DE4042752B4

DE4042752B4 - Verfahren zur Herstellung von Mikropartikeln, welche einen Wirkstoff in einem bioabbaubaren polymeren Träger enthalten

Info

Publication number: DE4042752B4
Application number: DE4042752A
Authority: DE
Inventors: David Dr. Bodmer; Jones W. Fong; Thomas Dr. Kissel; Hawkins V. Maulding; Oskar Nagele; Jane E. Pearson
Original assignee: Novartis AG
Current assignee: Novartis AG
Priority date: 1989-07-07
Filing date: 1990-07-06
Publication date: 2009-05-07
Anticipated expiration: 2010-07-07
Also published as: GB2234896A; FI109334B; FI20000060A; AU687553B2; NL195027B; JP2931773B2; CA2020477C; JPH07285853A; NO302928B1; GR1001121B; GB2265311A; FR2649319B1; AT406225B; DK162590D0; CY1965A; IT9048113A0; FR2649319A1; JPH0832624B2; SG26416G; HU903974D0

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Mikropartikeln, welche einen Wirkstoff in einem bioabbaubaren, bioverträglichen polymeren Träger enthalten, wobei
a) das polymere Trägermaterial in einem geeigneten Lösungsmittel, in dem der Wirkstoff nicht löslich ist, gelöst wird,
b) eine Lösung des Wirkstoffes in einem geeigneten Lösungsmittel, das das Polymer nicht lösen kann, an die Lösung des Schritts a) zugeführt und darin dispergiert wird,
c) ein phaseninduzierendes Mittel an die Dispersion des Schrittes b) zugegeben wird, wodurch Mikropartikel gebildet werden
d) eine Öl-in-Wasser-Emulsion mit einem Emulgatorgehalt an das Gemisch des Schrittes c) zugefügt wird, wodurch die Mikropartikel gehärtet werden und
e) die Mikropartikel isoliert werden.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft die Herstellung von Mikropartikeln, die Formulierungen mit verlangsamter Freisetzung von Wirkstoffen, besonders von wasserlöslichen Peptiden, z. B. Somatostatin oder Somatostatinanaloga, wie Octreotid, in einem bio-abbaubaren und bioverträglichen polymeren Trägermaterial darstellen.
Peptidwirkstoffe weisen häufig eine geringe Bioverfügbarkeit im Plasma auf, wenn sie oral oder parenteral dargereicht werden, was der kurzen biologischen Halbwertzeit durch metabolische Instabilität zuzuschreiben ist. Wenn sie oral oder nasal appliziert werden, findet gewöhnlich nur eine geringe Resorption durch die Schleimhaut statt. Aus diesem Grund ist ein therapeutisch relevanter Blutspiegel über eine längere Zeit schwierig zu verwirklichen und wurde die parenterale Anwendung von Peptidwirkstoffen als Depotformulierungen in einem bioabbaubaren Polymer, z. B als Mikropartikel oder Implantat, vorgeschlagen, welche deren verlangsamte Freisetzung nach einem Aufenthalt in einem polymeren Träger ermöglichen. Dieser Träger schützt den Wirkstoff gegen enzymatische und hydrolytische Einflüsse der biologischen Media, in denen er sich befindet.
Obwohl parenterale Depotformulierungen von Peptidwirkstoffen in einem Polymerträger in Mikropartikel- oder Implantatform aus der Literatur bekannt sind, werden in der Praxis nur in sehr wenigen Fällen befriedigende Peptidfreisetzungen erhalten. Spezielle Massnahmen müssen ergriffen werden, um eine kontinuierliche Peptidfreisetzung zu ermöglichen, welche sich auf einem therapeutisch wirksamen Niveau befindet und trotzdem nicht so hohe Plasmakonzentrationen zulässt, dass dadurch unerwünschte pharmakologische Nebenreaktionen entstehen.
Das Peptidwirkstofffreisetzungsprofil ist von verschiedenen Faktoren abhängig, z. B. vom Peptidtypus und davon, ob sich das Peptid in seiner freien Form oder einer anderen Form, z. B. der Salzform befindet, welche seine Wasserlöslichkeit beeinflusst. Ein anderer wichtiger Faktor ist die Auswahl der Polymere, von denen eine ausgedehnte Liste der Möglichkeiten in der Literatur beschrieben ist.
Jeder Polymertypus hat seine charakteristische Abbaugeschwindigkeit. Es können beim Abbau freie Karboxylgruppen gebildet werden, welche den PH-Wert im Polymeren und dadurch die Wasserlöslichkeit des Peptids und in deren Folge dessen Freisetzungsprofil beeinflussen.
Andere Faktoren, welche das Freisetzungsprofil der Depotformulierung beeinflussen, sind der Wirkstoffbeladungsgrad des polymeren Trägermaterials, die Wirkstoffverteilung im Polymeren, die Partikelgrösse des Polymeren und, im Falle eines Implantats, zusätzlich dessen Form. Im weiteren ist die Stelle im Körper, wo sich die Formulierung befindet, mitbestimmend.
Bisher sind keine Somatostatinkompositionen mit langsamer Freisetzung der Wirkstoffe für parenterale Anwendung auf dem Markt erschienen, vielleicht, weil keine Kompositionen mit einem befriedigenden Plasmaspiegelprofil erhalten werden konnten.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Polymerformulierungen mit verlangsamter oder verzögerter Wirkstofffreisetzung sind bekannt. Das US-Patent US 3773919 A beschreibt Formulierungen mit kontrollierter Wirkstofffreisetzung, in denen der Wirkstoff, z. B. ein wasserlösliches Peptid, in einem bioabbaubaren und bioverträglichen linearen Polylactid oder Polylactid-co-glycolydpolymer dispergiert ist. Jedoch wurden keine Wirkstofffreisetzungsprofile beschrieben und keine Hinweise auf ein Somatostatin gegeben. US Patent US 4293539 A beschreibt antibakterielle Formulierungen in Form von Mikropartikeln.
Das US Patent US 4675189 A beschreibt Formulierungen des dekapeptidischen LHRH-Analogs Nafarelin und analoger LHRH-Verwandter in Polylactid-co-glycolydpolymeren. Es wurden keine Freisetzungprofile beschrieben. Die als Mikrokapseln vorliegenden Formulierungen werden nach einer Phasenseparationsmethode hergestellt, bei der eine Lösung des der Verkapselung dienenden Polymers unter raschem Rühren mit einer wässrigen Lösung versetzt wird, welche das Peptid enthält, wobei sich eine Wasser-in-Öl-Emulsion ausbildet. Danach wird ein Coacervierungsmittel, welches für das der Verkapselung dienende Polymer ein Nicht-Lösungsmittel ist, zugesetzt. Die erhaltenen ausgefällten Mikrokapseln werden anschließend gehärtet, gewaschen und getrocknet.
T. Chang, J. Bioeng., Vol. 1, S. 25–32, 1976, beschreibt die verlangsamte Freisetzung von biologischen Produkten, Enzymen und Vakzinen aus Mikropartikeln.
Polymere/copolymere der Milchsäure und Lactid/glycolyd-Copolymere und verwandte Produkte für chirurgische Anwendung und für verlangsamte Freisetzung und Bioabbau werden in den US Patenten US 3991776 A , US 4076798 A und US 4118470 A beschrieben.
Die europäische Patentanmeldung EP 0203031 A2 beschreibt eine Reihe von Somatostatin-Octapeptid-Analoga, z. B. Verbindung RC-160 mit der Formel
die eine Brücke zwischen den beiden Cys-Einheiten hat, in Spalten 15–16.
Die Möglichkeit, Somatostatine mit Polylactid-co-glycolydpolymeren mikrozuverkapseln, wird im Anspruch 18 beschrieben, jedoch werden keine Hinweise gegeben, wie man zu einem kontinuierlichen, therapeutisch wirksamen Plasmaspiegel kommt.
Das US Patent US 4011312 A beschreibt, dass eine kontinuierliche Freisetzung eines antimikrobiellen Wirkstoffes, z. B. des wasserlöslichen Polymyxins B aus einer Polylactid-co-glycolyd-Matrix mit niedrigem Molekulargewicht (unter 2000) und einem relativ hohen Glycolyd-Gehalt in Form eines Implantats erhalten werden kann, wenn das Implantat in die Euterröhre einer Rinderkuh geschoben wird. Der Wirkstoff wird dann innerhalb einer kurzen Zeitspanne freigesetzt, was dem hohen Glycolydgehalt und dem. niedrigen Molekulargewicht des Polymeren zu verdanken ist. Dies Faktoren stimulieren einen raschen Polymerabbau und damit verbunden eine rasche Freisetzung. Ein relativ hoher Wirkstoffbeladungsgrad trägt ausserdem zu einer raschen Freisetzung bei. Es wurden jedoch keine Somatostatine und keine Wirkstofffreisetzungsprofile beschrieben.
Das Europapatent EP 0058481 B1 beschreibt, dass eine kontinuierliche Freisetzung eines wasserlöslichen Peptids aus einem Polylactidpolymer-Implantat durch Herabsetzung des Molekulargewichtes mindestens eines Teils der Polymermoleküle, durch Aufnahme von Glycolydeinheiten in das Polymermolekül, durch Verstärkung des Blockpolymercharakters des Polymeren, wenn Polylactid-co-glycolydmoleküle verwendet werden, durch Zunahme des Wirkstoffbeladungsgrads des polymeren Matrix und durch Oberflächenvergrösserung des Implantats stimuliert wird. Obwohl Somatostatine als wasserlösliche Peptide genannt sind, wurden weder Somatostatin-Freisetzungsprofile beschrieben, noch wurden Hinweise gegeben, wie man alle diese Parameter kombinieren muss, um ein kontinuierliches Somatostatinfreisetzungsprofil während mindestens einer Woche, z. B. eines Monats, zu erhalten.
Das Europapatent EP 009291 B1 beschreibt, dass eine kontinuierliche Freisetzung von Peptiden, vorzugsweise von hydrophilen Peptiden, während einer längeren Zeitspanne erhalten werden kann, wenn das Peptid in eine konventionelle hydrophobe polymere Matrix, z. B. eines Polylaktids, gebracht wird, welche zugänglicher für Wasser gemacht worden ist, durch das in ihre Moleküle eine hydrophile Einheit, z. B. eines Polyethylenglykols, Polyvinylalkohols, Dextrans oder eines Polymethacrylamids aufgenommen wird. Der hydrophile Beitrag zum amphipathischen Polymeren wird im Falle einer Polyethylenoxydeinheit durch die Ethylenoxidgruppen, im Falle einer Polyvinylalkoholeinheit oder einer Dextran-Einheit durch freie Hydroxylgruppen und im Falle einer Polymethacrylamideinheit durch die Amid-Gruppe geliefert. Durch die Präsenz einer hydrophilen Einheit in den Polymermolekülen wird das Implantat nach Absorption von Wasser die Eigenschaften eines Hydrogels erhalten. Somastotatin wird als ein hydrophiles Peptid angedeutet, jedoch wurde kein Freisetzungsprofil beschrieben und wurde auch kein Hinweis gegeben, welcher Polymertypus für dieses Peptid geeignet ist und welches Molekulargewicht und wieviel hydrophile Gruppen es haben soll.
Das UK Patent GB 2145422 B beschreibt, dass eine langsame Freisetzung verschiedener Wirkstofftypen, z. B. Vitaminen, Enzymen, Antibiotika, Antigenen über eine längere Zeitspanne erreicht werden kann, wenn der Wirkstoff in ein Implantat, z. B. von Mikropartikelgrösse, eingearbeitet wird, und dass aus einem Polymer ein eines Polyols, z. B. Glukose oder Mannit, aufgebaut ist, das eine oder mehrere, vorzugsweise mindestens drei Polylactidester Gruppen enthält. Die Polylactidestergruppen enthalten vorzugsweise z. B. Glycolydeinheiten. Keine Peptide, z. B. Somatostatine, werden als Wirkstoffe genannt und keine Plasmaspiegelprofile werden beschrieben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der Erfindung werden Mikropartikel als Formulierungen mit langsamer Wirkstofffreisetzung erhalten, z. B. Mikropartikelformulierungen eines Wirkstoffes, besonders eines hormonal aktiven, wasserlöslichen Somatostatins oder eines Somatostatinanalogs, wie Octreotid, mit genügendem Plasmaspiegel und z. B. in einem bioabbaubaren bioverträglichen Polymeren, z. B. in einer umhüllenden polymeren Matrix. Die Matrix kann aus einem synthetischen oder natürlichen Polymeren bestehen.
Wir haben eine spezielle, gut brauchbare Modifikation der Phasenseparationsmethode entwickelt, gemäss welcher mit jedem Wirkstoff Mikropartikel hergestellt werden können. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Mikropartikeln, welche einen Wirkstoff in einem bioabbaubaren, bioverträglichen polymeren Träger enthalten, wobei

a) das polymere Trägermaterial in einem geeigneten Lösungsmittel, in dem der Wirkstoff nicht löslich ist, gelöst wird,
b) eine Lösung des Wirkstoffes in einem geeigneten Lösungsmittel, das das Polymer nicht lösen kann, an die Lösung des Schritts a) zugeführt und darin dispergiert wird,
c) ein phaseninduzierendes Mittel an die Dispersion des Schrittes b) zugegeben wird, wodurch Mikropartikel gebildet werden,
d) eine Öl-in-Wasser-Emulsion mit einem Emulgatorgehalt an das Gemisch des Schrittes c) zugefügt wird, wodurch die Mikropartikel gehärtet werden, und
e) die Mikropartikel isoliert werden.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFüHRUNGSFORMEN
Die Wirkstoffe, welche in dem erfindungsgemässen Verfahren verwendet werden, sind vorzugsweise wasserlösliche Wirkstoffe, z. B. wasserlösliche Peptide.
Die Peptidwirkstoffe, welche in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, können ein Calcitonin, wie Salmcalcitonin, Lypressin und das natürliche Somatostatin und dessen synthetische Analoga sein.
Das natürliche Somatostatin ist einer der bevorzugten Wirkstoffe und ist ein Tetradecapeptid mit der Struktur:-
Dieses Hormon wird sowohl durch die Hypothalamusdrüse als auch durch andere Organe, z. B. den Verdauungstrakt, produziert und vermittelt, zusammen mit GRF, die Neuroregulierung der Wachstumshormonfreisetzung in der Hypophyse. Zusätzlich zur Hemmung der Wachstumshormonfreisetzung in der Hypophyse bewirkt Somatostatin eine kräftige Hemmung anderer Systeme, wie des zentralen und peripheren Nervensystems, des gastrointestinalen Systems und der Gefässe der glatten Muskulatur. Es hemmt auch die Freisetzung von Insulin und Glucagon.
Der Begriff Somatostatin umfasst die Analoga und die Derivate. Derivate und Analoga sind geradkettige, durch interne oder externe Disulfidbrücken charakterisierte Polypeptide, indem eine oder mehrere Aminosäureeinheiten weggelassen und/oder durch eine oder mehrere andere Aminoradikale ersetzt wurden und/oder eine oder mehrere funktionelle Gruppen durch eine oder mehrere andere funktionelle Gruppen und/oder eine oder mehrere Gruppen durch eine oder verschiedene andere isosterische Gruppen ersetzt wurden. Im allgemeinen umfasst der Begriff alle modifizierten Derivate eines biologisch aktiven Peptids, die einen qualitativ vergleichbaren Effekt wie das nicht-modifizierte Peptid aufzeigen.
Agonistanaloga von Somatostatin sind brauchbar beim Ersatz von natürlichem Somatostatin bezüglich dessen Effekt, physiologische Funktionen zu regulieren. Bevorzugte bekannte Somatostatine sind:-
In jeder der Verbindungen a) bis i) befindet sich eine Brücke zwischen den Aminosäureeinheiten, die mit einem * markiert sind. Die Brücke ist in der nachfolgenden Formel eingezeichnet.
Andere bevorzugte Somatostatine sind:-
(Siche Vale et al., Metabolism, 27, Supp. 1, 139 (1978)).
(Siehe EP 0001295 B1 und Anmeldung EP 0001295 A2 ).
(Siehe Verber et al., Life Sciences, 34, 1371–1378 (1984) und Europäische Patent-Anmeldung EP 0070021 A1 auch bekannt als cyclo
(Siehe R. F. Nutt et al., Klin. Wochenschr. (1986) 64 (Suppl. VII)
(Sieche EP 0200188 A2 ).
In dieser Formel ist X eine kationische Ankergruppe
(Vgl. EP 0363589 A2 )
Auch in den oben genannten Verbindungen befindet sich eine Brücke zwischen den Aminosäureeinheiten, die mit einem * markiert sind.
Der Inhalt aller oben erwähnten Publikationen, speziell die spezifisch aufgeführten Somatostatine, wird als zu dieser Beschreibung gehörend betrachtet.
Der Begriff "Derivat" umfasst auch die entsprechenden Derivate, welche einen Zuckerrest aufweisen.
Wenn Somatostatine einen Zuckerrest haben, ist dieser vorzugsweise mit einer N-terminalen Aminogruppe und/oder mit mindestens einer Aminogruppe in einer Peptidseitenkette verbunden, vorzugsweise jedoch mit einer N-terminalen Aminogruppe. Solche Verbindungen, inklusiv deren Herstellung, wurden beschrieben, z. B. in WO 88/02756 A2 .
Der Name "Octreotid-Derivate" umfasst solche mit dem Rest
Besonders bevorzugte Derivate sind:
N^α-[α-glucosyl-(1-4-deoxyfructosyl]-DPhe-Cys-Phe-DTrp-Lys-Thr-Cys-Thr-ol and
N^α-[β-deoxyfructosyl-DPhe-Cys-Phe-DTrp-Lys-Thr-Cys-Thr-ol,
jedes mit einer Brücke zwischen den Cys-Einheiten, vorzugsweise in Form des Acetatsalzes und in Beispielen 2 bzw. 1 der oben erwähnten Patentanmeldung beschrieben.
Die Somatostatine können z. B. in freier Form, Salzform oder in Form derer Komplexe vorliegen. Säureadditionssalze können mit z. B. organischen Säuren, polymeren Säuren und anorganischen Säuren gebildet sein. Säureadditionssalze sind z. B. die Hydrochlorid- und Acetatsalze. Komplexe sind z. B. aus Somatostatinen durch Addition mit anorganischen Substanzen, z. B. anorganischen Salzen oder Hydroxyden, wie die Kalzium- und Zinksalze und/oder durch Addition von polymeren organischen Substanzen gebildet. Das Acetatsalz wird für Mikropartikel, welche eine reduzierte beginnende Wirkstofffreisetzung aufweisen, bevor zugt. Zu den Säureadditionssalzen gehört auch das Pamoatsalz, das in konventioneller Weise erhalten werden kann, z. B. indem Embonsäure (Pamoic Acid) mit Octreotid z. B. in freier Baseform umgesetzt wird. Die Reaktion kann in einem polaren Lösungsmittel z. B. bei Zimmertemperatur durchgeführt werden.
Die Somatostatine sind zur Verwendung bei der Behandlung von Krankheiten geeignet, wenn eine langfristige Wirkstoffapplikation anvisiert wird, z. B. bei Störungen, welche durch eine übermässige GH-Sekretion verursacht werden, z. B. bei der Behandlung von Acromegalie, von gastrointestinalen Störungen, z. B. bei der Behandlung oder Prophylaxe von Magengeschwüren, enterokutanen und pankreatikokutanen Fisteln, von Darmentzündungen, des Dumping Syndroms, des wässrigen Diarrhöesyndroms, von akuter Pankreatitis und gastrointestinalen, Hormone abscheidenden Tumoren, z. B. Vipomen, GRFomen, Glucagonomen, Insulinomen, Gastrinomen und von karzinoiden Tumoren, sowie von gastrointestinalen Blutungen, Brustkrebs und Komplikationen verbunden mit Diabetes.
Das polymere Trägermaterial kann aus bioverträglichen und bioabbaubaren Polymeren wie linearen Polyestern oder verzweigten Polyestern mit linearen Ketten, welche mit einem zentralen Polyol, wie Glukose verestert sind, hergestellt werden. Andere Ester sind solche der Polymilchsäure, Polyglycolsäure, Polyhydroxybuttersäure, Polycaprolacton, Polyalkylenoxalat oder sind Polyalkylenglycolester von Säuren des Krebszyklus, z. B. des Zitronensäurezyklus und deren Copolymeren.
Die bevorzugten Polymere sind die linearen Polyester und die verzweigten Polyester mit linearen Ketten (Stern-Polymere). Die linearen Polyester können durch Kondensation aus den Alphahydroxycarbonsäuren, z. B. Milchsäure und Glycolsäure, oder durch Polymerisation der Lactondimere hergestellt werden, siehe z. B. US Patent US 3773919 A Bevorzugt verwendbare Polylactid-co-glycolide haben zweckdienlich ein Molekulargewicht zwischen 25000 und 100000 g/mol und eine Polydispersibilität Mw/Mn z. B. von 1,2 bis 2.
Bevorzugt verwendbare verzweigte Polyester können ausgehend von Polyhydroxyverbindungen wie ein Polyol wie z. B. Glukose oder Mannit als Initiator hergestellt werden. Diese Polyolester sind bekannt und wurden im UK-Patent GB 2145422 B beschrieben. Das Polyol enthält mindestens 3 Hydroxylgruppen und hat ein Molekulargewicht bis max. 20000 g/mol und mindestens 1, vorzugsweise mindestens 2, z. B. durchschnittlich 3 Hydroxylgruppen in Form von Estergruppen, die aus Polylactid oder Co-Polylactidketten bestehen. Um die Polymerisation beginnen zu lassen, wird 0,2 Gewichtsprozent Glukose eingesetzt. Die Struktur der verzweigten Polyester hat die Form eines Sterns. Die bevorzugten Polyesterketten der linearen und sternpolymeren Verbindungen sind Co-polymere aus den alpha-Carbonsäureeinheiten von Milchsäure und Glycolsäure oder aus den Lactondimeren. Die molaren Verhältnisse von Lactid und Glycolid sind vorzugsweise von 75:25 bis 25:75, z. B. 60:40 bis 40:60, besonders von 55:45 bis 45:55, z. B. 55:45 bis 50:50 als meistbevorzugte Verhältnisse. Die Sternpolymere können hergestellt werden, indem ein Polyol mit einem Lactid und vorzugsweise auch mit einem Glycolid bei erhöhter Temperatur in Anwesenheit eines Katalysators, die eine Polymerisation durch Lactonringöffnung möglich macht, umgesetzt wird.
Wir haben gefunden, dass der Vorteil eines Sternpolymeren darin liegt, dass sein Molekulargewicht relativ hoch sein kann, wodurch physikalische Stabilität, z. B. eine gewisse Härte bei Mikropartikeln vorhanden ist, wodurch Aneinanderkleben vermieden wird. Trotzdem sind dann jedoch seine Polylactidketten relativ kurz, was zu einer schnellen, kontrollierbaren Bioabbaugeschwindigkeit der Polymeren führt. Der Abbau reicht z. B. von einigen Wochen bis zu ein oder zwei Monaten, was, wenn das Polymere ein Peptid enthält, von einer entsprechenden Peptidfreisetzung begleitet wird und eine Depotformulierung, z. B. für eine einmonatige Freisetzung ermöglicht. Die Sternpolymere haben vorzugsweise ein durchschnittliches Molekulargewicht Mw von etwa 10000 bis 200000, besonders 25000 bis 100000, speziell 35000 bis 60000 g/mol und eine Polydispersität z. B. von 1,7 bis 3,0, wie 2,0 bis 2,5.
Die intrinsischen Viskositäten von Sternpolymeren mit Mw 35000 und Mw 60000 g/mol sind 0.36 bzw. 0.51 dl/g in Chloroform. Ein Sternpolymer mit einem Mw 52000 g/mol hat eine Viskosität von 0.475 dl/g in Chloroform.
Die Ausdrücke Mikrokugel, Mikrokapsel und Mikropartikel werden im Rahmen der Erfindung als austauschbar betrachtet und beziehen sich auf die Verkapselung der Peptide in den Polymeren, wobei das Peptid vorzugsweise im Polymer verteilt ist, welches eine Matrix für das Peptid darstellt. In diesem Fall werden vorzugsweise die Ausdrücke Mikrokugel oder, allgemeiner, Mikropartikel verwendet.
Durch die Anwendung der erfindungsgemäßen Phasenseparationstechnik können die resultierenden Formulierungen hergestellt werden, indem das polymere Trägermaterial in einem Lösungsmittel, worin sich das Peptid nicht lösen kann, gelöst wird, wonach eine Lösung des Peptids in die das Polymer enthaltende Lösung dispergiert wird. Um die Verkapselung des Peptids durch den polymeren Träger herbeizuführen, wird ein Phaseninduktionsmittel, wie Silikonöl, zugefügt.
Die am Applikationsanfang häufig auftretende starke Wirkstofffreisetzung kann beachtlich reduziert werden durch in-situ-Herstellung von ultrafeinen Wirkstoffpartikeln, indem die Wirkstofflösung vor der Phasenseparation an die Polymerlösung zugeführt wird.
Für das Aushärten der Mikropartikel, wobei nichtverkapseltes, zurückgebliebenes Peptid entfernt wird, wird eine Emulsion vom Typ Öl-in-Wasser (= o/w) verwendet. Die Entfernung dieser Peptidüberschüsse senkt die hohen Plasmaspiegel am Anfang der Applikation, welche für viele konventionell verkapselte Produkte charakteristisch sind und fördert zusätzlich eine gleichmäßigere Wirkstofffreisetzung.
Die o/w-Emulsion wird unter
Zuhilfenahme eines Emulgators, wie Sorbitanmonooleat (Span 80 ICI Corp.) zubereitet. Sie kann mit einem Puffer, welcher für das Peptid und die Polymermatrix nicht schädlich ist, gepuffert werden. Der Puffer kann ein solcher mit pH 2 bis 8, vorzugsweise pH 4 sein und kann vom Typ der sauren Puffer sein, wie ein Phosphatpuffer oder ein Acetatpuffer. Statt eines Puffers kann auch Wasser verwendet werden.
Lösungsmittel wie Heptan oder Hexan können als organische Phase der Emulsion verwendet werden. Die Emulsion kann Dispergiermittel, wie Silikonöl, enthalten. Die bevorzugte Emulsion enthält Heptan, Phosphatpuffer pH 4, Silikonöl und Sorbitanmonooleat.
Die o/w-Emulsion kann ohne Dispergator verwendet werden. Der Vorteil eines Dispergators ist, dass er das Zusammenballen von trockenen Mikropartikeln durch statische Elektrizität verhindert und dazu beiträgt, die Menge an Restlösungsmittel zu verringern. Beispiele von Lösungsmitteln für das polymere Matrixmaterial sind Methylenchlorid, Chloroform, Benzol, Ethylacetat. Das Peptid wird vorzugsweise in einem alkoholischen Lösungsmittel, z. B. Methanol gelöst, das mit dem Lösungsmittel des Polymeren nicht mischbar ist.
Die Phaseninduktionsmittel (Coacervierungsmittel) sind Lösungsmittel, die mit dem Polymer/Wirkstoffgemisch mischbar sind. Sie lassen embryonale Mikropartikel entstehen, die danach noch gehärtet werden. Silikonöle sind die bevorzugten Phaseninduktionsmittel.
Die o/w-Emulsion kann in konventioneller Weise zubereitet werden, wozu Lösungsmittel wie Heptan oder Hexan für die organische Phase verwendet werden.
Die gemäß der Erfindung hergestellten Mikropartikel weisen ein verbessertes Somatostatinfreisetzungsprofil auf.
Die erfindungsgemäße Herstellung der Mikropartikel erfolgt zweckmäßig unter aseptischen Bedingungen.
Sie können in Depotform, z. B. als injizierbare Mikropartikel verwendet werden. Man kann sie
in konventioneller Weise, z. B. subkutan oder intramuskulär bei Indikationen, bei denen die Peptidwirkstoffe eingesetzt werden, applizieren.
Die Formulierungen mit verlangsamter Octreotidfreisetzung können bei allen bekannten Indikationen bei denen Octreotid oder dessen Salze oder Derivate eingesetzt werden, z. B. bei solchen, welche in der GB 2199 829 A , Seiten 89 bis 96 beschrieben wurden oder bei Agromegalie oder Brustkrebs appliziert werden.
Die gemäß der Erfindung hergestellten Mikropartikel können eine Größe von etwa 1 bis 250 Mikrometer, vorzugsweise 10 bis 200, z. B 10 bis 130, wie 10 bis 90 Mikrometer aufweisen.
Die Wirkstoffmenge der Formulierungen hängt von der gewünschten täglichen Freisetzungsmenge und deswegen von der Bioabbaugeschwindigkeit des Polymeren ab. Die exakte Peptidmenge kann durch Bioverfügbarkeitsbestimmungen ermittelt werden, jedoch enthalten die Formulierungen allgemein eine Peptidmenge von mindestens 0.2, vorzugsweise 0,5 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das polymere Matrixmaterial, besonders 2,0 bis 10, speziell 3,0 bis 6 Gewichtsprozent.
Die Peptidfreisetzungsperiode kann von 1 bis 2 Wochen bis etwa 2 Monate betragen.
Zweckmässig sind die Formulierungen mit verlangsamter Freisetzung solche, die ein Somatostatin, z. B. Octreotid in einem bioabbaubaren, bioverträglichen polymeren Trägermaterial enthalten und die, wenn sie einer Ratte subkutan in einer Menge von 10 mg des Somatostatins per kg Körpergewicht appliziert werden, eine Plasmakonzentration des Somatostatins von mindestens 0,3 ng/ml und vorzugsweise weniger als 20 ng/ml während 30 Tage oder zweckdienlich während 60 Tagen aufweisen bzw. die, wenn sie einem Kaninchen intramuskulär in einer Menge von 5 mg/kg Körpergewicht appliziert werden, eine Plasmakonzentration des Somatostatins von mindestens 0,3 ng/ml und zweckmässig maximal 20 ng/ml während 50 Tagen aufweisen.
Weitere bevorzugte Eigenschaften der Somatostatin, z. B. Octreotid enthaltenen Depotformulierungen sind die folgenden:- Kaninchen 5 mg Somatostatin/kg, intramuskulär

Retardierung (0–42 Tage) 76%

Durchschnittlicher Plasmaspiegel (0–42 Tage) 4 ng/ml

(Cp, ideal)

AUC (0–42 Tage) 170 ng/ml × Tage
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Das Molekulargewicht Mw des Polymers ist das durchschnittliche Molekulargewicht, bestimmt durch GPC wobei Polystyrol als Standard verwendet wurde.
Beispiel 1:
1 g Poly(D,L-Lactid-co-glycolid)(50/50 molar, Mw = 45000 g/mol; Polydispersität etwa 1,7) wurde unter Rühren mit einem magnetischen Rührer in 15 ml Methylenchlorid gelöst, wonach zuerst eine Lösung von 75 mg Octreotidacetat in 0.5 ml Methanol und danach 15 ml Silikonöl (Marke Dow 360 Medical Fluid 1000 cs)(Silikon Fluid) zugefügt wurde. Das entstandene Gemisch wurde unter Rühren an eine Emulsion aus 400 ml n-Heptan, 100 ml pH 4 Phosphatpuffer, 40 ml Dow 360 Medical Fluid, 350 cs und 2 ml Span 80 (Emulgator) zugegeben und das Rühren noch mindestens 10 Minuten weiterverfolgt. Die gebildeten Mikropartikel wurden durch Vakuumfiltration isoliert und über Nacht in einem Vakuumofen getrocknet. Die Ausbeute betrug etwa 90% Mikropartikel im Durchmesserbereich von 10 bis 40 Mikrometern.
Die Mikropartikel wurden in einem Träger suspendiert und in einer Dosierung von 4 mg Octreotid intramuskulär an weissen Neuseeland Kaninchen appliziert. Periodisch wurden Blutproben genommen, in denen mit RIA-Analysen (RIA = Radio Immuno Assay) während 30 Tagen Plasmaspiegel von 0,5 bis 1.0 ng/ml gemessen wurden.
Beispiel 2:
1 g Poly(D,L-Lactid-co-glycolid) glukose (Mw = 45000 g/mol, 55/45 molar; hergestellt nach dem Verfahren GB 2145 422 B aus 0,2% Glukose, Polydispersität etwa 1,7) wurde unter Rühren mit einem magnetischen Rührer in 25 ml Ethylacetat gelöst, wonach 75 mg Octreotid in 3 ml Methanol und danach 25 ml Silikonöl (Marke Dow 360 Medical Fluid 1000 cs) zugefügt wurden. Das Gemisch wurde an die Emulsion, die im Beispiel 1 beschrieben wurde, zugefügt. das Rühren wurde noch mindestens 10 Minuten weiterverfolgt, die entstandenen Mikropartikel wurden durch Vakuumfiltration isoliert und über Nacht in einem Vakuumofen getrocknet. Die Ausbeute übertraf 80% Mikropartikel. Der Durchmesserbereich war von 10 bis 40 Mikrometern.
Die Mikropartikel wurden in einem Träger suspendiert und in einer Dosierung von 4 mg Oktreotid an weissen Neuseelandkaninchen intramuskulär appliziert. Periodisch wurden Blutproben genommen, in denen mit RIA-Analyse (RIA = Radio Immuno Assay) während 21 Tagen Plasmaspiegel von 0,5 bis 2 ng/ml gemessen wurden.
Beispiel 3:
An eine Lösung von 18,5 g
Poly(D,L-Lactid-co-glycolid)glukose (50:50 molar, Mw 45,000 g/mol) in 500 ml Methylenchlorid wurde unter Rühren eine Lösung von 1,5 g Octreotidacetat in 20 ml Methanol zugefügt. Danach wurde 500 ml Dow 360 Medical Fluid (1000 cs) und 800 ml Dow 360 Medical Fluid (350 cs) an die Peptid-Polymer Suspension zugefügt, wodurch eine Phasenseparation stattfand. Das entstandene Gemisch wurde unter Rühren an eine Emulsion aus 1800 ml n-Heptan, 200 ml sterilem Wasser und 40 ml Span 80 zugefügt. Nach 10 Minuten Weiterrühren wurden die Mikrokugeln durch Vakuumfiltration isoliert. Die Hälfte des Produktes wurde über Nacht in einem Vakuumofen bei 37°C getrocknet. Der Restgehalt an Methylenchlorid betrug 1,2%. Die andere Hälfte des Produktes wurde unter Rühren mit 1000 ml Methanol, die 1 ml Span 80 enthielten, gewaschen. Nach 1 Stunde Weiterrühren wurde die Ethanolschicht dekantiert und die Mikropartikel noch 1 Stunde mit 1000 ml n-Heptan, die 1 ml Span 80 enthielten, gerührt.
Die Mikropartikel wurden durch Vakuumfiltration isoliert und über Nacht in einem Vakuumofen bei 37°C getrocknet. Der Restgehalt an Methylenchlorid der in dieser Weise gewaschenen Mikropartikel wurde von 1,2% auf 0,12% reduziert. Die Gesamtausbeute des Produktes betrug 18,2g (91%) Mikropartikel, die 5,6% Octreotid enthielten. Mittlerer Durchmesser 24 Mikrometer, Restgehalt an Heptan 1,5%.
Die Mikropartikel wurden in einem Träger suspendiert und in einer Dosierung von 5 mg/kg Octreotid an weissen Kaninchen intramuskular appliziert. Periodisch wurden Blutproben genommen, in denen mit RIA-Analyse während 49 Tagen Plasmaspiegel von 0,3 bis 7,7 ng/ml gemessen wurden.
Beispiel 4:
Octreotidpamoat
10,19 g der freien Base des Octreotids (10 ml) und 3,8 g Embonsäure (10 mM) werden in 1 l Wasser/Dioxan (1:1) gelöst. Das Reaktionsgemisch wird filtriert und lyophilisiert und liefert ein gelbes Pulver [α]²⁰ = + 7,5° (C = 0,35, in DMF) aus Octreotidpamoat Hydrat. Der Faktor beträgt 1,4, wobei als Faktor das Gewicht des Lyophilisats/das Gewicht des enthaltenen Octreotids zu verstehen ist. Das Octreotidacetat in Beispielen 1 bis 3 kann durch das Octreotidpamoat ersetzt werden, welches eine ausgezeichnete Stabilität aufweist.
Beispiel 5:
Eine Lösung von 1 g Poly(D,L-Lactid-co-glycolid)(50:50 molar, MW = 36,100 g/mol) in 20 ml Methylenchlorid wurde unter Rühren an eine Lösung von 100 mg Calcitonin in 1,5 ml Methanol zugefügt und die Phasentrennung durch Zufügen von 20 ml Silikonöl (Dow 360 Medical Fluid, 1000 cs) zustande gebracht. Das resultierende Gemisch wurde unter Rühren an eine Emulsion aus 100 ml pH 4 Phosphatpuffer, 400 ml n-Heptan, 4 ml Span 80 und 40 ml Silikonflüssigkeit (Dow 360 Medical Fluid, 1000 cs) zugegeben. Nach 10 Minuten Weiterrühren wurden die Mikrokugeln durch Vakuumfiltration isoliert und über Nacht in einem Vakuumofen bei 37°C getrocknet. Die Ausbeute betrug 1,1 g Mikrokugeln, die 5,9% Calcitonin enthielten.
Beispiel 6:
Eine Lösung von 9,9 g Poly(D,L-Lactid-co-glycolid)(50/50 molar; Mw 44300 g/mol) in 140 ml Methylenchlorid wurde an 100 mg Lypressin zugefügt. Die Dispersion wurde 1 Stunde magnetisch gerührt, wonach 140 ml Silikonöl (Dow 360 Medical Fluid, 1000 cs) und 2,5 ml Span 80 zugefügt wurde. Das Gemisch wurde an 2000 ml Heptan zugefügt und während 10 Minuten gerührt. Die entstandenen Mikrokapseln wurden mittels Vakuumfiltration isoliert, 3-mal mit Heptan gewaschen und 10 Minuten unter Absaugen getrocknet. Die Hälfte des angefallenen Produktes wurde während 10 Minuten in Wasser gewaschen; die andere Hälfte wurde nicht gewaschen. Beide Proben wurden über Nacht in einem Vakuumofen bei 30°C getrocknet. Die Gesamtausbeute betrug 10,65 g Mikropartikel. In der gewaschenen Probe war 0,5% und in der nicht gewaschenen Probe 0,6% Lypressin vorhanden.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Mikropartikeln, welche einen Wirkstoff in einem bioabbaubaren, bioverträglichen polymeren Träger enthalten, wobei a) das polymere Trägermaterial in einem geeigneten Lösungsmittel, in dem der Wirkstoff nicht löslich ist, gelöst wird, b) eine Lösung des Wirkstoffes in einem geeigneten Lösungsmittel, das das Polymer nicht lösen kann, an die Lösung des Schritts a) zugeführt und darin dispergiert wird, c) ein phaseninduzierendes Mittel an die Dispersion des Schrittes b) zugegeben wird, wodurch Mikropartikel gebildet werden d) eine Öl-in-Wasser-Emulsion mit einem Emulgatorgehalt an das Gemisch des Schrittes c) zugefügt wird, wodurch die Mikropartikel gehärtet werden und e) die Mikropartikel isoliert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Wirkstoff Octreotid oder eine Salzform davon ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei Octreotid in seiner Acetatsalzform vorliegt.