DE4038385A1

DE4038385A1 - Sitosterol und seine glykoside mit verbesserter bioverfuegbarkeit

Info

Publication number: DE4038385A1
Application number: DE19904038385
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Roecar Holdings NV
Current assignee: HOYER GMBH & CO KG, 41469 NEUSS, DE
Priority date: 1990-12-01
Filing date: 1990-12-01
Publication date: 1992-06-04
Anticipated expiration: 2010-12-02
Also published as: DE4038385C2

Description

Die Erfindung betrifft Sitosterol und seine Glykoside mit verbesserter Bioverfügbarkeit.

ß-Sitosterol, abgekürzt BSS, ist das wichtigste pflanzliche Sterol, das weitverbreitet in zahlreichen Pflanzenarten vor kommt. Es handelt sich um ein weißes, geruch- und geschmackloses Pulver oder eine wachsartige Masse, die in Wasser extrem schwer löslich ist.

BSS ist in der Natur in der Regel mit anderen Sterolen in geringerer Menge vergesellschaftet wie beispielsweise mit Stigmasterol, Campesterol, Lanosterol usw. Der Gehalt an solchen Sterolen kann, je nach Herkunft und Aufarbeitung, bis etwa 25% betragen. Außerdem ist BSS in der Natur häufig mit seinen Glykosiden, und zwar insbesondere dem Glukosid, vergesellschaftet, deren Anteil aber in der Regel nicht über 10% der Menge des freien Alkohols hinausgeht. Im folgenden wird unter BSS nicht nur chemisch reines, synthetisch herge stelltes Sterol, sondern auch das aus natürlichen Quellen gewonnene Sterol mit Begleitsterolen und gegebenenfalls einem Anteil an Glykosiden verstanden.

BSS ist praktisch untoxisch und hat antipyretische, cholesterin senkende und antiproliferative Wirkungen und wird an keiner Stelle des Körpers akkumuliert. Als Folge seiner geringen Löslichkeit in wäßrigen Medien wird BSS aus dem Magen-Darm- Trakt sehr schlecht resorbiert. Es sind daher schon verschiedene Versuche unternommen worden, die Resorption und damit die Biover fügbarkeit von BSS zu verbessern, beispielsweise durch Mikrofein verteilung mit Hilfe fester inerter Stoffe, durch Derivatisierung oder Komplexierung. Es hat sich aber herausgestellt, daß diese üblichen Verfahren aber überhaupt nicht oder nur wenig geeignet sind, die Resorptivität bzw. die Bioverfügbarkeit zu verbessern, denn wasserlösliche Derivate wie beispielsweise Hemiester werden zwar gut resorbiert, aber scheinbar im Körper nicht gespalten und verfügen daher über eine geringere Wirksamkeit als angenommen. Auf der anderen Seite neigen mikrofeinverteilte Zubereitungen auf festen inerten Trägern regelmäßig dazu, bei Lagerung zu reaglo merieren oder wieder zu kristallisieren und dadurch zu einer Vergrößerung der Teilchen zu führen. Dementsprechend fällt die Möglichkeit zur Resorption bzw. die Bioverfügbarkeit nach relativ kurzer Lagerfrist wieder ab.

Es besteht daher noch ein Bedarf nach Zubereitungen von BSS mit verbesserter Bioverfügbarkeit und hinreichend langer Lager fähigkeit.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird BSS, auch unter Einbeziehung seiner Glykoside,mit einer verbesserten Bioverfügbarkeit vor geschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es als Mikro emulsion unter Verwendung von Lecithin als Träger vorliegt.

Unter Mikroemulsionen versteht man Arzneiformen, die aus einem stabilen, optisch isotropen Mehrstoffgemisch bestehen, welches auch zur Anwendung für Problemarzneimitteln geeignet erscheint. Eine Mikroemulsion enthält mindestens ein Tensid oder eine Tensidmischung und zwei nur begrenzt miteinander mischbare Flüssigkeiten wie zum Beispiel Wasser und ein organisches Lösungsmittel. Im Gegensatz zu den gewöhnlichen oder Makro emulsionen, die milchig trüb sind und zum Brechen oder Aufrahmen neigen, sind die Mikroemulsionen thermodynamisch stabil, einphasig, transparent oder höchstens opaleszierend und von flüssiger bis halbfester Konsistenz. Sie sind daher hervorragend zur topischen Applikation auf Haut oder Schleimhäute oder zur peroralen An wendung, beispielsweise in Weichgelantinekapseln, geeignet.

Mikroemulsionen sind nicht nur wegen ihres gefälligen Aussehens und ihrer besonderen Stabilität bemerkenswert, sondern auch, weil sie als Träger von Arzneistoffen vielerlei Vorteile bringen.

Wirkstoffe, die in Mikroemulsionen verarbeitet sind, werden meist wesentlich besser resorbiert als solche, die in gewöhn lichen Salben, Gelen oder Cremen, also in Makroemulsionen ent halten sind. Ein Grund dafür ist die überaus feine Verteilung - die Tröpfchengröße liegt im Bereich zwischen etwa 100 bis 200 nm - und damit verbunden die große Oberfläche, von der aus der Wirkstoff resorbiert wird. Da die Tröpfchen kleiner als die Wellenlänge des sichtbaren Lichtes (400 bis 800 nm) sind, wird dieses Licht gebrochen und die Mikroemulsionen erscheinen daher durchsichtig.

Mikroemulsionen können sich bei einem bestimmten Verhältnis zwischen Wasser, einem Lipidgemisch und einem Emulgator oder Emulgatorsystem spontan bilden. Daher rührt die praktisch un begrenzte Stabilität der Mikroemulsion. Allerdings führt bei weitem nicht jedes beliebige Mischungsverhältnis zu einer stabilen Mikroemulsion. Das optimale Verhältnis zwischen Träger, Emulgator und Dispergenz muß regelmäßig empirisch ermittel werden (vgl. Beyer et al: Mikroemulsionen, Pharm. uns. Zeit 12, 55 bis 60 (1983)).

Mikroemulsionen, die aus physiologisch unbedenklichen Trägern und Wirkstoffen hergestellt werden, sind ausgezeichnet ver träglich, sie dringen rasch in Haut und Schleimhaut ein und führen daher zu einer beschleunigten Resorption der in ihnen enthaltenen Wirkstoffe. Mikroemulsionen fetten und kleben nicht und sie sind abwaschbar. Entsprechende Zubereitungen werden daher von den Patienten in der Regel ohne Schwierigkeiten akzep tiert.

Als Lipidphase und Träger für die erfindungsgemäß einzusetzenden Sterole wurde Lecithin gewählt, weil dieses Phospholipid den körpereigenen Membranlipiden am ähnlichsten ist. Außerdem ist es toxikologisch unbedenklich. Versuche, einfache Lösungen von BSS in Lecithin zur Verbesserung der Bioverfügbarkeit einzu setzen, bringen aber keinen Erfolg, da die Lösungen instabil sind, denn sie zeigen deutliche Zersetzungen und Verfärbungen. Derartige Lösungen sind auch technisch schwierig zu handhaben, da es sich um zähklebrige Massen handelt und außerdem läßt sich im In-vitro-Resorptionsmodell keine Verbesserung der Aufnahme der Wirkstoffe feststellen. Als Träger für eine Mikroemulsion ist Lecithin aber ausgezeichnet geeignet. Als Emulgator können ver schiedene Tenside zur Stabilisierung eingesetzt werden, vorzugs weise wird aber Isopropylmyristat benutzt, das sich zusammen mit Isopropanol als physiologisch unbedenklicher Koemulgator besonders eignet.

Durch umfangreiche Versuche wurde überprüft, in welchen Verhältnissen sich stabile Mikroemulsionen bilden. Man kann die Zusammensetzung der möglichen Kombinationen in einem 3-Phasen-Diagramm darstellen, in dem man die Grenzlinien der beständigen Phasen oder Areale einzeichnet. Für die Kombination Wasser, Lecithin, Isopropylmistrat und Isopropanol ergibt sich dabei das nachfolgende Bild:

Als optimal hinsichtlich Stabilität und Freisetzungsvermögen für Arzneistoffe hat sich folgende Mischung erwiesen, die sich auf Gewichtsprozente bezieht:
Lecithin etwa 21 bis 23%, vorzugsweise 21,95%
Isopropanol 15 bis 16%, vorzugsweise 15,24%
Isopropylmyristat 7,0 bis 7,5%, vorzugsweise 7,32%
Wasser hat 100%
Der Gehalt an BSS beträgt vorzugsweise 10%.

Die Herstellung der Mikroemulsionen erfolgt, indem BSS und Lecithin auf dem Wasserbad bei ca. 40°C in Isopropanol gelöst werden. Das auf die gleiche Temperatur vorerwärmte Isopropylmyristat wird dann hinzugefügt. Abschließend wird das auf 70°C angewärmte Wasser unter ständigem Rühren zugesetzt. Es wird noch eine Minute lang kräftig weitergerührt, dann wird die Mischung langsam zum Abkühlen gebracht.

Die so hergestellte Mikroemulsion ist halbfest, transparent und über lange Zeit unverändert lagerstabil.

Bei der Prüfung auf verbesserte Wirkstoffliberation wird nach dem Resorptionsmodell der Firma Sartorius GmbH gearbeitet, das auf Arbeiten von H. Stricker in Pharm. Ind. 35, 13 bis 17 (1973) basiert und für salbenartige Zubereitungen entsprechend den Angaben von H. Loth et al, Pharm. Ind. 40, 256 bis 261 (1978) modifiziert wurde. Im Vergleich zu üblichen Salbengrundlagen läßt sich eine wesentlich bessere Resorption feststellen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Beispiele näher erläutert:

Beispiel 1

19,75 g Lecithin sowie 10,00 g BSS werden auf dem Wasserbad bei ca. 40°C in 13,71 g Isopropanol gelöst. Dann werden 6,58 g Isopropylmyristat zugesetzt, das vorher auf die gleiche Temperatur erwärmt wurde. Diese Mischung wird unter ständigem Rühren mit auf 70°C angewärmten Wasser auf 100,00 g ergänzt. Es wird noch eine Minute lang kräftig weiterge rührt, dann langsam abkühlen gelassen.

Beispiel 2

Zum Nachweis der verbesserten Resorption wurde das Liberations modell für salbenartige Arzneiformen der Firma Sartorius GmbH be nutzt.

Als Vergleichspräparate wurden zwei käufliche Salbengrundlagen ver wendet, und zwar eine aus Vaseline, flüssigem Parafin, Emulgatoren und Wasser bestehende Wasser-in-Öl-Emulsionsgrundlage der Firma Schering GmbH in Wien, die unter der Marke "Ultrabas" vertrieben wird sowie ebenfalls von der Firma Schering GmbH eine aus Kohlen wasserstoffen, Emulgatoren und Wasser bestehende Öl-in-Wasser- Emulsionsgrundlage, im Handel unter der Bezeichnung "Ultrasicc". Als Vergleichspräparate wurden aus diesen Salbengrundlagen Salben mit einem Gehalt an 10% BSS in der fertigen Arzneiform hergestellt.

In der Liberationszelle wurden 0,2 g der Mikroemulsion bzw. der Vergleichspräparate eingebracht. Als Barriere wurde eine Membran aus Zellulosenitrat benutzt, welche die menschliche Haut simuliert. Das flüssige Medium war in allen Fällen eine Phosphatpufferlösung mit pH 7,4. Die Versuche wurden bei 37°C durchgeführt.

Das Liberationsverhalten in der Saroriuszelle ist in der nach folgenden Abbildung 2 graphisch dargestellt. Aus den Vergleichs präparaten wurden unter den gegebenen Bedingungen keine meßbaren Mengen BSS freigesetzt, d. h. daß die Kurve bei den Vergleichspräparaten praktisch gleich mit der Abzisse der Diagramms ist. Die Freisetzung aus der Mikroemulsion ist demgegenüber signifikant verbessert.

Beispiel 3

Zum Nachweis der verbesserten Bioverfügbarkeit in vivo wurde die Resorptivität von radioaktiv markierten Mikro emulsionen mit Sitosterol an der Ratte untersucht. Als markierte Testsubstanz wurde dabei ³H-ß-Sitosterol, 10 mCi/185 Mega BQ, spezifische Aktivität 125 mCI/mg mit einer Reinheit von 99,2% im Vergleich zu "kaltem" BSS mit einer Reinheit von 99% eingesetzt.

Die Mikroemulsionen wurden in gleicher Weise hergestellt, indem 1 mg markiertes Sitosterol mit 10 mg kaltem Sitosterol und 330 mg Lecithin oder nur das kalte Sitosterol mit Lecithin auf dem Wasserbad bei 40°C in 280 ml Isopropanol gelöst wurden. Dieser Lösung wurden 55 mg Isopropylmyristat zugefügt, woraufhin 800 ml Wasser von 40°C unter Rühren langsam beigemengt wurden, dann wurde noch kurzfristig weiter gerührt und die Mischung langsam auf Raumtemperatur abgekühlt.

Als Versuchstiere dienten Albinoratten/Sprague-Dawley mit einem Durchschnittskörpergewicht von etwa 235 g, die unter Standardbedingungen mit Trockenfutter und Wasser ad libitum gehalten wurden. Die perorale Verabreichung der Präparate erfolgte mittels Schlundsonde. Kurz vor Beginn des Versuches sowie nach 2, 15, 30, 60, 120, 180, 300, 420 und 540 Minuten wird den Versuchstieren je 40 µl Blut aus der Schwanzvene entnommen.

Die Blutproben werden mit 0,5 ml Natronlauge 12 Stunden bei 40°C inkubiert, danach wird mit 0,25 ml 25%igem H₂O₂ entfärbt, mit 10%iger Essigsäure neutralisiert und zentrifugiert. Der klare Überstand wird mit 10 ml Szintillationsflüssigkeit versetzt und die Zerfallsrate bestimmt. Die erhaltenen Werte werden automatisch bezüg lich Einstrahlung, Background und Quenching korrigiert (Meßdauer 2 min., Prozent 2 sigma). Die Ergebnisse der einzelnen Proben werden auf die Gesamtmengen der ver abreichten Testsubstanzen hochgerechnet, in Nanogramm BSS pro Milliliter Blut umgerechnet zur Zeit in Beziehung gesetzt. Die statistische Auswertung erfolgte auf einem Atari 1040 (Programm Wistat).

Im Ergebnis zeigt sich, daß bei der Ratte nach peroraler Gabe die Resorption von Sitosterol als Suspensionen in destilliertem Wasser bei 18% der verabreichten Menge liegt, während sich bei der Resorption von BSS aus der Mikroemulsion ein Wert von 24% ergibt.

Die Aufnahme von BSS aus der Mirkoemulsion ergibt eine um ein Drittel höhere Resorptionsquote. Von der applizierten Dosis wird ungefähr ein Viertel aufgenommen und somit eine wesentliche Steigerung gegenüber anderen Zubereitungs formen erzielt.

Die erfindungsgemäßen Mikroemulsionen können als solche zur topischen Anwendung eingesetzt oder sie können für die orale Applikation in Weichgelatine-Kapseln verarbeitet werden.

Claims

1. Sitosterol und seine Glykoside mit verbesserter Bioverfüg barkeit, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Mikroemulsionen unter Verwendung von Lecithin als Träger vorliegen.

2. Sitosterol und seine Glykoside nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikroemulsion Isopropylmyristat als Emulgator enthält.

3. Sitosterol und seine Glykoside nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikroemulsion Isopropanol als Koemulgator enthält.

4. Sitosterol und seine Glykoside nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikroemulsionen etwa 21 bis 23% Lecithin, 15 bis 16% Isopropanol, 7,0 bis 7,5% Isopropanolmyristat in Wasser als Dispergens ent hält.

5. Verfahren zur Herstellung von Sitosterol und seinen Glykosiden nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirk stoff und das Lecithin bei etwa 40°C in Isopropanol gelöst, mit dem ebenfalls auf diese Temperatur erwärmten Isopropylmyristat versetzt und anschließend die Mischung mit Wasser von etwa 70°C unter kräftigem Rühren auf 100% aufgefüllt, kurzfristig weitergerührt und dann zum Abkühlen gebracht wird.