DE69720453T2

DE69720453T2 - Lokal verabreichbares biologisch abbaubares arzneimittel mit verzögerter frei-setzung für periodontitis und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE69720453T2
Application number: DE69720453T
Authority: DE
Inventors: Jae-Yong Seo-gu LEE; Min-Hyo Yusung-gu SEO; In-Ja Choi; Jee-Hyang Kimchon-si KIM; Chaul-Min Yusung-gu PAI
Original assignee: Samyang Corp
Current assignee: Samyang Corp
Priority date: 1996-05-23
Filing date: 1997-05-22
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2017-05-23
Also published as: JP3263399B2; EP0910348A1; US6193994B1; AU713276B2; CA2253980C; CA2253980A1; DE69720453D1; EP0910348B1; CN1126537C; JP2001504439A; CN1228692A; WO1997044016A1; AU2793897A

Description

Hintergrund der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf lokal verabreichbare, bioabbaubare und mit verzögerter Freisetzung versehene (sustained-release) pharmazeutische Zubereitungen für Peridontitis sowie Verfahren zu deren Herstellung, welche eine kontinuierliche Arzneimittelwirkung über einen langen Zeitraum durch die Kontrolle der Freisetzungszeit und durch den verlängerten Verbleib des Arzneimittels in der Periodontaltasche aufzeigen können, wobei sie durch

i) die Herstellung von Mikrosphären (Mikrokugeln), welche die physiologisch wirksame Substanz enhalten,
ii) die Herstellung eines Gemisches aus den Mikrosphären und wasserlöslichem Polymer wie Polysacchariden,
iii) Überführen des Gemisches in die Form eines Films oder/und
iv) Beschichtung des Films oder Streifens mit einer wässrigen Kationenlösung wie Calcium- und Bariumchlorid hergestellt werden.

Periodontitis ist eine Entzündung des Zahn-Stützgewebes, verursacht durch bakterielles Toxin, welches ein Stoffwechselprodukt oraler Bakterien ist. Wird Periodontitis im Anfangsstadium der Gingivitis nicht richtig behandelt, entwickelt sie sich in schwere Periodontitis mit geschwollenem Zahnfleisch, Blutung und Mundgeruch. Schreitet die Periodontitis fort, wird das die Zahnfleisch-Membran unterstützende Collagen zerstört, und der Alveolarknochen unter dem Zahn wird aufgelöst. Als Ergebnis wird Periodontal-Ligament separiert, eine Periodontal-Tasche geformt und im schweren Fall entwickelt sich fort geschrittene Periodontal-Erkrankung, die zum Zahnausfall führen kann. Die meisten der Periodontitis verursachenden Erreger sind anaerobische gramnegative Bakterien, die Collagenase abscheiden, welche das Ligament, das das Bindegewebe der Periodontalmembran ist, zerstört, und Metabolite dieser Reaktion verursachen Periodontitis.
Zur Vorbeugung und Behandlung der schweren Periodontalerkrankung ist das Entfernen von Plaque in der Periodontaltasche erforderlich. Die Methoden zur Entfernung von bakteriellem Plaque lassen sich aufteilen in apparative Therapie und Chemotherapie. Apparative Therapien beinhalten Zahnsteinentfernung und Wurzelbehandlung und benötigen die Fähigkeit des Patienten, Plaque kontinuierlich zu kontrollieren, haben aber den Nachteil, dass apparative Therapien einen begrenzten Effekt auf die Stelle haben, an der es aus anatomischen Gründen schwierig ist, die Zähne zu putzen. Zur Behebung der oben erwähnten Nachteile von apparativen Therapien wurden Chemotherapien untersucht und es wird berichtet, dass Chemotherapien sehr effektiv bei der Entfernung von Bakterien sind, die im tiefen Teil leben, der mit Instrumenten schwierig zu erreichen ist.
Das Wichtigste bei der klinischen Anwendung ist, die wirksame Konzentration der aktiven Substanz aufrechtzuerhalten, die Plaque in der von Bakterien befallenen Zone über einen langen Zeitraum ohne Nebenwirkungen kontrolliert. Die Beispiele chemischer Methoden beinhalten das Spülen der befallenen Region mit einer antibiotischen Lösung und die systematische Verabreichung von Antibiotika. Es ist bekannt, dass die lokale Verabreichung von Antibiotika einen begrenzten Effekt bei der Entfernung der die Periodontal-Erkrankung verursachenden Bakterien hat, da die Antibiotika nicht den tiefen Teil des unteren Zahnfleischbereichs erreichen oder sich nicht für eine ausreichende Zeit halten. Es wird berichtet, dass die systematische Verabreichung wirksam bei der Behandlung der Pe riodontal-Erkrankung ist, aber im Fall der systematischen Verabreichung zum Zweck der Aufrechterhaltung einer wirksamen Konzentration in der infizierten Region ist es nötig, dass hohe Dosierungen von Medikamenten verabreicht werden, und folglich treten Nebenwirkungen, wie z. B. das Erscheinen resistenter Bakterien und die unerwünschte Wirkung auf Intestinalbakterien, auf. Um diese Schwäche zu überwinden, wurden Untersuchungen zur direkten Verabreichung in die Peridontal-Tasche durchgeführt, und es wurde berichtet, dass, wenn Tetracycline lokal verabreicht werden, nur 1/1000 der Dosierung der systematischen Verabreichung den gleichen Effekt erzielen kann (Goodson, J. M. et al., J. Periodontal, 56 265–272, 1985). Um den maximalen Effekt und minimale Nebenwirkungen zu erreichen, wurde versucht, ein lokales Medikamentenverabreichungssystem unter Verwendung eines kontrollierten Freisetzungssystems von physiologisch aktiven Substanzen wie Antibiotika zu entwickeln.
Es existieren einige Probleme, die gelöst werden müssen, um Periodontitis durch ein lokales Drug-Delivery-System (Medikamentenverabreichungssystem) zu behandeln.
Erstens ist ein Träger zum Transport der physiologisch aktiven Substanz wie Antibiotika zur Periodontal-Tasche nötig. Eine große Anzahl bisher entwickelter Träger sind Substanzen, die nicht biologisch absorbiert werden, die entfernt werden müssen, nachdem das Medikament komplett verabreicht wurde, und die, falls nicht, das Periodontalgewebe irritieren und die Regeneration des Periodontalgewebes hemmen.
Im US-Patent 5,599,553 wird beschrieben, dass eine pharmazeutische Zubereitung, zusammengesetzt aus Minocyclin HCl und Polycaprolacton, in Form eines Streifens die aktive Substanz über 7 Tage in der Periodontal-Tasche verabreichen kann. In diesem Fall muss das Polycaprolacton entfernt werde, nachdem das Medikament komplett verab reicht wurde, da es zu lange braucht, bis es im Körper zersetzt wird.
Zweitens muss zur Behandlung der Periodontitis die wirksame Konzentration der aktiven Substanz in der Periodontal-Tasche über einen langen Zeitraum aufrechterhalten werden. Es wird berichtet, dass zur Behandlung der Periodontitis die wirksame Konzentration von Antibiotika wie z. B. Minocyclin HCl für wenigstens 7 bis 10 Tage aufrechterhalten werden muss (Lawter J. R. et al., Int. Sym. Cont. Rel, Bioact. Mater., 230–31, 1990). Es wird berichtet, dass der therapeutische Wirkstoff solange als möglich beibehalten werden soll, da Zahnkrankheiten allgemein chronisch sind (Friedman M. et al., Pharmaceutical Research, Vol. 7, NO. 4, 313–317, 1990). Weiterhin ist bekannt, dass, falls oral verabreicht, die Verabreichung über mehr als zwei Wochen wirksam zur Behandlung von Periodontitis ist (Lilijenberg B. et al., J. Clin. periodontol., 7, 48–61, 1980).
Gemäß US-Patent 4,933,182 hat eine pharmazeutische Präparation, worin polymere Mikropartikel, die eine oder mehrere Substanzen enthalten, die in der kontinuierlichen Phase eines wasserlöslichen Polymers dispergiert ist, den Vorteil, dass sie Substanzen in unabhängigen Mustern freisetzen kann und beim Patienten keine unangenehmen Gefühle hervorruft. Sie hat aber den Nachteil, dass die Verabreichung mehrmals gemacht werden muss, da die Freisetzung der Substanz nach 6 Stunden abgeschlossen ist. Drittens ist es notwendig, dass der Prozess der Verabreichung geeignet und auf der Basis der Menge der aktiven Substanz quantitativ ist.
Gemäß US 4,175,326 wird von einer pharmazeutischen Zubereitung berichtet, die die aktiven Substanzen in einer Hohlfaseranordnung aus Zellulose-Acetat beinhaltet. Um diese Präparation in der Periodontal-Tasche zu verabreichen, muss die Faser auf die Länge der Dosierung geschnitten werden, die zugeschnittene Faser um den Zahn gewickelt werden, und verabreicht werden, indem sie in die Periodontal-Tasche gezogen wird. Diese Methode hat den Nachteil, dass sie ungeeignet ist, das Medikament in der Periodontal-Tasche quantitativ zu verabreichen.
In WO A1 92/07555 und US 5,324,520 wird von einem In-Situ-Gel berichtet, welches vor der Verabreichung in einem flüssigen Zustand ist und etwas härter wird nach der Verabreichung. Da die Formulierungen vor der Verabreichung in einem flüssigen Zustand sind, wird ein spezielles Verabreichungsmittel in Form einer Spritze benötigt, und diese Formulierungen haben den Nachteil, dass sie zur quantitativen Verabreichung ungeeignet sind.
Um die wichtigsten Dinge bei der Behandlung der Periodontitis zu erfüllen, genannt seien der Bioabbau und die kontinuierliche Wirkstoff-Freisetzung, überwiegen Mikrosphären, die aus einem bioabbaubaren Polymer aufgebaut sind, welches nach Verabreichung in der Periodontal-Tasche aufgelöst wird und das Medikament kontinuierlich freisetzt. Beispielsweise wird berichtet, dass PLGA Mikrosphären, die Tetracycline in Pluronic F 127 Gel beinhalten, suspensiert wurden und die präparierte Formulierung in die Periodontal-Tasche eingeführt wurde (EP A1 244118). Zusätzlich wird berichtet, dass die effektive Konzentration in der Periodontal-Tasche über 14 Tage durch Einbringen von Mikrosphären, die Minocyclin und PLGA enthalten, aufrechterhalten werden kann (Lawter J. R. et al., Int. Symp. Cont. Rel. Bioact. Mater., 230–231, 1990) und eine entsprechende Patentanmeldung dafür eingereicht wurde. Die Mischung zur Behandlung von Periodontitis unter Verwendung solcher bioabbaubaren Mikrosphären kann die effektive Medikament-Konzentration bei einmaliger Verabreichung über einen langen Zeitraum aufrerchterhalten, das Gefühl von Fremdsubstanzen ist nicht vorhanden, da die Formulierung aus Mikropartikeln hergestellt wurde, und es muss nach der Behandlung nicht entfernt werden, da die Formulierung bioabbaubar ist. Da sich je doch die in der Form eines Gels präparierten Mikrosphären aufgrund ihrer hydrolytischen Eigenschaft nicht lange halten, existiert die Schwierigkeit, dass sie erst vor dem Gebrauch präpariert werden können, und dass ein spezielles Verabreichungsmittel zur Verabreichung in die Periodontal-Tasche nötig ist. Und es ist schwierig, quantitativ und genau zu verabreichen, wenn wir die Mikrosphären direkt in die Periodontal-Tasche einsetzen.
Die Patentschrift WO 97/13502 offenbart pharmazeutische Formulierungen zur Abgabe von Mikropartikeln, die GM-CSF beinhalten, und die durch transmukosale oder orale Verabreichung und für eine verzögerte, kontrollierte Freisetzung über einen Zeitraum von einem Tag bis wenigstens einer Woche unter physiologischen Bedingungen sorgen. Der aktive Wirkstoff wird mit synthetischen, polymeren Mikropartikeln dispergiert, die gebildet sind entweder aus einem bioabbaubaren, synthetischen Polymer ausgewählt aus der Gruppe, die Polymilchsäuren, Polyglykolsäuren und Copolymere davon beinhaltet, oder aus einem Hydrogel wie z. B. natürlich vorkommenden Polysacchariden wie Alginate, ionisch vernetzten mit divalenten Kationen wie z. B. Kupfer, Calcium, Magnesium, Strontium, Barium und Zinn in Wasser bei Raumtemperatur, um eine Hydrogel-Matrix zu bilden.
Um ideale Formulierungen für Periodontitis zu entwickeln, ist es daher wünschenswert, dass bioabbaubare Substanzen zur Kontrolle der Wirkstofffreisetzung verwendet werden, dass die effektive Medikamentenkonzentration kontinuierlich aufrechterhalten wird und die Verabreichung für den Patienten bequem ist.
Die Erfinder haben kontinuierliche Studien über die ideale Formulierung bei Periodontitis geführt, und es wurde herausgefunden, dass, wenn die bioabbaubaren, bei Periodontitis physiologisch aktive Substanzen beinhaltenden Mikrosphären mit einem Hydrogel aus wasserlöslichem Polymer gemischt werden und anschließend die Mischung in Form eines dünnen Films oder Streifens gebracht wird, und dieser Film oder Streifen in die Periodontal-Tasche gebracht wird, sich der kontinuierliche Effekt über eine lange Zeit zeigt, da das wasserlösliche Polymer durch Kontakt mit Speichel und Zahnfleischspaltenflüssigkeit langsam zersetzt wird, und folglich nur die Mikrosphären allein in der Periodontal-Tasche bleiben und diese Mikrosphären die aktive Substanz kontinuierlich freisetzen. Zusätzlich entdeckten die Erfinder, dass, wenn der Film oder Streifen mit wässriger Lösung eines Kationensalzes wie Ca²⁺ oder Ba²⁺ sprühbeschichtet wird, die Auflösungszeit effektiv kontrolliert werden kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die lokal verabreichbare, bioabbaubare und mit verzögerter Freisetzung versehene pharmazeutische Zubereitung und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Speziell bietet die vorliegende Erfindung eine Zubereitung in Form eines Films oder Streifens zusammengesetzt aus Mikrosphären hergestellt mit bioabbaubaren Polymeren und wasserlöslichen Polymeren wie Polysacchariden.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Zubereitung zusammengesetzt aus dem oben genannten Film oder Streifen beschichtet mit einer wässrigen Kationensalz-Lösung.
Desweiteren bietet die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der Zubereitung, das folgende Schritte umfasst: 1) Herstellung der Mikrosphären, die die biologisch aktive Substanz enthalten, 2) Mischung der Mikrosphären und wasserlöslicher Polymere wie Polysaccharide, 3) Herstellung eines Films oder Streifens aus der Mischung. Die vorliegende Erfindung bietet zusätzlich zum oben erwähnten Verfahren ein Verfahren zur Herstellung einer Zubereitung, welches den Schritt der Beschichtung des Films oder Streifens mit wässriger Lösung von Metall-Kationen umfasst.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
In 1 werden Plaque-Messwerte einer Kontrollgruppe mit der experimentellen Gruppe verglichen.
In 2 werden Zahnfleisch-Messwerte einer Kontrollgruppe mit der experimentellen Gruppe verglichen.
In 3 wird die Taschentiefe einer Kontrollgruppe mit der experimentellen Gruppe verglichen.
In 4 werden Blutungs-Werte einer Kontrollgruppe mit der experimentellen Gruppe verglichen.
5 zeigt die Variation des Verhältnisses von Kokzidien, nichtfreibeweglichen Stäbchenbakterien, freibeweglichen Stäbchenbakterien und Spirochäten in der Kontrollgruppe
6 zeigt die Variation des Verhältnisses von Kokzidien, nicht frei beweglichen Stäbchenbakterien, freibeweglichen Stäbchenbakterien und Spirochäten in der experimentellen Gruppe
7 zeigt die CFU schwarz-pigmentierter Bakterien in Gegenüberstellung von Kontroll- und experimenteller Gruppe
8 zeigt die CFU in Gegenüberstellung von Kontrollund experimenteller Gruppe von aeroben Blut-Agar-Plättchen
9 zeigt die CFU in Gegenüberstellung von Kontrollund experimenteller Gruppe von anaeroben Blut-Agar-Plättchen
Beschreibung der Erfindung
Physiologisch aktive Substanzen der vorliegenden Erfindung, die verwendet werden können zur Behandlung von Pe riodontitis, enthalten Antibiotika, Lokalanästhetika, entzündungshemmende Analgetika und Steroidhormone. Antibiotika, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen Ampicillin, Amoxicillin, Erythromycin, Tetracyclin, Minocyclin, Oxytetracyclin, Doxycyclin, Metronidazol, Bacitracin, Kitasamycin, Spiramycin, Ornidazol und ihre Salze, die im allgemeinen zur Behandlung von Periodontitis benutzt werden, Lokalanästhetika, die in der vorliegenden Erfindung benutzt werden können, umfassen Lidocain, Procain, Dibucain und Benzocain, entzündungshemmende Analgetika, die in der vorliegenden Erfindung benutzt werden können, umfassen Diclofenac, Flubiprofen, Ibuprofen, Ketoprofen, Aspirin, Mefenamsäure und Acetaminophen, und Steroidhormone, die in der vorliegenden Erfindung benutzt werden können, umfassen Dexamethason, Triamcinolonacetonid, Hydrocortison, Epihydrocortison.
Ein bioabbaubares Polymer, das in der vorliegenden Erfindung zur Herstellung von Mikrosphären benutzt wird, ist ein Polymer aus Derivaten der α-Hydroxy-Carbonsäure, beispielsweise ein Polymer aus Glycolsäure (PGA), ein Polymer aus Milchsäure (PLA) und ein Copolymer aus Milchsäure und Glycolsäure (PLGA), das in Wasser und Kohlendioxid hydrolisiert werden kann, die für den menschlichen Körper nicht schädlich sind.
Das Molekulargewicht dieser Polymere hat einen starken Einfluss auf die Zeitdauer der Wirkstoff-Freisetzung und den Abbau der Mikrosphären.
Bei Verwendung eines Polymers der Gruppe PLA, PGA und PLGA verlängert sich mit Steigerung des Molekulargewichts die Medikamentenfreisetzungszeit wie auch der Abbau der Polymere. Die Freisetzungszeit und der Abbau der Polymere wird verschoben, wenn der Anteil von Milchsäure bei der Verwendung von PLGA-Copolymer erhöht wird.
Wenn diese Eigenschaft benutzt wird, kann die Freisetzungszeit der Mikrosphären kontrolliert werden. Daher ist bei Einstellung der Freisetzungszeit zur Behandlung von Periodontitis auf zwei Wochen der gewünschte Bereich des Molekulargewichts zwischen 4.000 und 50.000, und der mehr bevorzugte Bereich 5.000 bis 15.000. Um die verschiedenen Arten von Medikamenten gleichzeitig zu verabreichen, können Mikrosphären aus Polymeren mit unterschiedlichem Molekulargewicht hergestellt werden, und jede Mikrokugel zeigt ein unabhängiges Freisetzungsmuster.
Die Erfinder haben eine pharmazeutische Zubereitung in Form eines Films oder Streifens hergestellt aus der Mischung der Mikrosphären und einem wasserlöslichen Polymer-Hydrogel gefunden, um eine aktive Substanz quantitativ in der Periodontaltasche zu verabreichen. Mit anderen Worten kann, wenn die Mikrosphären in dem aus der Mischung der Mikrosphären mit dem wasserlöslichen Polymer hergestellten Film oder Streifen in ihrer urspünglichen Form erhalten werden können, die Menge der Mikrosphären im Film oder Streifen berechnet werden und die Menge des in die Periodontal-Tasche verabreichten Medikaments kann aus dem Mischungsverhältnis von Mikrosphären und wasserlöslichem Polymer bestimmt werden, und eine quantitative Verabreichung ist möglich.
Ein bevorzugtes wasserlösliches Polymer, welches für die pharmazeutischen Verbindungen der vorliegenden Erfindung angewandt wird, sollte für den menschlichen Körper unschädlich und in der wässrigen Lösung viskos sein, und nach Trocknen leicht in den Film oder Streifen geformt werden können. Diese beinhalten die Polysaccharide wie Pectin, Carrageenan, Gellan-Gummi, Natriumalgenat oder Chitosan.
In der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Zersetzungszeit zu verzögern, wenn der oben erwähnte Film oder Streifen mit einer wässrigen Lösung von Kationen wie beispielsweise Calcium und Barium beschichtet wird.
Wird der Film oder Streifen ohne Beschichtung in die Periodontal-Tasche verabreicht, schwillt er so schnell an durch den Kontakt mit Speichel oder Zahnfleischspaltenflüssigkeit, dass sich ein Teil des Films oder Streifens aus der Periodontal-Tasche entfernen kann, und es besteht die große Möglichkeit, den Teil des Films oder Streifens zu verlieren und die Menge an aktiver Substanz in der Periodontal-Tasche zu verringern, und es wird kein wünschenswerter Behandlungseffekt erreicht, da die Dosierung praktisch geringer als die in die Periodontal-Tasche gelieferte Menge. Um dieses Problem zu lösen, haben die Erfinder die pharmazeutische Zubereitung unter Verwendung eines Komplexes aus Polysaccharid und Metallion zur Verfügung gestellt.
Bildet ein wasserlösliches Polymer, wie Polysaccharide, einen Komplex mit dem Metallion, verringert sich seine Löslichkeit in Wasser und die Anschwellrate wird langsamer. Daher verschwindet in der Frühphase der Verabreichung die Möglichkeit des Verlusts des Films oder Streifens, und das verabreichte Medikament bleibt sicherer in der Periodontal-Tasche.
Da die Löslichkeit in Wasser und die Schwellrate des Komplexes aus den Polysacchariden und dem Metall von der Art des metallischen Kations abhängen, können wir unter Berücksichtigung des Behandlungszeitraums etc. das geeignete Metallion auswählen.
Das gewünschte Kationen-Salz kann Kation-Chloride enthalten, wie Calciumchlorid, Magnesiumchlorid, Bariumchlorid. Speziell Calciumchlorid ist für die Formulierung, die in einem kurzen Zeitraum von 3 bis 6 Stunden hydratisiert wird durch Speichel oder Zahnfleischspaltenflüssigkeit, geeignet, und Bariumchlorid ist geeignet für die pharmazeutische Formulierung für einen längeren Zeitraum von ein bis zwei Wochen.
Es ist möglich, einen mit wässriger Kationenlösung beschichteten Film oder Streifen herzustellen, indem ein einfacher Schritt der Sprühbeschichtung verwendet wird, wenn wir Polysaccharide verwenden.
Es wurde herausgefunden, dass unterschiedliche Mischungen ihre eigene Desintegrationszeit haben. Die Formulierung, die nicht mit Metallionen kombiniert ist, behält ihre ursprüngliche Form in der Periodontal-Tasche nur für zwei Stunden, Calcium-Polysaccharide für 3 bis 6 Stunden, und Barium-Polysaccharide für mehr als eine Woche. Wenn die Formulierung zersetzt ist, bleiben nur die Mikrosphären in der Periodontal-Tasche, und setzen die aktive Substanz kontinuierlich frei.
Daher ist es in der vorliegenden Erfindung möglich, eine aktive Substanz in die Periodontal-Tasche quantitativ durch die Verwendung eines Films oder Streifens aus Polysacchariden und Mikrosphären zu verabreichen, und es ist möglich, die Erhaltung des Films oder Streifens in der Periodontal-Tasche durch die Kontrolle der Desintegrationszeit durch Beschichtung des Films oder Streifens mit wässriger Kationen-Salzlösung zu kontrollieren.
Im Folgenden wird das Verfahren zur Herstellung der lokal verabreichbaren, bioabbaubaren und mit verzögerter Freisetzung versehenen pharmazeutischen Zubereitung für Periodontitis erklärt,

1) der Schritt der Herstellung von Mikrosphären, durch Lösung eines bioabbaubaren Polymers wie PLA oder PLGA in Methylenchlorid durch Suspension einer fein gemahlenen aktiven Substanz, und durch-Emulgieren der suspendierten Lösung in der wässrigen Lösung, die den oberflächenaktiven Stoff enthält,
2) der Schritt der Herstellung eines Hydrogels durch Vermischen der Mikrosphären und des Polysaccharids und Zugabe von destilliertem Wasser,
3) der Schritt der Herstellung von Filmen oder Streifen. Ein weiteres Verfahren zur Herstellung von lokal verabreichbarer, bioabbaubarer und mit verzö gerter Freisetzung versehener pharmazeutischer Mischung enthält den Schritt
4) der Beschichtung des Films oder Streifens mit wässriger Lösung eines Kationen-Salzes zusätzlich zu den oben beschriebenen Schritten 1), 2) und
3).

In den folgenden Abschnitten wird das Verfahren zur Herstellung einer lokal verabreichbaren, bioabbaubaren pharmazeutischen Zubereitung für Periodontitis schrittweise im Detail erklärt.
I. Schritt 1
Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Mikrosphären werden durch das Verfahren hergestellt, für das durch die Erfinder ein Patent beantragt wurde (Koreanisches Patent Nr. 95-10671), und auf dem die Priorität der vorliegenden Erfindung basiert.
Mikrosphären, die mehr als 20 Gew.% einer aktiven Substanz enthalten und die aktive Substanz bei der effektiven Konzentration über zwei Wochen freisetzen, werden wie folgt hergestellt.
Zuerst haben wir im Fall der Wasserlöslichkeit der aktiven Substanz die Substanz auf den mittleren Durchmesser von unter 5 μm durch Verwendung einer Strahlmühle zermalen. Im Fall organisch löslicher Substanzen ist dieses Verfahren nicht nötig.
Wir mischten bioabbaubare Polymere, PLA oder PLGA, mit der aktiven Substanz im geeigneten Verhältnis. Nach Zusetzen von Methylenchlorid wird die Mischung gut gemischt, und anschließend unter 20°C abgekühlt.
Nach Emulgieren der Polymer-Lösung durch Zufügen zu wässrigem Polyvinylalkohol, der auf unter 5°C vorgekühlt ist, wird die Emulsion mit destilliertem Wasser verdünnt. Schließlich wird das Methylenchlorid verdampft, um unser oben erwähntes Ziel zu erreichen. Bei Herstellung von Mikrosphären nach der oben beschriebenen Methode unter Verwendung von D,L-PLA, dessen Molekulargewicht zwischen 6.500 und 8.000 liegt, war die Freisetzung der aktiven Substanz innerhalb von zwei Wochen abgeschlossen.
Bei Verwendung von PLGA, dessen Molekulargewicht zwischen 8.000 und 10.000 liegt, wurde die Freisetzung ebenfalls innerhalb von zwei Wochen vollendet. Die bevorzugte Menge aktiver Substanz in den Mikrosphären liegt etwa bei 10 bis 30 Gew.%. Speziell 20 bis 25 Gew.% werden bevorzugt. Zusätzlich hat die Partikelgröße der Mikrosphären einen wichtigen Effekt auf den Wirkstoffgehalt und die Freisetzungsgeschwindigkeit. Die durchschnittliche verwendbare Partikelgröße ist 1 bis 500 μm, 10 bis 200 μm werden bevorzugt, und 20 bis 150 μm werden mehr bevorzugt.
Es ist wünschenswert, dass die Mikrosphären die aktive Substanz kontinuierlich über mehr als 7 Tage und weniger als 20 Tage freisetzen.
II. Schritt 2
Das Verfahren der Mischung der Polysaccharide mit den Mikrosphären wird im folgenden beschrieben.
Zuerst mischten wir mit verzögerter Freisetzung versehene Mikrosphären, welche die aktive Substanz enthielten, mit Polysacchariden. Zu diesem Zeitpunkt ist das Mischungsverhältnis der wichtige Faktor nicht nur für das Verabreichungsvolumen der Mischung, sondern auch für das Ausmass an Verlust von Mikrosphären aus der Periodontal-Tasche aufgrund von vergrößertem Volumen durch das Aufschwellen des Polysaccharids. Daher wird bevorzugt, Polysaccharid so wenig wie möglich zu verwenden, und es wird ein Verhältnis von Polysaccharid in der gesamten pharmazeutischen Zubereitung von 5 bis 50 Gew.% bevorzugt, speziell 5 bis 30 Gew.%.
Anschließend wurde der beschriebenen Mischung destilliertes Wasser zugefügt und ein Hydrogel aus Polysaccharid hergestellt, in dem Mikrosphären suspensiert werden. Die Konzentration von Polysaccharin, d. h. die Menge des zugefügten destillierten Wassers ist ein sehr wichtiger Faktor für die Herstellung des Films oder Streifens. Ist die Menge des zugefügten destillierten Wassers zu groß, ist es schwierig, einen Film oder Streifen zu bilden, und ist die Menge des zugefügten destillierten Wassers zu gering, ist es schwierig, einen Film oder Streifen herzustellen, der die aktive Substanz homogen enthält, da es schwierig ist, Mikrosphären im Hydrogel gleichmäßig zu dispergieren. Unter Betrachtung der obigen Faktoren wird bevorzugt genug destilliertes Wasser hinzugefügt, um ein Hydrogel herzustellen, welches Polysaccharid unter 50 Gew.% enthält, und es wird mehr bevorzugt, ein Hydrogel herzustellen, welches Polysaccharid im Verhältnis von 1 bis 20 Gew.% enthält.
III. Schritt 3
Um das obige Hydrogel in die Periodontal-Tasche zu bringen, wird es zu einem Film oder Streifen geformt wie folgt.
Zuerst wird das Hydrogel auf eine Acryl- oder Metalltafel gebracht und geglättet, anschließend mit einem mit Silikon beschichteten Polyesterfilm bedeckt, und mit einer Walze zusammengedrückt, um eine gleichmäßige Dicke zu erreichen, dann wird der Polyesterfilm entfernt, und an Luft getrocknet. Der resultierende Film wird in die passende Größe zum Einfügen in die Periodontal-Tasche geschnitten. Es können Streifen mit einer anderen Methode hergestellt werden, wobei das obige wasserlösliche Polymer-Hydrogel in einen Rahmen gebracht und zusammengedrückt wird. Bei der Herstellung des Films oder Streifens wird die Dicke des Films oder Streifens unter Berücksichtigung der Größe der Periodontal-Tasche festgelegt. Die bevorzugte Dicke des Films oder Streifens ist unter 2 mm, und die mehr bevorzugte Dicke liegt zwischen 0,1 und 1,0 mm.
Ein bevorzugtes Beispiel der pharmazeutischen Mischung hat 6 mm^–1O2 mm Breite und 0,1 bis 2 mm Dicke und ist keilförmig.
IV. Schritt 4
Um die Erhaltung der Formulierung in der Periodontal-Tasche zu erhöhen, wird vorzugsweise die Viskosität nach der Hydratisierung vermindert und die Zersetzungszeit durch Beschichtung des Films oder Streifens mit wässriger Lösung eines Kationen-Salzes. Die bevorzugten Kationen-Salze beinhalten Calciumchlorid, Magnesiumchlorid, Bariumchlorid, und speziell Calciumchlorid ist bei der vorliegenden Erfindung geeignet, das in 3 bis 6 Stunden durch Speichel oder Zahnfleischspaltenflüssigkeit hydratisiert wird, und Bariumchlorid ist geeignet für die Zubereitungen, die über 1 bis 2 Wochen erhalten werden.
Die bevorzugte Konzentration der wässrigen Lösung 2-wertiger Kationen ist 1 bis 10%, und mehr bevorzugt sind 2 bis 5%.
Es gibt zwei Arten von Beschichtungsverfahren. Eine ist, den Film oder Streifen durch Einweichen in wässriger Kationenlösung zu beschichten und die andere ist, den Film oder Streifen durch Besprühen mit wässriger Lösung von Kationen zu beschichten. Die letztere wird bevorzugt. Die pharmazeutische Zubereitung der vorliegenden Erfindung für Periodontitis wird in die Periodontal-Tasche eingebracht, und Polysaccharid wird durch Speichel hydratisiert und aufgelöst, und nur die bioabbaubaren Mikro sphären bleiben in der Periodontal-Tasche und setzen die aktive Substanz in 1 bis 2 Wochen frei.
Da die vorliegende Erfindung zur lokalen Verabreichung ist, wird mit der minimalen Dosierung für die Periodontal-Tasche formuliert. Folglich können begleitende Nebenwirkungen minimiert werden, die bei Verabreichung einer Überdosierung über längeren Zeitraum auftreten können.
Da die pharmazeutische Zubereitung mit verzögerter Freisetzung versehene Mikrosphären enthält, kann der Verabreichungseffekt einer einmaligen Abgabe zwei Wochen anhalten. Da die pharmazeutische Zubereitung ein Film oder Streifen ist, kann desweiteren das Medikament bequem mit einer Zange verabreicht werden, und da die Zubereitung aus bioabbaubaren Substanzen besteht, ist es nicht nötig, Reste nach erfolgter Freisetzung der aktiven Substanz zu entfernen.
Durch Beschichtung des Medikaments mit wässriger Lösung 2-wertiger Kationen kann die pharmazeutische Zubereitung der vorliegenden Erfindung sicherer in der Periodontal-Tasche bleiben.
Daher ist es ein großer Vorteil, dass der Freisetzungseffekt des Medikaments maximiert werden kann und der Gebrauch sehr bequem ist. Die vorliegende Erfindung wird in Beispielen detailliert erklärt.
Die folgenden Beispiele dienen nur zur Vorstellung der Anwendung der vorliegenden Erfindung, die Ansprüche der vorliegenden Erfindung sind aber nicht auf diese Beispiele eingeschränkt.
Herstellungsbeispiel 1: Herstellung der bioabbaubaren antibiotikaenthaltenden Mikrosphären
Mit Minocycline beladene Mikrosphären wurden mit einer modifizierten O/W-Emulsionstechnik hergestellt. 0,6 g mikronisiertes Minocyclin HCl (Partikelgröße kleiner 0,5 μm) wurde 2 ml Methylenchlorid zugefügt, welches 1,4 g Polymilchsäure mit einem Molekulargewicht von 7.500 enthielt. Die resultierende Suspension wurde in einen Becher mit 200 ml von 5%-Polyvinylalkohol-wässriger Lösung bei 5°C geschüttet, der mechanisch gerührt wurde. Das Rühren wurde 1 Stunde lang fortgesetzt, um das Verdampfen des Lösungsmittels zu ermöglichen. Die Mikrosphären wurden gesammelt, mit Wasser gewaschen und unter Verwendung eines Gefriertrockners lyophylisiert. Die mittlere Partikelgröße war 100 μm und der Medikamentengehalt lag bei 24 Gew.%.
Herstellungsbeispiele 2 bis 7
Mikrosphären wurden unter Verwendung verschiedener Polymere und aktiven Substanzen mit dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt. Tabelle 1 zeigt die Partikelgröße und den Gehalt an aktiver Substanz.
Tabelle 1
Beispiel 1: Herstellung des Mikrosphärenbeinhaltenden Pectin-Films
Nach Mischung von 0,8 g der nach Herstellungsbeispiel 1 hergestellten Mikrosphären mit 0,2 g Pectin wurden 2,0 g destilliertes Wasser zur Mischung zugefügt, um das Mikrosphären enthaltende Hydrogel zu erhalten.
Das obige Hydrogel wird in die Acryl-Gußform, deren Breite 10 cm^–1O10 cm und deren Dicke 0,5 mm ist und deren Boden geschlossen ist, gebracht und flachgestrichen. Es wurde mit einem mit Silikon beschichteten Polyester-Film be deckt, mit einer Walze zusammengedrückt, der Polyesterfilm entfernt und bei Raumtemperatur getrocknet. Der resultierende Film wurde auf die Größe 6 mm^–1O2 mm geschnitten.
Beispiel 2: Herstellung des Mikrosphären enthaltenden Pectin-Streifens
Nach Herstellung des Mikrosphären enthaltenden Hydrogels nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 wurde es in die keilförmige Gussform gebracht, deren Breite 6 mm, Länge 2 mm und Tiefe 0,1 bis 0,5 mm beträgt. Es wurde mit einem mit Silikon beschichteten Polyester-Film bedeckt, mit einer Walze zusammengedrückt, der Polyesterfilm entfernt und bei Raumtemperatur getrocknet, und der Streifen aus der Form separiert.
Beispiel 3: Herstellung des Mikrosphären enthaltenden Natriumalginatfilms
Nach Mischung von 0,1 g Natriumalginat mit 0,85 g Mikrosphären aus dem obigen Herstellungsbeispiel 2, wurden der Mischung 1,5 g destilliertes Wasser hinzugefügt, um das Mikrosphären enthaltende Hydrogel zu erhalten. Der Film wurde mit dem Hydrogel nach dem gleichen Verfahren hergestellt wie in Beispiel 1 beschrieben.
Beispiel 4: Herstellung des Mikrosphären enthaltenden Calciumalginatfilms
Der Calciumalginatfilm wurde hergestellt durch Sprühen von wässriger 2%iger Calciumchloridlösung auf den nach Beispiel 3 hergestellten Natriumalginatfilm und Trocknung.
Beispiel 5 bis 16:
Der Film oder Streifen wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 bis 4 beschrieben hergestellt unter Verwendung von Mikrosphären, die nach dem gleichen Verfahren wie in Herstellungsbeispielen 2 bis 7 beschrieben hergestellt wurden. Das Ergebnis ist in Tabelle 2 gezeigt.
Test 1: In vitro Freisetzungstest
Filme oder Streifen der obigen Beispiele wurden in 10 ml von 10 mM Phosphatpuffer mit pH 7.4 bei 37°C in einem geschüttelten Wasserbad getestet. Die Menge an freigesetztem Wirkstoff wurde analysiert durch Messung der UV-Absorption als Funktion der Zeit. Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse.
Test 2: Zersetzungstest der pharmazeutischen Mischung
Unter den obigen Beispielen wurde das mit Natriumalginat oder Pectin hergestellte Medikament zugefügt, und das Medikament mit wässriger Calciumchlorid-Lösung oder wässriger Bariumchlorid-Lösung beschichtet in der pH 7.4 Phosphat-Puffer-Lösung bei 37°C. Gemessen wurde die Zeit, in der die Zusammensetzung vollständig zersetzt wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.
Tabelle 4
Test 3: Medikament-Wirksamkeits-Test bei Verabreichung an Tiere
Dieser Test wurde durchgeführt, um eine physiologische Wirkung der gemäß Beispiel 3 hergestellten pharmazeutischen Mischung bei Periodontitis zu bestätigen (Mischung zusammengestzt aus Natriumalginat und Polymilchsäure, Minocyclin enthaltende Mikrosphären).
Die obigen Formulierungen (auf 6 × 2 mm zugeschnittener Film) wurden in die Periodontal-Taschen von Hunden verabreicht, und nach 0, 1, 2, und 4 Wochen wurde jeder klinische Wert gemessen. Die Morphologie der Bakterien wurde mit einem Mikroskop gemessen, und die Kolonienzahl der Bakterien wurde durch Kultivierung gemessen.
Die Daten wurden statistisch nach der ANOVA-Methode analysiert, um die deutlichen Unterschiede zwischen vor der Verabreichung und nach der Verabreichung zu bestätigen. Die klinischen Werte wie Plaque-Index, Speichel-Index und Blut-Index wurden mit der Loe & Silness-Methode gemessen, und die Tiefe der Periodontal-Tasche wurde mit einem William-Prüfkopf gemessen. Bezüglich der Morphologie der Bakterien wurde das Verhältnis von Kokzidien, nichtbeweglichen Stäbchenbakterien, beweglichen Stäbchenbakterien und Spirochäten mit einem Mikroskop in jeder Woche gemessen. Bezüglich der Kultivierung der Mikroorganismen wurde die Änderungsrate in Abhängigkeit von der Zeit in jeder Woche gemessen. Das folgende Ergebnis wurde erhalten.

1. Klinische Werte wie Plaque-Index, Speichel-Index, die Tiefe der Periodontal-Tasche und Blutungs-Index zeigten deutliche Unterschiede nach der Verabreichung im Vergleich zu einer Kontroll-Gruppe (Tabelle 5–8, 1–4).
2. Nach der Verabreichung war das Verhältnis von Kokzidien und nicht-beweglichen Stäbchenbakterien angestiegen, und bewegliche Stäbchenbakterien und Spirochäten waren reduziert (Tabelle 9–12, 5–6).
3. Die Kolonien bildende Einheit jedes Mediums war deutlich reduziert, wenn die Bakterien in aerobem oder anaerobem Blut-Agar-Medium kultiviert wurden (Tabelle 13–15, 7–9).

Mit Bezug auf das Ergebnis des obigen Tests wurde bewiesen, dass die klinischen Werte, die Änderung der Bakteri en und die Wirkstoffkonzentration in der Periodontal-Tasche zeigen, dass die pharmazeutische Zubereitung der vorliegenden Erfindung für Periodontitis für mehr als 2 Wochen sehr effektiv ist bei lokaler Verabreichung.
Tabelle 5: Vergleich von Plaque-Werten
Tabelle 6: Vergleich von Speichel-Werten
Tabelle 7: Vergleich der Taschentiefe
Tabelle 8: Vergleich von Blutungs-Werten
Tabelle 9: Verhältnis von Kokzidien zu gesamten Mikroorganismen in jeder Woche (spezielle Bakterien/Gesamtbakterien * 100, Mittel% ± SD)
Tabelle 10: Verhältnis von nicht-beweglichen Stäbchenbakterien zu gesamten Mikroorganismen in jeder Woche (Mittel ± SD)
Tabelle 11: Verhältnis von beweglichen Stäbchenbakterien zu gesamten Mikroorganismen in jeder Woche (Mittel% ± SD)
Tabelle 12: Verhältnis von Spirochäten zu gesamten Mikroorganismen in jeder Woche (Mittel% ± SD)
Tabelle 13: Vergleich schwarz-pigmentierter Bakteroide (Mittel CFU% ± SD)
Tabelle 14: Vergleich aerober Blut-Agar-Plättchen (Mittel CFU% ± SD)
Tabelle 15: Vergleich anaerober Blut-Agar-Plättchen (Mittel CFU% ± SD)

Claims

Lokal verabreichbares, bioabbaubares und mit verzögerter Freisetzung versehenes Zuführsystem für Periodontitis in Form eines Films oder Streifens, dadurch gekennzeichnet, dass es folgendes umfasst: a) Mikrosphären, die die aktive Substanz für 1 bis 3 Wochen kontinuierlich freisetzen und folgendes enthalten: 1) eine aktive Substanz für die Behandlung von Periodontitis mit mehr als 20 Gew.% der Mikrosphären und 2) ein bioabbaubares Polymer, ausgewählt aus der Gruppe Polyglycolsäure (PGA), Polymilchsäure (PLA) und Poly milch-co-glycol)säure (PLGA), deren durchschnittliches Molekulargewicht im Bereich von 4.000 bis 50.000 liegt; b) Polysaccharide, ausgewählt aus der Gruppe Pectin, Carrageen, Gellan, Natriumalginat und Chitosan; und c) ein bivalentes Metallion zur Bildung eines Komplexes mit dem Polysaccharid; wobei die Desintegrationsrate durch die Art des Metallions und die Intensität und das Ausmaß des Komplexes gesteuert wird.
Lokal verabreichbares, bioabbaubares und mit verzögerter Freisetzung versehenes Zufuhrsystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Substanz ausgewählt ist aus der Gruppe der folgenden Materialien: Ampicillin, Amoxicillin, Erythromycin, Tetracyclin, Minocyclin, Oxytetracyclin, Doxycyclin, Metronidazol, Bacitracin, Kitasamycin, Spiramycin, Ornidazol, und ihrer Salze als Antibiotika; Lidocain, Procain, Dibucain und Benzocain als Lokal-Anästhetika; Diclofenac, Flubiprofen, Ibuprofen, Ketoprofen, Aspirin, Mefenamsäure und Acetaminophen als antientzündliche Analgetika; Dexamethason, Triamcinolonacetonid, Hydrocortison, Epihydrocortison als Steroidhormone.
Lokal verabreichbares, bioabbaubares und mit verzögerter Freisetzung versehenes Zufuhrsystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallionensalz ein bivalentes Kationenchlorid ist, ausgewählt aus der Gruppe Calciumchlorid, Magnesiumchlorid und Bariumchlorid.
Lokal verabreichbares, bioabbaubares und mit verzögerter Freisetzung versehenes Zufuhrsystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es folgendes umfasst: 1) den Schritt der Herstellung von Mikrosphären, enthaltend eine physiologisch aktive Substanz, durch Lösung eines bioabbaubaren Polymers in dem Lösungsmittel und Suspension der aktiven Substanz, gemahlen auf weniger als 5 μm Durchmesser, in der Lösung, gefolgt von Emulgieren der suspendierten Lösung in der wässrigen Lösung, die Polyvinylalkohol mit 1 bis 15 Gew.% enthält, und Verdampfung des Lösungsmittels; 2) den Schritt der Herstellung eines Hydrogels durch Vermischen der Mikrosphären und des Polysaccharids in einem Verhältnis von 95 : 5 bis 50 : 50 und dann Zugabe von destilliertem Wasser, so dass die Konzentration der Polysaccharide 1 bis 20 Gew.% in dem Hydrogel beträgt; 3) den Schritt der Herstellung von Filmen oder Streifen aus dem Hydrogel; und 4) den Schritt der Beschichtung und des Trocknens unter Verwendung eines Sprühbeschichtungsverfah rens auf die Filme oder Streifen mit der wässrigen Lösung eines bivalenten Metallionensalzes.
Verfahren zur Herstellung eines lokal verabreichbaren, bioabbaubaren und mit verzögerter Freisetzung versehenen Zufuhrsystems für Periodontitis gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration der wässrigen Lösung des Metallionensalzes 2 bis 5 Gew.% beträgt.