DE4115454A1

DE4115454A1 - Eisen-(iii)-hyaluronate

Info

Publication number: DE4115454A1
Application number: DE19914115454
Authority: DE
Inventors: Bruno Dr Kaesler; Hans-Juergen Dr Krause
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1991-05-11
Filing date: 1991-05-11
Publication date: 1992-11-12
Also published as: WO1992020716A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Eisen-(III)-hyaluronate.

Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung von Eisen-(III)-hyalurona ten auf dem Arzneimittelgebiet, Eisen-(III)-hyaluronate enthaltende Arzneimittel, ein Verfahren zur Herstellung von Eisen-(III)-hyaluronaten sowie Arzneimittel, die Eisen-(III)-hyaluronate und mindestens eine therapeutisch wirksame Menge einer biologisch oder pharmakologisch wirkenden Substanz enthalten.

Hyaluronsäure ist ein natürlich vorkommendes Mucopolysaccharid, das aus 1,4-verknüpften Einheiten eines Aminoglykosids aus D-Glucuronsäure und N-Acetylglucosamin aufgebaut ist:

Es ist ein Bestandteil des menschlichen Bindegewebes, des Auges und der Gelenkflüssigkeit. Hyaluronsäure wird in der Augenchirurgie, in der Knie gelenkregeneration und in der Wundheilung eingesetzt.

Wenn im folgenden von Hyaluronsäure die Rede ist, so sind damit sowohl natürlich vorkommende als auch synthetisch hergestellte oder chemisch modifizierte Hyaluronsäure bzw. deren übliche Salze gemeint.

In der WO 87/05 517 sind Silber-, Gold-, Cer- und Wolframsalze der Hyalu ronsäure sowie deren Verwendung als antimikrobielle Wirkstoffe beschrie ben. Dabei werden die Schwermetallkationen am Bestimmungsort allmählich aus dem gelartigen Hyaluronat gelöst und entfalten dort ihre Wirkung. In Graefes Arch. Clinic. Exp. Ophtalmol. 218 (1982) 311 wird ein Kupfer-(II)- hyaluronat beschrieben, das sich aber wegen der Giftigkeit des Kupferions nur bedingt auf dem Arzneimittelgebiet einsetzen läßt. In der US-A 45 82 865 und in der EP-A 2 24 987 werden Arzneimittel beschrieben, die im wesentlichen Hyaluronsäure, quervernetzte Hyaluronsäure oder deren Natriumsalze und wenigstens eine biologisch oder pharmazeutisch wirksame Substanz enthalten. Dabei dient die Hyaluronsäure in Form eines Gels als Trägermaterial für die Wirksubstanz. Nachteilig ist, daß man, um diese Gele zu erhalten, die Hyaluronsäure mit quervernetzenden Mitteln wie Formaldehyd, Epoxiden, Polyaziridyl-Verbindungen und bevorzugt Divinyl sulfon zur Reaktion bringen muß. Viele dieser quervernetzenden Mittel und einige Abbauprodukte der unlöslichen Gele sind darüber hinaus physiologisch bedenklich.

Der Erfindung lagen daher teilweise oder ganz vernetzte, physiologisch verträgliche Hyaluronate als Aufgabe zugrunde.

Demgemäß wurden die Eisen-(III)-hyaluronate gefunden.

Außerdem wurden die Verwendung von Eisen-(III)-hyaluronaten auf dem Arzneimittelgebiet, Eisen-(III)-hyaluronate enthaltende Arzneimittel, ein Verfahren zur Herstellung von Eisen-(III)-hyaluronaten sowie Arzneimittel, die Eisen-(III)-hyaluronate und mindestens eine therapeutisch wirksame Menge einer biologisch oder pharmakologisch wirkenden Substanz enthalten, gefunden.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen kann man je nach Verwendungszweck bei spielsweise in Form eines Feststoffs, in Form von niedrig- bis hochvisko sen Lösungen oder in Form eines Gels herstellen.

Man erhält die erfindungsgemäßen Hyaluronate, indem man Hyaluronsäure mit Eisen-(III)-Salzen im allgemeinen in Form ihrer wäßrigen Lösungen zur Reaktion bringt, wobei die Reihenfolge der Zugabe der Ausgangsstoffe sowie die Art des Zusammenbringens nach den bisherigen Beobachtungen keinen Ein fluß auf den Erfolg der Erfindung haben.

Die Reaktion führt man im allgemeinen in wäßrigem Milieu und gewöhnlich bei einer Temperatur im Bereich von 5 bis 95°C, bevorzugt von 5 bis 30°C durch. Der pH-Wert hängt von den Konzentrationen und der Art der Ausgangssubstanzen ab und liegt in der Regel im Bereich von 1 bis 7.

Anstelle von Hyaluronsäure kann man auch deren übliche Natrium- oder Kaliumsalze einsetzen. Die Gewinnung und Reinigung der Hyaluronsäure kann man nach an sich bekannten Methoden durchführen (s. US-A 41 41 973), so daß sich nähere Angaben hierzu erübrigen. Die Molmasse der Hyaluronsäure wählt man im allgemeinen im Bereich von 20 000 bis 15 000 000 g/mol, bevor zugt von 200 000 bis 4 000 000 g/mol.

Als Eisen-(III)-Salze kommen die wasserlöslichen Salze in Betracht, bevorzugt Eisen-(III)-chlorid und Eisen-(III)-sulfat.

Bevorzugt bei der Herstellung von Gelen kann man dem Reaktionsmedium noch Zusatzstoffe, die die Konsistenz des Gels beeinflussen, zusetzen. Hierbei nimmt in der Regel die Festigkeit des Gels zu. In Betracht kommen dabei im allgemeinen übliche organische, teilweise oder vollständig wasserlösliche Lösungsmittel, bevorzugt C₁-C₄-Alkohole wie Methanol, Ethanol, Propanol und Butanol, besonders bevorzugt Ethanol, und Di-(C₁-C₃-Alkyl)-ketone, besonders bevorzugt Aceton. Des weiteren kann man auch, mit oder ohne die obengenannten Lösungsmittel, leicht lösliche Alkalimetall- und Erdalkali metallsalze wie Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Magnesiumchlorid, bevorzugt Natriumchlorid, dem Reaktionsmedium zusetzen.

Im allgemeinen läßt man gelartige Hyaluronate nach ihrer Bildung noch in Lösung, um sie, je nach gewünschter Festigkeit, zu härten. Der Zeitraum hierfür liegt in der Regel zwischen 5 Stunden und 7 Tagen.

Die Konzentrationen der Ausgangssubstanzen hängen von der Art der ge wünschten Beschaffenheit des Hyaluronats ab. In der Regel setzt man die Hyaluronsäure in Form einer wäßrigen Lösung mit einer Konzentration im Bereich von 0,01 bis 50 g/l, und das Eisen-(III)-Salz im allgemeinen eben falls als wäßrige Lösung mit einer Konzentration im Bereich von 0,5 bis 100 mmol/l ein.

Eine bevorzugte Ausführungsform sind Gele, die man in der Regel bei Kon zentrationen der Hyaluronsäure im Bereich von 0,01 bis 50 g/l, bevorzugt von 0,1 bis 20 g/l und bei Eisen-(III)-Salz-Konzentrationen im Bereich von 0,001 bis 0,1 mol/l, bevorzugt von 0,001 bis 0,01 mol/l, erhält.

Die Konzentrationen der Zusatzstoffe richten sich ebenfalls nach der gewünschten Konsistenz des Eisenhyaluronates. Die organischen Lösungs mittel gibt man in der Regel in einem Bereich von 0 bis 10 Gew.-% zu, die Salze im allgemeinen in einem Bereich von 0 bis 100 mmol/l.

Die Eisenhyaluronate können in den gebräuchlichen galenischen Applika tionsformen fest, flüssig oder als Gel angewendet werden, z. B. in Form von Tabletten, Filmtabletten, Kapseln, Pulvern, Granulaten, Dragees, Supposi torien, Lösungen, Gelkügelchen, Gelfäden und Hydrokolloidverbänden. Diese kann man in üblicher Weise herstellen. Das Hyaluronat kann dabei mit den gebräuchlichen galenischen Hilfsmitteln wie Tablettenbindern, Hilfsstof fen, Konservierungsmitteln, Tablettensprengmitteln, DisregulierungS mitteln, Weichmachern, Netzmitteln, Dispergiermitteln, Emulgatoren, Lösungsmitteln, Retardierungsmitteln und/oder Antioxidantien (s. z. B. H. Sucker et al: "Pharmazeutische Technologie", Thieme Verlag Stuttgart, 1978) verarbeitet werden. Die so erhältlichen Zubereitungen enthalten das Hyaluronat üblicherweise in einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.-%.

Die therapeutisch notwendige Menge des Hyaluronats kann man in üblicher Form oral oder bevorzugt parenteral oder topisch verabreichen.

Die Dosierung hängt vom Alter, Zustand und Gewicht des Patienten sowie von der Applikationsart ab. In der Regel beträgt die Wirkstoffdosis zwischen 0,1 und 20 mg/kg Körpergewicht.

Die Eisenhyaluronatgele können auch als Trägermaterial für andere Wirk stoffe im Sinne eines sogenannten "drug delivery system" verwendet werden. Der Vorteil eines solchen Systems besteht darin, daß der Wirkstoff erst am Wirkort, und dort in einem einstellbaren Zeitraum freigesetzt werden kann. Als Wirkstoffe kann man beispielsweise Analgetika, Antibiotika, Antifibri nolytika, Corticoide, Fibrinolytika, Antiepileptika, Psychopharmaka, Wund heilungsmittel, Wachstumsfaktoren, Zytostatika, Proteine oder Peptide wie TNF, Interferone oder Insulin verwenden.

Besonders geeignet sind dabei parenterale Depotformen wie Mikrokapseln und Implantate, wobei man die Dauer der Freisetzung bzw. die Abgabemenge pro Zeiteinheit der Wirkstoffe durch Variation der Mengenverhältnisse der Ausgangsstoffe Hyaluronsäure und Eisensalz und/oder der Härtezeiten der Gele sowie durch Zugabe und Variation von Zusatzstoffen steuern kann. Solche Zusatzstoffe können neben den oben aufgeführten Lösungsmitteln und Salzen beispielsweise auch Enzyme sein, die das Polysaccharid-Gerüst abzubauen vermögen wie Mucopolysaccharidasen, darunter bevorzugt Hyaluronidase.

Die Einarbeitung von Wirkstoffen und Zusatzstoffen nimmt man gewöhnlich so vor, daß man diese Stoffe vorlegt und die Hyaluronsäure und das Eisensalz hinzufügt, so daß die Wirk- und Zusatzstoffe während der Gelbildung gebun den werden. Man kann beispielsweise aber auch ein teilweise oder ganz getrocknetes Hyaluronat in einer Wirkstoff/Zusatzstoff-Lösung quellen lassen, wodurch diese Stoffe ebenfalls gebunden werden. Die letztgenannte Vorgehensweise kann man bevorzugt bei Stoffen anwenden, die nur eine begrenzte Lebensdauer haben wie radioaktive Substanzen, oxidations- oder reduktionsempfindliche Substanzen oder Verbindungen, deren Stabilitäten vom pH-Wert abhängen wie Proteine.

Für die Galenik und die Applikationsformen gelten die gleichen Ausführun gen wie für die Eisenhyaluronate ohne Wirkstoffe.

Die Hyaluronate können die Wirkstoffe je nach üblicher Wirkstoffdosis im Gewichtsverhältnis Wirkstoff : Hyaluronsäure von 10,000 : 1 bis 1 : 10,000 enthalten. Die Dosierung der Wirkstoff-Gel-Kombination hängt in der Regel im einzelnen vom Alter, Zustand und Gewicht des Patienten ab. Im allgemeinen betragen die täglichen Dosen an Hyaluronat zwischen 0,1 und 20 mg/kg Körpergewicht. Die täglichen Dosen der Wirkstoffe hängen von deren üblichen Wirkstoffdosen ab.

Die Dosierung der Zusatzstoffe hängt von den Gehalten der anderen Stoffe ab und wird im Einzelfall festgelegt. Beispielsweise kann der Gehalt an Hyaluronidase zwischen 0,1 mU/mg und 10 U/mg betragen.

Beispiele Beispiel 1 Herstellung von Hyaluronat-Gel-Kügelchen

5 ml einer 1gew.-%igen wäßrigen Lösung von Natriumhyaluronat (Na-Gehalt: 5 Gew.-%) mit einer mittleren Molmasse von 700 000 g/mol wurden zu 100 ml einer 0,005 molaren wäßrigen Eisentrichlorid-Lösung unter Rühren getropft. Danach wurde 24 h weitergerührt und anschließend die entstandenen Eisen hyaluronat-Kügelchen abfiltriert. Die Kügelchen hatten ein Durchschnitts gewicht von 40 mg und enthielten neben Wasser durchschnittlich 0,4 mg (1 Gew.-%) Hyaluronat mit einem Anteil von 0,02 mg (0.05 Gew.-%) Eisen. Ausbeute: 5 g (100%).

Beispiel 2 Herstellung von faserartigem Hyaluronat-Gel

1 ml einer 1gew.-%igen wäßrigen Lösung von Natriumhyaluronat (Na-Gehalt: 5 Gew.-%) mit einer mittleren Molmasse von 700 000 g/mol wurden mit einer Kanüle (Durchmesser 0,5 mm) in 100 ml einer 0,005molaren wäßrigen Eisen trichlorid-Lösung gedrückt, wobei Fäden aus Eisenhyaluronat-Gel ent standen. Die Fäden wurden 24 Stunden weitergerührt und anschließend abfiltriert. Ausbeute: 1 g (100%).

Beispiel 3 Herstellung eines Hyaluronat-Gel-Pellets

Zu 25 ml einer 0,1gew.-%igen wäßrigen Lösung von Natriumhyaluronat (Na-Gehalt: 5 Gew.-%, mittlere Molmasse 700 000 g/mol) wurden 2,5 ml einer 0.001 molaren wäßrigen Eisen-(III)-sulfat-Lösung gegeben. Danach wurde das Reaktionsgemisch zentrifugiert. Anschließend wurde der Überstand verworfen und der Rückstand mit 100 ml Wasser überschichtet und 10 Tage stehen gelassen. Nach Entfernen des Überstandes wurde ein Gel in Form eines Pellets erhalten. Ausbeute: 2,5 g (100%, bezogen auf Hyaluronat).

Beispiel 4 Trocknung und Quellung von Gel-Kügelchen

2 g der in Beispiel 1 erhaltenen Gel-Kügelchen wurden 24 Stunden auf 30°C erhitzt. Dabei schrumpfte das Volumen der Kügelchen im Durchschnitt auf 3%, das Gewicht reduzierte sich um durchschnittlich 95%.

Die getrockneten Kügelchen quellten in Wasser innerhalb von drei Stunden auf ihre ursprüngliche Größe.

Beispiel 5 Aufnahme und Abgabe von Erythrosin in Hyaluronat-Gel-Kügelchen

Eine Mischung aus 5 ml einer 1gew.-%igen Natriumhyaluronat-Lösung (Na-Gehalt: 5 Gew.-% mittlere Molmasse 700 000 g/mol) und 25 mg Erythrosin wurde zu 100 ml einer 0,8gew.-%igen Eisentrichlorid-Lösung unter Rühren getropft. Anschließend wurde die Reaktionsmischung 24 Stunden weiter gerührt. Danach wurden die entstandenen roten Kügelchen abfiltriert. Ausbeute: 5 g (100%).

Ein Kügelchen (50 mg) wurde in eine Küvette mit 3 ml Wasser gegeben. Danach wurde die Extinktion bei 538 nm in Abhängigkeit der Zeit gemessen. Als Vergleich diente eine 1gew.-%ige Natriumhyaluronat-Lösung, der 25 mg Erythrosin zugesetzt waren. Nach 10 Tagen war die Hälfte des Farbstoffes aus dem Kügelchen freigesetzt.

Beispiel 6 Freisetzung von Erythrosin in Gel-Kügelchen in Abhängigkeit von Hyaluronidase

In 3 Küvetten wurden jeweils ein Kügelchen aus Beispiel 5 mit jeweils 3 ml mit jeweils 3 ml Wasser gegeben. In die erste Küvette wurden 0,002 mg Hyaluronidase (Fa. Boehringer, 1000 U/mg, aus Rinderhoden), in die zweite Küvette 0,010 mg Hyaluronidase und und die dritte Küvette wurden 0,050 mg Hyaluronidase gegeben. Anschließend wurden die Extinktionen der drei Lösungen in Abhängigkeit der Zeit gemessen. Die Zeiten zur Freisetzung der Hälfte des Farbstoffs betrugen

0 mg Hyaluronidase (s. Bsp. 5)\|240 h
0,002 mg Hyaluronidase	45 h
0,010 mg Hyaluronidase	20 h
0,050 mg Hyaluronidase	5 h

Beispiel 7

Eine Mischung aus 50 ml einer wäßrigen 1gew.-%igen Na-Hyaluronat-Lösung (Na-Gehalt: 5 Gew.-%, mittlere Molmasse 700 000 g/mol), 20 ml einer wäßrigen Lösung von 366 760 cpm/ml (500 I.E./ml) ¹²⁵J Arwin (fibrinogen spaltendes Glykoproteid, MG = 38 000; Fa. Knoll AG) und 5 ml einer wäßrigen Lösung von 500 I.E./ml Arwin wurden zu 30 ml einer 0,8gew.-%igen wäßrigen Eisentrichlorid-Lösung unter Rühren getropft. Danach wurde vier Stunden gerührt und anschließend wurden die Gelkügelchen abfiltriert.

2 Kügelchen wurden in 2 ml Wasser gegeben. Nach 10 Stunden betrug die Radioaktivität in der Lösung, bezogen auf eingesetztes ¹²⁵J Arwin, 30%, nach 20 Stunden 70% und nach 40 Stunden 100%.

Beispiel 8

Eine Mischung aus 50 ml einer wäßrigen 1gew.-%igen Na-Hyaluronat-Lösung (Na-Gehalt: 5 Gew.-%, mittlere Molmasse 700 000 g/mol), 20 µl einer wäßrigen Lösung von 366 760 cpm/ml (500 I.E./ml) ¹²⁵J Arwin und 5 ml einer wäßrigen Lösung von 500 I.E./ml Arwin wurden zu 100 ml einer wäßrigen Lösung, die 0,8 g Eisentrichlorid, 10 ml Ethanol, 0,6 g Natriumchlorid enthielt, unter Rühren getropft. Danach wurde vier Stunden gerührt und anschließend wurden die Gelkügelchen abfiltriert.

2 Kügelchen wurden in 2 ml Wasser gegeben. Nach 2 Stunden betrug die Radioaktivität in der Lösung, bezogen auf eingesetztes ¹²⁵J Arwin, 75%, nach 45 Stunden 100%.

Beispiel 9

Eine Mischung aus 50 ml einer wäßrigen 1gew.-%igen Na-Hyaluronat-Lösung (Na-Gehalt: 5 Gew.-%, mittlere Molmasse 700 000 g/mol), 20 µl einer wäßrigen Lösung von 366 760 cpm/ml (500 I.E./ml) ¹²⁵J Arwin und 5 ml einer wäßrigen Lösung von 500 I.E./ml Arwin wurden zu 30 ml einer 0,8gew.-%gen wäßrigen Eisentrichlorid-Lösung unter Rühren getropft. Danach wurde vier Stunden gerührt und anschließend wurden die Gelkügelchen abfiltriert. Dann wurden die Kügelchen in an sich bekannter Weise lyophilisiert (s. R. Voigt, Lehrbuch der pharmazeutischen Technologie, VEB Verlag Berlin, 1975, S. 59ff).

2 dieser Kügelchen wurden in 2 ml Wasser gegeben. Nach 20 Stunden betrug die Radioaktivität in der Lösung bezogen auf eingesetztes ¹²⁵J Arwin, 45%, nach 45 Stunden 80% und nach 80 Stunden 100%.

Claims

1. Eisen-(III)-hyaluronate.

2. Eisen-(III)-hyaluronate gemäß Anspruch 1 zur Verwendung auf dem Arzneimittelgebiet.

3. Arzneimittel, enthaltend im wesentlichen Eisen-(III)-hyaluronate gemäß Anspruch 1.

4. Verfahren zur Herstellung von Eisen-(III)-hyaluronaten gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) Hyaluronsäure oder
b) ein wasserlösliches Salz davon

mit einem Eisen-(III)-Salz zur Reaktion bringt.

5. Arzneimittel, enthaltend Eisen-(III)-hyaluronate gemäß Anspruch 1 und mindestens eine therapeutisch wirksame Menge einer biologisch oder pharmakologisch wirkenden Substanz.