-
Cyclodextrin-EinschlußkomFlexe mit Indomethacin,
-
Verfahren zu ihrer Herstellung und pharmazeutische Mittel Die Erfindung
betrifft neue Einschlußkomplexe aus Indomethacin und Cyclodextrinen, ein Verfahren
zur Herstellung dieser Komplexe sowie pharmazeutische Mittel mit diesen Komplexen
als Wirkstoff.
-
Es ist bekannt, daß die Cyclodextrine mit anderen Molekülen geeigneter
Größe und Polarität EinschluAkomplexe bilden (J. Pharm. Sci. 64, 1585 (1975)). Die
Cyclodextrine - auch als Schardinger-Dextrine bezeichnet -sind Cycloamylosen oder
Cycloglucane bzw. cyclische Oligosa=charide, deren bekannteste Vertreter das aus
6
Anhydroglucopyranose-Einheiten bestehende « -Cyclodextrin und das aus 7 Anhydroglucopyranose-Einheiten
bestehende ß-Cyclodextrin sind.
-
Mit pharmazeutisch wirksamen Substanzen gebildete Komplexe der Cyclodextrine
sind in der DT-PS 895 769, den JA-Patentanmeldungen 129 520/75 und 50 119/70 und
der DT-OS 2 353 797 beschrieben.
-
1- (p-Chlorbenzoyl ) -5-methoxy-2-methylindol-3-ylessigsäure (im
folgenden kurz als Indomethacin bezeichnet) ist ein entzündungshemmender Arzneimittelwirkstoff.
-
Der Nachteil dieser Verbindung besteht in ihrer zur Ulcusbildung führenden
Nebenwirkung.
-
Es wurde nun gefunden, uaß mit Indomethacin gebildete Einschlußkomplexe
der Cyclodextrine in überraschender Weise frei von den ulcuserregenden Nebenwirkungen
des Indomethacins sind, dessen entzündungshemmende Wirkung jedoch in vollem Umfange
beibehalten.
-
Gegenstand der Erfindung sind mit Indomethacin gebildete Einschlußkomplexe
von Cyclodextrinen, ferner ein Verfahren zu ihrer Herstellung sowie pharmazeutische
Mittel mit diesen Einschlußkomplexen.
-
Die Indomethacin-Einschlußkomplexe werden erfindungsgemäß durch Umsetzung
von Q;- oder ß-Cyclodextrin mit 1-(p-Chlorbenzoyl)-5-methoxy-2-methylindol-3-yl-essigsäure
hergestellt.
-
Hinsichtlich der Einschlußkomplexbildung mit Cyclodextrinen ist Indomethacin
als bifunktionelle Verbindung anzusehen, da der eine Teil des Moleküls, die p-Chlorphenylgruppe,
in
den Hohlraum eines Cyclodextrinmoleküls paßt, während der andere Teil des Moleküls,
das die Carboxylgruppe enthaltende Ende, in dem Hohlraum eines zweiten Cyclodextrinringes
Platz findet. Die Zusammensetzung des Komplexes kann schematisch auf die in Fig.
-
1 (a) gezeigte Weise veranschaulicht werden. Die Hohlringe stellen
die Cyclodextrin-Moleküle dar, deren tatsächliche Struktur in der unteren Zeichnung
(b) veranschaulicht ist. In dem dargestellten Komplex ist das Molverhältnis von
Indomethacin zu Cyclodextrin demnach 0,5:1. Es können jedoch auch Komplexe mit einem
Molverhältnis von 1:1 hergestellt werden.
-
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die wäßrige Lösung eines
Cyclodextrins mit dem in einem organischen Lösungsmittel gelösten Indomethacin umgesetzt.
Das Indomethacin wird vorzugsweise in einem Keton, zum Beispiel in Aceton, in Dimethylsulfoxid
oder einem Äther, zum Beispiel Diäthyläther, gelöst. Im einzelnen geht man vorzugsweise
so vor, daß man die Lösung des Indomethacins in einem organischen Lösungsmittel
unter Erwärmen zu der wäßrigen Cyclodextrinlösung gibt. ß-Cyclodextrin ist bevorzugt.
Die Reaktion wird unter Erwärmen, vorzugsweise bei Temperaturen um den Siedepunkt
des Reaktionsgemisches, ausgeführt und durch mehrstündiges Rühren in der Wärme vervollständigt.
Der Einschlußkomplex kann auf einfache Weise, vorzugsweise durch Abkühlen des Reaktionsgemisches,
isoliert werden.
-
Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird das Cyclodextrin im Reaktionsgemisch mit Cyclodextrinase-Enzym aus
vorhydrolysierter Stärke gebildet. Aus einer Stärkesuspension wird bei etwa 100
bis 120 OC ein Vorkleister bereitet und
dieser dann mit Q -Amylase
partiell hydrolysiert. Das Hydrolysat wird sterilisiert, worauf dann das Cyclodextrinase-Enzym,
zum Beispiel Stärke-Cyclodextrin-Transglycosilase, zugegeben wird. Die enzymatische
Reaktion wird bei 40 bis 50 0 2 bis 7 Tage lang fortgesetzt. Das auf diese Weise
erhaltene, Cyclodextrin enthaltende Gemisch wird ggf. mit Wasser verdünnt und dann
zur Inaktivierung des Enzyms erwärmt. Beim Erwärmen wird Alkohol zugesetzt. Die
erhaltene Trübe wird abgekühlt und filtriert. Zu dem Filtrat wird dann die mit einem
organischen Lösungsmittel hergestellte Indomethacinlösung zugegeben. Die Herstellung
des Einschlußkomplexes und dessen Abtrennung werden auf die bereits beschriebene
Weise vorgenommen.
-
Der erhaltene Komplex enthält etwa 14 bis 22 X Indomethacin. Das
Molverhältnis Cyclodextrin : Indomethacin besitzt im allgemeinen einen Wert zwischen
1:0,46 und 1:0,54, zum Beispiel 1:0,5.
-
Die auf die beschriebene Weise hergestellten neuen Cyclodextrin-Indomethacin-Einschlußkomplexe
können nach in der Arzneimittelindustrie üblichen Methoden unter Verwendung inerter
fester oder flüssiger Trägerstoffe, gewünschtenfalls unter Zusatz pharmakologischer
Hilfsstoffe, zu pharmazeutischen Präparaten formuliert werden. Bevorzugt sind dabei
Präparate, die zur oralen Verabreichung geeignet sind, insbesondere Tabletten und
Kapseln.
-
Bei der Herstellung der Formulierungen ist zu berücksichtigen, daß
die eine Komponente der Einschlußkomplexe, das Cyclodextrin, ein günstiger Trägerstoff
ist. Bevorzugt wird zur Vervollständigung der Tablettenmasse weiteres
Cyclodextrin
eingesetzt, wodurch sich im biologischen Medium - im Magen - das Gleichgewicht der
Komplexbildung noch mehr in der gewünschten Richtung verschiebt und dadurch die
Gefahr einer Ulcusbildung weiter vermindert wird.
-
Bei oraler Verabreichung beträgt die tägliche Dosis (berechnet auf
den Indomethacingehalt des Komplexes) vorzugsweise 25 bis 200 mg/kg Körpergewicht.
Diese Dosis kann als einmalige Dosis oder über den Tag verteilt in mehreren Teildosen
verabreicht werden.
-
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert,
ohne indessen auf diese beispielhaften Angaben beschränkt zu sein.
-
Beispiel 1 Zu einer gesättigten wäßrigen Lösung von 1 mol ß-Cyclodextrin
(kurz: ß-CD) wird bei 70 oC die berechnete Menge Indomethacin (2 mol ß-CD:1 mol
Indomethacin), gelöst in Aceton, unter ständigem Rühren zugegeben. Nach dem Vermischen
der beiden Lösungen läßt man das Reaktionsgemisch bei Raumtemperatur 6 Stunden lang
stehen und kühlt es anschließend mit Eis ab. Während des Kühlens scheidet sich ein
weißer, kristalliner Niederschlag aus, der abfiltriert und mit kaltem Aceton oder
Äther gewaschen wird. Auf 1 g Komplex werden dabei 4 ml Waschflüssigkeit vorgesehen.
Nach dem Waschen wird das Produkt über Phosphorpentoxid bis zur Gewichtskonstanz
getrocknet.
-
Der Indomethacingehalt des Komplexes kann folgendermaßen bestimmt
werden: Die kristalline Substanz wird in Wasser unter leichtem Erwärmen gelöst und
dann mit Alkohol zersetzt, wonach die Lösung bei einer Wellenlänge von 230 nm photometrisch
untersucht wird. Der Komplex enthält
14 % Indomethacin, das Molverhältnis
ß-Cyclodextrin zu Indomethacin beträgt 1:0,46.
-
Zwischen dem UV-Spektrum des aus dem Komplex freigesetzten Indomethacins
und dem des ursprünglichen Indomethacins besteht kein Unterschied. In einem Gemisch
aus Indomethacin und Cyclodextrin ist die aromatische Strukturschwingung bei 1618
cm zu beobachten. Diese Schwingung verschwindet bei der Komplexbildung, weshalb
im IR-Spektrum des Cyclodextrin-Indomethacin-Komplexes keine derartige Schwingung
mehr zu beobachten ist.
-
Das Vorliegen eines echten Komplexes wurde auch durch NMR-Messungen
bestätigt. Dazu wurden Lösungen von Indomethacin-Cyclodextrin-Komplex in Dimethylformamid
bzw. der beiden Einzelkomponenten in Dimethylformamid verwendet. In Gegenwart von
Indomethacin verändert sich die chemische Verschiebung der beiden Signale der OH-Protonenintensität
(sekundäres Hydroxyl) des ß-Cyclodextrins.
-
Gleichzeitig erleidet die von den CH-Protonen des ß-Cyclodextrin-Ringes
herrührende Signalstruktur eine Veränderung.
-
Bei der Untersuchung der Einschlußkomplexe von ß-Cyclodextrin wurden
von Demarco und Thakkar (J. Chem. Soc. D.
-
(1), 2 (1970)) ähnliche Veränderungen des Spektrums festgestellt.
Daraus kann die Schlußfolgerung gezogen werden, daß in Dimethylformamid der Komplex
aus den beiden Komponenten auch spontan entstehen kann. Wird ein zuvor hergestellter
Komplex in Dimethylformamid gelöst, so zersetzt er sich in diesem Lösungsmittel
nicht. Wird der Komplex jedoch in Dimethylsulfoxid gelöst bzw. werden Indomethacin
und ß-Cyclodextrin gleichzeitig in diesem Lösungsmittel gelöst, so verändert sich
die chemische Verschiebung des einen OH-Signals (wahrscheinlich des CH2-OH-Signals)
des ß-Cyclodextrins. Daraus kann gefolgert werden, daß in Dimethylsulfoxid zwischen
ß-Cyclodextrin und Indomethacin zwar eine gewisse Wechselwirkung eintritt, jedoch
kein
Einschlußkomplex entsteht. Wahrscheinlich tritt das Indomethacin
mit der äußeren Fläche des ß-Cyclodextrin-Ringes in Wechselwirkung, so daß höchstens
von einem Assoziationskomplex gesprochen werden kann.
-
Die Ergebnisse der NMR-Untersuchungen sind in der folgenden Tabelle
zusammengestellt.
| Lösungsmittel Chemische Verschiebung |
| 2 OH O OHO 1 OH |
| DMSO ß-CD 5,75 4,90 |
| ß-CD+Ind. 5,70 4,95 |
| DMF ß-CD 5r0 5,c |
| ß-CD+Ind. - 5,0 |
(Ind. = Indomethacin) Beispiel 2 Auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise wird Cyclodextrinlösung
hergestellt und diese mit einer ätherischen Lösung von Indomethacin versetzt. Das
Gemisch wird 4 Stunden lang gekocht und dann abgekühlt. Der Indomethacin-Gehalt
des ausgefallenen Produktes liegt zwischen 21 und 22 %. Aus dem Infrarotspektrum
ist ersichtlich, daß auch die für die aromatische Strukturschwingung typische Absorptionsbande
vorhanden ist, d. h., nur ein Teil der 21 bis 22 % Indomethacin als Einschlußkomplex
gebunden ist und der Rest mit dem Komplex lediglich Mischkristalle bildet.
Deshalb
wird das Produkt intensiv mit kaltem Aceton oder Äther gewaschen. Danach erhält
man ebenfalls einen Komplex mit 13 bis 14 % Indomethacingehalt.
-
Beispiel 3 Eine 30 %-ige Stärkesuspension wird bei 120 OC vorverkleistert,
dann auf 80 OC abgekühlt, mit 0,2 Gew.-% OC -Amylase versetzt und dann 20 min lang
partiell vorhydrolysiert. Das ffydrolysat wird sterilisiert und auf 50 OC gekühlt.
Dann wird in einer Menge von 5 Einheiten/g Stärke-Cyclodextrin-Transglycosilase-Enzym
zugegeben.
-
Nach 4 Stunden wird mit 5 Vol.-% Toluol verdünnt. Die enzymatische
Reaktion wird 2 bis 7 Tage lang fortgeführt, weil erst nach dieser Zeit die optimale
Cyclodextrinausbeute erreicht ist. Das Gemisch wird danach mit Wasser auf die doppelte
Menge verdünnt und zur Inaktivierung des Enzyms aufgekocht.
-
Bei 70°C werden 50 Vol.-; 96 %-iger Äthylalkohol zugegeben. Die erhaltene
Trübe wird auf 40 OC gekühlt und filtriert. Zu dem Filtrat wird die acetonische
Lösung des Indomethacins gegeben, wobei zu berücksichtigen ist, daR der Trockensubstanzgehalt
des Filtrates etwa 70 % beträgt. Der Ansatz wird gerührt, innerhalb von 6 Stunden
langsam auf 0 OC abgekühlt und dann bei dieser Temperatur 24 Stunden lang stehengelassen.
Dabei kristallisiert der ß-Cyclodextrin-Indomethacin-Komplex aus. Das Produkt ist
dem gemäß Beispiel 1 hergestellten Komplex ähnlich, unterscheidet sich jedoch von
diesem darin, daß - auf Trockensubstanz berechnet - in einer Menge von etwa 5 bis
10 % andere Dextrine als ß-Cyclodextrin, nämlich d-Cyclodextrin und lineare Dextrine,
enthalten sind. Diese beeinträchtigen jedoch die Anwendbarkeit des Produktes in
keiner Weise, so daß eine weitere Reinigung nicht erforderlich ist. Lediglich
das
nicht im Komplex eingeschlossene Indomethacin muß mit einem organischen Lösungsmittel
auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise ausgewaschen werden. Danach enthält das
Endprodukt ebenfalls 14 X Indomethacin.
-
Beispiel 4 Herstellung von Kapseln (mg) Einschlußkomplex gemäß Beispiel
1 166 kolloidale Kieselsäure 9 Talkum 5 Magnesi.mstearat 15 Kartoffelstärke 20 Milchzucker
20 kristalline Cellulose 40 Gesamtgewicht: 275 mg Die Kapseln werden in an sich
bekannter Weise durch Trockengranulieren hergestellt.
-
Beispiel 5 Herstellung von Tabletten (mg) Einschlußkomplex nach Beispiel
1 330 Amylopektin 10 kristalline Cellulose 60 Stearinsäure 12 Talkum 13 Gesamtgewicht:
425 mg Die Tabletten werden in an sich bekannter Weise durch Trockengranulieren
hergestellt.
-
Die Wirksamkeit des erfidungsgemäßen Komplexes wird durch folgende
Versuchsergebnisse nachgewiesen: I. Subcutan-Toxizitätsuntersuchung an Long-Evans-Ratten
Als Testsubstanzen dienten der Komplex von Beispiel 1 sowie Indomethacin. Als Testtiere
wurden männliche und weibliche Long-Evans-Ratten verwendet, die zu Beginn des Tests
7 Wochen alt waren und ein Gewicht von 150 bis 180 g aufwiesen. Die Tiere wurden
in einem Raum einer Temperatur von 22 bis 24 oC gehalten, dessen relative Luftfeuchtigkeit
konstant war. Während der Behandlung erhielten die Tiere Standardfutter ad libitum.
-
Zu jeder Versuchsreihe wurden pro Geschlecht 10 Tiere verwendet.
Die zu untersuchenden Verbindungen wurden in Form einer mit 1 %-iger Methylcellulose
bereiteten Suspension oral appliziert. Die Kontrollgruppe erhielt lediglich 1 %-ige
Methylcellulose oral verabreicht. Die orale Dosis des Cyclodextrin-Indomethacin-Komplexes
betrug 25 mg/kg, die des Indomethacins 5 mg/kg, da der Komplex etwa 20 % Indomethacin
enthält.
-
Nach der vier Wochen dauernden Behandlung wurde der Magen auf Erosionen
sowie auf Ulcerationen (Ulcus-Größe und -Häufigkeit) untersucht. Die Tiere vertrugen
Indomethacin schlecht: Bei den männlichen Tieren betrug die Mortalität am Ende der
ersten Woche 30 %, am 14. Tag 60 %, am 21. Tag 64 % und am 28. Tag 70 %.
-
Die weiblichen Tiere vertrugen Indomethacin besser.
-
In dieser Gruppe betrug die Mortalität am 7. Tag 30 %> am 14. Tag
36 % und am 28. Tag 40 %. Die Mägen der verendeten Tiere wurden herauspräpariert
und die Magenschleimhaut makroskopisch auf Zahl und Größe der vorkommenden
Erosionen
und Ulcusstellen untersucht.
-
Die mit ß-Cyclodextrin-Indomethacin-Komplex behandelten Tiere wurden
nach vierwöchiger Behandlung mit Äther getötet; der Magen wurde herauspräpariert
und auf die gleiche Weise untersucht wie bei der ersten Gruppe.
-
Die Ulcus-Anzahl wurde bestimmt, indem die Geschwüre einzeln gezählt
und dann zusammengezählt wurden und die erhaltene Summe durch die Anzahl der untersuchten
Tiere geteilt wurde. Die Auswertung der Erosion erfolgte auf die gleiche Weise.
-
Am 28. Tag wurde von jeder Gruppe bei 3 männlichen und 3 weiblichen
Tieren ein quantitatives Blutbild angefertigt.
| Auftreten von Ulcus und Erosion/Zahl der behandelten Tiere |
| Erosion |
| Verbindung männl. weibl. männl. weibl. |
| Kontrolle 0/10 0/10 0/10 0/10 |
| Komplex |
| (Beispiel 1) 0/10 0/10 0/10 0/10 |
| Indomethacin 7/10 4/10 0/10 0/10 |
Im Magen der mit Indomethacin behandelten Tiere wurden schwere Veränderungen gefunden.
Bei den Kontrolltieren und den mit dem ß-Cyclodextrin-Indomethacin-Komplex behandelten
Tieren konnten dagegen auch bei mikroskopischer Untersuchung
keine
Veränderungen festgestellt werden.
-
Die quantitative Untersuchung des Blutbildes ergab identische Anzahl
der roten und weißen Blutkörperchen bei den Kontrolltieren und den mit dem erfindungsgemäßen
Komplex behandelten Tieren. Die Gewichtszunahme während der Behandlung war bei den
mit Indomethacin behandelten Tieren ebenso groß wie bei den mit dem erfindungsgemäßen
Komplex behandelten.
-
Es kann demnach zusammenfassend gesagt werden, daß klinische Veränderungen
während der Zeitdauer der Behandlung nur bei den mit Indomethacin behandelten Tieren
auftraten. Am dritten Tag der Behandlung wurden Symptome von bradypnöe, Depression
und Atonie wahrgenommen. Die Symptome traten 30 min nach der Behandlung ein und
dauerten drei Stunden lang. Vom dritten Tag an waren die klinischen Veränderungen
beständig.
-
Eine ulcerogene Wirkung wurde nur bei den mit Indomethacin behandelten
Tieren gefunden. Bei den männlichen Tieren sind die Veränderungen schwerer und häufiger
als bei den weiblichen. Die Gewichtszunahme betrug bei den mit Indomethacin und
mit dem erfindungsgemäßen Komplex behandelten Tieren im Vergleich zu den Tieren
der Kontrollgruppe 20 X.
-
II. Untersuchung der entzündungshemmenden Wirkung Der Test wurde
an weiblichen CFY-Ratten von 90 bis 110 g Gewicht im Alter von 4 bis 5 Wochen durchgeführt,
wobei jede Gruppe aus 10 Tieren bestand.
-
Getestet wurden der Komplex gemäß Beispiel 1 und Indomethacin in
Form 1 %-iger Methylcellulose-Suspensionen. Zur Erzeugung von Entzündungen wurde
Carragenan
in Form einer 0,5 %-igen Lösung in einer Dosis von 0,1
ml/ Tier subplantar appliziert. Der Test wurde mit Ratten durchgeführt, die seit
16 Stunden kein Futter erhalten hatten.
-
Der Komplex von Beispiel 1 wurde in Dosen von 5, 10, 15, 20 und 25
mg/kg und das Indomethacin in Dosen von 1, 2, 3, 4 und 5 mg/kg angewandt, da der
Indomethacingehalt des Einschlußkomplexes etwa 20 % beträgt.
-
Den Testtieren wurden die entzündungshemmenden Verbindungen per os
appliziert, aas Entzündungen hervorrufende Carragenan subplantar. Ferner erhielt
jedes Tier 1 ml lauwarmes Leitungswasser per os. Drei Stunden nach der Behandlung
wurden die Tiere getötet und das Gewicht der abgetrennten unbehandelten bzw. mit
Carragenan behandelten Pfoten bestimmt. Die Abtrennung erfolgte über dem Matacarpus.
-
Die Auswertung erfolgte auf folgende Weise: Der Unterschied zwischen
dem Gewicht der behandelten und der unbehandelten Pfote ein- und desselben Tieres
wurde festgestellt. Einer 100 %-igen Entzündung entspricht ein Gewichtsunterschied,
der genauso groß ist wie bei der unbehandelten Kontrolle. Für die verschiedenen
Dosen der Testverbindungen wurde die entzündungshemmende Wirkung in Prozent berechnet.
Die Ergebnisse sind in Fig. 2 graphisch dargestellt.
-
In der Wirkung auf akute Entzündungen kann zwischen Indomethacin
und dem R-Cyclodextrin-Indomethacin-Komplex kein Unterschied festgestellt werden.
Demnach behält das Indomethacin seine entzündungshemmende Wirkung auch im Komplex
voll bei.
-
Auch bei 4 Wochen lang mit 25 mg/kg Komplex per os behandelten männlichen
und weiblichen Ratten wurden weder Erosion noch Ulcusbildung gefunden.
-
Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß der erfindungsgemäße
Cyclodextrin-Indomethacin-Komplex im Vergleich mit Indomethacin aufgrund seiner
außerordentlich guten Verträglichkeit bei gegenüber Indomethacin selbst unveränderter
Wirksamkeit einen bedeutenden technischen und pharmakologischen Fortschritt bringt.
-
Leerseite