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Verfahren zur Herstellung von stabilen wäßrigen Lösungen der Dihydrostreptomycinsalze
Die
Erfindung betrifft im allgemeinen die Stabilisierung wäßriger Lösungen von Dihydrostreptomycin,
mehr ins einzelne gehend bezieht sie sich auf wäßrige Lösungen die Dihydrostreptomycinsalze
enthalten, welche dadurch gegen Verfärbung und Zersetzung stabilisiert worden sind,
daß diesen sowohl ein Puffermittel als auch ein Stabilisierungsmittel zugesetzt
worden ist.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Einverleibung
solcher Puffer und Stabilisatoren in Dihydrostreptomvcinsalze und die Bildung stabilisierter
wäßriger Lösungen.
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Es ist früher als unausführbar angesehen worden, wäßrige Lösungen
von Dihydrostreptomycinsalzen für lange Lagerung herzustellen, mit Rücksicht auf
die Instabilität der Dihydrostreptomycinkomponente.
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Sterile wäßrige Lösungen von Dihydrostreptomycinsulfat z. B., die
0,5 g Dihydrostreptomycinbase pro Milliliter enthalten, verfärben sich rasch und
bilden während der Lagerung Niederschläge, obwohl sie unmittelbar nach der Herstellung
klar waren und frei von Färbung. Diese Erscheinungen treten am raschesten auf bei
höheren Lagerungstemperaturen, wie z. B.
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40° oder während der Sterilisation der Lösungen im Autoklav. Auch
kommen Verfärbungen vor bei der Lagerung bei gewöhnlicher Raumtemperatur (25c).
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Sobald wäßrige Lösungen von Dihydrostreptomycinsulfat, die 0,5 g Dihydrostreptomycinbase
pro Milliliter enthalten, während 30 Minuten auf 1200 im Autoklav (etwa 1,057 atü)
erhitzt werden, werden die
Lösungen schwarz und lagern einen deutlich
schwarzen Niederschlag ab. Ähnliche Zersetzung tritt auf bei der Lagerung wäßriger
Lösungen von Dihydrostreptomycinsulfat bei 4c°, d. h. bei Sommertemperatur während
einer kurzen Dauer von nur 10 Tagen. Natürlich macht eine solche Zersetzung die
nach bekannten Verfahren hergestellten wäßrigen Lösungen von Dihydrostreptomycin
für parenteralen oder anderen Gebrauch unbrauchbar. Es wurde beobachtet, daß außer
der starken Verfärbung und der vorstehend erwähnten Niederschlagsbildung ein Abfallen
des pH-Wertes festzustellen ist, der mit dem Abfallen der antibiotischen Wirksamkeit
der Lösungen gleichläuft.
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Mit Rücksicht auf die Instabilität wäßriger Lösungen von Dihydrostreptomycinsalzen
wurde dieses Antibioticum bisher für medizinische Zwecke in Gestalt steriler trockner
Massen und gewöhnlich als Dihydrostreptomycinsulfat verwendet. Wäßrige, für die
therapeutische Anwendung geeignete Lösungen wurden jeweils aus den Feststoffen unmittelbar
vor der Verwendung hergestellt. Die fallweise Zubereitung dieser Lösungen durch
den Arzt oder die Schwester ist nicht nur unbequem, sondern es muß auch damit gerechnet
werden, daß die Lösungen durch die immer gegebene Möglichkeit der Verunreinigung
beeinträchtigt werden.
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Weiterhin ist die Herstellung steriler Trockenkörper im Gegensatz
zur Herstellung von sterilen wäßrigen Lösungen in gleicher Weise unbequem und teuer.
So kann z. B. eine wäßrige Lösung in nicht steriler Weise hergestellt, dosiert und
dann in zuletzt verschlossenen Behältern sterilisiert werden. Solche Maßnahmen wurden
jedoch bisher niemals für die Herstellung von vielen sterilen Festkörpern, einschließlich
der von Dihydrostreptomycinsulfat, für ausführbar gehalten, indem ein aseptisches
Vorgehen immer genau auszuführen ist und teuer ist.
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Es ist daher ein Gegenstand der Erfindung, wäßrige Lösungen von Dihydrostreptomycin
herzustellen, die sich weder zersetzen noch verfärben, noch an antibiotischer Wirksamkeit
einbüßen, wenn man sie der Hitze unterwirft, so daß die Lösungen durch Behandlung
im Autoklav sterilisiert werden können. Solche Lösungen wären also für eine Dosierung
auf nichtsteriler Grundlage geeignet, und die Sterilisation könnte dann, wenn gewünscht,
in dem am Ende verschlossenen Behälter vollendet werden. Ein weiterer Gegenstand
der Erfindung ist, wäßrige Lösungen von Dihydrostreptomycin herzustellen, welche
sich während der Lagerung weder verfärben noch Niederschläge bilden, und die ihre
antibiotische Wirkung auch bei längerer Lagerung bei Raumtemperatur oder sogarCbei
Sommertemperatur, d. h. etwa 40°, behalten.
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Es wurde gefunden, daß wäßrige, gegebenenfalls konzentrierte Lösungen
von Dihydrostreptomycin, die sowohl während der Lagerung als auch bei höchsten Temperaturen,
wie sie zur Sterilisation solcher Lösungen angewendet werden, stabil sind, dadurch
hergestellt werden können, daß diesen wäßrigen Dihydrostreptomycinlösungen ein Puffermittel
und ein Stabilisierungsmittel einverleibt werden. Es können verschiedene Pufferungsmittel
angewendet werden, z. B.
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Citrate, Phosphate, Acetate od. dgl. Die Auswahl des Stabilisierungsmittels
ist entscheidend, und es wurde gefunden, daß es notwendig ist, Stabilisierungsmittel
zu verwenden, die aus der Gruppe der Salze der schwefligen Säure oder der hydroschwefligen
Säure und der Aldehydadditionsverbindungen dieser ausgewählt sind, wie z. B. Natriumbisulfit,
Natriumformaldehyd-Sulfoxylat, Kaliummetabisulfit, Natriumhydrosulfit u. dgl. Es
wurde gefunden, daß Verbindungen wie Monothioglycerin, Cysteinhydrochlorid und Ascorbinsäure,
von der zu erwarten stand, daß sie möglicherweise eine Stabilisierungswirkung aus
üben würde, unbrauchbar sind zur Stabilisierung wäßriger Lösungen von Dihydrostreptomycin.
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Im allgemeinen ist die Anwendung einer genügenden Menge des Pufferungsmittels
zur Einstellung des pn-Wertes der Dihydrostreptomycinlösung im Bereich von 5,0 bis
8,o vorzuziehen. Es wurde gefunden, daß wäßrige Lösungen von Dihydrostreptomycin,
die einen Puffer enthalten, auch bei Abwesenheit eines Stabilisierungsmittels eine
erheblich verbesserte Stabilität gegenüber den Dihydrostreptomycinlösungen, die
keinen Puffer enthalten, aufweisen. Zum Beispiel zeigen wäßrige Dihydrostreptomycinsulfatlösungen,
die 0,5 g Dihydrostreptomycinbase pro Milliliter enthalten, wenn sie auf einen pa-Wert
von 5,0 bis 8,o durch Zusatz eines Puffers eingestellt und beschleunigten Erhitzungsversuchen
unterworfen werden, weit weniger Verfärbung als entsprechende ungepufferte Lösungen.
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Trotz der Verbesserung, die diese Dihydrostreptomycinlösungen, die
- zwar einen Puffer, aber kein Stabilisierungsmittel enthalten, zeigen, tritt doch
eine unangenehme Verfärbung der Lösung beim Erhitzen und bei der Lagerung auf, die
ausreicht, um diese Lösung für den therapeutischen Gebrauch ungenügend zu machen.
Es ist gleichfalls möglich, wäßrigen Dihydrostreptomycinlösungen eine erhöhte Stabilität
zu verleihen durch Einverleibung von Stabilisierungsmitteln ohne Zugabe von Pufferungsmitteln.
Auch solche Lösungen weisen nach Erhitzung oder bei der Lagerung eine unangenehme
Verfärbung auf.
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Es wurde nun gefunden, wenn in wäßrige Dihydrostreptomycinlösungen
sowohl ein Pufferungsmittel als auch ein oder mehrere Stabilisierungsmittel aus
den oben aufgezählten Gruppen einverleibt werden, daß die gebildeten Dihydrostreptomycinlösungen
sich dadurch auszeichnen, daß keine wesentliche Verfärbung während der Sterilisation
im Autoklav bei 1200 oder während beschleunigten Erhitzungsversuchen auftritt. So
können z. B. wäßrige Dihydrostreptomycinlösungen, die sowohl ein Pufferungsmittel
und wenigstens ein Stabilisierungsmittel enthalten, während 30 Minuten auf I20°
erhitzt werden oder für längere Zeiträume bei niedrigeren Temperaturen gelagert
werden, ohne daß eine unangenehme Verfärbung oder andere Anzeichen einer Zersetzung
zu bemerken sind.
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Nach einer vorzugsweisen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird an Stelle einer Zugabe eines Puffersalzes zu einer wäßrigen Dihydrostreptomycinsulfatlösung
diese dadurch bereitet, daß an Stelle einer Mischung von Dihydrostreptomycin und
eines Puffersalzes ein Salz des Dihydrostreptomycins mit Citronensäure versetzt
wird. Es wurde beobachtet, daß ein solches Dihydrostreptomycinsalz, wenn es im pll-Bereich
von 5,0 bis 8,o hergestellt
wurde, gleichfalls wie ein Puffer wirkt,
indem es die Fähigkeit hat, entweder mit Hydroxyl- oder Wasserstoffionen zu reagieren,
die während des Erhitzung-oder Zersetzungsprozesses gebildet werden. Es wurde z.B.
gefunden, daß wäßrige Dihydrostreptomycincitratlösungen mit einem p»-Wert im Bereich
von 5,0 bis 8,o, welche eine kleine Menge wenigstens eines Stabilisierungsmittels
aus den vorstehend aufgezählten Gruppen enthalten, stabil waren während beschleunigter
Sterilisierungsversuche, die bei Temperaturen von 120° und während Zeiträumen von
mehr als 2 Stunden ausgeführt wurden, oder bei niedrigeren Temperaturen während
reichlich verlängerter Zeiträume. Solche Lösungen besitzen den zusätzlichen Vorteil,
weniger hypertonisch zu sein als Lösungen anderer Salze von Dihydrostreptomycin,
die Zusätze von Puffersalzen enthalten, und dadurch weniger Schmerzen bei der Injektion
verursachen. Auf diese Weise kann also Dihydrostreptomycincitrat zur Herstellung
von wäßrigen Lösungen von Antibiotica verwendet werden, die weit geringere Verfärbung
während beschleunigter Erhitzungsversuche aufweisen als die entsprechenden wäßrigen
Lösungen anderer Dihydrostreptomycinsalze, wie z. B. das Sulfat oder Hydrochlorid.
Die wäßrigen Lösungen von Dihydrostreptomycincitrat, die ein oder mehrere Stabilisierungsmittel
aus der oben aufgezählten Gruppe enthalten, können zur Herstellung hochstabiler
wäßriger Lösungen von Antibiotica verwendet werden. Diese Lösungen können durch
Behandlung im Autoklav ohne wahrnehmbare Zersetzung des Antibioticums oder Verfärbung
der Lösungen zur Herstellung steriler Lösungen, die für parenterale oder andere
therapeutische Anwendung brauchbar sind, sterilisiert werden. Die Überlegenheit
des Dihydrostreptomycincitrats über andere Lösungen von Dihydrostreptomycin, wie
die des Sulfats oder Hydrochlorids, zur Herstellung stabilisierter, parenteraler
Lösungen ist wirklich überraschend.
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Die folgenden Beispiele veranschaulichen Ausführungsmöglichkeiten
der vorliegenden Erfindung, ohne daß jedoch durch diese Beispiele, die lediglich
zu Zwecken der Veranschaulichung gegeben werden, eine Einschränkung des Schutzumfanges
der Erfindung gegeben wäre.
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Beispiel I Dihydrostreptomycinsulfat, cristallin ..........................
65,0 g Natriumbisulfit ................. 0,5 g Citratpufferlösung (pn 5,0) ... zuzuad
100,0 ccm Jeder Kubikzentimeter der Lösung enthält 650 mg Dihydrostreptomycinsulfat,
was 500 mg Dihydrostreptomycinbase entspricht. Die Lösung wird durch Auflösung von
Natriumbisulfit und Dihydrostreptomycinsulfat in der Citratpufferlösung zubereitet.
Die Lösung kann entweder durch aseptische Filtration oder durch Aufteilung in geeignete
Ampullen oder Flaschen und Behandlung im Autoklav während 30 Minuten bei 1200 sterilisiert
werden. Auf diese Weise hergestellte Lösungen wurden einmal während I Stunde bei
1200 und zum anderen während mehr als 6 Stunden bei 1000 gehalten, ohne daß eine
bedeutsame Verfärbung, die Entwicklung schwarzer Niederschläge oder andere Zersetzungsanzeichen
zu beobachten waren.
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In vorstehendem Beispiel wurde das Natriumbisulfit durch gleiche
Mengen Natriumformaldehydsulfoxylat, Kaliummetabisulfit oder Natriumhydrosulfit
als Stabilisierungsmittel ersetzt. Eine Änderung der Ergebnisse trat nicht dabei
ein.
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In vorstehendem Beispiel war die Konzentration der Citratpufferlösung
0,5 molar und wurde in folgender Weise hergestellt: A. 0,5 m Mononatriumcitratlösung
Citronensäure U. S. P.
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(H3c6H5o7 . H2O) ............. Io5,og I n-Natriumhydroxydlösung ....
500,0 ccm Destilliertes Wasser ......... ad IOOO,O ccm B. 0,5 Trinatriumcitratlösung
Natriumcitrat U. S. P.
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(Na2C6H5O7 2 H2O) ....... 147,0 g Destilliertes Wasser .........
ad IOOO,O ccm Gleiche Teile der Lösungen A und B wurden gemischt und ihr pn-Wert
genau auf 5,0 durch portionsweise Zugabe beider Komponenten in Teilen eingestellt.
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In vorstehendem Beispiel wurde die Citratpufferlösung durch 0,5 molar
Phosphatpufferlösung und 0,5 molar Acetatpufferlösung ersetzt, wobei gleiche Ergebnisse
eintrafen.
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Beispiel 2 Dihydrostreptomycinsulfat, cristallin ..........................
65,o g Natriumbisulfit .............. 0,5 g 5 n-Natriumhydroxydlösung (ausreichend
zur Einstellung eines pH auf 6,8 bis 7,2) (etwa I ccm) Natriumcitrat U. S. P.
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(Na3C6H507 2 H20) ......... 2,94g Destilliertes Wasser ..........
ad IOO,O ccm Jeder Kubikzentimeter der Lösung enthält 650 mg Dihydrostreptomycinsulfat,
was 500 mg Dihydrostreptomycinbase entspricht. Die Lösung wird durch Auflösen des
Natriumbisulfits des Dihydrostreptomycinsulfats und des Natriumhydrats in destilliertem
Wasser hergestellt, indem genügend 5 n-Natriumhydroxydlösung tropfenweise zur Einstellung
des pn-Wertes auf Werte zwischen 6,8 und 7,2 zugegeben wird. Die Lösung kann dadurch
sterilisiert werden, daß entweder aseptisch filtriert wird oder eine Aufteilung
in geeignete Ampullen oder Flaschen erfolgt und anschließend durch Behandlung im
Autoklav während 30 Minuten bei 120° sterilisiert wird. Auf diese Weise hergestellte
Lösungen wurden während 1 Stunde auf I20° bzw. für einen Zeitraum von 6 Stunden
auf 1000 erhitzt, ohne daß eine merkliche Verfärbung, Entwicklung schwarzer Niederschläge
oder andere Zersetzungsanzeichen zu erkennen waren.
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In vorstehendem Beispiel kann Natriumbisulfit durch gleiche Mengen
Formaldehydsulfoxylate, Kaliummetabisulfit oder Natriumhydrosulfit als Stabilisatoren
ersetzt werden, ohne daß eine Änderung in
den Ergebnissen eintritt.
Der pn-Wert kann durch Zufügen von etwas mehr Natriumhydroxyd auf 7,5 bis 8,o erhöht
werden, ohne daß die Ergebnisse sich ändern.
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Beispiel 3 Eine Lösung von I46 g (O,I molaren) Dihydrostreptomycinsulfat
in 450 ml Wasser wird unter Kühlung in Eiswasser mit Io5 g (überschüssigem) Bariumhydroxyd
in 250 ml in heißem Wasser versetzt.
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Das überschüssige Bariumhydroxyd wird durch Zugabe von Trockeneisstücken
ausgeschieden. Die Lösung wird durch Diatomeenerde filtriert, und die Lösung der
Dihydrostreptomycinbase wird auf einen pex-Wert von 6,3 neutralisiert, indem Citronensäure
zugegeben wird (37 g Citronensäuremonohydrat ist erforderlich). Die wäßrige Lösung
wird mit aktiver Holzkohle behandelt und zur Gewinnung einer im wesentlichen neutralen
Lösung von Dihydrostreptomycincitrat filtriert. Aus dieser Lösung kann festes, kristallines
Dihydrostreptomycincitrat gewonnen werden.
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Beispiel 4 Dihydrostreptomycincitrat (Pis 5,o bis 5,5) .............
37,5 g Natriumbisulfit * 0,5 g Destilliertes Wasser .......... ad IOO,O ccm Jeder
Kubikzentimeter der Lösung enthält ungefähr 250 mg Dihydrostreptomycinbase. Die
Lösung wird durch Auflösen des Natriumbisulfats und des Dihydrostreptomycincitrats
in destilliertem Wasser hergestellt (das Dihydrostreptomycincitrat ist zuvor durch
Neutralisation von Dihydrostreptomycinbase mit Citronensäure unter Einstellung des
p-Wertes auf 5,0 bis 5,5 und Gewinnung des festen Salzes hergestellt worden). Die
Lösung kann dadurch sterilisiert werden, daß entweder aseptisch filtriert wird oder
daß sie in geeignete Ampullen oder Flaschen abgefüllt und durch Behandlung im Autoklav
während 30 Minuten bei 1200 sterilisiert wird. Auf diese Weise hergestellte Lösungen
wurden während einiger Stunden auf 1200 bzw. 1000 erhitzt, ohne daß eine merkliche
Verfärbung, eine Änderung des pg-Wertes, eine Niederschlagsbildung oder andere Zersetzungsanzeichen
zu beobachten waren.
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In vorstehendem Beispiel kann die Konzentration des Dihydrostreptomycincitrats
ohne Änderung der Ergebnisse geändert werden. Auf diese Weise wurden Lösungen mit
einem Äquivalent von 500 mg Dihydrostreptomycinbase pro Milliliter hergestellt.
Weiterhin kann das Dihydrostreptomycincitrat selbst verändert werden, so daß es
von dem pg-Bereich von 5,0 bis 5,5 abweicht und z. B. einen pg-Wert von 6,5 bis
7,0 aufweist, ohne daß eine Änderung der Ergebnisse eintritt.
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Beispiel 5 Kristallines Dihydrostreptomycinsulfat .......................
65,oo g Trinatriumcitrat U. S. P. ......... 1,47 g Natriumbisulfit « 0,20 g Natriumformaldehydsulfoxylat
... o,50 g 5 n-Natriumhydroxydlösung (ausreichend zur Einstellung eines pg-Wertes
von 7,4) Destilliertes Wasser .......... ad IOO,OO ccm Das Natriumformaldehydsulfoxylat
und Natriumbisulfit werden in einem Teil des Wassers gelöst, zu dem Trinatriumcitrat
und Dihydrostreptomycinsulfat, das seinerseits in Teilen unter Rühren zugefügt wurde,
zugegeben werden. Die Natriumhydroxydlösung wird zur Einstellung des pn-Wertes der
Lösung auf 7,4 zugegeben; genügend Wasser wird dann zugefügt, um das volle Volumen
zu erreichen. Die Lösung, die in jedem Kubikzentimeter 500 mg Dihydrostreptomycinbase
enthält, wird durch Filtration (zur Entfernung von Fasern, Teilchen usw.) geklärt,
in Ampullen oder Flaschen abgefüllt und sterilisiert und durch Behandlung im Autoklav
während 20 Minuten bei I2I° sterilisiert. Es waren weder eine merkliche Verfärbung>
eine Änderung des pn-Wertes, eine Verminderung der Wirksamkeit noch andere Anzeichen
einer Zersetzung infolge dieser Behandlung zu beobachten. Die Lösung kann auch auf
aseptischer Grundlage zubereitet werden, indem steriles Dihydrostreptomycinsulfat
in einem sterilisierten wäßrigen Vehikel, das alle anderen Komponente enthält, gelöst
wird.
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Mannigfaltige Änderungen und Abwandlungen können in Ausführung der
Erfindung vorgenommen werden, ohne daß vom Wesen der Erfindung abgewichen wird.
Insoweit, als sich diese Änderungen und Abwandlungen im Bereich der folgenden Ansprüche
halten, fallen sie unter den Schutzbereich der Erfindung.
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PATENTANSPRSCHE: I. Verfahren zur Herstellung stabiler wäßriger Dihydrostreptomycinsalzlösungen,
dadurch gekennzeichnet, daß dieser gegebenenfalls konzentrierten Lösung ein Puffer
und ein Salz der schwefligen Säure, ein Salz der hydroschwefligen Säure oder eine
Aldehydadditionsverbindung dieser als Stabilisationsmittel zugefügt werden.