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Verfahren zur Herstellung von Präparaten von antibiotischen Stoffen
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Präparaten von
antibiotischen Stoffen. Als Beispiel solcher Antibiotika, die während der letzten
Jahre eine steigende Bedeutung als Arzneimittel erhalten haben, können Penicillin,
Gramicidin, Tyrocidin, Tyrotricin und Streptomycin erwähnt werden.
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Die Gewichtsmengen von antibiotischen Stoffen, die die Mikroorganismen
während ihres Wachstums aus dem Nahrungssubstrat bilden und die im Nahrungsisu;blstrat
verbleiben, sind sehr klein im Verhältnis zur Gewichtsmenge des Substrats. Demzufolge
ist die Arbeit, die mit dem Konzentrieren, der Isolierung und der Reindarstellung
der antibiotischen Stoffe aus solchen Nahrungssubstraten verwunden ist, sehr umfassend
und kostspielig. Dadurch wurde für die Verwendung dieser Stoffe eine Grenze gesetzt,
und derselbe Umstand ist auch im wesentlichen entscheidend dafür gewesen, welche
antibiotischen Stoffe man überhaupt in der Praxis isolieren und therapeutisch anwenden
könnte. Eine Vereinfachung und Verbilligung dieser Verfahren werden daher nicht
nur herbeiführen können, daß die betreffenden Stoffe in mehr Fällen als bisher verwendet
werden können, sondern auch daß antibiotische Stoffe, die an sich erwünschte Eigenschaften
haben, deren Verwendung jedoch bisher nicht möglich gewesen ist, zum Gegenstand
einer Kon-
zentrierung und eventueller Isolierung und Reindarstellung
gemacht werden können.
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Die Herstellung der antibiotischen Stoffe wird nicht nur durch die
kleine Menge, in der diese Stoffe im Rohsubstrat auftreten, erschwert, sondern auch
durch ihe außerordentliche Labilität. So z. B. ist Penicillin nicht nur thermolabil,
sondern auch instabil bei p-Werten, die sich im Verhältnis zum Neutralpunkt u-esentlich
verschieben, atso sowohl bei saurer als auch bei basischer Reaktion. Penicillin
ist weiter der Einwirkung von Sauerstoff gegenüber empfindlich, indem es durch Oxydation
leicht seine antibakterielle Wirkung einbüßt. Ähnliche Verhältnisse machen sich
in Verbindung mit den meisten anderen antibiotischen Stoffen der erwähnten Art geltend.
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Es ist vorgeschlagen worden, in Verbindung mit der Herstellung von
antibiotischen Stoffen erst die Substrate unter Verwendung niedriger Temperatur
einzudampfen, jedoch hat dieses Verfahren zufolge der Labilität der Stoffe keinen
Eingang gefunden.
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Die Verfahren, die jetzt angewendet werden, bestehen in der Regel
darin, daß man entweder den im Rohsubstrat vorhandenen antibiotischen Stoff auf
einem adsorbierenden Stoff adsorbiert, wobei z. B. aktive Kohle verwendet werden
kann, wonach der adsorbierte Stoff durch Eluierung aus dem Adsorbat mittels geeigneter
Lösungsmittel wiedergewonnen wird, oder darin, daß das Rosubstrat einer Extraktion
mit einem mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel unterzogen wird, worauf der
betreffende Stoff dann auf verschiedene Weise gewonnen werden kann.
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Falls man statt des Rohsubstrats eine durch Eindampfung des Rohsubstrats
und erneute Lösung in Wasser erzeugte Lösung oder eine durch Eindampfung erhaltene
konzentrierte Lösung verwendet, wobei in! beiden Fällen die Eindampfung vorzugsweise
durch Zerstäubung erfolgt, tritt die Schwierigkeit ein, daß solche Lösungen schäumen
und daher nicht oder nur schwierig und mit Verlust extrahiert werden können. Dieser
Übelstand kann auch in störendem Maße während des EindNampfprozesses selbst oder
in Verbindung mit den Anwendungen des dadurch erzeugten Trockenpräparats oder Konzentrats
auftreten.
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Dieser Übelstand kann gemäß der vorliegenden Erfindung auf die Weise
vermieden werden, das ein Rohsubstrat, das man ganz oder teilweise von den festen
Bestandteilen der für die Erzeugung der antibiotischen Stoffe verwendeten Mikroorganismen
befreit hat, oder ein Rohsubstrat, das teilweise in einer Verstäubungstrocknungsanlage
eingedampft oder nach völliger Eindampfung wieder in Wasser gelöst ist, ohne Säuerung
und darauffolgende Extraktion einer Behandlung z. B. mit Gerbsäure, zur völligen
oder teilweisen Entfernung der emiulgiderenden und emulsionsstabilisierenden Stoffe,
wie Proteine, Polypeptide und Aminosäuren, ohne gleichzeitige Entfernung von wiesentlichen
Mengen des antibiotischen Stoffes unterzogen wird. Nach dieser Behandlung kann man
durch Zerstäubungstrocknung eindampfen oder konzentrieren, falls eine solche Eindampfung
oder Konzentrierung nicht schon stattgefunden hat.
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Die so gewonnenen Präparate können falls sie nach Ausführung des
beschriebenen Verfahrens in Form eines konzentrats oder Trockenpulvers vorhanden
sind, direkt benutzt werden, oder sie können einer weiteren Reinigung unterzogen
werden.
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Die Erfindung besteht nicht generell darin, daß man die emulgierenden
und emulsionsstabilisierenden Stoffe während der Herstellung von den antibiotischen
Stoffen entfernt, sondern darin, daß die Behandlung in einem ganz bestimmten Stadium
des Reinigungsproozesses ausgeführt wird. Die Behandlung eines Rohsubstrats vor
der eventuellen Eintrockung durch Zerstäubungstrocknung muß in dieser Hinsicht als
in demselben Stadium des Prozesses ausgeführt betrachtet werden wie die Behandlung
eines durch Zerstäubungstrocknung eingedampften Rohsubstrats, das in Wasser gelöst
ist, weil die Eintrocknung die Proteine nicht beeinflußt, da sie nicht bei Temperaturen
ausgeführt wird, die die Löslichkeit derselben beeinflussen.
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Das ursprüngliche Rohsubstrat und das durch Lösung eines durch Zerstäubung
getrockneten Rohsubstrats erzeugte Produkt haben daher dieselben technischen Eigenschaften
und dieselbe Zusammensetzung in allen Verhältnissen, die die vorliegende Erfindung
betreffen.
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Es ist bekannt, Proteine aus Lösungen zu entfernen, aus denen Arzneimittel
gewonnen werden sollen, wenn, dies notwendig ist, um zu vermeiden, daß die Proteine
in einem Arzneimittel beibehalten werden, das für Injektion benutzt werden soll.
In diesem Fall ist die Beibehaltung solcher Stoffe, insbesondere der Proteine, unzulässig,
weil sie als Giftstoffe wirken. Die antibiotischen Stoffe werden jedoch durch so
viele aufeinanderfolgende Prozesse gewonnen, und diese Prozesse sind von einer solchen
Art, daß dlie im Ausgangsmaterial vorhandenen Proteine nicht die Neigung haben,
dem Arzneimittel zu folgen. Dies gilt sowohl, wenn man das Rohsubstrat einer Extraktion
mit organischen Lösungsmitteln unterwirft, als auch wenn man das selbe mit aktiven
Kohlen behandelt. Die Entfernung der emulgierenden Stoffe ist jedoch der Erfindung
gemäß für einen ganz anderen Zweck notwendig, und zwar um technische Vorteile während
des Reinigungsprozesses selbst zu erzielen. Die Erfin dung kann daher nicht mit
den bekannten Promessen, in denen man die Proteine z. B. von Organextrakten entfernt,
um dieselben zur Injektion in das Blut geeignet zu machen, verglichen werden.
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Die emulgierenden und emulsionsstabilisierenden Stoffe, die gemäß
der Erfindung entfernt werden sollen, bestehen im wesentlichen aus Proteinen, Polypeptiden
und Aminosäuren. Die gemäß der Erfindung verwendete Behandlung muß daher in der
Hauptsache unter den Behandlungen gesucht werden, durch welche man solche Stoffe
entfernen kann. Eine Reihe von Beispielen von solchen Behandlungen sind in dem Folgenden
erwähnt.
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Die Behandlung kann in einem Zusatz von Stoffen gerbender oder beizender
Wirkung, z. B.
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Gerbstoffen, Chromosalzen oder Aldehyden, durch welche Proteine und
Polypeptide niedergeschlagen werden, bestehen.
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Ein weiteres Verfahren zur Entfernung von Stoffen dieser Art besteht
in der Fällung mittels konzentrierter Salzlösungen. Dieses Verfahren wird jedoch
selten für die Fälle vorteilhaft sein, wo es sich um die Entfernung der emulgierenden
und emulsionsstabilisierenden Stoffe vor Eindampfung oder Konzentrierung des Substrats
handelt. Sie können dagegen Anwendung finden, wenn man erst nach einer Eindampfung
oder Konzentrierung die Entfernung der erwähnten Stoffe ausführt.
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Ferner kann die Behandlung in einer enzymatischen Fällung der betreffenden
Stoffe bestehen, wobei auch insbesondere Proteine und Polypeptiden entfernt werden
können.
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Die Behandlung kann auch in einer Hinzufügung von Proteinen in Verbindung
mit dem Zusatz von Stoffen, die eine Fällung der hinzugesetzten Proteine herbeiführen
können,, wodurch die emulgielenden und emulsionsstabilisierenden Stoffe mehr oder
weniger mitgerissen werden, bestehen. Solche Verfahren sind wohllbekannt in Verbindung
mit der Klärung von Fruchtsäften und für viele andere Zwecke.
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Während diese Verfahren hauptsächlich die Entfernung der emulgierenden
und stabilisierenden Stoffe von den höchsten Molekulargewichten, wie z. B. Proteinen
und Polypeptiden, erzielen können, wird insbesondere für die Entfernung von nicht
so hochmolekularen oder gegebenenfallls eben niedrigmolekularen emulgierenden oder
emulsionsstabilisierenden Stoffen, z. B. Aminosäuren, eine Behandlung mit Ionentauschern
verwendet, z. B. dadurch, daß das Rohsubstrat oder die Lösung durch einen Ionenaustauschfilter
geführt wird. Da diese Stoffe in der Hauptsache alle ampolytisch reagieren, kann
man für deren Entfernung sowohl Kationenaustauscher als auch Anionenaustauscher
verwenden.
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Die Ionentauscher können organischer oder anorganischer Art sein.
Als Beispiel für die letztgenannten können Aluminiumoxydionenaustauscher erwähnt
werden, während als Beispiel für die erstgenannten die von der Firma Resinous Products
& Co. Inc., Philadelphia, hergestellten sogenannten Amberlites der Type 1 R
- 1 erwähnt werden können. Diese Ionenaustauscher sollen aus Kunstharz bestehen,
das durch Kondensation von sulfonierten Phenolen mit verschiedenen Aldehyden hergestellt
sind. Auch die Ionenaustauscher derselben Firma der Type I R - 4 können verwendet
werden. Dieselben sollen aus Aminen, die mit Formaldehyd kondensiert sind, bestehen.
In der Literatur sind zur Behandlunge von Stoffen ähnlicher Art wie die vorliegenden
zum Zweck der Untersuchung von Protein spaltungspprodukten Ionenaustauscher erwähnt,
die die Bezeichnung Jonac A und Jonac C tragen. Dieselben haben möglicherweise eine
ähnliche Zusammensetzung wie die oben angeführte.
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Die Behandlung mit Ionentauschern und die Behandlung mit proteinfällenden
Stoffen supplieren einander, und diese Behandlungen können daher mit Vorteil kombiniert
werden.
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Ferner kann die Behandlung gemäß der Erfindung in vielen Fällen mit
einer Sterilfiltrierung kombiniert werden, die z. B. mittels Berkefeldfilter, Seitzfilter
oder mittels spezieller, für diesen Zweck geeigneter Papierfilter geschieht.
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Zur Illustration des Verfahrens gemäß der Erfindung dient das folgende
Beispiel: Zu 1 l eines zur Herstellung von Penicillin fertig gegorenen Rohsubstrats
mit einem Totallgehalt an organischen Stoffen von 0,4 % wird eine Lösung von 4 g
Gerbsäure und 5,7 g Natriumchlorid in 100 cm Wasser hinzugefügt. Nach der Hinziufügung
ist PH = 6,5. Der hierdurch gebildete Niederschlag wird abgeschleudert. Im Zentrifugat
bleiben 85 % der ursprünglichen Penicillinmenge zurück, und der totale Gehalt an
organische Stoffen ist 0,25 %. Durch darauffolgende Säuerung auf pH = 2,1 und Extraktion
mit 1 l Amylacetat wird zwar eine Emulsion entstehen, dieselbe ist aber wenig stabil
und trennt sich leicht während der Schleuderung. Falls man dagegen versucht, das
ursprüngliche Rohsubstrat mit Amylacetat zu extrahieren, werden Emulsionen erreicht,
die sich in dem Schleuderungsprozeß nicht trennen lassen.