DE60104340T2

DE60104340T2 - Verfahren zur Herstellung von wirkstoffbeladenen Polymer-Mizellen-Zusammen- setzung

Info

Publication number: DE60104340T2
Application number: DE60104340T
Authority: DE
Inventors: Masayuki Chiba-shi Yokoyama; Eiichi Sodegaura-shi Honzawa; Yasuaki Kashiwa-shi Ogawa
Original assignee: NanoCarrier Co Ltd
Current assignee: NanoCarrier Co Ltd
Priority date: 2000-02-09
Filing date: 2001-02-07
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2021-02-08
Also published as: TWI235069B; ATE271380T1; EP1127570B1; US20010014354A1; EP1127570A2; CN1188112C; US7223419B2; CN1307866A; US20040056372A1; KR20010078773A; CA2334615A1; CA2334615C; JP2001226294A; DE60104340D1; EP1127570A3; KR100797429B1; JP3523821B2

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für eine mit einem kaum wasserlöslichen Wirkstoff beladene Polymer-Mizelle und eine Polymer-Mizellenzusammensetzung als eine medizinische Zubereitung.
Hintergrund des Standes der Technik
Es ist bekannt, ein Blockcopolymer mit einem hydrophilen Segment und einem hydrophoben Segment für einen Wirkstoffträger einzusetzen und wie eine aus dem obigen Copolymer gebildete Polymer-Mizelle mit einem festgelegten Wirkstoff beladen wird (offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 107565/1994 oder U.S.-PS Nr. 5,449,513). Ferner sind ebenso eine Zusammensetzung, die eine homogene, mit einem kaum wasserlöslichen Wirkstoff beladene Polymer-Mizelle enthält, und ein Herstellungsverfahren dafür bekannt (offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 335267/1999).
In der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 107565/1994 wird ein Verfahren beschrieben, in dem eine Mizelle mit einem Wirkstoff beladen wird, in dem im Voraus eine Mizelle aus einem Blockcopolymer in einem wässrigen Medium gebildet wird, dieser Mizellen-Lösung ein Wirkstoff zugesetzt wird und, wenn nötig, diese unter Erwärmen oder Ultraschallbehandlung gemischt und gerührt wird. Ferner ist in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 335267/1999 ein Verfahren zur Herstellung einer mit einem Wirkstoff beladenen Mizelle durch Auflösen eines Blockcopolymers und des Wirkstoffs in einem wassermischbaren polaren Lösungsmittel (beispielsweise Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid und Acetonitril) und nachfolgendes Dialysieren der Lösung gegen Wasser beschrieben. Die WO 9722337 beschreibt Poly(lactid)- und Polyethylenglykol-Blockcopolymer-Nanopartikel, die durch ein Emulgierungsverfahren hergestellt worden sind. Mizellen aus Poly(ethylenoxid)-block-poly-(β-benzyl-L-aspartat), die durch ein Öl-in-Wasser-Emulsionsverfahren mit Doxorubicin beladen werden, sind ebenso bekannt (G. Kwon et al., J. Control. Rel. 45 (1997) 195–201).
Gemäß den oben beschriebenen herkömmlichen Techniken kann herausgefunden werden, dass in der Verwendung von Polymer-Mizellen als Wirkstoffträger verschiedene Vorteile liegen. Jedoch gibt es einen Fall, in dem der Gehalt an in eine Polymer-Mizelle geladenem Wirkstoff in Abhängigkeit von der An des Wirkstoffs, insbesondere eines kaum wasserlöslichen Wirkstoffs, nicht weit erhöht werden kann, und einen Fall, in dem eine resultierende Polymer-Mizelle nicht notwendigerweise in Wasser oder einer gepufferten wässrigen Lösung stabil ist.
Offenbarung der Erfindung
Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, in dem ein kaum wasserlöslicher (oder öllöslicher) Wirkstoff leicht und stabil in eine Polymer-Mizelle eingebracht werden kann, und ferner eine mit einem stabilen Wirkstoff beladene Polymer-Mizelle zur Verfügung zu stellen, die die Wirkstoffkonzentration in Wasser oder einer gepufferten oder isotonischen wässrigen Lösung signifikant erhöhen kann.
Die benannten Erfinder haben herausgefunden, dass ein Wirkstoff, insbesondere ein kaum wasserlöslicher Wirkstoff, wirksam in eine Polymer-Mizelle durch einfache Stufen eingebracht werden kann, die das Auflösen eines Wirkstoffs, insbesondere eines kaum wasserlöslichen Wirkstoffs, und eines festgelegten Blockcopolymers, das dazu in der Lage ist, in einem wässrigen Medium eine Polymer-Mizelle zu bilden, in einem nicht mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel, das Herstellen einer Emulsion von Öl-in-Wasser-Typ (O/W) aus der auf diese Weise erhaltenen Lösung und Wasser sowie das nachfolgende Verdampfen des organischen Lösungsmittels umfassen. Ferner haben sie ebenso herausgefunden, dass es die geeignete Auswahl des zur Bildung einer Polymer-Mizelle geeigneten Blockcopolymers ermöglicht, einen kaum wasserlöslichen Wirkstoff in einer sehr hohen Konzentration in einem wässrigen Medium homogen zu halten. Die vorliegende Erfindung basiert auf den oben beschriebenen Ergebnissen.
Somit wird gemäß der vorliegenden Erfindung als die erste Ausführungsform ein Herstellungsverfahren für eine mit einem kaum wasserlöslichen Wirkstoff beladene Polymer-Mizelle zur Verfügung gestellt, das die Schritte:

(A) des Auflösens eines kaum wasserlöslichen Wirkstoffs mit einer Löslichkeit von 5 μg/ml oder weniger in Wasser bei Raumtemperatur und eines Blockcopolymers mit einem hydrophilen Segment und einem hydrophoben Segment in einem nicht mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel, um eine organische Lösung herzustellen,
(B) des Vermischens der resultierenden organischen Lösung mit einem wässrigen Medium unter Bildung einer Emulsion vom Öl-in-Wasser-Typ (Ö/W),
(C) des Verdampfens und des Entfernens des oben genannten organischen Lösungsmittels aus der resultierenden Emulsion zur Bildung einer Lösung von mit dem obigen Wirkstoff beladenen Polymer-Mizellen, und
(D) des Unterziehens der resultierenden Polymer-Mizellenlösung, wenn es nötig ist, einer Ultraschallbehandlung und einer Ultrafiltrationsbehandlung, wobei das Blockcopolymer durch die folgende Formel (I) oder (II) dargestellt wird:
worin R₁ und R₃ jeweils ein Wasserstoffatom oder eine C₁-C₆Alkylgruppe darstellen, R₂ ein Wasserstoffatom, eine gesättigte oder ungesättigte aliphatische C₁-C₂₉-Carbonylgruppe oder eine Arylcarbonylgruppe darstellt; R₄ eine Hydroxylgruppe, eine gesättigte oder ungesättigte aliphatische C₁-C₃₀Oxygruppe oder eine Aryl-C₁-C₆-alkyloxygruppe darstellt; L₁ eine Verknüpfungsgruppe darstellt, die aus der Gruppe bestehend aus -NH-, -O- und -OCO-Z-NH- (worin Z eine C₁-C₄-Alkylengruppe darstellt) ausgewählt ist; L₂ eine Verknüpfungsgruppe darstellt, die aus -OCO-Z-CO- und NHCO-Z-CO- (worin Z eine C₁-C₄-Alkylengruppe darstellt) ausgewählt ist; n für eine ganze Zahl von 10 bis 2500 steht; x und y dasselbe oder verschieden sind und für ganze Zahlen stehen, deren Summe 10 bis 300 beträgt; x zu y in einen Bereich von 3 : 1 bis 0 : 100 fällt; und x und y jeweils statistisch vorliegen, wobei das Verhältnis x zu y in Formeln (I) oder (II) in einem Bereich von 7 : 3 bis 1 : 3 fällt, umfasst.

In dem oben beschriebenen Herstellungsverfahren kann eine breite Auswahl von Blockcopolymeren verwendet werden, wie sie später speziell beschrieben wird. Unter diesen können Blockcopolymere, die durch die folgende Formel (I) oder (II) dargestellt werden und in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 335267/1999 beschrieben worden sind, geeigneterweise verwendet werden. Es wird angedeutet, dass in dem in dem obigen Anzeiger beschriebenen Verfahren Aspartat, in dem das Verhältnis x zu y in der folgenden Formel (I) oder (II) 7 : 3 bis 1 : 3 ist, nicht notwendigerweise effizient dazu verwendet werden kann, einen kaum wasserlöslichen Wirkstoff einzubringen. Es ist jedoch bestätigt worden, dass es sogar ein derartiges Blockcopolymer gemäß dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung ermöglicht, eine Polymer-Mizelle effizient mit einem Wirkstoff zu beladen, und dass die resultierende, mit dem Wirkstoff beladene Polymer-Mizelle in einem wässrigen Medium stabil vorliegen kann.
Dementsprechend wird als eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Zusammensetzung zur Verfügung gestellt, die eine Polymer-Mizelle, die von einem mit einem Wirkstoff beladenen Blockcopolymer stammt, wobei der Wirkstoff ein kaum wasserlöslicher Wirkstoff ist, das Blockcopolymer durch die folgende Formel (I) oder (II) dargestellt wird:
[worin R₁ und R₃ jeweils ein Wasserstoffatom oder eine Niederalkylgruppe darstellen; R₂ ein Wasserstoffatom, eine gesättigte oder ungesättigte aliphatische C₁-C₂₉-Carbonylgruppe oder eine Arylcarbonylgruppe darstellt; R₄ eine Hydroxylgruppe, eine gesättigte oder ungesättigte aliphatische C₁-C₃₀-Oxygruppe oder eine Aryl-Niederalkyloxygruppe darstellt; L₁ eine Verknüpfungsgruppe darstellt, die aus der Gruppe bestehend aus -NH-, -O- und -OCO-Z-NH(worin Z eine C₁-C₄-Alkylengruppe darstellt) ausgewählt ist; L₂ eine Verknüpfungsgruppe darstellt, die aus -OCO-Z-CO- und NHCO-Z-CO- (worin Z eine C₁-C₄-Alkylengruppe darstellt), ausgewählt ist; n für eine ganze Zahl von 10 bis 2500, vorzugsweise 100 bis 1000 steht; x und y gleich oder verschieden sind und für ganze Zahlen stehen, deren Summe 10 bis 300, vorzugsweise 20 bis 100, beträgt; das Verhältnis x zu y in einen Bereich von 7 : 3 bis 1 : 3 fällt; x und y jeweils statistisch vorliegen]; und eine Mizellenlösung, hergestellt durch Auflösen oder Dispergieren der obigen Mizellen in Wasser, die in einer Wirkstoffkonzentration von mindestens 3 mg/ml der Lösung stabil gehalten werden kann, wobei der Wirkstoff aus der Gruppe, bestehend aus Paclitaxel, Docetaxel, Camptothecin und Topotecan, ausgewählt ist, umfasst.
Gemäß der vorliegenden Erfindung dieser Ausführungsform kann ein kaum wasserlöslicher Wirkstoff, der bislang aufgrund der Schwierigkeit der Herstellung einer wässrigen, flüssigen Zubereitung mit einer hohen Wirkstoffkonzentration in der Form einer pharmazeutischen Zubereitung zur Tropfinfusion verwendet worden ist, in der Form einer flüssigen Zubereitung mit einer hohen Konzentration an wirksamem Ingredienz verwendet werden, und es ist ebenfalls möglich, den kaum wasserlöslichen Wirkstoff in der Form einer Injektionszubereitung zu verwenden, die es ermöglicht, eine erforderliche Menge eines wirksamen Ingredienz für kurze Zeit zu verabreichen.
Beste Art und Weise zur Durchführung der Erfindung
Der "kaum wasserlösliche Wirkstoff", der in der vorliegenden Erfindung beschrieben ist, bedeutet einen derartigen Wirkstoff, der in einer äquivalenten Menge Wasser unter einer äußeren Umgebung von Raumtemperatur und Atmosphärendruck nicht wesentlich gelöst ist, oder bevorzugt in eine Chloroformphase in einem Lösungsmittel aus einer äquivalenten Menge Wasser und Chloroform verteilt wird. Als derartige Wirkstoffe können Wirkstoffe angegeben werden, die Karzinostatika, wie Adriamycin, Paclitaxel, Docetaxel, Methotrexat, Vincristin, Topotecan und Derivate davon, Makrolidbasen-Antibiotika, wie Ilotycin, Erythromycin und Clarislomycin, Antimykotika, wie Amphotericin B, Itraconasol, Nystatin und Miconasol, steroide entzündungshemmende Mittel, wie Dexamethason und Triamcinoron, nicht-steroide entzündungshemmende Mittel, wie Indomethacin und Dichlophenac, Hormone, wie Östradiol, Testosteron, Progesteron, Diethylstilbestrol, Prostaglandin, Prostacyclin und andere Wirkstoffe für das zentrale Nervensystem, Wirkstoffe für das kardiovaskuläre System und Wirkstoffe für das Verdauungssystem umfassen. Das erfindungsgemäße Verfahren wird bei Wirkstoffen mit einer Löslichkeit von 5 μg/ml oder weniger in Wasser bei Raumtemperatur angewandt. Unter den oben beschriebenen können Paclitaxel, Docetaxel, Camptothecin und Topotecan als derartige bevorzugte Wirkstoffe angegeben werden.
Das in der vorliegenden Erfindung beschriebene "Blockcopolymer mit einem hydrophilen Segment und einem hydrophoben Segment" bedeutet ein Copolymer, das in einem wässrigen Medium vorzugsweise in der Form einer Polymer-Mizelle vom Kern-(der hauptsächlich hydrophobe Segmente umfasst)-Hülle-(die hauptsächlich hydrophile Segmente umfasst)-Typ vorliegen kann und das die Aufgaben der vorliegenden Erfindung erfüllt. Das Erfüllen der Aufgaben der vorliegenden Erfindung bedeutet, dass eine Polymer-Mizelle, die mit einem Wirkstoff beladen ist bzw. in die ein Wirkstoff eingeführt ist, zumindest nach einem später beschriebenen Verfahren gebildet werden kann, und der Ausdruck, dass sie mit einem Wirkstoff beladen ist, bedeutet einen Zustand, in dem der Wirkstoff vornehmlich in einem Kernteil (oder -fläche) einer Polymer-Mizelle eingeschlossen ist. Das "hydrophile Segment", das ein derartiges Blockcopolymer bildet, schließt Segmente ein, die aus Poly(ethylenoxid), Poly(äpfelsäure), Poly(saccharid), Poly(acrylsäure), Poly(vinylalkohol) und Poly(vinylpyrrolidon) stammen. Andererseits schließt das "hydrophobe Segment" Segmente ein, die aus Poly-(β-benzylaspartat), Poly-(γ-benzyl-glutaminat), Poly-(β-alkylaspartat), Poly(lactid), Poly-(ε-caprolacton), Poly-(δ-valerolacton), Poly-(γ-butyrolacton), Poly-(α-aminosäure) und zwei oder mehr Arten von diesen stammen.
Öffentlich bekannte, derartige Segmente enthaltende Blockcopolymere können wie sie sind oder nach einer Modifizierung eingesetzt werden. Um dies spezieller auszuführen: diejenigen, die wie sie sind oder nach einer geringen Modifizierung eingesetzt werden können, sind in den oben beschriebenen offengelegten japanischen Patentanmeldungen Nrn. 107565/1994 und 335267/1999, in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 506961/1995 (= WO 93/16687), in der WO 96/33233, in der WO 96/32434 und in der WO 97/06202 beschrieben. Insbesondere sind unter den in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 335267/1999 beschriebenen Blockcopolymeren derartige Blockcopolymere besonders bevorzugt, die durch die Formel (I) oder (II) angegeben sind. Gemäß der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 335267/1999 ist angedeutet, dass, wenn eine Carboxylgruppeneinheit
in den oben beschriebenen Formeln (I) oder (II) ein Ester mit einem gesättigten oder ungesättigten aliphatischen C₁-C₃₀Alkohol ist, insbesondere ein Ester mit einem mittleren oder höheren Alkylalkohol, dieses für das Einlagern eines kaum wasserlöslichen Wirkstoffs in eine Polymer-Mizelle geeignet ist. Unerwartet war jedoch, dass gemäß der vorliegenden Erfindung, beispielsweise bei der Herstellung von Mizellen von Paclitaxel, Docetaxel, Camptothecin und Topotecan die Blockcopolymere mit einer durch die oben beschriebenen Formeln (I) oder (II) dar gestellten Form, in der eine Aspartateinheit teilweise hydrolysiert ist, unter den Blockcopolymeren besser eingesetzt werden kann um die mit dem Wirkstoff beladene Polymer-Mizelle in einem wässrigen Medium zu stabilisieren.
Spezielle Beispiele der entsprechenden in den Formeln (I) und (II) gezeigten Gruppen schließen die Folgenden ein: die "kurzkettige Alkylgruppe", die durch R₁ und R₃ dargestellt wird, kann eine lineare oder verzweigte Kette mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen sein und schließt Methyl, Ethyl, Isopropyl, n-Butyl und Isoamyl ein. Die "gesättigte oder ungesättigte aliphatische C₁-C₂₉-Carbonylgruppe oder Arylcarbonylgruppe", die durch R₂ dargestellt wird, kann Acetyl, Propionyl, Isopropionyl, Decanoyl, Dodecanoyl (Lauroyl), Tetradecanoyl (Myristoyl), Hexadecanoyl (Palmitoyl), Octadecanoyl, 9,12-Octadecadienoyl (Linoloyl), Icosanoyl (Arachidonoyl) und Benzoyl sein. Die "gesättigte oder ungesättigte aliphatische C₁-C₃₀Oxygruppe oder Aryl-niederalkyloxygruppe", die durch R₄ dargestellt wird, kann Methoxy, Ethoxy, Octyloxy, Docosyloxy und Benzyloxy sein.
Im Allgemeinen sind L₁ und L₂ Verknüpfungsgruppen, die in Abhängigkeit vom Herstellungsverfahren der Blockcopolymere, die durch die Formeln (I) und (II) dargestellt werden, frei geändert werden können. Das Polymer, in dem L, -NH-, -O- oder -OCO-Z-NH- ist, kann erhalten werden, wenn eine α-Aminosäurekette über eine unten gezeigte Aminogruppe durch ein Kohlendioxid-eliminierendes Polymerisationsverfahren (ein sogenanntes NCA-Verfahren), in dem nach Bildung eines Polyoxyethylen-Segments durch anionische lebende Polymerisation eine Hydroxylgruppe an einem ω-Terminus in eine Aminogruppe oder in eine -OCO-Z-NH₂-Gruppe (Z ist eine C₁-C₄Alkylengruppe) umgewandelt wird und dann ein N-Carboxylsäureanhydrid von β-Benzylaspartat verwendet wird, verlängert wird. In ähnlicher Weise schließt das Polymer, in dem L, -O- ist, diejenigen ein, die durch Bildung eines Polyoxyethylen-Segments durch anionische lebende Polymerisation und Verlängern eines Polyaminosäure-Segments an einem ω-Terminus von diesem durch das NCA-Verfahren oder durch Kondensieren von Polyoxyethylen mit Poly-β-benzylaspartat, das getrennt durch das NCA-Verfahren hergestellt worden ist, erhalten worden sind.
Das durch die Formel (II) dargestellte Blockpolymer schließt gewöhnlicherweise diejenigen ein, die durch getrenntes Herstellen von Polyoxyethylen und Poly-β-benzylaspartat und nachfolgendem Umwandeln eines ω-Terminus des Polyoxyethylens in eine Carboxylgruppe oder, wenn erforderlich, durch Verknüpfen einer Carboxylgruppe mit einer N-terminalen Aminogruppe der Polyaminosäure über eine C₁-C₆-Alkylendicarbonsäure gebildet werden können.
Das Blockcopolymer, das ein gewünschtes Maß der oben beschriebenen freien Asparaginsäureeinheit enthält, kann vorteilhafterweise hergestellt werden, indem das oben beschriebene Poly-β-benzylaspartat-Segment (oder der entsprechende Block) einer partiellen Hydrolysereaktion unterzogen wird. Das spezielle Herstellungsverfahren des Blockcopolymers, das oben beschrieben worden ist, ist speziell in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 335267/1999 beschrieben und es kann nötigenfalls daher darauf verwiesen werden.
Die vorliegende Erfindung soll ferner im Folgenden unter Bezugnahme auf hauptsächlich ein Beispiel erläutert werden, in dem das Blockcopolymer, das durch die Formel (I) dargestellt wird, verwendet wird und weitere verschiedene Blockcopolymere sollen dazu fähig sein um durch eine geringfügige Modifizierung ebenso verwendet zu werden.
Das in der vorliegenden Erfindung beschriebene "nicht mit Wasser mischbare organische Lösungsmittel" bedeutet ein Lösungsmittel mit einem Konzept, das dem von Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid und Acetonitril gegensätzlich ist, die im Wesentlichen frei mit Wasser mischbar sind und die zur Bildung einer Polymer-Mizelle in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 335267/1999 eingesetzt werden. Es soll nicht eingeschränkt werden und spezielle Beispiele davon schließen Chloroform, Methylenchlorid, Toluol, Xylol, n-Hexan oder Gemische davon ein.
In Stufe (A) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Lösung hergestellt, die durch Auflösen eines Wirkstoffs und eines Blockcopolymers in einem mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösungsmittel erhalten wird. Eine derartige Lösung kann hergestellt werden, indem der Wirkstoff und das Blockcopolymer in den Lösungsmitteln getrennt aufgelöst und nachfolgend zusammengebracht oder vermischt werden und indem der Wirkstoff und das Blockcopolymer in einem einzelnen Gefäß zur gleichen Zeit aufgelöst werden. Wenn eine Lösung, die eine hohe Konzentration an gelöstem Stoff enthält, hergestellt werden muss, wird der gelöste Stoff in einer großen Menge eines Lösungsmittels gelöst (oder homogen dispergiert) und nachfolgend kann eine festgelegte Menge des Lösungsmittels langsam abdestilliert werden. Eine bevorzugte Spanne des Mischungsverhältnisses des verwendeten Wirkstoffs zum Blockcopolymeren kann in Abhängigkeit von der Art des verwendeten Wirkstoffs und einer Beladungsrate des beabsichtigten Wirkstoffs abgeändert werden und ist damit nicht festgelegt. Im Allgemeinen beträgt es 1 : 20 bis 2 : 5, vorzugsweise 1 : 10 bis 1 : 3, bezüglich eines Gewichtsverhältnisses des Wirkstoffs zum Blockcopolymer.
In Schritt (B) wird die auf diese Weise hergestellte organische Lösung mit einem wässrigen Medium vermischt um eine Emulsion vom Öl-in-Wasser-Typ (Ö/W) herzustellen. Wasser (einschließlich gereinigtem Wasser oder entionisiertem Wasser) oder eine bezüglich der Isotonie reduzierte oder gepufferte wässrige Lösung, die Natriumchlorid oder einen Puffer enthält, können als ein Beispiel des wässrigen Mediums angegeben werden. Jedoch kann das wässrige Medium außerdem eine geringe Menge eines mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittels und andere anorganische Salze (beispielsweise Natriumsulfat und dergleichen) enthalten, solange sie keine nachteilige Wirkung auf die Bildung der Emulsion vom Ö/W-Typ ausüben. Gewöhnlicherweise werden das organische Lösungsmittel und das wässrige Medium in einem Volumenverhältnis von 1 : 100, vorzugsweise 1 : 20, vermischt. Für diese Mischvorrichtungen einsetzbar sind herkömmlicherweise eingesetzte Vorrichtungen zur Herstellung unterschiedlicher Emulsionen, ein mechanischer Rührer, eine Schüttelvorrichtung und ein Ultraschallstrahlungsgerät. Eine Betriebstemperatur derartiger Vorrichtungen soll nicht beschränkt sein und ist vorzugsweise auf einen Bereich von –5 bis etwa 40°C eingestellt, wobei die Temperaturstabilität des Wirkstoffs und der Siedepunkt des Lösungsmittels in Betracht gezogen werden.
Auf diese Weise wird die Emulsion vom Ö/W-Typ gebildet und daraufhin wird der oben beschriebene Vermischungsarbeitsschritt in einem offenen System fortgesetzt oder das organische Lösungsmittel wird unter reduziertem Druck unter Rühren verdampft und entfernt (oder verflüchtigt und entfernt). Auf diese Weise wird während des Verflüchtigens des organischen Lösungsmittels die Emulsion zu einer Polymer-Mizellenlösung (oder -dispersion).
Die Polymer-Mizellenlösung kann einer Filtrationsbehandlung für unlösliche Bestandteile und abgeschiedene Materialien durch eine Filtermembran wie sie ist oder nach dem Unterziehen einer Ultraschallbehandlung, wenn eine Möglichkeit besteht, dass die Polymer-Mizelle assoziiert oder koaguliert wird, unterzogen werden. Die verwendete Filtermembran soll nicht eingeschränkt sein und es ist eine Membran mit einem Porendurchmesser von etwa 1 μm bevorzugt. Wenn das wässrige Medium Natriumchlorid enthält, wird außerdem das in einer physiologischen Kochsalzlösung enthaltene Natriumchlorid durch Dialyse entfernt, wodurch ein Mizellen-Arzneimittel erhalten wird. Die Dialysemembran soll nicht durch Material und Porendurchmesser eingeschränkt sein, solange sie verwendetes Rohmaterial, verwendetes Lösungsmittel, verwendeten Wirkstoff und verwendetes Polymer effizient trennen kann. Üblicherweise wird eine Cellulosemembran verwendet. Nach der Dialyse kann überdies eine Ultraschallbehandlung durchgeführt werden, damit die assoziierten Mizellen monodispergiert werden.
Die erfindungsgemäße Polymer-Mizelle ist wie oben beschrieben in dem wässrigen Medium stabil und die Wirkstoffkonzentration in der flüssigen Zubereitung kann erhöht werden. Um die Wirkstoffkonzentration in dieser Mizellenlösung (flüssige Zubereitung) zu erhöhen, kann ein Aufkonzentrieren durch Filtration oder Gefriertrocknen durchgeführt werden.
Das oben beschriebene Verfahren ermöglicht es, die Wirkstoffkonzentration auf 10 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Wirkstoffs und des Copolymers, zu regeln. Wenn das durch die Formel (I) dargestellte Copolymer verwendet wird, kann außerdem eine Zusammensetzung des wässrigen Mediums zur Verfügung gestellt werden, in der die Polymer-Mizelle in einer Wirkstoffkonzentration von etwa 3 mg, vorzugsweise etwa 6 mg und besonders bevorzugt etwa 10 mg, pro ml der Polymer-Mizellenlösung stabil gehalten werden kann. Dass die Polymer-Mizelle stabil gehalten werden kann, bedeutet, dass, wenn man die obige Zusammensetzung bei Raumtemperatur stehen lässt, keine Assoziation zwischen den Polymer-Mizellen und kein Austritt des Wirkstoffs aus der Polymer-Mizelle zumindest für etwa mehrere Stunden verursacht wird. Die obige Assoziation und der obige Austritt des Wirkstoffs kann durch optische Kontrolle oder visuelle Beobachtung bestätigt werden.
Die vorliegende Erfindung soll im Folgenden unter Bezugnahme auf spezielle Beispiele weiter erläutert werden.
Beispiele 1 bis 4: Wirkung einer Änderung des Verhältnisses Wirkstoff zu Copolymer
Es wurde Polyethylenglykol (Molekulargewicht: 12.000)-co-50% teilweise hydrolysiertes Polybenzylaspartat (n = 50) (nachfolgend als 12-50PH bezeichnet) (entspricht dem durch die Formel (I) dargestellten Copolymer) verwendet. In 5 ml Chloroform wurden jeweils 50 mg 12-50PH und 5, 10, 15 und 20 mg Paclitaxel (erhalten von Signum Ltd.) gelöst und das Chloroform wurde abdestilliert um die Menge der Chloroformlösung nach dem Einengen auf 0,5 ml einzustellen, wobei vier Arten von Chloroformlösungen mit unterschiedlichen Verhältnissen (als Gewichtsverhältnis) des Polymers zum Wirkstoff erhalten wurden (die Verhältnisse betrugen 100 : 10, 100 : 20, 100 : 30 und 100 : 40). Sie wurden jeweils in 5 ml einer 5%igen wässrigen Kochsalzlösung dispergiert und etwa 30 Minuten lang kräftig gerührt, wodurch vier Arten von Ö/W-Emulsionen erhalten wurden. Daraufhin wurde das Chloroform unter Rühren langsam bei Raumtemperatur abdestilliert, wodurch Polymer-Mizellenlösungen, die Paclitaxel enthielten, erhalten wurden. Diese wurden durch eine Membran mit einem Porendurchmesser von 0,45 μm filtriert um Fremdmaterial zu entfernen, und die Wirkstoffgehalte wurden auf dieser Stufe durch HPLC bestimmt. Die entsprechenden Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I gezeigt.
Tabelle I
Wie aus den in Tabelle I gezeigten Ergebnissen ersichtlich ist, ist gezeigt, dass der Einbau bzw. Einschluss hoch ist, wenn das Polymer und der Wirkstoff in einem Verhältnis von 100 : 10 bis 100 : 30 eingesetzt werden.
Beispiele 5 bis 6: Unterschied in den Eigenschaften der Polymer-Mizellen nach der Art des Copolymers
Es wurden zwei Komponenten von 12-50PH und Polyethylenglykol (Molekulargewicht: 12.000)-co-polybenzylasparatat (n = 25) (nachfolgend als 12-25 bezeichnet) eingesetzt.
Es wurden 50 mg des jeweiligen Copolymers und 10 mg Paclitaxel zur Beladung des Polymers mit dem Wirkstoff in einem Verhältnis von 100 : 20 verwendet um Polymer-Mizellen nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 herzustellen (unter der Maßgabe, dass eine Bestrahlung mit Ultraschall 15 Minuten lang durch ein Ultraschallgerät vom Sondentyp durchgeführt wurde, bevor man durch eine Membran mit einem Porendurchmesser von 0,45 μm filtrierte). Die Wirkstoff-Einlagerungsraten in dieser Stufe betrugen 94% bei 12-50PH und 65% bei 12-25. Die Konzentrationen der in den wässrigen Lösungen enthaltenen Wirkstoffe in dieser Stufe betrug 1,60 mg/ml bzw. 1,23 mg/ml und es wurde außerdem filtriert und eingeengt. Diese Einengen wurde durch Druckfiltration unter Verwendung eines Mole Cut L, hergestellt von Millipore Co., Ltd., durchgeführt. Sogar wenn bis zu einer Konzentration von 10,9 mg/ml im Fall von 12-50PH eingeengt worden war, wurde nichts unnormales in der wässrigen Lösung gefunden und weiters Aufkonzentrieren war möglich. Bei 12-25 konnte die Lösung jedoch nur bis zu einer Konzentration von 4,1 mg/ml eingeengt werden und Niederschläge klebten an der Filtermembran. Wie aus diesem Ergebnis ersichtlich ist, kann eine konzentriertere Paclitaxel-Mizellenlösung in einem System hergestellt werden, das teilweise hydrolysiertes Polybenzylaspartat verwendet.
Beispiel 7
50 mg Polyethylenglykol-co-50% teilweise hydrolysiertes Polybenzylaspartat (12-50PH) wurde exakt in ein Zentrifugenfallrohr aus Glas eingewogen und es wurden 5 ml einer Chloroformlösung von Paclitaxel mit einer auf 2 mg/ml eingestellten Konzentration zugegeben. Nach Rühren und Auflösen wurde das Chloroform unter einem Stickstoffstrom abdestilliert, um die Menge der Chloroformlösung nach dem Einengen auf 0,5 ml einzustellen. Dazu wurden 5 ml einer 5%igen wässrigen Natriumchloridlösung gegeben, das Rohr wurde dicht verschlossen und der Inhalt des Rohrs wurde kräftig unter Bildung einer Ö/W-Emulsion gerührt. Der dicht verschließende Stopfen wurden 30 Minuten später entfernt und das Chloroform wurde abdestilliert, während einen ganzen Tag und eine ganze Nacht lang langsam bei Raumtemperatur gerührt wurde, wodurch eine Lösung von mit dem Wirkstoff beladene Polymer-Mizellen erhalten wurde. Die Polymer-Mizellenlösung wurde 15 Minuten lang mit einem Ultraschallgerät vom Sondentyp durch Anlegen einer sekündlich unterbrochenen Oszillation bestrahlt um die Mizellen in ausreichender Weise zu dispergieren. Daraufhin wurde die Lösung durch einen Filter mit einem Porendurchmesser von 0,45 μm filtriert und außerdem dialysiert um Natriumchlorid zu entfernen. Danach wurde eine Natriumchloridlösung zugegeben um die Lösung zur Isotonie zu bringen. Außerdem wurde die Lösung druckfiltriert und mittels eines Amicon-Ultrafilters (UK200-Membran) eingeengt. Dies stellte eine wässrige Polymer-Mizellenlösung mit einer Paclitaxel-Konzentration von 13,5 mg/ml zur Verfügung. Diese Lösung besaß einen Chloroformgehalt von 5 ppm oder niedriger.
Beispiel 8
50 mg Polyethylenglykol-co-polybenzylaspartat (12-25) wurden exakt in ein Zentrifugenfallrohr aus Glas eingewogen und dazu wurden 5 ml einer Chloroformlösung von Paclitaxel mit einer Konzentration, die auf 2 mg/ml eingestellt worden war, gegeben. Danach wurde eine wässrige Polymer-Mizellenlösung, die Paclitaxel enthielt, auf die gleiche Weise wie in Beispiel 7 erhalten. Die Wirkstoffkonzentration davon betrug 3,5 mg/ml.
Beispiel 9
50 mg Polyethylenglykol-co-50% teilweise hydrolysiertes Polybenzylaspartat (12-50PH) wurde exakt in ein Zentrifugenrohr aus Glas eingewogen und dazu wurden 5 ml einer Chloroformlösung von Paclitaxel mit einer Konzentration, die auf 3 mg/ml eingestellt worden war, gegeben. Danach wurde eine wässrige Polymer-Mizellenlösung, die Paclitaxel enthielt, auf die gleiche Weise wie in Beispiel 7 hergestellt. Die Wirkstoffkonzentration davon betrug 6,7 mg/ml.
Beispiele 10 bis 13
In einem Zentrifugenfallrohr aus Glas wurden jedenfalls vier Arten des Copolymers mit 35, 50, 65 und 75% teilweise hydrolysierten Polybenzylaspartaten (n = 50) (12-50PH) verwendet. Jeweils 50 mg der jeweiligen Polymere wurden exakt eingewogen und dazu wurden 5 ml einer Chloroformlösung von Paclitaxel mit einer Konzentration, die auf 2 mg/ml eingestellt worden war, gegeben um vier Arten von Lösungen herzustellen. Nach Rühren und Auflösen wurde das Chloroform jeweils unter einem Stickstoffstrom abdestilliert um die Menge der Chloroformlösung nach dem Einengen auf 0,5 ml einzustellen. Dazu wurden 5 ml einer 5%igen wässrigen Natriumchloridlösung gegeben, das Rohr wurde dicht verschlossen und der Inhalt des Rohrs wurde unter Bildung einer Ö/W-Emulsion kräftig gerührt. Der eng verschließende Stopfen wurde 30 Minuten später entfernt und das Chloroform wurde abdestilliert, während einen ganzen Tag und eine ganze Nacht lang langsam bei Raumtemperatur gerührt wurde, wodurch vier Arten von wässrigen Lösungen von mit dem Wirkstoff beladenen Polymer-Mizellen hergestellt wurden. Polymer-Mizellenlösungen wurden 15 Minuten lang mit einem Ultraschallgerät vom Sondentyp durch Anlegen einer sekündlich unterbrochenen Oszillation bestrahlt um die Mizellen in ausreichender Weise zu dispergieren. Daraufhin wurden die Lösungen durch einen Filter mit einem Porendurchmesser von 0,45 μm filtriert. Die Paclitaxel-Konzentrationen in einer Stufe vor dem Einengen betrugen jeweils 1,8, 1,9, 1,6 und 1,7 mg/ml.
Beispiel 14
50 mg Polyethylenglykol (Molekulargewicht: 5000)-co-polybenzylaspartat (n = 12) (5-12) wurden exakt in ein Zentrifugenfallrohr aus Glas eingewogen und dazu wurden 5 ml einer Chloroformlösung von Paclitaxel mit einer Konzentration, die auf 2 mg/ml eingestellt worden war, gegeben. Nach Rühren und Auflösen wurde das Chloroform jeweils unter einem Stickstoffstrom abdestilliert um die Menge der Chloroformlösung nach dem Einengen auf 0,5 ml einzustellen. Dazu wurden 5 ml einer 5%igen wässrigen Natriumchloridlösung gegeben, das Rohr wurde dicht verschlossen und der Inhalt des Rohrs wurde kräftig unter Bildung einer Ö/W-Emulsion gerührt. Der dicht verschließende Stopfen wurde 30 Minuten später entfernt und das Chloroform wurde abdestilliert, während einen ganzen Tag und eine ganze Nacht lang langsam bei Raumtemperatur gerührt wurde, wodurch eine wässrige Lösung von mit dem Wirkstoff beladenen Polymer-Mizellen hergestellt wurde. Die Polymer-Mizellenlösung wurde 15 Minuten lang mit einem Ultraschallgerät vom Sondentyp durch Anlegen einer sekündlich unterbrochenen Oszillation bestrahlt um die Mizellen in ausreichender Weise zu dispergieren. Daraufhin wurde die Lösung durch einen Filter mit einem Porendurchmesser von 0,45 μm filtriert. Danach wurde eine Natriumchloridlösung zugegeben um die Lösung zur Isotonie zu bringen. Die Paclitaxel-Konzentration in einer Stufe vor dem Einengen betrug 1,6 mg/ml.
Beispiel 15
50 mg Polyethylenglykol-co-polybenzylaspartat (12-25) wurden exakt in ein Zentrigugenfallrohr aus Glas eingewogen und dazu wurden 5 ml einer Chloroformlösung von Paclitaxel mit einer Konzentration, die auf 2 mg/ml eingestellt worden war, gegeben. Nach Rühren und Auflösen wurde das Chloroform langsam unter einem Stickstoffstrom abdestilliert um die Menge der Chloroformlösung nach dem Einengen auf 0,5 ml einzustellen. Dazu wurden 5 ml einer 5%igen wässrigen Natriumchloridlösung gegeben, das Rohr wurde dicht verschlossen und der Inhalt des Rohrs wurde kräftig unter Bildung einer Ö/W-Emulsion gerührt. Der dicht verschließende Stopfen wurde 30 Minuten später entfernt und das Chloroform wurde abdestilliert, während einen ganzen Tag und eine ganze Nacht lang langsam bei Raumtemperatur gerührt wurde, wobei eine wässrige Lösung von mit dem Wirkstoff beladenen Polymer-Mizellen hergestellt wurde. Die Polymer-Mizellenlösung wurde 15 Minuten lang mit einem Ultraschallgerät vom Sondentyp durch Anlegen einer sekündlich unterbrochenen Oszillation bestrahlt um die Mizellen in ausreichender Weise zu dispergieren. Daraufhin wurde die Lösung durch einen Filter mit einem Porendurchmesser von 0,45 μm filtriert. Die Paclitaxelkonzentration in einer Stufe vor dem Einengen betrug 1,1 mg/ml.

Claims

Herstellungsverfahren für eine mit einem kaum wasserlöslichen Wirkstoff beladene Polymer-Mizelle, umfassend die Schritte. (A) des Auflösens eines kaum wasserlöslichen Wirkstoffs mit einer Löslichkeit von 5 μg/ml oder weniger in Wasser bei Raumtemperatur und eines Block-Copolymers mit einem hydrophilen Segment und einem hydrophoben Segment in einem nicht mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel, um eine organische Lösung herzustellen, (B) des Vermischens der resultierenden organischen Lösung mit einem wässrigen Medium zur Bildung einer Emulsion vom Öl-in-Wasser-Typ (Ö/W), (C) des Verdampfens und des Entfernens des obigen organischen Lösungsmittels aus der resultierenden Emulsion zur Bildung einer Lösung von mit dem obigen Wirkstoff beladenen Polymer-Mizellen, und (D) des Unterziehens der resultierenden Lösung von Polymer-Mizellen, wenn es nötig ist, einer Ultraschallbehandlung und einer Ultrafiltrationsbehandlung, wobei das Block-Copolymer durch die folgende Formel (I) oder (II) dargestellt wird:
worin R₁ und R₃ jeweils ein Wasserstoffatom oder eine C₁-C₆-Alkylgruppe darstellen; R₂ ein Wasserstoffatom, eine gesättigte oder ungesättigte aliphatische C₁-C₂₉-Carbonylgruppe oder eine Arylcarbonylgruppe darstellt; R₄ eine Hydroxylgruppe, eine gesättigte oder ungesättigte aliphatische C₁-C₃₀-Oxygruppe oder eine Aryl-C₁-C₆-alkyloxygruppe darstellt; L₁ eine Verknüpfungsgruppe darstellt, die aus der Gruppe, bestehend aus -NH-, -Ound -OCO-Z-NH- (worin Z eine C₁-C₄-Alkylengruppe darstellt), ausgewählt ist; L₂ eine Verknüpfungsgruppe darstellt, die aus -OCO-Z-CO- und -NHCO-Z-CO- (worin Z eine C₁-C₄-Alkylengruppe darstellt) ausgewählt ist; n für eine ganze Zahl von 10 bis 2500 steht; x und y gleich oder verschieden voneinander sein können und für ganze Zahlen stehen, deren Summe 10 bis 300 beträgt, das Verhältnis x zu y in einem Bereich von 3 : 1 bis 0 : 100 fällt; und x und y jeweils statistisch vorliegen, wobei das Verhältnis x zu y in Formel (I) oder (II) in einem Bereich von 7 : 3 bis 1 : 3 fällt.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, in dem der Wirkstoff und das Block-Copolymer in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 10 bis 3 : 10 verwendet werden.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, in dem das mit Wasser nicht mischbare organische Lösungsmittel mindestens eines ist, das aus der Gruppe, bestehend aus Chloroform, Methylenchlorid, Toluol, Xylol und n-Hexan, ausgewählt ist.
Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, in dem der Wirkstoff aus der Gruppe, bestehend aus Paclitaxel, Docetaxel, Camptothecin und Topotecan, ausgewählt ist.
Zusammensetzung, umfassend eine Polymer-Mizelle, die von einem mit einem Wirkstoff beladenen Block-Copolymer stammt, wobei der Wirkstoff ein kaum wasserlöslicher Wirkstoff ist; das Block-Copolymer durch die folgende Formel (I) oder (II) dargestellt wird:
[worin R₁ und R₃ jeweils ein Wasserstoffatom oder eine C₁-C₆-Alkylgruppe darstellen; R₂ ein Wasserstoffatom, eine gesättigte oder ungesättigte aliphatische C₁-C₂₉-Carbonylgruppe oder eine Arylcarbonylgruppe darstellt; R₄ eine Hydroxylgruppe, eine gesättigte oder ungesättigte aliphatische C₁-C₃₀-Oxygruppe oder eine Aryl-C₁-C₆-alkyloxygruppe darstellt; L₁ eine Verknüpfungs gruppe, die aus der Gruppe, bestehend aus -NH-, -O- und -OCO-Z-NH- (worin Z eine C₁-C₄-Alkylengruppe darstellt), ausgewählt ist, darstellt; L₂ eine Verknüpfungsgruppe, die aus -OCO-Z-CO- und -NHCO-Z-CO- (worin Z eine C₁-C₄-Alkylengruppe darstellt) ausgewählt ist, darstellt; n für eine ganze Zahl von 10 bis 2500 steht; x und y gleich oder verschieden voneinander sein können und für ganze Zahlen stehen, deren Summe 10 bis 300 beträgt; das Verhältnis x zu y in einem Bereich von 7 : 3 bis 1 : 3 fällt; und x und y jeweils statistisch vorliegen]; und eine Mizellenlösung, hergestellt durch Auflösen oder Dispergieren der obigen Mizelle in Wasser, die in einer Wirkstoffkonzentration von mindestens 3 mg/ml der Lösung stabil gehalten werden kann, wobei der Wirkstoff aus der Gruppe, bestehend aus Paclitaxel, Docetaxel, Camptothecin und Topotecan, ausgewählt ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 5, in der der Wirkstoff aus der Gruppe, bestehend aus Paclitaxel, Docetaxel, Camptothecin und Topotecan, ausgewählt ist und in der die Mizellenlösung in einer Wirkstoffkonzentration von mindestens 6 mg/ml der Lösung stabil gehalten werden kann.
Zusammensetzung nach Anspruch 5, in der der Wirkstoff aus der Gruppe, bestehend aus Paclitaxel, Docetaxel, Camptothecin und Topotecan, ausgewählt ist und in der die Mizellenlösung in einer Wirkstoffkonzentration von mindestens 10 mg/ml der Lösung stabil gehalten werden kann.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, in der der Wirkstoff Paclitaxel ist.