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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verwendung von L-Carnitin
und seinen Alkanoyl-Derivaten, gegebenenfalls in Form eines pharmazeutisch
annehmbaren Salzes, als osmotische Mittel in Lösungen zur medizinischen Verwendung,
insbesondere bei der Peritonealdialyse.
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Hintergrund der Erfindung
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Patienten,
die an einer Nierenkrankheit im Endstadium (oder ESRD) leiden, müssen sich
entweder einer Dialysetherapie oder einer Nierentransplantation
unterziehen. Beide therapeutischen Eingriffe sind extrem belastend,
sowohl unter dem Gesichtspunkt der Lebensqualität des Patienten als auch hinsichtlich
der sozialen Kosten. Bezüglich
einer Übersicht über dialytische
Therapie siehe z.B. S. Pastan und J. Bailey in New England Journal
of Medicine, 14. Mai 1998, S. 1428-1436.
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Eine
Dialysetherapie umfasst zwei Behandlungstypen, nämlich die Peritonealdialyse
und die Hämodialyse.
Es gibt wesentliche Unterschiede zwischen den zwei Dialysetypen,
z.B. im Fall der Hämodialyse,
die Notwendigkeit für
bestimmte Abteilungen mit teurer Ausrüstung und qualifiziertem Personal
und die Lebensqualität
des Patienten. Eine Peritonealdialyse wird dagegen wegen der Einfachheit
ihrer Durchführung
bevorzugt, da sie vom Patienten selbst in Form einer Selbstmedikation
gehandhabt werden kann. In Italien beispielsweise verwenden 15 %
der Dialysepatienten eine Peritonealdialyse, was praktisch der gleiche
Prozentsatz wie in den USA ist (16 %), während der prozentuale Anteil
der Patienten mit Peritonealdialyse in Kanada (38 %) und in Großbritannien
(52 %) höher
ist und in Mexiko eine Höhe
von 90 % erreicht. Der Grund für
diese verschiedenen Raten ist auch den niedrigeren Kosten für eine Peritonealdialyse
im Vergleich zu den Kosten einer Hämodialyse zuzuschrieben, da
nicht alle nationale Gesundheitssysteme bereit sind, diese zu tragen.
Wir sollten allerdings die Tatsache nicht übersehen, dass eine Peritonealdialyse
es dem Patienten erlaubt, einen weniger eingeschränkten Lebensstil
aufrechtzuerhalten, da die Dialysesitzung mit einem gewissen Maß an Autonomie
im Ablauf der normalen Aktivitäten
der Person geplant werden kann. Außerdem erlauben automatische Vorrichtungen
auch eine Dialyse während
der Nachtstunden.
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Dennoch
ist die Wahl zwischen den zwei Dialysetypen keine freie; Peritonealdialyse
ist beispielsweise für
Patienten mit Herzinsuffizienz oder instabiler Angina indiziert,
die die Änderungen
des Blutstroms und/oder des arteriellen Blutdrucks, die mit der
Hämodialysesitzung
verbunden sind, nicht unterstützen
können
(siehe die oben angegebene Literaturstelle).
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Man
kann einen therapeutischen Fortschritt für den ESRD-Patienten postulieren,
der mit Peritonealdialyse startet, über Hämodialyse fortschreitet und
schließlich
ein Stadium erreicht, in dem eine Nierentransplantation notwendig
wird.
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Peritonealdialyse
ist nicht ohne Nachteile und unerwünschte Nebenwirkungen. Diese
Nachteile können
in zwei unterschiedliche, wenn auch verwandte, Kategorien eingeteilt
werden, nämlich
nachteilige klinische Effekte und technologische Probleme. Der Zweck
der hierin beschriebenen Erfindung besteht darin, diese Nachteile
und Nebenwirkungen zu lindern.
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Bei
einer typischen Ausführung
einer Peritonealdialysesitzung wird ein Kunststoffkatheter in die
Peritonealhöhle
implantiert und an den subkutanen Geweben verankert. Eine Dialyselösung enthält physiologische Mengen
an Natrium, Calcium, Magnesium, kompatiblem physiologischem Puffer
und eines nicht-toxischen osmotischen Mittels mit einer solchen
Natur, dass es die Lösung
im Vergleich zum Plasma hyperosmolar macht. Die Lösung wird über den
Katheter in die Peritonealhöhle
infundiert, wo sie über
mehrere Stunden bleibt. Während
dieser Zeit tauscht die peritoneale Membran gelöste Stoffe durch Diffusion
derart aus, dass ein Ersatz mit frischer Flüssigkeit erreicht wird. Unter
der Vorgabe, dass die Nierenfunktion in den ersten Jahren der Dialyse abnimmt,
nimmt die Dosis an Dialysefluid, das auszutauschen ist, im Lauf
der Zeit zu.
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Peritonitis
ist eine ernste Komplikation, die äußerst häufig auftritt. Andere Komplikationsarten
sind Verlust an Aminosäuren
und Albumin, Inkompatibilität
der Dialyselösung,
Volumeneffekte in der Peritonealhöhle, metabolische Konsequenzen,
Symptome, die den Verdauungstrakt beeinträchtigen, verringerter Appetit
und andere (bezüglich
einer Übersicht
siehe C.M. Mion, R. und Gokal und N.P. Mallick, Lancet, 1999; 353;
823-28).
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Eines
der dringendsten Probleme auf dem Gebiet der Peritonealdialyse ist
die Wahl eines geeigneten osmotischen Mittels.
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Die
Anforderungen an eine ideale Lösung
für Peritonealdialyse
umfassen:
- – Zuführen des
Nährstoffbedarfs
und Vermeidens von nachteiligen metabolischen Wirkungen;
- – Gewährleisten
einer minimalen Absorption des osmotischen Mittels, das in jedem
Fall nicht toxisch sein muss;
- – fähig sein,
Azidose zu korrigieren, und einen physiologischen pH haben;
- – zusätzlich zu
Betrachtungen hinsichtlich technologischer Implikationen, z.B. Apyrogenität, Abwesenheit von
Metallen und Resten synthetischer Materialien, muss die Lösung auch
bakterielles und fungales Wachstum inhibieren, darf die Immunreaktionen
nicht schädigen
und muss für
die peritoneale Membran inert sein.
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Eine
typische Lösung
zur Peritonealdialyse enthält
Glucose in verschiedenen Konzentrationen als ein osmotisches Mittel
und verschiedene Mengen an Lactat (das Acetat wegen seiner Probleme
der Intoleranz bei einem Teil der Patienten verdrängt hat),
Natrium, Kalium und Calcium. Es wurden auch Puffersysteme beim Versuch,
das Problem der Sterilisation und Stabilisierung der Lösung zu
lösen,
untersucht.
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Was
den Sterilisationsaspekt angeht, so gibt ein kritisches technologisches
Problem; tatsächlich
bewirkt die Hitzesterilisation, die üblicherweise auf dem Sektor
von Lösungen
zur medizinischen Verwendung eingesetzt wird, einen Abbau von Glucose
mit daraus folgender Produktion von toxischen Sekundärderivaten, z.B.
Aldehyden und 5-Hydroxymethylfurfural. Traditionell wird eine Hitzesterilisation
der Lösung,
die Glucose enthält
(auch angegeben als Dextrose) bei einem pH genau zwischen 5,0 und
5,5 durchgeführt,
um eine Karamelisierung der Glucose zu vermeiden. Der saure pH führt zu weiteren
Problemen für
den Patienten, der die Lösung
verwendet, z.B. Abdominalschmerzen und Sklerose der Peritonealmembran,
was eine Verringerung der Eliminierung von gelösten Stoffen mit sich bringt
(Schmidt et al., Arch. Int. Med., 141; 1265-1266, 1981).
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Der
Zweck der hierin beschriebenen Erfindung besteht auch darin, eine
Lösung
für die
komplexen Probleme bereitzustellen, die mit der Verwendung von Glucose
als osmotisches Mittel in Lösungen
zur Peritonealdialyse verbunden sind.
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Glucose
wird wegen seiner großen
Verfügbarkeit
auf dem Markt und seiner niedrigen Kosten in großem Umfang eingesetzt. Es ist
eine relativ sichere Substanz, aber seine Verwendung bei hohen Konzentrationen
und seine sofortige Absorption führt
zu kurzen Ultrafiltrationszeiten und metabolischen Komplikationen, z.B.
Hyperinsulinämie,
Hyperlipidämie
und Gewichtszunehme. Außerdem
können
Hyperosmolarität
und niedriger pH das Mesothel und Makrophagen schädigen. Darüber hinaus
führt die
potentielle Glycosylierung von Stromaproteinen zu einer weiteren
Schädigung
am Peritoneum. Beschrieben wird auch die Inhibierung der Phagozytose,
der bakteriziden Aktivität
und der Synthese von LTB4 in Neutrophilen
des peripheren Bluts. Bei einer kontinuierlichen ambulanten Peritonealdialyse
(CAPD), bei der die Anwendungszeit 6 Stunden oder mehr sein kann,
sind die Glucosekonzentrationen sehr hoch, um die Ultrafiltrationskapazität aufrecht
zu erhalten. Für
eine Übersicht über die
Biokompatibilität
von Lösungen
zur Peritonealdialyse siehe C.J. Homes in Peritoneal Dialysis International,
Band 13, S. 88-94, 1993.
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Um
die Probleme zu überwinden,
die durch die Verwendung von Glucose als osmotisches Mittel bei der
Peritonealdialyse erzeugt werden, lenkt der Stand der Technik Experten
auf dem Gebiet in Richtung zweier unterschiedlicher Lösungstypen:
- 1) Die Verwendung von osmotischen Mitteln mit
niedrigem Molekulargewicht, die fähig sind, eine Ultrafiltration
mit minimalen metabolischen Effekten aufrecht zu erhalten, ohne
allerdings das Ultrafiltrationsprofil zu verändern;
- 2) die Verwendung von osmotischen Mitteln mit hohem Molekulargewicht
in einem Ansatz, auf beide Faktoren zu wirken.
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Von
den verschiedenen Mitteln mit niedrigem Molekulargewicht, die bis
heute vorgeschlagen wurden, scheinen nur Glycerin und Gemische von
Aminosäuren
von gewissem klinischem Interesse zu sein. In Italien wird z.B.
eine 1,1%ige Multi-Aminosäuren-Lösung von
Baxter unter der Marke Nutrineal® PD2
und PD4 vertrieben.
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Diese
vorgeschlagenen Alternativen für
Glucose sind nicht problemfrei; andere Saccharide haben metabolische
Effekte: Beispielsweise führt
Fructose zu Hypertriglyceridämie
und Hyperosmolarität;
Sorbitol führt zu
Hyperosmolarität
und Akkumulierung; Xylit führt
zu Milchsäureazidose
und Hyperosmolarität;
Glycerin wird gut toleriert, allerdings ist seine Ultrafiltrationskapazität von kurzer
Dauer und bewirkt auch Hyperosmolarität, während auch eine Nebenwirkung
auf Phagozyten beschrieben wurde (CWH de Fijter et al., Advances
in Continuous Ambulatorial Peritoneal Dialysis, Toronto, Peritoneal
Dialysis Publication, 1991, 154-7). Obgleich Aminosäuren bei
unterernährten
Patienten nützlich
sind, führen
sie zu Azidose und einer Erhöhung
bei der Stickstoffbelastung, die bei einem urämischen Patienten kontraindiziert
ist. Andererseits weisen osmotische Mittel mit hohem Molekulargewicht
an sich eine ganze Reihe von Nachteilen auf, z.B. mögliche Immunogenität im Fall
von Peptiden, Absorption, intraperitoneale Blutung (bei Ratten bewiesen)
und Ultrafiltration im Fall von Dextranen (MG 60-200 kDa), kardiovaskuläre Instabilität, peritoneale
Schädigung
und Hämorrhagie
im Fall von Polyanionen und -kationen (MG 40-90 kDa), verlängerte Halbwertszeit,
Immunogenität,
Allergenität
und hohe Viskosität
der Lösung
im Fall von Gelatinen (MG 20-390 kDa) und Maltoseretention im Fall
von Glucosepolymeren auf.
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Unglücklicherweise
stammen die nachteiligen Effekte von Lösungen zur Peritonealdialyse
nicht nur von dem gewählten
osmotischen Mittel, sondern auch aus anderen Komponenten der Lösungen.
Lactat beispielsweise unterdrückt,
wenn es mit dem niedrigen pH der Lösung kombiniert ist, der notwendig
ist, um die Durchführung
einer Sterilisation zu ermöglichen,
verschiedene funktionelle Aktivitäten der peripheren und peritonealen
Leukozyten und inhibiert die Produktion von IL-6 und TNFα durch mononukleäre Zellen.
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In
seiner Übersicht über osmotische
Mittel schließt
Gokal 1990, dass derzeit noch kein osmotisches Mittel fähig war,
Glucose zu ersetzen (G.A. Coles, M. Davies, J.D. Williams (Hrsg.):
CAPD: Host Defence, Nutrion and Ultrafiltration. Contrib. Nephrol.,
Basel, Karger, 1990, Bd. 85, 5. 126-133).
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Es
werden enorme Anstrengungen gemacht, um ein osmotisches Mittel als
Alternative zu Glucose zu finden, das die Anforderungen der "idealen" Lösung erfüllt oder
diesen wenigstens nahe kommt. Unter den zahlreichen Patentreferenzen
möchten
wir das JP-Patent 11071286 nennen, das im Namen der Terumo Corp. eingereicht
wurde, das eine Lösung
beschreibt, in der das osmotische Mittel aus einem Gemisch aus Glucose und
Maltose in molaren Verhältnissen
von 1:0,05-5 besteht und einen osmotischen Druck von 280-600 mOsm/kg
bei pH 6,0 bis 7,5 hat, das verstärkte Wasserentfernungscharakteristika
und verringerte Glucoseabsorption aufweist. Für fettleibige Diabetiker liefert
dieselbe Firma ein komplexes osmotisches Mittel, das aus N-Acetylaminsäure (L-Aminosäure), N-Acetyl-D-glucosamin,
Glucuronsäure
und/oder Ascorbinsäure
besteht (JP-Patent 11071273). Gemische von Sacchariden mit sechswertigen
alicyclischen Alkoholen, Hexonsäure und
Saccharinsäure
werden im JP-Patent 11049671 beschrieben, das im Namen von Baxter
Int. Inc. erreicht wurde. Die Patentanmeldung WO 99/01144, eingereicht
von Allied Therapeutics Ltd., beschreibt synthetische hydrierte
Di- und Trisaccharide. Das Patent MX-9601855, eingereicht von Trevino,
verwendet Dextran 60. Baxter wiederum schlägt im JP-Patent 10094598 nicht-reduzierende
Oligosaccharide oder Polysaccharide vor, die 3 bis 12 Reste enthalten.
In der Patentanmeldung WO 98/01141, eingereicht von Bieffe Medital
SpA, wird die Verwendung von Glycosaminoglycanen, die frei von Antikoagulans-
oder Hamorrhagie-Aktivität
sind, beschrieben. Die US-Patent 5,629,025, 5,589,197 und 5,631,025,
eingereicht im Namen von Baxter International Inc., beschreiben
Lösungen
zur Peritonealdialyse mit niedrigem Natriumgehalt, für die Substanzen,
die wenigstens eine Aminosäure
oder ein Polypeptid oder eine Polyglucose enthalten, als osmotische
Mittel in Betracht gezogen werden. The University of Missouri liefert
chemisch vernetzte Gelatine als osmotisches Mittel, um Glucose teilweise
oder ganz zu ersetzen (
US 4,604,379 ).
Stärkehydrolysate
sind in
US 5,837,060 ,
eingereicht im Namen von Roquette Freres, beschrieben. Das JP-Patent
7323084, eingereicht von Morishita Roussel K.K. und Ajinomoto Co.
Inc., beschreibt die Verwendung von Trehalose, um neutrale Lösungen herzustellen,
um Glucose zu ersetzen. Siehe auch US-Patent 4,761,237.
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Bei
detaillierterer Untersuchung der osmotischen Mittel mit niedrigem
Molekulargewicht, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht,
liefert der Stand der Technik Lehren, die auf die Verwendung von
Aminosäuren
oder kurzen Peptiden gerichtet sind, die unter dem Gesichtspunkt
der Ernährungsunterstützung von unterernährten Patienten
vorteilhaft sind. Baxter International Inc. liefert in seinem US-Patent
5,776,503 ein Aminosäuregemisch,
das hoch komplex ist, das aber trotz seiner sehr hohen Kosten durch
die vielen vorgeschlagenen Alternativen noch übertroffen werden muss. Das
US-Patent 5,780,438, eingereicht im Namen von Giltech Limited, beschreibt
eine stabile Lösung,
in der das osmotische Mittel aus einem Gemisch von Peptiden besteht,
das aus der Proteolyse von Kasein oder Molkeproteinen erhalten wird.
Das US-Patent 5,869,444, eingereicht im Namen von Research Corporation
Technologies, diskutiert die Alternativen für Glucose ausgiebig und lenkt
die Experten auf dem Gebiet in Richtung osmotischer Mittel mit niedrigem
Molekulargewicht und mit Aminosäure-Natur.
Obgleich die Erfinder den Nährstoffvorteil
zugeben, der früher
genannt wurde, belastet sie der Nachteil der hohen Kosten und der
erhöhten
Stickstoffbelastung im Blut. Somit schlagen sie im genannten Patent
die Verwendung von Oligopeptiden (300-2000 Da) vor, die aus der
enzymatischen Hydrolyse hoch qualitativer Proteine, z.B. Molke,
stammen, die sowohl unter funktionellem Gesichtspunkt der Dialyse
als auch unter Ernährungsgesichtspunkten
vorteilhaft sind. In diesem Patent wird allerdings die Notwendigkeit
für ein
sehr gründliches
und sorgfältig
kontrolliertes Hydrolyse- und Trennverfahren erkannt, um das Risiko
von Komponenten mit hohem Molekulargewicht, potentiellen Antigenen
oder Allergenen, zu vermeiden. Unter den Proteinquellen umfassen
die genannten Kollagen, dessen Verwendung heutzutage infolge von
Problemen der Prionen-Kontamination
(BSE, Scrapie) fraglich ist, Milchproteine, aber kein Kasein, und
andere. Im Verlauf der Beschreibung geben die Erfinder eine Reihe
von Schwierigkeiten bei der Gewährleistung
der Qualität
des Hydrolyseverfahrens zu.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es
wurde überraschender
Weise gefunden, dass L-Carnitin oder alternativ eines seiner niederen
Alkanoyl-Derivate als osmotisches Mittel bei der Herstellung von
Lösungen
zur Peritonealdialyse und im Allgemeinen als osmotisches Mittel
für Lösungen zur
medizinischen Verwendung einsetzbar ist.
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Eine
Aufgabe der hierin beschriebenen Erfindung ist die Verwendung von
L-Carnitin und seiner niederen Alkanoyl-Derivate, wobei durch niederes
Alkanoyl-Derivat ein geradkettiger oder verzweigter aliphatischer acyclischer
Rest mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen gemeint ist, gegebenenfalls in
Form eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes, als osmotisches Mittel
in Lösungen
zur medizinischen Verwendung, insbesondere zur Herstellung von Lösungen zur
Peritonealdialyse.
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Ein
anderer Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht in Lösungen zur
medizinischen Verwendung, dadurch gekennzeichnet, dass das osmotische
Mittel L-Carnitin oder eines seiner Alkanoyl-Derivate, wie sie oben
definiert sind, gegebenenfalls in Kombination mit einem anderen
oder mit einem oder mehreren bekannten osmotischen Mitteln ist.
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Von
L-Carnitin und seinen niederen Alkanoyl-Derivaten ist bekannt, dass
sie verschiedene therapeutische Anwendungen haben. Das US-Patent
4,327,167, eingereicht im Namen der Anmelderin, beschreibt insbesondere
die Verwendung von Alkanoylcarnitinen, wie sie oben definiert sind,
in einem therapeutischen Verfahren für die Behandlung von chronischen
urämischen
Patienten, die eine regelmäßige Dialyse
durchmachen. Beschrieben werden auch polysaline Lösungen zur
Hämodialyse,
die ein Alkanoylcarnitin enthalten. Das EP-Patent 0 793 962, das
im Namen der Anmelderin eingereicht wurde, beschreibt die Verwendung
von Propionyl-L-carnitin für
die Herstellung eines Medikaments, das für die selektive Behandlung
von chronischer Atherosklerose obliterans (claudicatio intermittens)
einsetzbar ist. Das IT-Patent 1 155 772, das im Namen der Anmelderin
eingereicht wurde, beschreibt die Verwendung von Alkanoyl-L-carnitin
in der Therapie von myokardialer Anoxie, Ischämie, Arrhythmiesyndromen und
Herzversagen. Das US-Patent 4,255,449, das im Namen der Anmelderin
eingereicht wurde, beschreibt die Verwendung von L-Carnitin in der
Behandlung von Dyslipidämie.
Die Patentanmeldung WO 99/06039, die im Namen der Anmelderin eingereicht
wurde, beschreibt die Verwendung von L-Carnitin und seinen Alkanoyl-Derivaten
in Kombination mit Polycosanolen für die Behandlung von Dyslipidämien. Es
gibt zahlreiche Beschreibungen von Kombinationen aus L-Carnitin
und Alkanoyl-Derivaten mit anderen aktiven Ingredienzien, z.B. gamma-Linolsäure (siehe
WO 98/41113) für
die Behandlung und Prävention
von Nebenwirkungen von Diabetes mellitus, insbesondere pheriphere
Neuropathie.
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Das
US-Patent 4,272,549 lehrt die Anwendung von besonderen Verabreichungsplänen für L-Carnitin, kombiniert
oral und intravenös,
um das Post-Dialyse-Syndrom bei urämischen Patienten zu bekämpfen, die sich
einer regelmäßigen Hämodialysebehandlung
unterziehen.
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Das
US-Patent 4,237,167 lehrt die Anwendung von bestimmten Verabreichungsplänen von Acyl-L-carnitin,
kombiniert oral und intravenös,
um das Post-Dialyse-Syndrom bei urämischen Patienten, die eine
regelmäßige Hämodialysebehandlung
durchmachen, zu bekämpfen.
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Die
Patentanmeldung WO 99/07419, eingereicht im Namen von Gupta, beschreibt
Zusammensetzungen für
Dialyse, die eine wirksame Menge wenigstens eines Vitamins, ausgewählt aus
der Gruppe, bestehend aus Folsäure,
Vitamin B6, Thiamin, Vitamin B12 und
gegebenenfalls Vitamin C und/oder Carnitin enthalten. Der Zweck
dieser Präparate
ist es, den Verlust an Vitaminen zu kompensieren, dem Patienten
bei Hämodialyse oder
Peritonealdialyse unterliegen. Die wirksamen Mengen sind in der
Beschreibung angegeben. Im Fall von freiem L-Carnitin ist eine Menge
von weniger als 50 μmol/l
für den
Dialyse-Patienten während
jeder Dialysesitzung zur Prävention
von Vitamin- und Carnitinmangel spezifiziert. Die bevorzugten Konzentrationen
reichen von 50 bis 300 μmol/l.
So ist die Menge an L-Carnitin, die in den von Gupta beschriebenen
Lösungen
vorliegt, geringer als die Menge, die für L-Carnitin notwendig ist,
um als osmotisches Mittel zu wirken.
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Die
Vorzüge
einer Verwendung von L-Carnitin oder einem seiner Alkanoyl-Derivate,
wie sie oben definiert sind, sind mehrfach. Der Ersatz von Glucose
durch L-Carnitin oder eines seiner Alkanoyl-Derivate eliminiert
die oben beschriebenen nachteiligen Wirkungen. Darüber hinaus
sind die Carnitine (d.h. L-Carnitin oder seine Alkanoyl-Derivate,
wie sie in der hierin beschriebenen Erfindung definiert sind) mit
dem Bicarbonatpuffer kompatibel und vermeiden daher den Nachteil,
dass sie Lösungen
mit unter physiologischem pH-Wert verwenden, z.B. pH 5,0 oder 5,5,
wie er für
Glucoselösungen
typisch ist.
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Die
Verwendung von Carnitinen, insbesondere L-Carnitin, Acetyl-L-carnitin und Propionyl-L-carnitin
ist außerdem
im Vergleich zu anderen bekannten osmotischen Mitteln vorteilhaft,
da Carnitine nicht-toxisch sind, gut tolerierte Substanzen ohne
Nebenwirkungen in den unten beschriebenen Dosen sind. Anders als
die Aminosäuren
spielen die Carnitine keine Rolle im Proteinmetabolismus und verschlimmern
damit die Stickstoffbelastung des urämischen Patienten nicht. Was
den Unterschied von osmotischen Mitteln mit hohem Molekulargewicht
angeht, so ist der Vorteil unmittelbar: die Carnitine sind natürliche Substanzen,
die in lebenden Organismen, insbesondere Säugern, einschließlich Menschen,
vorkommen. Aus diesem Grund wird das Risiko einer Einführung von
xenobiotischen Substanzen in den Körper eliminiert.
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Darüber hinaus
versorgt die Verwendung von Carnitinen als osmotische Mittel den
dialysierten Patienten mit der Menge an L-Carnitin, die notwendig
ist, Carnitinverluste auszugleichen, die während der Dialysesitzung erfolgen.
Bezüglich
Daten über
Carnitinlevel bei Patienten, die sich einer CAPD unterziehen, siehe Kidney
Int., Januar 1996; 49(1): 158-62 und Perit. Dial. Int, 1993; 13
Suppl. 2.
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Ein
weiterer Vorteil der Anwendung der hierin beschriebenen Erfindung
besteht darin, dass Carnitin, wenn es als osmotisches Mittel verwendet
wird, nicht nur Carinitinverluste kompensiert, sondern auch fähig ist, seine
eigenen therapeutischen Effekte bei einer Reihe von Krankheiten,
die mit Niereninsuffizienz in Verbindung stehen, auszuüben, z.B.
die Krankheiten, die in den oben genannten Patenten beschrieben
werden. Die Erfindung wird nun detailliert mit Hilfe von Beispielen
beschrieben. Weitere Gegenstände
der hierin beschriebenen Erfindung mit ihren jeweiligen Vorzügen werden
den Experten auf dem Gebiet, zu dem die vorliegende Erfindung gehört, klar
werden.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Mit
Niederalkanoyl ist eine Acylgruppe mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen,
vorzugsweise 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, gemeint, z.B. Acetyl, Propionyl,
Butyryl, Isobutyryl, Valeryl, Isovalery, 2-Methylbutyryl, 2,2-Dimethylpropionyl,
Hexanoyl, Heptanoyl, Octanoyl und alle ihre möglichen Isomeren.
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Die
hierin beschriebene Erfindung fasst die Verwendung von Carnitinen
als inneres Salz ins Auge. Wenn es für geeignet erachtet wird, kann
eines ihrer pharmazeutisch annehmbaren Salze verwendet werden. Mit
pharmazeutisch annehmbarem Salz von L-Carnitin oder einem Alkanoyl-L-carnitin-Derivat
ist ein beliebiges Salz mit einer Säure gemeint, die nicht zu unerwünschten
toxischen oder Nebenwirkungen führt.
Diese Säuren
sind den Pharmakologischen und Experten in der pharmazeutischen
Technologie gut bekannt.
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Beispiele
für pharmazeutisch
annehmbare Salze von L-Carnitin oder Alkanoyl-L-carnitin sind, obgleich nicht
ausschließlich,
Chlorid, Bromid, Orotat, saures Aspartat, saures Citrat, saures
Phosphat, Fumarat und saures Fumarat, Maleat und saures Maleat,
saures Oxalat, saures Sulfat, Glucosephosphat, Tartrat und saures
Tartrat. Die bevorzugten Salze sind die mit Fumarat, Aspartat, Citrat
und Maleat.
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Gegenstand
der hierin beschriebenen Erfindung sind Lösungen zur Peritonealdialyse,
sowohl in Form von gebrauchsfertigen Lösungen als auch in Form von
Konzentraten, die zum Zeitpunkt der Verwendung zu verdünnen sind,
die ein osmotisches Mittel gemäß der vorliegenden
Erfindung enthalten.
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Die
Dosierungen, die Posologie und der Behandlungsplan im Allgemeinen
werden den behandelnden Arzt nach Kenntnis des Falls, dem Zustand
des Patienten und dem Grad der zu behandelnden Krankheit bestimmt.
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In
einer ersten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die hier beschrieben wird, wird L-Carnitin,
inneres Salz, verwendet.
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In
einer zweiten bevorzugten Ausführungsform
liegt Carnitin in Form eines Salzes mit Fumarsäure vor. Obgleich keine Bindung
an eine Theorie gewünscht
wird, glaubt die Anmelderin, dass das Fumaratsalz zum Zuführen des
Energiebedarfs des dialysierten Patienten besonders vorteilhaft
ist. Fumarat ist in der Tat ein Energiesubstrat, das in der Behandlung
von Organischämie
einsetzbar ist. Die Anmelderin hat die Wirksamkeit von L-Carnitinfumarat
bei der Behandlung von Organischämie,
insbesondere bei ischämischer
Herzkrankheit, wie in der Patentanmeldung 99RM0003328 beschrieben,
bewiesen.
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In
einer dritten Ausführung
der hierin beschriebenen Erfindung wird eine Kombination aus L-Carnitin und
Acetyl-L-carnitin verwendet. Diese Kombination ist zusätzlich vorteilhaft,
indem sie den Patienten mit einer Acetyl-L-carnitin-Ergänzung ergänzt.
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In
der Beschreibung der möglichen
Ausführungsformen
der Erfindung wird mit Carnitin L-Carnitin als inneres Salz oder
als Salz mit einer pharmazeutisch annehmbaren Säure, wie sie oben beschrieben
wurde, allein oder in Kombination mit einem seiner Alkanoyl-Derivate
als inneres Salz oder als Salz mit einer pharmazeutisch annehmbaren
Säure oder
eines seiner Alkanoyl-Derivate als inneres Salz oder Salz mit einer
pharmazeutisch annehmbaren Säure
gemeint.
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In
einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird Carnitin als
osmotisches Mittel als Gesamtersatz für Glucose verwendet.
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Die
Carnitinkonzentrationen sind solche, die ausreichend sind, um als
osmsotisches Mittel zu wirken, und es werden Konzentrationen bis
zu einem physiologisch tolerierbaren Maximum ins Auge gefasst. Es
wird eingesehen, dass die Carnitinkonzentration so sein wird, dass
sie eine zufriedenstellende Wirkung für die für die vorliegende Erfindung
ins Auge gefassten Verwendungen sicherstellt. Es wird insbesondere
davon ausgegangen, dass sie ausreichend ist, um eine therapeutische
Wirkung im Kontext mit Peritonealdialyse zu erreichen.
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Wenn
nichts anderes spezifiziert ist, werden die Konzentrationen als
Gewicht/Volumen (G/V) verstanden.
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Beispiele
für Konzentrationen
sind etwa 0,5 bis etwa 10 %, vorzugsweise etwa 0,7 bis etwa 7 %
und bevorzugter etwa 1 bis 5 %. In einer typischen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind die Carnitinkonzentrationen solche,
die normalerweise für
Glucose in kommerziellen Präparaten
eingesetzt werden, nämlich
1,5 bis 4,25 %.
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Es
ist einzusehen, dass Experten auf dem Gebiet fähig sein werden, wirksame Konzentrationen
entsprechen dem Typ der verwendeten Lösung zu bestimmen. Beispiele
sind Konzentrationen, die bei etwa 0,5 % beginnen.
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Wenn
erforderlich, kann alternativ Carnitin als partieller Ersatz zu
Glucose eingesetzt werden. Die entsprechenden Carnitin- und Glucosekonzentrationen
können
frei variiert werden, vorausgesetzt, dass ein zufriedenstellender
Effekt bezüglich
der für
die vorliegende Erfindung ins Auge gefassten Verwendungen erreicht wird.
Beispiele für
Kombinationen mit Glucose sind 4,0 % Glucose – 0,25 % Carnitin; 1,0 % Glucose – 0,5 % Carnitin;
0,5 % Glucose – 1,0
% Carnitin; 0,25 % Glucose – 4,0
% Carnitin. Die Kombination 0,5 % Glucose – 1,0 % Carnitin ist bevorzugt.
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Andere
mögliche
Ausführungsformen
der Erfindung bestehen in einer Kombination aus Carnitin als osmotisches
Mittel mit anderen bekannten osmotischen Mitteln; bevorzugte Kombinationen
sind z.B. solche mit Aminosäuren,
z.B. die Formulierungen, die bereits auf dem Markt sind, oder mit
Dipeptiden und/oder Polypeptiden der oben genannten Patente. Eine
besonders vorteilhafte Ausführungsform
ist die Verwendung von Carnitin in Zwillings-Beuteln, die in
DE 197 48 290 beschrieben
ist, die Bicarbonatpuffer verwendet. Es ist auch nützlich,
die Carnitindosis zu erhöhen,
insbesondere L-Carnitin, in den in WO 99/07419 beschriebenen Lösungen,
und zwar bis zu einer Konzentration, die als osmotisches Mittel
wirksam ist.
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In
einer anderen möglichen
Ausführung
wird das osmotische Mittel gemäß der vorliegenden
Erfindung in Kombination mit den osmotischen Mitteln, die in US-Patent
5,827,820, eingereicht im Namen von Baxter International Inc., beschrieben
sind, verwendet.
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Die
Verwendung des osmotischen Mittels gemäß der vorliegenden Erfindung
wird auch in Kombination mit hoch molekulargewichtigen osmotischen
Mitteln, z.B. jenen, die in den oben angegebenen Referenzen beschrieben
werden, und insbesondere mit Icodextrin, in Betracht gezogen.
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In
einer besonderen Ausführung
der vorliegenden Erfindung wird ein oberflächenaktives Mittel, das normalerweise
auf diesem Gebiet eingesetzt wird, zu der Peritonealdialyselösung gegeben.
Spezifisch erwähnt
wird Palmitoyl-L-carnitin.
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Ein
spezifischer Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht in Lösungen zur
medizinischen Verwendung, die dadurch gekennzeichnet sind, dass
das osmotische Mittel L-Carnitin und/oder seine Alkanoyl-Derivate
ist, wobei das Alkanoyl ein geradkettiger oder verzweigter aliphatischer
Rest mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen ist, gegebenenfalls in Form eines
pharmazeutisch annehmbaren Salzes ist. Ein besonderer Gegenstand
der vorliegenden Erfindung besteht in Lösungen zur Peritonealdialyse.
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Was
die Aspekte angeht, die die industrielle Anwendbarkeit betreffen,
werden die Lösungen,
die Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind, in geeigneten Behältern zur
Peritonealdialyse enthalten sein, im Allgemeinen in Beuteln, die
aus einem geeigneten Material hergestellt sind, das mit einer medizinischen
Verwendung kompatibel ist. Behälter
zur Peritonealdialyse sind den Experten auf dem Gebiet bekannt und
erfordern keine bestimmte Beschreibung; der Leser wird auf die spezifische
Literatur und den allgemeinen Kenntnisstand des technischen Gebiets,
zu dem die Erfindung gehört,
verwiesen. Beispiele sind Beutel mit einer einzelnen Kammer oder
mehreren Kammern, z.B. eine Doppelkammer, oder getrennte Beutel,
die verschiedene Lösungen
enthalten, die zum Zeitpunkt der Verwendung mittels einer automatischen
Vorrichtung zu mischen sind. Behälter
zur Peritonealdialyse, die eine Lösung gemäß der vorliegenden Erfindung
enthalten, werden durch den Schutz, der durch die vorliegende Patentanmeldung
angestrebt wird, abgedeckt.
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Die
hierin beschriebene Erfindung wird nun mit Hilfe mit experimentellen
Tests beschrieben, die die Ausführung
der bevorzugten Durchführungsform
gestatten. Es ist selbstverständlich,
dass äquivalente
Ausführungsformen,
die im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen, durch die Person,
die durchschnittliches Fachwissen besitzt, wenn ihr nur sein eigenes
allgemeines Wissen zur Verfügung
steht, sogar durch das Versuch- und
Fehler-Verfahren durchgeführt
werden kann, ohne dass es einer weiteren Beschreibung des Teils der
Erfindung bedarf.
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In-vitro-Transportstudien
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Ein
in-vitro-Flüssigkeitstransport
wurde durchgeführt,
indem Schläuche
bzw. Röhren
verwendet wurden, die aus semi-permeablen Cellulosemembranen bestehen,
die die verschiedenen Dialyselösungen
enthalten.
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Pufferlösungen wurden
mit skalaren Konzentrationen an Carinitin (0,5, 1,0 und 1,5 %) an
Bicarbonatpuffer (30 mM) und NaCl (100 mM) mit pH 7,2 zugesetzt.
Als Referenz wurde eine 1,5 % Glucoselösung verwendet.
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Die
Zusammensetzung der Pufferlösung
ist wie folgt:
Natrium 134 mmol/l, Calcium 1,75 mmol/l, Magnesium
0,5 mmol/l. Die Lösungen,
die Glucose enthalten, wurden mit 35 mmol/l L-Lactat auf pH 5,5
gepuffert. Die Lösungen,
die Carnitin enthalten, wurden für
Glucose bei pH 7,0-7,6 mit 34 mmol/l Bicarbonat gepuffert. 10 ml
der verschiedenen Dialyselösungen
wurden in die Schläuche
bzw. Röhren
gegeben und die Schläuche
wurden in einem 1 1-Messzylinder, der mit 0,9 % NaCl-Lösung gefüllt war,
suspendiert. Das Salzbad wurde mit einer Rate von 500 ml/min mit
direktem Strom entlang der Hauptachse des Dialyseschlauchs unter
Verwendung einer Infusionspumpe im Kreislauf geführt. Die Flüssigkeitsmenge, die im Inneren
des Rohrs gewonnen wurde, wurde gravimetrisch nach Entfernung der
Flüssigkeit, die
an den Wänden
der Membran haftete, mit einem Blatt absorbierenden Papier bestimmt.
Der Schlauch wurde dann zurück
in den Zylinder gebracht und sukzessiven Gewichtsmessungen bei 15,
30, 45, 60, 90, 120, 180, 240, 300 und 360 Minuten unterworfen.
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Tabelle
1 gibt die Gewichtszunahme der aus der Dialyselösung im Lauf der Zeit gewonnenen
Flüssigkeit
an. Tabelle
1 Flüssigkeitstransport,
induziert durch 10 ml Flüssigkeit,
die unterschiedliche Konzentrationen an Carnitin oder Glucose enthält.
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Die
Werte sind Mittelwerte (n = 3) ± S.A. von drei verschiedenen
Experimenten.
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Das
Gewicht des Dialyseschlauchs erhöht
sich progressiv mit der Zeit als Funktion der verschiedenen Carnitinkonzentrationen.
Das Plateau wird für
alle analysierten Konzentrationen bei 240 Minuten erreicht. Der Trend
der Proben, die 1,5 % Glucose enthalten, ist vergleichbar mit dem
der Proben, die 1,5 % Carnitin enthalten.
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In-vivo-Experimente
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Das
Peritonealdialyse-Experiment wurde männlichen Sprague-Dawley-Ratten mit einem
Gewicht von 500-600 g (Charles River) durchgeführt, die bei Standardfutter
mit Wasser ad libitum gehalten wurden. Die Tiere wurden mit einer
intraperitonealen Injektion von Inactin (100 mg/kg) anästhesiert
und auf einen Operationstisch mit kontrollierter Temperatur gelegt.
Die Tiere wurden einer Tracheostomie unter Kanülierung der linken Jugularvene
mit einem medizinischen PE50-Silikonschlauch unterzogen. 30 Minuten
nach Verabreichung des Anästhetikums
wurden den Tieren eine Kochsalzlösung
mit einer Rate von 2,3 ml/h während
des Zeitraums des Experiments infundiert. Die Dialyselösung (15
ml) wurde nach Vorerwärmen
auf 37°C
1 Stunde nach Verabreichung des Anästhetikums in die Peritonealhöhle mit
einer 15-Teflon-Nadel-Kanüle inokuliert.
Die injizierte Flüssigkeitsmenge
wurde bestimmt, indem die Spritze vor und nach Injektion der Flüssigkeit
gewogen wurde, wobei eine elektronische Skala verwendet wurde. Am
Ende jedes Analysenzeitraums (2, 4 und 6 h) wurden mit einem Akusektor
Einschnitte in die Rattenabdomen gemacht, und die gesamte im Peritoneum
vorliegende Flüssigkeit
wurde mit einer 1 ml-Spritze abgesaugt. Nach Entfernung der Oberflächenflüssigkeit
wurden die Därme
sorgfältig
aus der abdominalen Höhe
verschoben, um die restliche Flüssigkeit,
die an der dorsalen Wand geblieben war, zu sammeln. Die gewonnene
Flüssigkeit
wurde in einen Becher gegeben und gewogen. Die Gewichtsänderung
im Vergleich zur Zeit 0 stellte die Menge an Flüssigkeit dar, die von der injizierten
peritonealen Lösung
wiedergewonnen worden war.
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Nach
dem oben beschriebenen experimentellen Modell wurden eine Reihe
von in-vivo-Experimenten durchgeführt, um die Transportfähigkeit
von verschiedenen Dialyseflüssigkeiten,
die Carnitin enthalten, zu beurteilen.
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Die
Daten für
das Anfangs- und End-Gewicht der Flüssigkeit, die aus dem Peritoneum
der Tiere zu verschiedenen Analysezeiten wiedergewonnen worden war,
wurden verwendet, um die prozentuale Zunahme beim Volumen bei jedem
Tier zu errechnen.
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Tabelle
2 gibt die Daten für
ein Experiment an, in dem Glucose bei verschiedenen Konzentrationen (1,5,
2,5 und 4,25 %) als die Dialyseflüssigkeit verwendet wurde. Diese
hyperosmolaren Lösungen
stellen unsere Kontrolldaten dar, da sie diejenigen sind, die üblicherweise
in der klinischen Praxis eingestellt werden. Tabelle
2 Prozentuale Änderungen
beim Flüssigkeitsvolumen,
das aus Ratten wiedergewonnen wird, die einer Peritonealdialyse
mit 15 ml Lösung,
die unterschiedliche Glucosekonzentrationen enthält, unterzogen wurden.
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Resultate
sind als Mittelwerte (n = 3) ± S.A.
ausgedrückt.
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Glucose
verursacht bei allen verwendeten Konzentrationen eine Zunahme beim
intraperitonealen Flüssigkeitsvolumen,
die in den ersten 2 h beendet ist. In der Tat bleibt bei 4 und 6
h das Flüssigkeitsvolumen im
Peritoneum konstant.
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Dasselbe
Experiment wurde unter Verwendung von skalaren Konzentrationen an
Carnitin durchgeführt.
Die Resultate sind in Tabelle 3 angegeben. Tabelle
3 Prozentuale Änderungen
beim Flüssigkeitsvolumen,
das aus Ratten wiedergewonnen wurde, die einer Peritonealdialyse
mit 15 ml Lösung,
die verschiedene Konzentrationen an Carnitin enthielt, unterzogen
wurden.
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Die
Resultate sind als Mittelwert (n = 3) ± S.A. ausgedrückt.
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Auch
Carnitin erweist sich als gutes osmotisches Mittel, das ebenso gut
ist wie Glucose. Die prozentuale Erhöhung des intraperitonealen
Flüssigkeitsvolumen
ist etwas höher
als die durch Glucose produzierte. Die Flüssigkeitswiedergewinnung durch
die Lösung,
die Carnitin enthält,
ist auch in diesem Fall schnell und erreicht innerhalb von 2 h Spitzenaktivität, wobei
keine weiteren Zunahmen im Volumen nach den letzten Beobachtungszeiten
(4, 6 h) erzeugt wurden.
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Nach
Bestätigung
der Aktivität
von Carnitin als osmotisches Mittel zur Peritonealdialyse in vivo
führten wir
eine Reihe von Experimenten unter Verwendung von Carnitin in Gemischen
mit Glucose oder Aminosäuren (aa)
durch, wobei der Gesamtprozentgehalt an Osmolite gleich 1,5 % gehalten
wurde. Die Resultate sind in Tabelle 4 zusammengefasst.
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Tabelle
5 liefert andererseits die verwendete Zusammensetzung an Aminosäuren. Die
Zusammensetzung der Aminosäurelösung ist
die optimale Zusammensetzung, um die metabolische Azidose zu minieren, die
auftritt, wenn solche Lösungen
verwendet werden.
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Tabelle
4 Prozentuale Änderungen
beim Flüssigkeitsvolumen,
das aus Ratten wiedergewonnen wird, die einer Peritonealdialyse
mit 15 ml Lösung,
die verschiedene Gemische aus Carnitin, Glucose und Aminosäuren (aa)
enthält, unterzogen
wurden.
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Die
Resultate werden als Mittelwert (n = 3) ± S.A. ausgedrückt.
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Die
Flüssigkeitswiedergewinnung
in den ersten 2 h ist für
alle analysierten Lösungen
vergleichbar und liegt im Bereich von 21,7 bis 25,9 %. Darüber hinaus
bleibt diese Zunahme bei den späteren
Beobachtungszeiten (4 und 6 h) für
alle Lösungen
konstant, ausgenommen für
eine Tendenz zur Zunahme mit der Zeit im Fall der Lösung, die
Car + aa (1,0 + 0,5 %) enthält. Tabelle
5 Zusammensetzung
einer Lösung,
die aa enthält
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Die
folgenden Beispiele erläutern
die Erfindung weiter. Beispiel
1 Lösung zur
Peritonealdialyse
Natrium | 134,0
mmol/l |
Calcium | 1,75
mmol/l |
Magnesium | 0,5
mmol/l |
Chlorid | 103,5
mmol/l |
Bicarbonat | 34,0
mmol/l |
L-Carnitin | 1,5
% |
Beispiel
2 Lösung zur
Peritonealdialyse
Natrium | 134,0
mmol/l |
Calcium | 1,75
mmol/l |
Magnesium | 0,5
mmol/l |
Chlorid | 103,5
mmol/l |
Bicarbonat | 34,0
mmol/l |
L-Carnitin | 2,5
% |
Beispiel
3 Lösung zur
Peritonealdialyse
Natrium | 134,0
mmol/l |
Calcium | 1,75
mmol/l |
Magnesium | 0,5
mmol/l |
Chlorid | 103,5
mmol/l |
Bicarbonat | 34,0
mmol/l |
L-Carnitin | 4,25
% |
Beispiel
4 Lösung zur
Peritonealdialyse
Natrium | 134,0
mmol/l |
Calcium | 1,75
mmol/l |
Magnesium | 0,5
mmol/l |
Chlorid | 103,5
mmol/l |
Lactat | 35,0
mmol/l |
L-Carnitin | 1,0
% |
Glucose | 0,5
% |
Beispiel
5 Lösung zur
Peritonealdialyse
Natrium | 134,0
mmol/l |
Calcium | 1,75
mmol/l |
Magnesium | 0,5
mmol/l |
Chlorid | 103,5
mmol/l |
Bicarbonat | 34,0
mmol/l |
L-Carnitin | 1,0
% |
Gemisch
von Aminosäuren
wie in Tabelle 5 | 0,5
% |
Beispiel
6 Lösung für die Zwei-Beutel-Peritonealdialyse Beutel
1
Natrium | 139,0
mmol/l |
Calcium | 1,75
mmol/l |
Magnesium | 0,5
mmol/l |
Chlorid | 103,5
mmol/l |
Lactat | 35,0
mmol/l |
Glucose | 0,5-4,0
% |
Beutel
2
Bicarbonat | 34,0
mmol/l |
L-Carnitin | 4,0-0,5
% |
Beispiel
7 Lösung zur
Peritonealdialyse
Natrium | 134,0
mmol/l |
Kalium | 2,0
mmol/l |
Calcium | 1,75
mmol/l |
Magnesium | 0,5
mmol/l |
Chlorid | 105,5
mmol/l |
Bicarbonat | 34,0
mmol/l |
L-Carnitin | 1,5-4,25
% |
Beispiel
8 Lösung zur
Paritonealdialyse
Natrium | 134,0
mmol/l |
Kalium | 2,0
mmol/l |
Calcium | 1,75
mmol/l |
Magnesium | 0,5
mmol/l |
Chlorid | 105,5
mmol/l |
Lactat | 35,0
mmol/l |
L-Carnitin | 0,5-4,0
% |
Glucose | 4,0-0,5
% |