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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Komplex eines Copolymeren (nachstehend
als PEG-P(Glu) abgekürzt),
das ein Poly(ethylenglykol)-Segment (nachstehend als PEG abgekürzt) und
ein Poly(α-glutaminsäure)-Segment
(nachstehend als P(Glu) abgekürzt)
mit Cisplatin umfasst. Die Erfindung betrifft auch ein pharmazeutisches
Präparat,
das den obigen Komplex als Wirkstoff enthält.
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Stand der
Technik
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Cisplatin
(cis-Diamindichlorplatinum (II); nachstehend als CDDP abgekürzt) ist
ein sehr wirksames karzinostatisches Mittel in der medizinischen
Praxis. Es ist jedoch bekannt, dass es sehr starke Nebenwirkungen,
wie nephrotoxische Wirkungen, hat. Weiterhin wird, wenn das CDDP
in das Blut verabreicht wird, es rasch an die Außenseite des Körpers durch
Glomerular-Filtration
ausgeschieden, so dass seine Halbzeit im Blut sehr kurz ist. Demgemäß ist schon
von vielen Forschern versucht worden, pharmazeutische Präparate herzustellen,
um die Halbwertszeit des CDDP im Blut zu verlängern und die Nephrotoxizität zu verringern.
Die derzeitige Situation ist trotzdem so, dass bislang noch keine
erfolgreichen Beispiele für
ein solches Arzneimittel erhalten werden konnten.
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Die
derzeitige Situation ist also so, dass im Allgemeinen vor der Verabreichung
eines CDDP-Mittels eine geeignete Transfusion angelegt wird und
dass das CDDP dann mit einer großen Menge einer physiologischen
Kochsalzlösung
oder einer Glucose-Salzlösung
vermischt wird und intravenös
innerhalb von mehreren Stunden in die Infusionslösung eingetropft wird.
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Es
wird daher stark angestrebt, ein pharmazeutisches Präparat zu
entwickeln, das es möglich
macht, eine neue Verabreichungsform anstelle der komplizierten und
zeitraubenden Infusionsbehandlung, z.B. einer intravenösen Bolus-Verabreichung,
durchzuführen.
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Um
einem solchen Bestreben Rechnung zu tragen, haben die benannten
Erfinder schon eine polymere Metall-Komplex-Mizelle vorgeschlagen,
die dadurch erhalten worden ist, dass ein Komplex von Poly(ethlyenglykol)-Poly-(α,β-asparaginsäure) (nachstehend
als PEG-P(Asp) abgekürzt)
mit CDDP in einem wässrigen Medium
gebildet wird (vergleiche z.B. Yokoyama; Kataoka et al., J. Controlled
Release 39 (1996) 351-356; Nishiyama; Kataoka et al., Langmuir 1999,
15, 377-383). Die obige polymere Metall-Komplex-Mizelle hält ihre
stabile Mizellenstruktur in gereinigtem Wasser über einen langen Zeitraum aufrecht,
und sie setzt langsam einen Pt(II)-Komplex in einer physiologischen
Kochsalzlösung
(0,15M NaCl-Lösung)
von 37°C
frei. Sie kann eine Polymer-Mizellenstruktur über einen Zeitraum von etwa
10 Stunden aufrecht erhalten. Es sind daher schon Untersuchungen
dahingehend durchgeführt
worden, diese Metall-Komplex-Mizellen in einer physiologischen Umgebung,
z.B. im Blutkreislauf, über
einen erheblich langen Zeitraum zu präsentieren. Es ist auch schon
berichtet worden, dass bei der Durchführung einer intravenösen Verabreichung
die obigen Metallkomplex-Mizellen einen karzinostatischen Effekt
und einen die Nephrotoxizität
verringernden Effekt zeigen. Diese Eigenschaften sind erheblich
besser im Vergleich zu denjenigen, die bei Verwendung der einfachen
CDDP-Substanz erhalten werden (vergleiche z.B. Kataoka, PHARM TECH
JAPAN Bd. 16, Nr. 8 (2000) 1209 bis 1219).
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Jedoch
wird immer noch angestrebt, ein pharmazeutisches Präparat zu
entwickeln, das – wenn
möglich – die Form
von polymeren Mizellen in einer physiologischen Umgebung über weiter
verlängerte
Zeiträume aufrechterhalten
kann. Demgemäß ist es
eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen polymeren Metall-Komplex
zur Verfügung
zu stellen, der seine Polymer-Mizellen-Form in einer physiologischen
Umgebung über
weiter verlängerte
Zeiträume
als im Falle der vorstehend genannten polymeren Metall-Komplex-Mizellen von
PEG-P(Asp) mit CDDP aufrecht erhalten kann.
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Offenbarung
der Erfindung
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Im
Allgemeinen ist es bei der Stabilisierung eines Metallkomplexes
der übliche
Fall, dass das Metall aus dem Komplex in nicht-freigesetzter Form
zurückbleibt
oder nicht mit geeigneter Geschwindigkeit wirksam freigesetzt wird.
Wenn z.B. ein Chlorionen-Ligand von CDDP durch die Seitenkettereste
(die eine erheblich stärkere
nucleophile Natur als Carboxylanionen haben) von Cystein, Methionin
und Histidin, die in Proteinen enthalten sind, ersetzt wird, dann
wird ein sehr stabiler Komplex gebildet, der selbst in einer physiologischen Kochsalzlösung nicht
erneut durch den Chlorionen-Liganden ersetzt wird. Es ist aber so,
dass das CDDP in bestimmten Fällen
in einem Organismus keine Aktivität zeigt. Die genannten Erfinder
haben daher Untersuchungen hinsichtlich der Entwicklung eines Trägers durchgeführt, der
einen Liganden aufweist, der durch einen Chlorionen-Liganden von
CDDP ersetzt werden kann. Als Ergebnis wurde überraschenderweise gefunden,
dass ein Komplex eines Blockcopolymeren, umfassend ein Poly(ethylenglykol)-Segment
und ein Poly-(α-glutaminsäure)-Segment
mit CDDP charakteristische Eigenschaften, die die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
lösen,
hat, obgleich er eine Seitenkette, ein Carboxylanion (-COO–)
gemeinsam mit PEG-P(Asp) als Ligand hat, die durch ein Chlorion
von CDDP ersetzt werden kann.
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Daher
wird erfindungsgemäß ein Komplex,
umfassend ein Blockcopolymeres, angegeben durch die folgende Formel
I oder II, und Cisplatin zur Verfügung gestellt, wobei das Äquivalentverhältnis (Pt/COO–)
von Pt in Cisplatin zu einem Carboxylanion des obigen Copolymeren
0,3 oder mehr, vorzugsweise 0,5 oder mehr, beträgt:
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In
den oben angegebenen Formeln I und II steht R1 unabhängig für ein Wasserstoffatom
oder eine Alkylgruppe, die durch eine funktionelle Gruppe substituiert
sein kann; A steht unabhängig
für NH,
CO oder R5(CH2)pR6, wobei R5 O, OCO, OCONH, NHCO, NHCOO, NHCONH, CONH
oder COO steht; R6 steht für NH oder
CO; und p ist eine ganze Zahl von 1 bis 6; R2 steht
unabhängig
für ein
Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe oder eine Aralkylgruppe. R3 steht unabhängig für ein Wasserstoffatom oder
einen hydrophoben Rest, und m ist unabhängig eine ganze Zahl von 50
bis 5000, vorzugsweise 100 bis 1000; und n ist unabhängig eine ganze
Zahl von 5 bis 1000, vorzugsweise 10 bis 500.
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Die
vorliegende Erfindung stellt weiterhin als weitere Ausführungsform
ein pharmazeutisches Präparat,
insbesondere ein karzinostatisches Mittel, umfassend den oben beschriebenen
Komplex als Wirkstoff, zur Verfügung.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die 1 ist
ein Diagramm, das die Dispergierbarkeit von verschiedenen CDDP-Einkapselungs-PEG-P(Glu)-Materialien
gemäß der Erfindung,
hergestellt im Beispiel 1, zeigt. Die Werte wurden durch Messung
der dynamischen Lichtstreuung (DLS) erhalten.
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Die
2 ist
ein Diagramm, das das Freisetzungsverhältnis von CDDP(Pt) aus einer
CDDP-einkapselnden PEG-P(Glu)-Polymer-Mizelle gemäß der vorliegenden
Erfindung und einer zum Vergleich verwendeten CDDP-einkapselnden
PEG-P(Asp)-Polymer-Mizelle in eine physiologische Kochsalzlösung hinein
zeigt. Die Symbole in dem Diagramm haben die folgenden Bedeutungen: Δ: PEG-P(Asp)
5-40;
dto.
5-80;
PEG-P(Glu)
5-35;
dto.
12-35; und
dto.
12-70.
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Die 3 ist
ein Diagramm, das die Veränderung
der relativen Intensität
des Streulichts bei einer statischen Lichtstreuung (SLS) im Verlauf
der Zeit zur Bestimmung der Stabilität einer erfindungsgemäßen CDDP-einkapselnden
PEG-P(Glu)-Polymer-Mizelle und einer zum Vergleich verwendeten CDDP-einkapselnden
PEG-P(Asp)-Polymer-Mizelle in einer physiologischen Kochsalzlösung zeigt.
Die Signale in dem Diagramm sind die gleichen wie in 2.
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Die
4 ist
ein Diagramm, das die jeweiligen Ergebnisse, erhalten durch Bestimmung
der Veränderung
der Platin-Konzentration im Blutplasma (4(A)) und der Veränderung
im Ver lauf der Zeit von (4(B) zu (E)) als Akkumulation von Platin
in den beobachteten Hauptorganen zeigt. Bei der Bestimmung wurden
freie CDDP- und CDDP-einkapselnde Mizellen aus einer Caudatvene
gemäß Beispiel
4 verabreicht. Im Diagramm haben die Symbole die folgenden Bedeutungen:
freies
CDDP; Δ:
PEG-P(Asp) 5-40;
PEG-P(Glu)
12-35; und
dto.
12-70.
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Die
5 ist
ein Diagramm, das die jeweiligen Ergebnisse, erhalten durch Bestimmung
eines Antitumoreffekts (5(A)) einer Maus bei einer dem CDDP äquivalenten
Dosis, zeigt. Die Werte wurden erhalten, als eine aus freiem CDDP
oder PEG-P(Glu) 12-35 gebildete CDDP-einkapselnde Mizelle einmal aus einer
Caudatvene gemäß Beispiel
5 verabreicht wurde. Veränderung
im Körper
(5(B)) und Veränderung
des relativen BUN-Wertes (5(C)) (
freies
CDDP; und
PEG-P(Glu)
12-35).
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Beste Art und Weise der
Durchführung
der Erfindung
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Der
erfindungsgemäße Komplex
ist als eine sogenannte Koordinationsverbindung zu verstehen, bei dem
ein Chlorion oder beide Chlorionen in einem CDDP-Molekül durch
ein Carboxylanion des oben beschriebenen Blockcopolymeren ersetzt
wurde bzw. wurden. Jedoch soll diese Definition nicht notwendigerweise
auf einen Komplex beschränkt
sein, bei dem alle CDDP-Moleküle
eine Koordinationsbindung mit dem oben beschriebenen Blockcopolymeren
bilden. Mit anderen Worten ausgedrückt, ein Teil der CDDP-Moleküle kann
auf das obige Blockcopolymere aufgrund irgendeiner anderen physikalischen
Bindung als einer Koordinationsbindung übertragen worden sein. Es wird
jedoch ein Komplex bevorzugt, bei dem alle CDDP-Moleküle, die übertragen
worden sind, koordinativ mit den Carboxylgruppen des obigen Blockcopolymeren
an eines der zwei Chlorionen oder an beide Chlorionen im CDDP-Molekül gebunden
sind.
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Die
Bezeichnung "Cisplatin
(oder CDDP)" in "herrührend von
und Cisplatin (oder CDDP)", "Cisplatin (oder CDDP)-einkapselnd" und "eingekapseltes Cisplatin
(oder CDDP)", die
hierin verwendet wird, soll nicht notwendigerweise eine Substanz
mit der folgenden Strukturformel bedeuten:
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Vielmehr
werden diese Bezeichnungen mit der Bedeutung verwendet, dass eine
Substanz, die in einem Zustand vorliegt, dass ein oder zwei Chlorionen
(Cl–)
von dem obigen Gewebe eliminiert worden sind, darin eingeschlossen
ist.
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Die
hierin verwendete Bezeichnung "Polymer-Mizelle" hat die üblicherweise
auf dem betreffenden technischen Gebiet verwendete Bedeutung. Genauer
gesagt soll darunter eine strukturelle Substanz vom Kern-Hüllen-Typ,
umfassend eine Hülle
(äußere Hülle), umfassend
ein PEG-Segment und einen Kern (inneren Kern), umfassend ein P(Asp)-
oder P(Glu)-Segment in dem oben beschriebenen Blockcopolymeren,
verstanden werden. Erfindungsgemäß soll diese Polymer-Mizelle
keinen Beschränkungen
unterworfen sein, und genauer gesagt bedeutet diese Bezeichnung
eine Substanz, gebildet durch Unterwerfen des Blockcopolymeren einer
autonomen multimolekularen Assoziation in einem wässrigen
Medium bei einer Coexistenz von CDDP.
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Das
erfindungsgemäß verwendete
Blockcopolymere kann jedes beliebige Copolymere sein, solange es
durch die oben angegebenen Formeln 1 oder 2 angegeben wird und das
Ziel der vorliegenden Erfindung löst. Diese Copolymeren können dadurch
hergestellt werden, dass die Benzylgruppen eines Blockcopolymeren,
umfassend ein Poly(ethylenglykol)-Segment und ein Poly-(γ-benzyl-α-glutamat)-Segment,
wie beispielsweise in der Patentschrift Nr. 2777530 (oder der US-PS
Nr. 5 449 513) beschrieben, teilweise hydrolysiert werden oder nach
einer Transveresterung teilweise hydrolysiert werden oder im Wesentlichen
vollständig
hydrolysiert werden und erforderlichenfalls teilweise mit Carboxylgruppen
verestert werden.
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Die
funktionelle Gruppe kann im Falle, dass R1 für eine Alkylgruppe,
die mit einer funktionellen Gruppe substituiert sein kann, gemäß Formel
I und II steht, gewöhnlich
eine Hydroxylgruppe einschließen,
die durch eine geeignete Schutzgruppe geschützt sein kann, z.B. eine Acetal-
oder eine Aldehydgruppe, eine Aminogruppe, eine Mercaptogruppe und
einen Zuckerrest, der zu einem Ketal reduziert werden kann. Die
Alkylgruppe, die eine solche funktionelle Gruppe haben kann, schließt eine
Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen ein, und sie kann vorzugsweise
lineare oder verzweigte Niedrigalkylgruppen, wie solche mit 1 bis
6 Kohlenstoffatomen, z.B. Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Hexyl, i-Propyl
und sek.-Butyl, einschließen.
Das Blockcopolymere der Formel I oder II mit solchen Gruppen R1 kann dadurch hergestellt werden, dass ein
entsprechendes Segment durch ein Verfahren, beschrieben z.B. in
den folgenden WO-Veröffentlichungen
WO96/33233, WO97/06202 und WO96/32434, hergestellt wird, dass dann
z.B. ein ω-Terminal
davon in eine Aminogruppe umgewandelt wird und dass diese Gruppe
bzw. dieses Produkt als ein Initiator für die Polymerisation von γ-Benzylglutamat-N-carbonsäureanhydrid
verwendet wird. Die γ-Benzylgruppe
(entsprechend R2) des so erhaltenen Blockcopolymeren
kann, wie oben bereits zum Ausdruck gebracht wurde, teilweise hydrolysiert und/oder
transverestert sein oder durch eine im Wesentlichen vollständige Hydrolyse
eliminiert worden sein. Die Alkylgruppe und die Aralkylgruppe (eine
Benzylgruppe und eine Phenethylgruppe), wie oben beschrieben, können in
bestimmten Fällen
in diese Substanzen teilweise eingeführt worden sein. Die Bezeichnung "im Wesentlichen vollständige Hydrolyse" soll den Fall angeben,
dass mindestens 95%, vorzugsweise 99%, der Estergruppen eliminiert
bzw. eingeschlossen sind, wobei zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe
vorzugsweise 100% der Estergruppen eliminiert worden sind. Wenn
eine Alkylgruppe oder eine Aralkylgruppe nach einer teilweisen Hydrolyse
oder nach einer vollständigen
Hydrolyse (R2 hat eine andere Bedeutung
als ein Wasserstoffatom) eingeführt
worden ist, dann können
bis zu 70%, vorzugsweise 50%, und mehr bevorzugt 30%, Estergruppen
vorhanden sein.
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In
diesem Fall entspricht das Material einem Copolymeren, angegeben
durch die Formel I-a, worin A in der Formel I für NH steht:
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Darin
haben R1, R2, R3, m und n die gleichen Definitionen wie
im Falle der Formel I.
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Die
Gruppierung in der Formel I oder II kann, wie oben beschrieben wurde,
durch ein Verfahren zur Veränderung
des ω-Terminals
in dem PEG-Segment oder ein Verfahren zur Verbindung des PEG-Segments mit
dem P(Glu)-Segment verändert
werden, und dieses Symbol kann zusätzlich zu dem in Formel I-a
angegebenen NH auch CO oder R5(CH2)pR5 (wobei
R5 für
O, OCO, OCONH, NHCO, NHCOO, NHCONH, CONH oder COO steht; R6 für
NH oder CO steht; und p eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist) bedeuten.
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R3 in Formel I oder II ist ein Wasserstoffatom
oder ein hydrophober Rest. Der hydrophobe Rest kann im Falle von
beispielsweise der Formel I und der Formel II jeweils C8-16-Alkylcarbonyl und
C8-16-Alkyl, Phenylacetyl und Benzyl, Diphenylacetyl
und Benzhydryl, Pyrensulfonyl und Pyrenyl, Adamantyl und Cholesteryl
einschließen,
soll jedoch nicht darauf beschränkt
sein. Diese Reste können
durch ein Säurechlorid-Verfahren
und zusätzlich
hierzu auch durch ein aktives Veresterungsverfahren eingeführt werden.
Solche hydrophobe Reste können
in bestimmten Fällen
zweckmäßig sein,
um die Fähigkeit
einer Selbstassoziation des erfindungsgemäßen Komplexes in einem wässrigen
Medium zu erhöhen.
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Die
Bezeichnung m in der Formel I oder II steht für eine ganze Zahl von 50 bis
5000, vorzugsweise 100 bis 1000, und n bedeutet eine ganze Zahl
von 5 bis 1000, vorzugsweise 10 bis 500. Diese Zahlen für diese Werte
m und n können
entsprechend dem Vorhandensein oder der Abwesenheit oder des Verhältnisses
der Anwesenheit anderer Gruppen als einem Wasserstoffatom, wie R2 und R3 in Formel
I oder II, verändert
werden, und es werden solche Zahlen bevorzugt, bei denen eine Polymer-Mizelle
gebildet werden kann, die ein Molekül oder einen Teil, herrührend von
Cisplatin, einkapseln kann (oder Cisplatin einkapseln kann), wenn
der erfindungsgemäße Komplex
in Wasser solubilisiert. Z.B. steht R2 für Benzyl,
und im Falle einer derartigen hydrophoben Seitenkette wird, wenn
das restliche Carboxylat an CDDP gebunden worden ist, eine Mizelle
gebildet, so dass eine beliebige Einführungsrate eingestellt werden
kann.
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Weiterhin
ist in dem erfindungsgemäßen Komplex
vorzugsweise durch eine Messung der statischen Lichtstreuung festgestellt
worden, dass die oben beschriebene Polymer-Mizelle in gereinigtem
Wasser von 37°C
stabil vorhanden ist und dass die Mizellen-Form in einer physiologischen
Kochsalzlösung
(0,15M NaCl-Lösung) über mindestens
etwa 15 Stunden aufrecht erhalten wird. Der Ausdruck "in gereinigtem Wasser stabil
vorhanden" bedeutet,
dass bei der Dispergierung oder Auflösung der Polymer-Mizelle in
gereinigtem Wasser das darin enthalte ne, im Wesentlichen eingekapselte
CDDP nicht aus der Polymer-Mizelle in Wasser über mindestens zwei Tage freigesetzt
wird. In den Komplexen, die in den späteren Beispielen beschrieben werden,
wurde festgestellt, dass das CDDP selbst nach 80 Stunden nicht in
das Wasser freigesetzt worden war. Es wurde weiterhin festgestellt,
dass die Mizellen über
einen Zeitraum von mehreren Monaten oder länger stabil waren. Andererseits
baut sich die Tatsache, dass durch Messung der statischen Lichtstreuung
die Aufrechterhaltung der Mizellen-Form in einer physiologischen
Kochsalzlösung
festgestellt wurde, im Allgemeinen darauf auf, dass es bekannt ist,
dass die Intensität
von gestreutem Licht bei der statischen Lichtstreuung (SLS) ein
scheinbares bzw. offensichtliches mittleres Molekulargewicht des
Polymeren angibt, so dass die Veränderung des scheinbaren bzw.
offensichtlichen Molekulargewichts der Polymer-Mizelle durch Veränderung
der Intensität
des gestreuten Lichts bei der SLS-Methode ermittelt werden kann.
So wird z.B. geschätzt,
dass eine fixierte CDDP-einkapselnde PEG-P(Asp)-Mizelle ihr scheinbares
bzw. offensichtliches Molekulargewicht in einer physiologischen
Kochsalzlösung
von 37°C über einen
Zeitraum von etwa 10 Stunden aufrecht erhält und dann dissoziiert. Demgegenüber wird
jedoch in einer erfindungsgemäßen PEG-P(Glu)-Mizelle
das scheinbare bzw. offensichtliche Molekulargewicht der Polymer-Mizelle über einen
Zeitraum von etwa 15 Stunden aufrechterhalten (d.h., die Mizellen-Form
wird aufrechterhalten). Weiterhin wird bei der erfindungsgemäßen Polymer-Mizelle
das scheinbare bzw. offensichtliche Molekulargewicht des Polymeren
vorzugsweise über
einen Zeitraum von etwa 20 Stunden aufrechterhalten.
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Weiterhin
hat die erfindungsgemäße Polymer-Mizelle
einen kumulanten Teilchendurchmesser von etwa 15 bis etwa 500 nm,
vorzugsweise etwa 20 bis etwa 200 nm, erhalten durch Messung der
dynamischen Lichtstreuung (DLS) in einem wässrigen Medium. Es kann sich
um eine monodispergierte Mizelle mit einer engen Verteilung der
Teilchengröße handeln.
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Bei
einem in einer solchen Polymer-Mizelle eingekapselten CDDP beträgt das Äquivalentverhältnis (Pt/COO–)
des in dem CDDP enthaltenen Pt zu dem Carboxylanion, das in dem
Copolymeren enthalten ist, 0,3 oder mehr, vorzugsweise 0,5 oder
mehr. Wenn dieser Wert kleiner als 0,3 ist, dann kann in einem bestimmten Fall
nicht üblicherweise
eine stabile Polymer-Mizelle
gebildet werden. Je höher
dieser Wert ist, desto länger
ist die Polymer-Mizelle stabil. Gewöhnlich beträgt dieser Wert 2 oder weniger.
Im Allgemeinen hat die Polymer-Mizelle eine kritische Assoziationskonzentration
(c. a. c), und die CDDP-einkapselnde Mizelle gemäß der vorliegenden Erfindung
ist gegenüber
einer Verdünnung
sehr stabil.
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Andererseits
soll keine theoretische Einschränkung
vorgenommen werden, und die obige CDDP-einkapselnde Mizelle setzt
CDDP in einer physiologischen Kochsalzlösung von 37°C, die nahe am physiologischen
Zustand ist, langsam frei, begleitet von einem Ersatz eines Liganden
(COO– → Cl–)
eines Pt(II)-Komplexes. Die Mizellen-Form wird, wie oben beschrieben,
nach etwa 15 Stunden zersetzt. Es wird angenommen, dass in einer
solchen CDDP-einkapselnden
Mizelle eine Hülle
(äußere Hülle) ein
Gewebe hat, bei dem mehrere zehn bis mehrere hundert Stücke von
flexiblen und hydrophilen PEG-Segmenten eng aneinander ange ordnet
sind und aus einer Grenzfläche
zu einem Kern (inneren Kern) in Bürstenform austreten. Weiterhin
fällt das
Material in einen mesoskopischen Größenbereich (ein Wert von 20
bis 100 nm), so dass eine nicht-spezifische Einarbeitung durch das
retikuloendotheliale System (RES), repräsentiert durch eine Kupffer-Zelle
der Leber, verhindert wird. Dazu kommt noch, dass eine Filtration
durch die Glomerula verhindert werden kann. Daher wird angenommen,
dass die obige CDDP-einkapselnde Mizelle im Blutstrom über 15 Stunden
lang in Mizellen-Form zirkulieren kann. Dann kann im Wesentlichen
freies CDDP im Tumorteil über
kurze Zeit freigesetzt werden. Weiterhin hat die CDDP-einkapselnde
Mizelle eine niedrige Toxizität,
wie beispielsweise eine ähnliche
Nephrotoxizität,
wie das CDDP-einkapselnde PEG-P(Asp), beschrieben in Kataoka, PHARM.
TECH. JAPAN, Bd. 16, Nr. 8 (2000) 1209 bis 1219.
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Demgemäß kann der
erfindungsgemäße Komplex,
genauer gesagt die CDDP-einkapselnde PEG-P(Glu)-Mizelle,
eine Antitumor-Aktivität,
die einer einfachen CDDP-Substanz
eigen ist, in einer neuen Verabreichungsform zeigen. Daher wird
erfindungsgemäß ein karzinostatisches
Mittel zur Verfügung
gestellt, das den erfindungsgemäßen Komplex
als Wirkstoff enthält.
Ein solches karzinostatisches Mittel wird in gefriergetrockneter
Form der oben beschriebenen CDDP-einkapselnden PEG-P(Glu)-Mizelle
selbst oder erforderlichenfalls zusammen mit einem Füllstoff,
wie z.B. Glucose, Mannose, und einem Oligomeren oder einem Stabilisator,
wie Polyethylenglykol, gelagert. Das Mittel kann durch eine intravenöse Bolus-Verabreichung unter Verwendung
eines solchen Verdünnungsmittels,
dass die Anfangskonzentration des Wirkstoffs 0,1 bis 10 mg/ml beträgt, verabreicht
werden. Die Verabreichung kann beispielsweise in Form einer sterilen
isotonischen wässrigen
Lösung
erfolgen, so dass die Dosis gewöhnlich
0,5 bis 50 mg/kg Körpergewicht
beträgt.
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Die
erfindungsgemäße CDDP-einkapselnde
PEG-P(Glu)-Mizelle kann in gleicher Weise hergestellt werden, wie
diejenige von PEG-P(Asp), beschrieben in der oben angegebenen Druckschrift
von Nishiyama et al.
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Die
vorliegende Erfindung soll nun anhand der speziellen Beispiele weiter
erläutert
werden. Die Erfindung soll jedoch darauf nicht eingeschränkt sein.
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Beispiel 1
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Dieses
Beispiel ist ein Produktionsbeispiel für die erfindungsgemäße CDDP-einkapselnde
Polymer-Mizelle sowie für
die Herstellung des PEG-P(Glu), beschrieben in der oben genannten
Druckschrift von Nishiyama et al. Das erfindungsgemäß verwendete
Blockcopolymere kann beispielsweise durch die folgende Strukturformel:
angegeben werden.
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Cisplatin
(CDDP) wurde in Wasser (5 mmol/l) aufgelöst. In dieser Lösung ([CDDP]/[Asp
oder Glu] = 1,0) wurden ein Polyethylenglykol-Polyaspartinsäure-Blockcopolymeres
(PEG-P(Asp)) und ein Polyethylenglykol-Polyglutaminsäure-Blockcopolymeres
(PEG-P(Glu)) aufgelöst.
(Nachfolgend bedeutet die Angabe des Blockcopolymeren in den Beispielen
(ein Molekulargewicht von PEG × 10–3) – (Polymerisationsgrad
der Polyaminosäure).
So bedeutet z.B. PEG-P(Glu) 5-35, dass das PEG ein Molekulargewicht
von etwa 5000 hat, und (Glu) hat einen Polymerisationsgrad von etwa
35). Diese Komponenten wurden 72 Stunden lang bei 37°C miteinander
umgesetzt. Die resultierende Lösung
wurde durch wiederholte Ultrafiltration gereinigt (fraktioniertes Molekulargewicht:
100.000).
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Es
wurde der Teilchendurchmesser gemessen (kumulante Analyse) durch
eine dynamische Lichtstreuung (DLS). Die erhaltenen Ergebnisse sind
in Tabelle 1 zusammengestellt. Aus den Werten von PEG-P(Asp) 5-40
und 5-79 wurde festgestellt, dass monodispergierte Teilchen jeweils
mit Teilchendurchmessern von 22,1 nm und 22,5 nm gebildet worden
waren. Aus den Werten für
PEG-P(Glu) 5-35, 5-70 und 12-70 wurde festgestellt, dass monodispergierte
Teilchen mit jeweiligen Teilchendurchmessern von 114 nm, 29,7 nm und
35,2 nm gebildet worden waren (vergleiche 1). Im Gegensatz
hierzu wurde aufgrund aller Werte von PEG-P(Asp)12-29 festgestellt, dass keine
Partikel gebildet worden waren. D.h., der Teilchendurchmesser der Polymer-Mizellen
wurde erhöht,
indem das Polyaminsäuregewebe,
das den Polymer-Mizellen-Innenkern aus der Aspartinsäure (Asp)
bildete, zu der stärker
hydrophoben Glutaminsäure
(Glu) abgeändert
wurde. Es wurde weiterhin ermöglicht,
Polymer-Mizellen herzustellen, die ein Copolymeres, enthaltend PEG
mit einem Molekulargewicht von 12.000, umfassten. Letzteres konnte
aus Asp nur mit Schwierigkeiten hergestellt werden.
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Tabelle
1. Messung des Teilchendurchmessers (kumulante Analyse) durch DLS
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Beispiel 2
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Das
Freisetzungsverhalten von CDDP in einer physiologischen Kochsalzlösung von
37°C aus
einer CDDP-einkapselnden Polymer-Mizelle, erhalten in Beispiel 1,
wurde durch Dialyse (fraktioniertes Molekulargewicht der Dialysemembran:
1.000) bestimmt. Es wurde eine Dialysemembrane mit einem fraktionierten
Molekulargewicht von 1.000 verwendet, um die Dialyse mit einer physiologischen
Kochsalzlösung
50 Mal durchzuführen.
Die in der nach ei nem bestimmten Zeitraum erhaltenen Außenflüssigkeiten
enthaltende Menge von Platin (Pt) wurde durch flammfreie Atomabsorption
bestimmt. Es wurde festgestellt, dass die Freisetzungsgeschwindigkeit
von CDDP aus den Polymer-Mizellen zu einem großen Ausmaß inhibiert wurde, indem die
Struktur der die Mizelle bildenden Aminosäure von Asp auf Glu abgeändert wurde
(vergleiche 2). Weiterhin konnte nicht festgestellt
werden, dass CDDP aus den Mizellen in Wasser freigesetzt wurde.
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Beispiel 3
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Die
Stabilität
der Teilchen in den in Beispiel 1 erhaltenen Polymer-Mizellen in
einer physiologischen Kochsalzlösung
mit 37°C
wurde anhand der Veränderung
der relativen Intensität
des Streulichts bei der statischen Lichtstreuung (SLS) bestimmt.
Im Allgemeinen ist es bekannt, dass die Intensität des Streulichts bei der SLS-Analyse
das scheinbare bzw. offensichtliche mittlere Molekulargewicht der
Teilchen anzeigt. Es wurde festgestellt, dass die Mizellen ein nicht-lineares
Dissoziationsverhalten in einer physiologischen Kochsalzlösung mit
37°C zeigten.
Es erfolgte eine langsame Dissoziation, nachdem das scheinbare bzw.
offensichtliche Molekulargewicht über einen bestimmten Zeitraum
aufrechterhalten worden war. Es wurde weiterhin festgestellt, dass
der Zeitraum, während
dem das scheinbare bzw. offensichtliche Molekulargewicht der Mizellen
aufrecht erhalten wurde, von etwa 10 Stunden auf etwa 30 Stunden
stark ausgedehnt wurde, indem die Struktur der Aminosäure im inneren
Kern der Mizelle von Asp auf Glu abgeändert wurde (vergleiche 3).
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Beispiel 4
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Untersucht
wurde die Veränderung
der Platin-Konzentration im Blutplasma und die Veränderung
im Verlauf der Zeit der Akkumulation von Platin in den Hauptorganen.
Die Analyse erfolgte durch Verabreichung von freiem CDDP und der
CDDP-einkapselnden Mizellen von einer Caudatvene an eine C57BL6/N-Maus
(n = 4, männlich,
Alter: 6 Wochen). In dieser wurde ein Louis-Lungenkrebs subkutan
in den hypogastrischen Bereich transplantiert. Die erhaltenen Ergebnisse
sind in
4 zusammengestellt. Die Symbole
in dem Diagramm haben die folgenden Bedeutungen:
freies
CDDP; Δ:
PEG-P(Asp) 5-40;
PEG-P(Glu)
12-35; und
dto.
12-70.
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Bei
einer Veränderung
des Zeitraums der Blutplasma-Platin-Konzentration (4(A))
wurde festgestellt, dass die CDDP-einkapselnden Mizellen eine Retentionsfähigkeit
für das
Blutplasma hatten, die im Vergleich zu derjenigen von freiem CDDP
stark verlängert
worden war. Bei der Gruppe, der CDDP-einkapselnden Mizellen, gebildet
aus PEG-P(Asp) 5-40, verabreicht worden war, wurde die Platin-Konzentration
im Blutplasma auf einem hohen Wert (45% Dosis/ml) gehalten, bis
4 Stunden nach der Verabreichung verstrichen waren. Dann erfolgte
eine rasche Verringerung, und es wurde ein Wert von 1,5% Dosierung/ml
nach 24 Stunden erhalten. Demgegenüber wurde bei den Gruppen,
denen CDDP-einkapselnde Mizellen, gebildet aus PEG-P(Glu) 12-35
und dto. 12-70, verabreicht worden waren, die Platin-Konzentration
im Blutplasma auf einem hohen Wert (57 bzw. 34% Dosis/ml) gehalten,
bis 8 Stunden nach Verab reichung verstrichen waren. Dann wurde die
Konzentration langsam verringert, und die Werte nach 24 Stunden
betrugen 11 bzw. 5,1% Dosis/ml. Es wird davon ausgegangen, dass
diese Ergebnisse mit dem nicht-linearen Zerfallverhalten der Mizellen
gegenüber
der Zeit nicht inkonsistent sind. Es erfolgte eine nennenswerte
Verzögerung
durch Veränderung
der Struktur der Aminosäure
im inneren Kern der Mizellen von Asp auf Glu, was in einer physiologischen
Kochsalzlösung
von 37°C
beobachtet wurde (vergleiche 3). Demgemäß wurde
die Retentionszeit für
das Blutplasma der CDDP-einkapselnden Mizellen stark verlängert, indem
die Struktur der Aminosäure
in dem inneren Kern der Mizellen von Asp auf Glu abgeändert wurde.
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Bei
der Akkumulation (4(B)) von Platin
in einem Tumor wurde festgestellt, dass die CDDP-einkapselnden Mizellen
im Vergleich zu Präparaten
mit freiem CDDP wirksam akkumuliert wurden. Bei der Gruppe, der
die CDDP-einkapselnden Mizellen, gebildet aus PEG-P(Asp) 5-40, verabreicht
worden waren, war die Platin-Konzentration im Tumor bis 4 Stunden
nach der Verabreichung, wo eine hohe Blutplasma-Platin-Konzentration
festgestellt worden war, wirksam erhöht worden. Sie erreichte jedoch
dann einen Peak, und der 24 Stunden nach der Verabreichung erhaltene
Wert war 4,8 Mal so groß wie
der Wert von freiem CDDP. Im Gegensatz hierzu war bei der Gruppe,
der CDDP-einkapselnden Mizellen, gebildet aus PEG-P(Glu) 12-35 und
dto. 12-70, verabreicht worden waren, die Platin-Konzentration im
Blutplasma wirksam erhöht,
bis 8 Stunden nach der Verabreichung verstrichen waren. Die nach
24 Stunden nach der Verabreichung ermittelten Werte waren 20 Mal
bzw. 15 Mal so groß wie
der Wert von freiem CDDP. D.h., die Tumor-Akkumulationsfähigkeit
der CDDP-einkapselnden Mizellen wurde stark erhöht, indem die Struktur der
Aminosäure
in dem inneren Kern der Mizellen von Asp auf Glu abgeändert wurde.
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Bei
der Bestimmung der Akkumulation (4(C))
von Platin in der Niere wurde festgestellt, dass die CDDP-einkapselnden
Mizellen eine hohe Akkumulation unmittelbar nach der Verabreichung
(etwa 15 Minuten) wirksam inhibierten, was in freier CDDP festgestellt
wurde. In der Literatur ist angegeben worden, dass eine Akkumulation
von CDDP, die über
bestimmte Schwellenwerte hinausgeht, eine Nephrotoxizität erzeugt,
und dass zu erwarten ist, dass CPPD-einkapselnde Mizellen die Nephrotoxizität wirksam
inhibieren, indem eine hohe Akkumulation in der Niere nach der Verabreichung
verhindert wird. Es wurde bestätigt,
dass, obgleich die aus PEG-P(Glu) gebildeten, CDDP-einkapselnden
Mizellen eine ausgedehnte Blutplasma-Retentionsfähigkeit und eine hohe Tumor-Akkumulationsfähigkeit
im Vergleich zu den entsprechenden Werten von CDDP-einkapselnden
Mizellen, gebildet aus PEG-P(Asp) (4(A) und
(B)), zeigten, die Mizellen nur den gleichen Wert der Akkumulationsfähigkeit
in der Niere, die ein in einer Nebenwirkung von CDDP angegriffenes Organ
war, hatten.
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Bei
der Akkumulation (4(D) und (E)) von
Platin in der Leber und der Milz wurde festgestellt, dass die CDDP-einkapselnden
Mizellen, gebildet aus PEG-P(Asp) 5-40, eine rasche und hohe Akkumulation
in der Leber und der Milz nach dem Verlauf von 8 Stunden nach der
Verabreichung zeigten. Die Platin-Konzentration im Blutplasma wurde
plötzlich
verringert, doch zeigten die aus PEG-P(Glu) gebildeten Mizellen
keine derartige plötzliche
Akkumulation in der Leber und der Milz, so dass insbesondere in
Mizellen, gebildet aus PEG-P(Glu) 12-35, eine Akkumulation des Platins
in der Leber wirksam gehemmt wurde.
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Der
Bereich unterhalb der Kurve (AUC) wurde aus einer Gewebe-Platin-Konzentrations-Zeitkurve
von freiem CDDP und von CDDP-einkapselnden Mizellen gemäß 4 errechnet,
um das Verhältnis
von AUC für jedes
Organ zu dem entsprechenden Wert eines Tumors zu bestimmen. Die
erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengestellt. Freies
CDDP zeigt einen Wert von 1 oder mehr im Nieren-AUC/Tumor-AUC und dem
Leber-AUC/Tumor-AUC.
Man geht davon aus, dass es eine höhere Spezifität gegenüber der
Niere und der Leber als der Tumor hat. Andererseits zeigen die CDDP-einkapselnden
Mizellen, gebildet aus PEG-P(Asp) 5-40 einen Wert von 1 oder mehr
beim Leber-AUC/Tumor-AUC und beim Milz-AUC/Tumor-AUC. Es wird davon
ausgegangen, dass eine höhere
Spezifität
gegenüber
der Leber und der Milz als im Falle des Tumors vorliegt. Im Gegensatz
dazu zeigen die Mizellen, gebildet aus PEG-P(Glu) 12-35 einen Wert
von 1 oder kleiner in allen AUC/Tumor-AUC-Geweben. Man geht davon aus, dass
eine hohe Spezifität
gegenüber
einem Tumor vorliegt.
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Tabelle
2. Verhältnis
(0-24 Stunden) jedes Gewebe-AUC-Wertes zu dem Tumor-AUC-Wert
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Beispiel 5
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Der
Antitumoreffekt bei der Maus bei einer CDDP-äquivalenten Dosis und die Gewichtsveränderung wurden
bestimmt, als freies CDDP oder CDDP-einkapselnde Mizellen, gebildet
aus PEG-P(Glu) 12-35 einmal von einer Caudatvene einer C57BL6/N-Maus
(n = 4, männlich,
Alter: 6 Wochen) verabreicht wurden. Der Louis-Lungenkrebs der Maus
war subkutan in einen hypogastrischen Bereich transplantiert worden.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in
5(A) bzw.
(B) zusammengestellt. Die Symbole haben die folgenden Bedeutungen: (
freies
CDDP; und
Mizellen,
gebildet aus PEG-P(Glu) 12-35). In
5 wurden
die Dauerintegrationen (bis zu 17 Tage seit der Wirkstoffbehandlung)
der relativen Werte bei der Veränderung
des Tumorvolumens und die Gewichtsveränderung am Tag Null errechnet.
Die Verhältnisse
der mit dem Wirkstoff behandelten Gruppe zu der nicht mit dem Wirkstoff
behandelten Gruppe wurden als Antitumoreffekt bzw. Gewichtsveränderung
angegeben. Weiterhin wurde der Wirk stoff einmal aus einer Caudatvene
an eine normale C57BL6/N-Maus (n = 4, männliche, Alter: 6 Wochen) verabreicht,
um den Wert für
den Harnstoffstickstoff (BUN) im Blutplasma nach 6 Tagen festzustellen.
Es ist allgemein bekannt, dass eine Erhöhung des BUN-Wertes ein Anzeichen
für eine
Nephrotoxizität
ist. Auch das Verhältnis
des BUN-Werts bei der Wirkstoffbehandelten Gruppe zu der nicht mit
dem Wirkstoff behandelten Gruppe wurde errechnet. Der relative BUN-Wert
zu der CDDP-Äquivalenzdosis
ist in
5(C) gezeigt. Als Ergebnis
davon wurde eine Erhöhung
des Antitumoreffekts, eine Verringerung des Gewichts und ein Anstieg
des BUN-Wertes, in Abhängigkeit
von der Dosis von freiem CDDP (eine Maus von 3 Mäusen, die mit 12 mg/kg behandelt
worden waren, wurde vergiftet und starb), bestimmt. Im Gegensatz
dazu wurde festgestellt, dass bei den CDDP-einkapselnden Mizellen
ein Bereich der Wirkstoffdosierung (11 bis 25 mg/kg) vorlag, in
dem ein hoher Antitumoreffekt erhalten wurde, ohne dass eine Verringerung
des Gewichts und ein Anstieg des BUN-Werts in einem großen Ausmaß erfolgte.
Es wird davon ausgegangen, dass eine Ausdehnung des wirksamen therapeutischen
Bereichs von CDDP, bewirkt durch eine solche Verringerung zu den
Polymer-Mizellen durch eine selektive Akkumulation von CDDP in einem
Tumor, bewirkt durch Verringerung der Mizellen, hervorgerufen wurde.
Dies ist im Beispiel 4 gezeigt.
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Technische
Anwendbarkeit
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Die
erfindungsgemäßen CDDP-einkapselnden
Mizellen stellen ein pharmazeutisches CDDP-Präparat vom neuen Typ dar, das
ein Zerfallsverhalten zeigt, das hinsichtlich der Zeit kontrolliert
wird. Der Wirkstoff wird in einem festen Krebs wirksam akkumuliert,
und das Präparat
zeigt einen sehr hohen karzinostatischen Effekt. Andererseits ist
die Nephrotoxizität
des Wirkstoffs, was das größte Problem
bei der Verabreichung von CDDP darstellt, in ausgeprägtem Maß verringert.
Weiterhin erhöht
die Einkapselung unter Verwendung von Polymer-Mizellen rasch die Löslichkeit des in Wasser kaum
löslichen
CDDP, und es wird ermöglicht,
CDDP leicht zu verabreichen, ohne dass eine Hydratisierung erfolgt,
die, bezogen auf den QOL eines Patienten, nicht als bevorzugt angesehen
wird. Daher ist davon auszugehen, dass die CDDP-einkapselnden Mizellen
eine Anzahl von Vorteilen hinsichtlich der medizinischen Praxis
haben. Daher können
die Präparate
in der Medizin und in der Arzneimittelindustrie verwendet werden.