DE69833134T2

DE69833134T2 - Verwendung aliphatischer amine zur verminderung von oxalat

Info

Publication number: DE69833134T2
Application number: DE69833134T
Authority: DE
Inventors: Randall Stephen Arlington HOLMES-FARLEY; Harry W. Lynnfield MANDEVILLE
Original assignee: Genzyme Corp
Current assignee: Genzyme Corp
Priority date: 1997-11-05
Filing date: 1998-10-26
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2018-10-27
Also published as: JP4452402B2; US6177478B1; AU1364799A; CA2349620A1; EP1044008B1; EP1645278A3; DE69833134D1; US6281252B1; WO1999022744A1; ZA989671B; EP1645278A2; EP1044008A1; AR016001A1; US5985938A; JP2001521902A; TW585772B; CA2349620C

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Etwa 0,1% der Erwachsenen in den USA werden jedes Jahr wegen Harnsteinen (beispielsweise Nierensteinen), von denen etwa 80% primär Calciumoxalat sind, stationär behandelt. Patienten mit einem Risiko für Harnsteine umfassen allgemein diejenigen mit Steinen oder die in der Vergangenheit Steine hatten, diejenigen mit Niereninsuffizienz, diejenigen mit einer Ernährung, die große Mengen Oxalat enthält, diejenigen mit einer Ileumerkrankung, Ileumresektion oder einem jejunoilealen Bypass, diejenigen mit einer chronischen Gallen- oder Bauchspeicheldrüsenerkrankung und diejenigen mit einer familiären Geschichte von Steinen. Es besteht daher Bedarf an hervorragenden Oxalatreduktionsmitteln.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft die Entdeckung, dass eine Klasse von Polymeren verbesserte Oxalatbindungseigenschaften aufweist. Die in der Erfindung verwendeten Polymere umfassen wasserunlösliche, nichtabsorbierbare und optional vernetzte Polyamine, die hier definiert sind. Die Polyamine der Erfindung können amin- oder ammoniumhaltige aliphatische Polymere gemäß der Definition in Anspruch 1 sein. Aliphatische Aminpolymere sollen ein Polymer bedeuten, das durch Polymerisation eines aliphatischen Aminmonomers hergestellt wurde. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Polymere durch eine oder mehrere Monomereinheiten der Formel I:
und Salze derselben, worin n für eine positive ganze Zahl steht und x für 0 oder eine ganze Zahl zwischen 1 und etwa 4, vorzugsweise 1, steht, gekennzeichnet. In bevorzugten Ausführungsformen ist das Polymer mittels eines multifunktionalen Vernetzungsmittels vernetzt.
Die Erfindung stellt eine wirksame Behandlung zur Entfernung von Oxalat aus einem Patienten (und dadurch Verringerung des Ausflusses von Oxalat im Harn und von Harnsteinen eines Patienten) bereit. Die Erfindung stellt ferner die Verwendung der hier beschriebenen Polymere zur Herstellung eines Medikaments zur Behandlung von Harnsteinen, zur Oxalatbindung oder Reduktion von Oxalatkonzentrationen bereit.
Weitere Merkmale und Vorteile werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen derselben und aus den Ansprüchen offensichtlich.
DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Wie oben beschrieben, umfassen die in der Erfindung verwendeten Polymere wasserunlösliche, nichtabsorbierbare, optional vernetzte Polyamine. Bevorzugte Polymere sind Polyallylamin-, Polyvinylamin- und Polydiallylaminpolymere. Die Polymere können, wie im folgenden diskutiert, Homopolymere oder Copolymere sein und substituiert oder unsubstituiert sein. Diese und andere Polymere, die in der beanspruchten Erfindung verwendet werden können, sind in der Patentlite ratur in beispielsweise US-Patent 5 847 888, 5 496 545, 5 607 669, 5 618 530, 5 624 963, 5 667 775 und 5 679 717, der gleichzeitig anhängigen US-Anmeldung des Aktenzeichens 08/471 747, 08/482 969, 08/567 933, 08/659 264, 08/823 699, 08/835 857, 08/470 940, 08/461 298, 08/826 197, 08/777 408, 08/927 247, 08/964 498 und 08/964 563 berichtet.
Das Polymer kann ein Homopolymer oder Copolymer von einem oder mehreren aminhaltigen Monomeren oder ein Copolymer von einem oder mehreren aminhaltigen Monomeren in Kombination mit einem oder mehreren nicht-aminhaltigen Monomeren sein. Wenn Copolymere mit dem Monomer der obigen Formel 1 hergestellt werden, sind die Comonomere vorzugsweise inert, nichttoxisch und/oder sie besitzen Oxalatbindungseigenschaften. Beispiele für geeignete nicht-aminhaltige Monomere umfassen Vinylalkohol, Acrylsäure, Acrylamid und Vinylformamid. Beispiele für aminhaltige Monomere umfassen vorzugsweise Monomere mit der obigen Formel 1. Vorzugsweise sind die Monomere aliphatisch. Noch besser ist das Polymer ein Homopolymer, beispielsweise ein Homopolyallylamin, Homopolyvinylamin oder Homopolydiallylamin.
Das Polymer ist durch eine oder mehrere Wiederholungseinheiten, die im folgenden angegeben sind

oder Copolymere derselben, wobei n eine positive ganze Zahl bedeutet, y und z beide ganze Zahlen von eins oder mehr (beispielsweise zwischen etwa 1 und etwa 10) bedeuten und jedes R₁, R₂, R₃ und R₄ unabhängig voneinander H oder eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe (beispielsweise mit zwischen und einschließlich 25 oder zwischen 1 und einschließlich 5 Kohlenstoffatomen), Alkylamino (beispielsweise mit zwischen 1 und einschließlich 5 Kohlenstoffatomen, wie Ethylamino oder Poly(ethylamino))gruppe oder Aryl (beispielsweise Phenyl)gruppe bedeutet und jedes X^–1 ein austauschbares negativ geladenes Gegenion bedeutet, gekennzeichnet.
In einem bevorzugten Polymer ist mindestens eine der Gruppen R₁, R₂, R₃ oder R₄ ein Wasserstoffatom. In einer stärker bevorzugten Ausführungsform ist jede dieser Gruppen Wasserstoff.
In jedem Fall können die R-Gruppen einen oder mehrere Substituenten tragen. Geeignete Substituenten umfassen therapeutische anionische Gruppen, beispielsweise quaternäre Ammoniumgruppen oder Amingruppen, beispielsweise primäre, sekundäre oder tertiäre Alkyl- oder Arylamine. Beispiele für andere geeignete Substituenten umfassen Hydroxy, Alkoxy, Carboxyamid, Sulfonamid, Halogen, Alkyl, Aryl, Hydrazin, Guanidin, Harnstoff, Poly(alkylenimin), beispielsweise (Polyethylenimin) und Carbonsäureester.
Vorzugsweise wird das Polymer durch Vernetzung wasserunlöslich gemacht. Das Vernetzungsmittel kann durch eine funktionale Gruppe, die mit der Aminogruppe des Monomers reagiert, charakterisiert werden. Alternativ kann die Vernetzungsgruppe durch zwei oder mehrere Vinylgruppen, die mit dem Aminmonomer eine freie Radikalkettenpolymerisation durchführen, charakterisiert werden.
Beispiele für geeignete Vernetzungsmittel umfassen Diacrylate und Dimethylacrylate (beispielsweise Ethylenglykoldiacrylat, Propylenglykoldiacrylat, Butylenglykoldiacrylat, Ethylenglykoldiamethcrylat, Propylenglykoldimethacrylat, Butylenglykoldimethacrylat, Polyethylenglykoldimethacrylat und Polyethylenglykoldiacrylat), Methylenbisacrylamid, Methylenbismethacrylamid, Ethylenbisacrylamid, Ethylenbismethacrylamid, Ethylidenbisacrylamid, Divinylbenzol, Bisphenol A, Dimethacrylat und Bisphenol-A-diacrylat. Das Vernetzungsmittel kann auch Acryloylchlorid, Epichlorhydrin, Butandioldiglycidylether, Ethandioldiglycidylether, Succinyldichlorid, den Diglycidalether von Bisphenol A, Pyromellitsäuredianhydrid, Toluoldiisocyanat, Ethylendiamin und Dimethylsuccinat umfassen.
Ein bevorzugtes Vernetzungsmittel ist Epichlorhydrin wegen dessen hoher Verfügbarkeit und niedrigen Kosten. Epichlorhydrin ist auch vorteilhaft wegen dessen niedrigem Molekulargewicht und hydrophiler Natur, wodurch die Wasserquellbarkeit und Geleigenschaften des Polyamins gesteigert werden.
Der Vernetzungsgrad macht die Polymere unlöslich und im wesentlichen beständig gegenüber Absorption und Abbau, wodurch die Aktivität des Polymers gegenüber dem Gastrointestinaltrakt beschränkt wird. Daher sind die Zusammen setzungen bezüglich ihrer Aktivität nichtsystemisch und führen zu verringerten Nebenwirkungen in den Patienten. Typischerweise ist die Vernetzung in einer Menge von etwa 0,5–35 oder etwa 0,5–25 Gew.-% (beispielsweise von etwa 2,5–20 oder etwa 1–10 Gew.-%), bezogen auf das Gesamtgewicht von Monomer plus Vernetzungsmittel vorhanden.
Die Polymere können auch weiter derivatisiert sein, beispielsweise alkylierte Aminpolymere gemäß der Beschreibung in beispielsweise US-Patent 5 679 717, 5 607 669 und 5 618 530. Bevorzugte Alkylierungsmittel umfassen hydrophobe Gruppen (wie aliphatische hydrophobe Gruppen) und/oder quaternäre ammonium- oder aminsubstituierte Alkylgruppen.
Nichtvernetztes und vernetztes Polylallylamin und Polyvinylamin sind allgemein einschlägig bekannt und im Handel erhältlich. Verfahren zur Herstellung von Polyallylamin und Polyvinylamin und vernetzten Derivaten derselben sind in den obigen US-Patenten beschrieben. Harada et al. (US-Patent 4 605 701 und 4 528 347) beschreiben ferner Verfahren zur Herstellung von Polyallylamin und vernetztem Polyallylamin.
Wie oben beschrieben kann das Polymer in der Form eines Salzes verabreicht werden. "Salz" bedeutet, dass die Stickstoffgruppe in der Wiederholungseinheit protoniert ist, wobei ein positiv geladenes Stickstoffatom in Verbindung mit einem negativ geladenen Gegenion erzeugt wird.
Die Kationgegenionen können derart gewählt werden, dass nachteilige Wirkungen auf den Patienten minimiert werden, wie im folgenden spezieller beschrieben wird. Beispiele für geeignete Gegenionen umfassen organische Ionen, anorganische Ionen oder eine Kombination derselben, wie Halogenide (Cl^– und Br^–), CH₃OSO₃ ^–, HSO₄ ^–, SO₄ ^2–, HCO₃ ^–, CO₃ ^–, Acetat, Lac tat, Succinat, Propionat, Butyrat, Ascorbat, Citrat, Dihydrogencitrat, Tartrat, Taurocholat, Glycocholat, Cholat, Hydrogencitrat, Maleat, Benzoat, Folat, ein Aminosäurederivat, ein Nucleotid, ein Lipid oder ein Phospholipid. Die Gegenionen können zueinander gleich oder voneinander verschieden sein. Beispielsweise kann das Polymer zwei verschiedene Arten Gegenionen enthalten.
Die Polymere gemäß der Erfindung können einem Patienten oral in einer Dosierung von etwa 1 mg/kg/Tag bis etwa 1 g/kg/Tag, vorzugsweise zwischen etwa 10 mg/kg/Tag bis etwa 200 mg/kg/Tag verabreicht werden; die spezielle Dosierung hängt vom individuellen Patienten (beispielsweise dem Gewicht des Patienten und dem erforderlichen Ausmaß der Oxalatentfernung) ab. Das Polymer kann in entweder hydratisierter oder dehydratisierter Form verabreicht werden und es kann aromatisiert oder einem Nahrungsmittel oder Getränk zugesetzt werden, falls dies zur Verstärkung der Patientenakzeptanz gewünscht wird. Weitere Bestandteile, beispielsweise andere Oxalatverringerungsmittel oder Bindemittel (einschließlich Calcium), Bestandteile zur Behandlung anderer verwandter Indikationen oder inerte Bestandteile, wie künstliche Farbmittel, können ebenfalls zugesetzt werden.
Beispielsweise kann ein Enzym, das Oxalatspiegel verringern kann, gleichzeitig mit dem Polymer verabreicht werden. Geeignete Enzyme umfassen Oxalatdecarboxylase, Oxalatoxidase und weitere Enzyme, die kollateral funktionieren können und beispielsweise Produkte der enzymatischen Reaktion in unschädliche Produkte umwandeln. Beispielsweise kann Peroxidase zur Umwandlung von durch Oxalatoxidase produziertem Wasserstoffperoxid verabreicht werden.
Die weiteren Wirkstoffe, wie Enzyme, können gleichzeitig mit dem oxalatbindenden Polymer oder aufeinanderfolgend verabreicht werden. Wenn die Bestandteile gleichzeitig verabreicht werden, kann das Enzym optional an das Polymer beispielsweise durch kovalente Bindung oder physische Verkapselung des Enzyms außen oder innen an den Polymerteilchen gebunden werden. Eine kovalente Bindung kann durch Reaktion des Polymers und des Enzyms bzw. der Enzyme mit einem geeigneten Vernetzungsmittel erfolgen. Beispielsweise können Polyallylamin und ein Enzym mit Epichlorhydrin vernetzt werden.
Beispiele für geeignete Verabreichungsformen (vorzugsweise orale Verabreichung) umfassen Pillen, Tabletten, Kapseln und Pulver (beispielsweise zum Streuen auf Nahrung oder Einarbeiten in ein Getränk). Die Pille, Tablette, Kapsel oder das Pulver können mit einer Substanz überzogen werden, die die Zusammensetzung vor einer Zerlegung in der Speiseröhre schützt, jedoch eine Zerlegung der Zusammensetzung im Magen und ein Vermischen mit Nahrung unter Passieren des Dünndarms eines Patienten ermöglicht. Das Polymer kann allein oder in Kombination mit einer pharmazeutisch akzeptablen Trägersubstanz, beispielsweise Magnesiumcarbonat, Lactose oder einem Phospholipid, das mit dem Polymer eine Micelle bilden kann, verabreicht werden.
Die Polymere der Erfindung können zur Behandlung von Patienten, vorzugsweise Menschen, mit hohen Harn- oder Serumoxalatspiegeln oder Hyperoxalurie oder bei denen das Risiko eines hohen Harn- oder Serumoxalatspiegels oder von Hyperoxalurie besteht, verwendet werden. Beispielsweise umfassen Patienten, die durch die Verabreichung der hier beschriebenen Polymere behandelt werden können, solche, die Harnsteine oder Nierensteine haben oder hatten, die Niereninsuffizienz aufgrund erhöhter Oxalatspiegel zeigen, die eine eine große Menge Oxalat enthaltende Ernährung durchführen, die eine Ileumerkrankung, Ileumresektion oder einen jejuno ilealen Bypass haben, die eine Gallen- oder Bauchspeicheldrüsenerkrankung haben und solche mit einer Familiengeschichte von Steinen. Ferner können Patienten mit Kardiomyopathie, Störungen der Erregungsleitung des Herzens, zystischer Fibrose, Morbus Crohn, Niereninsuffizienz, Vulvodynie und depletierten Kolonien von Oxalobacter formigenes im Darm behandelt werden.
BEISPIELE
A. Polymerherstellung
1. Poly(vinylamin)
Die erste Stufe umfasste die Herstellung von Ethylidenbisacetamid. Acetamid (118 g), Acetaldehyd (44,06 g), Kupferacetat (0,2 g) und Wasser (300 ml) wurden in einen mit einem Kühler, einem Thermometer ausgestatteten 1-l-Dreihalskolben gegeben und mechanisch gerührt. Konzentrierte HCl (34 ml) wurde zugegeben und das Gemisch wurde unter Rühren 24 h auf 45–50°C erhitzt. Das Wasser wurde dann unter Vakuum entfernt, wobei ein dicker Schlamm zurückblieb, der beim Kühlen auf 5°C Kristalle bildete. Aceton (200 ml) wurde zugegeben und es wurde einige Minuten gerührt, wonach der Feststoff abfiltriert und verworfen wurde. Das Aceton wurde auf 0°C gekühlt und der Feststoff wurde abfiltriert. Dieser Feststoff wurde in 500 ml Aceton gespült und 18 h luftgetrocknet, wobei 31,5 g Ethylidenbisacetamid erhalten wurden.
Die nächste Stufe umfasste die Herstellung von Vinylacetamid aus Ethylidenbisacetamid. Ethylidenbisacetamid (31,05 g), Calciumcarbonat (2 g) und Celite 541 (2 g) wurden in einen mit einem Thermometer, einem mechanischen Rührer und einem Destillierkopf auf einer Vigreux-Kolonne ausgestatteten 500-ml-Dreihalskolben gegeben. Das Gemisch wurde bei 24 mm Hg durch Erhitzen des Topfs auf 180–225°C vakuumdestil liert. Nur eine einzige Fraktion wurde gewonnen (10,8 g), die einen großen Teil Acetamid zusätzlich zu dem Produkt enthielt (durch NMR bestimmt). Dieses feste Produkt wurde in Isopropanol (30 ml) gelöst, wobei die zur Polymerisation verwendete rohe Vinylacetamidlösung gebildet wurde.
Die rohe Vinylacetamidlösung (15 ml), Divinylbenzol (1 g, technische Qualität, 55% rein, Isomerengemisch) und AIBN (0,3 g) wurden gemischt und 90 min unter Stickstoffatmosphäre auf Rückflusstemperatur erhitzt, wobei ein fester Niederschlag gebildet wurde. Die Lösung wurde gekühlt, mit Isopropanol (50 ml) versetzt und der Feststoff wurde durch Zentrifugation gewonnen. Der Feststoff wurde zweimal in Isopropanol, einmal in Wasser gespült und in einem Vakuumofen getrocknet, wobei 0,8 g Poly(vinylacetamid) erhalten wurden, die zur Herstellung von Poly(vinylamin) wie im folgenden verwendet wurden.
Poly(vinylacetamid) (0,79 g) wurde in einen 100-ml-Einhalskolben, der Wasser (25 ml) und konz. HCl (25 ml) enthielt, gegeben. Das Gemisch wurde 5 Tage refluxiert, wonach der Feststoff abfiltriert wurde, einmal in Wasser, zweimal in Isopropanol gespült wurde und in einem Vakuumofen getrocknet wurde, wobei 0,77 g Produkt erhalten wurden. Infrarotspektroskopie zeigte, dass eine signifikante Menge des Amids (1656 cm^–1) verblieben war und sich nicht viel Amin (1606 cm^–1) gebildet hatte. Das Produkt dieser Reaktion (~0,84 g) wurde in NaOH (46 g) und Wasser (46 g) suspendiert und zum Sieden (~140°C) erhitzt. Wegen Schäumens wurde die Temperatur verringert und 2 h bei ~100°C gehalten. Wasser (100 ml) wurde zugegeben und der Feststoff wurde durch Filtration gewonnen. Nach einmaligem Spülen in Wasser wurde der Feststoff in Wasser (500 ml) suspendiert und mit Essigsäure auf einen pH-Wert von 5 eingestellt. Der Feststoff wurde erneut abfiltriert, mit Wasser, dann Isopropa nol gespült und in einem Vakuumofen getrocknet, wobei 0,51 g Produkt erhalten wurden. Infrarotspektroskopie zeigte, dass signifikantes Amin gebildet war.
2. Poly(allylamin)hydrochlorid
In einen wasserummantelten 2-l-Reaktionskessel, der mit (1) einem oben mit einem Stickstoffgaseinlass versehenen Kühler, (2) einem Thermometer und (3) einem mechanischen Rührer ausgestattet war, wurde konzentrierte Salzsäure (360 ml) gegeben. Die Säure wurde unter Verwendung von in dem Mantel des Reaktionskessels zirkulierendem Wasser (Wassertemperatur = 0°C) auf 5°C gekühlt. Allylamin (328,5 ml, 250 g) wurde tropfenweise unter Rühren unter Beibehalten einer Reaktionstemperatur bei 5–10°C zugegeben. Nach der Beendigung der Zugabe wurde das Gemisch entfernt, in einen 3-l-Einhalskolben gegeben und 206 g Flüssigkeit wurden durch Eindampfen am Rotationsverdampfer bei 6°C entfernt. Wasser (20 ml) wurde dann zugegeben und die Flüssigkeit wurde in den Reaktionskessel zurückgegeben. Azobis(amidinopropan)dihydrochlorid (0,5 g) wurde in 11 ml Wasser suspendiert und dann zugegeben. Das gebildete Reaktionsgemisch wurde unter Stickstoffatmosphäre unter Rühren während 24 h auf 50°C erhitzt. Weiteres Azobis(amidinopropan)dihydrochlorid (5 ml), das in 11 ml Wasser suspendiert war, wurde dann zugegeben, wonach Erhitzen und Rühren weitere 44 h fortgesetzt wurden.
Am Ende dieses Zeitraums wurde destilliertes Wasser (100 ml) zu dem Reaktionsgemisch gegeben und das Flüssigkeitsgemisch unter Rühren abkühlen gelassen. Das Gemisch wurde dann entfernt und in einen 2-l-Scheidetrichter gegeben, wonach es tropfenweise zu einer gerührten Lösung von Methanol (4 l) gegeben wurde, was die Bildung eines Feststoffs bewirkte. Der Feststoff wurde durch Filtration entfernt, in Methanol (4 l) resuspendiert, 1 h gerührt und durch Filtration gewonnen. Die Methanolspülung wurde dann ein weiteres Mal wiederholt und der Feststoff wurde in einem Vakuumofen getrocknet, wobei 215,1 g Poly(allylamin)hydrochlorid als körniger weißer Feststoff erhalten wurden.
3. Mit Epichlorhydrin vernetztes Poly(allylamin)hydrochlorid
In ein Gefäß von 5 Gallonen wurden das wie in Beispiel 2 beschrieben hergestellte Poly(allylamin)hydrochlorid (1 kg) und Wasser (4 l) gegeben. Das Gemisch wurde zum Auflösen des Hydrochlorids gerührt und der pH-Wert wurde durch Zugabe von festem NaOH (284 g) eingestellt. Die gebildete Lösung wurde auf Raumtemperatur gekühlt, wonach das Vernetzungsmittel Epichlorhydrin (50 ml) auf einmal unter Rühren zugesetzt wurde. Das gebildete Gemisch wurde leicht gerührt, bis es gelierte (etwa 35 min). Die Vernetzungsreaktion wurde weitere 18 h bei Raumtemperatur fortschreiten gelassen, wonach das Polymergel entfernt und in Portionen in eine Mischvorrichtung mit insgesamt 10 l Wasser gegeben wurde. Jeder Teil wurde etwa 3 min leicht mechanisch gemischt, wobei grobe Teilchen gebildet wurden, die dann 1 h gerührt und durch Filtration gewonnen wurden. Der Feststoff wurde durch Suspendieren desselben in Wasser (10 l, 15 l, 20 l), Rühren jeder Suspension während 1 h und jedesmal Gewinnen des Feststoffs durch Filtration dreimal gespült. Der gebildete Feststoff wurde dann einmal durch Suspendieren desselben in Isopropanol (17 l), Rühren des Gemischs während 1 h und dann Gewinnen des Feststoffs durch Filtration gespült, wonach der Feststoff in einem Vakuumofen bei 50°C 18 h getrocknet wurde, wobei etwa 677 g des vernetzten Polymers als körniger spröder weißer Feststoff erhalten wurden.
4. Mit Butandioldiglycidylether vernetztes Poly(allylamin)hydrochlorid
In einen Kunststoffeimer von 5 Gallonen wurden wie in Beispiel 2 beschrieben hergestelltes Poly(allylamin)hydrochlorid (500 g) und Wasser (2 l) gegeben. Das Gemisch wurde zum Auflösen des Hydrochlorids gerührt und der pH-Wert wurde durch Zugabe von festem NaOH (134,6 g) auf 10 eingestellt. Die gebildete Lösung wurde in dem Eimer auf Raumtemperatur gekühlt, wonach das Vernetzungsmittel 1,4-Butandioldiglycidylether (65 ml) auf einmal unter Rühren zugegeben wurde. Das gebildete Gemisch wurde leicht gerührt, bis es gelierte (etwa 6 min). Die Vernetzungsreaktion wurde weitere 18 h bei Raumtemperatur fortschreiten gelassen, wonach das Polymergel entfernt und in einem Vakuumofen bei 75°C 24 h getrocknet wurde. Der trockene Feststoff wurde dann gemahlen und auf –30 mesh gesiebt, wonach er in 6 Gallonen Wasser suspendiert und 1 h gerührt wurde. Der Feststoff wurde dann abfiltriert und das Spülverfahren wurde zwei weitere Male wiederholt. Der gebildete Feststoff wurde dann 48 h luftgetrocknet und anschließend in einem Vakuumofen bei 50°C 24 h getrocknet, wobei etwa 415 g des vernetzten Polymers als weißer Feststoff erhalten wurden.
5. Mit Ethandioldiglycidylether vernetztes Poly(allylamin)hydrochlorid
In ein 100-ml-Becherglas wurden wie in Beispiel 2 beschrieben hergestelltes Poly(allylamin)hydrochlorid (10 g) und Wasser (40 ml) gegeben. Das Gemisch wurde zum Auflösen des Hydrochlorids gerührt und der pH-Wert wurde durch die Zugabe von festem NaOH auf 10 eingestellt. Die gebildete Lösung wurde in dem Becherglas auf Raumtemperatur gekühlt, wonach das Vernetzungsmittel 1,2-Ethandioldiglycidylether (2,0 ml) auf einmal unter Rühren zugegeben wurde. Das gebildete Gemisch wurde leicht gerührt, bis es gelierte (etwa 4 min). Die Vernetzungsreaktion wurde weitere 18 h bei Raumtemperatur fortschreiten gelassen, wonach das Polymergel entfernt und in 500 ml Methanol mechanisch gemischt wurde. Der Feststoff wurde dann abfiltriert und in Wasser (500 ml) suspendiert. Nach Rühren während 1 h wurde der Feststoff abfiltriert und das Spülverfahren wiederholt. Der gebildete Feststoff wurde zweimal in Isopropanol (400 ml) gespült und dann in einem Vakuumofen bei 50°C 24 h getrocknet, wobei 8,7 g des vernetzten Polymers als weißer Feststoff erhalten wurden.
6. Mit Dimethylsuccinat vernetztes Poly(allylamin)hydrochlorid
In einen 500-ml-Rundkolben wurden wie in Beispiel 2 beschrieben hergestelltes Poly(allylamin)hydrochlorid (10 g), Methanol (100 ml) und Triethylamin (10 ml) gegeben. Das Gemisch wurde gerührt und das Vernetzungsmittel Dimethylsuccinat (1 ml) wurde zugegeben. Die Lösung wurde auf Rückflusstemperatur erhitzt und das Rühren wurde nach 30 min unterbrochen. Nach 18 h wurde die Lösung auf Raumtemperatur gekühlt und der Feststoff wurde abfiltriert und in 400 ml Isopropanol eingemischt. Der Feststoff wurde dann abfiltriert und in Wasser (1 ml) suspendiert. Nach Rühren während 1 h wurde der Feststoff abfiltriert und das Spülverfahren wurde zwei weitere Male wiederholt. Der Feststoff wurde dann einmal in Isopropanol (800 ml) gespült und in einem Vakuumofen bei 50°C 24 h getrocknet, wobei 5,9 g des vernetzten Polymers als weißer Feststoff erhalten wurden.
7. Poly(allyltrimethylammoniumchlorid)
In einen mit einem Magnetrührer, einem Thermometer und einem oben mit einem Stickstoffeinlass versehenen Kühler aus gestatteten 500-ml-Dreihalskolben wurden mit Epichlorhydrin vernetztes Poly(allylamin) (5,0 g), Methanol (300 ml), Methyliodid (20 ml) und Natriumcarbonat (50 g) gegeben. Das Gemisch wurde dann gekühlt und Wasser wurde bis zu einem Gesamtvolumen von 2 l zugegeben. Konzentrierte Salzsäure wurde zugegeben, bis keine weitere Blasenbildung erfolgte, und der verbliebene Feststoff wurde abfiltriert. Der Feststoff wurde zweimal in 10%-iger wässriger NaCl (1 l) durch Rühren während 1 h und anschließende Filtration zur Gewinnung des Feststoffs gespült. Der Feststoff wurde dann dreimal durch Suspendieren desselben in Wasser (2 l), Rühren während 1 h und Filtrieren zur Gewinnung des Feststoffs gespült. Schließlich wurde der Feststoff wie oben mit Methanol gespült und in einem Vakuumofen 18 h bei 50°C getrocknet, wobei 7,7 g eines weißen körnigen Feststoffs erhalten wurden.
8. Poly(dimethylaminpropylacrylamid)
Dimethylaminiopropylacrylamid (10 g) und Methylenbisacrylamid (1,1 g) wurden in 50 ml Wasser in einem 100-ml-Dreihalskolben gelöst. Die Lösung wurde 10 min unter Stickstoff gerührt. Kaliumpersulfat (0,3 g) und Natriummetabisulfit (0,3 g) wurden jeweils in 2–3 ml Wasser gelöst und dann gemischt. Nach einigen Sekunden wurde diese Lösung zu der Monomerlösung, noch unter Stickstoff, gegeben. Ein Gel bildete sich unmittelbar und wurde über Nacht absetzen gelassen. Das Gel wurde entfernt und mit 500 ml Isopropanol gemischt. Der Feststoff wurde abfiltriert und dreimal mit Aceton gespült. Das feste weiße Pulver wurde abfiltriert und in einem Vakuumofen getrocknet, wobei 6,1 g erhalten wurden.
9. Poly(methacrylamidopropyltrimethylammoniumchlorid) = [Poly(MAPTAC)]
[3-(Methacryloylamino)propyl]trimethylammoniumchlorid (38 ml einer 50%-igen wässrigen Lösung) und Methylenbismethacrylamid (2,2 g) wurden in einem Becherglas bei Raumtemperatur gerührt. Methanol (10 ml) wurde zugegeben und die Lösung wurde zum vollständigen Lösen des Bisacrylamids auf 40°C erwärmt. Kaliumpersulfat (0,4 g) wurde zugegeben und die Lösung wurde 2 min gerührt. Kaliummetabisulfit (0,4 g) wurde zugegeben und das Rühren wurde fortgesetzt. Nach 5 min wurde die Lösung unter Stickstoffatmosphäre gesetzt. Nach 20 min enthielt die Lösung einen signifikanten Niederschlag und die Lösung wurde über Nacht absetzen gelassen. Der Feststoff wurde dreimal mit Isopropanol gewaschen und durch Filtration gewonnen. Der Feststoff wurde dann in Wasser (500 ml) suspendiert und mehrere Stunden gerührt, bevor er durch Zentrifugation gewonnen wurde. Der Feststoff wurde erneut mit Wasser gewaschen und durch Filtration gewonnen. Der Feststoff wurde dann in einem Vakuumofen getrocknet, wobei 21,96 g erhalten wurden.
10. Poly(methylmethacrylat-co-divinylbenzol)
Methylmethacrylat (50 g) und Divinylbenzol (5 g) und Azobisisobutyronitril (1,0 g) wurden in Isopropanol (500 ml) gelöst und 18 h unter Stickstoff-14-Atmosphäre auf Rückflusstemperatur erhitzt. Der feste weiße Niederschlag wurde abfiltriert, einmal in Aceton gespült (durch Zentrifugation gewonnen), einmal in Wasser gespült (durch Filtration gewonnen) und in einem Vakuumofen getrocknet, wobei 19,4 g erhalten wurden.
11. Poly(diethylentriaminmethacrylamid)
Poly(methylmethacrylat-co-divinylbenzol) (20 g) wurde in Diethylentriamin (200 ml) suspendiert und 18 h unter Stick stoffatmosphäre auf Rückflusstemperatur erhitzt. Der Feststoff wurde durch Filtration gewonnen, in Wasser (500 ml) resuspendiert, 30 min gerührt, abfiltriert, in Wasser (500 ml) resuspendiert, 30 min gerührt, abfiltriert, kurz in Isopropanol gespült und in einem Vakuumofen getrocknet, wobei 18,0 g erhalten wurden.
Poly(pentaethylenhexaminmethacrylamid), Poly(tetraethylenpentaminmethacrylamid) und Poly(triethylentetraminmethacrylamid) wurden in einer zu Poly(diethylentriaminmethacrylamid) ähnlichen Weise aus Pentaethylenhexamin, Tetraethylenpentamin bzw. Triethylentetramin hergestellt.
12. Poly(aminoethylmethacrylamid)
Poly(methylmethacrylat-co-divinylbenzol) (20 g) wurde in Ethylendiamin (200 ml) suspendiert und 3 Tage unter Stickstoffatmosphäre auf Rückflusstemperatur erhitzt. Der Feststoff wurde durch Zentrifugation gewonnen, durch Resuspendieren desselben in Wasser (500 ml), Rühren während 30 min und Abfiltrieren des Feststoffs gewaschen. Der Feststoff wurde zwei weitere Male in Wasser, einmal in Isopropanol gewaschen und in einem Vakuumofen getrocknet, wobei 17,3 g erhalten wurden.
13. Poly(diethylaminopropylmethacrylamid)
Poly(methylmethacrylat-co-divinylbenzol) (20 g) wurde in Diethylaminopropylamin (200 ml) suspendiert und 18 h unter Stickstoffatmosphäre auf Rückflusstemperatur erhitzt. Der Feststoff wurde durch Filtration gewonnen, in Wasser (500 ml) resuspendiert, abfiltriert, in Wasser (500 ml) resuspendiert, durch Filtration gewonnen, kurz in Isopropanol gespült und in einem Vakuumofen getrocknet, wobei 8,2 g erhalten wurden.
14. Poly(vinylamin)
Poly(vinylacetamid) (0,79 g) wurde in einen 25 ml Wasser und 25 ml konzentrierte HCl enthaltenden 100-ml-Einhalskolben gegeben. Das Gemisch wurde 5 Tage refluxiert, der Feststoff wurde abfiltriert, einmal in Wasser, zweimal in Isopropanol gespült und in einem Vakuumofen getrocknet, wobei 0,77 g erhalten wurden. Das Produkt dieser Reaktion (~0,84 g) wurde in NaOH (46 g) und Wasser (46 g) suspendiert und zum Sieden (~140°C) erhitzt. Wegen Schäumens wurde die Temperatur verringert und 2 h bei ~100°C gehalten. Wasser (100 ml) wurde zugegeben und der Feststoff wurde durch Filtration gewonnen. Nach einmaligem Spülen in Wasser wurde der Feststoff in Wasser (500 ml) suspendiert und mit Essigsäure auf einen pH-Wert von 5 eingestellt. Der Feststoff wurde erneut abfiltriert, mit Wasser, dann mit Isopropanol gespült und in einem Vakuumofen getrocknet, wobei 0,51 g erhalten wurden.
15. Poly(TAEA-acrylamid)
Poly(NHS-acrylat) (4,4 g) wurde in einer Wasser (100 ml) und Tris(2-aminoethyl)amin (30 ml) enthaltenden Lösung, die mit konzentrierter HCl auf einen pH-Wert von 9 eingestellt worden war, suspendiert. Nach 4-tägigem Rühren wurde der Feststoff abfiltriert und das Waschen wiederholt. Der Feststoff wurde dann kurz zweimal mit Wasser, einmal mit Isopropanol gespült und in einem Vakuumofen getrocknet, wobei 3,4 g erhalten wurden.
16. Poly(PEH-acrylamid)
Poly(NHS-acrylat) (5,0 g) wurde in einer Wasser (100 ml) und Pentaethylenhexamin (30 ml) enthaltenden Lösung, die mit konzentrierter HCl auf einen pH-Wert von 10 eingestellt worden war, suspendiert. Nach 4-tägigem Rühren wurde der Feststoff abfiltriert und in Wasser (500 ml) resuspendiert. Das Gemisch wurde 4 h gerührt, der Feststoff wurde abfiltriert und das Waschen wiederholt. Der Feststoff wurde dann kurz zweimal mit Wasser, einmal mit Isopropanol gespült und in einem Vakuumofen getrocknet, wobei 4,7 g erhalten wurden.
17. Mit Epichlorhydrin vernetztes Polyallylamin
Eine wässrige Lösung von Poly(allylaminhydrochlorid) (500 lb einer 50,7%-igen wässrigen Lösung) wurde mit Wasser (751 lb) verdünnt und mit wässrigem Natriumhydroxid (171 lb einer 50%-igen wässrigen Lösung) neutralisiert. Die Lösung wurde auf etwa 25°C gekühlt und mit Acetonitril (1340 lb) und Epichlorhydrin (26,2 lb) versetzt. Die Lösung wurde 21 h kräftig gerührt. Während dieser Zeit änderte sich der Reaktorinhalt von zwei flüssigen Phasen in eine Aufschlämmung von Teilchen in einer Flüssigkeit. Das feste Gelprodukt wurde durch Filtration isoliert. Das Gel wurde in einem Elutriationsverfahren mit Wasser (136708 lb) gewaschen. Das Gel wurde durch Filtration isoliert und mit Isopropanol gespült. Das Gel wurde mit Isopropanol (1269 lb) aufgeschlämmt und durch Filtration isoliert. Das Isopropanol/Wasser-feuchte Gel wurde in einem Vakuumtrockner bei 60°C getrocknet. Das getrocknete Produkt wurde derart gemahlen, dass es ein 50-mesh-Sieb durchlief, wobei ein zur pharmakologischen Verwendung geeignetes Produkt erhalten wurde (166 lb, 73%).
In-vitro-Tests
Einige Ausführungsformen wurden durch Rühren derselben in einer Oxalat enthaltenden Lösung bei einem pH-Wert von 7 typischerweise während 3 h getestet. Die Lösung war so gestaltet, dass sie die im Dünndarm vorhandenen Bedingungen nachahmte. Die meisten Tests wurden unter Verwendung einer 1 mM Oxalatlösung durchgeführt, doch verwendeten einige Tests höhere Konzentrationen. Die folgende Tabelle zeigt die genaue Testlösung.
Lösungsgehalte

1 mM Oxalsäure
80 mM Natriumchlorid
30 mM Natriumcarbonat

Einstellung auf einen pH-Wert von 7 mit konzentrierter HCl
Der pH-Wert wurde einmal zu Beginn des Tests und erneut am Ende des Tests unter Verwendung von entweder 1 M NaOH oder 1 M HCl auf einen pH-Wert von 7 eingestellt. Nach 3 h (falls nicht anders angegeben) wurde das Polymer abfiltriert und die verbliebene Oxalatkonzentration in der Testlösung spektrophotometrisch bestimmt. Die Differenz zwischen der Anfangsoxalatkonzentration und der Endkonzentration wurde zur Bestimmung der Oxalatmenge, die an das Polymer gebunden oder durch das Polymer zerstört war, verwendet. Dieses Ergebnis wird in Milliäquivalenten pro g Ausgangspolymer (meq/g) ausgedrückt.

Die folgende Tabelle zeigt die für mehrere Beispiele erhaltenen Ergebnisse. Höhere Zahlen zeigen ein wirksameres Polymer an.

Polymer	Gebundenes Oxalat (meq/g)
Poly(dimethylaminopropylacrylamid)	0,08
Poly(diethylentriaminmethacrylamid)	0,04
Poly (MAPTAC)	0,04
Poly(PEH-acrylamid)	0,02
Poly(aminopropylacrylamid)-HCl	0,01
Poly(TAEA-acrylamid)	0,01

Für Vergleichszwecke zeigt die folgende Tabelle Ergebnisse, die in ähnlichen Tests unter Verwendung anderer oxalatbindender Materialien erhalten wurden. Im Vergleich mit den im folgenden angegebenen bekannten Oxalatbindemitteln sind die Polymere der vorliegenden Erfindung wirksame Oxalatbindemittel.

Polymer Gebundenes Oxalat (meq/g)

Calciumlactat 1,8

Ox-Absorb^® 0,09

Aluminiumhydroxid, getrocknetes Gel 0,04
Die Oxalatbindung wurde auch bei anderen Konzentrationen als den in den vorherigen Beispielen getestet. Die Polymere der vorliegenden Erfindung binden mehr Oxalat, wenn die Oxalatkonzentration steigt.
Polymere der vorliegenden Erfindung, die Oxalat abbauende Enzyme (beispielsweise Oxalatdecarboxylase) enthalten, können ebenfalls in ähnlicher Weise getestet werden. Die folgende Vergleichstabelle zeigt die Wirksamkeit von mehreren dieser Materialien. Aufgrund der Oxalatmenge, die pro g von trockenem äquivalentem Polymer zerstört wird, sind diese Materialien wirksame Oxalateliminierungsmittel.

* Die Werte gelten, wenn die Oxalatkonzentrationen der verbliebenen Lösung ~10 mM betragen. Die Werte sind meq/g trockenes Polymeräquivalent.

Claims

Verwendung von einem oder mehreren Polymeren bei der Herstellung eines Medikaments zur Behandlung oder Prävention von hohen Harn- oder Serumoxalatspiegeln oder Hyperoxalurie, wobei das Polymer durch eine Wiederholungseinheit einer Formel, die aus der Gruppe von:

ausgewählt ist, und Salze und Copolymere derselben gekennzeichnet ist, wobei n eine ganze positive Zahl bedeutet, y und z ganze Zahlen von 1 oder mehr bedeuten und R₁, R₂, R₃ und R₄ unabhängig voneinander H oder eine substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Alkylamino- oder Arylgruppe bedeuten und jedes X^– ein austauschbares negativ geladenes Gegenion bedeutet.
Verwendung nach Anspruch 1, wobei das Polymer mittels eines multifunktionalen Vernetzungsmittels vernetzt ist, wobei das Mittel in einer Menge von 0,5–25 Gew.-%, bezogen auf das kombinierte Gewicht von Monomer und Vernetzungsmittel, vorhanden ist.
Verwendung nach Anspruch 2, wobei das Vernetzungsmittel in einer Menge von 2,5–20 Gew.-%, bezogen auf das kombinierte Gewicht von Monomer und Vernetzungsmittel, vorhanden ist.
Verwendung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, wobei das Vernetzungsmittel Epichlorhydrin umfasst.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Polymer ein Homopolymer ist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Polymer ein Polyallylamin ist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Polymer ein Polydiallylamin ist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Polymer ein Polyvinylamin ist.
Polymer nach Anspruch 2, wobei mindestens ein Rest von R₁, R₂, R₃ und R₄ in jeder Formel Wasserstoff ist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Polymer ein vernetztes Polymer ist, das durch eine Wiederholungseinheit der Formel
und Salze, wobei n eine positive ganze Zahl ist und x null oder eine ganze Zahl zwischen 1 und etwa 4 ist, gekennzeichnet ist.
Verwendung nach Anspruch 10, wobei x 1 ist.
Verwendung nach Anspruch 10, wobei x 0 ist.
Verwendung nach Anspruch 6, wobei das Polymer ein vernetztes Homopolyallylamin ist.
Verwendung nach Anspruch 8, wobei das Polymer ein vernetztes Homopolyvinylamin ist.