DE69822285T2

DE69822285T2 - Verfahren zur Herstellung von vernetzter Hyaluronsäure

Info

Publication number: DE69822285T2
Application number: DE69822285T
Authority: DE
Inventors: Everhardus Van Der Tuin; Arie Cornelis Besemer
Original assignee: STICHTING HYPPOMEDICS; STICHTING HYPPOMEDICS VLAGTWED
Current assignee: STICHTING HYPPOMEDICS; STICHTING HYPPOMEDICS VLAGTWED
Priority date: 1998-02-27
Filing date: 1998-02-27
Publication date: 2005-01-27
Anticipated expiration: 2018-02-28
Also published as: EP0939086A1; DE69822285D1; ATE261454T1; EP0939086B1; DK0939086T3; ES2217496T3; PT939086E

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von vernetzter Hyaluronsäure durch Behandeln einer wässrigen Lösung von Hyaluronsäure mit Divinylsulfon.
Hyaluronsäure (HS) ist ein hochmolekulares geradkettiges Mucopolysaccharid, das aus Glucuronsäure – N-Acetylglucosamindisaccharid-Wiederholungseinheiten besteht. Sie weist eine hohe Wasserabsorptionskapazität auf. HS ist eine Komponente beispielsweise der Haut, von Bindegewebe und des Glaskörpers des Auges. HS liegt auch in der Gelenkschmiere von Gelenken vor, wo sie eine Funktion als Schmiermittel und Stoßdämpfer hat.
Eine mangelnde Erzeugung von HS führt zu schmerzenden Gelenken (Osteoarthrose) bei Menschen und zum Lahmen bei Pferden. Abgesehen davon, dass es sich um ein medizinisches Problem handelt, ist das Lahmen bei Pferden auch ein wirtschaftliches Problem, insbesondere bei Rennpferden.
Das Lahmen wurde über viele Jahre durch eine viskose Ergänzung kontrolliert, die das Injizieren eines Gels von HS in das Gelenk umfasst. Die injizierte Menge von HS beträgt gewöhnlich 16 bis 40 mg in mehreren Millilitern neutralem Wasser. Ein käufliches Produkt ist ein synoviales viskoses Ergänzungs-HS-Gel/Fluid in einer Menge von 20 mg, das als Synvisc GF20 bezeichnet wird. Die in diesem Produkt verwendete HS kann durch Vernetzen von HS mit Divinylsulfon (DVS) bei einem hohen pH-Wert (0,2 M Natriumhydroxid) und bei 20°C unter Verwendung eines HS/DVS-Gewichtsverhältnisses zwischen 15:1 und 1:5 erhalten werden, wie es in der US-PS 4,582,865 beschrieben ist. Vernetzte HS, die für eine intraartikuläre Injektion geeignet ist, kann auch durch Vernetzen von HS mit einem Überschuss an bifunktionellen Epoxiden wie z.B. Epichlorhydrin erhalten werden, wie es in der EP-A-0 161 887 beschrieben ist.
Obwohl zunächst die Verwendung der HS-Produkte des Standes der Technik wie z.B. Synvisc bei der Gelenksbehandlung von Pferden zufriedenstellend ist, kehren die Symptome des Gelenkversagens nach wenigen Monaten zurück, denen häufig Entzündungsreaktionen vorangehen.
Es wurde nun gefunden, dass eine vernetzte HS, die in Form einer viskosen Lösung anstatt eines Gels vorliegt und die eine verbesserte Langzeitleistung bei der Gelenksbehandlung aufweist, erhalten werden kann, wenn die Vernetzung von HS unter spezifischen Bedingungen durchgeführt wird, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert sind.
Ein wichtiges Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das niedrige Verhältnis von Vemetzungsmittel zu HS. Das Gewichtsverhältnis von HS (bezogen auf das Natriumsalz) zu DVS sollte zwischen 20 und 200, vorzugsweise zwischen 40 und 120 liegen. Ein Gewichtsverhältnis von HS/DVS (WR_HS/DVS) von 20 entspricht einem Molprozentanteil von DVS zu HS (MP_DVS/HS) von 17 % (bezogen auf Anhydro[natriumglucuronat – N-Acetylglucosamin]-disaccharid) oder von 8,5 % (bezogen auf die durchschnittliche Anhydromonosaccharidbasis). Folglich sollte der Molprozentanteil von Vernetzungsmittel zu HS (auf Monosaccharidbasis) zwischen etwa 0,9 und 8,5, vorzugsweise zwischen etwa 1,7 und 5 liegen. Die zu vernetzende Lösung kann zusätzlich zu HS andere Biopolymere (Polysaccharide, Proteine, Glycoproteine, usw.) enthalten, jedoch vorzugsweise weniger als ein Drittel der HS-Menge, insbesondere weniger als 5 % der HS-Menge.
Ein weiteres wichtiges Merkmal ist der pH-Wert der Vernetzungslösung. Er sollte unter 11, vorzugsweise über 7,5 und insbesondere zwischen 8 und 11 liegen. Es wurde gefunden, dass die Verwendung eines höheren pH-Werts zu HS-Lösungen führt, die allergische Reaktionen und Entzündungsreaktionen verursachen, und zwar möglicherweise aufgrund einer Zersetzung von HS. Es ist auch bevorzugt, dass die Vernetzung bei relativ niedrigen Temperaturen wie z.B. unter 15°C, insbesondere zwischen 0 und 12°C durchgeführt wird.
Die vernetzte HS weist vorzugsweise ein Molekulargewicht zwischen 0,7 und 8 MDa auf, wobei das durchschnittliche Molekulargewicht vorzugsweise zwischen 1,2 und 5 MDa liegt. Es ist ferner bevorzugt, dass die vernetzte HS in einer viskosen Lösung und nicht in einem Gel vorliegt. Die Viskosität der Lösung beträgt vorzugsweise zwischen 15000 und 40000 cP und insbesondere zwischen 18000 und 32000 cP, gemessen mit einem Brookfield-Viskosimeter.
Die Erfindung betrifft auch die so erhaltene viskose Lösung und deren Verwendung bei der viskosen Ergänzung von Gelenken, insbesondere für Pferde, und bei der Augenchirurgie, insbesondere als temporäres Füllmittel der Augenhöhle während des chirurgischen Eingriffs.
Beispiel 1
100 ml einer Lösung von HS (Sigma, Streptococcus zooepidemicus, 0,8 % w/w in Wasser) bei pH 8,5 und 5°C wurden 15 mg DVS zugesetzt (WR_HS/DVS = 53). Das Gemisch wurde ho mogenisiert und eine Woche bei 4 bis 6°C stehengelassen. Die Lösung wurde dann unter Verwendung von Essigsäure auf pH 7 eingestellt und mittels Filtration sterilisiert (0,45 μm).
Die so erhaltene Lösung wurde in die Gelenke von Rennpferden injiziert, die unter einer hohen Belastung standen. Die mit dieser Lösung behandelten Tiere waren bis etwa 6 Monate nach der Injektion frei von Gelenksproblemen, worauf die Behandlung wiederholt wurde. Tiere, die mit HS-Zusammensetzungen des Standes der Technik (Synvisc) behandelt worden sind, erforderten nach 2 oder 3 Monaten eine Wiederholung der Injektion.
Beispiel 2
100 ml einer Lösung von HS (Shiseido, Streptococcus zooepidemicus, 0,8 % w/w in Wasser) bei pH 8,5 und 5°C wurden 10 mg DVS zugesetzt (WR_HS/DVS = 80). Die Lösung wurde wie im Beispiel 1 behandelt und ergab ebenfalls eine bessere Leistung wie das Material des Standes der Technik.
Beispiel 3
100 ml einer Lösung, die 1 g HS (Sigma, Streptococcus zooepidemicus) und 20 mg DVS enthielt (WR_HS/DVS = 50) wurden unter Rühren bei pH 7 200 mg fein gepulvertes Natriumcarbonat zugesetzt. Nachdem eine klare Lösung erhalten worden ist, wurde das Rühren unterbrochen. Nach dem Zusetzen des Natriumcarbonats betrug der pH-Wert 10. Das Gemisch wurde 3 Tage bei 4 bis 6°C stehengelassen. Dann wurde die Lösung vorsichtig mit Essigsäure neutralisiert (pH 7) und weiter wie im Beispiel 1 behandelt. Abgesehen von einer leichten Schwellung bei etwa 10 % der Pferde war dieses Produkt gleichermaßen zufriedenstellend wie das Produkt von Beispiel 1. Die Viskositäten und Behandlungsergebnisse verschiedener vernetzter Lösungen sind in der nachstehenden Tabelle angegeben:
Tabelle
Wenn dieses Beispiel unter Verwendung von 0,2 M NaOH während der Vernetzung wiederholt wurde, traten heftige Entzündungsreaktionen (Schwellungen) auf, die nur mit Corticosteroiden behandelt werden konnten.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer vernetzten Hyaluronsäure (HS) oder eines Salzes davon durch das Vernetzen einer wäßrigen Lösung von HS mit Divinylsulfon (DVS), dadurch gekennzeichnet, daß das Vernetzen mit DVS bei einem pH zwischen 8 und 11 unter Verwendung eines DVS/HS-Molverhältnisses zwischen 1 und 10% (wobei ein Mol HS einer durchschnittlichen Anhydromonosaccharideinheit äquivalent ist) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein DVS/HS-Molgewichtsverhältnis zwischen 2 und 5% angewendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die vernetzte HS ein Molekulargewicht von zwischen 0,7 und 8 MDa aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Vernetzen bei einer Temperatur zwischen 0 und 12°C durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die vernetzte Hyaluronsäure in der Form einer viskosen wäßrigen Lösung hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Lösung eine Viskosität von 15.000 bis 40.000 cP aufweist.
Viskose wäßrige Lösung von vernetzter Hyaluronsäure oder deren Salz, welche für die viskose Ergänzung von Gelenken geeignet ist, wobei die vernetzte Hyaluronsäure ein Molekulargewicht von zwischen 0,7 und 8 MDa aufweist und die Lösung eine Viskosität zwischen 15.000 und 40.000 cP aufweist.
Viskose Lösung nach Anspruch 7, welche eine Viskosität zwischen 18.000 und 32.000 cP aufweist.
Verwendung einer viskosen Lösung nach Anspruch 7 oder 8 oder erhalten nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Verwendung in der Behandlung von Mensch oder Tier oder in der Chirurgie.