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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Zusammensetzungen zur gesteuerten
Freisetzung zur Abgabe eines Wirkstoffs in ein wässriges Medium, wobei die Zusammensetzung
so gestaltet ist, dass sie die Freisetzung des Wirkstoffs bei unterschiedlichen
pH-Werten, die man im Magen-Darm-Trakt findet, reguliert.
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Hintergrund
der Erfindung
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Zahlreiche
Zusammensetzungen für
die gesteuerte Freisetzung eines Wirkstoffs, z.B. eines pharmazeutisch
aktiven Pulvers, in ein wässriges
Medium, z.B. den menschlichen Magen-Darm-Trakt, sind bekannt. Eine
solche gesteuerte Freisetzung kann zum Beispiel erhalten werden,
indem man den Wirkstoff in eine Matrix aus einer unlöslichen
Substanz einbettet, aus der der Wirkstoff dann allmählich herausdiffundiert.
Eine nachhaltige Freisetzung eines Wirkstoffs, der in einem Tablettenkern
enthalten ist, kann auch erreicht werden, indem man eine semipermeable
Beschichtung, durch die Wasser und gelöster Wirkstoff diffundieren
können, oder
eine unlösliche
Beschichtung, die mit einem Loch versehen ist, durch das der Wirkstoff
freigesetzt wird, auf den Kern aufträgt. Eine allmähliche Freisetzung
eines Wirkstoffs kann weiterhin erhalten werden, indem man Teilchen
eines Wirkstoffs in einer oder mehreren Filmschichten mikroverkapselt,
die verschiedener Art sein können,
z.B. einer Art, die die Diffusion des Wirkstoffs oder dessen Freisetzung
in den Darm vermittelt.
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WO
89/09066 offenbart eine Zusammensetzung für die gesteuerte Abgabe eines
Wirkstoffs in eine wässrige
Phase durch Erosion einer oder mehrerer Oberflächen der Zusammensetzung mit
einer im Wesentlichen konstanten Geschwindigkeit, wobei die Zusammensetzung
Folgendes enthält:
a) eine Matrix aus einem kristallinen Polyethylenglycol-(PEG)-Polymer
mit einem Molekulargewicht von wenigstens 20 000 Dalton, b) wenigstens
einen nichtionischen Emulgator, der in einer Menge von 2-50 Gew.-%
des kristallinen Polymers und des nichtionischen Emulgators in der
Polyethylenglycolmatrix dispergiert ist, wobei der nichtionische Emulgator
wenigstens eine Domäne
aufweist, die mit dem Polyethylenglycolpolymer verträglich ist,
und aus Fettsäureestern
und Fettalkoholethern ausgewählt
ist, und c) wenigstens einen Wirkstoff, der im Wesentlichen homogen
in der Polyethylenglycolmatrix dispergiert und/oder in geometrisch
wohldefinierten Zonen innerhalb der Zusammensetzung lokalisiert
ist, wobei der nichtionische Emulgator und/oder der Wirkstoff die
Wasseraffinität
von Domänen
zwischen Körnern
und in Rissen in der kristallinen Polymermatrix sowie in der kristallinen Polymermatrix
selbst reduzieren und dadurch die Wasserdiffusion an der Grenzfläche zwischen
den Polymerkristallen im Wesentlichen beseitigt, so dass die Erosion
vorwiegend durch die Auflösungswirkung
eines wässrigen
Mediums auf einer oder mehreren Oberflächen der dem Medium ausgesetzten
Zusammensetzung bewirkt wird.
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Weitere
Zusammensetzungen zur gesteuerten Freisetzung auf der Basis dieses
Prinzips sind in WO 91/04015 offenbart, die sich auf Zusammensetzungen
bezieht, die eine regulierte nichtinitiale Burst-Freisetzung eines
Wirkstoffs zu einem vorbestimmten Zeitpunkt ergeben.
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WO
95/22962 beschreibt Zusammensetzungen zur gesteuerten Freisetzung
mit einer Matrix des in WO 89/09066 beschriebenen Typs, wobei die
Zusammensetzungen weiterhin mit einer Beschichtung auf der Basis
eines Cellulosederivats versehen sind, die wenigstens eine Öffnung aufweist,
welche wenigstens eine Oberfläche
der Matrix exponiert, wobei die Beschichtung eine ist, die bei Einwirkung
des wässrigen
Mediums mit einer Geschwindigkeit zerkrümelt und/oder erodiert, die
gleich oder kleiner ist als die Geschwindigkeit, mit der die Matrix
in dem wässrigen
Medium erodiert. Dies ermöglicht
es, die Oberfläche
der Matrix dem zu steuernden wässrigen
Medium auszusetzen.
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US 5,683,719 beschreibt
Zusammensetzungen mit gesteuerter Freisetzung in Form von extrudierten Stäben oder
Rohren, die ein aktives Material, mikrokristalline Cellulose und
Ton umfassen, wobei die Stäbe oder
Rohre mit einem Material beschichtet sind, das es ermöglicht,
dass die Auflösung
des aktiven Materials in kontrollierter Weise erfolgt, und es den
Stäben
oder Rohren ermöglicht,
ihre strukturelle Integrität
während des
Freisetzungszeitraums beizubehalten.
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Während die
bekannten Zusammensetzungen mit gesteuerter Freisetzung, wie sie
oben beschrieben sind, große
Vorteile bieten, indem sie eine gesteuerte Abgabe, z.B. nullter
Ordnung, eines Wirkstoffs oder die Freisetzung eines Wirkstoffs
gemäß einem
vorbestimmten Muster erlauben, stößt man dennoch auf bestimmte Probleme
in Verbindung mit der oralen Abgabe von Wirkstoffen auf diese Weise
aufgrund der sehr erheblichen Unterschiede in der chemischen und
physikalischen Umgebung, die man in verschiedenen Teilen des Magen-Darm-Systems findet. Insbesondere
wenn eine konstante Freisetzung nullter Ordnung eines Wirkstoffs gewünscht wird,
ist man mit dem Problem konfrontiert, dass die Zusammensetzung zuerst
durch den Magen tritt, der einen sehr niedrigen pH-Wert, typischerweise
etwa 2, zusammen mit einem hohen Grad an Bewegung aufgrund von peristaltischen
Bewegungen und der Anwesenheit einer relativ großen Menge von niedrigviskosen
Flüssigkeiten
hat, und dann in den Darm tritt, der einen im Wesentlichen neutralen
pH-Wert von etwa 7 und einen geringen Grad an Bewegung hat. Eine
weitere Komplikation in dieser Hinsicht ist die Tatsache, dass sich
die Resorptionsfähigkeit
des Magens in vielen Fällen
von der des Darms unterschiedet und typischerweise viel größer ist.
Als Ergebnis dieser beiden Faktoren ist die Abgabegeschwindigkeit
eines Wirkstoffs, wenn eine gegebene Zusammensetzung mit gesteuerter
Freisetzung im Magen vorhanden ist, normalerweise mehrmals größer als
die Abgabegeschwindigkeit für
dieselbe Zusammensetzung, wenn sie im Darm vorhanden ist. Dies ist
offensichtlich ein erheblicher Nachteil, wenn eine Freisetzung nullter
Ordnung über
einen längeren
Zeitraum, d.h. mehrere Stunden, gewünscht wird. Ein zusätzliches
Problem besteht darin, dass die Verweilzeit einer Zusammensetzung
im Magen erheblich variieren kann, z.B. von etwa 1 Stunde bis etwa
4 Stunden oder mehr. Eine Freisetzung nullter Ordnung zu erhalten,
indem man lediglich einen Teil der Zusammensetzung zur gesteuerten
Freisetzung für
eine gegebene Freisetzungsgeschwindigkeit unter einer gegebenen
Menge von Bedingungen im Magen anpasst und einen anderen Teil der
Zusammensetzung für
eine andere Freisetzungsgeschwindigkeit unter einer anderen Menge
von Bedingungen im Darm anpasst, ist so also nicht möglich, da man
nicht im voraus wissen kann, wie lang die Verweilzeit im Magen in
einem bestimmten Fall sein wird.
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Yamakita
et al. (Biological & Pharmaceutical
Bulletin, Vol. 18, Nr. 10, 1995, S. 1409-1416) beschreiben Experimente
mit bestimmten Tabletten mit gesteuerter Freisetzung, die entweder
mit einem darmlöslichen
Polymer (Hydroxypropylmethylcelluloseacetylsuccinat; HPMC-AS) oder
einem hydrophilen gelbildenden Polymer (Hydroxypropylmethylcellulose;
HPMC) sowie z.B. Lactose und PEG-6000
für die
HPMC-AS-Tabletten hergestellt werden. Die HPMC-AS-Tabletten erwiesen
sich für
Wirkstoffe mit einer geringen Löslichkeit
als ungeeignet.
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Giunchedi
et al. (International J. Pharmaceutics, Vol. 85, 1992, 5. 141-147)
schlägt
vor, dreikomponentige Körner
(Wirkstoff/magensaftresistentes Polymer/quellfähiges Polymer) herzustellen,
die in einer hydrophilen Matrix eingebettet sind, was zu Tabletten
führt,
die geeignet sind, um die Freisetzung des Wirkstoffs unter verschiedenen
pH-Werten zu steuern.
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Die
vorliegende Erfindung ist eine Weiterentwicklung auf der Basis von
Erfindungen, die in WO 89/09066, WO 91/04015 und WO 95/22962 offenbart
sind. Insbesondere wurde überraschend
gefunden, dass es möglich
ist, das Freisetzungsprofil dieser und ähnlicher Zusammensetzungen
mit gesteuerter Freisetzung, die einen Wirkstoff enthalten, zu regulieren,
indem man einen Freisetzungsmodifikator in die Matrix einbaut, der
eine Regulierung der Erosion der Matrix im sauren pH-Bereich, den
man im Magen findet, bewirkt, während er
gleichzeitig die Freisetzung des Wirkstoffs ermöglicht, nachdem die Zusammensetzung
den Darm erreicht hat.
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Kurze Offenbarung
der Erfindung
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Ein
Aspekt der Erfindung bezieht sich also auf eine Zusammensetzung
zur gesteuerten Freisetzung wenigstens eines Wirkstoffs in ein wässriges
Medium durch Erosion wenigstens einer Oberfläche der Zusammensetzung mit
einer vorprogrammierten Geschwindigkeit, wobei die Zusammensetzung
eine Matrix umfasst, die in dem wässrigen Medium, in dem die
Zusammensetzung verwendet werden soll, erodierbar ist und die im Wesentlichen
keine Diffusion von Wasser in die Zusammensetzung jenseits exponierter
Oberflächenschichten der
Matrix erlaubt, wobei die Matrix folgendes umfasst: wenigstens ein
im Wesentlichen wasserlösliches
kristallines Polymer, in dem wenigstens ein wasserdispergierbares
oder wasserlösliches
Tensid dispergiert ist, wenigstens einen Freisetzungsmodifikator,
der eine Regulierung der Erosion der Matrix innerhalb eines pH-Bereichs
von etwa 2 bis etwa 7 bewirkt, sowie wenigstens einen Wirkstoff.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur
Herstellung einer Zusammensetzung zur gesteuerten Freisetzung wenigstens
eines Wirkstoffs in ein wässriges
Medium durch Erosion wenigstens einer Oberfläche der Zusammensetzung mit
einer vorprogrammierten Geschwindigkeit, wobei das Verfahren folgendes
umfasst: das Bilden einer Matrix, die in dem wässrigen Medium, in dem die
Zusammensetzung verwendet werden soll, erodierbar ist und die im
Wesentlichen keine Diffusion von Wasser in die Zusammensetzung jenseits
exponierter Oberflächenschichten
der Matrix erlaubt, z.B. mit Hilfe von Mitteln, die Extrusion, Spritzgießen, Blasformen
oder Formpressen umfassen, wobei die Matrix folgendes umfasst: wenigstens ein
im Wesentlichen wasserlösliches
kristallines Polymer, in dem wenigstens ein wasserdispergierbares
oder wasserlösliches
Tensid dispergiert ist, wenigstens einen Freisetzungsmodifikator,
der eine Regulierung der Erosion der Matrix innerhalb eines pH-Bereichs
von etwa 2 bis etwa 7 bewirkt, sowie wenigstens einen Wirkstoff,
sowie gegebenenfalls das Bereitstellen einer Beschichtung, die wenigstens
eine Öffnung
aufweist, welche wenigstens eine Oberfläche der Matrix exponiert.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein in-vitro-Verfahren
zur Regulierung der Freisetzung eines Wirkstoffs aus einer Zusammensetzung
mit gesteuerter Freisetzung in einer Umgebung, die dem Dünndarm entspricht,
relativ zur Freisetzung desselben Wirkstoffs aus derselben Zusammensetzung
in einer Umgebung, die dem Dickdarm entspricht, auf der Grundlage
von Unterschieden im pH-Wert zwischen Dünn- und Dickdarm, durch Anpassen
der Konzentration des Freisetzungsmodifikators und/oder des Wirkstoffs
in wenigstens einer Zone der Zusammensetzung, so dass man eine erste
Freisetzungsgeschwindigkeit des Wirkstoffs in einer Umgebung, die
dem Dünndarm
entspricht, und eine zweite Freisetzungsgeschwindigkeit des Wirkstoffs
in einer Umgebung, die dem Dickdarm entspricht, erhält.
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Weitere
Aspekte und bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung gehen aus der folgenden Diskussion hervor.
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Ausführliche
Offenbarung der Erfindung
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Zusammensetzung der Erfindung eine solche, bei der die Freisetzung
des Wirkstoffs so angepasst ist, dass die Freisetzungsgeschwindigkeit
bei einem in-vitro-Auflösungsverfahren,
das in Bezug auf peristaltische Bewegungen und pH-Wert, wie es unten
beschrieben ist, der Umgebung im menschlichen Magen entspricht,
nicht wesentlich größer ist
als die Freisetzungsgeschwindigkeit des Wirkstoffs bei einem in-vitro-Auflösungsverfahren,
das in Bezug auf peristaltische Bewegungen und pH-Wert, wie es unten
beschrieben ist, der Umgebung im menschlichen Darm entspricht.
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Der
Ausdruck "nicht
wesentlich größer" bezieht sich in
diesem Zusammenhang auf die Tatsache, dass die Freisetzungsgeschwindigkeit
bei dem Auflösungsverfahren,
das der Umgebung im menschlichen Magen entspricht, vorzugsweise
im Bereich von etwa 25-250% der Freisetzungsgeschwindigkeit des
Auflösungsverfahrens,
das der Umgebung im menschlichen Darm entspricht, liegt. Die Freisetzungsgeschwindigkeit
im Magen wird also häufig
etwas höher
sein als die im Darm, kann aber in bestimmten Fällen auch etwas geringer sein.
Im Allgemeinen jedoch wird die Freisetzungsgeschwindigkeit im Magen
vorzugsweise nicht mehr als etwa 250% der Freisetzungsgeschwindigkeit
im Darm, besonders bevorzugt nicht mehr als etwa 200%, wie nicht
mehr als etwa 150%, betragen. Ähnlich
wird die Freisetzungsgeschwindigkeit im Magen im Allgemeinen nicht
kleiner sein als etwa 50% der Freisetzungsgeschwindigkeit im Darm,
vorzugsweise nicht kleiner als etwa 60%, z. B. nicht kleiner als
etwa 75%.
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Vorzugsweise
umfasst das im Wesentlichen wasserlösliche kristalline Polymer
der Matrix ein kristallines Polyethylenglycolpolymer, in dem wenigstens
ein nichtionischer Emulgator als Tensid dispergiert ist. Eine geeignete
Matrix zur Verwendung in den Zusammensetzungen der Erfindung ist
eine des Typs, der in WO 89/09066 oder WO 91/04015 beschrieben ist,
auf die hier verwiesen sei, d.h. eine Matrix, die ein kristallines Polyethylenglycolpolymer
enthält,
typischerweise mit einem Molekulargewicht von wenigstens etwa 20
000 Dalton, in dem wenigstens ein nichtionischer Emulgator dispergiert
ist. Zu den geeigneten nichtionischen Emulgatoren gehören z.B.
Fettsäureester
und/oder Fettsäureether,
zum Beispiel ein Fettsäureester
und/oder Fettsäureether
mit Kohlenstoffketten mit 12 bis 24 Kohlenstoffatomen, typischerweise
12 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie ein Ester und/oder Ether von Palmitinsäure oder
Stearinsäure.
Beispiele dafür
sind Polyglycolester und -ether, Polyethylenglycolester und -ether,
Polyhydroxyester und -ether sowie Zuckerester und -ether, wie Sorbitanester
oder -ether. Ein geeigneter HLB-Wert (Hydrophile-Lipophile-Gleichgewicht)
liegt im Bereich von etwa 4 bis etwa 16. Der nichtionische Emulgator
ist vorzugsweise zur Verwendung in Produkten, die von Menschen oder
Tieren eingenommen werden sollen, d.h. Pharmaka und/oder Nahrungsmittel,
zugelassen. Ein bevorzugter nichtionischer Emulgator zur Verwendung
in der Matrix ist Polyethylenglycolstearat, insbesondere ein Polyethylenglycolmonostearat,
wie Polyethylenglycol-400- oder -2000-monostearat. Weinsäure-, Zitronensäure- und
Milchsäureester
von Mono- und Diglyceriden sowie Fettsäureester von Glycerin können ebenfalls eingesetzt
werden. Die Matrix kann außerdem
ein Cellulosederivat enthalten, z.B. ein Cellulosederivat, das aus
der Gruppe ausgewählt
ist, die aus Methylcellulose, Carboxymethylcellulose und Salzen
davon, mikrokristalliner Cellulose, Ethylhydroxyethylcellulose,
Ethylmethylcellulose, Hydroxyethylcellulo se, Hydroxyethylmethylcellulose,
Hydroxypropylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, Hydroxymethylcellulose
und Hydroxymethylpropylcellulose besteht. Von diesen Cellulosederivaten
sind Hydroxypropylmethylcellulose und Methylcellulose für den Einbau
in die Matrix bevorzugt.
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Obwohl
die Menge des Tensids in Abhängigkeit
von Faktoren wie der Natur des Tensids und der gewünschten
Auflösungseigenschaften
der Matrix variiert, ist das Tensid typischerweise in einer Menge
von etwa 1-40 Gew.-% der Matrix, insbesondere etwa 2-30%, z.B. etwa
4-20%, wie etwa 5-15%, vorhanden.
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Bevorzugte
kristalline Polyethylenglycolpolymere zur Verwendung in der Matrix
haben ein Molekulargewicht im Bereich von 20 000 bis 35 000 Dalton,
obwohl zu den interessanten Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden
Erfindung auch solche gehören,
bei denen die Matrix ein Polyethylenglycolpolymer mit einem Molekulargewicht
von weniger als 20 000 Dalton, z.B. im Bereich von etwa 10 000-20
000 Dalton, enthält.
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Die
kristalline Polymermatrix muss einen Schmelzpunkt haben, der oberhalb
der Temperatur des wässrigen
Mediums liegt, in dem die Zusammensetzung der Erfindung verwendet
werden soll. Für
die Abgabe eines Wirkstoffs für
die human- oder
veterinärmedizinische
Verwendung hat die Matrix also geeigneterweise einen Schmelzpunkt
von etwa 40-80 °C.
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Wenn
hier auf die Tatsache Bezug genommen wird, dass der Freisetzungsmodifikator
eine Regulierung der Erosion der Matrix innerhalb eines pH-Bereichs
von etwa 2 bis etwa 7 bewirkt, bedeutet dies, dass der Freisetzungsmodifikator
einer ist, der aufgrund seiner pH-abhängigen Löslichkeit die Matrix mit verschiedenen
Graden der Erosion bei verschiedenen pH-Werten innerhalb dieses
Bereichs versieht. Typischerweise ist der Freisetzungsmodifikator
eine Verbindung, die oberhalb eines gegebenen pH-Werts im Bereich
von etwa 5 bis etwa 7, z.B. bei einem pH-Wert von etwa 5,0, 5,5,
6,0, 6,5 oder 7,0, löslich
ist, aber bei niedrigeren pH-Werten im Wesentlichen unlöslich ist.
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Der
Freisetzungsmodifikator ist vorzugsweise aus Materialien ausgewählt, die
herkömmlicherweise
in der pharmazeutischen Industrie verwendet werden, um magensaftresistente
Beschichtungen herzustellen. Mehrere verschiedene Typen von Verbindungen,
die zur Verwendung als magensaftresistente Beschichtungen geeignet
sind, sind in der Technik bekannt; siehe z.B. Remington's Pharmaceutical
Sciences, 18th Edition, 1990. Freisetzungsmodifikatoren können insbesondere
aus einer von drei allgemeinen Klassen ausgewählt sein, nämlich Cellulosederivate, Methacrylsäurepolymere
und modifizierte Gelatineverbindungen. Bevorzugte Freisetzungsmodifikatoren
sind Celluloseacetatphthalat, Polyvinylacetatphthalat, Hydroxypropylmethylcellulosephthalat
und Hydroxypropylmethylcelluloseacetatsuccinat und Methacrylsäure-Copolymere.
Zu den modifizierten Gelatineverbindungen gehört Gelatine, die z.B. mit Formaldehyd
oder Glutaraldehyd behandelt ist. Beispiele für kommerziell erhältliche
Polymere, die als Freisetzungsmodifikatoren geeignet sind, sind
Eudragit® L und
Eudragit® S,
die von Röhm
GmbH, Deutschland, erhältlich
sind, sowie magensaftresistente Beschichtungsmittel, die von Shin-Etsu
Chemical Co., Japan, erhältlich
sind. Der Freisetzungsmodifikator wird in der Zusammensetzung typischerweise
in einer Menge von etwa 0,1-10%, bezogen auf das Gewicht der Matrix, vorzugsweise
etwa 0,5-4%, z.B.
etwa 1-3%, wie etwa 1,5-2,0%, vorhanden sein. Falls gewünscht, kann
ein geeignetes Gemisch aus mehr als einem Freisetzungsmodifikator
verwendet werden, um bei irgendeiner gegebenen Zusammensetzung ein
gewünschtes
Freisetzungsprofil zu erhalten.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst die Zusammensetzung zur gesteuerten Freisetzung gemäß der Erfindung
weiterhin eine Beschichtung, die wenigstens eine Öffnung aufweist,
welche wenigstens eine Oberfläche
der Matrix exponiert, wobei die Beschichtung eine solche ist, die
bei Einwirkung des wässrigen Mediums
mit einer Geschwindigkeit, die kleiner oder gleich der Geschwindigkeit
ist, mit der die Matrix im wässrigen
Medium erodiert, zerkrümelt
und/oder erodiert, was es ermöglicht,
das Exponieren der Oberfläche
der Matrix gegenüber
dem wässrigen
Medium zu steuern. Beschichtungen dieses Typs sind in WO 95/22962
beschrieben, auf die hier verwiesen sei. Diese Beschichtungen umfassen:
- (a) ein erstes Cellulosederivat, das thermoplastische
Eigenschaften hat und das in dem wässrigen Medium, in dem die
Zusammensetzung verwendet werden soll, im Wesentlichen unlöslich ist,
z.B. eine Ethylcellulose, wie Ethylcellulose mit einem Ethoxylgehalt
im Bereich von 44,5-52,5%, oder Celluloseacetat, Cellulosepropionat
oder Cellulosenitrat; sowie wenigstens eines der folgenden:
- (b) ein zweites Cellulosederivat, das in Wasser löslich oder
dispergierbar ist, z.B. ein Cellulosederivat, das aus der Gruppe
ausgewählt
ist, die aus Methylcellulose, Carboxymethylcellulose und Salzen
davon, Celluloseacetatphthalat, mikrokristalliner Cellulose, Ethylhydroxyethylcellulose,
Ethylmethylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Hydroxyethylmethylcellulose,
Hydroxypropylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, Hydroxymethylcellulose
und Hydroxymethylpropylcellulose besteht;
- (c) einen Weichmacher, der z.B. aus der Gruppe ausgewählt ist,
die aus Phosphorsäureestern,
Phthalsäureestern,
Amiden, Mineralölen,
Fettsäuren
und Estern davon mit Polyethylenglycol, Glycerin oder Zuckern, Fettalkoholen
und Ethern davon mit Polyethylenglycol, Glycerin oder Zuckern sowie
Pflanzenölen
oder einem nichtionischen Tensid besteht; und
- (d) einen Füllstoff,
z.B. ausgewählt
aus herkömmlichen
Tabletten- oder Kapselträgersubstanzen,
wie Verdünnungsmitteln,
Bindemitteln, Gleitmitteln und Sprengmitteln.
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Eine
Beschichtung dieses Typs kann außerdem weiterhin einen Freisetzungsmodifikator
des oben beschriebenen Typs umfassen, so dass die Beschichtung in
Bezug auf die relative Erosionsgeschwindigkeit im Magen bzw. im
Darm mit einem ähnlichen
Erosionsprofil wie die Matrix versehen ist. In diesem Fall kann
es vorteilhaft sein, den Freisetzungsmodifikator in einer Konzentration
in die Beschichtung einzubauen, die etwas höher ist als die Konzentration
des Freisetzungsmodifikators in der Matrix, um zu gewährleisten,
dass die Beschichtung im Magen nicht schneller erodiert als die
Matrix.
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In
einer weiter bevorzugten Ausführungsform
ist die Zusammensetzung der Erfindung so angepasst, dass sie die
unterschiedliche Resorption im Magen-Darm-Trakt kompensiert oder unterschiedliche
Freisetzungsgeschwindigkeiten des Wirkstoffs im Dünndarm und
im Dickdarm liefert, z.B. durch Variieren der Konzentration des
Freisetzungsmodifikators oder des Wirkstoffs in verschiedenen Zonen
der Matrix. Das genaue Freisetzungsprofil, das durch irgendeine
gegebene Matrix in einer Zusammensetzung zur gesteuerten Freisetzung
der Erfindung entsteht, hängt
selbstverständlich
von der Natur der Matrix ab, einschließlich der Art und Menge des
kristallinen Polymers, des Tensids und des Freisetzungsmodifikators,
sowie von der Art und Menge des Wirkstoffs in der Matrix und den
Eigenschaften einer möglichen
Beschichtung. Durch Einstellen insbesondere der Konzentration des
Freisetzungsmodifikators und des Wirkstoffs und durch Verwendung
von Routinetests geeigneter Variationen in vitro und in vivo wird
der Fachmann jedoch leicht in der Lage sein, zu Zusammensetzungen
zu gelangen, die ein gewünschtes
Freisetzungsprofil für
einen gegebenen Wirkstoff unter einer gegebenen Menge von Bedingungen
liefern.
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Um
zum Beispiel eine Zusammensetzung mit einer ersten Freisetzungsgeschwindigkeit
im Dünndarm und
einer zweiten Freisetzungsgeschwindigkeit im Dickdarm zu erhalten
(wobei der Dünndarm
typischerweise einen etwas höheren
pH-Wert hat als der Dickdarm, d.h. normalerweise etwa 7,2 bis. 6,9),
kann ein Freisetzungsmodifikator gewählt werden, der bei einem pH-Wert
von etwa 7,0 oder 7,1 löslich
ist, der aber bei pH-Werten unter 7,0 im Wesentlichen unlöslich oder
wenigstens wesentlich schlechter Löslich ist. In diesem Fall umfasst
die Zusammensetzung wenigstens eine erste Zone mit einer ersten
Konzentration des Freisetzungsmodifikators und gegebenenfalls wenigstens
eine zweite Zone mit einer zweiten Konzentration des Freisetzungsmodifikators.
Ein Beispiel für
einen geeigneten Freisetzungsmodifikator für diesen Zweck ist Eudragit® S,
das von der Röhm
GmbH, Deutschland, erhältlich
ist.
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In
vielen Fällen
ist der Wirkstoff vorzugsweise im Wesentlichen homogen in der gesamten
Matrix verteilt. Eine Matrix dieses Typs ist einfacher herzustellen,
und für
viele Zwecke wird ein in dieser Weise erhaltenes einfaches Freisetzungsprofil ausreichend
sein. In anderen Fällen
jedoch wird es wünschenswert
sein, wenigstens zwei Matrixzonen mit unterschiedlichen Konzentrationen
des Wirkstoffs zu haben, da dies ermöglicht, komplexere Freisetzungsprofile
zu erhalten, zum Beispiel eine pulsierende Freisetzung oder eine
zweite Burst-Freisetzung des Wirkstoffs. Selbstverständlich können viele
verschiedene Variationen einer solchen Zusammensetzung in Betracht
gezogen werden, z.B. eine Zusammensetzung, die zusätzlich zu
wenigstens einer Matrixzone, die einen Wirkstoff umfasst, wenigstens
eine entfernte Zone mit einem gegebenenfalls in einem Füllstoff
dispergierten Wirkstoff umfasst, so dass die entfernte Zone nach
einer vorbestimmten Zeit von wenigstens etwa 15 Minuten nach der
Verabreichung der Zusammensetzung gegenüber dem wässrigen Medium exponiert wird.
Diese Typen von komplexeren Zusammensetzungen können auch zwei oder mehr verschiedene
Wirkstoffe in zwei oder mehr verschiedenen Zonen der Zusammensetzung
enthalten. Verschiedene Freisetzungsmuster (d.h. nullter Ordnung
und pulsierend) können
auch miteinander kombiniert werden, so dass eine gleichmäßige Freisetzung
eines Wirkstoffs (zum Beispiel ein einigermaßen niedriges Dosierungsniveau) mit
der Freisetzung desselben oder eines anderen Wirkstoffs in Bursts
abwechselt (zum Beispiel auf einem höheren Dosierungsniveau). Dem
Fachmann werden noch weitere Variationen einfallen.
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Aufgrund
der Natur der Matrix ist die Diffusion von Wasser in die Zusammensetzung
der Erfindung im Wesentlichen auf irgendwelche exponierten Oberflächenschichten
der Matrix beschränkt,
und die Freisetzung des Wirkstoffs ist daher proportional zur Erosionsgeschwindigkeit
von solchen exponierten Matrixoberflächen. Da die vorliegende Erfindung
es ermöglicht,
die Erosionsgeschwindigkeit anzupassen, wobei die im Magen und Darm
vorliegenden unterschiedlichen pH-, Bewegungs-, Resorptions- und
Verweilzeitbedingungen berücksichtigt
werden, kann das Freisetzungsprofil einer gegebenen Zusammensetzung
in ähnlicher
Weise nach Bedarf angepasst werden. Insbesondere ermöglicht es
die Erfindung, ein Freisetzungsprofil ungefähr nullter Ordnung über einen
längeren
Zeitraum, z.B. bis zu etwa 24 Stunden oder noch länger, zu
erhalten, und zwar trotz der erheblich unterschiedlichen Bedingungen,
denen eine Zusammensetzung während
einer solchen längeren
Zeitspanne ausgesetzt ist, während
sie durch die verschiedenen Teile des Magen-Darm-Systems tritt. Dies
ist offensichtlich ein erheblicher Vorteil, der die Nützlichkeit
und den Bereich der möglichen
Verwendungen von solchen Zusammensetzungen zur gesteuerten Freisetzung
stark verbessert.
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In
einer bevorzugten Version der Erfindung hat die Zusammensetzung
eine geometrische Form, die es ermöglicht, dass während der
Erosion der Matrix eine im Wesentlichen konstante Oberfläche exponiert
wird. Dies kann zum Beispiel ein zylindrischer Stab sein, der mit
einer Beschichtung auf der Basis eines Cellulosederivats des oben
beschriebenen Typs versehen ist, wobei die Beschichtung eine Öffnung an
einem oder beiden Enden aufweist. Der Ausdruck "zylindrischer Stab", wie er in diesem Zusammenhang verwendet
wird, sollte so verstanden werden, dass er nicht nur solche geometrischen
Formen umfasst, die einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt haben, sondern
auch andere im Wesentlichen zylindrischen Formen, z.B. solche mit einem
etwas abgeflachten Querschnitt, zum Beispiel einem im Wesentlichen
ovalen oder elliptischen Querschnitt. Der Fachmann wird sich auch
darüber
im Klaren sein, dass die spezielle fertige Form der Zusammensetzung
der Erfindung bestimmte geringfügige
Modifikationen umfassen kann, um die Verwendung der in Frage stehenden
Zusammensetzung zu erleichtern. Zum Beispiel kann eine Zusammensetzung
in Form eines zylindrischen Stabes zur Abgabe eines pharmazeutischen
Pulvers abgerundete Ecken haben, so dass mögliche Verletzungen oder Unbequemlichkeiten,
wenn die Zusammensetzung in den Körper eingeführt wird, vermieden werden.
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Der
Wirkstoff, der von den Zusammensetzungen zur gesteuerten Freisetzung
gemäß der Erfindung abgegeben
werden soll, ist insbesondere ein biologischer Wirkstoff, für den eine
kontinuierliche oder in anderer Weise gesteuerte Freisetzung in
einer wässrigen
Umgebung gewünscht
wird, zum Beispiel ein Wirkstoff für die human- oder veterinärmedizinische
Verwendung oder ein Vitamin oder anderer Nahrungsergänzungsstoff.
Die Zusammensetzungen sind besonders gut für die Abgabe eines pharmazeutischen
Wirkstoffs, insbesondere eines pharmazeutisch aktiven Pulvers, an
Menschen oder Tiere geeignet. Der eine oder die mehreren in den Zusammensetzungen
der Erfindung enthaltenen pharmazeutischen Wirkstoffe können aus
einem weiten Bereich von therapeutischen Kategorien ausgewählt werden,
insbesondere aus Substanzen, die vorteilhafterweise oral verabreicht
werden können
und bei denen man wünscht,
dass wenigstens ein Teil der Freisetzung stattfindet, während sich
die Zusammensetzung im Darm befindet.
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Der
Gehalt an Wirkstoff in der Matrix kann innerhalb weiter Grenzen
variieren. Viele Wirkstoffe können somit
geeigneterweise in einer Menge von bis zu etwa 60 Gew.-%, typischerweise
bis zu etwa 50 Gew.-%, der Zusammensetzung vorhanden sein. Ein Wirkstoffgehalt
von etwa 70% wird als maximaler Gehalt angesehen, der noch einen
ausreichenden Gehalt an kristalliner Polymermatrix, Tensid und Freisetzungsmodifikator
in der Zusammensetzung ermöglicht.
Der Wirkstoff kann andererseits je nach der Art und Stärke des
in Frage stehenden Wirkstoffs auch in viel kleineren Mengen in der
Zusammensetzung vorhanden sein. Die maximale Menge jedes gegebenen
Wirkstoffs, der in die Matrix eingebaut werden kann, ohne eine nachteilige
Wirkung auf die Auflösungseigenschaften
der Matrix zu haben, wird vom Fachmann leicht bestimmt werden können.
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Die
Zusammensetzungen mit gesteuerter Freisetzung können nach Verfahren hergestellt
werden, die dem Fachmann an sich bekannt sind, z.B. unter Verwendung
von Verfahren, die in WO 89/09066, WO 91/04015 und WO 95/22962 beschrieben
sind, oder unter Verwendung anderer Verfahren, die entweder in der pharmazeutischen
Industrie bekannt sind oder bei der Herstellung von Materialien
auf Polymerbasis verwendet werden. Ein wichtiger Vorteil der Zusammensetzungen
der Erfindung besteht darin, dass sie mit relativ einfachen und
kostengünstigen
Verfahren hergestellt werden können.
Für Zusammensetzungen
ohne Beschichtung kann jedes geeignete Extrusions- oder Spritzgussverfahren
bzw. – apparatur
verwendet werden. Für
Zusammensetzungen, die mit einer Beschichtung versehen sind, umfassen
nicht einschränkende
Beispiele für geeignete
Herstellungsverfahren die folgenden:
- – Coextrusion
von a) dem Matrixmaterial mit dem darin dispergierten Wirkstoff
und b) der Beschichtung;
- – Spritzgießen der
Beschichtung und anschließendes
Spritzgießen
der Matrix, die den Wirkstoff enthält;
- – Spritzgießen der
Beschichtung und anschließendes
Spritzgießen
abwechselnder Schichten, die wenigstens eine Schicht mit Matrixmaterial
und wenigstens eine Schicht mit dem Wirkstoff umfassen;
- – Spritzgießen der
Matrix, die den Wirkstoff enthält,
oder Spritzgießen
abwechselnder Schichten, die wenigstens eine Schicht mit Matrixmaterial
und wenigstens eine Schicht mit dem Wirkstoff umfassen, in ein vorgebildetes
Rohr, das die Beschichtung bildet;
- – Extrusion
oder Spritzgießen
der Matrix, die den Wirkstoff enthält, und anschließende Tauchbeschichtung.
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Im
Allgemeinen werden die Komponenten der Matrix, d.h. ein kristallines
Polymer, ein nichtionischer Emulgator oder ein anderes Tensid und
ein Freisetzungsmodifikator unter Erhitzen auf eine zum Schmelzen des
Polymers ausreichende Temperatur und unter Rühren miteinander gemischt,
so dass man ein im Wesentlichen homogenes Gemisch erhält. Der
Wirkstoff kann je nach Zweckmäßigkeit
vor oder nach dem Erhitzen zu diesem Gemisch gegeben werden. Dann
wird das geschmolzene Gemisch z.B. extrudiert oder injiziert. Für die Herstellung
einer Zusammensetzung zur pulsierenden Freisetzung des Wirkstoffs
kann der Wirkstoff zweckmäßigerweise
in Matrixmaterial aufgenommen werden, wobei das Gemisch aus dem
Wirkstoff und dem Matrixmaterial z.B. in Schichten extrudiert oder
gespritzt wird, die mit Schichten der Matrix ohne den Wirkstoff
abwechseln.
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Der
Fachmann wird sich darüber
im Klaren sein, dass die Menge des Wirkstoffs und die Abmessungen und
die spezielle Form der Zusammensetzung der Erfindung je nach der
Natur des in Frage stehenden Wirkstoffs sowie dem Verwendungszweck
der Zusammensetzung variieren. Die besondere Dosis des Wirkstoffs, die
einer Person oder einem Tier verabreicht werden soll, wird also
von solchen Faktoren wie dem Zustand und Alter des Patienten und
dem besonderen zu behandelnden Zustand abhängen.
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Beschreibung
der Zeichnungen
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Die 1 und 2 zeigen
die Freisetzungsprofile für
ausgewählte
Zusammensetzungen gemäß der Erfindung,
die gemäß der folgenden
Beschreibung getestet wurden, d.h. bei einem pH-Wert von 2,0 und
Rühren
mit 150 U/min während
4 Stunden, gefolgt von einem pH von 7,2 und Rühren mit 30 U/min während des Rests
des Tests. In beiden Figuren zeigen die Freisetzungsprofile, die
zum Zeitpunkt = 0 beginnen, die Freisetzung, die während der
ersten 4 Stunden bei saurem pH-Wert und mit hoher Bewegung gemessen
wurde, während
die Freisetzungsprofile, die zum Zeitpunkt = 240 min beginnen, die
Freisetzung für
den Rest des Tests zeigen, nachdem die Zusammensetzungen in ein
Gefäß mit neutralem
pH-Wert und geringer Bewegung übergeführt wurden.
Die senkrechte Linie zum Zeitpunkt = 240 min zeigt den Punkt an,
an dem die Zusammensetzungen aus dem ersten (sauren) Gefäß in das
zweite (neutrale) Gefäß übergeführt wurden.
Es sei angemerkt, dass für
die sauren Freisetzungsprofile, die zum Zeitpunkt = 0 beginnen,
nur die Freisetzung für
die ersten 4 Stunden relevant ist, wobei der restliche Teil der
Kurven einfach das Ergebnis fortgesetzter automatischer Messungen
in den ersten Gefäßen darstellt.
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1 zeigt
die Freisetzung für
Zusammensetzungen, die gemäß dem folgenden
Beispiel 2 hergestellt wurden.
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2 zeigt
die Freisetzung für
Zusammensetzungen, die gemäß Beispiel
5 hergestellt wurden.
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Die
Erfindung wird weiterhin in den folgenden nichteinschränkenden
Beispielen veranschaulicht.
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Beispiele
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In
den folgenden Beispielen sind alle Prozentangaben gewichtsbezogen.
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Herstellung von Zusammensetzungen
zur gesteuerten Freisetzung
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Das
allgemeine Verfahren zur Herstellung der unten beschriebenen Zusammensetzungen
zur gesteuerten Freisetzung ist wie folgt:
Das PEG 35 000 wird
1 Minute lang in einem Hochgeschwindigkeitstrockenmischer (Robot
Coupe) bei mittlerer Geschwindigkeit gemischt. Die anderen Bestandteile,
mit der Ausnahme von PEG-2000-monostearat und mikrokristallinem
Wachs, werden dann miteinander gemischt und in den Hochgeschwindigkeitstrockenmischer gegeben,
wo sie 1 Minute lang bei mittlerer Geschwindigkeit mit dem PEG gemischt
werden. Das PEG-2000-monostearat und gegebenenfalls das mikrokristalline
Wachs werden auf einer Heizplatte bei einer Temperatur von 100-150 °C miteinander
gemischt und dann zu dem Gemisch der anderen Bestandteile gegeben,
während
mit niedriger Geschwindigkeit gemischt wird. Nach 70 Sekunden Mischen
werden der Boden und die Seiten des Mischers mit einem Spatel abgekratzt,
so dass man ein homogenes Gemisch erhält, und es wird noch weitere
20 Sekunden bei niedriger Geschwindigkeit weitergerührt. Dann
wird das Gemisch auf Raumtemperatur abkühlen gelassen und ist fertig
zur Einführung
in eine Spritzgussmaschine.
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Die
Zusammensetzungen wurden durch Spritzguss (Arbourg Allrounder) unter
Verwendung einer einzigen Einheitsform hergestellt, was zu einer
Zusammensetzung führte,
die eine zylindrische innere Matrix mit den Abmessungen 4 × 12 mm
enthält.
Sie waren mit einer zylindrischen Beschichtung mit einer maximalen Dicke
von 0,4 mm versehen.
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Testverfahren
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Die
im Folgenden beschriebenen Zusammensetzungen wurden unter Verwendung
eines Auflösungstestverfahrens
und einer Apparatur getestet, wie sie in USP 23, NF 18 (The United
States Pharmacopeia, 1995), beschrieben sind. Die Testapparatur
(Erweka-Instrument, ausgestattet mit 6 Ventilen) entspricht der
in USP 23 beschriebenen "Apparatur
2", d.h. Einsatz
eines Paddel-Rührelements.
Das Testverfahren beinhaltet das Einfüllen einer Testzusammensetzung
in ein Gefäß mit einem
sauren pH-Wert von 2,0 und 4 Stunden Rühren bei 150 U/min, woraufhin
die Zusammensetzung in ein anderes Gefäß mit einem neutralen pH-Wert
von 7,2 und Rühren
mit 30 U/min übergeführt wird.
Die Zusammensetzung bleibt für
den Rest des Tests in diesem Gefäß mit neutralem
pH und geringer Bewegung. Die Puffer sind diejenigen, die von der
USP angegeben werden, d.h. ein KCl/HCl-Puffer für pH 2,0 und ein Phosphatpuffer
für pH
7,2. In den zwei Gefäßen sind
die Bedingungen des Magens bzw. des Darms in Bezug auf pH, Bewegung
(peristaltische Bewegungen) und Verweilzeit angenähert. In
den folgenden Beispielen wird die Auflösung der Zusammensetzungen
unter Verwendung eines kolorimetrischen Verfahren auf der Basis
einer Tartrazin-Färbung
bestimmt.
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Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel)
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Matrixzusammensetzungen
zur gesteuerten Freisetzung wurden aus den folgenden Bestandteilen hergestellt:
| PEG
35 000 | 40% |
| Kartoffelstärke | 46% |
| Ethylcellulose
(Ethocel 50M) | 3% |
| Tartrazin | 1% |
| PEG-2000-monostearat | 10% |
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Die
Zusammensetzungen wurden gemäß der obigen
Beschreibung getestet. Bei 150 U/min, pH 2,0, waren 100% der Matrix
in weniger als den 4 Stunden, die von der USP festgesetzt sind (Durchschnitt
3,5 Stunden), erodiert. Bei 30 U/min, pH 7,2, erodierte die Matrix
in 11 Stunden in einem Profil nullter Ordnung.
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Beispiel 2
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Matrixzusammensetzungen
zur gesteuerten Freisetzung wurden aus den folgenden Bestandteilen hergestellt:
| PEG
35 000 | 32% |
| Nifedipin | 55% |
| Tartrazin | 1% |
| Cholesterin | 2% |
| AQOAT | 3% |
| PEG-2000-monostearat | 7% |
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Die
Zusammensetzung ergab über
einen Zeitraum von etwa 10 Stunden eine Freisetzung im Wesentlichen
nullter Ordnung. Das Freisetzungsprofil für diese Zusammensetzung ist
in 1 graphisch gezeigt.
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Beispiel 3
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Zusammensetzungen
zur gesteuerten Freisetzung wurden aus den folgenden Bestandteilen
hergestellt:
| PEG
35 000 | 29,5% |
| Nifedipin | 55% |
| Tartrazin | 1% |
| mikrokristallines
Wachs | 3% |
| AQOAT | 5% |
| PEG-2000-monostearat | 6,5% |
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Aufgrund
der relativ großen
Menge des Freisetzungsmodifikators in dieser Zusammensetzung wurde in
saurer Umgebung keine Freisetzung des Wirkstoffs erhalten.
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Die
Auflösung
der Zusammensetzung in einer neutralen Umgebung erfolgte über einen
Zeitraum von etwa 10 Stunden.
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Beispiel 4
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Zusammensetzungen
zur gesteuerten Freisetzung wurden aus den folgenden Bestandteilen
hergestellt:
| PEG
35 000 | 32% |
| Nifedipin | 55% |
| AQOAT | 2,5% |
| Tartrazin | 1% |
| Ethylcellulose | 2,5% |
| PEG-2000-monostearat | 7% |
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Diese
Zusammensetzung ergab über
einen Zeitraum von etwa 10-11 Stunden eine Freisetzung im Wesentlichen
nullter Ordnung.
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Beispiel 5
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Zusammensetzungen
zur gesteuerten Freisetzung wurden aus den folgenden Bestandteilen
hergestellt:
| PEG
35 000 | 30,4% |
| Nifedipin | 55% |
| AQOAT | 3% |
| Sorbinsäure | 5% |
| PEG-2000-monostearat | 6,6% |
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Diese
Zusammensetzung ergab über
einen Zeitraum von etwa 18 Stunden eine Freisetzung im Wesentlichen
nullter Ordnung. Das Freisetzungsprofil für die Zusammensetzung ist in 2 graphisch
gezeigt.