DE2424496A1

DE2424496A1 - Zusammensetzung zur herstellung eines mittels zur scintigraphischen abtastung der knochen

Info

Publication number: DE2424496A1
Application number: DE2424496A
Authority: DE
Inventors: Marion David Francis; Andrew John Tofe
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1973-05-23
Filing date: 1974-05-20
Publication date: 1974-12-12
Also published as: ZA743158B; FR2230375B1; BE815396A; FR2230375A1; DE2424496B2; DE2424496C3; NL7406953A

Description

Zusammensetzung zur Herstellung eines Mittels zur scintigraphischen Abtastung der Knochen

Vorliegende Erfindung betrifft eine Zusammensetzung, die zur Herstellung eines hochwirksamen Mittels auf Basis von Technit<?um~99m für die seintigraphische Abtastung der Knochen geeignet ist.

Vor einiger Zeit wurde erkannt, daß herkömmliche Röntgenstrahlen-Methoden zur Aufdeckung vieler Arten von Erkrankungen im Prühstadium, wodurch eine wirksame Behandlung ermöglicht wird, nicht völlig zufriedenstellend sind. Ein besonderer Mangel bei der Prüfung mit Röntgenstrahlen ist die Unfähigkeit dieses Verfahrens, Metastasen am Skelett in ihrem Anfangsstadium, wo noch eine bedeutungsvolle Behandlung möglich ist, zu entdecken. Neuere Arbeiten auf dem Gebiet der "Knochenabtastung" zur Entdeckung von Meta-

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stasen richteten sich auf die Verwendung von radioaktiven

18 Isotopen, insbesondere des Isotops Fluor-l8 ( F), welches selektiv zum Skelett und insbesondere zu "aktiven" Stellen auf diesem, wie z.B. den Gelenken und Tumor-Stellen^wandert, wo sein Austausch mit den Hydroxylgruppen im Calciumhydroxylapatit stattfindet. Infolge seiner kurzen Halbwertszeit (llo Minuten), der eine sehr kurze Haltbarkeit und eine hohe Emission von Energie gegenüber steht, welche es zur Verwendung zusammen mit bestimmten Anzeigevorrichtungen, insbesondere der Anger-Scintillationskamera,

lfi

ungeeignet macht,-hat jedoch die Anwendung von P gewisse Grenzen. Ferner erfordert seine Herstellung sehr aufwendige und teuere Vorrichtungen, und es ist infolgedessen zur Herstellung am Ort seiner Anwendung völlig ungeeignet.

Zur Knochenabtastung wurde auch das Strontium-85-Isotop ( -⁵Sr) verwendet, welches das Skelett aufsucht, um insbesondere an aktiven Stellen sich gegen das Calcium im Calciumphosphat auszutauschen. Strontium-85 mit einer Halbwertszeit von 65 Tagen liegt am entgegengesetzen

18
Ende von F des üblichen Halbwertszeitspektrums. Während

1 8

diese (im Vergleich zu P) beträchtlich "erhöhte Halbwertszeit eine wünschenswerte Lagerungsfähigkeit bedingt, ist es jedoch erforderlich, daß sehr lange Abtastzeiten eingehalten werden, um eine brauchbare Abtastung zu erreichen, und zwar aufgrund des geringen Strahlungsemissionsgrades.

Neuerdings und aufgrund der Machteile mit den außerordentlich kurzen bzw. langen Halbwertszeiten von F bzw. Sr, richtete sich das Interesse auf Technetium-99m (^y- ^!Tc), welches eine Halbwertszeit von 6 Stunden aufweist. Das Interesse an ^y"^mTc nahm auch aufgrund dessen zu, daß gut handhabbare kommerzielle Vorrichtungen zu seiner Erzeugung, wo es benötigt wird, zur Verfügung stehen. Eine Lösung von "^mTc in der oxidierten Form des Pertechnats ("¹¹¹")

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wird aus kommerziellen Generatoren durch Elution mit einer isotonischen Kochsalzlösung (o,9 Gew..-? Natriumchlorid) erhalten. Ein kommerzieller, derzeit zur Herstellung einer Pertechnatlösung zur Verfugung stehender Generator ist der unter dem Namen ''Technetope HiCon"

im Handel befindliche Generator der Firma E.R. Squibb

QQm — Company. Auch ist ein extrahiertes ^y TcO₁, in iso-

tonischer Kochsalzlösung im Handel (Handelspr-odukt "Instant Tech." der Firma New"England Nuclear of Boston₃ Massachusetts).

Technetium-QQni unterscheidet sich sowohl von F als auch ^Sr darin, das es nicht spezifisch das Skelett aufsucht oder mit diesem reagiert. Seine Verwendung hängt infolgedessen von seiner Verbindung oder Komplexbildung mit Stoffen ab, welche das Skelett aufsuchen. Bei den ersten Versuchen zur. Abtastung des Skelettes mit , ¹¹¹Tc wurden Polyphosphate als Mischungs-Komplexbildungsmittel verwendet, was zu recht guten Erfolgen führte.

QQm
•Nachfolgende Versuche, Tc zu verwenden, umfassen ein Vermischen einer wässrigen Lösung von Dizinn-(II)-äthanl-hydroxy-l,l-diphosphonat mit einer Lösung eines nichtzinnenthaltenden Phosphonates. Die erhaltene Lösung wurde sodann mit einem Pertechnat vermischt, wobei sich ein Komplex bildete, vrelcher das Skelett aufsucht.. Ein derartiges System ist in Journal of Nuclear Medicine, Bd. 1*1, Nr. 2, S. 73-78, und Journal of Nuclear Medicine, Bd. 13, Nr. 12, S. 9^7-9^9 beschrieben. Während dieses Verfahren zu einer Skelettabtastung führte, welche sich den zuvor zur Verfügung stehenden Verfahren überlegen erwies, zeigte es dennoch zu große Mängel, insbesondere eine be-

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grenzte Stabilität der Lösung des Dizinn-äthan-1-hydroxyli-1-diphosphonats. Die Herstellung eines löslichen, stabilen, trockenen Systems zur Verwendung mit einer Pertechnatlösung zur Bildung eines Mittels zur Knochenabtastung stieß auf Schwierigkeiten. Beispielsweise erwies sich die Anwendung der Lyophilisierung (Gefriertrocknung) als herkömmliches Verfahren zur Bildung eines geeigneten löslichen, stabilen Feststoffes aus einer unstabilen Lösung nur im begrenztem Ausmaß erfolgreich, offensichtlich aufgrund von hydrolytischen Problemen mit dem Zinn-CEI)-Ion.

Demgemäß ist die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, ein lösliches, stabiles Produkt zur Verfügung zu stellen, welches nach Zugabe einer Pertechnatlösung ein wirksames Mittel zur Abtastung der Knochen bildet, und welches
eine möglichst hohe Skelettselektivität (d.h., ein hohes Verhältnis der Aufnahme am Skelett zur Aufnahme in den
weichen Geweben) zeigt.

Diese Aufgaben werden durch eine Zusammensetzung gelöst, welche gewisse Phosphonsäuren oder ihre pharmazeutisch brauchbaren Salze und ein pharmazeutisch brauchbares Zinn-(II)-, Chrom-(II)- oder Eisen-(II)-Salz enthält.

Zur Herstellung eines Mittels zur Knochenabtastung wird die erfindungsgemäße Zusammensetzung, bestehend aus einem wasserfreien Gemisch eines ganz bestimmten Phosphonates und einem nicht-toxischen, wasserlöslichen Zinn-(II)-, Eisen-(II)- oder Chrom-(II)-Salz, in einer Pertechnatlösung aufgelöst.

Der Erfindung liegt die Entdeckung zugrunde, daß ein stabi-

99m
ler Tc-Komplex gebildet werden kann durch die direkte Zugabe einer Pertechnatlösung zu einem reduzierenden Metallion in Salzform in Kombinationmit gewissen Mono-, Di- oder

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Polyphosphonaten, die im folgenden in der Regel als Phosphonate bezeichnet werden, wodurch die einfache Herstellung eines hochstabilen Produktes ermöglicht wird, welches zum Verkauf in Form einer Ausrüstung geeignet ist. Der Inhalt einer Ampulle mit dem Produkt bildet nach Zugabe einer Pertechnatlösung ein sehr wirksames Mittel zur Knochenabtastung.

Zahlreiche Mono-, Di- und Polyphosphonsäuren sowie deren pharmazeutisch brauchbaren Salze sind derzeit bekannt, welche, sich nach Injektion ihrer Lösungen in einen Patienten am Skelett anreichern. Zu diesem Zweck brauchbare Arten umfassen folgende Mono-, Di- und Polyphosphonate:

I.

PO₃H₂

-R

worin R jeweils ein Wasserstoffatom oder die Gruppe-CH_OH, und η eine ganze Zahl von 3 bis Io bedeutet;

II.

-R,

PO₃H₂

worin R₁ ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis etwa 2o Kohlenstoffatomen, eine Alkenylgruppe mit 2 bis etwa 2o Kohlenstoffatomen, eine Arylgruppe (z.B. die Phenyl- oder Naphthylgruppe), eine Phenyläthenyl- oder Benzy!gruppe, ein Halogenatom (z.B. das Chlor-, Brom- oder Fluoratom), eine Hydroxyl-, Amino- oder substituierte Aminogruppe (z.B. die Dimethylamino-, Diäthylamino-, N-Hydroxy-Nräthylamino- oder Acetylaminogruppe), die Gruppen -CH₂COOH, -CH₂PO₃H₂, CH(PO₃H₂) (OH) oder -[CH₂C(PO₃H₂)₂]_n-H worin η 1 bis 15 ist, darstellt, und R₂ ein Wasserstoffatom, eine, niedere Alkyl-

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gruppe (z.B. die Methyl-, Äthyl-, Propyl- oder Butylgruppe) , eine Amino- oder Benzylgruppe, ein Halogenatom (z.B. das Chlor-, Brom- oder Fluoratom), eine Hydroxylgruppe oder die Gruppen -CH₂COOH, -CH₂PO₃H₂ oder -CH₂CH₂PO₃H₂ bedeutet;

ΡΟ-,Η,

III. "^(CH2>n ^CH ^c °^H

worin η eine ganze Zahl von 3 bis 9 bedeutet;

f°3^H2

IV. H_o0,P C C ^PO3^H2

R₃ R₃

worin R, jeweils ein Wasserstoffatom oder eine niedere Alkylgruppe (z.B. die Methyl-, Äthyl-, Propyl- oder Butylgruppe) bedeutet;

V. (CP₂)_n

C-PO

worin η eine ganze Zahl von 2 bis 4 bedeutet;

0 0

HO P O P OH

VI. } \

H_C C 0 C CH, '

⁵I I

HO P-OH HO P OH

Il Η

40985Ö/1063 °

— 7 —

COOH COOH

I I

VII. C C

I · I-

H ^PO3^H2

VIII.

O=rp — OH O=P ¹OH

H OH

OH

H 0—P OH

I 1

c c

• I

IX. H O=P OH

I OH

COOH COOH

χ—c C Y

I ι

PO₃H₂ PO₃H₂

worin X und Y jeweils ein Wasserstoffatom oder eine Hydroxylgruppe bedeuten; sowie die nicht-toxischen Salze aller der zuvor genannten Phosphonate, welche in einer- im wesentlichen neutralen wässrigen Lösung mit den nachfolgend aufgezählten Reduktions-Komplexbildungsstoffen, d.h. den Zinn-(II)-, Eisen-(II)- oder Chrom-(II)-Salzen_; unter Bildung der entsprechenden Zinn-(II)-, Eisen-(II)- bzw. Chrom-(II)-Phosphonatsalze sich umsetzen. Geeignete reaktive Phosphonatsalze (welche im folgenden als pharmazeutisch brauchbare Salze bezeichnet werden} welche bei der vorliegenden Erfindung

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benutzt werden können, sind z.B. die Natrium-, Kalium-, Ammonium- und substituierten Ammoniumsalze niederen Molekulargewichts (z.B. das Mono-, Di- und Triäthanolaminsowie quatäre Ammoniümsalz) der obigen Phosphonate und deren Gemische.

Beispiele für brauchbare Polyphosphonate der obigen Formel I sind: Propan-1,2,3-triphosphonsäure; Butan-1,2,3,4-tetraphosphonsäure; Hexan-1,2,3,4,5,6-hexaphosphonsäure; Hexanl-hydroxy-2,3 ₃ 4 > 5»6-pentaphosphonsäure; Hexan-1,6-dihydroxy-2,3 , 4,5-tetraphosphonsäure; Pentan-1,2,3,4,5-pentaphosphonsäure; Heptan-l,2,3,4,5,6,7-heptaphosphonsäure; Octan-1₉2, 3_a4,5,6,7,8-octaphosphonsäure, Nonan-1,2,3,4,5^6,7,8,9-nonaphosphonsäure; Decan-1,2,3,4,5,6,7,8,9,lo-decaphosphonsäure sowie die pharmazeutisch brauchbaren Salze dieser Säuren, z.B. die Natrium-, Kalium-, Ammonium-, Triäthanolammofiium-, Diatho.nolammonium-und Monoäthanolammoniumsalze.

Propan-l,2,3-triphosphonsäure und ihre Salze können nach dem Verfahren gemäß der US-PS 3 743 688 hergestellt werden.

Butan-l,2,3i4-tetraphosphonsäure und deren Salze können nach dem Verfahren gemäß der US-PS 3 755 5o4 hergestellt werden.

Die höheren aliphatischen, vicinalen Polyphosphonate und ihre Salze können nach dem Verfahren gemäß der US-PS 3 584 o35 hergestellt werden.

Beispiele für brauchbare Polyphosphonate, welche unter die

fallen^
Formel II'sind Äthan-l-hydroxy-l,l-diphosphonsäure; Methan-

(Li

diphosphonsäure; Methanhydroxyphosphonsäure; Äthan-1,1,2-triphosphonsäure; Propan-1,1,3,3~tetraphosphonsäure; Äthan-2-phenyl-l,l-diphosphonsäure; Äthan-2-naphthyl-l,l-diphosphonsäure; Methanphenyldiphosphonsäure; Äthan-l-amino-1,1-diphosphonsäure; Methandichlordiphosphorsäure; Nonan-5,5-

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diphosphonsäure; n-Pentan-1,1-diphosphonsäure; Methandifluordiphosphonsäure; Methandibromdiphosphonsäure; Propan-2,2-diphosphonsäure; Äthan-2-carboxy-l,1-diphosphonsäure; Propan-l-hydroxy-1,1,3-triphosphonsäure; A'than-2-hydroxy-l, 1,2-triphosphonsäure; Äthan-1-hydroxy-1,1,2-triphosphonsäure; Propan-1,3-dipheny1-2,2-diphosphonsäure; Nonan-1,1-diphosphonsäure; Hexadecan-1,1-diphosphonsäure; Pent-4-en-1-hydroxy-l,1-diphosphonsäure; Octadec-9-en-l-hydroxy-l,1-diphosphonsäure; 3-Phenyl-l,l-diphosphono-prop-2-en; Octan-1,1-diphosphonsäure; Dodecan-1,1-diphosphonsäure; Phenylaminomethandiphosphonsäure; Naphthylaminomethandiphosphonsaur e ; Ν,Ν-Dimethylaminomethandiphosphonsäure; N-(2-Dihydroxyäthyl)-aminomethandiphosphonsäure; N-Acetylaminomethandiphosphonsäure; Aminomethandiphosphonsäure und Dihydroxymethandiphosphonsaure und die pharmazeutisch brauchbaren Salze dieser Säuren, z.B die Natrium-, Kalium-, Ammonium-, Triäthanolammonium-, Diäthanoiammonium- und Monoäthanolammoniuinsalze.

Äthan-l-hydroxy-1,1-diphosphonsäure, ein besonders bevor- . zugtes Polyphosphonat_;hat die Formel CH₅C(OH) (ΡΟ-,Η,,) ₂· Diese Säure könnte auch nach einer unter dem Gesichtspunkt der Reste getroffenen Nomenklatur als 1-Hydroxyäthylidendiphosphonsäure bezeichnet werden.

Während jedes beliebige pharmazeutisch brauchbare Salz der Äthan-l-hydroxy-1,1-diphosphonsäure bei der Ausführung der Erfindung verwendet werden kann, werden jedoch Gemische des Dinatrium- und Trinatriumsalzes am meisten bevorzugt. Die anderen Natrium-, Kalium-, Ammonium- und Mono-, Di- sowie. Triäthanolammoniumsalze und deren Gemische sind ebenfalls brauchbar, vorausgesetzt, daß bei der Steuerung der Gesamtaufnahme der Kationenart in die Salzzusammensetzung Vorsicht walten gelassen wird. Diese Verbindungen können nach einem beliebigen geeigneten Verfahren hergestellt werden, jedoch ist ein besonders bevorzugtes Verfahren das gemäß der US-PS 3 4oo 149.

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- Io -

Methanhydroxydiphosphonsäure und verwandte Verbindungen können beispielsweise durch Umsetzung von Phosgen mit einem Alkalimetall-eZialkylphosphit hergestellt werden. Eine vollständige Beschreibung dieser Verbindungen und ein Verfahren zu ihrer Herstellung sind in. der US-PS 3 422 137 enthalten.

Methandihydroxydiphosphonsäure und ihre brauchbaren Salze sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben sind in der US-PS 3 ^97 313 beschrieben.

Methandiphosphonsäure und brauchbare verwandte Verbindungen sind eingehend in der US-PS 3 213 o3o beschrieben. Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung dieser Verbindungen ist in der US-PS 3 251 9o7 offenbart.

Äthan-l,l,2-triphosphonsäure und verwandte Verbindungen, welche für die Zusammensetzungen gemäß der Erfindung verwendet werden können, sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung sind in der US-PS 3 551 339 beschrieben.

Propan-l,l,3a3-tetraphosphonsäure und verwandte brauchbare Verbindungen sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben sind in der US-PS 3 4oo 176 offenbart. Die höheren Methylenunterbrochenen- methylen-diphosphonat-Polymeren können durch Polymerisation von Äthylen-l,l-diphosphonat erhalten werden.

Pentan-2,2-diphosphonsäure und verwandte, brauchbare Verbindungen können gemäß dem in J. Amer. Chem. Soc, Bd. 75, S. 15oo (1953) beschriebenen Verfahren erhalten werden. Beispiele für Phosphonate, welche unter die Formel III fallen, sind folgende: Methancyclobutylhydroxydiphosphon-, Methancyclopentylhydroxydiphosphon-, Methancyclohexylhydroxydiphosphon-, Methancycloheptylhydroxydiphosphon-, Hsthan-

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cyclooctylhydroxydiphosphon-, Methancyclononylhydroxy-„diphosphon- und Methancyclodecylhydroxydiphosphonsäure. Jedes der Natrium-, Kalium-, Ammonium-, Monoäthanolammonium-, Diäthanolammonium- und Triäthanolammoniumsalze der zuvor genannten Methancycloalkylhydroxydiphosphonsäuren sowie jedes andere pharmazeutisch brauchbare Salz dieser Säuren suchen auch selektiv das Skelett auf.

Die Phosphonate der Formel III können nach den in der US-PS 3 584 125 beschriebenen Verfahren hergestellt werden.

Die Phosphonate der Formel IV^ welche zum Zweck der Erfindung bevorzugt werden, sind Tris-(phosphonomethyl)-amin; Tris-(l-phosphonoäthyl-)-amin und Tris-(2-phosphono-2-propyl)-amin sowie deren pharmazeutisch brauchbaren Salze. Insbesondere bevorzugt ist Tris-(phosphonomethyl)-amin. Beispielsifeise können auch folgende Verbindungen verwendet werden:

(a) Bis-(phosphonomethyl)-l-phosphonoäthyl-arain;

(b) Bis-(phosphonomethyl)-2-phosphono-2-propyl-amin;

(c) Bis-(1-phosphonoäthy1)-phosphonomethyl-amin;

(d) Bis-(2-phosphono-2-propy1)-phosphonomethyl-amin;

(e) Tris-(l-phosphono-l-pentyl)-amin;

(f) Bis-(phosphonomethyl)-2-phosphono-2-hexyl-amin sowie

(g) die pharmazeutisch brauchbaren Salze der Säuren (a) bis Cf), z.B. die Natrium-, Kalium-, Ammonium-, Triäthanolammonium-, Diäthanolammonium- und Monoäthanolammoniumsalze.

Die Tris-(phosphonoalkyl)-amine können beispielsweise hergestellt werden, indem man zuerst den entsprechenden Ester gemäß nachfolgender allgemeinen Reaktionsweise herstellt:

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3(RO)₂P(O)(H) + 3 C = 0 + NH₃

R₂ R₂

worin R eine Alkylgruppe und R. und Rp Wasserstoffatorae oder niedere Alkylgruppen sind.

Die freien Säuren können durch Hydrolyse der Ester unter Verwendung von starken Mineralsäuren, wie z.B. Salzsäure, hergestellt werden. Die Salze werden in üblicher Weise durch Neutralisation der Säure mit der Base des gewünschten Kations hergestellt.

Die Herstellung der Tris-(phosphonoalkyl)-amine ist in der CA-PS 753 2o7 offenbart.

Beispiele für Phosphonate"der Formel V sind: (1) 3,3,4,4,5,5-Hexafluor-l,2-diphosphonocyclopent-l-en; (2) 3,3,4_S4,-Tetrafluor-l_s2-diphosphonocyclobut-l-en und (3) 3,3,4,4,5,5,6,6,-Octafluor-1,2-diphosphonocyelohex-l-en.

Die Perfluordiphosphonocycloalkene können beispielsweise durch Umsetzung von Trialkylphosphiten mit 1,2-Dichlorperfluorcycloalk-1-enen nach den in J. Org. Chem., Bd. 31, Nr. 5, S. 1521, beschriebenen Verfahren hergestellt werden.

Im vorliegenden wird auf das Phosphonat der Formel VI als cyclische Tetraphosphonsäure bezug genommen. Diese Verbindung und ihre pharmazeutisch brauchbaren Salze können nach jedem geeigneten Verfahren hergestellt werden, ein besonders bevorzugtes Verfahren ist jedoch in der US-PS 3 387 o24 offenbart.

Unter die Formel VII fallende brauchbare Phosphonate sind Ä'then-l,2-dicarboxy-l-phosphonsäure und deren pharmazeutisch brauchbaren Salze, wie z.B. das Natrium-, Kalium-,

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Ammonium-, Triäthanolammonium-, Diäthanoiammonium- sowie Monoäthanolammoniumsalz. Während die obige Formel VII die cis-Isomeren darstellt, sind die entsprechenden transisomeren ebenfalls brauchbar. Wenn im folgenden auf Äthan-1,2-dicarboxy-1-phosphonsäure oder deren Salze Bezug genommen wird, sind, wenn nicht anderweitig vermerkt, die eis- und trans-Isomeren und deren Gemische in Betracht zu ziehen.

Äthen-l,2-dicarboxy-l-phosphonsäure und verwandte, brauchbare Verbindungen können durch Umsetzung. eines Esters der Acetylendicarbonsäure mit einem Dialkylphosphit und nachfolgender Hydrolyse und Verseifung hergestellt werden. Dieses Verfahren ist genauer in der US-PS 3 584 124 beschrieben.

Das Natriumsalz der Formel VIII kann nach dem Verfahren der US-PS 3 641 126 durch Umlagerung einer 2-Halogenäthan-lhydroxy-l,l-diphosphonsäure mit etwa 3 Äquivalenten Natriumhydroxid erhalten werden.

Das Phosphonat der Formel IX kann nach dem Verfahren der DOS 2 o26 o78 erhalten werden.

Beispiele für brauchbare Carboxyphosphonate der Formel X sind: Äthan-l,2-dicarboxy-l,2-diphosphonsäure; Äthan-1,2-dicarboxy-l^-dihydroxy-l^-diphosphonsäure; Äthan-l,2-dicarboxy-l-rhydroxy-l,2-diphosphonsäure sowie die pharmazeutisch brauchbaren Salze dieser Säuren, z.B. die Natrium-. Kalium-, Ammonium-, Triäthanolammonium-, Diäthanolammoniumsowie Monoäthanolammoniumsalze.

Äthan-l,2-dicarboxy-l,2-diphosphonsäure,. ein im vorliegenden bevorzugtes Carboxyphosphonat, hat die Formel CH(COOH)(PO₃H₂)Ch(COOH)(PO₃H₂). Die zweckmäßigsten, kristallisierbaren Salze dieser Säure werden erhalten, wenn 3,4 oder 5 der Säurewasserstoffatome durch Natrium ersetzt werden.

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Während bei der Durchführung vorliegender Erfindung beliebige pharmazeutisch brauchbare Salze der Ä'than-l,2-dicarboxy-1,2-diphosphonsäure benutzt werden körnen, sind das Tetranatriumdihydrogensalz, das Trinatriumtrihydrogensalz, das Dinatriumtetrahydrogensalz sowie das Mononatriumpentahydrogensalz und die Gemische dieser Salze besonders brauchbar. Die anderen Kalium-, Ammonium- und Mono-, Di- sowie Triäthanolammonium- etc. Salze und deren Gemische sind auch brauchbar, vorausgesetzt, daß man bei der Steuerung der Gesamtaufnahme der Kationenart in die Salzzusammensetzung Vorsicht walten läßt.

Äthan-l,2-dicarboxy-l,2-diphosphonsäure und deren geeignete Salze können auf jede herkömmliche V/eise hergestellt werden. Beispielsweise kann zur Herstellung des Esters der Äthan-1,2-dicarboxy-l,2-diphosphonsäure, welcher seinerseits durch übliche Hydrolyse in die Form der freien Säure übergeführt werden kann, das von Pudovik in "Soviet Research on Organo-Phosphorus Compounds", 1949-1956, Part. Ill, 547-585C beschriebene Verfahren benutzt werden. Zur Herstellung eines gewünschten Salzes dieser Säure kann mit Alkaliverbindungen, wie z.B. Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid oder Carbonaten, eine Neutralisation vorgenommen werden. Eine genauere Beschreibung dieser Verbindungen ist in der US-PS 3 562 166 enthalten.

Äthan-1,2-carboxy-l,2-dihydroxy-l,2-diphosphonsäure und
verwandte brauchbare Verbindungen können durch Umsetzung eines Esters der Äthan-1,2-dicarboxy-l,2-diphosphonsäure mit einem Alkalxmetallhypohalogenit und nachfolgende Hydrolyse sowie Verseifung hergestellt werden.

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Dieses Verfahren ist in der US-PS 3 579 57o detailliert beschrieben.

Zur Herstellung der erfxndungsgemäßen Zusammensetzung können auch Gemische von beliebigen, zuvor genannten Phosphonsäuren urid/oder deren Salze verwendet werden.

Bei¹einer ganz besonders bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung werden Gemische von Dinatrium- und Trinatrium-äthan-l-hydroxy-l,l-diphosphonatsalzen verwendet, bei denen das Molverhältnis des Dinatriumsalzes zum Trinatriumsalz etwa 4:1 bis 1:1, insbesondere 3:1 bis 1:1 beträgt. Diese bevorzugten Phosphonatsalz gemische ergeben besonders gute graphische Abtastungen (hervorragende Aufnahme durch das Skelett und geringe Aufnahme durch die weichen Gewebe).

Aus nachfolgend erwähnten Gründen ist es jedoch vorzuziehen, die Menge an Zinn-(II)-', Chrom-(II)- oder Eisen-(II)-Salzen der Polyphosphonate auf nicht mehr als etwa 5% der Gesamtmenge zu begrenzen.

Um die Pertechnatlösung (z.B. eine aus dem zuvor genannten Generator stammende) zu reduzieren und das erhaltene Technetium-99m in einen Komplex zu überführen,wird in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen ein Sn-(II)-, Cr-(II)-od.er Fe-(II)-SaIz verwendet. Die Verwendung einer wässrigen Lösung von Dizinn-äthan-l-hydroxy-ljl-diphosphonat als Reduktion:?- und Komplexbildungsmittel ist bekannt. Eine derartige Lösung ist jedoch über längere Zeit hinweg instabil ( d.h. sie hydrolysiert und/oder oxidiert) und sie muß infolgedessen in einer verhältnismäßig kurzen Zeit nach ihrer Hersteilung verwendet werden. Bei einem teil-

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weise erfolgreichen Versuch, dieses Problem zu lösen, wurden gemäß dem Stand der Technik den Sauerstoffzutritt verhindernde Verpackungen (z.B. Glasampullen, womit jedoch die Möglichkeit von Glassplittern im Produkt verbunden war) vorgesehen, oder es wurden auch große Überschüsse an reduzierenden Metallionen (z.B, Zinn-(II)-Ionen) verwendet, um sicher, zu gehen, daß genügend Reduktionskapazität zurückbleibt, wenn auch im gewissen Ausmaß Oxidation auftritt. Letzteres kann aber zur Einführung unerwünscht hoher Mengen derartiger Metalle in den Patient- führen. Ein anderer, jedoch nicht vollständig zufriedenstellender Versuch war die Verwendung hobh sauerer Lösungen, um die Hydrolyse des Zinn-(II)-Ions auf ein Minimum herabzusetzen zu versuchen.

Es wurde nun gefunden, daß gewisse Zinn-(II)-, Chrom-(II)- und Eisen-(II)-Salze (insbesondere die Chloride und Sulfate) zusammen mit den zuvor genannten Phosphonaten (isbesondere den bevorzugten Gemischen von Dinatrium- und Trinatrium-äthan-l-rhydroxy-ljl-diphosphonat) in wasserfreier Form zur Zugabe zu einer Pertechnatlösung geeignet sind, wobei ein Mittel zur Knochenabtastung mit hervorragender Skelettselektivität und geringer Aufnahme von Metallen erhalten wird. (Im folgenden wird unter dem Begriff "Mittel" das Produkt, welches.in den Menschen oder das Tier, bei denen die Abtastung des Skelettes durchzuführen ist, injiziert wird, verstanden, während unter den Begriffen "Ausrüstung" und "Gemisch" die Bestandteile für dieses Mittel, mit Ausnahme der Technetiumlösung, welche zur Bildung des Mittels nachfolgend zugegeben wird, verstanden wird).

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Ein derartiges Gemisch in trockener Form ist ferner praktisch vollständig stabil, wodurch ein Hauptproblem des Standes der Technik ausgeschaltet wird. Die Wirksamkeit des aus den Ausrüstungen hergestellten Mittels ist im Hinblick auf die Schwierigkeiten überraschend, welche bei den Versuchen zur Herstellung einer geeigneten Ausrüstung durch Lyophylisierung der Lösungen gemäß dem Stand der Technik auftraten, welche ein herr kömmliches pharmazeutisches Verfahren zur Bildung eines stabilen trockenen Produktes ist.

Es wurde nun gefunden, daß ein hochwirksames und spezifisches Mittel zur Knochenabtastung durch Zugabe einer in herkömmlicher Weise hergestellten Pertechnatlösung zu einem Gemisch eines "reduzierenden und komplexbildenden Salzes" (d.h. ein wasserfreies, nicht-toxisches Salz der reduzierenden und komplexbildenden ZXmI-(II)" Eisen-(II)- und Chrom-(II)-Ionen) mit einem Phosphonat der zuvor genannten Gruppen erhalten wird. Infolge ihrer allgemein anerkannten Sicherheit sind die Chloride und Sulfate insbesonders bevorzugte reduzierende und komplexbildende Salze, wobei die Zinn-(II)-Salze und insbesondere wasserfreies Zinn-(II)-Chlorid besonders bevorzugt sind (aufgrund des idealen Reduktxonspotentxals des Zinn-(II)-Ions und der Abwesendheit von adsorbiertem Wasser).

Es wurde ferner gefunden, daß die Verhältnisse des reduzierenden und komplexbildenden Salzes zum Phosphonat im Gemisch die Wirksamkeit des hieraus hergestellten Mittels beeinflußt. Wenn beispielsweise ein Gemisch von Zinn-(II)-Chlorid und Dinatrium-äthan-l-hydroxy-1,1-diphosphonat verwendet wird, ist der hieraus resultierende "aktive" Komplex in dem Mittel ein solcher, welcher Technetium (welches aus Reduktion des Pertechnats mit dem Zinn-(II)-Ion entsteht) und Dizinn-äthan-l-hydroxy-1,1-diphosphonat umfaßt. Ein Mittel zur Abtastung eines Menschen mit einem

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Gewicht von etwa 5o bis loo kg erfordert lediglich Io bis 15 Millicürie (mCi) an Tc-Aktivität, was winzigen

Mengen an ^yy Tc entspricht. Bei vorliegender Erfindung werden wesentlich geringere Mengen an Reduktions- und Komplexbildungsmittel (Sn ) als bei den bislang bekannten Mitteln verwendet. Die bevorzugte Menge liegt jedoch wesentlich oberhalb der stöchiometrischen Menge und erlaubt infolgedessen eine gewisse Oxidation des Reduktionsmittels vor dessen Gebrauch. Zur Reduktion des Pertechnats zu

Tc ist lediglich ein sehr geringer Prozentsatz, (z.B. o₃ol%) der Zinn-(II)- oder anderen reduzierenden Ionen, welche anfänglich bei Zugabe des Gemisches zu der Pertechnatlösung vorhanden sind, erforderlich; der Rest bildet Zinnsalze mit dem benutzten Phosphonat. Es wird angenommen, daß das so gebildete Zinn-(II)-Phosphonat mit dem

"¹¹¹Tc einen Komplex bildet. Es scheint jedoch, dass die Bildung und Stabilisierung des Komplexes durch wesentliche Mengen an überschüssigem Phosphonat gesichert wer-

den muß, sonst tritt ein Verlust an Stabilität des ^yy Tc-Komplexes und somit ein Verlust an Spezifität für den Knochen ein. Ein bevorzugtes Molverhältnis von reduzierendem Ion (z.B. Sn ) zum Phosphonat ist etwa 1:15 bis l:8o, wobei l:3o bis l:6o insbesondere bevorzugt ist.

Obgleich es für die Durchführung der Erfindung nicht erforderlich ist, wird bevorzugt, ein pharmazeutisch verträgliches Streckmittel oder einen pharmazeutisch verträglichen Füllstoff zur Verdünnung des reduzierenden und komplexbildenden Salzes zu verwenden, um das Abmessen der geringen Mengen derartiger Salze, welche benötigt werden, zu vereinfachen. Es werden Natriumchlorid und Glucose bevorzugt; Natriumchlorid wird insbesonderebevorzugt, weil seine Zugabe gewährleistet, daß das erhaltene Mittel zumindest isotonisch ist, auch wenn die Pertechnatlösung hypotonisch ist, wie es der Fall ist, wenn sie mit sterilem Wasser zur Herabsetzung ihrer Aktivität verdünnt werden muß.

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Die zuvor genannten Komponenten werden sorgfältig (z.B. in die nachfolgend beschriebenen Zusammensetzungen) vermischt und unter einer Stickstoffatomosphäre in Standardglasampullen von etwa 5 ml abgepackt.

Beispiele für geeignete Ausrüstungen sind Glasampullen mit einem Gehalt an den folgenden Bestandteilen, wobei die Mengen ein^jeder Komponente in mg angegeben sind:

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6

B

6

Ausrüstung

E

P

G

6

H

3

I

4

J

A

C D

-

2

2.5

6 6.

2.5

Komponenten

Dinatrium-äthan-l-hydroxy-1,1-diphosphonat

J^ Trinatrium-äthan-1-hydroxyo 1,1-diphosphonat

CD .

⁰⁰ Dinatrium-methan-diphosphonat - -.*..·- - -4 - τ ^ Trinatrium-methan-diphosphonat - - - - - 2 _-._-.

σ Dichlormethandiphosphonsäure - - _ ■ _ 6 - -3 - _ru

ω Sn-(II)-Chlorid 0.16 0.16 - - 0.16 0.16 0.08 0.08 0.16 0.16 '

Pe-(II)-Sulfat - - 0.16 - - - '- - - . -

Cr-(II)-Chlorid ' " ". " ~ °·¹⁶ ~ - °·^{08 0}'⁰⁸ ~

NaCl 27 - 27 - 27 27 - 27 27 27

Glucose - 27 - 27 - - - ■ - - "*'·■..

ro

CD

Aus jeder dieser Ausrüstungen wird nach Zugabe von etwa 5 ml Perfcechnat-ggm-Lösung mit einer Aktivität von etwa 5o bis 75 mCi/ml und sorgfältigem Schütteln ein Mittel erhalten, welches z.B. durch intravenöse Injektion an Menschen verabreicht werden kann. Bei einem Erwachsenen mit einem Körpergewicht von etwa 5o bis loo kg wird vorzugsweise etwa 1 ml der Lösung angewandt, welche langsam, z.B. über einen Zeitraum von 3o Sekunden, injiziert wird. Gegebenenfalls können bei Kindern und anderen kleineren Patienten geringere Mengen angewandt werden. Die Verabreichung erfolgt vorzugsweise· innerhalb etwa 3 Stunden nach der Herstellung. Um die Herstellung von ausreichendem Mittel aus einer einzigen Ausrüstung zu ermöglichen, um eine beliebige Anzahl von Abtastungen durchzuführen, können Ausrüstungen selbstverständlich ein Vielfaches oder einen Bruchteil der zuvor genannten Mengen enthalten.

Mittel, welche aus dem Gemisch A hergestellt wurden, führten bei Menschen zu hervorragenden Ergebnissen. Ferner wurden verschiedene Gemische bei Laboruntersuchungen an Ratten verwendet, welche ein gutes Modell des Menschen in derartigen Untersuchungen sind. Bei Ratten wurde die Hälfte der Dosierungen der Gemische für Menschen verwendet, und zu Verteilungsstudien wurden o,öl bis 1 mCi an ^yymTc verwendet. Die Verteilungsuntersuehungen beim Menschen zeigen, daß das aus der Ausrüstung A hergestellte Mittel mit einer Aktivität von 15 mCi etwa 3 Stunden nach Injektion bei einem Menschen von 7o kg typischerweise wie folgt verteilt wurde: Ho bis 5o# der Dosierung geht an das Skelett, 6% ist im Blut und der Rest wird mit dem Urin ausgeschieden. Dies ist eine hochbefriedigende Verteilung für sichere und wirksame Abtastungen.

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Die optimale Abtastungszeit zur Abtastung von Knochen beträgt etwa 3 Stunden nach der Verabreichung. Wenn die Aufdeckung von verkalkten Bereichen, die:.:sich von den Knochen unterscheiden, gewünscht wird, sind unterschiedliche Zeiten anzuwenden. Beispielsweise können die fortgeschrittene Verkalkungsatherosclerose und Myocardinfarkte bei verschiedenen Zellen nach der Injektion, in Abhängigkeit von der regionalen Blutzufuhr (blood clearance), entdeckt werden. Die Phosphonate besitzen auch eine gewisse Affinität zu bestimmten wuchernden Zellen, z.B. zu solchen, die bei Magengeschwüren auftreten. Die Verteilung der oben beschriebenen Abtastungsmittel an derartige Stellen verläuft typischerweise in etwa einer Stunde; jedoch schwanken optimale Abtastungszeiten je nach der abzutastenden Stelle.

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Claims

Patentansprüche:

1.) Zusammensetzung zur Herstellung eines Mittels zur Knochenabtastung', enthaltend ein trockenes Gemisch von: A) einem oder mehreren Phosphonaten der allgemeinen Formeln

I.

R -

PO₃H₂

-R

worin R jeweils ein Wasserstoffatom oder eine Gruppe und η eine ganze Zahl von 3 bis Io ist;

PO₃H₂

II.

' ^PO3^H2

-R,

worin R. ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis etwa 2o Kohlenstoffatomen, eine Alkenylgruppe mit 2 bis etwa 2o Kohlenstoffatomen, eine Aryl-, Phenyläthenyl- oder Benzylgruppe, ein Halogenatom, eine"Hydroxyl-, Amino- oder substituierte Aminogruppe, oder eine der Gruppen -CH₂COOH, -CH₂PO₃H₃, CH(PO₃H₂)(OH), oder -[CH₂C(PO₃H₂)₂3-H, worin n=lbis 15 ist, und R₂ ein Wasserstoff atom, eine niedere Alkylgruppe, Amino- oder Benzylgruppe, ein Halogenatom, eine Hydroxylgruppe oder eine der Gruppen -CH₂COOH; -CH₂PO₃H₃ oder -CH₂CH₂PO H₃ bedeuten;

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III.

^(CVn

CH-

ill I

)H

worin η eine ganze Zahl von 3 bis 9 ist;

F⁰A

R₃- C -R₃

C ΟΙ ι

RTD

R-

worin R, jeweils ein Wasserstoffatom oder eine niedere Alky!gruppe ist;

(CF₂)_n

C-PO₃H₂

• C-PO

worin η eine ganze Zahl von 2 bis

I!

HO P O

ist;

I!

I f

H,0 C O C

HO P-OH HO P

Il Ü O O

OH CH, OH

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COOH COOH

I I

VII. C- C

H ^P03^H2

H _/0

ti Γ· . Γ·'

VIII. j I

O=P OH O=P OH

H OH

OH H 1

Π ~P ΠΗ

I ι

■ · ι . I

IX. H O=P OH

I OH

COOH COOH

χ—c C Y

worin X und Y jeweils Wasserstoffatome oder Hydroxylgruppen sind; oder die pharmazeutisch brauchbaren Salze der vorgenannten Säuren; und

B) ein wasserfreies Eisen-(II)-, Chrom-(II)- oder Zinn-(II)· Salz der Salz- oder Schwefelsäure oder deren Gemische in einer solchen Menge, daß das Molverhältnis von Metall zu Phosphonat etwa 1:15 bis l:8o beträgt.

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2.) Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch'gekennzeichnet, daß das reduzierende Metallion das Sn-(II)-Ion ist.

3.) Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet^ daß das Phosphonat Ä'than-l-hydroxy-1,1-diphosphonsäure oder ein pharmazeutisch brauchbares Salz derselben ist.

h.) Zusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Phosphonat Äthan-l-hydroxy-1,1-diphosphonsäure oder ein' pharmazeutisch brauchbares Salz derselben ist.

5.) Zusammensetzung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Phosphonat Dinatrium-äthan-l-hydroxy-ljl-diphosphonat ist.

6.) Zusammensetzung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Phosphonat ein Gemisch von Dinatrium- und Trinatrium-äthan-l-hydroxy-l,l-diphosphonat ist, wobei das Molverhältnis des Dinatriumsalzes zum Trinatriumsalz etwa i}:l bis 1:1 beträgt.

7.) Zusammensetzung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis, des Dinatriumsalzes zum Trinatriumsalz etwa 3:1 bis 1:1 beträgt.

8.) Zusammensetzung nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Phosphonat Dichlormethandiphosphonsäure oder ein pharmazeutisch brauchbares Salz derselben ist.

9.) Zusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Phosphonat ein Natriumsalz der Methandiphosphonsäure ist.

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lo.) Zusammensetzung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zinn-(II)-Salz Zinn-(II)-Chlorid ist.

11.) Zusammensetzung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Zinn-(II)-Salz Zinn-(II)-Chlorid ist.

•12.) Zusammensetzung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich etwa 1 bis 5o Teile Natriumchlorid enthält/

Für: The Procter & Gamble Company

vVu

(Dr.H'Cnr.Beil) Rechtsanwalt

AO 9850/1063

ORIGINAL INSPECTED