsäure ...	5,04 · 10-5
Äthan-^-carboxy-l.l-diphosphon-
säure, Tetranatriumsalz	2,26 · 10-*
Nonan-l.l-diphosphonsäure,
Dinatriumsalz	2,01 · 10-«

Verbindung

3-Phenyl-l,l-diphosphon-prop-2-en,

Dinatriumsalz

ίο Propan-l-hydroxy-Ll^-triphos-

phonsäure, Pentanatriumsalz ... Äthan-l-hydroxy-l.l^-triphosphon-

säure, Pentanatriumsalz

Äthan-i-hydroxy-l.l^-triphosphon-

säure, Pentanatriumsalz

Methanaminodiphosphonsäure .... Methancyclohexylhydroxydiphos-

phonsäure

Phenylaminomethandiphosphon-

ao säure

Ν,Ν-Dimethylaminomethandi-

phosphonsäure

N-(2-Hydroxyäthyl)-aminomethan-

diphosphonsäure

N-Acetylaminomethandiphosphon-

säure

Propan-l,2,3-triphosphonsäure

Butan-l,2,3,4-tetraphosphonsäure.. Hexan-1,2,3,4,5,6-hexaphosphonsäure

Molare

Konzentration für die Hemmung

2,04· 1,02

1,13·

1,05 2,00

5,00 2,60 5,0 · 5,20

5,20 2,32 2,04

■ 10-*

■10-" ■ΙΟ"³

•10 ³ •ΙΟ"⁴

•ΙΟ-⁵ •ΙΟ"⁵

io-^s

• ίο-⁶

• ίο-⁶

•ΙΟ"⁴ •ΙΟ-⁴

2,22 · 10-

Die Gegenwart der in 1 abeiie II angegebenen Mengen an Polyphosphonaten in den Testlösungen des

Kristallwachstumshemmtests führt zur Bildung von amorphem Calciumphosphat an Stelle von kristallinem Calciumhydroxylapatit, der in Abwesenheit von Polyphosphonat entsteht, und die Gesamtbildung an CaI-ciumorthophosphat wird stark verringert.

Die Eigenscahft der Polyphosphonate, die anomale Verkalkung zu hemmen, wurde auch wie folgt in vivo untersucht:

Dieser Test beruht auf der Beobachtung, daß hohe Dosen von Vitamin D₃ eine übermäßige Verkalkung

in der Aorta von Ratten bewirken (vgi. G i 11 m a η η et al., J. Exp. Path, 40:1 [I960]). Weibliche Wistar Ratten mit einem Körpergewicht von 150 bis 200 g wurden in beliebiger Weise in eine Kontroiigruppe von 60 Tieren und Testgruppen von jeweils 10 Tieren ein-

geteilt. Die Tiere wurden während des ganzen Versuchs in einem thermostabilisierten Raum bei 22 C gehalten und erhielten eine normale Diät und Leitungswasser nach belieben. Alle Tiere erhielten täglich Doser von 75 000 Einheiten/kg an Vitamin D₃ über ein<

Schlundsonde, und zwar 5 Tage lang, beginnend mi¹ dem 3. und endend am 7. Tage des Versuchs. Beginnenc mit dem 1. Tag (d. h. vor der ersten Dosis Vitamin D₄ bis zur Beendigung des Versuchs wurden den Test gruppen oral über eine Schlundsonde bestimmte Dosei der verschiedenen Polyphosphonate verabreicht, un< zwar einmal am Tag. Die Verabreichung erfolgte zun Teil auch subkutan. In jedem Fall wurden die Poly phosphonate in 0,8°oiger NaCl-Lösung gelöst, wem sie in den niedrigeren Dosen verabreicht wurden, um

in destilliertem Wasser, wenn man sie in den höherei Dosen verabfolgte. Die Lösung wurde auf den pH Wert 7,4 eingestellt. Die verabreichte Menge Lösun betrug 2 ml/kg Körpergewicht Am 15. Tage wurde

die Tiere getötet und ihre Aorta zerlegt und 48 Stunden bei 120⁰C getrocknet. Nach der Bestimmung der Trockengewichte wurde in einem Muffelofen während 6 Stunden bei 800° C verascht. Der Rückstand wurde in 0,2 n-HCl gelöst und das Calcium mit Äthylendiamintetraessigsäure unter Verwendung von Calci-

chrom als Indikator in einem Titrationsphotometer nach der Methode von Irving et al., Proc. Soc. Exp. Biol. Med., 122, Nr. 3, 852 (1966), titriert. Die Ergebnisse der Verabreichung repräsentativer erfindungsgemäßer Polyphosphonate sind in der Tabelle III zusammengestellt.

Tabelle III

Verbindung	Dosis	Verab reichungsart	Calcium in γ Calcium/mg	der Aorta Verringerung
	(mg/kg)		Trockenaorta	(%)
Dinatriumsalz der Methandiphosphonsäure	3,55	oral	21	69,1
	35,5	oral	3	95,6
	3,55	subkutan	21	69,1
	35,5	subkutan	2	97,1
Dinatriumsalz der Methandichlordiphosphon-
säure	4,66	oral	43	36,8
	46,6	oral	2	97,1
	4,66	subkutan	5	92,6
	46,6	subkutan	4	94,1
Dinatriumsalz der Äthan-l-amino-l.l-diphos-	3,99	oral	46	32,4
phonsäure	39,9	oral	47	30,9
	3,99	subkutan	15	77,9
	39,9	subkutan	4	94,1
Dinatriumsalz der Methanhydroxydiphosphon-	3,81	oral	66	2,9
säure	38,1	oral	55	19,1
	3,81	subkutan	5	92,6
	38,1	subkutan	5	92,6
Dinatriumsalz der Äthan-l-hydroxy-l.l-diphos-	4,04	oral	61	10,3
phonsäure	40,4	oral	3	95,6
	4,04	subkutan	18	73,5
	40,4	subkutan	2	97,1
Tetranatriumsnlz der Äthan-1-l-hydroxy-	4,02	oral	64	5,9
1,1,2-triphosphonsäure	40,2	oral	54	20,6
	4,02	subkutan	70	—
	40,2	subkutan	19	72,1
Hexanatriumsalz der Propan-l,l,3,3-t3tra-	4,00	oral	41	39,7
phosphonsäure	40,00	oral	58	14,7
	4,00	subkutan	39	42,8
	40,00	subkutan	11	83,8
Kontrolle	0		68

Die für das Calcium und die prozentuale Verringerung in der Tabelle angegebenen Werte stellen Durchschnittswerte aus den Werten für die 10 Tiere jeder Versuchsgrappe und die 60 Tiere der Kontrollgruppe dar.

Eine zweite Kontrollgruppe aus 20 nichtbehandelten normalen Tieren wurde für die Feststellung des CaI-ciumspiegels in der Aorta normaler Tiere verwendet. Man stellte hierbei 7 γ Calcium je mg Trockengewicht der Aorta der normalen Tiere fest.

Man sieht, «daß verschiedene repräsentative Zusammensetzungen: gemäß der Erfindung die durch Vitamin D₃ verursachte Verkalkung der Aorta von Ratten wesentlich verringern.

Beispiel I

In üblicher Weise wurden Kapseln aus den folgenden Bestandteilen hergestellt:

Bestandteile mg je Kapsel

Äthan-l-hydroxy-U-diphosphon-

säure 350,00

Stärke 55,60

Natriumlaurylsulfat 2,90

Wenn die obigen Kapseln zweimal täglich oral a einen an Osteoporose leidenden Patienten mit einei Körpergewicht von 70 kg verabreicht werden, wird di K nochenent kalkung wesentlich verringert. Ähnlicl Ergebnisse werden erhalten, wenn man in den obige Kapseln an Stelle der Äthan-l-hydröxy-l,l-drpho: phonsäure Methandiphosphonsäure, Methandichlo: diphosphonsäure, Methanhydroxydiphosphonsäun Äthan-1 -amino-lj-drphosphonsänre, Phenylamin< methandiphosphonsäure, Ν,Ν-Dnnethylaroinomethai diphosphonsäure, N-{2-Hydroxyäftyr)-aininoinethai diphosphonsäure, N-Acetylaminomethandiphosphoi säure, Arninomethandiphosphonsäure, Hexan-1,2,3,·

5,6-hexaphosphonsäure oder Pent-4-en-l-hydroxy-l,ldiphosphonsäure verwendet.

Bei spiel II

In üblicher Weise wurde aus den folgenden Bestandteilen Tabletten hergestellt:

Bestandteile mg je Tablette

Methandiphosphonsäure 25,00

j t 40 00

Magn^eesiumstearat ".'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'..''. l|oO

Wenn die obige Zusammensetzung viermal täglich oral an einen Patienten verabreicht wird, dessen Körpergewicht etwa 50 kg beträgt und der Anlagen zu Nierensteinbildung hat, wird die Bildung dieser Steine wesentlich verringert.

Ähnliche Ergebnisse werden mit Tabletten erhalten, in denen die Methandiphosphonsäure durch das Dinatriumsalz der Äthan-l-hydroxy-l.l-diphosphonsäure, das Trinatriumsalz der Methandiphosphonsäure, das Dinatriumsalz der Methanhydroxydiphosphonsäure,Aminomethandiphosphonsäure,dasMonocalciumsak der Methandichlordiphosphonsäure, Naphthylaminomethandiphosphonsäure, Methancyclohexyldiphosphonsäure, Methancyclobutylhydroxydiphosphonsäure, Propan-U^-triphosphonsäure, das Pentanatriumsalz der Bulan-U.^-tetraphosphon-

^saure> °^as Monoindiumsalz der Octadec-9-en-l-hydroxy-l.l-diphosphonsäiire, das Monozinn(II)-salz der Hexadecan-1,1 -diphosphonsäure oder Propan-l.l-diphosphonsaure ersetzt ist.

Wenn man die Lactose in diesen Tabletten durch Saccharose und das Magnesiumstearat durch Natriumcarboxymethylcellulose ersetzt, so werden die gewünschten Eigenschaften der Tabletten nicht beeinträchtigt.

Weitere Tablettenzusammensetzungen gemäß dei Erfindung werden wie folgt hergestellt:

Bestandteile

Tetranatriumsalz der Äthan-l,l,2-triphos-

phonsäure

Pentanatriumsalz der Propan-1-hydroxy-

1,1,3-triphosphonsäure

Dimagnesiumsal7 der Propan-l.l,3,3-Tetra-

phosphonsäure

Trinatriumsalz der Äthan-l-hydroxy-lJ-di-

phosponsäure ..._;

Trinatriumsalz der Äthan-2-hydroxy-l,l-di-

phosphonsäure

Nonan-5,5-diphosphonsäure

Lactose

Stärke

Stearinsäure

Talkum

Calciumstearat

Äthylcellulose

Hl IV

mg je Tablette
I Vl I

VIl

VIII

80,0

97,0 45,0

35,5 100,0

31,0
13,0

6,5

1.0

16,0

120.0

31.0
13,0

6,5

1,0

16,0

50,0

73,0

57,0

6,0

9,0

85,0

97,0
45,0

35.0

30,0
30,0

5,0

1,0

15.0

25.0
25,0
30.0

15.0

Lösungen für die parenterale Verabreichung werden durch Lösen der folgenden Phosphonate in destilliertem Wasser in den angegebenen Konzentrationen, Einstellen des pH-Wertes auf 7,4 mit der dem angegebenen Salz entsprechenden Base oder mit Natriumhydro>yd im Falle von Säuren und Sterilisieren unter Anwendung von Standard-Sterilisationsmethoden hergestellt.

Tabelle (Fortsetzung)

	Phosphat	Konzen
Beispiel		tration,
	Dinatriumsalz der Äthan-1-hy-	mg/ml
X	droxy-1,1-diphosphonsäure
	Monokahumsalz der Älhan-	10,0
XI	1-hydroxy-l ,1 -diphosphon
	säure
	Diammoniumsalz der Äthan-	15,0
XII	1-hydroxy-l ,1-diphosphon
	säure
	bis-(Tnäthano!arnmoniurn)-salz	5.0
XlII	der Äthan-1-hydroxy-i,I-di
	phosphonsäure
	25.0

	Phosphat	Konzen
Beispiel		tration.
	Dinatriumsalz der Propan-	mg/ml
XIV	2,2-diphosphonsäure
	Diammoniumsaiz der Äthan-	13,0
XV	z-carnoxy-1, ι -uipnospnon- säure
	n-Pentan-1,1 -diphosphonsäure	18,0
XVI	Dinatriumsalz der n-Nonan-1,1-	8,0
XVlI	diphosphonsäure
	3-Phenyl-l ,1 -diphosphonoprop-	24,0
XVlH	2-en
	Monoammonrumsalzder Propan-	6,0
XlX	1-hydroxy-l ,1,3-triphosphon-
	säare
	Monomagnesiumsalz der Äthan-	17,0
XX	2-hydroxy-l ,1,3-triphosphon-
	säure
	Propan-1,3-diphenyl-2,2-diphos-	23.0
XXI	phonsäure :
	Propan-1.2,3-triphosphonsäure	8,0
XXII	25.0

ηο-ι re,
cyxy-
das
οη-hyder
-di-

rch
imge-

Wenn die Lösungen der vorstehenden Beispiele Tieren in einer Men«e injiziert werden, daß die gewünschten vorstehend angegebenen Dosen erreicht werden, wird die pathologische Verkalkung und die Entmineralisierung harten Gewebes wesentlich verringert. Vorzugsweise werden die Lösungen in verschlossene Ampullen für die einmalige Injektion gegeben.

Beispiel XXIIl

Ein Tierarzneimittel gemäß der Erfindung wird durch Vermählen und Mischen der folgenden Bestandteile hergestellt:

Bestandteil Gewichtsteile

Timothy-Heu 960

Entwässertes Alfaalfa 40

Gelber Mais 600

Getreidestärke 310

Jodiertes Salz 10

Knochenmehl 20

Seesalz 2

Sojabohnenmehl 30

Biuret _. 28

Dinatriumsalz der Äthan-1-hydroxy-

1,1-diphosphonsäure 0,694

Diese Zusammensetzung wird in einer Menge von etwa 5,4 kg pro Tag an 181 kg schwere säugende junge Ochsen verfüttert. Die in dieser Weise zugeführte Dosis Polyphosphonat beträgt etwa 1,8 g gro Tag. Bei den mit diesem Futter gefütterten Tieren trat Urolithiasis in wesentlich geringerem Maße auf als bei Kontrolltieren, die das gleiche Futter, jedoch ohne Polyphosphonat, erhalten hatten.

Ähnliche Ergebnisse werden erhalten, wenn man in der obigen Tierarzneimitldzusammensetzung an Stelle des Dinatriumsalzes der Äthan-l-hydroxy-l.l-diphosphonsäure Methandiphosphonsäure, Methandichlordiphosphonsäure, Methanhydroxydiphosphonsäure, Äthan-l-amino-l.l-diphosphonsäurejPhenylaminomethandiphosphonsäure, Ν,Ν-Dimethylaminomethandiphosphonsäure, N-(2-Hydroxyäthyl)-aminomethandiphosphonsäure, N-Aeetylaminomethandiphosphonsäure, Aminomethandiphosphonsäure, Hexan-1,2,3, 4,5,6-hexaphosphonsäure oder Pent-4-en-l-hydroxy-1,1,-diphosphonsäure verwendet.

Beispiel XXlV

Ein veterinärmedizinisches Beifuttermittelkonzentrat wird durch inniges Vermischen der folgenden Bestandteile erhalten:

Bestandteil Gewichtsteile

Biuret 400

Getrocknete Brauereikörner 25

Entwässertes Alfaalfa 43

Jodiertes Salz i0

Tricalciumphosphat 2

Methandiphosphonsäure 4

»o Diese Zusammensetzung eignet sich zum Vermischen mit Silofutter, zerkleinertem Heu, gemahlenen Körnern u. dgl. zur Herstellung eines Gesamtfuttermittels für Wiederkäuer. Wenn es in einer Menge von 113 g täglich zusammen mit Hülsenfrüchten an grasende

säugende Lämmer verfüttert wird, verringert dieses Tierarzneimittel das Auftreten der Urolithiasis wesentlich.

Ähnliche Ergebnisse werden erzielt, wenn man in dem obigen Futtermittelkonzentrat die Methandi-

phosphonsäure durch das Dinatriumsalz der Äthanl-hydroxy-l,l-diphosphonsäure, das Trinatriumsalz der Methandiphosphonsäure, das Dinatriumsalz der Methanhydroxydiphosphonsäure, Aminomethandiphosphonsäure, idas Monocalciumsalz der Methandi-

chlordiphosphonsäure, Naphthylaminomethandiphosphonsäure, Propan-l^^-triphosphonsäure, das Pentanatriumsalz der Butan-l^^Atetraphosphonsäure, das Monoindiuimsalz der Octadec^-en-l-hydroxy-l.l-diphosphonsäure, das Monozinn(II)-salz der Hexa-

decan-l.l-diphosphonsäure oder Propan-l.l-diphosphonsäure ersetzt.

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Arzneimittel zur Verhinderung der Ablagerung und Mobilisierung von Calciumphosphat in menschlichen und tierischen Geweben, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Polyphospbonat der Formeln