DE69218624T2 - Behandlung von peridontalkrankheiten mit alendronat - Google Patents

Behandlung von peridontalkrankheiten mit alendronat

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Verabreichung einer wirksamen Menge von 4-Amino-1-hydroxybutyliden-1,1-bisphosphonsäure oder eines pharmazeutisch annehmbaren Natriumsalzes, einschließlich des Trihydrats von dem Mononatriumsalz (Alendronat), zur Behandlung von parodontaler Erkrankung bei Säugetieren, einschließlich des Menschen.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die parodontale Erkrankung (Pyorrhea) umfaßt die Entzündung und Degeneration des Gewebes, welches die Säugetierzähne umgibt und stützt. Dieses umfaßt die Gingiva, den Alveolarknochen, das parodontale Ligamentum und Cementum. Die Parodontitis oder der Verlust des stützenden Knochens ist die letzte Stufe dieser progressiven Störung und ist der Hauptgrund für den Zahnverlust bei Erwachsenen. Jugendliche erleiden ebenfalls eine Form von Parodontitis, was zu einem Verlust des alveolaren Knochens und nachfolgend zum Verlust der Zähne führt. Die identifizierten ursächlichen Faktoren für diese Krankheit umfassen eine schlechte Hygiene, die zur Bildung eines bakteriellen Plaques führt; Malokklusion, Zahnsteinbildung, Auswirkungen der Nahrung und fehlerhafte Zahnreparaturen. Die Geschwindigkeit des Verlustes an Knochensubstanz (Resorption) hängt von der Ernsthaftigkeit der obigen Zustände oder der verursachenden Faktoren ab. Symptome der Parodentitis umfassen die Vertiefung der Zahnfleischtaschen zwischen der Gingiva und den Zähnen; den Verlust der Verbindung des Zahnfleisches mit den Zähnen; und den Verlust an Knochensubstanz. Mikroben vermehren sich stark in den ausgesparten Bereichen und beschleunigen das Fortschreiten der Krankheit. Die parodontale zahnärztliche Behandlung bleibt die hauptsächliche lindernde Maßnahme dieser Krankheit. Die parodontale zahnärztliche Behandlung (Zahnsteinentfernung und Glättung) kann jedoch einen parodontalen Knochenverlust induzieren oder ist zumindest von einem solchen begleitet.
  • Antibiotika, adstringierende Mittel und Mundwässer sind nicht effektiv für eine Langzeitbehandlung einer parodontalen Erkrankung. Vorsorge zu Hause, die Bürsten, Spülen und Behandlung mit Zahnseide, verbunden mit Ausschaben und Polieren, umfaßt, hilft, der Krankheit vorzubeugen. Andere Vorsorgebehandlungen umfassen Mundspülungen mit Wasserstoffperoxid (3 Prozent H&sub2;O&sub2; in warmem Wasser), carbamidperoxid (Harnstoffwasserstoffperoxid, CH&sub6;N&sub2;O&sub3;) wird ebenfalls für die lokale Behandlung von kleineren Infektionen und Entzündungen, die durch parodontitis verursacht werden, verwendet. Penicillin (1000-1500 mg täglich) oder Erythromycin können verwendet werden, wenn ernsthafte orale Anzeichen oder Symptome vorhanden sind.
  • Ein zusätzlicher Weg zu der Behandlung von parodontaler Erkrankung umfaßt die Verwendung von nichtsteroidalen antiinflammatorischen Mitteln, um das Fortschreiten der Erkrankung zu verhindern. Gemäß US-A-4.677.132 ist es bekannt, daß das analgetische und antiinflammatorische Mittel Etodolac auch die Knochenresorption und den Knochenverlust, der mit einer parodontalen Erkrankung verbunden ist, hemmen kann. Etodolac ist ein substituiertes Pyrano[3,4-b]indolderivat. US-A-4.440.779 beschreibt die Verwendung neuer tricyclischer analgetischer und antiinflammatorischer Mittel, die für die Behandlung von Fieber, Schmerzen und entzündlichen Zuständen im Zusammenhang mit Arthritis, Spondylitis, Gicht, Dysmenorrhoea, Störungen in den oberen Atemwegen und parodontalen Erkrankungen verwendbar sind.
  • Die Verwendung einer Anzahl von Bisphosphonsäurederivaten bei der Behandlung eines weiten Bereichs von störungen des Calciummetabolismus einschließlich Parodontitis ist bekannt. EP-A-320 455 beschreibt, daß die Verwendung von N-Aralkylamino-1-hydroxyalkan-1,1-diphosphonsäurederivaten bei der Behandlung von gleichzeitig inflammatorischen und degenerativen Krankheiten,Osteoporose, Parodontitis und Hyperthyreodismus von Nutzen ist. EP-A-317 505 beschreibt, daß die Verwendung von 1-Hydroxyalkan-1,1- diphosphonsäurederivaten mit Azabicycloalkylsubstitutionen für die Behandlung von Störungen des Calcium-metabolismus von Nutzen ist. Die erwähnten speziellen Krankheiten umfassen Osteoporose, Hyperparathyreodismus, Parodontitis, Arthritis, Neuritis, Bursitis, Tendinitis, Fibrodysplasia, Arteriosklerose, Paget-Syndrom und Osteodystrophia fibrosa. Die Australische Patentanmeldung No. 8781-453-A beschreibt, daß die Verwendung von 2-Heteroarylethan-1,1-diphosphonsäuren bei die Behandlung von Störungen des Calciummetabolismus von Nutzen ist. EP-A-274 346 beschreibt die Verwendung von 1-Aza-heterocycloaminomethyl-1,1-diphosphonsäurederivaten zur Behandlung der gleichen Störungen. EP-A-272 208 beschreibt, daß azacycloalkylsubstituierte 1-Hydroxyalkan-1,1-diphosphonsäureverbindungen ebenfalls verwendbar sind. EP-A-320 118 beschreibt die Verwendung von phosphorhaltigen Peptiden, die als Collagenaseinhibitoren brauchbar sind, und verweist auf parodontale Erkrankungen.
  • Es ist bekannt, wie oben angeregt wurde, daß die Knochenresorption effektiv mit einer Anzahl von Bisphosphonsäurederivaten behandelt werden kann. US-A-4.621.077('077) beschreibt die Verwendung von 4-Amino-1- hydroxybutyliden-1,1-bisphosphonsäure ("ABP") bei der Behandlung von Knochenschwund, der bei verschiedenen Knochenerkrankungen auftritt. Das '077-Patent beschreibt, daß die beanspruchte Bisphosphonsäure und ihr Salz eine Hemmwirkung auf die Knochenreabsorption aufweist. Andere Phosphonatderivate wurden zur Behandlung der Knochenresorption verwendet. US-A- 5.002.937 beschreibt neue Diphosphonsäureverbindungen, die zur Behandlung von Störungen des Calciummetabolismus verwendbar sind. Das 937-Patent beansprucht Aminoalkan-1,1-diphosphonsäuren, in denen die Alkylkette durch ein Sauerstoffatom (eine Etherbindung) unterbrochen ist. EP-A-04 49 405 beschreibt in breitem Umfang die Verwendung von Diphosphonsäuren zur Behandlung von Störungen des Calciummetabolismus. Insbesondere beschreibt diese Europäische Anmeldung die Verwendung des Calciumsalzes von 4-Amino-1- hydroxybutyliden-1,1-bisphosphonsäure bei der Behandlung einer großen Zahl von Knochenerkrankungen einschließlich parodontaler Erkrankung und Schwund des Alveolarfortsatzes. Die gleiche Anmeldung lehrt, daß diese Störungen die Verwendung von Verbindungen erfordern, welche langsam ABP freisetzen. US-A-4.990.503 und US-A-4.973.576 beschreiben neue heterocyclische Bisphosphonsäurederivate, die potente Inhibitoren der Knochenresorption sind. Diese Veröffentlichung weist auch darauf hin, daß die Wirkungen der Bisphosphonate variabel sind und daß mit voneinander verschiedenen Bisphosphonaten entgegengesetzte Wirkungen oder mit identischen Bisphosphonaten bei verschiedenen Konzentrationen verschiedene biologische Reaktionen hervorgerufen werden können. Fleish, H. Clin. Ortop., 217, 72-78 (1987).
  • US-A-3.962.432, ausgegeben am 8. Juni 1976, beschreibt die Verwendung von 3-Amino-1-hydroxypropan-1,1-diphosphonsäure bei der Bekämpfung von Zahnstein. US-A-4.446.052 beschreibt die Verwendung eines Calciumsalzes eines 1-Hydroxy-3-aminopropan-1,1-diphosphonsäurederivats für die Behandlung von Zahnstein und Plaques. US-A-4.877.603 lehrt die Verwendung von geminalen Diphosphonatpolymeren bei der Behandlung von Plaques. Verschiedene andere Patente beschreiben die Verwendung von Phosphonaten als Antigingivitismittel. Diese schließen US-A-3.429.963, US-A-4.102.993, US-A- 4.042.679, US-A-4.100.270, US-A-4.098.880, US-A-4.123.512 und US-A- 4.138.477 ein. Parodontale Zerstörung bei Reisratten kann durch Bisphosphonate gehemmt werden. Fleish, H. Clin. Ortop., 217, 72-78 (1987).
  • US-A-4.711.880 und US-A-4.639.338 beschreiben die Herstellung von 3-Amino-1-hydroxypropan-1,1-diphosphonat-pentahydrat.
  • Die Patentliteratur beschreibt auch die Verwendung von Mitteln, die in vivo die Apposition neuer Knochen induzieren. US-A-4.816.437 beschreibt ein α&sub2;H5-Glycoprotein, das eine Knochenapposition an einer besonders schadhaften Stelle induziert. Biphosphonate wurden verwendet, um die Mineralisierung der Zähne zu ändern. Beispielsweise wird die Ablagerung von Minaralkristalliten in neu gebildetem Dentin durch 1-Hydroxy-ethyliden- 1,1-bisphosphonat gehemmt. W. Beertsen, A. Neihof, V. Everts, American J.Anat. 174, 83-103 (1985). Diese Verbindungen können auch die Kollagenfibrillogenese beeinflussen, A. Larsson, Calcif. Tissue Res. 16, 109-127 (1974); Y. Ogawa, Y. Adachi, S. Hong, T. Yagi, Calcif. Tissue Internat., 44, 46-60 (1989). Die ultrastrukturellen Effekte der Diphosphonate auf das Zahnemail wurden ebenfalls untersucht. J.W. Simmelink, Adv. Dental Res. 1, 356-365 (1987). Die Behandlung der parodontalen Erkrankung mit antlinflammatorischen Mitteln und mit Antibiotika hemmt nur teiweise das Fortschreiten der Parodontitis.
  • Die parodontale Erkrankung und die Parodontitis, wie sie sich von anderen Störungen des Knochenschwunds oder des Calciummetabolismus unterscheiden, und der begleitende Schwund des Alveolarfortsatzes wird durch eine aggressive bakterielle und mikrobielle Steigerung verursacht. Es wird allgemeinangenommen, daß Plaque-Mikroorganismen und die von ihnen produzierten Produkte in erster Linie für die parodontale Erkrankung verantwortlich sind. Riviere et al., Infection and Immunity, 59(10), 3377-3380 (1991). Spirochäten (spiralförmige Bakterien ohne Flagellen) sind die hauptsächlichen mikrobiellen Komponenten von dentalem Plaque. Verschiedene andere Bakterientypen können auch am Fortschreiten der parodontalen Erkrankung beteiligt sein, einschließlich Bacteroides melaninogenicus (Prevotella melaninogenica), Prevotella denticola, Prevotella loescheii, Bacteroides macacae, Porphyromonas gingivalis, Prevotella intermedia, Actinobacillus actinomycetemcomitans, Eikenella corrodens und Wolinella recta. Ebersole et al., Infection and Immunity, 59(10), 3351-3359 (1991). Es wurde gefunden, daß die aktive Immunisierung mit zwei gut etablierten Gliedern der peridontpathischen Mikrobioten, P. gingivalis und P. intermedia, als mögliche alternative Behandlung eine signifikante Immunantwort induzieren, die resultierenden Antikörper verhindern jedoch nicht einen Schwund des Alveolarfortsatzes. Ebersole et al., Infection and Immunity, 59(10), 3351-3359 (1991). Die parodontale Erkrankung ist eine universale Erkrankung, die über 95 Prozent der Weltbevölkerung befallen kann. 5. Cripps, "Periodontal Disease: Recognition, Interception and Prevention", Quintessence Publishing Co. (1984). Es besteht daher eine signifikante Notwendigkeit für eine effektive Behandlung des von fortgeschrittener Parodontitis begleiteten Schwunds des Alveolarfortsatzes. Es besteht eine zusätzliche Notwendigkeit für eine adäquate Zusatztherapie, um den Knochenschwund im Zusammenhang mit zahnärztlicher Behandlung zu verhindern oder zu behandeln. Die hier beanspruchte Erfindung kann vorteilhaft als eine Zusatztherapie in Verbindung mit einer zahnärztlichen Parodontitis-Behandlung oder nach einer solchen verwendet werden, um den Schwund des Alveolarfortsatzes zu behandeln. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine pharmazeutisch wirksame Menge von ABP oder ein pharmazeutisch annehmbares Natriumsalz hiervon, wie Alendronat, mit bekannten antiinflammatorischen Mitteln (z.B. mit dem analgetisch und antiinflammatorisch wirkenden Mittel, das im US-A-4.677.132 beschrieben wird, oder jenem, das in US-A-4.440.779 beschrieben wird) oder mit bekannten antimikrobiellen Mitteln (z.B. mit Penicillin oder Erythromycin) zu kombinieren, um das allgemeine Fortschreiten der parodontalen Erkrankung zu behandeln. Alternativ kann ABP oder sein pharmazeutisch annehmbares Natriumsalz, wie Alendronat, getrennt und/oder gleichzeitig mit antimikrobiellen und/oder antiinflammatorischenmitteln verwendet werden, um die parodontale Erkrankung zu verhindern, zu hemmen und zu behandeln.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Behandlung der parodontalen Erkrankung durch Verabreichung einer wirksamen Menge von 4- Amino-1-hydroxybutyliden-1,1-bisphosphonsäure oder eines pharmazeutisch annehmbaren Natriumsalzes, wie das Mononatriumsalz-trihydrat, an Säugetiere, einschließlich des Menschen, zur Verfügung. Außerdem kann die beanspruchte Erfindung als Zusatztherapie zu der zahnärztlichen Parodontitis-Behandlung verwendet werden, um den Knochenschwund, der die zahnärztliche Manipulation begleitet, zu verhindern und zu behandeln. Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine wirksame Menge von ABP oder seines pharmazeutisch annehmbaren Natriumsalzes, wie Alendronat, in Kombination mit einem antiinflammatorischen Mittel (Mitteln) oder einem antimikrobiellen Mittel zu verwenden, um den Schwund des Alveolarfortsatzes und die Entzündung, die das Fortschreiten der parodontalen Erkrankung begleiten, zu behandeln und zu verhindern.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung stellt die Verwendung einer wirksamen Menge von 4-Amino-1-hydroxybutyliden-1,1-bisphosphonsäure oder eines pharmazeutisch annehmbaren Natriumsalzes, wie das Mononatriumsalz-trihydrat (Alendronat):
  • bei der Herstellung eines Arzneimittels für die Behandlung parodontaler Erkrankung bei Säugetieren, einschließlich des Menschen, zur Verfügung. ABP oder Alendronat kann gemäß dem Verfahren hergestellt werden, das im US-A-5.019.651 beschrieben wird. Ein nicht humanes Primatensystem wurde als Modellsystem ausgewählt, um die Wirkungen von Alendronat bei der Behandlung und Vorbeugung der parodontalen Erkrankung zu untersuchen. Diese Primatenmodelle werden lieber als die Rattenmodelle in weitem Umfang verwendet,um die parodontale Erkrankung zu untersuchen. Parodontitis wird bei Cynomolgusaffen induziert und erzeugt im allgemeinen ein reproduzierbares Muster des Fortschreitens der Krankheit. In der Fachwelt ist es wohlbekannt, daß dieses Modellsystem in klinischer, histologischer, mikrobiologischer und immunologischer Hinsicht erwachsene Menschen nachbildet oder auf diese angewendet wird. In der Tat haben mikrobielle Wirkungsquerschnittsuntersuchungen eine festbegründete Wechselbeziehung zwischen der durch Ligatur induzierten Parodontitis bei dem nicht humanen Primatenmodell (Nhp) und der humanen Parodontitis etabliert. Ebersole et al., Infection and Immunity, 59(10), 3351 (1991); Goodson et al., J. Clin. Periodontol. 57, 347-353 (1982); Haffajee et al.,J. Clin. Periodontol. 10, 298-310 (1983); Holt et al., Science 239, 55-57 (1988); und Nalbandian et al., J. Periodontal Res. 20, 154-164 (1987). Siehe auch Kiel et al., J. Periodontal Res. 18, 200-211 (1983); Kornman et al., J. Periodontal Res. 16, 363-371 (1981); Manti et al., Infection and Immunity 45, 172-179 (1984); McArthur et al., Infection and Immunity 57, 2313-2317 (1989); Nisengard et al., Immunol. Invest., 18, 225-237 (1989) und Slots et al., Infection and Immunity 23, 260-269 (1979). Der Eichhörnchenaffe (Saimiri sciureus) wurde auch als Nhp-Modellsystem für die Parodontitis beim Menschen verwendet. Beem et al., Infection and Immunity 59(11), 4034-4041 (1991). Eine kontrollierte Untersuchung an Primaten erläuter die vorliegende Erfindung durch Beispiele.
  • Zusätzlich erläutern klinische Untersuchungen an Menschen die einmaligen Vorteile der beanspruchten Erfindung. Placebokontrollierte parallele Doppelblindversuche unter Verwendung von 20 Patienten pro Behandlungsgruppe wurden durchgeführt. 20 mg Alendronat (oder Placebo) können einmal täglich über 6 Monate Patienten gegeben werden, welche einen Schwund des Alveolarfortsatzes von 30-50% zeigten und Zahntaschen mit einer Tiefe von mindestens 5 mm aufwiesen. Eine orale Verabreichung von zweieinhalb (2,5) bis achzig (80) mg täglich über 3 bis 6 Monate oder länger können effektiv die parodontale Erkrankung (Parodontitis) und den Schwund des Alveolarfortsatzes behandeln. Die Effektivität wird durch Untersuchung der Höhe des Alveolarfortsatzes (dentales Röntgen), der Knochendichte (computergestützte Radiographie) und anderer Faktoren einschließlich der Gingivaentzündung, Ablagerungen von Plaques, der Sondierungstiefen und des Niveaus der Befestigung gemessen.
  • Zuerst wird die Herstellung von ABP oder Alendronat beschrieben, gefolgt von der detaillierten Beschreibung der Behandlung der parodontalen Erkrankung bei Säugetieren (Affen) mit Alendronat. Alendronat kann ohne weiteres mit bekannten antiinflammatorischen Mitteln oder bekannten Antibiotika kombiniert werden, um das gesamte Fortschreiten der parodontalen Erkrankung zu behandeln und ihm vorzubeugen. Diese antiinflammatorischen Mittel können aus Verbindungen, wie sie im US-A- 4.677.132 oder im US-A-4.440.779 beschrieben sind, oder aus anderen geeigneten antiinflammatorischen Mitteln ausgewählt werden. Die Antibiotika können aus Penicillin (1000 bis 1500 mg/Tag) oder Erythromycin oder aus anderen geeigneten Antibiotika ausgewählt werden. ABP oder ein pharmazeutisch annehmbares Natriumsalz wie Alendronat kann gesondert in einer geeigneten Dosis von 25-50 mg täglich oder von 5-40 mg täglich gegeben werden, um den Parodontitis begleitenden Schwund des Alveolarfortsatzes zu behandeln. Zusätzlich können ABP oder Alendronat in einer pharmazeutisch wirksamen Form und Menge gesondert oder gleichzeitig mit einem bekannten antiinflammatorischen Mittel oder mit einem Antibiotikum gegeben werden.
  • Mit der Bezeichnung "pharmazeutisch wirksame Menge" soll die Menge eines Arzneimittels oder pharmazeutischen Mittels gemeint sein, welche das biologische oder medizinische Ansprechen eines Gewebes, Systems oder Tieres hervorruft, das von einem Forscher oder Kliniker gesucht wird. Die Verbindungen, welche in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können in solchen oralen Dosisformen wie Tabletten, Kapseln (von denen jede Formulierungen mit verzögerter oder geregelter Freigabe mit umfaßt), Pillen, Pulvern, Granulaten, Elixieren, Pasten, Tinkturen, Suspensionen, Sirupe und Emulsionen verabreicht werden. In der gleichen Weise können sie auch in intravenöser (Bolus oder Infusion), intraperitonealer, subkutaner oder intramuskulärer Form verabreicht werden, wobei jeweils Formen verwendet werden, die den Fachleuten auf dem parodontalen und pharmazeutischen Gebiet wohlbekannt sind. Eine wirksame, aber untoxische Menge der gewünschten Verbindung kann als Mittel gegen den Schwund des Alveolarfortsatzes verwendet werden.
  • Die Therapievorschrift der verwendeten Dosis wird in Übereinstimmung mit einer Anzahl von Faktoren ausgewählt, einschließlich des Typs, der Art, des Alters, des Gewichts, des Geschlechts und des medizinischen Zustands des Patienten; der Schwere des zu behandelnden Zustands; des Verabreichungsweges; der Nieren- und Leberfunktion des Patienten; und der verwendetenspeziellen Verbindung oder des Salzes hiervon. Ein Arzt, Zahnarzt oder Tierarzt mit dem normalen Fachwissen kann leicht die wirksame Menge des Arzneimittels, die erforderlich ist, um dem Fortschreiten der parodontalen Erkrankung vorzubeugen, ihm entgegenzuwirken und es zum Stehen zu bringen, bestimmen und verschreiben.
  • Die oralen Dosierungen der vorliegenden Erfindung werden, wenn sie für die angegebenen Wirkungen verwendet werden, im Bereich zwischen 0,01 mg pro kg Körpergewicht pro Tag (mg/kg/Tag) bis etwa 1,0 mg/kg/Tag liegen. Bevorzugte Dosierungen bei Säugetieren können im Bereich von 0,01 mg/kg bis 0,8 mg/kg/Tag liegen. Die am meisten bevorzugten oralen Dosierungen beim Menschen können im Bereich von täglichen Gesamtdosierungen von 2,5-50 mg/ Tag über den effektiven Behandlungszeitraum liegen. Orale Dosierungen können bis zu 80 mg/Tag verabreicht werden. Intravenöse Injektionen oder Dosierungen von 0,005 bis 0,40 mg/kg können ebenfalls in einer bevorzugten Weise in zweiwöchigen Intervallen verabreicht werden. Die Verbindungen der Erfindung können in einer einzigen Tagesdosis oder in aufgeteilten Dosen verabreicht werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung können die hier beschriebenen Bisphosphonatverbindungen den Hauptwirkstoff bilden. Wenn eine Kombination des Bisphosphonats und eines antiinflammatorischen Mittels oder eines antibiotischen Mittels verwendet wird, dann sind die Bisphosphonate die Hauptwirkstoffe und die anderen Komponenten der Kombination sind die Nebenwirkstoffe. Diese Verbindungen werden in typischer Weise gemischt mit geeigneten pharmazeutischen Verdünnungsmitteln, Exzipientien oder Trägern (hier zusammengefaßt als "Träger" bezeichnet) verabreicht, die in geeigneter Weise im Hinblick auf die beabsichtigte Verabreichungsform ausgewählt werden, das heißt orale Tabletten, Kapseln, Elixiere, Sirupe und dergleichen, und die im Einklang mit der konventionellen pharmazeutischen Praxis sind.
  • Beispielsweise kann die Wirkstoffkomponente für eine orale Verabreichung in Form einer Tablette oder Kapsel mit einem oralen, untoxischen, pharmazeutisch annehmbaren inerten Träger, wie Lactose, Stärke, Saccharose, Glucose, Methylcellulose, Magnesiumstearat, Mannit, Sorbit und dergleichen kombiniert werden; für eine orale Verabreichung in flüssiger Form kann die orale Arzneimittelkomponente mit einem beliebigen oralen, untoxischen, pharmazeutisch annehmbaren inerten Träger wie Ethanol, Glycerin, Wasser und dergleichen kombiniert werden. Außerdem können gewünschtenfalls oder erforderlichenfalls geeignete Bindemittel, Gleitmittel, den Zerfall beschleunigende Mittel und färbende Mittel ebenfalls in die Mischung des Wirkstoffs (der Wirkstoffe) und der inerten Trägermaterialien inkorporiert werden. Geeignete Bindemittel können Stärke, Gelatine, natürliche Zucker wie Glucose oder ß-Lactose, Maissüßungsmittel, natürliche oder synthetische Gummis wie Gummiarabicum, Traganth oder Natriumalginat, Carboxymethylcellulose, Polyethylenglycol, Wachse und dergleichen umfassen. Die in diesen Dosierungsformen verwendeten Gleitmittel umfassen Natriumoleat, Natriumstearat, Magnesiumstearat, Natriumbenzoat, Natriumacetat, Natriumchlorid und dergleichen. Den Zerfall beschleunigende Mittel umfassen, ohne sie zu begrenzen, Stärke, Methylcellulose, Agar, Bentonit, Xanthangummi und dergleichen.
  • Die Verbindungen, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können auch mit löslichen Polymeren als dem Ziel anpaßbare Arzneimittelträger gekuppelt werden. Solche Polymere können Polyvinylpyrrolidon, ein Pyrancopolymer, Polyhydroxypropyl-methacrylamid und dergleichen umfassen.
  • SYNTHESE VON ABP UND ALENDRONAT
  • ABP oder Alendronat können durch Bisphosphorylierung einer Aminoalkancarbonsäure mit phosphorylierenden Reaktionspartner in Gegenwart von Methansulfonsäure, anschließendes Abbrechen der Reaktion mit einer wäßrigen Hydrolysemischung, Aufrechterhalten des pH-Wertes bei 4 bis 10, Hydrolysieren der phosphorhaltigen Zwischenprodukte, die in der abgebrochenen Reaktion erhalten wurden, und Gewinnen der 4-Amino-1- hydroxybutyliden-1,1-bisphosphonsäure (ABP) oder der verschiedenen Salze hergestellt werden. Die Reaktion wird schematisch im Schema 1 folgendermaßen dargestellt:
  • Schema 1
  • Verschiedene Alternativen für die Herstellung von Alendronat werden im US-A-5.019.651 zur Verfügung gestellt. Das Beispiel 1 erläutereine Synthese von 4-Amino-1-hydroxybutyliden-1,1-bisphosphonsäure (ABP) und des Trihydrats von deren Mononatriumsalz.
  • BEISPIEL 1
  • Herstellung von 4-Amino-1-hydroxybutyliden-1,1-bisphosphonsäure (ABP) und des Trihydrats von deren Mononatriumsalz
  • Bisphosphon-Reaktionsphase
  • Ein 250-ml-Kolben wurde mit einem mechanischen Rührer, einem Thermoelement, einem Zugabetrichter und einem Rückflußkühler, durch den eine Kochsalzlösung von 20ºC zirkulierte, ausgerüstet. Das System war mit einem alkalischen Gaswäscher verbunden, der einen Rückwärtsdruck von 0,5-1 psig auf das System ausübte. Das System wurde mit Stickstoff gespült und mit 20 g (0,19 M) Aminobuttersäure, 160 ml Methansulfonsäure und mit 32 g (0,39 M) Phosphonsäure versetzt. Für Verfahren in größerem Maßstab kann die Methansulfonsäure zuerst eingefüllt werden, gefolgt von der 4-Aminobuttersäure und der Phosphonsäure. Beim Mischen stieg die Reaktionstemperatur durch die Neutralisationswärme und die Lösungswärme auf 75ºC. Die Suspension ließ man 15 Minuten bei 70-75ºC altern, dann wurde sie auf 35ºC abgekühlt und Phosphortrichlorid (PCl&sub3;), 80 ml (0,92 M), wurde vorsichtig innerhalb von 20 Minuten zugegeben. Die Reaktionsmischung wurde dann auf 65ºC erhitzt, und die Reaktion wurde über 5 Stunden laufen gelassen.
  • Abbrechen; Hydrolyse
  • Die Reaktion wurde im Laufe von 35 Minuten durch tropfenweise Zugabe einer Lösung von 10 g Na&sub2;HPO&sub4; in einem Liter Wasser bei pH 7, abgebrochen. Der pH-Wert der Quenchlösung wurde durch gleichzeitige Zugabe von 25%igem Natriumhydroxid auf 6,0 bis 7,0 und durch Eiskühlung unter 25ºC gehalten. Wenn das Abbrechen der Reaktion beendet war, wurde der pH-Wert auf 7,0 eingestellt und die Lösung durch Destillation unter Atmosphärenrendruck (100-104ºC) innerhalb von 3 Stunden auf 1080 ml eingeengt. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Reaktionslösung in 2 Teile, A und B, unterteilt.
  • A, 630 ml enthaltend, wurde nach Einstellen des pH-Wertes auf 4,3 weiter auf 450 ml eingeengt. Die Lösung wurde über Nacht bei Raumtemperatur altern gelassen, während welcher Zeit das Produkt auskristallisierte. Die Suspension wurde bei 000 2 Stunden altern gelassen, dann filtriert, mit 100 ml kaltem Wasser, 100 ml von 1:1 Wasser/Ethanol und mit 100 ml 100%igem Ethanol gewaschen und getrocknet, 20,5 g wurden erhalten (56% Ausbeute).
  • B, 450 ml enthaltend, wurde weitere 16 Stunden unter Rückfluß erhitzt, bevor der pH-Wert auf 4,3 eingestellt wurde, und auf 300 ml eingeengt. Das Produkt wurde wie oben isoliert und lieferte 16,5 g von ABP (63% Ausbeute). Dieses Beispiel erläutert eine Synthese von Alendronat, welche die Bildung von ABP-Dimeren und Phosphonaten minimiert, die schwieriger zu hydrolysieren sind und daher längere Hydrolysenzeiten erfordern. Die auf diese Weise hergestellte Verbindung kann dann zur Behandlung der parodontalen Erkrankung verwendet werden.
  • IN VIVO UNTERSUCHUNG
  • 27 erwachsene Cynomolgusaffen (Macaca fascicularis) mit intakten Zahnformeln wurden von einem gewerblichen Lieferanten (Hazelton Research Animals, Inc.) oder von den eigenen Tieren erhalten und auf ein Futter mit leichter Diät gesetzt. Die Tiere wurden über einen Zeitraum von 8 Wochen in Quarantäne gehalten, um die systemische Gesundheit sicherzustellen. Nach diesem Zeitraum wurden die Tiere untersucht, um grundlegende Angaben wie Plaqueindex, Gingivaindex, Messungen der Zahntaschen und intraorale Radiogramme zu erhalten. Die Methode zum Erhalten eines Plaqueindexes wird bei Larsson, Calcif. Tissue Res. 16, 109-127 (1974), beschrieben. Die Methode zum Erhalten eines Gingivaindexes wird bei Ogawa et al., Calcif. Tissue Internat., 44, 46-60 (1989) beschrieben. Die Taschentiefe wird vom Rand der Gingiva zu der Basis der Tasche durch den gleichen Prüfer gemessen, um die Kontinuität sicherzustellen. Eine parodontale Michigansonde wurde verwendet, um diese Analyse durchzuführen.
  • Eine standartisierte radiographische Arbeitsweise, welche nach Maß angefertigte Acrylokklusions-Registrierungen verwendete, lieferte die intraoralen Radiogramme, die für die vorliegenden Erfindung verwendet wurden. Diese Arbeitsweise wird bei J.W. Simmelink, Adv. Dental Res. 1, 356-365 (1987) beschrieben. Die radiographische Methode erforderte eine Modifikation des einen Strahl lenkenden, das Feld begrenzenden intraoralen Geräts, um wiederholbare eingeblendete radiographische Bilder herzustellen. Die erhaltenen Radiogramme wurden dann auf quantitative Änderungen der Knochendichte unter Verwendung eines computergestützten densitometrischen Analysensystems (CADIA) analysiert. Diese computergestützte Methode wird be A. Jung et al., Cancer 48, 1922-1925 (1985) beschrieben. Dieses System bestimmt objektiv die Knochendichte. Der Systemoperator gibt die Meßdaten der Filmanordnung ein und drückt die Anderung der Knochendichte in CADIA- Einheiten aus. Die letzteren sind eine Funktion der Größe der Änderung der Knochendichte und des Bereichs dieser Änderung Steffensen et al. beschreibt dieses Verfahren. J. Periodont. Res. 26, 107-113 (1991). In der Fachwelt ist von dieser radiographischen Methode wohlbekannt, daß sie genau die Abnahme der Knochendichte mißt. Siehe z.B. Ebersole et al., Infection and Immunity, 59(11), 3351-3359 (1991).
  • Die Wirkung auf die mandibularen Molare wurde klinisch untersucht. 6 Stellen pro Zahn wurden für die klinische Sondierung der Taschentiefe markiert. 4 Stellen pro Zahn wurden für GI. und PlI. markiert. Die experimentellen Stellen waren auf die Mandibula beschränkt, da die Standardradiogramme nicht leicht in der Maxilla verwendbar sind.
  • Die erwachsenen Cynomolgusaffen wurden in drei Gruppen geteilt, um eines von drei Mitteln zur Behandlung zu erhalten. Zwei Konzentrationen von Alendronat und ein Kochsalzplacebo wurden verabreicht. Die verabreichten Konzentrationen betrugen 0,05 mg/kg bis 0,25 mg/kg. Die Konzentrationen wurden hergestellt, bevor das Arzneimittel zur Behandlung verabreicht wurde. Die beiden Konzentrationen von Alendronat und das Kochsalzplacebo wurden (intravenös) in die Vena saphena des Unterschenkels jede zweite Woche (mit einem zweiwöchigen Zeitabstand) über einen Zeitraum von 16 Wochen injiziert. Die Affen wurden mit Ketamin (10 mg/kg) und Acepromazin (0,5 mg/kg) für jede Injektionsbehandlung und während der klinischen und radiographischen Untersuchungen anästhesiert.
  • Eine Woche, nachdem die Verbindungen zur Behandlung verabreicht worden waren, wurden die mandibularen rechten Molaren und die Prämolaren mit 3-0 Seidensuturen an der Cementum-Email-Grenzfläche ligiert, um eine Parodontitis einzuleiten. Zwei Wochen später wurden die ligierten Zähne vorsätzlich mit Porphyromonas gingivalis, erhalten von Cynomolgusaffen, infiziert. Diese Bakterienkolonien wurden von der Oberfläche des Kulturmediums mit einem sterilen Schaber abgeschabt und auf die Ligaturen aufgebracht. Diese Arbeitsweise wurde 2 Wochen später wiederholt. Der Zweck dieser Behandlung war es, eine ernsthafte ethologische Störung im Parodontium zu induzieren und sicherzustellen. Es ist erforderlich, die Tiere auf einer Routinebasis (wöchentlich) zu untersuchen, um die Ligaturen, falls erforderlich, zu ersetzen.
  • Das Fortschreiten der parodontalen Erkrankung wurde durch klinische Messungen und Radiogramme überwacht. Diese Experimente wurden 8 und 16 Wochen nach Anbringen der Ligatur wiederholt, um die Wirkung der verschiedenen Konzentrationen von Alendronat und des Kochsalzplacebos zu bestimmen. Die folgende Tabelle I liefert eine Übersicht über die experimentellen Arbeitsweisen: TABELLE 1
  • Die klinischen Messungen wurden dann statistisch mit dem gepaarten t-Test und mit der Varianzanalyse analysiert. Die radiographischen Meßergebnisse wurden ebenfalls unter Verwendung der Varianzanalyse verglichen. Die Änderung der radiographischen Knochendichte nach Anwendung verschiedener Behandlungen, in CADIA-Einheiten ausgedrückt, wird in den Figuren 1-3 gezeigt. Die Figur 1 zeigt die Wirkung der Ligaturen auf die Abnahme der Dichte bei den Placebotieren.
  • In der Placebogruppe von 9 Tieren nahm die Knochendichte an 11 von 18 oder 61,1% der interproximalen Stellen der nicht ligierten Zähne während der 16-wöchigen Untersuchungsdauer nicht ab. Als interproximal wird der Zwischenraum zwischen nebeneinanderliegenden Zähnen definiert. Eine Abnahme der Knochendichte trat bei 16 von 18 Stellen oder 88,9% der ligierten Zähne auf. Dies zeigt die Effektivität und die Reproduzierbarkeit des Modellsystems zur Induzierung der parodontalen Erkrankung und der Abnahme der Knochendichte.
  • BEISPIEL2
  • Alendronat wurde in einer Konzentration von 0,05 mg/kg intravenös in die Vena saphena des Unterschenkels einer Gruppe (9 Tiere) von insgesamt 3 Gruppen von Testprimaten injiziert. Die Tiere wurden mit Ketamin (10 mg/ kg) und Acepromazin(0,5 mg/kg) bei jeder Injektion von Alendronat anästhetisiert. Eine Woche später wurden die mandibularen rechten Molaren und die Prämolaren mit 3-0 Seidensuturen an der Cementum-Email-Grenzfläche ligiert, um eine Parodontitis einzuleiten. Zwei Wochen später wurden die ligierten Zähne mit dem Bakterium Porphyromonas gingivalis infiziert, indem das Kulturmedium mit einem sterilen Schaber abgeschabt und auf die Oberfläche der Ligaturen aufgebracht wurde. Nach zwei weiteren Wochen wurden die Tiere wieder mit dem aktiven Bakterium P. gingivalis versetzt. Die Affen wurden wöchentlich untersucht, und die Ligaturen wurden, falls erforderlich, ersetzt. Klinische Untersuchungen und Messungen und Radiogramme wurden 8 und 16 Wochen nach dem ursprünglichen Anbringen des Ligaments durchgeführt, um die Wirkung des Alendronats auf das Fortschreiten der Parodontitis zu bestimmen. 18 interproximale Stellen (zwei pro Tier) wurden radiographisch ausgewertet. Einer ähnlichen Arbeitsweise wurde bei dem Kochsalzplacebo und bei dem Alendronat mit einer Konzentration von 0,25 mg/kg gefolgt. Wie die Figur 2 zeigt, hatte Alendronat bei einer Konzentration von 0,05 mg/kg eine signifikante Wirkung auf den Schwund des Alveolarfortsatzes bei den infizierten Tieren.
  • Neun der 18 interproximalen experimentellen Stellen zeigten nach der Behandlung mit 0,05 mg/kg Alendronat keine Abnahme der Knochendichte. Die Abnahme der Knochendichte bei dieser Gruppe war geringer als bei den Placebo- (p< 0,05) und den 0,25 mg/kg-Gruppen.
  • Neun Furkationsstellen (1 pro Tier) wurden ebenfalls bei jeder Behandlungsgruppe ausgewertet. Eine Furkation ist der anatomische Bereich eines mehrwurzeligen Zahns, wo sich die Wurzeln trennen. Wie die Figur 3 zeigt, laufen die Resultate der Abnahme der Knochendichte (oder deren Fehlen) parallel zu jenen der interproximalen Bereiche.
  • Bei 8 der 9 Furkationsstellen in der Gruppe mit einer Konzentration von 0,05 mg/kg nahm die Knochendichte nicht ab. Die Placebogruppe und diejenige mit einer höheren Konzentration von Alendronat (0,25 mg/kg) zeigten eine Abnahme der Knochendichte an den Furkationsstellen. Annliche Resultate wurden bei einer zweiten Gruppe mit 9 Tieren erhalten. Die Resultate zeigen, daß Alendronat (0,05 mg/kg in einem Zeitabstand von 2 Wochen intravenös verabreicht) eine signifikante Hemmwirkung auf den mit einem Fortschreiten der Parodontitis und der parodontalen Erkrankung verbundenen Knochenverlust aufweist.
  • Die Verbindungen, welche in der vorliegenden Erfindung offenbart und gemäß den Verwendungen, die in der vorliegenden Erfindung beansprucht werden, benutzt werden, können gemäß der pharmazeutischen Standardpraxis verabreicht werden. Typische pharmazeutische Formulierungen und Träger können verwendet werden, um die aktive Bisphosphonsäure oder ihr geeignetes Salz oder Hydrat allein oder in Kombination mit bekannten antiinflammatorischen Mitteln oder mit bekannten Antibiotika zu verabreichen oder abzugeben.
  • Die Verbindungen, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können oral (0,25-80 mg/Tag oder 0,01 bis 0,8 mg/kg/Tag über 6 Monate oder länger, wie es erforderlich ist, um die Parodontitis zu hemmen), intravenös (0,005-0,40 mg/kg) oder topisch (direkt appliziert auf einen entzündeten Bereich am Zahn und Zahnfleisch) verabreicht werden, um den Schwund des Alveolarfortsatzes, der mit Parodontitis verbunden ist, zu behandeln. Die Verbindungen können auch oral in Dosierungen in einem Bereich von 0,25-80 mg/Tag ABP und seinen pharmazeutisch annehmbaren Natriumsalzen, welche im Blutstrom leicht löslich sind, kombiniert mit inerten Trägern wie Zuckern (Glucose, Lactose oder Saccharose), Stärke oder Stärkederivaten, Cellulose und Cellulosederivaten, typischen Gummis oder Gelen, inerten Fettsäuren und deren Salzen oder anderen typischen Trägern oder Formulierungen, verabreicht werden.
  • Die Abgabesysteme können Kapseln mit Deckschicht oder Brausegranulate für eine Therapie mit oraler Behandlung oder geeignete Lösungen für intravenöse Injektionen umfassen. Die Kapselformulierungen können zusätzlich zu dem Wirkstoff (den Wirkstoffen) (ABP oder sein pharmazeutisch annehmbares Natriumsalz, wenn es als einziger Wirkstoff gegeben wird, oder ABP oder sein pharmazeutisch annehmbares Natriumsalz in Kombination mit einem bekannten antiinflammatorischen Mittel und/oder einem bekannten Antibiotikum wie Penicillin) Lactose, hydrolysierte Stärke, Talk oder Magnesiumstearat in typischen und pharmazeutisch annehmbaren Anteilen enthalten. Die Brausegranulate können zusätzlich zu dem Wirkstoff (den Wirkstoffen) wasserfreies Natriumcarbonat, Natriumbicarbonat, wasserfreie Citronensäure, Saccharinnatrium, Saccharose, entwässerten Zitronensaft in typischen pharmazeutischen Anteilen enthalten. Formulierungen, die für eine intravenöse Abgabe geeignet sind, können den Wirkstoff (die Wirkstoffe) und typische puffernde Mittel und Salze, gelöst in der geeigneten Menge einer wäßrigen Lösung, enthalten. Beispielsweise können 0,5 mg ABP oder sein Natriumsalz mit 0,25 mg Natriumhydroxid, 8,4 rng Natriumchlorid kombiniert und in 1,0 ml gereinigtem Wasser gelöst werden.
  • Andere effektive Dosierungen als die oben bekanntgegebenen bevorzugten Dosen können als Folge der Verschiedenheiten des Ansprechens von Säugetieren und Menschen, die gegen die parodontale Erkrankung behandelt werden, anwendbar sein. Ebenso können die beobachteten speziellen pharmakologischen Reaktionen entsprechend dem und abhängig von dem speziellen ausgewählten Wirkstoff oder von der Anwesenheit pharmazeutischer Träger, ebenso wie von dem Typ der Formulierung und der verwendeten Verabreichungsweise variieren, und solche erwarteten Variationen oder Unterschiede in den Ergebnissen werden als übereinstimmend mit den Zielen und der Praxis der vorliegenden Erfindung angesehen.

Claims (16)

1. Verwendung von 4-Amino-1-hydroxybutyliden-1,1-bisphosphonsäure der Formel:
oder eines pharmazeutisch annehmbaren Natriumsalzes hiervon, bei der Herstellung eines Arzneimittels für die Behandlung von parodontaler Erkrankung bei Säugetieren, einschließlich des Menschen.
2. Verwendung gemäß Anspruch 1, worin das pharmazeutisch annehmbare Salz Alendronat umfaßt:
3. Verwendung gemäß Anspruch 1 oder 2, worin das hergestellte Arzneimittel für die Verabreichung als orale Dosis im Bereich von 0,25- 80 mg/kg/Tag oder in dem Bereich von 0,01 mg/kg/Tag bis 0,8 mg/kg/Tag angepaßt ist.
4. Verwendung eines gemäß Anspruch 1 oder 2 hergestellten Arzneimittels, worin das hergestellte Arzneimittel für die Verabreichung als intravenöse Dosis von 0,095 bis 0,40 mg/kg in einem Zeitabstand von 2 Wochen angepaßt ist.
5. Eine Zusammensetzung, enthaltend 4-Amino-1-hydroxybutyliden-1,1- bisphosphonsäure, oder ein pharmazeutisch annehmbares Natriumsalz hiervon, und ein antiinflammatorisches Mittel, als kombinierte Zubereitung für eine gleichzeitige, getrennte oder aufeinanderfolgende Verwendung bei der Behandlung von parodontaler Erkrankung.
6. Eine Zusammensetzung gemäß Anspruch 5, worin das pharmazeutisch annehmbare Salz Alendronat ist.
7. Eine Zusammensetzung, enthaltend 4-Amino-1-hydroxybutyliden-1,1- bisphosphonsäure, oder ein pharmazeutisch annehmbares Natriumsalz hiervon, und ein antimikrobielles Mittel, als kombinierte Zubereitung für eine gleichzeitige, getrennte oder aufeinanderfolgende Verwendung bei der Behandlung von parodontaler Erkrankung.
8. Eine Zusammensetzung gemäß Anspruch 7, worin das pharmazeutisch annehmbare Salz Alendronat ist.
9. Eine Zusammensetzung, enthaltend Alendronat, ein antiinflammatorisches Mittel und ein antimikrobielles Mittel, als kombinierte Zubereitung für eine gleichzeitige, getrennte oder aufeinanderfolgende Verwendung bei der Behandlung von parodontaler Erkrankung.
10. Verwendung von 4-Amino-1-hydroxybutyliden-1,1-bisphosphonsäure, oder eines pharmazeutisch annehmbaren Natriumsalzes hiervon, zusammen mit einem pharmazeutisch annehmbaren Träger, bei der Herstellung eines Arzneimittels für die Behandlung von parodontaler Erkrankung.
11. Verwendung von 4-Amino-1-hydroxybutyliden-1,1-bisphosphonsäure, oder eines pharmazeutisch annehmbaren Natriumsalzes hiervon, bei der Herstellung eines Arzneimittels für die Behandlung von Schwund des Alveolarfortsatzes bei Säugetieren, einschließlich des Menschen.
12. Verwendung gemäß Anspruch 11, worin das pharmazeutisch annehmbare Salz Alendronat ist.
13. Verwendung eines gemäß Anspruch 12 hergestellten Arzneimittels, worin das hergestellte Arzneimittel für die Verabreichung als orale Dosis im Bereich von 0,25-80 mg/kg/Tag oder in dem Bereich von 0,01 mg/kg/Tag bis 0,8 mg/kg/Tag angepaßt ist.
14. Verwendung eines gemäß Anspruch 12 hergestellten Arzneimittels, worin das hergestellte Arzneimittel für die Verabreichung als intravenöse Dosis von 0,005 bis 0,40 mg/kg in einem Zeitabstand von 2 Wochen angepaßt ist.
15. Verwendung von Alendronat und einem pharmazeutisch annehmbaren Träger bei der Herstellung eines Arzneimittels für die Behandlung von Schwund des Alveolarfortsatzes.
16. Verwendung von 4-Amino-1-hydroxybutyliden-1,1-bisphosphonsäure, oder einem pharmazeutisch annehmbaren Natriumsalz hiervon, bei der Herstellung eines Arzneimittels für die Behandlung von parodontaler Erkrankung, als Zusatztherapie zur parodontalen zahnärztlichen Behandlung, bei Säugetieren, einschließlich des Menschen.
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