DE69926504T2

DE69926504T2 - Zubereitungen zur kontrollierten freisetzung mit mehrschichtstruktur

Info

Publication number: DE69926504T2
Application number: DE69926504T
Authority: DE
Inventors: Akihiko Toyonaka-shi Sano; Masako Itami-shi KAJIHARA; Toshihiko Toyonaka-shi SUGIE
Original assignee: Sumitomo Pharmaceuticals Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Pharma Co Ltd
Priority date: 1998-05-29
Filing date: 1999-05-19
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2019-05-20
Also published as: ZA200006829B; TW586944B; BR9910793A; JP4459444B2; ES2245827T3; AU3848799A; CN1303277A; KR20010043683A; WO1999062501A1; CA2333555C; CN1165294C; DK1084703T3; EP1084703B1; PT1084703E; ATE300939T1; CA2333555A1; EP1084703A4; DE69926504D1; KR100584632B1; BR9910793B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine kontrolliert Arzneistoff freisetzende Zubereitung, die in der Medizin und Viehwirtschaft geeignet ist. Insbesondere betrifft die Erfindung eine kontrolliert Arzneistoff freisetzende Zubereitung mit Mehrschichtstruktur, wobei einer oder mehrere Arzneistoffe mit einem unterschiedlichen Verhalten in vivo getrennt freigesetzt werden können, damit deren Wirksamkeit in effektiver Weise auftritt.
Ein Arzneistoff-Abgabesystem wurde bereits für den Zweck der wirksamen Verabreichung einer geeigneten Menge eines Arzneistoffs an eine Stelle mit einer Störung entwickelt. Zur Anpassung an den individuellen Zweck oder die individuelle Störung wurden bereits eine Vielzahl von Systemen studiert; beispielsweise eine kontrolliert Arzneistoff freisetzende Zubereitung unter Verwendung eines hydrophoben Polymermaterials als Träger, das nach Verabreichung an den lebenden Körper nicht abbaubar ist. Als Verfahren der kontrollierten Freisetzung eines Arzneistoffs aus einer solchen Zubereitung sind einerseits die Verwendung eines Hilfsstoffs, wie eines Albumins (japanische Patentveröffentlichung (Tokkohei) Nr. 61959/1995), und andererseits die Bildung einer äußeren Schicht, die nur aus einem hydrophoben Polymer besteht (japanische Patentveröffentlichung (Tokkaihei) Nr. 187994/1995), offenbart. Enthält eine Zubereitung allerdings mehrere Arzneistoffe, ist die Kontrolle der Freisetzung der Arzneistoffe durch diese Technik nicht in der Art möglich, dass jeder Arzneistoff bei einem gewünschten Verhalten aus der Zubereitung freigesetzt wird. Die Gründe dafür sind wie folgt:
Wenn ein Arzneistoff, dessen Freisetzung kontrolliert werden soll, wasserlöslich ist, löst sich der pulverisierte Arzneistoff nicht in einem Träger, sondern existiert darin in einem dispersen Zustand. Wird eine solche Zubereitung in eine wässrige Umgebung verbracht, löst sich der auf der Oberfläche der Zubereitung vorhandene pulverisierte Arzneistoff in dem umgebenden Wasser und wird freigesetzt. Anschließend löst sich der pulverisierte Arzneistoff, der um ein so gebildetes Loch vorhanden ist, um freigesetzt zu werden. Die Wiederholung eines solchen Phänomens führt zur Bildung eines Kanals, wobei der Arzneistoff im Inneren der Zubereitung schrittweise freigesetzt wird. Somit wird das Arzneistoff-Freisetzungsverhalten durch die physikalischen Merkmale, wie Löslichkeit oder Diffusionsgeschwindigkeit des Arzneistoffs in die wässrige Umgebung, beeinflusst. Demnach ist es in einer Zubereitung, in der mehrere Arzneistoffe homogen in einem einzigen Träger dispergiert sind, unmöglich, jeweils die Freisetzung jedes Arzneistoffs, wie gewünscht, zu kontrollieren, da die Arzneistoff-Freisetzung nur durch die physikalischen Merkmale der Arzneistoffe beeinflusst wird.
Die japanische Patentveröffentlichung (Tokkohei) Nr. 78017/1995 offenbart eine Zubereitung mit stoßweise kontrollierter Freisetzung, die zur stoßweisen Freisetzung von einem oder mehreren Arzneistoffen ausgelegt ist. In dieser Zubereitung ist die Kontrolle so möglich, dass jeder Arzneistoff zu einem verschiedenen Zeitpunkt freigesetzt wird, allerdings nicht so, um die Freisetzung von mehreren Arzneistoffen während des gleichen Zeitraums getrennt zu kontrollieren. Für einige Krankheiten ist es wirksamer, einen oder mehrere Arzneistoffe mit verschiedenem Verhalten freizusetzen. Wie vorstehend angegeben, wurde das allerdings niemals mit einer einzigen Zubereitung erreicht.
Andererseits offenbaren die US 4,351,337 und JP 4364120 biologisch abbaubare Zubereitungen mit Mehrschichtstruktur, wobei ein Polyaminosäuregelatine oder -collagen, das von einem Enzym im lebenden Körper abgebaut wird, als Träger verwendet wird und wobei der Arzneistoff durch Diffusion und Abbau eines Trägers freigesetzt wird. Demnach weist eine solche biologisch abbaubare Zubereitung mit Mehrschichtenstruktur ein Problem auf, beispielsweise können Enzyme im lebenden Körper ihr Arzneistoff-Freisetzungsverhalten beeinflussen.
Die vorliegende Erfindung wurde von dem Standpunkt, wie vorstehend ausgeführt, gemacht. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Zubereitung, die zwei oder mehrere Arzneistoffe getrennt bei entsprechenden Geschwindigkeiten in Abhängigkeit von der Krankheit freisetzen kann, oder einer Zubereitung, wobei die Freisetzungsverhalten von einem oder mehreren Arzneistoffen exakt kontrolliert werden kann. Das zu lösende Problem wurde ebenfalls von den Erfindern festgestellt.
DAS MITTEL ZUR LÖSUNG DES PROBLEMS
Die Erfinder haben zur Lösung des Problems ausgiebige Studien durchgeführt und gefunden, dass bei der Freisetzung von einem oder mehreren Arzneistoffen mit unterschiedlichem Verhalten das Folgende im Wesentlichen ein Schlüssel ist: Bilden einer implantierbaren stabartigen Zubereitung mit Mehrschichtstruktur und ihr Aufbau so, dass jede Schicht an die am besten geeignete Anordnung und Struktur angepasst wird. Zusätzlich kann die erfindungsgemäße Zubereitung den Arzneistoff unter Verwendung eines biologisch nicht abbaubaren hydrophoben Polymers, das in vivo nicht abgebaut und nicht enzymatisch beeinflusst wird, als Träger in vivo stabil freisetzen.
Somit umfasst die vorliegende Erfindung die folgenden Ausführungsformen.

(1) Eine implantierbare Zubereitung, welche eine äußere Schicht, in der ein wasserlöslicher Arzneistoff in einem Träger dispergiert ist, umfassend ein biologisch nicht abbaubares hydrophobes Polymermaterial, und eine oder mehrere innere Schicht(en) umfasst, in der (denen) ein wasserlöslicher Arzneistoff, welcher von dem in der äußeren Schicht enthaltenen Arzneistoff verschieden oder in seiner Konzentration verschieden ist, in einem Träger dispergiert ist, umfassend ein biologisch nicht abbaubares hydrophobes Polymermaterial, und wobei die äußeren und inneren Schichten konzentrisch in diametraler Richtung der stabartigen Zubereitung angeordnet sind und beide oder eines der Enden in axialer Richtung so geöffnet ist (sind), dass es (sie) direkt in Kontakt mit der Umgebung treten.
(2) Eine Zubereitung, wie unter (1) ausgeführt, wobei eine Schicht, welche nur aus biologisch nicht abbaubarem hydrophobem Polymermaterial besteht, zwischen der inneren Schicht, in welcher ein wasserlöslicher Arzneistoff dispergiert ist, und der äußeren Schicht oder zwischen zwei inneren Schichten, in denen ein wasserlöslicher Arzneistoff dispergiert ist, vorhanden ist.
(3) Eine Zubereitung wie unter (1) oder (2) ausgeführt, wobei jede Schicht einen verschiedenen wasserlöslichen Arzneistoff enthält.
(4) Eine Zubereitung, wie unter (1) oder (2) ausgeführt, wobei jede Schicht eine unterschiedliche Konzentration des gleichen wasserlöslichen Arzneistoffs enthält.
(5) Eine Zubereitung, wie nach einem der Punkte (1)–(4) ausgeführt, wobei mindestens eine der äußeren oder der inneren Schicht(en) zwei oder mehrere Arzneistoffe enthält.
(6) Eine Zubereitung, wie nach einem der Punkte (1)–(5) ausgeführt, wobei das biologisch nicht abbaubare hydrophobe Polymermaterial Silicon ist.

1 stellt Querschnitte und Schrägansichten der erfindungsgemäßen beispielhaften Zubereitungen und Graphen, die den zeitlichen Verlauf der prozentualen akkumulierten Freisetzung jedes Arzneistoffs aus den Zubereitungen zeigen, dar.
2 stellt eine Graphik dar, die den zeitlichen Verlauf der prozentualen akkumulierten Freisetzung von OVA und IFN aus der Zubereitung von Beispiel 1 in Experiment 1 zeigt.
3 stellt eine Graphik dar, die den zeitlichen Verlauf der prozentualen akkumulierten Freisetzung von IL-1 und Avidin aus der Zubereitung von Beispiel 2 in Experiment 2 zeigt.
4 stellt eine Graphik dar, die den zeitlichen Verlauf der akkumulierten prozentualen Freisetzung von HSA und IFN aus der Zubereitung von Vergleichsbeispiel 1 in Experiment 3 zeigt.
5 stellt eine Graphik dar, die den zeitlichen Verlauf der prozentualen akkumulierten Freisetzung von HSA und IFN aus den Zubereitungen von Vergleichsbeispiel 2 in Experiment 4 zeigt.
Bei der vorliegenden Beschreibung bedeutet eine äußere Schicht die äußerste Schicht in diametraler Richtung einer stabartigen Zubereitung, d.h. eine Schicht, die in diametraler Richtung direkt mit der äußeren Umgebung in Kontakt tritt.
Die erfindungsgemäßen beispielhaften Zubereitungen sind in 1 gezeigt, wobei auch eine Graphik gezeigt ist, die schematisch den zeitlichen Verlauf der akkumulierten freigesetzten Menge eines jeden Arzneistoffs aus der entsprechenden Zubereitung darstellt.
In der Figur stellt (a) eine Zubereitung dar, wobei jede Schicht jeweils eine unterschiedliche Art von Arzneistoffen enthält, 1 stellt eine Schicht dar, die einen oder mehrere Arzneistoffe enthält und 2 stellt eine Schicht dar, die einen oder mehrere Arzneistoffe enthält, die anders sind als diejenigen in 1.
(b) stellt eine Zubereitung dar, wobei jede Schicht jeweils eine verschiedene Art von Arzneistoff enthält, 4 stellt eine Schicht dar, die einen oder mehrere Arzneistoffe enthält, 5 stellt eine Schicht dar, die einen oder mehrere Arzneistoffe enthält, die anders sind als diejenigen in 4 und 6, und 6 stellt eine Schicht dar, die einen oder mehrere Arzneistoffe enthält, die anders sind als diejenigen in 4 und 5.
(c) stellt eine Zubereitung dar, wobei jede Schicht eine unterschiedliche Konzentration der gleichen Art von Arzneistoff enthält,
7 stellt eine Schicht dar, die einen oder mehrere Arzneistoffe enthält,
8 stellt eine Schicht dar, die den gleichen Arzneistoff wie derjenige in 7 in einer von denjenigen der Arzneistoffe in 7 und 9 verschiedenen Konzentration enthält, und
9 stellt eine Schicht dar, die den gleichen Arzneistoff wie derjenige in 7 in einer von denjenigen der Arzneistoffe in 7 und 8 verschiedenen Konzentration enthält.
Ein Graph, der den zeitlichen Verlauf der akkumulierten freigesetzten Menge zeigt, zeigt ein Ergebnis für den Fall, dass die Konzentration des Arzneistoffs in der Schicht 7 < 8 < 9 in dieser Reihenfolge ist.
(d) stellt eine Zubereitung dar, die eine Schicht umfasst, die nur aus biologisch nicht abbaubarem hydrophobem Polymermaterial zwischen den Arzneistoff enthaltenden Schichten besteht,
10 stellt eine Schicht dar, die einen oder mehrere Arzneistoffe enthält,
11 stellt eine Schicht dar, die nur aus biologisch nicht abbaubarem hydrophobem Polymermaterial besteht, und
12 stellt eine Schicht dar, die den gleichen Arzneistoff enthält wie derjenige in 10 bei einer von derjenigen in 10 verschiedenen Konzentration, oder eine Schicht, die einen Arzneistoff enthält, der von demjenigen in 10 verschieden ist.
Der unterschiedliche Arzneistoff oder die unterschiedliche Art von wasserlöslichem Arzneistoff, die hier verwendet wird, umfasst die Ausführungsform, wobei die Arzneistoffe per se voneinander verschieden sind, oder die Ausführungsform, wobei die Kombination einer Vielzahl von Arzneistoffen verschieden ist. Insbesondere sind unter (a), vorstehend, die folgenden Ausführungsformen mit umfasst:

(1) Schicht 1 enthält Arzneistoff A, und Schicht 2 enthält Arzneistoff B.
(2) Schicht 1 enthält Arzneistoff A, und Schicht 2 enthält die Arzneistoffe A und B.
(3) Schicht 1 enthält Arzneistoffe A und B, und Schicht 2 enthält die Arzneistoffe A und C.
(4) Schicht 1 enthält Arzneistoffe A und B, und Schicht 2 enthält die Arzneistoffe C und D.

Das biologisch nicht abbaubare hydrophobe Polymermaterial ist nicht einschränkt, solange es biokompatibel ist. Silicone sind hinsichtlich der leichten Formbarkeit bevorzugt, einschließlich beispielsweise Silastic^TM Medical Grade ETR Elastomer Q7-4750 oder Dow Corning^TM MDX-4-4210 Medical Grade Elastomer. Die anderen mit umfassten Materialien sind Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Polyurethane, Polyethylene, Polytetrafluorethylene, Polypropylene, Polyacrylate, Polymethacrylate und so weiter.
Jeder wasserlösliche Arzneistoff kann bei der. vorliegenden Erfindung verwendet werden, solange er wasserlöslich ist und solange hinsichtlich des Molekulargewichts und so weiter keine Beschränkung besteht. Die Arzneistoffe werden beispielhaft veranschaulicht durch, sind aber nicht beschränkt auf Cytokine, wie Interferone und Interleukine; hämatopoietische Faktoren, wie Kolonien-stimmulierende Faktoren und Erythropoietin; Hormone, wie Wachstumshormon, Wachstumshormon-freisetzender Faktor, Calcitonin, luteinisierendes Hormon, luteinisierendes Hormon-Freisetzungshormon und Insulin; Wachstumsfaktoren, wie Somatomedin, Nervenwachstumsfaktor, neurotropische Faktoren, Fibroblastenwachstumsfaktor und Hepatocytenwachstumsfaktor; Zelladhäsionsfaktoren; Immunsuppressiva; Enzyme, wie Asparaginase, Superoxiddismutase, Gewebeplasminogenaktivierender Faktor, Urokinase und Prourokinase; Blutgerinnungsfaktoren, wie Blutgerinnungsfaktor VIII; Proteine, die am Knochenmetabolismus beteiligt sind, wie BMP (knochenmorphogenetisches Protein); Antigene, die für einen Impfstoff bei einem Menschen und/oder ein Tier verwendet werden können; Adjuvantien; Karzinom-Antigene; Nucleinsäuren; Antikörper; Antitumormittel, wie Adriamycin, Bleomycin, Mitomycin, usw.; Antibiotika; entzündungshemmende Mittel; Alkylierungsmittel, und dergleichen. Das hier verwendete Interferon kann α-, β-, γ- oder jedes andere Interferon oder eine beliebige Kombination davon sein. Interleukin kann auch IL-1, IL-2 und IL-3 oder jedes andere sein, und der Kolonien-stimmulierende Faktor kann Multi-CSF (multipotentieller CSF), GM-CSF (Granulocyten-Macrophagen-CSF), G-CSF (Granulocyten-CSF), M-CSF (Macrophagen-CSF) oder jeder andere sein. Die Antigene werden beispielhaft veranschaulicht durch, sind aber nicht beschränkt auf Toxoid, Impfstoff und Lebensimpfstoff per er se oder eine Substanz, die von ihnen abstammt.
Eine Schicht, worin einer der Arzneistoffe homogen dispergiert ist, ist in diametraler Richtung konzentrisch angeordnet, um eine gewünschte Freisetzung zu erhalten. Beispielsweise ist ein Arzneistoff, dessen Freisetzung in einem frühen Stadium gewünscht wird, in einer äußeren Schicht anzuordnen und einer, bei dem das Zustandekommen einer verzögerten Freisetzung während eines längeren Zeitraums erwünscht ist, ist in einer mehr innen liegenden Schicht anzuordnen. Insbesondere kann, wenn die verzögerte Freisetzung über einen verlängerten Zeitraum erwünscht ist, die Schicht, in der der Arzneistoff dispergiert ist, im Inneren einer Schicht angeordnet sein, die nur aus einem Trägermaterial besteht. Eine Schicht, die nur aus einem biologisch nicht abbaubaren hydrophoben Polymer besteht, verhindert die Infiltration von Wasser und die Freisetzung eines wasserlöslichen Arzneistoffs, und darum sind in einer Schicht, die innerhalb davon existiert, die Infiltration von Wasser und die Freisetzung des Arzneistoffs nur auf das axiale Ende der stabartigen Zubereitung beschränkt, wobei der Arzneistoff kontinuierlich mit konstanter Geschwindigkeit während eines langen Zeitraums freigesetzt wird. Für die erfindungsgemäße Zubereitung kann, falls notwendig, ein Hilfsstoff zur Stabilisierung oder Steuerung der Freisetzung eines Arzneistoffs eingesetzt werden. Der Hilfsstoff ist nicht kritisch, solange er pharmazeutisch verträglich ist, und umfasst Salze, wie Natriumchlorid und Natriumcitrat; Aminosäuren, wie Glycin, Alanin und Natriumglutamat; Zucker, wie Lactose und Mannit, und Proteine, wie Gelatine, Collagen und Albumin, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Das Verhältnis eines Arzneistoffs und eines Hilfsstoffs, die in einem Träger dispergiert sind, zu der Gesamtmenge der Zubereitung ist nicht kritisch, solange Dispersion und Formung im Wesentlichen möglich sind, und vorzugsweise beträgt die Gesamtmenge an Arznei- und Hilfsstoff weniger als oder gleich 50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Zubereitung, vorzugsweise mehr als oder gleich 5% und weniger als oder gleich 40 Gew.-% und stärker bevorzugt mehr als oder gleich 25 Gew.-% und weniger als oder gleich 35 Gew.-%. Die Menge des in der Zubereitung enthaltenen Arzneistoffs kann natürlich in Abhängigkeit von einer beabsichtigten Arzneistoffart, einer zu behandelten Störung usw. schwanken.
Die erfindungsgemäße Zubereitung sollte stabartig sein und umfasst zwei oder mehrere Schichten im Querschnitt, d.h. im rechten Winkel zur Achse der Zubereitung. Die Schichten sind in diametraler Richtung konzentrisch angeordnet, und eine Art von einem Arzneistoff und/oder sein Gehalt in jeder Schicht sind voneinander verschieden. Eine Ausführungsform der Erfindung ist in 1 gezeigt, die eine bildliche Ansicht einer Außenansicht und eines Querschnitts der erfindungsgemäßen Zubereitung ist.
Die Größe der erfindungsgemäßen Zubereitung schwankt in Abhängigkeit von einem Tier, an das sie zu verabreichen ist, oder einer Verabreichungsregion und beträgt vorzugsweise weniger als oder gleich 10 mm im Durchmesser und weniger als oder gleich 50 mm in axialer Länge und stärker bevorzugt mehr als oder gleich 0,5 mm und weniger als oder gleich 5 mm im Durchmesser und mehr als oder gleich 3 mm und weniger als oder gleich 35 mm in axialer Länge. Die Dicke jeder Schicht wird in Abhängigkeit von der Menge eines Arzneistoffs, die mitzuführen ist, oder eines gewünschten Zeitraums der verzögerten Freisetzung bestimmt.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zubereitung kann jede Schicht getrennt oder gleichzeitig hergestellt werden. Beispielsweise wird die innerste Schicht in stabartiger Form geformt, die in eine stabartige Form mit dem gleichen Durchmesser wie ein Außendurchmesser der zweiten Schicht eingebracht wird, wobei ihre Mittelpunkte zusammenfallen. Anschließend wird ein Trägermaterial, das einen Arzneistoff enthält und die zweite Schicht bilden soll, in die Form gegossen und gehärtet. Nach dem Härten wurde die Form unter Erhalt der erfindungsgemäßen Zubereitung entfernt. Die erfindungsgemäße Zubereitung kann auch durch Formen der ersten Schicht, die die innerste Schicht einer der Zubereitungen ist, zu einer stabartigen Form, Formen der zweiten Schicht zu einer hohlen rohrartigen Form und anschließendes Kombinieren der ersten Schicht und der zweiten Schicht erhalten werden. Diese Verfahren werden zur Herstellung einer Zubereitung verwendet, wobei die erste Schicht eine innere Schicht ist und die zweite Schicht eine äußere Schicht ist. Die Wiederholung der gleichen Vorgehensweisen kann eine Zubereitung mit mehreren inneren Schichten ergeben. Zusätzlich kann die erfindungsgemäße Zubereitung auch durch Extrudieren einer jeden Schicht aus Trägermaterial, das einen getrennt hergestellten Arzneistoff enthält, aus einer konzentrisch angeordneten Düse erhalten werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf diese Verfahren beschränkt.
Obgleich angenommen wird, dass das Freisetzungsverhalten eines in einer äußeren Schicht vorhandenen Arzneistoffs demjenigen einer Zubereitung, die nur aus einer einzigen Schicht besteht, im Hinblick auf den Auflösungsmechanismus eines Arzneistoffs und die Ausbildung eines Kanals, wie vorstehend ausgeführt, entspricht, wurde das Freisetzungsverhalten eines in einer inneren Schicht vorhandenen Arzneistoffs noch nicht aufgeklärt. Es wurde festgestellt, dass in einer erfindungsgemäßen Zubereitung, die mehrere Schichten, die in diametraler Richtung einer stabartigen Zubereitung angeordnet sind, umfasst, wobei ein wasserlöslicher Arzneistoff in einem Träger dispergiert ist, bestehend aus einem biologisch nicht abbaubaren hydrophoben Polymermaterial, der Arzneistoff in der äußeren Schicht mit einer schnellen Geschwindigkeit vom frühen Stadium an innerhalb einer kurzen Zeitdauer freigesetzt wird und der in der inneren Schicht vorhandene Arzneistoff mit langsamerer Geschwindigkeit, während des langen Zeitraums, freigesetzt wird. Wenn eine Schicht, die nur aus einem biologisch nicht abbaubaren hydrophoben Polymer besteht, das für Wasser und einen Arzneistoff nicht durchlässig ist, zwischen einer äußeren Schicht und einer inneren Schicht, in der ein wasserlöslicher Arzneistoff dispergiert ist, oder zwischen zwei inneren Schichten, in denen ein wasserlöslicher Arzneistoff dispergiert ist, vorliegt, wird der Arzneistoff in der äußeren Schicht schnell in der Art einer ersten Ordnung freigesetzt, und der Arzneistoff in der inneren Schicht kann langsam in der Art einer nullten Ordnung während einer langen Zeitspanne freigesetzt werden. Eine stabartige Zubereitung, wobei zwei oder mehrere Schichten, die eine verschiedene Konzentration der gleichen Art von Arzneistoff enthalten, in diametraler Richtung angeordnet sind, kann frei ein komplexes Freisetzungsverhalten bereitstellen.
Die vorliegende Zubereitung ist für die Behandlung beispielsweise von Krebs geeignet. Bleomycin verlängert die S-Phase und blockiert die G2-Phase während des Zellcyclus, und darum werden durch Verabreichung von Bleomycin sämtliche mitotischen Zellen auf die G2-Phase synchronisiert. Unter einer solchen Bedingung lassen sich durch die Verabreichung von Mitomycin, das gegenüber der G2-Phase hochempfindlich ist, mehr mitotische Zellen abtöten. Die erfindungsgemäße Zubereitung, die Bleomycin in der äußeren Schicht und Mitomycin in der inneren Schicht enthält, setzt Bleomycin schnell in einem frühen Stadium frei, wobei die Zellen synchronisiert werden, und anschließend führt sie zu einer verzögerten Freisetzung von Mitomycin, wobei die Zellen in der G2-Phase abgetötet werden, und darum wird erwartet, dass Krebs durch eine einzige Zubereitung wirksam behandelt werden kann. Ein weiteres Anwendungsbeispiel ist die Behandlung von Frakturen. Der Fibroblastenwachstumsfaktor (FGF) wirkt in einem relativ frühem Stadium eines Genesungsprozesses unter Beschleunigung der Knorpel-Proliferation, zeigt allerdings während des anschließenden Knorpel-Kalzifikationsprozesses eine suppressive Wirkung, und es ist darum unerwünscht, dass FGF für lange Zeit an der Frakturstelle vorhanden ist. Andererseits übt der Insulin-artige Wachstumsfaktor-1 (IGF-1) einen Maturationseffekt auf Knochenzellen aus. Demnach setzt die erfindungsgemäße Zubereitung, die FGF in der äußeren Schicht und IGF-1 in der inneren Schicht enthält, FGF schnell zu einem frühen Stadium unter Beschleunigung des Wachstums des Knorpels frei und reift ein Knorpelzelle durch IGF-1, wodurch eine solche Einzelzubereitung erwartungsgemäß die Bereitstellung einer wirksamen Behandlung einer Fraktur gestattet.
Als weiteres Anwendungsbeispiel ist die vorliegende Erfindung zur Anwendung mit einem Arzneistoff geeignet, der eine therapeutische Wirkung durch einen Niederregulierungseffekt zeigt, wie ein LHRH-Agonist. Somit verursacht ein LHRH-Agonist bei Verabreichung in hoher Dosis die Suppression der Sexualhormon-Sekretion durch Rezeptor-Niederregulierung, und anschließend wird ein Zustand der unterdrückten Sexualhormon-Sekretion durch kontinuierliche Verabreichung des Agonisten aufrechterhalten. Durch das Verfahren wurde eine Behandlung von Prostatakarzinom, Endometriose usw. durchgeführt. Die erfindungsgemäße Zubereitung, bestehend aus der äußersten Schicht, die LHRH-Agonist enthält, einer Zwischenschicht, die nur aus einem biologisch nicht abbaubaren hydrophoben Polymermaterial besteht, und einer inneren Schicht, die LHRH-Agonist enthält, setzt den LHRH-Agonisten in der äußersten Schicht schnell frei, während der LHRH-Agonist in der inneren Schicht kontinuierlich freigesetzt werden kann, was zu dem für diese Behandlung optimalen Arzneistoff-Freisetzungsverhalten führt.
Die erfindungsgemäße Zubereitung kann auch als Impfstoff verwendet werden. Bei einer neuen Studie wurde beschrieben, dass die verzögerte Freisetzung einer Antigen-Substanz unter Anwendung der DDS-Technik statt einer üblichen wässrigen injizierbaren Lösung zu einer wirksameren Aktivierung der Immunreaktion führt. Um den Effekt weiter zu verstärken, kann ein Adjuvans kombiniert werden. Ein Adjuvans ist eine allgemeine Bezeichnung, die angibt, dass eine Substanz wirkt, um die Immunisierungsstärke eines Antigens zu erhöhen, während sie selbst keine Antigenität besitzt. Da allerdings ein Adjuvans eine starke Entzündungsreaktion in der Injektionsregion auslösen kann, ist es unerwünscht, das Adjuvants für eine ebenso lange Zeitspanne wie eine Antigensubstanz freizusetzen. Bei der erfindungsgemäßen Zubereitung kann sie so kontrolliert werden, dass ein Adjuvants in einem frühen Stadium schnell freigesetzt wird und ein Antigen langzeitig freigesetzt wird, was zu einer Akkumulation von Immunzellen in einer spezifischen Region durch das Adjuvans und Abgabe der Antigensubstanz an die Region während eines langen Zeitraums führt. Somit kann eine sichere und wirksamere Impfstoffzubereitung erhalten werden.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert, sie ist allerdings nicht darauf beschränkt.
Beispiel 1
25 g einer wässrigen Ovalbumin (OVA)-Lösung (100 mg/ml) wurden lyophilisiert. Der lyophilisierte Kuchen wurde unter einer Stickstoffatmosphäre unter Erhalt von Pulver 1 gemahlen. Zu 386,8 g einer wässrigen Lösung von Interferon (IFN) (114 MU/ml) wurden 16,8 g Rinderserumalbumin (BSA) zugemischt, und das Gemisch wurde lyophilisiert. Der lyophilisierte Kuchen wurde unter einer Stickstoffatmosphäre unter Erhalt von Pulver 2 gemahlen. Getrennt wurden 1,05 g Komponente-A- und 1,05 g Komponente-B-Silastic^TM Medical Grade ETR Elastomer Q7-4750 gemischt. Nach dem Mischen wurde das Gemisch schnell mit 0,90 g des obigen Pulvers 1 verknetet und in eine Spritze gefüllt. Daneben wurden 17,5 g Komponente-A- und 17,5 g Komponente-B-Silastic^TM Medical Grade ETR Elastomer Q7-4750 gemischt. Nach dem Mischen wurde das Gemisch schnell mit 15,0 g des obigen Pulvers 2 verknetet und in eine andere Spritze gefüllt. Jedes so erhaltene eingefüllte Produkt wurde unter Druck durch eine Düse mit 1,6 mm Durchmesser und eine Düse mit 1,9 mm Durchmesser, die konzentrisch angeordnet waren, so dass das OVA-enthaltende Produkt und das IFN-enthaltende Produkt innen bzw. außen zu liegen kamen, extrudiert und bei 25°C 3 Tage zum Härten stehen gelassen. Dieses wurde unter Bereitstellung der erfindungsgemäßen Zubereitung 1 zugeschnitten.
Beispiel 2
27,06 g einer wässrigen Lösung von Avidin (5 mg/ml), 1,73 g einer wässrigen Lösung von Natriumcitrat (250 mg/ml) und 5,74 g einer wässrigen Lösung von Mannit (150 mg/ml) wurden gemischt, und das Gemisch wurde lyophilisiert. Der lyophilisierte Kuchen wurde unter einer Stickstoffatmosphäre unter Erhalt von Pulver 3 gemahlen. 57,45 g einer wässrigen Lösung von IL-1β (2 mg/ml) und 10,49 g einer wässrigen Lösung von Natriumcitrat (250 mg/ml) und 35,01 g einer wässrigen Lösung von Mannit (150 mg/ml) wurden gemischt, und das Gemisch wurde lyophilisiert. Der lyophilisierte Kuchen wurde unter einer Stickstoffatmosphäre unter Erhalt von Pulver 4 gemahlen. Getrennt wurden 1,05 g Komponente-A- und 1,05 g Komponente-B-Silastic^TM Medical Grade ETR Elastomer Q7-4750 gemischt. Nach dem Mischen wurde das Gemisch schnell mit 0,90 g des obigen Pulvers 3 verknetet und in eine Spritze eingefüllt. Daneben wurden 8,4 g Komponente-A- und 8,4 g Komponente-B-Silastic^TM Medical Grade ETR Elastomer Q7-4750 gemischt. Nach dem Mischen wurde das Gemisch schnell mit 7,20 g des vorstehenden Pulvers 4 verknetet und in eine andere Spritze eingefüllt. Das so erhaltene eingefüllte Produkt wurde unter Druck jeweils durch eine Düse mit 1,6 mm Durchmesser und eine Düse mit 1,9 mm Durchmesser, die konzentrisch angeordnet waren, so dass das Avidin-enthaltende Produkt und das IL-1β-enthaltende Produkt innen bzw. außen zu liegen kamen, extrudiert und bei 25°C 2 Tage zum Härten stehen gelassen. Dieses wurde unter Bereitstellung der erfindungsgemäßen Zubereitung 2 zugeschnitten.
Vergleichsbeispiel 1
35,1 g einer wässrigen Lösung von IFN (90 MU/ml), 47,2 g einer wässrigen Lösung von Human-Serumalbumin (HSA) (78 mg/ml), 1,05 g Natriumglutamat und 401,5 g gereinigtes Wasser wurden vermischt, und das Gemisch wurde sprühgetrocknet. 1,8 g Komponente-A- und 1,8 g Komponente-B-Silastic^TM Medical Grade ETR Elastomer Q7-4750 wurden gemischt. Nach dem Mischen wurde das Gemisch schnell mit 2,4 g des obigen Pulvers verknetet und in eine Spritze eingefüllt. Daneben wurden 50 g Komponente-A- und 50 g Komponente-B-Silastic^TM Medical Grade ETR Elastomer Q7-4750 gemischt und in eine andere Spritze eingefüllt. Jedes so erhaltene eingefüllte Produkt wurde unter Druck durch eine Düse mit 1,6 mm Durchmesser und eine Düse mit 1,9 mm Durchmesser, die konzentrisch angeordnet waren, so dass das Arzneistoff-enthaltende Silastic und das Silastatic allein innen bzw. außen zu liegen kamen, extrudiert und bei 37°C eine Woche zum Härten stehen gelassen wurde. Dieses wurde unter Bereitstellung der Vergleichszubereitung 1 zugeschnitten.
Vergleichsbeispiel 2
Zu 1493,1 g einer wässrigen Lösung, die eine Konzentration von 10,6 MU/ml IFN und 10 mg/ml HSA enthielt, wurden 4,98 g Glycin zugesetzt, und das Gemisch wurde sprühgetrocknet. 0,9 g Komponente-A- und 0,9 g Komponente-B-Silastic^TM Medical Grade ETR Elastomer Q7-4750 wurden gemischt. Nach dem Mischen wurde das Gemisch schnell mit 1,2 g des obigen Pulvers verknetet. Das erhaltene Gemisch wurde in eine Spritze gefüllt und unter Druck durch ein Loch mit 1,6 mm Durchmesser extrudiert und bei 37°C eine Woche zum Härten stehen gelassen wurde. Dieses wurde unter Bereitstellung der Vergleichszubereitung 2 zugeschnitten.
Experiment 1
Eine Zubereitung von Beispiel 1, die auf eine Länge von 1 cm geschnitten wurde, wurde in 2 ml Phosphatpuffer (pH 7,4) eingebracht, der 0,3% Tween 20 und 0,01% Natriumazid enthielt, und stehen gelassen, wovon freigesetztes OVA bzw. IFN durch ELISA bzw. RIA bestimmt wurden und anschließend die akkumulierte freigesetzte Rate erhalten wurde. Die Ergebnisse sind in 2 gezeigt.
Experiment 2
Eine Zubereitung von Beispiel 2, die auf eine Länge von 1 cm geschnitten wurde, wurde in 2 ml Phosphatpuffer (pH 7,4) eingebracht, der 0,3% Tween 20 und 0,01% Natriumazid enthielt, und stehen gelassen, wovon freigesetztes Avidin bzw. IL-1β durch ELISA bestimmt wurden und sodann die akkumulierte freigesetzte Rate erhalten wurde. Die Ergebnisse sind in 3 gezeigt.
Experiment 3
Eine Zubereitung von Vergleichsbeispiel 1, die auf eine Länge von 1 cm geschnitten wurde, wurde in 10 ml Phosphatpuffer (pH 7,4) eingebracht, der 0,5% BSA und 0,01% Natriumazid enthielt, und stehen gelassen, wovon freigesetztes HSA bzw. IFN durch ELISA bzw. RIA bestimmt wurden und anschließend die akkumulierte freigesetzte Rate erhalten wurde. Die Ergebnisse sind in 4 gezeigt.
Experiment 4
Eine Zubereitung von Vergleichsbeispiel 2, die auf eine Länge von 1 cm geschnitten wurde, wurde in 10 ml Phosphatpuffer (pH 7,4) eingebracht, der 0,5% BSA und 0,01% Natriumazid enthielt, und stehen gelassen, wovon freigesetztes HSA und IFN durch ELISA bzw. RIA bestimmt wurden und sodann die akkumulierte freigesetzte Rate erhalten wurde. Die Ergebnisse sind in 5 gezeigt.
Durch die erfindungsgemäße Zubereitung ließ sich das Freisetzungsverhalten für IFN und OVA getrennt kontrollieren. Somit war die Freisetzung eines in der äußeren Schicht vorhandenen Arzneistoffs (IFN in Beispiel 1 und IL-1β in Beispiel 2) in einem frühen Stadium abgeschlossen, während ein in der inneren Schicht vorhandener Arzneistoff (OVA in Beispiel 1 und Avidin in Beispiel 2) eine verzögerte Freisetzung während des Bestimmungszeitraums zeigte (2 und 3). Andererseits setzten die Zubereitungen von Vergleichsbeispiel 1 und 2 IFN und HSA nach dem gleichen Schema frei.
Beispiel 3
Ein Gemisch von OVA und Silastic^TM, Silastic^TM allein, und ein Gemisch von IFN, BSA und Silastic^TM, das in Beispiel 1 erhalten wurde, werden unter Druck aus einer Düse mit 5 mm Außendurchmesser, die eine konzentrische Struktur aufweist, so dass jeder dieser Bestandteile die innerste, dazwischen liegende bzw. die äußerste Schicht bildete, extrudiert und anschließend bei 25°C 3 Tage zum Härten stehen gelassen. Dieses wird unter Bereitstellung der erfindungsgemäßen Zubereitung 3 zugeschnitten.
Beispiel 4
3,62 g einer wässrigen IFN-Lösung (50 MU/ml), 1 g HSA-Pulver und 15,38 ml gereinigtes Wasser werden vermischt, und das Gemisch wird lyophilisiert. Der lyophilisierte Kuchen wird unter einer Stickstoffatmosphäre unter Erhalt von Pulver 5 gemahlen. 1,05 g Komponente-A- und 1,05 g Komponente-B-Silastic^TM Medical Grade ETR Elastomer Q7-4750 werden gemischt. Nach dem Mischen wird das Gemisch schnell mit 0,90 g des Pulvers 5 verknetet. 56,0 ml einer wässrigen Lösung von Interferon (IFN) (50 MU/ml) und 1 g HSA-Pulver werden vermischt, und das Gemisch wird lyophilisiert. Der lyophilisierte Kuchen wird unter einer Stickstoffatmosphäre unter Erhalt von Pulver 6 gemahlen. 1,05 g Komponente-A- und 1,05 g Komponente-B-Silastic^TM Medical Grade ETR Elastomer Q7-4750 werden gemischt. Nach dem Mischen wird das Gemisch schnell mit 0,90 g des Pulvers 6 verknetet. 347 ml einer wässrigen Lösung von Interferon (IFN) (100 MU/ml) und 0,6 g HSA-Pulver werden vermischt, und das Gemisch wird lyophilisiert. Der lyophilisierte Kuchen wird unter Erhalt von Pulver 7 gemahlen. 0,35 g Komponente-A- und 0,35 g Komponente-B-Silastic^TM Medical Grade ETR Elastomer Q7-4750 werden gemischt. Nach dem Mischen wird das Gemisch schnell mit 0,30 g des obigen Pulvers 7 verknetet. Ein Gemisch von Pulver 7 und Silastic^TM, ein Gemisch von Pulver 6 und Silastic^TM und ein Gemisch von Pulver 5 und Silastic^TM werden unter Druck durch eine Düse mit 2 mm Außendurchmesser, die eine konzentrische Struktur aufwies, so dass diese Bestandteile die innerste, dazwischen liegende bzw. die äußerste Schicht bildeten, extrudiert und sodann 3 Tage zum Härten bei 25°C stehen gelassen. Dies wird unter Bereitstellung der erfindungsgemäßen Zubereitung 4 zugeschnitten.
Beispiel 5
5 ml Influenza-A-Antigen (Chemicon, Katalog-Nr. AG-845), 1,87 g einer wässrigen Lösung von Natriumcitrat (250 mg/ml), 6,22 g wässriger Mannitlösung (150 mg/ml) und 20 g gereinigtes Wasser werden vermischt, und das Gemisch wird lyophilisiert. Der lyophilisierte Kuchen wird unter einer Stickstoffatmosphäre unter Erhalt von Pulver 8 gemahlen. 29,63 g einer wässrigen Lösung von IL-2 (1 mg/ml), 10,63 g einer wässrigen Lösung von Natriumcitrat (250 mg/ml), 35,42 g einer wässrigen Mannitlösung (150 mg/ml) und 110,45 g gereinigtes Wasser werden vermischt, und das Gemisch wird lyophilisiert. Der lyophilisierte Kuchen wird unter einer Stickstoffatmosphäre unter Erhalt von Pulver 9 gemahlen. 1,05 g Komponente-A- und 1,05 g Komponente-B-Silastic^TM Medical Grade ETR Elastomer Q7-4750 werden gemischt. Nach dem Mischen wird das Gemisch schnell mit 0,90 g des Pulvers 8 verknetet und in eine Spritze eingefüllt. 8,4 g Komponente-A- und 8,4 g Komponente-B-Silastic^TM Medical Grade ETR Elastomer Q7-4750 werden gemischt. Nach dem Mischen wird das Gemisch schnell mit 7,20 g des Pulvers 9 verknetet und in eine andere Spritze eingefüllt. Die so erhaltenen eingefüllten Produkte werden dann unter Druck durch eine Düse mit 1,6 mm Durchmesser und eine Düse mit 1,9 mm Durchmesser, die konzentrisch angeordnet waren, so dass das Influenza-enthaltende Produkt und das IL-2-enthaltende Produkt die inneren bzw. äußeren Schichten bilden, extrudiert und dann bei 25°C 3 Tage zum Härten stehen gelassen. Dies wird unter Bereitstellung der erfindungsgemäßen Zubereitung 5 zugeschnitten.
Beispiel 6
Bleomycinhydrochloridpulver wird unter einer Stickstoffatmosphäre unter Erhalt von Pulver 10 gemahlen. Mitomycin C-Pulver wird unter einer Stickstoffatmosphäre unter Erhalt von Pulver 11 gemahlen. 8,4 g Komponente-A- und 8,4 g Komponente-B-Silastic^TM Medical Grade ETR Elastomer Q7-4750 werden gemischt. Nach dem Mischen wird das Gemisch schnell mit 7,2 g des obigen Pulvers 10 verknetet und in eine Spritze eingefüllt. Anschließend werden 8,4 g Komponente-A- und 8,4 g Komponente-B-Silastic^TM Medical Grade ETR Elastomer Q7-4750 gemischt. Nach dem Mischen wird das Gemisch schnell mit 7,2 g des Pulvers 11 verknetet und in eine andere Spritze eingefüllt. Die so erhaltenen eingefüllten Produkte werden unter Druck durch eine Düse mit 1,9 mm Durchmesser und eine Düse mit 2,3 mm Durchmesser, die konzentrisch angeordnet sind, so dass das Mitomycin C-enthaltende Produkt und das Bleomycinhydrochlorid-enthaltende Produkt innere bzw. äußere Schichten bilden, extrudiert und bei 25°C 3 Tage zum Härten stehen gelassen. Dies wird unter Bereitstellung der erfindungsgemäßen Zubereitung 6 zugeschnitten.
Beispiel 7
20,17 ml Insulin-artiger Wachstumsfaktor (IGF-1), 1,84 g einer wässrigen Lösung von Natriumcitrat (250 mg/ml), 6,13 g einer wässrigen Mannitlösung (150 mg/ml) und 25 g gereinigtes Wasser werden vermischt, und das Gemisch wird lyophilisiert. Der lyophilisierte Kuchen wird unter einer Stickstoffatmosphäre unter Erhalt von Pulver 12 gemahlen. 35,90 mg basischer Fibroblastenwachstumsfaktor (bFGF), 1,82 g einer wässrigen Lösung von Natriumcitrat (250 mg/ml), 6,06 g einer wässrigen Mannitlösung (150 mg/ml) und 24,67 g gereinigtes Wasser werden vermischt, und das Gemisch wird lyophilisiert. Der lyophilisierte Kuchen wird unter einer Stickstoffatmosphäre unter Erhalt von Pulver 13 gemahlen. 1,05 g Komponente-A- und 1,05 g Komponente-B-Silastic^TM Medical Grade ETR Elastomer Q7-4750 werden gemischt. Nach dem Mischen wird das Gemisch schnell mit 0,90 g des Pulvers 12 verknetet und in eine Spritze eingefüllt. 1,05 g Komponente-A- und 1,05 g Komponente-B-Silastic^TM Medical Grade ETR Elastomer Q7-4750 werden gemischt. Nach dem Mischen wird das Gemisch schnell mit 0,90 g des Pulvers 13 verknetet und in eine andere Spritze eingefüllt. Die eingefüllten so erhaltenen Produkte werden unter Druck durch eine Düse mit 1,6 mm Durchmesser und eine Düse mit 1,9 mm Durchmesser, die konzentrisch angeordnet sind, so dass das IGF-1-enthaltende Produkt und das bFGF-enthaltende Produkt innere bzw. äußere Schichten bilden, extrudiert und dann bei 25°C 3 Tage zum Härten stehen gelassen. Dies wird unter Bereitstellung der erfindungsgemäßen Zubereitung 7 zugeschnitten.

Claims

Implantierbare Zubereitung, welche eine äußere Schicht, in der ein wasserlöslicher Arzneistoff in einem Träger dispergiert ist, umfassend ein biologisch nicht abbaubares hydrophobes Polymermaterial, und eine oder mehrere innere Schicht(en) umfasst, in der (denen) ein wasserlöslicher Arzneistoff, welcher von dem in der äußeren Schicht enthaltenen Arzneistoff verschieden oder in seiner Konzentration verschieden ist, in einem Träger dispergiert ist, umfassend ein biologisch nicht abbaubares hydrophobes Polymermaterial, und wobei die äußeren und inneren Schichten konzentrisch in diametraler Richtung einer stabartigen Zubereitung angeordnet sind und beide oder eines der Enden in axialer Richtung so geöffnet ist (sind), dass es (sie) direkt in Kontakt mit der Umgebung treten.
Zubereitung gemäß Anspruch 1, wobei eine Schicht, welche nur aus biologisch nicht abbaubarem hydrophobem Polymermaterial besteht, zwischen der inneren Schicht, in welcher ein wasserlöslicher Arzneistoff dispergiert ist, und der äußeren Schicht oder zwischen zwei inneren Schichten, in denen ein wasserlöslicher Arzneistoff dispergiert ist, vorhanden ist.
Zubereitung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei jede Schicht einen unterschiedlichen wasserlöslichen Arzneistoff enthält.
Zubereitung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei jede Schicht eine unterschiedliche Konzentration des gleichen wasserlöslichen Arzneistoffs enthält.
Zubereitung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei mindestens eine der äußeren Schicht oder der inneren Schicht(en) zwei oder mehrere Arzneistoff enthält.
Zubereitung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das biologisch nicht abbaubare hydrophobe Material Silicon ist.