DE3118588C2 - Verfahren zur Herstellung eines injizierbaren hochreinen Chondroitinpolysulfates, hiernach erhältliches Produkt und pharmazeutische Zusammensetzung - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines injizierbaren hochreinen Chondroitinpolysulfates, hiernach erhältliches Produkt und pharmazeutische ZusammensetzungInfo
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
- A61K31/70—Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
- A61K31/715—Polysaccharides, i.e. having more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic linkages; Derivatives thereof, e.g. ethers, esters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
- C08B37/006—Heteroglycans, i.e. polysaccharides having more than one sugar residue in the main chain in either alternating or less regular sequence; Gellans; Succinoglycans; Arabinogalactans; Tragacanth or gum tragacanth or traganth from Astragalus; Gum Karaya from Sterculia urens; Gum Ghatti from Anogeissus latifolia; Derivatives thereof
- C08B37/0063—Glycosaminoglycans or mucopolysaccharides, e.g. keratan sulfate; Derivatives thereof, e.g. fucoidan
- C08B37/0069—Chondroitin-4-sulfate, i.e. chondroitin sulfate A; Dermatan sulfate, i.e. chondroitin sulfate B or beta-heparin; Chondroitin-6-sulfate, i.e. chondroitin sulfate C; Derivatives thereof
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines injizierbaren Chondroitinpolysulfates, das dadurch gekennzeichnet ist, daß A) rohes Chondroitinpolysulfat oxidativ depolymerisiert, B) das depolymerisierte Chondroitinpolysulfat gegebenenfalls mit Peressigsäure gebleicht, C) das nach A) oder B) erhaltene Produkt durch ein oder zwei Methanolfällungen und/oder Ultrafiltrationen im Molekulargewicht fraktioniert, D) das nach C) erhaltene Produkt gegebenenfalls mit Kationenaustauschern entsalzt, E) das nach C) oder D) erhaltene Produkt gegebenenfalls mit Aktivkohle entfärbt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin ein nach dem vorstehenden Verfahren herstellbares Chondroitinpolysulfat. Weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Chondroitinpolysulfat mit einer akuten Toxizität (LD ↓5 ↓0) bei intravenöser Verabreichung bei der NMRI Maus von > 3500 mg/kg, bei der Wistar Ratte von > 3000 mg/kg, bei der Katze von > 1000mg/kg und beim Hund von > 1000 mg/kg. Schließlich betrifft die Erfindung eine pharmazeutische Zusammensetzung für die Human- und Veterinärmedizin, gekennzeichnet durch den Gehalt an einem gemäß dem vorstehenden Verfahren herstellbaren Chondroitinpolysulfat oder einem Chondroitinpolysulfat mit den vorstehenden Merkmalen.
Description
Stickstoff:
Schwefel:
Hexuronsäure:
Hexosamin:
1,65-2,00%
123-144%
0,98-1,22 mMol/g
0,96-1,24 mMol/g
14. Pharmazeutische Zusammensetzung für die Human- und Veterinärmedizin, gekennzeichnet
durch den Gehalt an Chondroitinpolysulfat gemäß Anspruch 13 als Wirkstoff.
In dem Stand der Technik sind sowohl die Herstellung von Chondroitinpolysulfat, insbesondere die Sulfatierung von Chondroitinsulfat als auch verschiedene Behandlungsweisen von Chondroitinpolysulfat-Rohprodukten mit dem Ziel der Reinigung beschrieben worden
(S. Bergström, Hoppe-Seyler's Z. f. physiol. Chemie 238,
163; 1936 - Chargaff, F. W. Bancroft J. biol. Chem. 115,
149, 155; 1936 - J. Piper Acta Pharm. Toxicol. 2, 317; 1946 - P. Karrer, H. Koenig, E. Usteri, HeIv. chim. acta
26, 1296; 1943 - DE-PS 8 70 094 - DE-PS 9 35 843 -DE-PS 9 68 752 - DE-OS 16 18 857 - US-PS
34 54 560 - DD-PS 1 36 572). Keine dieser Arbeitsweisen führt jedoch zu einem befriedigenden Produkt.
Die trotz technischer Fortschritte immer noch zu hohe Toxicität und andere Nachteile der Chondroitinpolysulfate nach dem Stand der Technik wie durch Verunreinigungen bedingte Unverträglichkeiten verbieten bis
jetzt den risikofreien therapeutischen Einsatz dieser Stoffe als Injektion.
Ziel der Erfindung ist es daher, in wirtschaftlich vorteilhafter Weise zu einem hochreinen Chondroitinpolysulfat zu gelangen, bei dem die Nachteile bekannter
Chondroitinpolysulfate auf ein Mindestmaß reduziert sind. Ein derartiges Chondroitinpolysulfat soll in der
Therapie von Erkrankungen bei Mensch und Tier in jeder Applikationsart eingesetzt werden können. Das
vorstehende Ziel wird durch ein Verfahren erreicht, dessen Wesen in der Art und Abfolge der nachstehenden
Verfahrensschritte zu sehen ist:
Oxidative Depolymerisierung eines dem Stand der Technik entsprechenden rohen CLimdroitinpoIysulfates, gegebenenfalls Bleichen mit Peressigsäure, Gewinnung einer Fraktion mit mittlerem Molekulargewicht
von 5000-15000 durch Fällung mit Methanol und/oder Ultrafiltration, gegebenenfalls Entsalzung mittels Ionenaustauscher und gegebenenfalls Behandlung mit Aktivkohle. Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung eines injizierbaren hochreinen
Chondroitinpolysulfates, das dadurch gekenzeichnet ist daß man
A) rohes Chondroitinpolysulfat oxidativ depolymerisiert
B) gegebenenfalls das depolymerisierte Chondroitinpolysulfat mit Peressigsäure bleicht,
C) das nach A) oder B) erhaltene Produkt durch ein oder zwei Methanolfällungen zur Gewinnung einer
Fraktion mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 5000 bis 15000 fraktioniert, wobei man die
erste Fraktionierung bei einer Konzentration zwischen 25 und 4* Vo|,-% Methanol und die zweite
Fraktionierung bei einer Konzentration zwischen 60 und 85 Vo!.-% Methanol durchführt,
D) gegebenenfalls das nach C) erhaltene Produkt mit Kationenaustauschern entsalzt
E) gegebenenfalls das nach C) oder D) erhaltene Produkt mit Aktivkohle entfärbt wird und
10
Für die Gewinnung des als Ausgangsmaterial eingesetzten rohen Chondroitinpolysulfats kommenn die aus
dem Stand der Technik bekannten Verfahren, beispielsweise wie sie in den vorstehend genannten Literaturstellen beschrieben sind, in Frage. Man kann, ohne daß die
Erfindung hierauf oder auf eines der vorstehend genannten Verfahren zur Herstellung des rohen Chondroitinpolysulfates beschränkt ist, von einem Produkt
ausgehen, das durch Sulfatierung von Chondroitinsulfat
mit Pyridin und Chlorsulfonsäure erhalten wird. Es könen Chondroitinpo'.jisulfate sehr verschiedener Färbung
verwendet werden. Auch hochmolekulare, aus der Stufe C des vorliegenden Verfahrens stammende Chondroitinpolysulfate können eingesetzt werden.
Bei dem im folgenden beschriebenen Verfahren kornmen zur pH-Wert-Einstellung folgende Reagenzien in
Betracht: Säuren wie anorganische Säuren, z. B. Salzsäure, und niederaliphatische Carbonsäuren bzw. deren
Persäuren, z. B. Essigsäure oder Peressigsäure, und Laugen wie Alkalihydroxidlösungen, z. B. Natronlauge oder
Kalilauge. Die einzelnen Arbeitschritte des Verfahrens werden vorzugsweise bei Normaldruck ausgeführt Sofern nicht anders angegeben, sind im rügenden die Prozentangaben »Gew./Vol.w-Angcben. In dem vorliegenden Verfahren wird als Abscheidung? tiittel für Zwi-
schenprodukte und Endprodukt Methanol angegeben. Gleichermaßen eignen sich auch andere mit Wasser
mischbare organische Flüssigkeiten wie z. B. Ethanol, Isaopropanol, Aceton, Tetrahydrofuran, Dioxan. Die in
den einzelnen Arbeitsschritten des Verfahrens erzeugten Zwischenprodukte müssen nicht unbedingt als Trokkensubstanzen isoliert werden. Man kann auch die lösungsmittelfeuchten Massen ohne Trocknen weiterverarbeiten. Bei der Ausfällung der Chondroitinpolysulfatstoffe mit wassermischbaren Lösungsmitteln setzt man
zweckmäßig Salze in einem Konzentrationsbereich von 0,1 -10%, bevorzugt 0,5-5% zu. Als Salze eignen sich
insbesondere Natrium- oder Kaliumchlorid und Natrium- oder Kaliumacetat.
Chondroitinpolysulfat läßt sich unter Ausschluß von
Schwermetallen mit Wasserstoffperoxid depolymerisieren. Der Depolymerisier3chritt kann in wäßriger Lösung unter folgenden Bedingungen ausgeführt werden:
Die Konzentration des rohen Chondroitinpolysulfats kann 2-35%, vorzugsweise 10-20% betragen. Die
Konzentration von Wasserstoffperoxid im Reaktionsmedium kann 0,3—15, vorzugsweise 1—5% betragen.
Die Reaktionstemperatur kann 20—100°C, vorzugsweise 50—100°C, betragen. Die Reaktionsdauer liegt im
Bereich von 10 Minuten bis 24 Stunden, vorzugsweise 30-200 Minuten. Der pH«Wert kann zwischen 3 und 9
konstant gehalten oder auch uneingestellt bleiben, bevorzugt arbeitet man zwischen pH 44 und 7.
Anwesende Schwermetalle lassen sich durch Komplexmittel wie Nitrilotrieessigsäure, Ethylendinitrilote- es
traessigsäure, 1 i-Cyclohexylendinitrilotetraessigsäure,
Diethylentriaminpentaessigsäure, 3,6-Dioxaoctamethylendinitrilotetraessigsäure oder deren Gemische bzw.
deren AlkaJisalze maskieren. Die Konzentration des
Komplexmittels im Reaktionsmedium hält man zwischen 0,00t und 0,5%, bevorzugt zwischen 0,005 und
0,15%. Nach Abschluß der Reaktion kann man das Reaktionsprodukt entweder ohne oder nach Abköhlqng
nach Zusatz eines Alkalisalzes mit einem Oberschuß von Methanol ausfällen und gewinnen.
Die Depolymerisierung von Chondroitinpolysulfat mit Wasserstoffperoxid kann auch in Gegenwart von
Schwermetallsalzen unter besonders schonenden Bedingungen durchgeführt werden. Man arbeitet z. B. wie
folgt: Die Konzentration des rohen Chondroitinpolysulfats kann 2—35%, vorzugsweise 15—30% betragen. Die
Konzentration von Wasserstoffperoxid in der Reakticnslösung kann 04-15%, vorzugsweise 1—5%, betragen. Die Reaktionstemperatur kann im Bereich von
-100C bis +8O0C, vorzugsweise 00C bis 300C, liegen.
Die Reaktionsdauer kann im Bereich von 5 Minuten bis 24 Stunden, vorzugsweise 30—500 Minuten, liegen.
Der pH-Wert kann zwischen 3 und 8 liegen, bevorzugt zwischen 43 und 74- Als Schwermetallsalze bewähren sich anorganische und organische Salze von Eisen, Kobalt Kupfer, Mangan, Vanadium. Die Metalle
dieser Salze liegen vorzugsweise in folgenden Wertigkeitsstufen vor:
zwei- und dreiwertig,
Kupfer:
ein- und zweiwertig.
Mangan:
zwei-, drei-, vier-, sechs- und siebenwertig.
Vanadin:
zwei- und fünfwertig.
Die Konzentration an Metallsalz wird zwischen 0,001
und 03%, bevorzugt zwischen 0,05 und 0,2% eingestellt
Nach dem Abbau stellt man den pH-Wert in den Bereich 5-14, bevorzugt 6-10, und gewinnt das Deopolymerisat durch Methanolfällung.
Mit dem gleichen Ergebnis wie die vorstehenden Methoden zur oxidativen Depolymerisierung von Chondroitinpolysulfat ist der Arbeitsschritt durch oxidativen
Abbau von Chondroitinpolysulfat durch Peressigsäure in Gegenwart von gewissen Schwermetallsalzen auszuführen. Es wurden folgende Bedingungen gefunden, bei
denen die Reaktion vorteilhaft realisiert werden kann: Die Konzentration des rohen Chondroitinpolysulfats
kann 5-35%, vorzugsweise 10-25%, betragen. Die Konzentration der Peressigsäure in der Reaktionslösung kann 0,1—7%, vorzugsweise 04 — 2% betragen.
Die Schwermetallsalzkonzentration kann in dem Bereich von 0,001 -04%. vorzugsweise 0,005-0,2%, liegen. Die Reaktionstemperatur kann - 1O0C bis +900C,
vorzugsweise 00C-30° C, betragen. Die Reaktionsdauer kann im Bereich von 5 Minuten bis 24 Stunden, vorzugsweise 15-500 Minuten, liegen. Der pH-Wert kann
2—12, vorzugsweise 3 — 8, betragen.
Die Reaktion verläuft z. B. mit anorganischen oder organischen Salzen der folgenden Schwermetalle in guter Geschwindigkeit; Eisen, Kobalt, Kupfer, Mangan,
Vanadium. Was die Wertigkeit der Metalle dieser Metallsalze anbelangt, gilt das Gleiche wie vorstehend für
die Depolymerisierung mit Wasserstoffperoxid. Besonders bei kürzeren Reaktionszeiten kann das Abstoppen
des Depolymerisiervorgangs durch einen Chelatbildner wie z. B. Ethylendinitrilotetraessigsäure oder andere
Metallmaskierungsmittel angezeigt sein. Das depoly-
merisierte Chondroitinpolysulfat kann gegebenenfalls
nach Zusatz eines Neutralsalzes und Einstellen des pH-Wertes in den Bereich 3-14, besonders 6-10, mit Methanol
abgeschieden werden.
Für den Einsatz in dem vorliegenden Verfahren eignen
sich rohe Chondroitinpolysulfate sehr verschiedener Reinheit und Färbung. Es kann nötig sein, daß trotz
des die Farbe stark aufhellenden Depolymerisiervorgangs vor der Weiterverarbeitung ein Entfärbungsschritt bzv.. eine Bleiche eingefügt werden muß. Die
Bleiche wird mit Peressigsäure durchgeführt Es wurden folgende vorteilhafte Bedingungen gefunden: Der pH-Bereich
kann 2^ — 14, vorzugsweise 3—11, betragen. Die Peressigsäurekonzentration kann 0,1 —10%, bevorzugt
1—5%, betragen. Die Konzentration des rohen Chondroitinpolysulfats kann 2—40%, bevorzugt
5-25%, betragen. Die Reaktion wird in dem Temperaturbereich von 0-1000C, bevorzugt 15-70"C, durchgeführt.
Die Reaktiondauer kann zwischen 1 Minute und 96 Stunden, insbesondere zwischen 1 und 24 Stunden
betragen.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführangsform
kann die Peressigsäurebehandlung in das nachfolgende Molekülfraktionierungsverfahren einbezogen werden.
Wie bereits vorstehend zum Ausdruck gebracht wurde, kann die Peressigsäurebehandlung auch ganz unterbleiben.
Aus dem nach der Bleiche bzw. Depolymerisierung
erhaltenen Produkt fraktioniert man durch Methanolfällung bei verschiedenen Konzentrationen den Molekulargewichtsbereich
von etwa5000—15 000 aus.
Hierzu kann man das depolymerisierte und gegebenenfalls gebleichte Chondroitinpolysulfat in wäßriger
Lösung wie folgt mit Methanol in Gegenwart von Neutralsalz behandeln (1. Methanolfällung): Die Konzentration
des depolymerisierten Chondroitinpolysulfats in der wäßrigen Lösung kann 5—30%, vorzugsweise
5-20%, betragen. Der pH-Wert kann im Bereich von 2—10, vorzugsweise 3,0 — 7,5, liegen. Der Neutralsalzgehalt
kann 0,5-10%, bevorzugt 1-5%, betragen. Ein bevorzugtes Neutralsalz ist Natriumchlorid. Die Temperatur
kann im Bereich von 0-500C, vorzugsweise 15-30°C, liegen. Die Methanolmengc beträgt 20-45
Vol.-%, bevorzugt 30-40 Vol.-%, bezogen auf das gesamte Behandlungsmedium. Hochmolekulare und
hochsulfatierte Chondroitinpolysulfat-individuen fallen zusammen mit Verunreinigungen aus und können durch
Filtration oder Zentrifugieren entfernt werden.
Die verbleibende methanolhaltige Lösung bringt man durch weiteren Methanolzusatz auf eine Methanolkonzentration
von 60-85 Vol.-%, bevorzugt 75-80 Vol.-%, bezogen auf das gesamte Behandlungsmedium
(2. Methanolfällung), und gewinnt so eine Chondroitinpolysulfat-Fällung, bei der die sehr niedermolekularen
und niedersulfatierten Anteile zusammen mit Verunreinigungen
entfernt sind; diese werden nicht ausgefällt.
Das Fraktionierungsverfahren mit Methanol kann teilweise oder ganz durch Ultrafiltration ersetzt werden.
Zum Beispiel kann man durch Ultrafiltration von wäßrigen Lösungen depolymerisierten Chondroitinpolysulfats
mit Membranen der Ausschlußgrenze von 6000 und darüber (z. B. aus Celluloseacetat, Polyamid oder PoIysulfon)
dieselbe Vorfraktion wie oben beschrieben im Retentat zurückhalten. Hierbei kann die Konzentration
der Chondroitinpolysulfatlösung 1-10%, bevorzugt 1-5%, betraget. Der pH-Wert der Lösung kann 2 - · 14,
bevorzugt 5-10, betragen. Das Permeat kann wie oben erläutert durch Metlranolfällung von niedermolekularen
Chondroitinpolysulfat-Anteilen befreit werden.
Dieser Effekt kann auch durch eine zweite nachgeschaltete Ultrafiltration mit Membranen der Ausschlußgrenze
von 8000 und darunter erreicht werden. Hierbei kann die Konzentration der Chondroitinpolysulfatlösung
1 bis 10%, vorzugsweise 1 bis 5%, betragen. Der pH-Wert der Lösung kann 2 bis 14, vorzugsweise 5 bis
10, betragen.
Die von den Herstellern von Ultrafiltrationsmembranen angegebene Ausschlußgrenze für Substanzen eines
bestimmten Molekulargewichtes ist für Chondroitinpolysulfate meistens nicht gültig. Die geeignete Membran
muß deshalb im Einzelfall durch Versuch ermittelt werden, findet sich aber erfahrungsgemäß in den angegebenen
Bereichen.
Die Entfernung von Salzen, gegebenenfalls Schwermetallionen und Verunreinigungen wird durch eine Kationenaustauscherbehandlung
erreicht Die Metallionen werden von Austauscherharzen in der protonierten Form gebunden, die freie Mucopolysaccharidpolyschwefelsäure
geht ins Filtrat hrw. Eluat Die Behandlung
kann bei einer Temperatur von Q - 50° C, zweckmäßig bei Raumtemperatur erfolgen. Sie kann durch Einrühren
des Kationenaustauschers im Batchverfahren oder in kontinuierlicher oder diskontinuierlicher Säulentechnik
vorgenommen werden. Als Ionenaustauscherharze eignen sich stark saure Qualitäten wie z. B. Lewatit
S 100, Dowex X 50, Amberlite IR 120 in der protonierten
Form.
Man arbeitet in wäßriger Lösung im Batchverfahren mit Chondroitinpolysulfatkonzentrationen von 2 — 20%,
besonders 5-15%. Die Menge des Ionenaustauscherharzes kann 2-10 Volumteile, besonders 3-8 Volumteile,
bezogen auf 1 Gewichtsteil Trockensubstanz von Chondroitinpolysulfat, betragen. Unter denselben Bedingungen
läßt sich auch mit in Kolonnen geschütteten Austauschern arbeiten.
Das stark sauer reagierende Filtrat bzw. Eluat aus dem Entsalzungsschritt fällt man in Gegenwart von
0,5-5% Neutralsalz, besonders 0,5-3% Natriumchlorid,
mit 2,5 -6 Volumenteilen, bevorzugt 3-4 Volumenteilen, Methanol. Bei der Fällung aus saurem Milieu bleiben
freie Schwefelsäure und niedermolekulare Anteile von Chondroitinpolysulfat und Verunreinigungen in Lösung.
Nach Abtrennung der Chondroitinpolyschwefelsäure-Fällung kann man diese entweder aus neutraler
Lösung umfallen oder direkt noch methanolfeucht für
den folgenden Prozeßschritt weiterverwenden.
Die Entsalzung kann entfallen, wenn eine Ultrafiltration
unter Verwendung einer Ultrafiltrationsmembran mit niedriger Ausschlußgrenze (2. Ultrafiltration) vorgenommen
wurde, bei der das Retentat weiterverarbeitet wird.
Zur weiteren Aufhellung der Farbe und zum Erreichen einer besonders guten Farbstabilität beim Hitzesterilisieren
dps reinen Chondroitinpolysulfates kann ein
weiterer Reinigungsschritt nachgeschaltet werden.
Durch Behandlung von Chondroitinpolysulfatlösungen mit Aktivkohle und vollständiger Abtrennung des
Adsorbates erhält man eine Chondroitinpolysulfatlösung, aus der das Produkt nach pH-Einstellung in Gegenwart
eines Neutralsalzes mit Methanol ausgefällt wird. Die Konzentration der zu behandelnden wäßrigen
Chondroitinpolysulfatlösung beträgt 5 - 25%, insbesonderr 10 - 20%. Ihr pH-Wert beträgt 4-10, insbesondere
5 - 8. Es werden 0,1 -3 Gewichtsteile Aktivkohle (bezogen auf ein Gewichtsteil Chondroitinpolysulfat) eingesetzt
Die Temperatur kann 20- 1000C betragen. Die
Behandlungsdauer beträgt 10- 180 Minuten.
Die Aktivkohle trennt man ab. Anschließend empfiehlt sich eine Feinfiltration durch Membranfilter, um
die Lösung völlig kohlefrei zu erhalten. Man stellt den pH-Wert auf 6-10, besonders 7-8 und fällt das End- 5
produkt in Gegenwart von Neutralsalz, z. B. Natriumchlorid in 0,5-5%, insbesondere I -2% Konzentration
mit Methanol aus. Die Endkonzentration von Methanol wird auf 60-85 VoI.-%, bevorzugt 75-80 Vol.-% eingestellt.
Geeignete Aktivkohlen sind zum Beispiel Brilo- 10
nit normal (Lurgi), Aktivkohle rein, Art. Nr. 2183 (Merck), Aktivkohle rein, Pulver, Art. Nr. 18003 (Riedel
de Haen). Diese entfärben z. B. Methylenblaulösungen nach der Vorschrift des DAB 7 innerhalb 5 Minuten und
weisen vorzugsweise mittlere Korngrößen (Naßsedi- 15 mentation nach Andreasen; W. Batel: Einführung in die Stickstoff:
Korngrößenmeßtechnik Springer-Verlag, 1971) von un- Schwefel:
ter 6 μπι auf; die Bestimmung der sauer oder alkalisch Hexuronsäure:
regierenden Verunreinigungen nach DAB 7 führt zu Hexosamin:
einem Verbrauch von meistens mehr als 0,1 ml 2η
0,1-n-Salzsäure. Ob mit Aktivkohle entfärbt wird, hängt
von dem als Ausgangsmaterial verwendeten Chonroitinpolysulfatab.
Es kann zweckmäßig sein, die Abscheidung der gereinigten Chondroitinpolysulfate mit Methanol in Gegenwart
eines Komplexmittels und/oder Natriumpyrosulfit vorzunehmen. Insbesondere bei dem Endprodukt ist
diese Maßnahme angezeigt. Dadurch bleiben Injektionslösungen, die Chondroitinpolysulfat enthalten,
beim Lagern frei von Trübungen und dunkeln nur un- j«
merklich nach. Als Komplexmittel werden beispielsweise Nitrilotriessigsäure, Ethylendiamintetraessigsäure.
1,2-Cyclohexylendinitrilotetraessigsäure, Dicthylentriaminpentaessigsäure,
3,6-DioxaoctamethyIendinitrilotetraessigsäure in Konzentrationen von 0.01 -0.5% eingesetzt.
Bevorzugt arbeitet man bei Konzentrationen von 0,05 — 0,35%. Die Konzentration des bei der Methanolfällung
gegebenenfalls verwendeten Natriumpyrosulfits kann 0,01 -0,5% betragen.
Das beschriebene Chondroitinpolysulfat hat bei Mensch und Tier therapeutische Bedeutung. Die Substanz
ist anticoagulämisch, thrombolytisch, thromboprophylaktisch (speziell auch auf die tiefen Venenthrombosen
einwirkend), antitherosklerotisch, antilipämisch, antiinflammatorisch, antieexsudativ, antiarthrotisch
und virustatisch wirksam.
Durch den besonderen Ablauf und die Art der Behandlungen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine
charakteristische neuartige Substanz gewonnen, die sich durch die überraschend geringe Toxicität auszeichnet.
Tabelle 1
Akute Toxicität
Akute Toxicität
> 1000 mg/kg. Ein bevorzugtes erfindungsgemäß erhaltenes Produkt besitzt eine akute Toxicität entsprechend
einer letalen Dosis bei intravenöser Verabreichung bei der NMRI Maus von >4000 mg/kg und bei der Wistar
Ratte von >3500 mg/kg und bei der Katze von
> 1500 mg/kg, beim Hund von > 1000 mg/kg.
In der Literatur wurden bis jetzt Chondroitinpolysulfate
mit einer LDm (Maus, i. v.) von nur 1000 mg/kg beschrieben. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt
somit die Herstellung von Chondroitinpolysulfat mit einer wesentlich größeren therapeutischen Breite.
Insbesondere weist das nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellte Chondroitinpolysulfat folgende Parameter auf:
1,65-2.00%
12.5-14,5%
0,98-1,22 mMol/g
0,96- 1.24 mMol/g
12.5-14,5%
0,98-1,22 mMol/g
0,96- 1.24 mMol/g
Tierart
Applikation LD5o/7d
NMRI Mäuse | i.v. | > 3500 mg/kg |
Wistar Ratten | i. v. | > 3000 mg/kg |
Katze | i.v. | > 1000 mg/kg |
Hund | i.v. | > 1000 mg/kg |
Das erfindungsgemäß erhältliche Chondroitinpolysulfat besitzt somit eine akute Toxicität entsprechend einer
letalen Dosis bei intravenöser Verabreichung bei der NMRI Maus von > 3500 mg/kg und bei der Wistar Ratte
von >3000 mg/kg, bei Katze und Hund von
55
60
65 Schließlich betrifft die Erfindung eine piiarmazeuti·
sehe Zusammensetzung, die gekennzeichnet ist durch den Gehalt an einem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
herstellbaren Chondroitinpolysulfat.
Versuche haben gezeigt, daß beim Menschen Einzeldosierungen
zwischen 20 und 250 mg, besonders zwischen 30 und 150 mg pro Individuum in 0,2-2.0 ml, besonders
0.2 - 1,0 ml therapeutische Wirkung haben und gut vertragen werden. Tägliche Gaben von bis zu
500 mg erweisen sich als therapeutisch vorteilhaft. Die Injektion kann i. m., intraartikulär, s. c. oder i. v. durchgeführt
werden, ohne den Arzt speziell nur auf diese Injektionsarten festzulegen. Die Abpackung von therapeutisch
anwendbaren Lösungen des Wirkstoffes kann z. B. in Ampullen, Fertigspritzen, Durchstichflaschen, Phiolen
für Spritzpistolen und anderen für die Injektion zweckmäßigen Primärpackmitteln erfolgen. Weitere
Applikationsarten sind die perorale, percutane, rectale. sublinguale oder buccale Verabreichung. Die bevorzugte
Dosierung entspricht derjenigen bei der Verabreichung durch Injektion.
Das erfindungsgemäß gewonnene Chondroitinpolysulfat eignet sich auch zur Anwendung in ucr Tiermedizin,
bei der die beschriebenen Wirkungen angezeigt sind. Beim Hund beträgt die Dosierung zwischen 0,1 und
5 mg/kg Körpergewicht und Tag, bevorzugt 03 bis 1.5 mg/kg, in 0,1—10 ml Volumen, insbesondere in
0,5—1,0 ml. Beim Pferd beispielsweise bewähren sich tägliche Einzelgaben von 100-1000 mg, bevorzugt
150-500 mg in 0,1-20ml, besonders 1-5 ml. Das
Chondroitinpolysulfat kann auf dieselbe Weise wie bf"m
Menschen appliziert werden.
Zur Bestimmung des mittleren Molekulargewichts wurde die folgende Methode angewandt:
Man Chromatographien 20 mg Probe in 2 M Kochsalzlösung an einer Biogel P 10 Säule (50 g; H = 100 cm,
0 2 cm). In den gesammelten 10 ml Fraktionen detektiert man das Chondroitinpolysulfat durch Hexuronsäurebestimmung
nach Z. Dische: J. Biol. Chem. 167, 189
(1947), modifiziert von J. D. Gregory: Arch. Biochem. Biophys. 89,157 (I960). Man eicht mit Chondroitinpolysulfat-Fraktionen,
deren Molekulargewicht durch Ultrazentrifugation bestimmt wurde. Das mittlere Molekulargewicht
berechnet man aus dem Auslaufvolumen, bei dem 50% der insgesamt im Chromatogramm gefundenen
Hexuronsäure eiuiert sind.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel la (StufeA)
7,5 kg rohes Chondroitinpolysulfat (erhältlich nach DE-PS 8 70 094) löst man in 75 Liter heißem Wasser,
versetzt mit 2,25 kg Natriumchlorid und 2 ml Octanol-1.
Man gibt nun eine Lösung von 75 g Ethylendinitrilotetraessigsäure in 750 ml 1 N Natronlauge zu. Man erhitzt
die Mischung auf 95°C und rührt dann 7,5 Liter 30%ige
Watserstoffperoxid-Lösung ein. Man hält die Temperatur
100 Minuten zwischen 90 und 950C und kühlt dann
schnell auf Raumtemperatur ab.
Man löst in der Reaktionsmischung 1,5 kg Natriumchlorid, rührt 360 Liter Methanol ein, dekantiert nach 30
Minuten den klaren Überstand ab und saugt den Niederschlag auf einer Nutsche ab. Man wäscht mit Methanol
und trocknet bei einer Temperatur unter 60°C. Man erhält etwa 7 kg depolymerisiertes Chondroitinpolysul
f.it.
Beispiel Ib (Stufe A)
7,5 kg rohes Chondroitinpolysulfat löst man in 22,5 Liter Wasser, versetzt zuerst mit 1,5 kg Natriumchlorid,
dann mit einer Lösung von 37,5 g Kupfer-ll-sulfat-pentahydrat
in 750 ml Wassvr. Man setzt unter Kühlung 3 Liter 30%iges Wasserstoffperoxid zu und hält 5 Stunden
bei 25° C. Danach stellt man mit 30°/oiger Natronlauge auf pH 10,5 ein, fällt unter Rühren mit 132 Liter
Methanol, dekantiert den Überstand und nutscht den Niederschlag ab. Man wäscht mit Methanol und trocknet
bei einer Temperatur unter 60°C. Man erhält etwa 6,8 kg depolymerisiertes Chondroitinpolysulfat.
Beispiel Ic (Stufe A)
9 kg rohes Chondroitinpolysulfat löst man in 45 Liter Wasser, versetzt mit einer Lösung von 8,57 g Kobald-II-chloridhexahydrat
in 1 Liter Wasser und ergänzt mit Wasser auf 67 Liter. Unter ständigem Rühren bei Raumtemperatur
f igt man innerhalb 2 Stunden 135 Liter 40%ige Per.ssigsäure zu. Anschließend gibt man eine
Lösung von 27 g Ethylendinitrilotetraessigsäuredinatriumsalzdihydrat
in 1 Liter Wasser zu. Man stellt nun mit 30%ider Natronlauge auf pH 11, setzt 2,2 kg Natriumchlorid
zu und fällt unter Rühren mit 290 Liter Methanol. Nach einer Stunde dekantiert man, saugt den
Niederschlag auf einer Nutsche ab, wäscht mit Methanol und trocknet bei einer Temperatur unter 60°C. Man
erhält etwa 8,4 kg depolymerisiertes Chondroitinpolysulfat.
Beispiel 2 (Stufe B)
8,0 kg depolymerisiertes Chondroitinpolysulfat löst
man in 74 Liter Wasser, vermischt mit 2 Liter 40% Peressigsäure, stellt den pH-Wert mit 30% Natronlauge
auf 8 und läßt 24 Stunden bei Raumtemperatur stehen. Man löst in der Mischung 0,4 kg Natriumchlorid und
fällt mit 320 Liter Methanol. Der Niederschlag wird abgenutscht, mit Methanol gewaschen und getrocknet
Man erhält ca. 7,9 kg weißes Material.
Bieispiel 3a (StufeC)
6,3 kg depolymerisiertes Chondroitinpolysulfat löst man in 27,1 Liter heißem Wasser, setzt 3.15 Liter
40%ige Peressigsäure zu, vermischt und läßt 4 Stunden
• stehen. Danach gibt man 45,4 Liter Wasser zu, löst 2,1 kg
Natriumchlorid und stellt den pH-Wert mit "Woiger Natronlauge auf 10,5. Dann rührt man je Liter Lösung
0,5748 Liter Methanol ein, um in der Mischung eine Methanolkonzentration von 36,5 Vol.-% zu erhalten,
das sind z. B. 48,6 Liter Methanol. Man läßt die Fällung über Nacht stehen, dann dekantiert man und zentrifugiert
den halbflüssigen Niederschlag ab. Den klaren Überstand, z. B. 128,5 Liter, verrührt man mit 2,175 Liter
Methanol pro Liter Lösung, so daß eine Methanolendkonzentration von 80 Vol.-% erreicht wird, das sind z. B.
279,5 Liter Methanol. Die Fällung läßt man 1 Stunde absetzen, dekantiert und nutscht die Restsuspension ab.
Den Niederschlag wäscht man mit Methanol und trocknet bei einer Temperatur unter 600C. Man erhält etwa
5,6 kg Zwischenprodukt.
Beispiel 3 b (Stufe C)
2 kg depolymerisiertes Chondroitinpolysulfat löst
2n man in AK) Liter wasser, nitriert durch ein Steriiiiiter
und ultrafiltriert mit einem Druck von 2,8 bar bei 32° C unter Verwendung eines Platten-Ultrafiltrationsgerätes
(Membranfläche 2,25 m2, angegebene Auschlußgrenze der Celluloseacetat-Membran bei Molekulargewicht
15000). Die Lösung pumpt man mit einer Durchflußrate von 6,5 mVStunde um. Wenn ein Volumen von ca. 20
Liter Retentat erhalten ist, ultrafiltriert man dieses 3mal nach Vermischen mit je 50 Liter Wasser.
Die gesammelten Permeate unterwirft man unter Verwendung einer Celluloseacetat-Membran mit der
angegebenen Molekulargewichts-Ausschlußgrenze 6000, jedoch sonst gleichen Bedingungen wie oben der
Ultrafiltration. Das Retentat engt man bis auf eine Konzentration von 10% ein, setzt Natriumchlorid bis zu einer
Konzentration von 0,5% zu, stellt den pH-Wert auf 7,1J und fällt unter Rühren mit 4 Volumteilen Methanol.
Nach Waschen des abgesaugten Niederschlags trocknet man. Das erhaltene Zwischenprodukt wiegt 1,78 kg.
Beispiel 4 a (Stufe D)
5,4 kg Zwischenprodukt aus Arbeitsschritt 3 löst man in 54 Liter Wasser und rührt 21,6 Liter stark sauren
Kationenaustauscher (z. B. Lewatit S 100) in der protonierten
Form ein und rührt 1 Stunde bei Raumtemperatur. Man nutscht ab, wäscht 2mal mit je 8,1 Liter Wasser
nach und vereinigt die Filtrate. Das Filtrat versetzt man mit 2,19 kg Natriumchlorid und fällt unter Rühren mit
292 Liter Methanol. Den Fällungsansatz läßt man über nacht stehen, dann dekantiert man, nutscht die verbleibende
Suspension ab und wäscht mit Methanol gut aus. Den Niederschlag löst man in 43,2 Liter Wasser, stellt
den pH-Wert mit 30%iger Natronlauge auf 7,5, gibt 700 g Natriumchlorid zu und fällt unter Rühren mit 139,2
Liter Methanol. Den klaren Überstand heben man ab, die Restsuspension saugt man durch eine Nutsche und
wäscht mit Methanol. Nach dem Trocknen erhält man 3,6 kg entsalztes Chondroitinpolysulfat
Beispiel 4 b (Stufe D)
9 kg des nach Arbeitsschritt 3 anfallenden Zwischenproduktes oder auch den noch methanolfeuchten Niederschlag
aus diesem Arbeitsschritt löst man in soviel Wasser, daß man 90 Liter Lösung erhält Diese Lösung
läßt man durch eine Ionenaustauschersäule laufen, die mit 36 Liter Kationenaustauscher Amberlite IR 120 in
der H+-Form gefüllt ist Das Verhältnis Höhe der Sau-
lenfiillung zu Durchmesser liegt ζ. B. bei ca. 2,5. Wenn
die Substanzlösung durchgelaufen ist, spült man mit 33,3 Liter Wasser nach. Die vereinigten substanzhaltigen Filtrate
versetzt man mit 3,7 kg Natriumchlorid und bringt durch Zusatz von 492 Liter Methanol zur Ausfällung.
Man saugt ab, wäscht mit Methanol und löst den noch lösungsmittelfeuchte)! Niederschlag mit pyrogenfreiem
Wasser auf ein Gesamtvolumen von 72 Liter. Man gibt 1,15 kg Natriumchlorid zu, stellt den pH-Wert mit 30%
Natronlauge auf 7,5 und fällt mit 219 Liter Methanol aus. Man nutscht ab, wäscht mit Methanol und trocknet. Es
werden etwa 6 kg entsalztes Chondroitinpolysulfat gewonnen.
Beispiel 5 (Stufe E und l·')
20 kg entsalztes Chondroitinpolysulfat löst man in 190
Liter pyrogenfreiem Wasser. Die Lösung erhitzt man auf 90°C und gibt 40 kg Aktivkohle zu (Riedel de Haen
Nr. 18003). Man hält die Temperatur 60 Minuten auf 90"C, fiiit iei i dann iiueii iieiu inii einem Dr uckiiiiei. Den
Kohlerückstand wäscht man 2mal mit je 40 liter pyrogenfreiem Wasser und vereinigt die Filtrate. Man versetzt
mit 3 kg Natriumchlorid und 660 g Ethylendinitrilotetraessigsäuredinatriumsalzdihydrat.
Der pH-Wert wird auf 7,5 eingestellt. Dann filtriert man durch ein vorgewaschenes Membranfilter (Porenweite 0,2 μίτι).
Die ganz klare Lösung fällt man unter Rühren mit 720 Liter Methanol. Der Niederschlag wird mit der Nutsche
abgesaugt, mit Methanol gewaschen und bei einer Temperatur unter 50°C getrocknet. Man erhält etwa 18 kg
weißes, feinkörniges, reines, injizierbares Chondroitinpolysulfat.
Die chemisch-analytische Untersuchung ergibt folgende Stoffwerle:
N
S
S
1,77 ro
12,96%
12,96%
Hcxuronsäure:
Hexosamin:
Hexosamin:
1.08 mMol/g
1,12 mMol/g
1,12 mMol/g
B e is pi e I 6
(Herstellung einer Injektionslösung)
3,25 kg auf wasserfreie Substanz berechnetes reines Chondroitinpolysulfat und 0,325 kg Natriumchlorid löst
AJ man uiiici Ruinen in eiwa 50 Liier aqua pro imeciubiiia
und ergänzt auf 65 Liter. Nach Einstellen des pH-Wertes auf 8,4 mit N Natronlauge und Sterilfiltration durch
Membranfilter ampulliert man unter sterilen Kautelen in bekannter Weise. Die verschlossenen Ampullen werden
60 Minuten einer Hitzebe'.iandking im siedenden
Wasserbad ausgesetzt.
Claims (1)
- Patentansprüche;I. Verfahren zur Herstellung eines injizierbaren hochreinen Chondroitinpolysulfates, dadurch gekennzeichnet, daß manA) rohes Chondroitinpolysulfat oxidativ depolymerisiert,B) gegebenenfalls das depolymerisierte Chondroitinpolysulfat mit Peressigsäure bleicht,C) das nach A) oder B) erhaltene Produkt durch ein oder zwei Methanolfällungen zur Gewinnung einer Fraktion mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 5000 bis 15000 fraktioniert, wobei man die erste Fraktionierung bei einer Konzentration zwischen 25 und 45 VoL-% Methanoi und die zweite Fraktionierung bei einer Konzentration zwischen 60 und 85 VoL-% Methanol durchführt,D) gegebenenfalls das nach C) erhaltene Produkt mit Kationenaustauschern entsalzt,E) gegebenenfalls das nach C) oder D) erhaltene Produkt mit Aktivkohle entfärbt undF) das hochreine Produkt in Substanz gewinnt. 2sZ Verfahren nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß man die oxidative Depolymerisierung A) durch Wasserstoffperoxid in Abwesenheit von Schwermetallen durchführt3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man in Gegenwart eines Komplexmittels arbeitet4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß man als Komplexmittel Ethylendinitri- lotetraessigsäure einsetzt5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß man die oxidative Depolymerisierung A) mit Waserstoffperoxid in Anwesenheit von Eisen-, Kobalt-, Mangan- und/oder Vanadiumsalzen durchführt6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichent daß man die oxidative Depolymerisierung A) mit Peressigsäure in Gegenwart von Eisen-, Kobalt- und/oder Mangansalzen durchführt7. Verfahren nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Konzentration der Schwermetallsalze im Reaktionsmedium zwischen 0,001 und 03% (Gew./ Vol.) hält8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- so zeichnet daß man die Peressigsäurebehandlung B) in das Molekülfraktionierungsverfahren Q einbezieht.9. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man bei der Stufe C) anstelle der ersten Methanolfraktionierung eine Ulinfiltration mit einer Membran der Ausschlußgrenze von mindestens 6000 vornimmt und/oder anstelle der zweiten Methanolfraktionierung eine Ultrafiltration mit einer Membran der Ausschlußgrenze von höchstens 8000 vornimmt10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 9, dadurch gekennzeichnet daß man das reine Chondroitinpolysulfat durch Methanol in Gegenwart von 0,01 -0^% eines Komplexmittels abscheidetI1. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man als Komplexmittel Ethylendinitri· lotetraessigsäure einsetzt.12. Verfahren nach den Ansprüchen 1,9,10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß man das reine Chondroitinpolysulfat durch Methanol in Gegenwart von 0,01 -0,5% Natriumpyrosulfit abscheidet,13. Chondroitinpolysulfat, herstellbar nach den Ansprüchen 1 bis 12, mit folgenden Parametern
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