DE60318035T2

DE60318035T2 - Polymermikroemulsionen

Info

Publication number: DE60318035T2
Application number: DE60318035T
Authority: DE
Inventors: Albertina Maria Eduarda Arien; Marcus Eli Brewster; Aruna Somerville Nathan; Joel Somerville Rosenblatt; Louisa Myriam Ould-Ouali; Veronique Preat
Original assignee: Janssen Pharmaceutica NV
Current assignee: Janssen Pharmaceutica NV
Priority date: 2002-05-03
Filing date: 2003-04-24
Publication date: 2008-12-11
Anticipated expiration: 2023-04-25
Also published as: ES2298510T3; KR20040111466A; CN1290893C; US20150086504A1; EA200401465A1; WO2003093344A1; TW200413434A; MY139066A; AR039522A1; IL164977A; US20110112115A1; EP1504047A1; BR0309688A; EP1504047B1; JP2005524730A; IL164977A0; AU2003222310A1; PL220850B1; CN1649932A; CA2483282A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Diblock-Copolymere, Zusammensetzungen, die diese Diblock-Copolymere und einen Wirkstoff enthalten und pharmazeutische Dosierungsformen, die diese Zusammensetzungen enthalten, für die Verabreichung von schlecht wasserlöslichen Arzneimitteln.
Nach Danielsson und Lindman (Colloid Surf., 3, 391, 1981) läßt sich eine Mikroemulsion definieren als ein optisch isotropes und thermodynamisch stabiles transparentes bis durchscheinendes (Tröpfchengröße der dispergierten Phase typischerweise < 140 μm) flüssiges System, das wenigstens die folgenden drei Komponenten enthält: Wasser (polare Phase), Öl (unpolare Phase) und ein amphiphiles Tensid, d. h. ein Tensid, das durch einen hydrophilen Teil und einen hydrophoben Teil gekennzeichnet ist. Zur Verbesserung der Stabilität der Mikroemulsion kann auch ein Cotensid vorhanden sein. Die Tensidmoleküle und, falls vorhanden, auch die Cotensidmoleküle ordnen sich an der Öl-Wasser-Phasengrenze an und stabilisieren dadurch das Mikroemulsionssystem. Bei pharmazeutischen Mikroemulsionen enthält das System eine weitere Komponente, d. h. ein Arzneimittel.
Von einem pharmazeutischen Gesichtspunkt eignen sich insbesondere Öl-in-Wasser-Emulsionen als Vehikel für die Verabreichung von Arzneimitteln. Bei diesen Öl-in-Wasser-Emulsionen ist die Ölphase die dispergierte (innere) Phase und die Wasserphase die kontinuierliche (äußere) Phase. In die unpolare, innere Ölphase oder in die die Öl-Wasser-Zwischenphase bildende Tensidphase lassen sich eine Vielzahl verschiedener schlecht wasserlöslicher Arzneimittelmoleküle einarbeiten. Auf diese Weise läßt sich, im Vergleich zu reinem Wasser, die Löslichkeit des Arzneimittels und als Folge auch die biologische Verfügbarkeit des Arzneimittels verbessern. Wasser-in-Öl-Mikroemulsionen, bei denen Wasser die innere Phase ist und Öl die äußere Phase, sind für eine orale oder parenterale Verabreichung weniger attraktiv, da die Ölphase als kontinuierliche äußere Phase zu Geschmacksproblemen führen kann und da Wasser-in-Öl-Mikroemulsionen beim Verdünnen mit einer wäßrigen Phase (zum Beispiel bei der oralen oder parenteralen Verabreichung) in sehr viel größerem Ausmaß destabilisiert werden. Pharmazeutische Mikroemulsionen werden typischerweise für die orale, parenterale und topische Verabreichung entwickelt.
Ein selbst-mikroemulgierendes Arzneimittelverabreichungssystem ("self-microemulsifying drug delivery system", SMEDDS) läßt sich als ein optisch isotropes System aus Öl, Tensid und Arzneimittel beschreiben, das beim leichten Rühren in Gegenwart von Wasser, zum Beispiel in Gegenwart von gastrointestinalen Flüssigkeiten bei der oralen Verabreichung, eine Öl-in-Wasser-Mikroemulsion bildet. Ein SMEDDS für die pharmazeutische Anwendung kann daher als ein Konzentrat angesehen werden, das beim Einbringen in den Körper schnell unter Bildung einer Öl-in-Wasser-Mikroemulsion dispergiert wird. Ein Beispiel für ein pharmazeutisches SMEDDS ist Neoral^® (Novartis AG, Basel, Schweiz), bei dem es sich um eine isotrope Mischung aus Tensid, Triglyceridöl mit mittlerer Kettenlänge und Cyclosporin A handelt.
Anstelle von herkömmlichen Tensidmolekülen kann man zur Bildung von Mikroemulsionen auch amphiphile Diblock-Copolymere verwenden. Die amphiphilen Diblock-Copolymere ordnen sich an der Öl-Wasser-Zwischenphase selbst an, wodurch sich der hydrophobe Teil der Copolymere selbst zur Ölphase ausrichtet, während sich der hydrophile Teil selbst zur Wasserphase ausrichtet. Auf diese Weise stabilisieren die amphiphilen Blockcopolymere das Mikroemulsionssystem auf eine Weise, die mit herkömmlichen Tensiden vergleichbar ist.
Ein Vorteil, den die Diblock-Copolymere gegenüber herkömmlichen Tensiden haben, ist die relative Leichtigkeit, mit der sich die physikochemischen Eigenschaften maßschneidern lassen.
Neben der Verwendung in Mikroemulsionen können amphiphile Blockcopolymere auch bei der Herstellung von wäßrigen Mizellenlösungen eingesetzt werden. Beim Einbringen in Wasser untergehen die Copolymere eine Selbstassoziation, unter Bildung polymerer Mizellen. Diese polymeren Mizellen können als Kern-Hülle-Strukturen angesehen werden, wobei der innere Kern aus dem hydrophoben Teil der Blockcopolymermoleküle besteht und die Hülle bzw. Korona vom hydrophilen Teil der Copolymermoleküle gebildet wird. In den Kern der Mizellen können verschiedene Arzneimittel hydrophober Natur aufgenommen werden, wodurch es möglich ist, sie in einem wäßrigen Medium zu solubilisieren. Auf diese Weise lassen sich die Löslichkeit und die biologische Verfügbarkeit schlecht wasserlöslicher Arzneimittel verbessern.
Die Bildung wäßriger Lösungen von mit Arzneitmitteln beladenen Mizellen ist nicht ohne Probleme. Es kann sein, daß eine einfache Zugabe von Arzneimittel und amphiphilen Blockcopolymer zu Wasser nicht zur Bildung von Mizellen oder einem hohen Maß an eingebautem Arzneimittel führt. Zum physikalischen Einfangen von Arzneimitteln in polymeren Mizellen werden im allgemeinen komplizierte bzw. zeitaufwendige Methoden angewendet. Diese Methoden umfassen:

a) Rühren: ein Arzneimittel wird zu einer wäßrigen Lösung eines amphiphilen Blockcopolymers gegeben und über einen beträchtlichen Zeitraum gerührt, um die Mizellen mit Arzneimittel zu beladen;
b) Erhitzen: ein Arzneimittel wird zu einer wäßrigen Lösung eines amphiphilen Diblockcopolymers gegeben und eine gewisse Zeit lang bei erhöhten Temperaturen (zum Beispiel 50 bis 120°C) gerührt. Die Lösung wird anschließend zum Erhalt einer Lösung von mit Arzneimittel beladenen Mizellen unter Rühren auf Raumtemperatur abgekühlt;
c) Ultraschallbehandlung: ein Arzneimittel kann durch Ultraschallbehandlung einer mit dem Arzneimittel versetzten Mizellenlösung in polymere Mizellen geladen werden. Nach der Ultraschallbehandlung wird die Lösung bei Raumtemperatur gerührt, wodurch man eine Mizellenlösung erhält, die das Arzneimittel enthält;
d) Lösungsmittelverdampfen: ein Arzneimittel wird in einem flüchtigen organischen Lösungsmittel gelöst und zu einer wäßrigen Lösung eines amphiphilen Blockcopolymers gegeben. Das organische Lösungsmittel wird anschließend durch Rühren der Lösung abgedampft. Arzneimittel, das nicht auf diese Weise in die Mizellen geladen wurde, kann durch Filtrieren entfernt werden.
e) Dialyse: Arzneimittel und Blockcopolymer werden in einem organischen Lösungsmittel gelöst, und die Mischsung wird anschließend gegen Wasser dialysiert. Während das organische Lösungsmittel schrittweise gegen Wasser ersetzt wird, lagern sich die hydrophoben Teile des Blockcopolymers unter Bildung von Mizellenstrukturen zusammen und schließen dabei das Arzneimittel in den Kernen ein. Ein vollständiges Entfernen des organischen Lösungsmittels kann sichergestellt werden, indem man mit der Dialyse über einen längeren Zeitraum fortfährt. Alternativ dazu kann man auch Wasser tropfenweise zu einer Lösung des Arzneimittels und des amphiphilen Blockcopolymers in einem organischen Lösungsmittel geben. Zum Entfernen des organischen Lösungsmittels kann man die Copolymer-Arzneimittel-Mizellenlösung schließlich gegen Wasser dialysieren.

Es wurde nun gefunden, daß sich bei Verwendung der Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung mit Arzneimittel beladene Mizellenlösungen mit einer zufriedenstellenden Arzneimittelbeladung bilden lassen, ohne daß ein Erhitzen erforderlich ist, bzw. bei einer relativ niedrigen Temperatur, d. h. unterhalb von 50°C, ohne daß es dazu organischer Lösungsmittel oder eines komplizierten oder zeitaufwendigen Herstellungsverfahrens bedarf. Von einem großtechnischen Gesichtspunkt her ist dies ansprechend. Die Polymere/Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung sind selbstemulgierend, was bedeutet, daß sie bei der Zugabe zu wäßrigen Medien unter leichtem Rühren spontan Mizellen/mit Arzneimittel beladene Mizellen bilden. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können als polymere Mikroemulsionen angesehen werden, insbesondere als Konzentrate eines Wirkstoffs und eines Diblock-Copolymers, vergleichbar mit einem wie oben beschriebenen SMEDDS, mit dem Unterschied, daß die Funktion von Öl und Tensid nun im Diblock-Copolymer kombiniert ist.
Da man mit den Polymeren/Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung mit Arzneimittel beladene Mizellenlösungen erhalten kann, lassen sie sich zur Verbesserung der Löslichkeit und somit der biologischen Verfügbarkeit von schlecht wasserlöslichen Arzneimitteln verwenden. Von einem pharmazeutischen Gesichtspunkt her ist dies ein wichtiges Merkmal. Viele Arzneimittelverbindungen werden, obwohl sie die gewünschten therapeutischen Eigenschaften aufweisen, aufgrund ihrer schlechten Wasserlöslichkeit ineffizient eingesetzt. So wird zum Beispiel, wenn solche Verbindungen oral verabreicht werden, nur eine kleine Fraktion des Arzneimittels während des Transits durch den Magen-Darm-Trakt in das Blut aufgenommen. Als Folge kann es zum Erreichen einer angemessenen Aufnahme an Arzneimittel erforderlich sein, hohe Dosen der Arzneimittelverbindung zu verabreichen, die Zeitspanne der Verabreichung des Arzneimittels zu verlängern oder die Arznei mittelverbindung häufig zu verabreichen. Es ist sogar möglich, daß aufgrund der schlechten Löslichkeit und somit der schlechten biologischen Verfügbarkeit ein anderes Arzneimittel, das möglicherweise unerwünschte Nebenwirkungen hat oder eine invasive Verabreichung erfordert (zum Beispiel durch Injektion oder Infusion) anstelle des schlecht löslichen Arzneimittels verwendet wird.
Hagan et al. (Langmuir, 12, 2153–2161 (1996)) offenbaren Copolymere von Polylactid (PLA) und Polyethylenglykol (PEG). Diese Copolymere werden als direkt in wäßrigen Medien dispergierbar beschrieben. Zur Herstellung klarer wäßriger Dispersionen werden die PEG-PLA-Copolymere jedoch in Wasser gelöst, und das auf diese Weise erhaltene Copolymer-Wasser-System wird unter gelegentlichem Schütteln mehrere Stunden lang bei Raumtemperatur gehalten. Zwei Modell-Arzneimittel wurden in diese PEG-PLA-Mizellenlösungen eingearbeitet, indem man organische Lösungen dieser Arzneimittel zu den wäßrigen Dispersionen gab oder indem man die PEG-PLA-Arzneimittel-Dispersionen mit Ultraschall behandelte.
In der EP-B-0.166.596 werden selbstdispergierbare Copolymere beschrieben. Die Copolymere werden selbstdispergierbar gemacht, indem man wäßrige Dispersionen dieser Copolymere gefriertrocknet. Die EP-B-0.166.596 betrifft ebenfalls ein festes Copolymer-Arzneimittel-Pulvermaterial, das erhalten wird, indem man eine wäßrige Dispersion des wie oben erhältlichen selbstdispergierbaren Copolymers und des Arzneimittels gefriertrocknet.
Zhang et al. (Int. J. Pharm. 132, 195–206 (1996)) beschreiben eine feste Taxol-Poly(DL-lactid-co-methoxypolyethylenglykol)-(PDLLA-MePEG)-Matrize, die erhältlich ist, indem man eine Lösung von Taxol und PDLLA-MePEG in Acetonitril eindampft. Zum Erhalt einer mit Taxol beladenen Mizellenlösung wird die feste Taxol-PDLLA-MePEG-Matrize vorgewärmt, worauf Wasser mit einer Temperatur von etwa 60°C zugesetzt und gerührt wird, was eine klare Mizellenlösung liefert.
Matsuda et al. (Macromolecules (2000), 33, 795–800) beschreiben flüssige, biologisch abbaubare Copolymere von ε-Caprolacton und Trimethylencarbonat, die durch eine mit Trimethylenglykol, Trimethylolpropan, Pentaerythrit oder Diglycerinpolyethylenglykolether initiierte Polymerisierung unter Ringöffnung hergestellt werden. Diese Copolymere werden anschließend an ihrem Hydroxy-Terminus mit Cumarin derivatisiert, wodurch man lichthärtbare, mit Cumarin endverkappte Polymere erhält, die biologisch abbaubar sind.
Die EP-B-0.711.794 betrifft injizierbare flüssige Copolymere für die Reparatur und Vergrößerung von Weichteilen. Die beispielhaft angeführten Copolymere werden durch eine Polymerisationsreaktion unter Ringöffnung mit ε-Caprolacton, L-Lactid, para-Dioxanon oder Trimethylencarbonat, initiiert mit Glycerin, 1-Dodecanol oder Propylenglykol, synthetisiert.
EP-B-0.411.545 betrifft statistische Copolymere von para-Dioxanon, Lactid und/oder Glykolid als Beschichtungspolymere für chirurgische Filamente. Die als Beispiele angeführten Copolymere werden hergestellt, indem man die Initiatoren, Monomere und Katalysatoren über einen bestimmten Zeitraum erhitzt. Als Initiatoren werden Diethylenglykol, Mannit, Glycerin und Glykolsäure verwendet.
In der US 6.322.805 werden Lösungszusammensetzungen hydrophober Arzneimittel beschrieben, die polymere Mizellen enthalten, die aus amphiphilen Di- oder Triblock-Copolymeren bestehen.
Gemäß einem Aspekt stellt die Erfindung Diblock-Copolymere bereit, die aus einem geradkettigen hydrophilen Polymerblock und einem hydrophoben Polymerblock bestehen, wobei die Diblock-Copolymere bei einer Temperatur unterhalb von 50°C flüssig sind. Die Copolymere haben selbstemulgierende Eigenschaften und bilden in einem wäßrigen Medium bei leichtem Rühren spontan eine Mizellenlösung. Tenside, übermäßiges Erhitzen (Temperaturen unter 50°C sind ausreichend), organische Lösungsmittel, komplizierte oder zeitaufwendige Verfahren sind zum Herstellen der Mizellenlösungen nicht notwendig. Auch für die Herstellung von mit Arzneimittel beladenen Mizellenlösungen aus den erfindungsgemäßen Diblock-Copolymeren sind übermäßiges Erhitzen, organische Lösungsmittel, komplizierte oder zeitaufwendige Verfahren nicht erforderlich.
Die Erfindung betrifft insbesondere ein Diblock-Copolymer der Formel A–B, wobei Polymerblock A für ein geradkettiges, pharmazeutisch unbedenkliches, hydrophiles Polymer mit einem Molekulargewicht <1000 steht und Polymerblock B für ein Polymer steht, das wenigstens zwei verschiedene Monomere ausgewählt aus Glykolsäure, Propiolacton, γ-Butyrolacton, d-Valerolacton, γ-Valerolacton, e-Caprolacton, Trimethylencarbonat, p-Dioxanon, Tetramethylencarbonat, e-Lacton, 1,5-Dioxepan-2-on enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Diblock-Copolymer bei einer Temperatur unterhalb von 50°C flüssig ist.
Ein Polymer kann als ein Molekül angesehen werden, das aus mehreren (wenigstens mehr als 2) sich wiederholenden Monomereinheiten besteht. Da sowohl Block A als auch Block B Polymere sind, bestehen beide aus mehreren miteinander verbundenen Monomereinheiten.
Der oben beschriebene Polymerblock B kann unter anderem aus Propiolacton, γ-Butyrolacton, δ-Valerolacton, γ-Valerolacton, ε-Caprolacton, Trimethylencarbonat, p- Dioxanon, Tetramethylencarbonat und ε-Lacton zusammengesetzt sein. Propiolacton entspricht 2-Oxetanon, γ-Butyrolacton entspricht Dihydro-2(3H)-furanon, δ-Valerolacton entspricht Tetrahydro-2H-pyran-2-on, γ-Valerolacton entspricht 5-Methyldihydro-2(3H)-furanon, ε-Caprolacton entspricht 2-Oxepanon, Trimethylencarbonat entspricht 1,3-Dioxan-2-on, p-Dioxanon entspricht 1,4-Dioxan-2-on, Tetramethylencarbonat entspricht 1,3-Dioxepan-2-on und ε-Lacton entspricht 1,4-Dioxepan-2-on.
Da die Monomere des hydrophoben Polymerblocks B über Esterbindungen miteinander verbunden sind, ist der Polymerblock B unter physiologischen Bedingungen hydrolysierbar und kann somit als biologisch abbaubar angesehen werden. Je nach Monomer kann der Polymerblock B aus nur einem Monomer zusammengesetzt sein oder aus einer Mischung von wenigstens zwei verschiedenen Monomeren zusammengesetzt sein. Ist er aus zwei verschiedenen Monomeren zusammengesetzt, so kann das Verhältnis zwischen 99:1 und 1:99 variieren; am meisten bevorzugt beträgt das Verhältnis etwa 50:50.
Die vorliegenden Copolymere sind bei einer Temperatur unterhalb von 50°C flüssig.
Ein Polymer wird als flüssig unterhalb von 50°C angesehen, wenn seine Glasübergangstemperatur kleiner als oder gleich 50°C ist. Bevorzugte Copolymere der vorliegenden Erfindung sind bei der Körpertemperatur der Spezies, an die sie verabreicht werden, d. h. bei der Anwendung am Menschen bei 37°C, flüssig. Ein Polymer wird als flüssig bei 37°C angesehen, wenn seine Glasübergangstemperatur kleiner als oder gleich 37°C ist; die Glasübergangstemperatur liegt vorzugsweise unterhalb von 37°C. Die am meisten bevorzugten Copolymere der vorliegenden Erfindung sind bei Raumtemperatur (20–25°C) flüssig. Ein Polymer wird als flüssig bei Raumtemperatur angesehen, wenn seine Glasübergangstemperatur kleiner als oder gleich Raumtemperatur ist; die Glasübergangstemperatur liegt vorzugsweise unterhalb Raumtemperatur.
Die vorliegenden Diblock-Copolymere lassen sich leicht mit wäßrigen Medien mischen, zum Beispiel durch leichtes Rühren, was eine spontane Mizellenbildung zur Folge hat. Werden die Polymere oral verabreicht, so können die durch den Magen-Darm-Trakt auf sie ausgeübten mischenden/antreibenden Kräfte für eine in-situ-Mizellenbildung ausreichen.
Wenngleich die vorliegenden Copolymere dadurch gekennzeichnet sind, daß sie unterhalb von 50°C flüssig sind, so sind dennoch ähnliche feste Diblock-Copolymere nicht vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ausgeschlossen, solange sie selbstemulgierend sind und eine Herstellung von Mizellenlösungen oder mit Arzneimitteln beladenen Mizellenlösungen ermöglichen, ohne daß Tenside, übermäßiges Erhitzen, organische Lösungsmittel oder komplizierte oder zeitaufwendige Verfahren erforderlich sind.
Von besonderem Interesse ist ein wie oben beschriebenes Diblock-Copolymer, bei dem Polymerblock B für ein Copolymer steht, das wenigstens zwei verschiedene Monomere ausgewählt aus Glykolsäure, Propiolacton, γ-Butyrolacton, δ-Valerolacton, γ-Valerolacton, ε-Caprolacton, Trimethylencarbonat, p-Dioxanon, Tetramethylencarbonat, ε-Lacton und 1,5-Dioxepan-2-on enthält.
Eine weitere interessante Ausführungsform ist ein wie oben beschriebenes Diblock-Copolymer, bei dem Polymerblock B für ein Polymer steht, das Monomere von Trimethylencarbonat und Monomere ausgewählt aus Glykolsäure, Propiolacton, γ-Butyrolacton, δ-Valerolacton, γ-Valerolacton, ε-Caprolacton, Trimethylencarbonat, p-Dioxanon, Tetramethylencarbonat, ε-Lacton, 1,5-Dioxepan-2-on und Mischungen davon enthält.
Ebenfalls eine interessante Ausführungsform ist ein wie oben beschriebenes Diblock-Copolymer, bei dem Polymerblock B für ein Polymer steht, das Monomere ausgewählt aus Propiolacton, γ-Butyrolacton, δ-Valerolacton, γ-Valerolacton, ε-Caprolacton, Trimethylencarbonat, p-Dioxanon, Tetramethylencarbonat, ε-Lacton und 1,5-Dioxepan-2-on und Mischungen davon enthält.
Eine weitere interessante Ausführungsform ist ein wie oben beschriebenes Diblock-Copolymer, bei dem Polymerblock B für ein Copolymer steht, das wenigstens zwei verschiedene Monomere ausgewählt aus Propiolacton, γ-Butyrolacton, δ-Valerolacton, γ-Valerolacton, ε-Caprolacton, Trimethylencarbonat, p-Dioxanon, Tetramethylencarbonat, ε-Lacton und 1,5-Dioxepan-2-on enthält.
Noch eine weitere interessante Ausführungsform ist ein wie oben beschriebenes Diblock-Copolymer, bei dem Polymerblock B zwei verschiedene Monomere ausgewählt aus Propiolacton, γ-Butyrolacton, δ-Valerolacton, γ-Valerolacton, ε-Caprolacton, Trimethylencarbonat, p-Dioxanon, Tetramethylencarbonat, ε-Lacton und 1,5-Dioxepan-2-on enthält.
Eine interessante Ausführungsform ist auch ein wie oben beschriebenes Diblock-Copolymer, bei dem Polymerblock B geradkettig ist, wobei Polymerblock B insbesondere für ein Copolymer steht, das Monomere ausgewählt aus Glykolsäure, Propiolacton, γ-Butyrolacton, δ-Valerolacton, ε-Caprolacton, Trimethylencarbonat, p-Dioxanon, Tetramethylencarbonat, ε-Lacton und 1,5-Dioxepan-2-on oder Mischungen davon enthält, wobei Polymerblock B ganz insbesondere für ein Copolymer steht, das wenigstens zwei verschiedene Monomere ausgewählt aus Glykolsäure, Propiolacton, γ-Butyrolacton, δ-Valerolacton, ε-Caprolacton, Trimethylencarbonat, p- Dioxanon, Tetramethylencarbonat, ε-Lacton und 1,5-Dioxepan-2-on enthält. Ebenfalls von Interesse sind die wie oben beschriebenen Diblock-Copolymere, in denen Polymerblock B für ein Polymer steht, das Monomere ausgewählt aus Propiolacton, γ-Butyrolacton, δ-Valerolacton, ε-Caprolacton, Trimethylencarbonat, p-Dioxanon, Tetramethylencarbonat, ε-Lacton und 1,5-Dioxepan-2-on oder Mischungen davon enthält oder in denen Polymerblock B für ein Polymer steht, das Monomere von Trimethylencarbonat und Monomere ausgewählt aus Glykolsäure, Propiolacton, Butyrolacton, δ-Valerolacton, ε-Caprolacton, Trimethylencarbonat, p-Dioxanon, Tetramethylencarbonat, ε-Lacton, 1,5-Dioxepan-2-on oder Mischungen davon enthält, oder in denen Polymerblock B für ein Copolymer steht, das wenigstens zwei verschiedene Monomere ausgewählt aus Propiolacton, γ-Butyrolacton, δ-Valerolacton, ε-Caprolacton, Trimethylencarbonat, p-Dioxanon, Tetramethylencarbonat, ε-Lacton und 1,5-Dioxepan-2-on enthält, oder in denen Polymerblock B zwei verschiedene Monomere ausgewählt aus Propiolacton, γ-Butyrolacton, δ-Valerolacton, ε-Caprolacton, Trimethylencarbonat, p-Dioxanon, Tetramethylencarbonat, ε-Lacton und 1,5-Dioxepan-2-on enthält.
Werden die Copolymere oder die Polymerblöcke als geradkettig beschrieben, so bedeutet dies, daß die Copolymere bzw. die Polymerblöcke aus geradkettigen (nicht verzweigten) Ketten bestehen. Der Ausdruck "geradkettiges" Polymer/Copolymer ist im Stand der Technik gut bekannt.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist ein wie oben beschriebenes Diblock-Copolymer, wobei Polymerblock B Monomere ausgewählt aus ε-Caprolacton und Trimethylencarbonat enthält, insbesondere in einem Verhältnis von 50:50.
Eine interessante Ausführungsform des hydrophilen Polymerblocks A ist Poly(C_1-20-alkylenoxid) oder ein Derivat davon.
Wie oben oder im folgenden verwendet definiert C_1-20-Alkylen als Gruppe oder als Teil einer Gruppe geradkettige gesättigte zweiwertige Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen wie Methylen, 1,2-Ethandiyl oder 1,2-Ethyliden, 1,3-Propandiyl oder 1,3-Propyliden, 1,4-Butandiyl oder 1,4-Butyliden, 1,5-Pentyliden, 1,6-Hexyliden, 1,7-Heptyliden, 1,8-Octyliden, 1,9-Nonyliden, 1,10-Decyliden und dergleichen. So umfaßt Poly(C_1-20-alkylenoxid) zum Beispiel Polyethylenoxid, Polyethylenglykol oder Polypropylenoxid oder Mischungen davon. Polyethylenoxid und Polyethylenglykol können austauschbar verwendet werden und bedeuten ein Polymer von Ethylenglykol oder hydratisiertem Ethylenoxid. Falls zutreffend kann C_1-20-Alkylen zusätzlich auch verzweigte gesättigte zweiwertige Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen wie 1,3-2-Methylpropandiyl; 1,6-2-Methyl-3-methylhexyliden und dergleichen definieren.
Wie oben oder im folgenden verwendet definiert C_1-4-Alkyl als Gruppe oder als Teil einer Gruppe geradkettige gesättigte einwertige Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wie Methyl, Ethyl, Propyl und Butyl; definiert C_1-10-Alkyl als Gruppe oder als Teil einer Gruppe geradkettige gesättigte Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen wie die für C_1-4-Alkyl definierte Gruppe und Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl und Decyl; definiert C_1-20-Alkyl als Gruppe oder als Teil einer Gruppe geradkettige gesättigte einwertige Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen wie die für C_1-10-Alkyl definierte Gruppe und Undecyl, Dodecyl und dergleichen.
Falls zutreffend können C_1-4-Alkyl, C_1-10-Alkyl und C_1-20-Alkyl zusätzlich auch verzweigte gesättigte einwertige Kohlenwasserstoffreste wie 2-Methylpropyl, 2-Methyl-3-methylbutyl und dergleichen definieren.
Wie oben oder im folgenden verwendet bedeutet ein Derivat von Poly(C_1-20-alkylenoxid) ein end-verkapptes Poly(C_1-20-alkylenoxid), bei dem die reaktive Gruppe an der einen Seite des Polymers mit einer geeigneten Schutzgruppe, zum Beispiel einer C_1-20-Alkylgruppe (zum Beispiel Methyl, Octyl, Nonyl, Decyl oder Dodecyl) oder Benzyl, geschützt ist. Eine Trialkylsilylgruppe (zum Beispiel tert.-Butyldimethylsilyl, tert.-Butyldiphenylsilyl oder Trimethylsilyl) oder Trityl oder Tetrahydropyranyl oder p-Nonylphenyl oder [4-(1,1,3,3-Tetramethylbutyl)phenyl] fällt ebenfalls mit in den Schutzbereich der Erfindung. Die reaktive Gruppe an der anderen Seite des Polymers bleibt ungeschützt und ist daher dazu in der Lage, weitere Reaktionen einzugehen. Ein Beispiel für ein Polyethylenglykol oder ein end-verkapptes Derivat davon ist ein Polyethylenglykol mit der Formel R¹-(OCH₂CH₂)_m-OH, wobei R¹ für Wasserstoff oder C_1-20-Alkyl oder Benzyl steht. R¹ kann auch für eine Trialkylsilylgruppe oder Trityl oder Tetrahydropyranyl oder p-Nonylphenyl oder [4-(1,1,3,3-Tetramethylbutyl)phenyl] stehen, und n steht für eine ganze Zahl größer als 2.
Die Anwendung von Schutzgruppen ist umfassend beschrieben in "Protective Groups in Organic Chemistry" Hrsg. J. W. F. McOmie, Plenum Press (1973), und "Protective Groups in Organic Synthesis", 2. Auflage, T. W. Greene & P. G. M. Wutz, Wiley Interscience (1991).
Eine interessante Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein wie oben beschriebenes Diblock-Copolymer mit der Formel A–B, wobei es sich bei dem Polymerblock A um Polyethylenglykol oder ein Derivat davon handelt, ganz insbesondere ein Polyethylenglykol mit der Formel R¹-(OCH₂CH₂)_n-OH, wobei R¹ für Wasserstoff oder C_1-20-Alkyl, insbesondere C_1-20-Alkyl, ganz insbesondere C_1-10-Alkyl, noch mehr bevorzugt C_1-4-Alkyl und am meisten bevorzugt Methyl steht; und n für eine ganze Zahl größer als 2, bevorzugt von 8 bis 100, besonders bevorzugt von 8 bis 50 und am meisten bevorzugt von 8 bis 20 steht. Das am meisten bevorzugte hydrophile Polymer ist Poly(ethylenglykol)monomethylether.
Polyethylenglykol oder ein Derivat davon wurde aufgrund seiner biologischen Verträglichkeit, der Tatsache, daß er ungiftig ist, und seiner schnellen Clearance aus dem Körper als bevorzugter hydrophiler Polymerblock A gewählt.
Im Schutzbereich der Erfindung kann der hydrophile Polymerblock A auch für Polyvinylalkohol; Polyvinylpyrrolidon; Polyacrylamid, Polymethacrylamid, Poly(N-(2-hydroxypropyl))methacrylamid, Poly(N-isopropylacrylamid) oder Analoga dieser Polymere; Dextran; Gelatine; Algensäure; Natriumalginat oder Derivate dieser hydrophilen Polymere oder Copolymere von zwei oder mehr der Monomere, von denen sich diese hydrophilen Polymere ableiten, stehen. Ein Derivat des wie oben beschriebenen hydrophilen Polymers soll, im Fall eines hydrophilen Polymers mit zwei reaktiven Gruppen, ein end-verkapptes hydrophiles Polymer bedeuten, bei dem die reaktive Gruppe auf der einen Seite des Polymers mit einer geeigneten Schutzgruppe geschützt ist, wobei die reaktive Gruppe an der anderen Seite des Polymers ungeschützt bleibt und somit in der Lage ist, weitere Reaktionen einzugehen. Sind in dem hydrophilen Polymer mehrere reaktive Gruppen vorhanden, so bedeutet Derivat des hydrophilen Polymers ein geschütztes hydrophiles Polymer, bei dem wenigstens eine reaktive Gruppe ungeschützt ist, damit eine weitere Reaktivität des hydrophilen Polymers sichergestellt ist. Reaktive Gruppen, bei denen es wünschenswert ist, sie zu schützen, schließen zusätzlich zu den oben erwähnten Amino- und Carbonsäuregruppen ein. Geeignete Schutzgruppen für Amino schließen tert.-Butyloxycarbonyl oder Benzyloxycarbonyl ein. Geeignete Schutzgruppen für Carbonsäure schließen C_1-4-Alkyl- oder Benzylester ein.
Die selbstemulgierenden Eigenschaften der Diblock-Copolymere sind ausgeprägter, wenn es ein gutes Gleichgewicht zwischen dem hydrophilen und dem hydrophoben Teil des Diblock-Copolymers gibt, so daß die Polymere leichter mit einem wäßrigen Medium mischbar sind.
Von besonderem Interesse ist ein hydrophiler Polymerblock A mit einem Molekulargewicht < 1000, am meisten bevorzugt im Bereich von > 350 bis ≤ 750, ganz insbesondere Polyethylenglykol oder ein Derivat davon mit einem Molekulargewicht ≤ 1000, noch mehr insbesondere Polyethylenglykol oder ein Derivat davon mit einem Molekulargewicht im Bereich von > 350 bis ≤ 750 und am meisten insbesondere Polyethylenglykol oder ein Derivat davon mit einem Molekulargewicht von 750. Bevorzugt ist Poly(ethylenglykol)methylether (auch als Poly(ethylenglykol)monomethylether angegeben) mit einem Molekulargewicht von 550 oder 750. Am meisten bevorzugt ist Poly(ethylenglykol)monomethylether mit einem Molekulargewicht von 750.
Da die Polymere der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet sind, daß sie unterhalb von 50°C flüssig sind, sind Polymere mit einem begrenzten Molekulargewicht bevorzugt. Von besonderem Interesse sind die Diblock-Copolymere der Formel A–B mit einem Molekulargewicht im Bereich von 2000 bis 100.000, insbesondere einem Molekulargewicht im Bereich von 2000 bis 75.000, ganz insbesondere einem Molekulargewicht im Bereich von 2000 bis 50.000, noch mehr besonders einem Molekulargewicht im Bereich von 2000 bis 25.000, weiter insbesondere einem Molekulargewicht im Bereich von 2000 bis 20.000, noch weiter insbesondere einem Molekulargewicht im Bereich von 2000 bis 15.000, bevorzugt einem Molekulargewicht im Bereich von 2000 bis 10.000, weiter bevorzugt einem Molekulargewicht im Bereich von 2000 bis 8000 und noch weiter bevorzugt einem Molekulargewicht im Bereich von 2500 bis 7000.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Zusammensetzung, enthaltend einen Wirkstoff und einen oder mehrere Diblock-Copolymere mit der Formel A–B, wobei Polymerblock A für ein pharmazeutisch unbedenkliches hydrophiles Polymer steht und Polymerblock B für ein Polymer steht, das Monomere ausgewählt aus Glykolsäure, Propiolacton, γ-Butyrolacton, δ-Valerolacton, γ-Valerolacton, ε-Caprolacton, Trimethylencarbonat, p-Dioxanon, Tetramethylencarbonat, ε-Lacton, 1,5-Dioxepan-2-on oder Mischungen davon enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Diblock-Copolymer unterhalb von 50°C flüssig ist und die Zusammensetzung unterhalb von 50°C flüssig ist. Die Zusammensetzung ist insbesondere nichtwäßrig, was bedeutet, daß sie keine wesentlichen Mengen an Wasser oder einer wäßrigen Lösung enthält. Die Zusammensetzung ist somit im allgemeinen vorzugsweise im wesentlichen wasserfrei und enthält zum Beispiel bis zu 3 Gew.-% an Wasser, vorzugsweise weniger als 1 Gew.-% an Wasser und ganz besonders bevorzugt weniger als 0,5 Gew.-% an Wasser. Der Wirkstoff ist vorzugsweise nicht kovalent an den einen oder die mehreren Diblock-Copolymere gebunden.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiter insbesondere eine Zusammensetzung, die einen pharmazeutischen Wirkstoff und eines der oben beschriebenen Diblock-Copolymere der Formel A–B enthält. Vorzugsweise ist die Zusammensetzung bei Raumtemperatur oder bei 37°C flüssig.
Eine "flüssige" Zusammensetzung ist dem Fachmann gut bekannt.
Wie oben umrissen können die vorliegenden Zusammensetzungen ein oder mehrere Diblock-Copolymere der Formel A–B enthalten. Diese Diblock-Copolymere können geradkettig oder verzweigt sein. Die vorliegende Erfindung umfaßt somit auch Zusammensetzungen, die Mischungen geradkettiger und verzweigter Diblock-Copolymere enthalten. Vorzugsweise sind die in den vorliegenden Zusammensetzungen vorhandenen Diblock-Copolymere geradkettig.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen mischt man den Wirkstoff und den einen oder die mehreren Diblock-Copolymere der Formel A–B innig miteinander, zum Beispiel durch einfaches Rühren. Vorzugsweise wird der Wirkstoff in dem flüssigen Diblock-Copolymer gelöst.
Wenngleich die vorliegenden Zusammensetzungen dadurch gekennzeichnet sind, daß sie unterhalb von 50°C flüssig sind, werden hierdurch ähnliche feste Zusammensetzungen nicht vom Schutzbereich der Erfindung ausgeschlossen, solange sie selbstemulgierend sind und die Zubereitung von mit Arzneimittel beladenen Mizellenlösungen erlauben, ohne daß Tenside, übermäßige Hitze, organisches Lösungsmittel oder komplizierte oder zeitaufwendige Verfahren erforderlich sind.
Der Ausdruck "Wirkstoff" umfaßt ein Arzneimittel oder einen pharmazeutischen Wirkstoff oder einen kosmetischen Wirkstoff.
Beispiele für Wirkstoffe sind:

– analgetische und entzündungshemmende Arzneimittel (NSAIDs, Fentanyl, Indomethacin, Ibuprofen, Ketoprofen, Nabumeton, Paracetamol, Piroxicam, Tramadol, COX-2-Inhibitoren wie Celecoxib und Rofecoxib);
– Antiarrhythmika (Procainamid, Chinidin, Verapamil);
– antibakterielle und antiprotozoale Mittel (Amoxicillin, Ampicillin, Benzathinpenicillin, Benzylpenicillin, Cefaclor, Cefadroxil, Cefprozil, Cefuroximaxetil, Cephalexin, Chloramphenicol, Chloroquin, Ciprofloxacin, Clarithromycin, Clavulansäure, Clindamycin, Doxyxyclin, Erythromycin, Flucloxacillin-Natrium, Halofantrin, Isoniazid, Kanamycinsulfat, Lincomycin, Mefloquin, Minocyclin, Nafcillin-Natrium, Nalidixinsäure, Neomycin, Norfloxacin, Ofloxacin, Oxacillin, Phenoxymethylpenicillin-Kalium, Pyrimethamin-Sulfadoxim, Streptomycin, N-[[(5S)-3-[4-(2,6-Dihydro-2-methylpyrrolo[3,4-c]pyrazol-5(4H)-yl)-3-fluorphenyl]-2-oxo-5-oxazolidinyl]methyl]acetamid (CA-Indexname: 474016-05-2);
– gerinnungshemmende Mittel (Warfarin);
– Antidepressiva (Amitriptylin, Amoxapin, Butriptylin, Clomipramin, Desipramin, Dothiepin, Doxepin, Fluoxetin, Reboxetin, Amineptin, Selegilin, Gepiron, Imipramin, Lithiumcarbonat, Mianserin, Milnacipran, Nortriptylin, Paroxetin, Sertralin; 3-[2-[3,4-Dihydrobenzofuro[3,2-c]pyridin-2(1H)-yl]ethyl]-2-methyl-4H-pyrido[1,2-a]pyrimidin-4-on; 3-[[4-[(2E)-3-(4-Fluorphenyl)-2-methyl-2-propenyl]-1-piperazinyl]methyl]-3a,4-dihydro-7,8-dimethoxy-3H-[1]-benzopyrano[4,3-c]isoxazol[(3R,3aS)-rel-(+)] (CA-Indexname: 452314-01-1);
– Antidiabetika (Glibenclamid, Metformin, (Z)-5-[[3-(5,6,7,8-Tetrahydro-3,5,5,8,8-pentamethyl-2-naphthalinyl)-4-trifluormethoxy)phenyl]methylen]-2,4-thiazolidindion (CA-Indexname: 329215-18-1);
– Antiepileptika (Carbamazepin, Clonazepam, Ethosuximid, Gabapentin, Lamotrigin, Levetiracetam, Phenobarbiton, Phenytoin, Primidon, Tiagabin, Topiramat, Valpromid, Vigabatrin);
– Antipilzmittel (Amphotericin, Clotrimazol, Econazol, Fluconazol, Flucytosin, Griseofulvin, Itraconazol, Ketoconazol, Miconazolnitrat, Nystatin, Terbinafin, Voriconazol);
– Antihistaminika (Astemizol, Cinnarizin, Cyproheptadin, Decarboethoxyloratadin, Fexofenadin, Fluna rizin, Levocabastin, Loratadin, Norastemizol, Oxatomid, Promethazin, Terfenadin);
– blutdrucksenkende Mittel (Captopril, Enalapril, Ketanserin, Lisinopril, Minoxidil, Prazosin, Ramipril, Reserpin, Terazosin);
– antimuskarinerge Mittel (Atropinsulfat, Hyoscin);
– Antineoplastische Mittel und Antimetaboliten (Platinverbindungen wie Cisplatin, Carboplatin oder Oxalyplatin; Taxanverbindungen wie Paclitaxel oder Docetaxel; Topoisomerase-I-Inhibitoren wie Camptothecinverbindungen, zum Beispiel Irinotecan oder Topotecan; Topoisomerase-II-Inhibitoren wie Podophyllotoxinderivate mit Antitumorwirkung, zum Beispiel Etoposid oder Teniposid; Vinkaalkaloide mit Antitumorwirkung wie Vinblastin, Vincristin oder Vinorelbin; Nukleosidderivate mit Antitumorwirkung wie 5-Fluoruracil, Gemcitabin oder Capecitabin; Alkylierungsmittel wie Stickstofflost oder Nitrosoharnstoff, zum Beispiel Cyclophosphamid, Chlorambucil, Carmustin oder Lomustin; Anthracyclinderivate mit Antitumorwirkung wie Daunorubicin, Doxorubicin, Idarubicin oder Mitoxantron; HER2-Antikörper wie Trastuzumab; Östrogenrezeptorantagonisten oder selektive Östrogenrezeptormodulatoren wie Tamoxifen, Toremifen, Droloxifen, Faslodex oder Raloxifen; Aromatasehemmer wie Exemestan, Anastrozol, Letrazol oder Vorozol; Differenzierungsmittel wie Retinoide, Vitamin D und den Retinoinsäuremetabolismus blockierende Mittel ("retinoic acid metabolism blocking agents", RAMBAs), zum Beispiel Accutan; DNA-Methyltransferasehemmer wie Azacytidin; Kinaseinhibitoren, zum Beispiel Flavopetidol, Imatinibmesylat, Gefitinib oder N3-[4-(Aminosulfonyl)phenyl]-1-(2,6-difluorbenzoyl)-1H-1,2,4-triazol-3,5-diamin (CA-Indexname: 443797-96-4); Farnesyltransferaseinhibitoren; HDAC-Inhibitoren wie kurzkettige Fettsäuren, zum Beispiel Butyrat, 4-Phenylbutyrat oder Valproinsäure oder Hydroxamsäuren, zum Beispiel Suberoylanilidhydroxamsäure (SAHA), Biarylhydroxamat A-161906, bicyclische Aryl-N-hydroxycarbonsäureamide, Pyroxamid, CG-1521, PXD-101, Sulfonamid Hydroxamsäure, LAQ-824, Trichostatin-A (TSA), Oxamflatin, Scriptaid, m-Carboxyzimtsäurebishydroxamsäure oder Trapoxinhydroxamsäureanalogon oder cyclische Tetrapeptide, zum Beispiel Trapoxin, Apidicin oder Depsipeptid oder Benzamide, zum Beispiel MS-275 oder CI-994 oder Depudecin);
– Antimigränemittel (Alniditan, Naratriptan, Sumatriptan);
– Arzneimittel gegen Parkinson-Krankheit (Bromocryptinmesylat, Levodopa, Selegilin);
– antipsychotische, hypnotische und sedierende Mittel (Alprazolam, Buspiron, Chlordiazepoxid, Chlorpromazin, Clozapin, Diazepam, Flupenthixol, Fluphenazin, Flurazepam, 9-Hydroxyrisperidon, Lorazepam, Mazapertin, Olanzapin, Oxazepam, Pimozid, Pipamperon, Piracetam, Promazin, Risperidon, Selfotel, Seroquel, Sertindol, Sulpirid, Temazepam, Thiothixen, Triazolam, Trifluperidol, Ziprasidon, Zolpidem);
– Mittel gegen Schlaganfall (Lubeluzol, Lubeluzoloxid, Riluzol, Aptiganel, Eliprodil, Remacemid);
– Antitussiva (Dextromethorphan, Laevodropropizin);
– antivirale Mittel (Acyclovir, Ganciclovir, Lovirid, Tivirapin, Zidovudin, Lamivudin, Zidovudin + Lamivudin, Zidovudin + Lamivudin + Abacavir, Didanosin, Zalcitabin, Stavudin, Abacavir, Lopinavir, Lopinavir + Ritonavir, Amprenavir, Nevirapin, Efavirenz, Delavirdin, Indinavir, Nelfinavir, Ritonavir, Saquinavir, Adofovir, Hydoxyharnstoff, TMC125, TMC120, 4-[[4-[[4-(2-Cyanethenyl)-2,6-dimethylphenyl]amino]-2-pyrimidinyl]amino]benzonitril);
– Beta-Andrenozeptor-Blocker (Atenolol, Carvedilol, Metoprolol, Nebivolol, Propanolol);
– inotrope Herzmittel (Amrinon, Digitoxin, Digoxin, Milrinon);
– Corticosteroide (Beclomethasondipropionat, Betamethason, Budesonid, Dexamethason, Hydrocortison, Methylprednisolon, Prednisolon, Prednison, Triamcinolon);
– Desinfektionsmittel (Chlorhexidin);
– Diuretika (Acetazolamid, Frusemid, Hydrochlorothiazid, Isosorbid);
– Enzyme;
– essentielle öle (Anethol, Anisöl, Kümmel, Cardamom, Kassiaöl, Cineol, Zimtöl, Nelkenöl, Korianderöl, entmentholisiertes Minzöl, Dillöl, Eukalyptusöl, Eugenol, Ingwer, Zitronenöl, Senföl, Neroliöl, Muskatnußöl, Orangenöl, Pfefferminze, Salbei, Grüne Minze, Terpineol, Thymian);
– Magen-Darm-Mittel (Cimetidin, Cisaprid, Cleboprid, Diphenoxylat, Domperidon, Famotidin, Lansoprazol, Loperamid, Loperamidoxid, Mesalazin, Metoclopramid, Mosaprid, Nizatidin, Norcisaprid, Olsalazin, Omeprazol, Pantoprazol, Perprazol, Prucaloprid, Rabeprazol, Ranitidin, Ridogrel, Sulfasalazin);
– Hämostatika (Aminocapronsäure);
– lipidregulierende Mittel (Atorvastatin, Lovastatin, Pravastatin, Probucol, Simvastatin);
– Lokalanästhetika (Benzocain, Lignocain);
– Opioid-Analgetika (Buprenorphin, Codein, Dextromoramid, Dihydrocodein, Hydrocodon, Oxycodon, Morphium);
– Parasympathomimetika und Antidemenzmittel (AIT-082, Eptastigmin, Galanthamin, Metrifonat, Milamelin, Neostigmin, Physostigmin, Tacrin, Donepezil, Rivastigmin, Sabcomelin, Talsaclidin, Xanomelin, Memantin, Lazabemid);
– Peptide und Proteine (Antikörper, Becaplermin, Cyclosporin, Erythropoietin, Immunoglobuline, Insulin);
– Sexualhormone (Östrogene: konjugierte Östrogene, Ethinyloestradiol, Mestranol, Oestradiol, Oestriol, Oestron; Progestogene; Chlormadinonacetat, Cyproteronacetat, 17-Deacetylnorgestimat, Desogestrel, Dienogest, Dydrogesteron, Ethynodioldiacetat, Gestoden, 3-Ketodesogestrel, Levonor gestrel, Lynestrenol, Medroxy-Progesteronacetat, Megestrol, Norethindron, Norethindronacetat, Norethisteron, Norethisteronacetat, Norethynodrel, Norgestimat, Norgestrel, Norgestrienon, Progesteron, Quingestanolacetat);
– stimulierende Mittel, Phosphodiesterase-5-Inhibitoren (Sildenafil; 3-(2,3-Dihydro-5-benzofuranyl)-1,2,3,4-tetrahydro-2-(2-pyridinyl)-9H-pyrrolo[3,4-b]chinolin-9-on, (3R) (CA-Indexname: 374927-41-0) oder sein Monomethansulfonatsalz; 3-(2,3-Dihydro-5-benzofuranyl)-1,2,3,4-tetrahydro-2-[5-(2-pyridinyl)-2-pyrimidinyl]-9H-pyrrolo[3,4-b]chinolin-9-on, (3R) (CA-Indexname: 374927-06-7) und
– gefäßerweiternde Mittel (Amlodipin, Buflomedil, Amylnitrit, Diltiazem, Dipyridamol, Glyceryltrinitrat, Isosorbiddinitrat, Lidoflazin, Molsidomin, Nicardipin, Nifedipin, Oxpentifyllin, Pentaerythrittetranitrat);

Vorzugsweise handelt es sich bei dem in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendeten Wirkstoff um ein beliebiges organisches oder anorganisches Material, das bei 21°C in reinem Wasser nicht mehr als geringfügig löslich ist, d. h. das geringfügig löslich ist, wenig löslich ist, sehr wenig löslich ist oder praktisch unlöslich ist (d. h. von 30, von 100, von 1000 oder von 10.000 Teile Wasser benötigt, um 1 Gewichtsteil an Arzneimittelwirkstoff in Lösung zu bringen).
Die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können zum Zwecke der Verabreichung als verschiedene pharmazeutische Dosierungsformen formuliert werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher auch pharmazeutische Dosierungsformen, die eine therapeutisch wirksame Menge einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung enthalten.
Die vorliegenden Zusammensetzungen können zum Beispiel als solche in eine geeignete Kapsel wie zum Beispiel eine Gelatinekapsel gefüllt werden. Bei der oralen Verabreichung löst sich die Kapsel in den gastrointestinalen Flüssigkeiten, und die den Wirkstoff und das Diblock-Copolymer enthaltende Zusammensetzung bildet beim Kontakt mit den wäßrigen gastrointestinalen Flüssigkeiten und beim leichten Bewegen im Magen-Darm-Trakt eine mit Arzneimittel beladene Mizellenlösung. Die vorliegenden Zusammensetzungen können auch in geeignete Behältnisse wie zum Beispiel eine Ampulle gefüllt werden. Unmittelbar vor der Verabreichung, zum Beispiel über die parenterale Route oder über die orale Route, kann die Zusammensetzung mit einem geeigneten Verdünnungsmittel verdünnt und anschließend verabreicht werden.
Als weitere geeignete Dosierungsformen können alle Zusammensetzungen angeführt werden, die herkömmlicherweise für die systemische oder topische Verabreichung von Arzneimitteln verwendet werden.
Zur Herstellung der pharmazeutischen Dosierungsformen der vorliegenden Erfindung formuliert man eine wirksame Menge der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung zu einer pharmazeutischen Dosierungsform. Die Zusammensetzungen können zum Beispiel in einer innigen Mischung mit einem pharmazeutisch unbedenklichen Träger kombiniert werden, wobei der Träger eine Vielzahl verschiedener Formen annehmen kann, je nach der für die Verabreichung gewünschten Form der Zubereitung.
Die pharmazeutischen Dosierungsformen liegen wünschenswerterweise in einer Einzeldosisform vor, die sich insbesondere für die orale, rektale oder perkutane Verabreichung oder für die Verabreichung durch parenterale Injektion eignet. Bei der Herstellung der Zusammen setzungen in oraler Dosisform können zum Beispiel alle üblichen pharmazeutischen Medien verwendet werden, wie zum Beispiel Wasser bei oralen Flüssigpräparaten oder feste Träger wie Stärken, Zucker, Kaolin, Verdünnungsmittel, Gleitmittel, Bindemittel, Sprengmittel und dergleichen bei Pulvern, Pillen, Kapseln und Tabletten. Kapseln und orale Lösungen stellen die vorteilhaftesten oralen Einzeldosisformen dar. Wie bereits oben angeführt können die vorliegenden Zusammensetzungen auch als solche in Kapseln gefüllt werden.
Bei Zusammensetzungen zur parenteralen Applikation besteht der Träger in der Regel zumindest größtenteils aus sterilem Wasser, wenngleich auch andere Bestandteile vorhanden sein können. Es lassen sich zum Beispiel Injektionslösungen herstellen, bei denen der Träger aus Kochsalzlösung, Glukoselösung oder einer Mischung aus Kochsalz- und Glukoselösung besteht.
Ebenfalls eingeschlossen, wie bereits oben angegeben, sind feste oder flüssige Zubereitungen, die unmittelbar vor der Anwendung in Zubereitungen in flüssiger oder verdünnter flüssiger Form umgewandelt werden.
Bei den für die perkutane, transdermale Verabreichung geeigneten Zusammensetzungen umfaßt der Träger gegebenenfalls ein die Penetration verbesserndes Mittel und/oder ein geeignetes Netzmittel, gegebenenfalls in Kombination mit kleineren Mengen an geeigneten Zusatzstoffen jeglicher Art, wobei diese Zusatzstoffe keine signifikante schädigende Wirkung auf die Haut ausüben. Diese Zusatzstoffe können die Verabreichung an die Haut erleichtern und/oder die Herstellung der gewünschten Zusammensetzungen erleichtern.
Die Zusammensetzungen oder Dosierungsformen der vorliegenden Erfindung können auch durch Inhalation oder Insufflation verabreicht werden, mittels Methoden oder Formulierungen, die im Stand der Technik für eine Verabreichung über diesen Weg angewendet werden. So können die Zusammensetzungen oder Dosierungsformen der vorliegenden Erfindung in Form einer Lösung an die Lungen verabreicht werden. Für die Verabreichung der vorliegenden Verbindungen eignen sich alle Systeme, die für die Verabreichung von Lösungen oder Trockenpulvern über orale oder nasale Inhalation oder Insufflation entwickelt wurden.
Die Dosierungsformen der vorliegenden Erfindung können auch als diagnostische Dosierungsform angewendet werden. Bei dem Wirkstoff der vorliegenden Zusammensetzungen kann es sich um einen markierten Bestandteil handeln, der bei Verabreichung mit einem spezifischen Zielgewebe oder -organ in Wechselwirkung treten kann oder davon aufgenommen wird. Er bewirkt dadurch eine bessere bildliche Darstellung des Zielgewebes bzw. -organs durch Radiographie, Magnetresonanz und Ultraschall.
Je nach Wirkstoff können die vorliegenden Dosierungsformen auch als kosmetische Zubereitungen angewendet werden, zum Beispiel, wenn sie Mittel gegen das Altern, Mittel gegen Faltenbildung oder Antioxidationsmittel enthalten. Sie können auch als Sonnenschutzmittel verwendet werden.
Vorzugsweise sind die Dosierungsformen der vorliegenden Erfindung für die orale, parenterale oder transdermale Verabreichung geeignet, ganz besonders bevorzugt für die orale oder parenterale Verabreichung.
Vorzugsweise handelt es sich bei der Dosierungsform um eine wäßrige Lösung. Da die Copolymere der vorliegenden Erfindung selbstemulgierend sind, läßt sich die wäßrige Lösung bei einer relativ niedrigen Temperatur zubereiten, d. h. unterhalb von 50°C, ohne daß es organischer Lösungsmittel oder komplizierter oder zeitaufwendiger Herstellungsverfahren bedarf. Die vorliegende Erfindung betrifft somit auch ein Verfahren zur Herstellung einer wäßrigen Lösung enthaltend einen Wirkstoff und ein oder mehrere wie oben beschriebene Diblock-Copolymere der Formel A–B, dadurch gekennzeichnet, daß man den Wirkstoff mit dem einen oder den mehreren flüssigen Copolymeren, d. h. bei einer Temperatur unterhalb von 50°C, mischt, und anschließend unter Rühren Wasser zusetzt. Vorzugsweise ist die Rührzeit auf höchstens 24 Stunden begrenzt. Ebenfalls bevorzugt ist es, den Wirkstoff mit dem einen oder den mehreren flüssigen Copolymeren bei einer Temperatur von bis zu 37°C zu mischen, und ein Mischen bei Raumtemperatur ist am meisten bevorzugt.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung einer wäßrigen Lösung enthaltend einen Wirkstoff und ein oder mehrere wie oben beschriebene Diblock-Copolymere der Formel A–B, dadurch gekennzeichnet, daß man:

a) das eine oder die mehreren Copolymere bei einer Temperatur unterhalb 50°C mit Wasser mischt und anschließend
b) unter Rühren den Wirkstoff zu der unter a) erhaltenen wäßrigen polymeren Lösung gibt.

Vorzugsweise ist die Rührzeit auf höchstens 24 Stunden begrenzt. Ebenfalls bevorzugt ist es, den einen oder die mehreren Copolymere bei einer Temperatur von bis zu 37°C mit Wasser zu mischen, und ein Mischen bei Raumtemperatur ist am meisten bevorzugt.
Die genaue Dosierung und Verabreichungshäufigkeit hängt vom jeweils verwendeten Wirkstoff, dem gewünschten Auflösungsprofil, dem jeweils behandelten Leiden, dem Schweregrad des behandelten Leidens, dem Alter, dem Gewicht und dem allgemeinen körperlichen Zustand des jeweiligen Patienten sowie anderen Medikamenten, die die Person möglicherweise einnimmt, ab, was dem Fach mann gut bekannt ist. Weiterhin ist es offensichtlich, daß die effektive Tagesmenge je nach dem Ansprechen des behandelten Patienten und/oder je nach der Beurteilung des die Dosierungsformen der vorliegenden Erfindung verschreibenden Arztes herabgesetzt oder erhöht werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung auch die Verwendung einer Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung zur Herstellung einer pharmazeutischen Dosierungsform für die Verabreichung, insbesondere für die orale oder parenterale Verabreichung, an einen behandlungsbedürftigen Menschen oder an ein behandlungsbedürftiges nicht-menschliches Tier bereit.
Sie betrifft auch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung zur Herstellung einer pharmazeutischen Dosierungsform, insbesondere zur Herstellung einer pharmazeutischen Dosierungsform zur Verwendung bei einem Verfahren zur Therapie oder Diagnose des menschlichen oder nicht menschlichen tierischen Körpers (z. B. des Säugetierkörpers, des Reptilienkörpers oder des Vogelkörpers), insbesondere für die orale oder parenterale Verabreichung an einen behandlungsbedürftigen Menschen oder an ein behandlungsbedürftiges nicht-menschliches Tier.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zur Therapie oder Diagnose des menschlichen oder nicht-menschlichen tierischen Körpers (z. B. des Säugetierkörpers, des Reptilienkörpers oder des Vogelkörpers) bereit, bei dem man an diesen Körper eine therapeutisch oder diagnostisch wirksame Dosis einer Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung verabreicht.
Die Erfindung betrifft auch eine pharmazeutische Packung, geeignet für den kommerziellen Verkauf, umfassend ein Behältnis, eine wie oben beschriebene pharmazeutische Dosierungsform und mit der Packung assoziiertes Schriftgut.
Die Erfindung wird nun in den folgenden nicht-einschränkenden Beispielen weiter ausführlich beschrieben.
Beispiele
Herstellung der Diblock-Copolymere
Die Diblock-Copolymere der vorliegenden Erfindung wurden durch ein mit einer Ringöffnung einhergehendes Polymerisierungsverfahren in Gegenwart eines geeigneten Katalysators nach dem in US 5.653.992 und US 5.631.015 (Bezwada et al.) beschriebenen Verfahren hergestellt. Typische Katalysatoren schließen Zinn(II)-octoat, Antimonoxid, Zinnchlorid, Zinn(II)-2-ethylhexanoat, Dibutylzinnoxid, Aluminiumisopropanolat, Yttriumisopropanolat, Natrium, Kalium, Kalium-t-butanolat, Natrium-t-butanolat und dergleichen ein. Der bevorzugte Katalysator ist Zinn(II)-octoat. Die Umsetzung wird bei einer erhöhtem Temperatur im Bereich von 80°C bis 180°C durchgeführt, und die Reaktionszeit kann zwischen mehreren Stunden und mehreren Tagen, vorzugsweise zwischen 8 und 24 Stunden, liegen.
Herstellung von Diblock-Copolymer D1.1 (siehe Tabelle 1)
In den Reaktionskolben wurden 7,6 μmol Zinn(II)-octoatlösung in Toluol (0,33 M), 187,5 mmol Trimethylencarbonat (Monomer), 187,5 mmol ε-Caprolacton (Monomer) und PEG-550 Monomethylether (mmePEG550) (Initiator) in einem Molverhältnis von Monomer zu Initiator von 13 zu 1 gegeben und 24 Stunden lang auf 160°C erhitzt. Nach Beendigung der Reaktion wurde das Polymer zum Entfernen von nicht umgesetztem Monomer im Vakuum erhitzt.
Charakterisierung des Diblock-Copolymers
Die Polymerzusammensetzung und der Gehalt an verbliebenem Monomer wurden durch Protonen-NMR analysiert. Die Copolymere wurden zu diesem Zweck in Hexafluoracetonsesquideuterat und Deuterobenzol oder deuteriertem Chloroform gelöst. Anschließend wurden Spektren mit einem Unity-Plus 400 NMR-Spektrometer aufgenommen. Das Verhältnis der verschiedenen Monomere im Polymer wurde durch Integrieren der Methylen- und Methyl-Resonanzen in der Spektralregion von 0 bis 7,5 ppm und Berechnen der Molprozente an den jeweiligen Monomeren im Polymer aus den normalisierten Oberflächen der jeweiligen Monomere (polymerisierte Form und Monomerform) bestimmt.
Zur Bestimmung des Molekulargewichts und der Polydispersität der Polymere wurde die Gelpermeationschromatographie (GPC) eingesetzt. Verwendet wurde ein Trennmodul 2690 von Waters Alliance, das mit einem Wyatt Optilab DSP-Refraktometer, einem Dawn Mehrwinkel-Laserphotometer (Wyatt) und Waters Styragel HR 3-4-Säulen ausgestattet war. Zur Eichung wurden Polystyrolstandards verwendet. Als Lösungsmittel und mobile Phase wurden Tetrahydrofuran oder Hexafluorisopropanol für die HPLC verwendet.

In der Tabelle 1 sind die nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellten Diblock-Copolymere aufgeführt. Die Ergebnisse zeigen, daß die Synthese gut reproduzierbar ist (siehe zum Beispiel D4.1, D4.3 und D4.4). Tabelle 1: Physikochemische Eigenschaften der Diblock-Copolymere (alle Copolymere waren unterhalb von 50°C flüssig)

Name	Monomerverhältnis zu Beginn der Polymerisation (mol/mol)	Monomerverhältnis im Polymerprodukt (mol/mol)	Reaktionszeit (h)	Initiator	Molverhältnis Monomer/Initiator	Mw	PD
D1.1	CAP/TMC 50/50	50,1% CAP, 49,6% TMC	24	mmePEG 550	13 zu 1	4641	2,1
D1.2	CAP/TMC 50/50	49,3% CAP, 50,6% TMC	24	mmePEG 550	13 zu 1	5504	1,92
D1.3	CAP/TMC 50/50	49,3% CAP, 50,4% TMC	24	mmePEG 550	13 zu 1	5507	1,43
D1.4	CAP/TMC 50/50	48,9% CAP, 50,3% TMC	16	mmePEG 550	13 zu 1	5045	1,77
D1.5	CAP/TMC 50/50	49,0% CAP, 50,3% TMC	8	mmePEG 550	13 zu 1	4926	1,90
D1.6	CAP/TMC 50/50	49,1% CAP, 50,8% TMC	8	mmePEG 550	13 zu 1	5046	1,79
D2	CAP/TMC 50/50	48,5% CAP, 51,3% TMC	24	mmePEG 550	8 zu 1	3285	1,82
D4.1	CAP/TMC 50/50	49,8% CAP, 50,0% TMC	24	mmePEG 750	13,3 zu 1	6162	1,97
D4.2	CAP/TMC 50/50	48,9% CAP, 50,7% TMC	8	mmePEG 750	13,3 zu 1	5274	1,79
D4.3	CAP/TMC 50/50	49,3% CAP, 49,1% TMC	24	mmePEG 750	13,3 zu 1	4815	1,91
D4.4	CAP/TMC 50/50	49,1% CAP, 50,7% TMC	24	mmePEG 750	13,3 zu 1	5249	1,76
D5	CAP/TMC 50/50	49,0% CAP, 50,8% TMC	8	mmePEG 750/ mmePEG 550 (1/3)	13,3 zu 1	5075	1,80
D6	CAP/TMC 50/50	48,6% CAP, 51% TMC	24	mmePEG 2000	13,3 zu 1	6500	1,9
D = Diblock-Copolymer; CAP = ε-Caprolacton; TMC = Trimethylencarbonat; PEG = Polyethylenglykol; mmePEG = Poly(ethylenglykol)monomethylether; PD = Polydispersität; Mw = gewichtsmittleres Molekulargewicht; PD und Mw wurden mittels GPC bestimmt. Die Monomerverhältnisse im Polymerproduktwurden durch ¹H-NMR bestimmt.

Charakterisierung wäßriger Mizellenlösungen der Diblock-Copolymere
Da die Diblock-Copolymere aufgrund ihrer selbstemulgierenden Eigenschaften, d. h. aufgrund ihrer Fähigkeit, spontan in Wasser Mizellen zu bilden, eingesetzt werden sollen, wurden wäßrige Lösungen der Diblock-Copolymere untersucht. Bestimmt wurden die Größe und die Form der Mizellen und die kritische Mizellenkonzentration, d. h. die Konzentration, bei der sich die Mizellen bilden.
Größe der Mizellen
Die Größe der Mizellen von 100 mg/ml-Diblock-Copolymerlösungen in Wasser wurden durch Photonenkorrelationsspektroskopie bei 25°C mit einem Coulter N4MD oder einem Malvern Autosizer 4700 bestimmt.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefaßt. Die Größe der durch die Zugabe von Wasser zu den Diblock-Copolymeren gebildeten selbstaggregierten Strukturen lag im Bereich von 15 bis 125 nm. Es wurde gefunden, daß Mizellen, die von Copolymeren mit der gleichen Ausgangszusammensetzung, die jedoch aus verschiedenen Chargen stammten (Copolymere D4.1, D4.3 und D4.4, siehe Tabelle 1), gebildet wurden, eine sehr ähnliche Größe hatten (schwankend zwischen 15 und 23 nm).
Zur Bestimmung der Form der Mizellen wurden auch Beobachtungen mit Kryotransmissionselektronenmikroskopie (Kryo-TEM) durchgeführt (Copolymere D2 und D4.3). Hierzu wurde eine wäßrige Polymerlösung mit einer Konzentration von 10 mg/ml angefertigt. Ein kleiner Tropfen der Lösung wurde auf ein TEM-Raster gegeben. Der Überschuß an Lösung wurde mit Filterpapier beseitigt, so daß man einen dünnen Film (< 100 nm) erhielt. Die Probe wurde dann schnell in kryogenes flüssiges Ethan getaucht. Das Raster wurde herausgenommen und unter flüssigem Stickstoff auf einem Kryo-TEM-Halter befestigt, der in ein Philips CM12 TEM eingelegt wurde. Die Analysen wurden bei –172°C bei 120 kV durchgeführt. Die auf diese Weise erhaltenen Bilder zeigten eindeutig sphärische Strukturen.
Bestimmung der kritischen Mizellenkonzentration (KMK)
Für die Untersuchung der KMK der Diblock-Copolymere wurde die Oberflächenspannung von zunehmende Mengen an Diblock-Copolymer (10^–8 bis 10^–3 g/ml) enthaltenden wäßrigen Lösungen bei 37°C gemäß der Ring-Methode (Du Noüy-Tensiometer) gemessen. Die Oberflächenspannung der Lösungen nahm mit zunehmender Polymerkonzentration ab, bis die Oberflächenspannung konstant blieb, was darauf hindeutete, daß die KMK erreicht war. Die KMK wurde am Schnittpunkt zweier linearer Regressionslinien bestimmt.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefaßt. Aus diesen Ergebnissen kann die Schlußfolgerung gezogen werden, daß die KMK ausreichend niedrig ist, um sicherzustellen, daß, wenn zum Beispiel 100 mg Polymer oral verabreicht werden, die Konzentration im Magen-Darm-Trakt deutlich über der KMK des Copolymers bleibt, so daß das Polymer im Magen-Darm-Trakt in Mizellenform bleibt, was Voraussetzung dafür ist, daß die Löslichkeit des gleichzeitig verabreichten schlecht wasserlöslichen Arzneimittels erhöht wird.
Stabilität der Mizellen
Zur Bewertung des Verhaltens der Mizellen der vorliegenden Diblock-Copolymere in Magenflüssigkeiten wurden wäßrige Lösungen der Copolymere D4.1 und D4.2 mit zunehmenden Mengen der Copolymere bei 37°C bei einem pH-Wert von 2 (der pH-Wert wurde mit einer 0,1M HCl-Lösung eingestellt) zubereitet, und die KMK wurde bestimmt.
Die KMK betrug bei einem pH-Wert von 2 und 37°C 5·10^–5 g/ml für D4.1 und 4,1·10^–5 g/ml für D4.2. Diese Daten bestätigen, daß die Copolymere unter physiologischen Bedingungen Mizellen bilden können.
Ebenfalls untersucht wurde der Einfluß der Ionenstärke auf die Mizellenbildung durch die Polymere D1.6, D4.2 und D5. Die Polymere waren dazu in der Lage, in Lösungen von 0,09%, 0,9% und 9% (w/v) NaCl Mizellen zu bilden. Die Mizellenbildung in einer 1%igen Albuminlösung und in FESSIF-Puffer (FESSIF = fed state simulated intestinal fluid) und FASSIF-Puffer (FASSIF = fasted state simulated intestinal fluid) wurde bestimmt. Es wurde gefunden, daß die Polymere auch in diesen Medien Mizellen bilden konnten. FESSIF- und FASSIF-Puffer sind dem Fachmann gut bekannt.
Mizellisierungsenergie
Die in den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung verwendeten Diblock-Copolymere sind dadurch gekennzeichnet, daß sie selbstemulgierende Eigenschaften aufweisen. Um diese Aussage zu stützen, wurde die Mizellisierungsenergie durch die folgende Gleichung aus der kritischen Mizellenkonzentration bestimmt: ΔG0 = RT ln Xcmc mit

R: = Gaskonstante = 8,3143 J/K mol
T: = Temperatur in °K
X_cmc: = Konzentration bei der KMK in Molfraktion
ΔG₀: = Mizellisierungsenergie in kJ/mol

Die berecheneten Werte für die Mizellisierungsenergie verschiedener Copolymere sind in Tabelle 2 angeführt.

Die negativen Werte für die Mizellisierungsenergie zeigen, daß die Mizellenbildung spontan erfolgt (keine zusätzliche Energie erfordert). Tabelle 2: Physikochemische Charakterisierung von wäßrigen Lösungen der Diblock-Copolymere

Polymer	Größe (nm)	KMK (Ringmethode) (g/ml)	Mizellisierungsenergie (kJ/mol)
D1.2	125	2,9·10^–5	–41,6
D1.3	90	9,3·10^–5	–38,8
D1.4	94	10^–4	–38,2
D1.5	92	5·10^–4	–34
D1.6	76	1,7·10^–5	–43
D2	31	6,3·10^–5	–37,7
D4.1	20	1,2·10^–5	–42,9
D4.2	20	1,3·10^–5	–44,3
D4.3	15	8,3·10^–4	–32,7
D4.4	23	1·10^–5	–44,3
D5	25	2,6·10^–5	–41,7
D6	85	5·10^–5	–44,3

Löslichkeitsstudien mit schlecht wasserlöslichen Arzneimitteln in wäßrigen Lösungen der Diblock-Copolymere
Die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung sind dazu in der Lage, bei der Zugabe zu einem wäßrigen Medium Lösungen von mit Arzneimittel beladenen Mizellen zu bilden. Bestimmt wurden die Kapazität zum Beladen mit Arzneimittel, die Solubilisierungsfähigkeit der Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung.

Untersucht wurde die Löslichkeit von BCS-(BioClassification System) Klasse-II-Modellverbindungen in den Mizellenlösungen: Als Modellverbindungen wurden Risperidon, Ketoconazol, Hydrocortison, Indomethacin, Cyclosporin, Amphotericin B, TMC 120, TMC 125, 4-[[4-[[4-(2-Cyanoethenyl)-2,6-dimethylphenyl]amino]-2-pyrimidinyl]amino]benzonitril, 3-[[4-[(2E)-3-(4-Fluorphenyl)-2-methyl-2-propenyl]-1-piperazinyl]methyl]-3a,4-dihydro-7,8-dimethoxy-3H-[1]benzopyrano[4,3-c]isoxazol [(3R,3aS)-rel-(+)] (CA-Indexname: 452314-01-1), N-[[(5S)-3-[4-(2,6-Dihydro-2-methylpyrrolo[3,4-c]pyrazol-5(4H-yl)-3-fluorphenyl]-2-oxo-5-oxazolidinyl]methyl]acetamid (CA-Indexname: 474016-05-2), (Z)5-[[3-(5,6,7,8-Tetrahydro-3,5,5,8,8-pentamethyl-2-naphthalinyl)-4-(trifluormethoxy)phenyl]methylen]-2,4-thiazolidindion (CA-Indexname: 329215-18-1), N3-[4-(Aminosulfonyl)phenyl]-1-(2,6-difluorbenzoyl)-1H-1,2,4-triazol-3,5-diamin (CA-Indexname: 443797-96-4), 3-(2,3-Dihydro-5-benzofuranyl)-1,2,3,4-tetrahydro-2-(2-pyridinyl)-9H-pyrrolo[3,4-b]chinolin-9-on, (3R)-Monomethansulfonat; 3-(2,3-Dihydro-5-benzofuranyl)-1,2,3,4-tetrahydro-2-[5-(2-pyridinyl)-2-pyrimidinyl]-9H-pyrrolo[3,4-b]chinolin-9-on, (3R) (CA-Indexname: 374927-06-7) gewählt. Die Löslichkeit dieser Arzneimittel in Wasser ist in Tabelle 3 angeführt. Tabelle 3: Löslichkeit der Modellverbindungen in Wasser

Arzneimittel	Löslichkeit in Wasser *(mg/ml)
Risperidon	0,060
Ketoconazol	0,010
Indomethacin	0,010
Hydrocortison	0,035
Cyclosporin	0,001
Amphotericin B	0,0001
TMC 120 (4-[[4-[(2,4,6-Trimethylphenyl)amino]-2-pyrimidinyl]amino]benzonitril)	< 0,001
TMC 125 (4-[[6-Amino-5-brom-2-[(4-cyanophenyl)amino]-4-pyrimidinyl]oxy]-3,5-dimethylbenzonitril)	< 0,001
4-[[4-[[4-(2-Cyanoethenyl)-2,6-dimethylphenyl]amino]-2-pyrimidinyl]amino]benzonitril	0,00002
3-[[4-[(2E)-3-(4-Fluorphenyl)-2-methyl-2-propenyl]-1-piperazinyl]methyl]-3a,4-dihydro-7,8-dimethoxy-3H[1]-benzopyrano[4,3-c]isoxazol[(3R,3aS)-rel-(+)] (CA-Indexname: 452314-01-1)	0,003
N-[[(5S)-3-[4-(2,6-Dihydro-2-methylpyrrolo[3,4-c]pyrazol-5(4H)-yl)-3-fluorphenyl]-2-oxo-5-oxazolidinyl]methyl]acetamid (CA-Indexname: 474016-05-2)	0,016
(Z)5-[[3-(5,6,7,8-Tetrahydro-3,5,5,8,8-pentamethyl-2-naphthalinyl)-4-(trifluormethoxy)phenyl]methylen]-2,4-thiazolidindion (CA-Indexname: 329215-18-1)	< 0,0005
N3-[4-(Aminosulfonyl)phenyl]-1-(2,6-difluorbenzoyl)-1H-1,2,4-triazol-3,5-diamin (CA-Indexname: 443797-96-4)	0,015
3-(2,3-Dihydro-5-benzofuranyl)-1,2,3,4-tetrahydro-2-(2-pyridinyl)-9H-pyrrolo[3,4-b]chinolin-9-on, (3R)-Monomethansulfonat	0,190
3-(2,3-Dihydro-5-benzofuranyl)-1,2,3,4-tetrahydro-2-[5-(2-pyridinyl)-2-pyrimidinyl]-9H-pyrrolo[3,4-b]chinolin-9-on, (3R) (CA-Indexname: 374927-06-7)	< 0,001
*die Löslichkeit des Arzneimittels in Wasser wurde gemessen, indem man entsprechende Mengen des Arzneimittels 24 Stunden lang mit Wasser mischte und die Extinktion der Lösung mittels UV-Spektroskopie bestimmte (die Daten sind ausgedrückt als Mittelwerte von jeweils drei Proben).

Zum Messen der Arzneimittelbeladungskapazität für Ketoconazol, Risperidon, Hydrocortison, Indomethacin und Cyclosporin wurde ein Überschuß an Arzneimittel bei Raumtemperatur 24 Stunden lang auf einem Magnetrührer mit dem Copolymer gemischt. Dann wurde mit Wasser versetzt, so daß man eine Polymerkonzentration von 1, 3,15, 10 oder 31,5% w/v (Gewicht/Volumen) erhielt. Die Mischung aus Arzneimittel, Polymer und Wasser wurde 24 Stunden lang gerührt. Die Suspension wurde dann über einen 0,45-μm-PVDF-Membranfilter filtriert. Die filtrierte Lösung wurde sofort zur Bestimmung der Arzneimittelkonzentration verdünnt.
Die Arzneimittelkonzentration wurde mittels UV-Spektroskopie (KONTRON Uvikon 940 UV/Vis-Spektrometer HP8453 von Hewlett Packard) gegen eine Leerprobe mit der gleichen Polymerkonzentration bestimmt. Durch das Filtrieren der das Copolymer und das Arzneimittel enthaltenden Proben über den 0,45-μm-PVDF-Membranfilter (Millipore SLHV025LS) wurde keine signifikante Verminderung der Extinktion induziert.
Die Löslichkeit von Amphotericin B in 1 und 10%igen (w/v) wäßrigen Lösungen von Polymer D4.1 wurde wie folgt bestimmt: 100 μl einer Amphotericin-B-Stammlösung (10 mg/ml in Dimethylsulfoxid) wurden in ein Vial gegeben, und das Lösungsmittel wurde abdampfen gelassen. Polymer (0,1 g beziehungsweise 1 g) wurde zugesetzt, und es wurde 24 Stunden lang gemischt. Dann wurden 10 ml ultrareines Wasser zur Bildung der Mizellenlösung zugesetzt, und die Lösung wurde filtriert (0,45 μm). Die Menge an Amphotericin B wurde mit einem UV/Vis-Spektrometer vom Typ HP8453 nach Verdünnen der Lösungen mit der entsprechenden Polymerlösung, so daß man eine Extinktion zwischen 0,2 und 0,8 erhielt, quantifiziert.
Die Löslichkeit der anderen Modellverbindungen in wäßrigen Lösungen von Polymer D4.1 wurde bestimmt, indem man die Modellverbindung direkt 24 Stunden lang bei Raumtemperatur mit der Polymerlösung mischte. Die getesteten Polymerkonzentrationen betrugen 1, 5, 10 und 20% (w/v). Die erhaltenen Suspensionen wurden dann über einen 0,45-μm-PVDF-Membranfilter filtriert. Die filtrierte Lösung wurde sofort zur Bestimmung der Verbindungskonzentration mittels UV-Spektroskopie verdünnt. (Eine Polymerlösung mit der gleichen Konzentration wie die zu analysierende Probe wurde als Leerwert verwendet).

Die Löslichkeit von Risperidon, Ketoconazol, Hydrocortison, Indomethacin, Cyclosporin und Amphotericin B sind in Tabelle 4A aufgeführt. In Tabelle 4B sind die Ergebnisse für die anderen getesten Verbindungen aufgeführt. Tabelle 4A: Löslichkeit von Risperidon, Ketoconazol, Hydrocortison, Indomethacin, Cyclosporin und Amphotericin B (mg/ml) in wässerigen Lösungen von Diblock-Copolymeren der Formel A–B. Die Löslichkeit wurde jeweils dreifach bei Raumtemperatur bestimmt.

	Polymerkonzentration (w/v%)
Ketoconazol	1%	3,15%	10%	31,5%

Polymer
D1.6	0,22	0,55	2,2	6,5
D2	0,23	0,55	1,75	5,9
D4.1	0,16	0,58	1,81	4,79
D4.2	0,18	0,53	1,88	5,91
Risperidon
Polymer
D1.6	0,38	0,79	2,9
D2	0,50	1,01	2,7	7,5
D4.1	0,32	0,95	2,03	5,90
D4.2	0,33	0,79	2,49	6,89
D4.4	0,32	0,7	1,97
Hydrocortison
Polymer
D4.3	0,43	0,65	1,39
D4.4	0,42	0,56	1,47
Indomethacin
Polymer
D4.3	0,36	1,23	3,7
Cyclosporin
Polymer
D4.1	0,017	1,290	4,323
Amphotericin B
Polymer
D4.1	0,02		0,04

Tabelle 4B: Löslichkeit der getesteten Modellverbindungen (mg/ml) in wäßrigen Lösungen von Diblock-Copolymer D4.1. Die Löslichkeit wurde jeweils zweifach bei Raumtemperatur bestimmt.

Verbindung	D4.1-Polymerkonzentration (w/v%)	Löslichkeit (mg/ml)
3-[[4-[(2E)-3-(4-Fluorphenyl)-2-methyl-2-propenyl]-1-piperazinyl]methyl]-3a,4-dihydro-7,8-dimethoxy-3H-[1]benzopyrano[4,3-c]isoxazol[(3R,3aS)-rel-(+)] (CA-Indexname: 452314-01-1)	1	0,200
	5	1,010
	10	1,880
	20	3,860
N-[[(5S)-3-[4-(2,6-Dihydro-2-methylpyrrolo[3,4-c]pyrazol-5-(4H)-yl)-3-fluorphenyl]-2-oxo-5-oxazolidinyl]methyl]acetamid (CA-Indexname: 474016-05-2)	1	0,020
	5	0,060
	10	0,100
	20	0,190
(Z)5-[[3-(5,6,7,8-Tetrahydro-3,5,5,8,8-pentamethyl-2-naphthalinyl)-4-(trifluormethoxy)phenyl]methylen]-2,4-thiazolidindion (CA-Indexname: 329215-18-1)	1	0,034
	5	0,130
	10	0,350
	20	0,580
N3-[4-(Aminosulfonyl)phenyl]-1-(2,6-difluorbenzoyl)-1H-1,2,4-triazol-3,5-diamin (CA-Indexname: 443797-96-4)	1	0,530
	5	2,710
	10	5,760
	20	13,890
3-(2,3-Dihydro-5-benzofuranyl)-1,2,3,4-tetrahydro-2-(2-pyridinyl)-9H-pyrrolo[3,4-b]chinolin-9-on, (3R)-Monomethansulfonat	1	4,370
	5	9,830
	10	12,380
	20	13,950
3-(2,3-Dihydro-5-benzofuranyl)-1,2,3,4-tetrahydro-2-[5-(2-pyridinyl)-2-pyrimidinyl)-9H-pyrrolo[3,4-b]chinolin-9-on, (3R) (CA-Indexname: 374927-06-7)	1	0,018
	5	0,081
	10	0,150
	20	0,280
TMC 125	1	0,06
	5	0,3
	10	0,52
	20	0,87
4-[[4-[[4-(2-Cyanoethenyl)-2,6-dimethylphenyl]amino]-2-pyrimidinyl]amino]benzonitril	1	0,05
	5	0,12
	10	0,23
	20	0,44

Ein Vergleich der in Tabelle 4A und Tabelle 4B angeführten Werte mit den Löslichkeitswerten in Wasser (Tabelle 3) zeigt, daß die Copolymer-Mizellenlösungen die Wasserlöslichkeit der Modellarzneimittel signifikant verbessert. So ist zum Beispiel die Löslichkeit von Hydrocortison in einer 1% Copolymer D4.3 enthaltenden Lösung 0,43 mg/ml, während seine Löslichkeit in Wasser 0,035 mg/ml beträgt. Dies bedeutet, daß die Löslichkeit um einen Faktor von 12 erhöht wird. Die Löslichkeit von Indomethacin in einer 1%igen (w/v) wäßrigen Lösung von Polymer D4.3 beträgt 0,36 mg/ml. Da seine Löslichkeit in Wasser 0,01 mg/ml ist, verbesserte das Copolymer seine Löslichkeit um einen Faktor von 36.
Die in Tabelle 4A zusammengefaßten Daten für die Copolymerreihe D4 (D4.1, D4.3 und D4.4) weisen auf die Reproduzierbarkeit der Löslichkeitseigenschaften des gleichen Polymers von einer Synthesecharge zur nächsten.
Der Einfluß der Polymerkonzentration auf die Löslichkeit der Modellarzneimittel wurde ebenfalls untersucht. Wie aus den Tabellen 4A und 4B hervorgeht, nimmt die Löslichkeit nahezu aller Arzneimittel linear mit der Polymerkonzentration zu.
Aus den Tabellen 4A und 4B geht weiterhin hervor, daß annehmbare Arzneimittelgehalte ohne die Verwendung von organischen Lösungsmitteln erhalten wurden. Der Arzneimittelgehalt (Gew.-%) wurde wie folgt berechnet:
Die die Löslichkeit verbessernde Kapazität der Diblock-Copolymere der vorliegenden Erfindung (wie oben beschrieben) wurde mit der herkömmlicher Tenside und Komplexbildner wie Tween 20, Tween 80 und Cyclodextrin verglichen. Es wurde gefunden, daß bei den meisten getesteten Verbindungen die Menge an durch die erfindungsgemäßen Copolymere solubilisiertem Arzneimittel wenigstens zweimal größer war (gewöhnlich 20- bis 50mal größer) als die mit den herkömmlichen Lösungsvermittlern solubilisierte Menge.
In vitro-Bewertung der Zytotoxizität von Diblock-Copolymer D4.3
Um für die Verkapselung von Arzneimitteln in pharmazeutischen Zusammensetzungen in Frage zu kommen, sollten die Diblock-Copolymere nicht-toxisch sein.
Zur Bewertung der Zytotoxizität gegen das Darmepithel wurde ein klassischer MTT-Test mit D4.3-Polymer an Caco-2-Monoschichten durchgeführt.
Der MTT-Test beruht auf der Reduktion von MTT (3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazoliumbromid) zu dem blauen Formazanprodukt durch das mitochondriale Enzym Succinatdehydrogenase in lebensfähigen Zellen (Mosmann T. J. in Immunological Methods, 65, 55–63, 1983). Er wurden 10⁴ Zellen pro Vertiefung in 96 Vertiefungen 48 Stunden lang bei 37°C inkubiert. Anschließend wurde das Inkubationsmedium entfernt, und die Zellen wurden bei 37°C 45 Minuten lang mit 180 μl der Mizellenlösung in Krebs (0,1 g D4.3/ml) inkubiert. Nach dem Entfernen der Lösung wurden 180 μl frisches Medium (Krebs-Lösung) sowie 25 μl MTT (1 g/l in PBS) in jede Vertiefung gegeben. Nach einer 2stündigen Inkubation bei 37°C wurde das Medium entfernt, in jede Vertiefung wurden zum Lösen des blauen Formozans 25 μl Glycinpuffer und dann 100 μl Dimethylsulfoxid gegeben und die optische Absorption bei 490 nm wurde abgelesen. Der MTT-Test wurde außerdem in Gegenwart einer negativen Kontrolle (Medium) und einer positiven Kontrolle (Brij 35) durchgeführt.
Die für die das Diblock-Copolymer enthaltenden Lösungen erhaltenen Ergebnisse unterschieden sich nicht signifikant von der negativen Kontrolle, was darauf hindeutet, daß das Copolymer als nicht toxisch gegenüber Caco-2-Zellen angesehen werden kann.
Der MTT-Test wurde auch mit mit Risperidon oder Ketoconazol beladenen D4.3-Mizellen, mit den freien Arzneimitteln und mit anderen Copolymeren aus Tabelle 1 durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse waren ähnlich den oben beschriebenen.
In vivo-Bestimmung der biologischen Verfügbarkeit von in Copolymer D4.3 verkapseltem Risperidon
Da die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung für die orale oder parenterale Verabreichung verwendet werden können, wurde untersucht, ob in den Copolymeren der vorliegenden Erfindung verkapselte, oral verabreichte Arzneimittel die Darmbarriere und die Blut-Hirn-Schranke in vivo passieren und ihre Rezeptoren erreichen können. Bei dem in dieser Studie verwendeten Modell-Arzneimittel handelt es sich um Risperidon, ein antipsychotisches Arzneimittel, daß sich an die D2-Dopaminrezeptoren anlagert. Diese Rezeptoren befinden sich hauptsächlich in der temporalen Cortex und genauer gesagt im Striatum und in der Hirnanhangsdrüse; das Striatum befindet sich auf der anderen Seite der Hirnschranke. Dieser Test wurde mit Risperidon durchgeführt, das in aus dem Copolymer D4.3 bestehenden Mizellen transportiert wurde. Das Prinzip des verwendeten Verfahrens beruht auf der Quantifizierung der Rezeptorbelegung durch Autoradiographie unter Verwendung eines [¹²⁵I]-Radioliganden (Langlois X, Te Riele P., Wintmolders C., Leysen J. E., Jurzak M., J. of Pharmacology and Exp. Therapeutics, 299, 712–717, 2001).
Männliche Wistar-Ratten (~200 g) wurden durch orale Verabreichung von Vehikeln mit 2,5 mg/kg Risperidon solubilisiert in drei verschiedenen Vehikeln (0,625 Vol.-% Weinsäure (als Referenz), 1% (w/v) Copolymer D4.3 in Wasser und 10% (w/v) D4.3 in Wasser) behandelt. Die Tiere wurden 2 Stunden nach der Verabreichung durch Enthaupten getötet.
Nach dem Enthaupten wurden sofort die Hirne aus den Schädeln entnommen und in Trockeneis schockgefroren (gekühltes 2-Methylbutan (–40°C)), ungefähr 2 Minuten. Die Hirne wurden vor dem Sezernieren wenigstens 24 Stunden lang bei –20°C aufbewahrt. Mit einem Leica CM 3050 Kryostat-Mikrotom wurden 20-μm-dicke Frontalschnitte angefertigt, die auf adhäsiven Mikroskop-Objektträgern taufixiert wurden. Auf jedem Objektträger wurden drei benachbarte Hirnschnitte von dem gleichen Tier angebracht. An zwei Hirnschnitten wurde die Gesamtbindung gemessen, und an dem dritten Schnitt wurde die nichtspezifische Bindung bestimmt. Die Schnitte wurden vor der Inkubation mit dem Radioliganden ([¹²⁵I] Iodosulpride, Amersham) wenigstens 24 Stunden lang bei –20°C aufbewahrt.
Die Belegung der D2-Rezeptoren durch Risperidon wurde im Striatum und in der Hirnanhangsdrüse jeder einzelnen Ratte bestimmt. Zur Anwendung kam die folgende allgemeine Vorschrift: nach dem Auftauen wurden die Schnitte unter einem Strom kalter Luft getrocknet. Um eine Dissoziation des Arzneimittel-Rezeptor-Komplexes zu verhindern, wurden die Schnitte vor der Inkubation nicht gewaschen. Hirn- und Hirnanhangsdrüsenschnitte von mit Arzneimittel behandelten und mit Vehikel behandelten Tieren wurden parallel mit dem Radioliganden inkubiert, und die 10-Minuten-Inkubationszeiten wurden strikt eingehalten. Nach der Inkubation wurde der Überschuß an Radioliganden mit eiskaltem Puffer gefolgt von kurzem Spülen mit kaltem destillierten Wasser abgewaschen. Die Schnitte wurden anschließend in einem Strom kalter Luft getrocknet, in eine lichtdichte Kassette gegeben und mit Ektascan GRL-Filmen (Kodak) bedeckt. Nach der Belichtungszeit wurden die Filme in einem Kodak X-Omat-Prozessor entwickelt.
Die Autoradiogramme wurden mit einem MCID ("MicroComputer Imaging Device") M1-Bild-Analyzer (Imaging Research, St-Catharines, Ontario, Canada) quantifiziert. Die optischen Dichten wurden nach Eichung des Bild-Analyzers mit durch gemeinsames Belichten der Gewebeschnitte mit im Handel erhältlichen Polymerstandards ([¹²⁵I] Micro-scales, Amersham) erhaltenen Grauwerten in die Konzentrationen an gebundener Radioaktivität umgewandelt. Die spezifische Bindung wurde als die Differenz zwischen der Gesamtbindung und der nichtspezifischen Bindung berechnet. Die Ex-vivo-Rezeptormarkierung durch den Radioliganden in Hirnschnitten von mit Arzneimittel behandelten Tieren wurde in Prozent der Rezeptormarkierung in entsprechenden Hirnschnitten der mit Vehikel behandelten Tiere ausgedrückt. Da lediglich nicht belegte Rezeptoren für den Radioliganden verfügbar sind, ist die ex-vivo-Rezeptormarkierung umgekehrt proportional zur Rezeptorbesetzung durch das in vivo verabreichte Arzneimittel. Die prozentuale Rezeptorbelegung durch das dem Tier verabreichte Arzneimittel entspricht 100% minus dem Prozentsatz der markierten Rezeptoren im behandelten Tier.
Um die Hirnanhangsdrüse zu erreichen, muß das Arzneimittel die Darmbarriere passieren und mit dem Blut zur Drüse gebracht werden. Um das Striatum zu erreichen, muß das Arzneimittel zusätzlich noch die Blut-Hirn-Schranke überwinden. Risperidon wurde in einem Referenzvehikel (Weinsäure) verabreicht oder nach Solubilisieren in einer wäßrigen Lösung mit 1% oder 10% Copolymer D4.3 verabreicht.
Die erhaltenen Ergebnisse deuten darauf hin, daß von den Copolymerlösungen oder der Referenzlösung transportiertes Risperidon die in der Hirnanhangdrüse befindlichen D2-Rezeptoren erreichen könnte.
Um die Hirnanhangsdrüse zu erreichen, muß das Arzneimittel die Darmbarriere passieren und mit dem Blut zur Drüse gebracht werden.
Die erhaltenen Ergebnisse deuten außerdem darauf hin, daß von den Copolymerlösungen oder der Referenzlösung transportiertes Risperidon die im Striatum befindlichen D2-Rezeptoren erreichen könnte. Um das Striatum zu erreichen, muß das Arzneimittel die Darmbarriere passieren und darüber hinaus die Blut-Hirn-Schranke überwinden.
Diese Ergebnisse deuten darauf hin, daß die orale Verabreichung von Risperidon mit dem selbstemulgierenden Copolymer D4.3 die Passage dieses Arzneimittels durch die Darmbarriere nicht beeinflußte. Sie deuten weiterhin darauf hin, daß Risperidon, ob in den Mizellen verkapselt oder nicht, die Blut-Hirn-Schranke überwindet und die Targetrezeptoren erreicht.
Das obige Experiment wurde auch als Funktion der Zeit für die Referenzlösung und für die 10%ige (w/v) wäßrige Lösung von D4.3 durchgeführt. Zu diesem Zweck wurden Tiere 10 Minuten, 30 Minuten, 1 Stunde, 2 Stunden, 4 Stunden, 8 Stunden, 16 Stunden und 24 Stunden nach der Verabreichung des Risperidonpräparats getötet. Beide Formulierungen zeigten während der ersten 8 Stunden eine vergleichbare D2-Rezeptorbelegung. Während dieses Experiments wurden die üblichen pharmakokinetischen Parameter des aktiven Metaboliten nach der oralen Verabreichung der beiden Risperidonlösungen durch LCMS-Analyse der Plasmaproben bestimmt. Es wurde gefunden, daß die AUC des Arzneimittels etwas größer war, wenn das Arzneimittel in der erfindungsgemäßen Mizellenlösung solubilisiert war. Die längere Halbwertszeit und die niedrigere Cmax, die für die Mizellenlösung im Vergleich zu der Referenzlösung bestimmt wurden, legen nahe, daß die polymeren Mizellen eine anhaltende Freisetzung des Arzneimittels bewirken könnten. Dieser Befund bestätigte eine in-vitro-Studie zur Freisetzung von Risperidon aus einer Mizellenlösung der vorliegenden Erfindung. Die in-vitro-Freisetzungsstudie wurde durchgeführt, indem man eine erfindungsgemäße Mizellenlösung mit radioaktivem C¹⁴-Risperidon gegen Wasser dialysierte und die Radioaktivität durch Flüssigszintillationsauszählung der aus dem Wasser entnommenen Proben als Funktion der Zeit bestimmte.
Auswirkung der Verkapselung von Amphotericin B in erfindungsgemäßen Mizellen auf die durch das Arzneimittel induzierte Hämolyse
Bei Amphotericin B handelt es sich um ein Arzneimittel, das zur Behandlung von systemischer Mykose angewendet wird. Es ist schlecht wasserlöslich, es sei denn, es wird mit Desoxycholat formuliert (Fungizone^®). Es ist bekannt, daß Amphotericin B eine Hämolyse induziert.
Zur Bestimmung der Auswirkung der Verkapselung von Amphotericin B auf die durch das Arzneimittel induzierte Hämolyse wurden die durch verschiedene Konzentrationen des Arzneimittels (0, 3, 6, 12, 18, 24 μg/ml), das als eine wasserlösliche Formulierung formu liert war und in einer 10%igen Mizellenlösung des Polymers D4.3 verkapselt war, induzierten Hämolysen verglichen.
Die Proben wurden wie folgt zubereitet:

• Wasserlösliche Formulierung: 50 mg Fungizone^® (= 50 mg Amphotericin B + 41 mg Natriumdesoxycholat + 20,2 g Dinatriumphosphat und Mononatriumphosphat) wurden in 10 ml Wasser für Injektionszwecke (Mini-Plasco^®) gelöst. Die verschiedenen Konzentrationen wurden durch Verdünnen dieser Lösung mit isotonischer phosphatgepufferter Kochsalzlösung („phosphate-buffered saline", PBS, pH-Wert 7,41) erhalten.
• Amphotericin B verkapselt in einer 10%igen Mizellenlösung von Polymer D4.3. Die Lösungen wurden durch Mischen der in isotoner PBS zubereiteten Mizellenlösung für eine Nacht mit Amphotericin B (Sigma-Aldrich, zellkulturgetestet), das aus einer Lösung in Dimethylsulfoxid nach Verdampfen erhalten wurde, hergestellt.

Rote Blutkörperchen von 3 Ratten wurden durch intrakardiale Punktion gewonnen. Das Blut wurde anschließend zentrifugiert (2000 Umdrehungen pro Minute – 10 Minuten – 25°C), und der Überstand wurde verworfen. Die roten Blutkörperchen wurden mit isotonischer PBS so verdünnt, daß man bei 100% Hämolyse eine Extinktion zwischen 0,8 und 1 erhielt. 2,5 ml der Lösung der roten Blutkörperchen wurde unter Rühren 30 Minuten lang bei 37°C mit 2,5 ml der verschiedenen Lösungen inkubiert. Nach Zentrifugieren (2000 U/min – 10 min – 25°C) wurde die Extinktion bei 567 nm gemessen. Eine vollständige Hämolyse wurde durch eine hypoosmotische wäßrige Lösung mit 24 μg/ml Fungizone^® bewirkt (Tasset et al., 1990).
Die prozentuale Hämolyse wurde mit der folgenden Formel bestimmt: % Hämolyse = 100 (Ext – Ext0)/(Ext100 – Ext0)wobei

Ext: = Extinktion der Probe
Ext 100: = Extinktion bei 100% Hämolyse
Ext 0: = Extinktion bei 0% Hämolyse (Lavasanifar et al., 2002)

Es wurde gefunden, daß, wenn Amphotericin in der Mizellenlösung verkapselt war, die Hämolyse bei einer Amphotericin-B-Konzentration von bis zu 12 μg/ml auf unter 5% begrenzt war, während Fungizone^®, die wasserlösliche Formulierung von Amphotericin B, eine 25%ige Hämolyse selbst bei einer Amphotericin-B-Konzentration von nur 6 μg/ml verursachte. Eine Mizellenverkapselung in den Mizellen der vorliegenden Erfindung vermindert somit die toxische Wirkung von Amphotericin B.
Aus den oben angeführten Experimenten kann geschlußfolgert werden, daß die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung vielversprechende Mizellenverabreichungssysteme für die Verabreichung schlecht wasserlöslicher Arzneimittel, insbesondere bei oraler oder parenteraler Verabreichung, sind. Im Vergleich zu polymere Mizellen bildenden Diblock-Copolymeren aus dem Stand der Technik haben die vorliegenden Copolymere den Vorteil, daß sie in Wasser spontan Mizellen bilden, und diese Mizellen unter physiologischen Bedingungen stabil sind. Für die Herstellung der Mizellen oder die Einarbeitung von Arzneimitteln in Mizellen sind weder übermäßiges Erhitzen noch organische Lösungsmittel oder komplizierte oder zeitaufwendige Herstellungsverfahren erforderlich. Die KMK der vorliegenden Copolymere ist so niedrig, daß davon ausgegangen werden kann, daß die Copolymerkonzentration im Magen-Darm-Trakt oder Blut nach der Verabreichung über der KMK bleibt. Die Synthese der Copolymere ist reproduzierbar. Die Löslichkeit von schlecht wasserlöslichen Arzneimitteln in wäßrigen Lösungen der vorliegenden Copolymere ist verglichen mit reinem Wasser erhöht. Die Copolymere sind gegenüber Caco-2-Zellen nichttoxisch. Experimente mit einem Modell-Arzneimittel zeigten, daß die Copolymere keinen signifikanten Einfluß auf die biologische Verfügbarkeit des Arzneimittels haben. Die Verkapselung von Arzneimittel in den erfindungsgemäßen polymeren Mizellen kann zu einer langsamen, kontrollierten, anhaltenden Freisetzung des Arzneimittels führen. Es ist außerdem möglich, durch eine Verkapselung in die vorliegenden Mizellen die Toxizität des verkapselten Arzneimittels zu reduzieren.

Claims

Diblock-Copolymer der Formel A–B, wobei Polymerblock A für ein geradkettiges, pharmazeutisch unbedenkliches, hydrophiles Polymer mit einem Molekulargewicht < 1000 steht und Polymerblock B für ein Polymer steht, das wenigstens zwei verschiedene Monomere ausgewählt aus Glykolsäure, Propiolacton, γ-Butyrolacton, d-Valerolacton, γ-Valerolacton, e-Caprolacton, Trimethylencarbonat, p-Dioxanon, Tetramethylencarbonat, e-Lacton, 1,5-Dioxepan-2-on enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Diblock-Copolymer bei einer Temperatur unterhalb von 50°C flüssig ist.
Diblock-Copolymer nach Anspruch 1, wobei Polymerblock B für ein Polymer steht, das Monomere ausgewählt aus Glykolsäure, Propiolacton, γ-Butyrolacton, d-Valerolacton, e-Caprolacton, Trimethylencarbonat, p-Dioxanon, Tetramethylencarbonat, e-Lacton, 1,5-Dioxepan-2-on und Mischungen davon enthält.
Diblock-Copolymer nach Anspruch 1, wobei Polymerblock B für ein Polymer steht, das Monomere von Trimethylencarbonat und Monomere ausgewählt aus Glykolsäure, Propiolacton, γ-Butyrolacton, d-Valerolacton, γ-Valerolacton, e-Caprolacton, p-Dioxanon, Tetramethylencarbonat, e-Lacton, 1,5-Dioxepan-2-on und Mischungen davon enthält.
Diblock-Copolymer nach Anspruch 3, wobei Polymerblock B für ein Polymer steht, das Monomere von Trimethylencarbonat und Monomere ausgewählt aus Glykolsäure, Propiolacton, γ-Butyrolacton, d-Valerolacton, e-Caprolacton, p-Dioxanon, Tetramethylencarbonat, e-Lacton, 1,5-Dioxepan-2-on und Mischungen davon enthält.
Diblock-Copolymer nach Anspruch 1, wobei Polymerblock B für ein Polymer steht, das Monomere ausgewählt aus Propiolacton, γ-Butyrolacton, d-Valerolacton, y-Valerolacton, e-Caprolacton, Trimethylencarbonat, p-Dioxanon, Tetramethylencarbonat, e-Lacton und 1,5-Dioxepan-2-on enthält.
Diblock-Copolymer nach Anspruch 5, wobei Polymerblock B zwei verschiedene Monomere ausgewählt aus Propiolacton, γ-Butyrolacton, d-Valerolacton, γ-Valerolacton, e-Caprolacton, Trimethylencarbonat, p-Dioxanon, Tetramethylencarbonat, e-Lacton und 1,5-Dioxepan-2-on enthält.
Diblock-Copolymer nach Anspruch 6, wobei Polymerblock B Monomere ausgewählt aus e-Caprolacton und Trimethylencarbonat enthält.
Diblock-Copolymer der Formel A–B, wobei Polymerblock A für ein geradkettiges, pharmazeutisch unbedenkliches, hydrophiles Polymer mit einem Molekulargewicht < 1000 steht und Polymerblock B für ein Polymer steht, das Monomere von Trimethylencarbonat und Monomere ausgewählt aus Glykolsäure, Propiolacton, γ-Butyrolacton, d-Valerolacton, e-Caprolacton, Trimethylencarbonat, p-Dioxanon, Tetramethylencarbonat, e-Lacton, 1,5-Dioxepan-2-on und Mischungen davon enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Diblock-Copolymer bei einer Temperatur unterhalb von 50°C flüssig ist.
Diblock-Copolymer nach einem der Ansprüche 1–8, wobei Polymerblock A für Poly(C_1-20-alkylenoxid) oder ein Derivat davon steht.
Diblock-Copolymer nach Anspruch 9, wobei es sich bei dem Poly(C_1-20-alkylenoxid) bzw. dem Derivat davon um Poly(ethylenglykol) oder ein Derivat davon, insbesondere Poly(ethylenglykol)monomethylether handelt.
Diblock-Copolymer nach Anspruch 10, wobei das Poly(ethylenglykol) bzw. ein Derivat davon ein Molekulargewicht im Bereich von > 350 bis = 750 aufweist.
Diblock-Copolymer nach Anspruch 11, wobei das Poly(ethylenglykol) bzw. das Derivat davon ein Molekulargewicht von 750 aufweist.
Diblock-Copolymer nach einem der Ansprüche 1 bis 12 mit einem Molekulargewicht im Bereich von 2000 bis 10000.
Diblock-Copolymer nach Anspruch 13 mit einem Molekulargewicht im Bereich von 2000 bis 8000.
Diblock-Copolymer nach Anspruch 14 mit einem Molekulargewicht im Bereich von 2500 bis 7000.
Diblock-Copolymer nach einem der Ansprüche 1 bis 15, das bei Raumtemperatur oder bei 37°C flüssig ist.
Zusammensetzung, enthaltend einen Wirkstoff und ein oder mehrere Diblock-Copolymere der Formel A–B nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung unterhalb von 50°C flüssig ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 17, wobei die Zusammensetzung nicht-wäßrig ist.
Pharmazeutische Dosierungsform, enthaltend eine therapeutisch wirksame Menge einer Zusammensetzung nach Anspruch 17 oder 18.
Pharmazeutische Dosierungsform nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Dosierungsform für die orale Verabreichung eignet.
Pharmazeutische Dosierungsform nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Dosierungsform für die parenterale Verabreichung eignet.
Pharmazeutische Dosierungsform nach einem der Ansprüche 19 bis 21, wobei es sich bei der Dosierungsform um eine wäßrige Lösung handelt.
Verfahren zur Herstellung einer wäßrigen Lösung enthaltend einen Wirkstoff und ein oder mehrere Diblock-Copolymere der Formel A–B nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß man den Wirkstoff mit dem einen oder den mehreren flüssigen Copolymeren, d. h. bei einer Temperatur unterhalb von 50°C, mischt, und anschließend unter Rühren Wasser zusetzt.
Verfahren zur Herstellung einer wäßrigen Lösung enthaltend einen Wirkstoff und ein oder mehrere Diblock-Copolymere der Formel A–B nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß man a) das eine oder die mehreren Copolymere bei einer Temperatur unterhalb 50°C mit Wasser mischt und anschließend b) unter Rühren den Wirkstoff zu der unter a) erhaltenen wäßrigen polymeren Lösung gibt.
Verwendung einer Zusammensetzung nach Anspruch 17 oder 18 zur Herstellung einer pharmazeutischen Dosierungsform für die orale Verabreichung an ein behandlungsbedürftiges menschliches oder nicht-menschliches Tier.
Verwendung einer Zusammensetzung nach Anspruch 17 oder 18 zur Herstellung einer pharmazeutischen Dosierungsform für die parenterale Verabreichung an ein behandlungsbedürftiges menschliches oder nicht-menschliches Tier.
Pharmazeutische Packung, geeignet für den kommerziellen Verkauf, umfassend ein Behältnis, eine pharmazeutische Dosierungsform nach einem der Ansprüche 19 bis 22 und mit der Packung assoziiertes Schriftgut.