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Gegenstand
der Erfindung ist ein Verfahren und ein Produkt zur Reinigung und/oder
zum Bleichen der Zähne
auf der Basis der Verwendung einer Cysteinproteinase.
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STAND DER
TECHNIK
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Cysteinproteinasen
und ihre Inhibitoren
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Cysteinproteinasen
sind proteolytische Enzyme, die einen Cysteinrest in ihrer aktiven
Stelle besitzen. Für
die Existenz in einer aktiven reduzierten Form benötigen diese
Enzyme ein externes Sulfhydrylreagenz. Die Säuger-Cysteinproteinasen gehören zur
Kathepsin-Familie; und von diesen wurden wenigstens die Kathepsine
B, H, L, S, O, U und N gereinigt und klassifiziert. Die erste Säuger-Cysteinproteinase,
die charakterisiert wurde, war Kathepsin B (Suominen, J. & Hopsu-Havu, V.K.:
Cathepsin B in the thyroid gland. Acta chem. Scand. 1971:25:2531). Diese
sind durch den Körper
verteilt, werden aber speziell in den Nieren, der Leber und den
Makrophagen gefunden (Rinne, A., Järvinen, M., Kirschke, H., Wiederanders,
B., Hopsu-Havu, V.K.: Demonstration of cathepsins H and L in rat
tissues. Biomed Biochim Acta 1986:45; 11-12: 1465-1476). Ein Teil von
diesen ist bei sauren pH-Werten aktiv, aber ein Teil ist bei physiologischen
pH-Werten aktiv, zum Beispiel Kathepsin S (Kirschke, H., Wiederanders,
B., Brömme, D.,
Rinne, A.: Cathepsin S from bovine spleen. Purification, distribution,
intracellular localization and action on proteins. Biochem J 1989:264:467-473
und Kirschke, H., Rawlings, N.D., Barrett, A.J.: Lysosomal cysteine
proteinases. Academic Press, London 1995).
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Im
Pflanzenreich werden Cysteinproteinasen gefunden, zum Beispiel Ficin,
Bromelain und Papain (Järvinen,
M., Rinne, A.: Human spleen cysteine proteinase inhibitor. Purification,
fractionation into isoelectric variants and some properties of the
variants. Biochim Biophys Acta 1982:708:210-217).
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Die
Cysteinproteinasen im Pflanzenreich und die, die bei Säugern gefunden
werden, sind eng miteinander verwandt. Papain wird klassischerweise bei
Forschungsarbeiten als Cysteinproteinase eingesetzt, die routinemäßig in Tests
verwendet wird, und auch als Proteinase zu Vergleichsforschungsarbeiten,
die Säuger-Cysteinproteinasen
und ihre Inhibitoren betreffen, eingesetzt (die Referenzbücher, die nicht
publizierten und publizierten Resultate des Erfinders selbst (Ari
Rinne und Mikko Järvinen 1976-1997)).
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Es
wird davon ausgegangen, dass die meisten und die am besten bekannten
Säuger-Cysteinproteinasen
zur Kathepsin-Familie gehören.
Allerdings werden die Säuger-Cysteinproteinase-Inhibitoren
nach ihrer Struktur und ihrem Wirkmodus in verschiedene Familien
eingeteilt.
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Unter
den Säuger-Cysteinproteinasen
sind außerdem
Calcium-aktivierte Cysteinproteinasen bekannt, von denen angenommen
wird, dass sie zur Calpain-Familie gehören. Ihre Inhibitoren werden Calpastatine
genannt (M. Nakamura, S. Imajoh-Ohmi, K. Suzuki und S. Kawashima:
An endogenous inhibitor of calciumactivated neutral proteinase in
UMX 7.1 Hamster Dystrophy. Muscle & Nerve 14:701-708, 1991). Sie werden
auch durch den Kathepsin-Inhibitor Kininogen inhibiert.
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Cysteinproteinasen
haben die Eigenschaft, biologisches Material aufzulösen, wobei
diese Eigenschaften durch Verwendung von Inhibitoren inhibiert werden
können
(Zahnpasten Rembrandt® und Yotuel®, Kirschke,
H., Rawlings, N.B., Barrett, A.J.: Lysosomal cysteine proteinases,
Academic Press, London 1995 und nicht-publizierte Resultate des
Erfinders selbst).
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Die
folgenden sind die wichtigsten und die am besten bekannten so genannten „klassischen" natürlichen
(aus dem Körper
stammenden) Familien von Cysteinproteinase-Inhibitoren:
- 1. Epidermal-SH-Proteinase-Inhibitor oder saurer Cysteinproteinase-Inhibitor
(ACPI) oder Stefin A. Dieser Inhibitor wurde zu Beginn der 1970er gleichzeitig
von Hayashi und Järvinen
entdeckt (Hayashi, H. (1975): The intracellular neutral SH-dependent protease
associated with inflammatory reactions. Int. Rev. Cytol, 40:101-151;
Järvinen,
M. und Hopsu-Havu, V.K. (1975): α-N-Benzoyl-arginine-2-naphthylamide
hydrolase (Cathepsin B1?) from rat skin. II. Purification of the enzyme
and demonstration of two inhibitors in the skin. Acta Chem Scand
B, 29:772-780). Es wird versucht, diesen Inhibitor international
als Cystatin A zu bezeichnen (Typ I) (Rinne, A: Cystatin A. Human
protein data [A. Haeberli, Herausgeber, VCH-Verlag, Weinheim], 3.
Ergänzung
1995; Green, G.D.J., Kembhavi, A.A., Davies M.L., Barrett, A.J.:
Cystatin-like cysteine proteinase inhibitors from human liver. Biochem
J. 1984:218:939-946; Rinne, A.: Epidermal SH-protease Inhibitor.
Occurrence in human and rat tissues and in human neoplasms. Thesis.
Acta Univ Ouluensis, Ser D, Medica Nr. 41, Oulu 1979).
- 2. Ein anderer kleinmolekularer Cysteinproteinase-Inhibitor,
der bei pH-Werten von 6,0-6,5 elektrisch neutral ist, wurde am Ende
der 1970er entdeckt (A. Rinne, M. Järvinen, J. Martikainen, M. Alavaikko
und 0. Räsänen: Über das
Vorkommen des epidermalen SH-Protease-Inhibitors im lymphatischen
Gewebe. Verh. Anat. Ges. 75, S. 573-574 (1981); Järvinen,
M., Rinne, A.: Human spleen cysteine proteinase inhibitor. Purification, fractionation
into isoelectric variants and some properties of the variants. Biochim
Biophys Acta 1982:708:210-217) Neutral Cysteinproteinase-Inhibitor
(NCPI) or cystatin B or stefin B. (Typ I) (Rinne, A., Rinne, R.,
Järvinen,
M.: Cystatin 8. Human protein data [A. Haeberli, Herausgeber, VCH-Verlag,
Weinheim], 3. Ergänzung
1995).
- 3. γ-Trace,
das Cystatin C (Typ II) genannt wird (Abrahamson, M.: Human cysteine
proteinase inhibitors. Isolation, physiological importance, inhibitory
mechanism, gene structure and relation to hereditary cerebral hemorrhage.
Scan J Clin Lab Invest 1988: 48:suppl 191:21-31).
- 4. Cystatin S. (Typ II) (Isemura, S., Saitoh, E., Sanada, K.:
Characterization and amino acid sequence of a new acidic cysteine
proteinase inhibitor (Cystatin SA) structurally closely related
to cystatin S, from human whole saliva. J Biochem 1987: 102:693-704).
- 5. Kininogen. (Typ III). (Järvinen,
M., Hopsu-Havu, V.K.: α-N-benzoylarginine-2-naphthylamide
hydrolase (cathepsin B1?) from rat skin. II. Purification of the
enzyme and demonstration of two inhibitors in the skin. Acta Chem
Scand 1975: B:29:772-780).
- 6. "Psoriasis-Inhibitor", für den wir
kürzlich
den Namen Squamin vorgeschlagen haben (Typ ? (bisher nicht klassifiziert))
(Järvinen,
M., Rinne, A., Hopsu-Havu, V.K.: Partial purification and some properties
of a new papain inhibitor from psoriatic scales. J Invest Dermatol 1984:82:471-476).
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Dem
Typ I fehlen Schwefelbrücken.
Der Typ II hat zwei Schwefelbrücken.
Der Typ III hat drei Strukturen des Typs II und eine Kette, die
für Kininogen-Aktivität verantwortlich
ist. Es wurde festgestellt, dass Cysteinproteinase-Inhibitoren besonders
in Zellstrukturen, die eine Rolle beim Abwehrmechanismus spielen,
zum Beispiel in Granulocyten, im stratifizierten schuppigen Epithel,
Dendriten wie auch in histiocytären
retikulären
Zellen und in den Reservezellen der Prostata eine Rolle spielen
(Davies, M.E. und Barrett, A.J.: Immunolocalization of human cysteins
in neutrophils and lymphocytes. Histochemistry, 80:373-377, 1984).
Zusätzlich
zu den natürlichen Cysteinproteinase-Inhibitoren
wurden auch synthetische Peptidcysteinproteinase-Inhibitoren hergestellt (Brömme, D.,
Rinne, R., Kirschke, H.: Tight-binding inhibition of cathepsin S
by cystatins. Biomed Biochim Acta 1991:150:631-635). Cysteinproteinase-Inhibitoren
werden auch in der Haut von poikilothermen Tieren, zum Beispiel
Lachs und Flusslamprette gefunden (zum Beispiel die kürzlich gefundene
so genannte „Troms"-Familie; nicht-publizierte
Resultate des Erfinders). Von Cysteinproteinase-Inhibitoren ist bekannt,
dass sie die Reproduktion von Mikroben (Bakterien und Viren) und/oder
die damit verbundene Zerstörung
von Gewebe inhibieren (Rinne, A.: Cystatin A. Human protein data
[A. Haeberli, Herausgeber, VCH-Verlag, Weinheim], 3. Ergänzung 1995;
Björck, L.,
Grubb, A. und Kjellen, L. (1990) Cystatin C, a human proteinase
inhibitor, blocks replication of Herpes simplex virus. J Virol 64,
941-943; Björck,
L., Åkesson,
P., Bohus, M., Trojnar, J., Abrahamson, M., Olafson, I. und Grubb,
A. (1989) Bacterial growth blocked by a synthetic peptide based
on the structure of a human proteinase inhibitor. Nature 337, 385-386; Björk lund,
H.V., Johansson, T.R. und Rinne, A. Rhabdovirus-induced apoptosis
in a fish cell line is inhibited by a human endogenous acid cystein
proteinase inhibitor. J Virol, 71:5658-5662, 1997).
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Natürlich leisten
die humanen Cysteinproteinase-Inhibitoren, die endogen im Mund gefunden werden
(im Speichel und der Schleimhaut) einen Beitrag zur Inhibierung
der Cysteinproteinasen. Allerdings ist zum Beispiel bekannt, dass
ACPI in einem entzündeten
oder karyotischen Mund verringert ist oder verloren gegangen ist
(finnisches Patent FI 96743 und nicht-publizierte eigene Resultate des Erfinders).
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Kontrollierte Freisetzung
eines aktiven Agenses aus einem pharmazeutischen Präparat
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Die
Kontrolle der Geschwindigkeit und des Timings der Freisetzung eines
aktiven Agenses, im Allgemeinen eines Medikaments, aus einem pharmazeutischen
Präparat
ist bei der Entwicklung von Arzneimitteln gängige Praxis. Die kontrollierte
Freisetzung eines aktiven Agenses wird zum Beispiel für Präparate angewendet,
die die Wirkung des Magensaftes nicht aushalten. In diesem Fall
wird eine Tablette mit einer Membran überzogen, die bis in den Dünndarm nicht
abgebaut wird, wobei in diesem Fall das Arzneimittel gegenüber nachteiligen
Wirkungen der sauren Umgebung des Magens geschützt werden kann. Auch in der
Augenheilkunde werden viele Arten pharmazeutischer Präparate eingesetzt,
in denen das Arzneimittel mit kontrollierter Geschwindigkeit freigesetzt
wird. Das Ziel bei ihrer Entwicklung bestand darin, eine relativ
langsame Freisetzung des Arzneimittels aus dem Träger zu erreichen.
Durch die Wahl einer geeigneten Form eines Präparats ist es allerdings möglich, die
Freisetzungsgeschwindigkeit in beiden Richtungen zu kontrollieren.
Wenn so genannte Prodrugs verwendet werden, ist das Arzneimittel
selbst derart an einen Träger
gebunden, dass der komplex inaktiv ist und die Aktivierung beispielsweise
an der Mucosa erst nach Spaltung der Bindung zwischen dem Träger und
dem Arzneimittel auftritt. Beispiele für solche Präparate sind unter anderem Piv-
und Bacampicillin, die beide klinisch verwendete Präparate sind.
Das Arzneimittel kann auch durch den pH in seiner Umgebung aktiviert
werden. Ein gut bekanntes Beispiel dafür ist Omeprazol, ein Arzneimittel,
das in der Behandlung von Magenulcus eingesetzt wird, das aber bis
zum Kontakt mit den Wasserstoffion produzierenden parietalen Zellen
nicht aktiv wird.
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Die
pharmazeutische Dosierungsform eines Arzneimittels kann so konzipiert
werden, dass das aktive Agens relativ schnell in der Mundschleimhaut freigesetzt
wird. Bei der Abgabe von Nitroglycerin als Resorbilet oder sublinguale
Tablette beispielsweise zerfällt
das ursprünglich
feste Präparat
auf der Mundschleimhaut mit einer bemerkenswert schnellen Geschwindigkeit,
so dass die Wirkung des Arzneimittels im Blutstrom so früh wie in
2-3 Minuten erreicht wird. Für
die Behandlung von Magenulcus ist unter anderem Pepcidin Rabitab-Tablette
(MDS) auf dem Markt, welche das Arzneimittel bei Kontakt mit oralen
Ausscheidungen schnell freisetzt; die Auflösung der Tablette auf der Mundschleimhaut
nimmt nur wenige zehn Sekunden in Anspruch. Eine zweischichtige
Tablette erlaubt die Freisetzung der gewünschten pharmakologisch aktiven
Agentien in gewählter
Reihenfolge. Die äußere Schicht
der Tablette kann so angepasst sein, dass sie sich beim Kontakt
mit oralen Exkretionen schnell auflöst, wonach das eingemischte Agens
schnell in den Mund freigesetzt wird; durch Verwendung von Exzipientien
im Kern der Tablette kann der Kern so angepasst sein, dass er sich
mit langsamerer Geschwindigkeit auflöst, was zu einem langsameren
Freisetzen und einem langsameren Einsetzen der Wirkungen der darin
eingemischten aktiven Agentien führt.
Durch Anwendung einer normalen pharmazeutischen Praxis ist es auch
möglich, Präparate herzustellen,
die mehr als zwei Schichten umfassen, was zu der Fähigkeit
führt,
die jeweilige Reihenfolge der Freisetzung und den Beginn der Wirkungen
des aktiven Agenses zu kontrollieren, wenn das Produkt an der Mundschleimhautmembran
gehalten wird.
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Liposomentechnik
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Das
Vermischen von Molekülen
mit hydrophilen und hydrophoben Eigenschaften in einer wässrigen
Lösung
produziert Vesikel, die als Liposome bekannt sind. Die Liposome
erlauben die Einkapselung von unter anderem Arzneimitteln und vielen anderen
biologisch aktiven Agentien in ihrem Inneren, wodurch es möglich wird,
einen gewünschten Einfluss
auf das Wirkspektrum des jeweiligen Agenses im Körper zu haben. Die Zusammensetzung
der liposomalen Membran, die Einkapselungseffizienz oder die Fähigkeit
des Liposoms, das gewünschte aktive
Agens in seinem Inneren einzukapseln, die Stabilität des Präparats,
die Freisetzungsrate bzw. -geschwindigkeit des aktiven Agenses,
die Verteilung des Liposomenpräparats
im Körper,
die Größe des Liposoms
und seine elektrische Oberflächenladung tragen
neben anderen Faktoren zu den Eigenschaften des Komplexes bei, welcher
aus dem Liposom und dem eingekapselten Agens besteht, wodurch die Anwendung
der Kombination in verschiedenen Situationen flexibel gemacht wird.
Insulin kann als Beispiel einer Proteinstruktur genannt werden,
die eher einfach in das Liposom einzukapseln ist. An der inneren
Oberfläche
eines Produktionsgefäßes kann
eine dünne
Membran aus Lecithin und Cholesterin hergestellt werden. Der Zusatz
einer gepufferten Insulinlösung
auf Wasserbasis und anschließendes
Schütteln führt zur
Bildung von Insulin enthaltenden Liposomen. Im Handel sind verschiedene
Liposomenpräparate
verfügbar
und werden in großem
Umfang zum Beispiel in Hautpflegeprodukten verwendet. Katezomes
TM (Collaborative Laboratories) kann als Beispiel für ein Produkt
genannt werden, das bei der Einkapselung sowohl hydrophiler als
auch hydrophober Agentien, die speziell so konzipiert sind, dass
sie das aktive Agens an der Oberfläche der Haut halten, verwendet
wird.
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Die
enzymatische Aktivität
von Cysteinproteinasen wurde auf dem Fachgebiet in einer reinigenden
und bleichenden Zahnpasta (Rembrandt®, Yotuel®)
ausgenutzt. Die Beurteilung der Rembrandt®-Zahnpasta
wurde von Lyon et al. 1991 offenbart (Journal of esthetic dentistry,
Band 3, Nr. 2, 1991, T.C. Lyon Jr. et al., Evaluation of Effects
of Application of a Citroxain-Containing
Dentifrice, Seite 51-53). In dieser Zahnpasta wurde Papain aus der Papayafrucht
als Cysteinproteinase verwendet. Papain ist für den Säugerkörper ein Fremdprotein und es
ist bekannt, dass es bei Langzeitverwendung zumindest eine Allergie
verursacht. Außerdem
ist Papain bei saurem pH aktiv, nicht aber bei einem physiologischen
pH im Mundbereich, wie zum Beispiel das körpereigene Kathepsin S. Ähnlich ist
vor kurzem Yotuel®-Kaugummi auf dem Markt
erschienen, welcher unter anderem Xylit und Papain als bleichendes
Mittel enthält.
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DE 27 14 718 offenbart ein
Zahnreinigungsmittel, das ein Enzym, welches eine SH-Gruppe enthält, zum
Beispiel Papain, umfasst.
JP
8157352 offenbart eine Zahnpasta, die eine Thiolprotease
umfasst. CA 959764 offenbart eine orale Zusammensetzung, die zum
Beispiel Ficinprotease umfasst.
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ZUSAMMENFRSSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Reinigung und/oder
zum Bleichen der Zähne
eines Individuums bzw. einer Person. In dem Verfahren wird körpereigene
Cysteinproteinase mit den Zähnen in
Kontakt gebracht.
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Die
Erfindung richtet sich auch auf ein Mundhygieneprodukt, das für die Reinigung
und/oder das Bleichen der Zähne
einer Person bestimmt ist und das eine Cysteinproteinase und einen
notwendigen Träger
umfasst. Erfindungsgemäß ist die
Cysteinproteinase eine der natürlichen
Cysteinproteinasen, die dem Menschen eigen sind.
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BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Ausdrücke „natürliche" Cysteinproteinase
oder „natürlicher" Cysteinproteinase-Inhibitor
und „körpereigene" Cysteinproteinase
oder „körpereigener" Cysteinproteinase-Inhibitor
beziehen sich auf Substanzen, die durch Techniken auf dem Gebiet
der Proteinchemie gereinigt wurden, wie auch auf solche, die durch
molekularbiologische Techniken produziert wurden. Die meisten solcher
Cysteinproteinasen gehören
zur Kathepsin- oder
Calpain-Familie.
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Im
erfindungsgemäßen Verfahren
wird die Cysteinproteinase aktiviert, indem sie mit einem Sulfhydrylreagenz,
zum Beispiel Cystein, in Kontakt gebracht wird. Für die Aktivierung
ist es auch von Bedeutung, dass der pH für die Aktivierung der jeweiligen
Cysteinproteinase geeignet ist. Der pH wird in geeigneter Weise
eingestellt, wenn erforderlich, um die Cysteinproteinase zu aktivieren.
Für die
Aktivierung sind verschiedene Verfahren verfügbar.
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Wenn
es gewünscht
wird, kann die Cysteinproteinase-Aktivität durch Abgabe eines pH kontrollierenden
Mittels und/oder eines körpereigenen
Cysteinproteinase-Inhibitors in den Mund zu dem Zeitpunkt, wenn
die Cysteinproteinase ausreichend lange gewirkt hat, blockiert werden.
Alternativ kann die Wirkung der Cysteinproteinase blockiert werden,
indem ein pH kontrollierendes Mittel, das gleichzeitig mit der Cysteinproteinase
und/oder dem körpereigenen
Cysteinproteinase-Inhibitor gegeben wurde, in den Mund freigesetzt
wird.
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Das
Mundhygieneprodukt der Erfindung, das für die Reinigung und/oder das
Bleichen der Zähne eines
Individuums bestimmt ist und das körpereigene Cysteinproteinase
und einen notwendigen Träger umfasst,
kann im Prinzip zu einem beliebigen Typ gehören. Es kann zum Beispiel ein
Feststoff, beispielsweise ein Kaugummi oder eine Tablette; eine
Lösung; eine
Suspension; oder ein Halbfeststoff, wie zum Beispiel eine Zahnpasta,
sein.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsform umfasst
das Produkt auch ein Sulfhydrylreagenz oder ein anderes Reduktionsmittel,
das für
die Aktivierung der Cysteinproteinase notwendig ist. Wenn der Umgebungs-pH
im Mund für
die Aktivierung der Cysteinproteinase ungünstig ist, ist es ratsam, dass das
Produkt auch eine pH-Kontrollsubstanz enthält.
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Wenn
es gewünscht
wird, kann dem Produkt auch ein Mittel zugesetzt werden, das die
Cysteinproteinase blockiert und das nach Beendigung der gewünschten
Wirkdauer der Cysteinproteinase freigesetzt wird. Das Mittel, das
die Cysteinproteinase blockiert, kann ein pH-Kontrollmittel (oder
ein Mittel, das den aktiven Zustand der Cysteinproteinase blockiert) oder
ir gendeiner der körpereigenen
Cysteinproteinase-Inhibitoren sein.
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Die
Freisetzung des Mittels bzw. Agenses, welches die Cysteinproteinase
blockiert, nachdem eine spezifizierte Zeit vergangen ist, kann durch
eine der auf dem Fachgebiet bekannten Techniken der kontrollierten
Freisetzung erreicht werden.
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Das
Produkt kann auch viele der körpereigenen
Cysteinproteinasen und möglicherweise
viele der körpereigenen
Cysteinproteinase-Inhibitoren umfassen.
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Die
Erfindung kann detaillierter anhand der folgenden Beispiele beschrieben
werden.
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Zu
Zahnpasta, Mundspülung
oder Süßigkeiten
wird natürliches
humanes Kathepsin S gegeben (dieses kann beispielsweise durch molekularbiologische
Techniken produziert werden), das bei dem physiologischen pH, der
im Mund vorherrscht, aktiv ist. Ein weiterer Zusatz ist ein Sulfhydrylreagenz,
zum Beispiel Cystein, das im Mund aus Körnchen freigesetzt wird, siehe
unten. Mit Unterstützung
eines extern zugesetzten Sulfhydrylreagenzes wird Kathepsin S biologisch
aktiv und führt
eine proteolytische Reinigung und ein proteolytisches Weißen bzw.
Bleichen im Mund und bei den Zähnen
durch. Die lang anhaltende und möglicherweise
schädliche
Aktivität von
Kathepsin S wird nach einer spezifizierten Zeit mit Freisetzung
(a) eines humanen Cysteinproteinase-Inhibitors (von humanen Cysteinproteinase-Inhibitoren),
der (die) dem Produkt zugesetzt wurde(n), in den Mund inhibiert.
Außerdem
wird auch die Wirkung von Cysteinproteinase-Inhibitoren bei der
Inhibierung des Wachstums von pathogenen Mikroorganismen, die auf
dem Fachgebiet bekannt ist, benutzt. Als Cysteinproteinase-Inhibitoren werden
insbesondere bekannte natürliche
humane Cysteinproteinase-Inhibitoren verwendet.
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Alternativ
können
die Produkte auch so hergestellt werden, dass zum Beispiel humane
Kathepsine B, H oder L als die natürliche Cysteinproteinase verwendet
werden, wobei das Produkt in diesem Fall so herzustellen ist, dass
die Exzipientien im Produkt die Mundschleimhaut vorübergehend
sauer machen, wobei die jeweiligen Kathepsine unter diesen Bedingungen
biologisch aktiv sind. Natürlich
können
auch die so genannten „neuen", kürzlich entdeckten
humanen Cysteinkathepsine, wie zum Beispiel O, U, K usw., verwendet
werden, wenn ihre Aktivitätsbereiche
genau bestimmt wurden.
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Alle
mit dieser Erfindung in Verbindung stehenden Proteine (Cysteinproteinasen
und ihre Inhibitoren) können
durch Reinigen dieser direkt aus humanen Geweben oder durch Verwendung
molekularbiologischer Techniken produziert werden.
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Der
pH im Gemisch und im Mund sollte in Verbindung mit der Freisetzung
des Inhibitors wieder auf einen physiologischen Wert zurückkehren.
Die Wirksamkeit der jeweiligen exogen zugesetzten natürlichen
Kathepsine wird verbraucht und die natürlichen extern zugesetzten
Inhibitoren gewährleisten zusammen
mit den bereits im Mund vorhandenen Inhibitoren zusätzlich das
Aufhören
der Proteolyse, die im Körper
nachteilig ist. Die fraglichen Exzipientien (Cysteinproteinasen
und ihre Inhibitoren) werden Produkten zugesetzt, die per se bekannt
sind (Zahnpasten, Mundspülungen
und Süßigkeiten).
In den Basisprodukten können
viele Variationen erzeugt werden. Modifikationen und eine Feinabstimmung können durch
Verwendung durch Cysteinproteinasen gemacht werden, welche sich
in ihren biologischen Eigenschaften etwas unterscheiden. Dementspre chend
können
Vertreter verschiedener Cysteinproteinase-Inhibitor-Familien eingesetzt
werden.
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Kathepsine
und das Sulfhydrylreagenz werden in die verschiedenen Phasen der
Produkte gepackt, indem zum Beispiel Liposome verwendet werden (der
pH ist abhängig
von dem verwendeten Kathepsin), aus denen diese mit einer kontrollierten
Geschwindigkeit freigesetzt werden, wenn sich die Bedingungen in
der Umgebung nach dem Inkontaktbringen der Liposome mit der Mundschleimhaut ändern. Die
Retentionszeit an der Schleimhaut ist unter anderem von ihrer elektrischen
Ladung (positiv, neutral, negativ) abhängig. So kann die Retentionszeit
entsprechend dem gewünschten
Ziel kontrolliert werden (Smolin, G., Okumoto, M., Feiler, S., Condon,
D.: Idoxuridine-liposomal therapy for herpex simplex keratitis.
Am J Ophthalmol 1981:91:220-225; Meisner, D., Pringle, J., Mezei,
M.: Liposomal ophthalmic drug delivery. III. Pharmacodynamic and
biodisposition studies of atropine. Int J Pharm 1989:55:105-113; Barber, R.F.,
Shek, P.N.: Tear-induced release of liposome-entrapped agents. Int
J Pharm 1990:60:219-227; Lee, V.H.L., Urrea, P.T., Smith, R.E.,
Schantzlin, D.J.: Ocular drug bioavailability from topically applied
liposomes. Surv Ophthalmol 1985:29:335-348; Guo, L.S.S., Redema,
C.T., Radhakrisnan, R.: Bioadhesive liposomes in ophthalmic delivery.
Invest Ophthalmol Vis Sci 1987:28:72; Finne, U.: Basic salts modify timolol
delivery in ocular insert of alkyl monoesters of poly(vinyl methyl
ether-maleic anhydride). University of Kuopio, National Agency for
Welfare and Health, Research Reports 15, Helsinki 1991). Der sekundär freigesetzte
Cysteinproteinase-Inhibitor wird zum Beispiel an ein mucoadhäsives Polymer
gebunden (physiologischer oder leicht basischer Mund-pH). Diese sind synthetische
oder natürliche
Makromoleküle
[Longer, M.A., Robinson, J.R.: Fundamental aspects of bioad hesion.
Pharm Int 1986:7:114-117; Hui, H.W., Robinson, J.R.: Ocular delivery
of progesterone using a bioadhesive polymer. Int J Pharm 1985:26:203-213;
Saettone, M.F., Chetoni, P., Torracca, M.T., Burgalassi, S., Giannaccini,
B.: Evaluation of muco-adhesive properties and in vivo activity
of ophthalmic vehicles based on hyaluronic acid. Int J Pharm 1989:
51:203-212; Robinson, J.R.: Bioadhesive compositions and methods
therewith. US-Patent 1991: 4 983 392; Finne, U.: Basic salts odify
timolol delivery in ocular inserts of alkyl monoesters of poly(vinyl
methyl ether-maleic anhydride). University of Kuopio, National Agency
for Welfare and Health, Research Reports 15, Helsinki 1991; Lahdes
K: Systemic absorption and effects of topically applied ocular anticholinergic
drugs, Annales Universitatis Turkuensis Ser. D, Tom. 218, Turku
1996; Huupponen, R., Kaila, T., Saettone, M.F., Monti, D., Iisalo,
E., Salminen, L., Oksala, O.: The effect of some macromolecular
ionic complexes on the pharmacokinetics and dynamics of ocular cyclopentolate
in rabbits, J Ocul Pharmacol 1992:8:59-67]. Dies stellt einen länger wirkenden
Inhibitor an der Schleimhautmembran bereit, wonach die bekannte
Fähigkeit
der Cysteinproteinase-Inhibitoren, die zum Beispiel durch pathogene
Organismen (Krankheitsprozesse) bewirkten Gewebedefekte zu inhibieren,
auch spezifisch verstärkt wird.
Liposome oder andere ähnliche
Strukturen für kontrollierte
Freisetzung, die muco-adhäsive
Eigenschaften haben, können
in der Packung auch eingesetzt werden.
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Eine
schrittweise Wirkung kann auch erzielt werden, indem ein so genanntes
Hydrogel verwendet wird, aus dem das aktive Agens langsam durch
Diffusion freigesetzt wird (Kupferman, A., Ryan, W.J., Leibowitz,
H.M.: Prolongation of anti-inflammatory effect of prednisolone acetate.
Influence of formulation in high-viscosity gel. Arch Ophthalmol 1981:99:2028-2029;
Le wis, R.A., Schoenwald, R.D., Eller, M.G., Barfknecht, C.F., Phelps,
C.D.: Ethoxzolamide analogue gel. A topical carbonic anhydrase inhibitor.
Arch Ophthalmol 1984:102:1821-1824; Urtti, A.: Silmän uudet
lääkemuodot.
In: Biofarmasia 1986 Kuopio. Gummerus Oy, Jyväskylä 1986:44-53). Wenn verschiedene
Matrices (Trägerphasen)
in demselben Präparat
enthalten sind, wird die Freisetzung von aktiven Agentien, die damit
vermischt sind, mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und unterschiedlichen
Dauern des Vorliegens auf der Mundschleimhaut erreicht.
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Wenn
das Produkt als trockenes Produkt hergestellt ist, zum Beispiel
ein Kaugummi, können die
aktiven Agentien in geschichteter Art gepackt sein. Die Schrittfolge
der Freisetzung kann unter Erhalt eines definierteren und klareren
Resultats kontrolliert werden, indem die aktiven Agentien in verschiedene
Materialien verpackt werden.
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BEISPIEL
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Zahnpasta
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Die
Zusammensetzung einer Zahnpasta kann die folgende sein:
- 1. Schleif- und Poliermittel, zum Beispiel Calciumcarbonat oder
Tricalciumphosphat, ca. 50%;
- 2. Bindemittel, zum Beispiel wässriges Siliciumdioxid oder
Natriumcarboxymethylcellulose, ca. 3%;
- 3. Schaum produzierendes Detergens, das nicht auf Seifenbasis
ist, ca. 2%;
- 4. Detergens auf Seifenbasis, ca. 8%;
- 5. Befeuchtungsmittel, zum Beispiel Sorbit oder Glycerin, ca.
30%;
- 6. Geschmacks- und Aromastoff, zum Beispiel Saccharin oder Xylit
(entsprechend dem derzeitigen Trend Salmiak = Ammoniaklösung), ca.
1%;
- 7. 0,001% Cysteinkathepsin als solches oder in Liposome gepackt;
- 8. 0,0001% Cystein, zum Beispiel in Liposome gepackt;
- 9. 0,001% Cysteinproteinase-Inhibitor, angeheftet an ein mucoadhäsives Polymer;
- 10. als Rest Wasser.
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Die
Erfindung hat im Vergleich zu den Produkten des Standes der Technik
deutliche Vorzüge:
- – in
demselben Produkt werden natürliche,
exogen abgegebene Cysteinproteinasen verwendet, um eine Reinigung
und ein Bleichen zu erreichen, und andererseits wird die übermäßige und
wahrscheinlich nachteilige Wirkung auf Gewebe blockiert, indem exogen
zugesetzte natürliche
Cysteinproteinase-Inhibitoren verwendet werden. Die Enzymkinetik
dieser Proteine ist gut bekannt;
- – es
können
leicht differierende natürliche
Cysteinproteinasen und ihre Inhibitoren verwendet werden und daher
wird das Wirkspektrum breit und der Einfluss auf die Kontrolle kann
leichter erreicht werden;
- – die
zeitliche Kontrolle der aktiven Agentien wurde derart erreicht,
dass sie empfindlich und genau ist, indem Liposome, mucoadhäsive Polymere und
Hydrogel oder andere Anwendungen der Technik mit kontrollierter
Freisetzung verwendet werden;
- – der
günstige
(ausgleichende, antiinflammatorische und antidestruktive) Effekt
des natürlichen Inhibitors
wird nicht unverzüglich
von der Schleimhaut entfernt;
- – in
demselben Produkt ist es möglich,
in kontrollierter Weise die günstigen
Effekte sowohl der Cysteinproteinase als auch ihrer Inhibitoren
auszunutzen;
- – sowohl
die Cysteinproteinasen als auch ihre Inhibitoren, die extern in
den Körper
abgegeben werden, sind körpereigene
Proteine, daher ist die Gefahr einer Sensibilisierung gering; dies
steht im Gegensatz zur Verwendung der entsprechenden Proteinasen
und ihrer Inhibitoren, die vom Körper als
fremd erkannt werden und zum Beispiel aus dem Pflanzenreich stammen.