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Verfahren zur Herstellung einer kolloidalen Eisenzubereitung
Die Erfindung
bezieht sich auf die Herstellung von für parenterale Zwecke geeigneten eisenhaltigen,
kolloidalen therapeutischen Zubereitungen.
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Es ist bereits bekamt, daß für Injektionszwecke bei der Behandlung
von Eisenmangel-Anämie sogenannte » Eisenzuckerpräparate « angewandt werden.
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Diese Zubereitungen bestehen im wesentlichen aus wäßrigen Lösungen
von in kolloidaler Form vorliegendem, durch Zucker, insbesondere Saccharose, stabilisiertem
Ferrihydroxyd. Die Komponenten werden dabei in Gegenwart eines geeigneten Alkalis
zusammengemischt.
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Während derartige Lösungen intravenös ohne toxische Wirkungen injiziert
werden können, erweisen sie sich für intramuskuläre oder subcutane Injektionen als
unvorteilhaft, da der hohe osmotische Druck und die mögliche Alkalität bei intramuskulärer
Injektion gewöhnlich zu beträchtlichen Schmerzen und Entzündungen führt und sie
häufig nicht befriedigend resorbiert werden.
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Eine für die intramuskuläre Injektion bestimmte Eisenlösung soll
zweckmäßigerweise folgenden Anforderungen genügen. Sie soll a) keine Einwirkung
auf den p1I-Wert der Körperflüssigkeit haben, b) mit den Gewebeflüssigkeiten isotonisch
sein, c) in Gegenwart von Protein und Elektrolyten stabil sein, d) für die Hämoglobinsynthese
leicht verfügbar sein, e) rasch resorbiert werden und dabei einen niedrigen Ausscheidungsbetrag
aufweisen, f) einen maximalen Eisengehalt in minimalen Volumen, d. h. 3 bis 501,
elementares Eisen in der Lösung aufweisen, g) geringe Giftigkeit besitzen, h) reproduzierbar
sein, i) lagerfähig sein.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines für die
Behandlung von Eisenmangel-Anämie geeigneten kolloidalen Ferrihydroxyd-D ex-
tran-Komplexes,
der in erster Linie zur intramuskulären Injektion dient, jedoch auch dem intravenösen
Gebrauch angepaßt werden kann und dessen Eisen ohne unerwünschte Nebenwirkungen
rasch vom Kreislauf absorbiert wird. Erfindungsgemäß kann man diesen kolloidalen
Eisen-Dextran-Komplex herstellen, indem man gegebenenfalls unter Erwärmen ein geeignetes,
durch seine Grundviskosität festgelegtes wasserlösliches Dextran, d. h. ein Dextran
mit dem ~ entsprechenden Molekulargewichtsbereich, in einer Lösung oder Suspension
einer der utengenannten Eisenverbindung löst und mit Alkali im Üb erschuß versetzt.
Falls nötig, wird dabei das p der Lösung anschließend auf einen Wert zwischen 4
und II eingestellt, wodurch das Präparat eine über eine angemessene Zeitdauer' bestehende
Stabilität erhält.
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Eine andere Möglichkeit besteht darin, das Dextran im Alkali zu lösen
und dann die Eisenverbindung in Lösung oder Suspension beizufügen, woraufhin das
Ganze wie oben weiterbehandelt wird. Zur Injektion, d. h. zum eigentlichen Gebrauch,
muß jedoch der p-Wert auf 5,5 bis 8,5, vorzugsweise auf 6,5, eingestellt werden.
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Das als Ausgangsmaterial für das Verfahren dienende, teilweise polymerisierte
Dextran wird gewonnen, indem man rohes Dextran in an sich bekannter Weise, z. B.
mit verdünnter Mineralsäure, hydrolysiert und aus der wäßrigen Lösung die einfacheren
Polymerformen mit wassermischbaren organischen -Flüssigkeiten, wie Methylalkohol,
Äthylalkohol oder Aceton, fraktioniert ausfällt. Die Abbauprodukte bestehen aus
polymerisierten Glucosemolekülen, die vorwiegend durch a-1 6 - in geringerem Umfang
auch durch a-1 : 4-Bindungen verbunden sind.
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Fraktionen dieser Art sind als Ausgangsmaterial für den Zweck der
Erfindung brauchbar; jedoch wird der Molekularbereich des erwähnten abgebauten Dextrans
weniger nach der physiologischen Wirkung, als vielmehr nach seinen physikalischen
Eigenschaften ausgezvählt.
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Es wurde gefunden, daß sich aus den Dextranfraktionen stabile Eisenlösungen
herstellen lassen, wenn deren Grundviskosität zwischen 0,025 und 0,5 liegt.
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Die Menge an stabilisiertem Eisen je Gewichtseinheit fraktioniertes
Dextran fällt jedoch mit dem Ansteigen der Grundviskosität des Dextranmoleküls.
Unter dem Ausdruck »Grundviskosität« wird der Grenzwert von rs,lc bei unendlicher
Verdünnung verstanden; Ns" ist dabei die spezifische Viskosität entsprechend x,
wobei ríq die relative Viskosität ist und der Buchstabe c die Konzentration des
gelösten Stoffes darsteIlt. Alle Bestimmungen sind bei 25° durchgeführt. Der Eisengehalt
einer Lösung, die als geeignet zur parenteralen Injektion bezeichnet werden kann,
beträgt aber mindestens 20/0. Bei der Herstellung eines stabilen Präparates für
klinische Zwecke darf daher die Grundviskosität des als Ausgangsmaterial gewählten
Dextrans eine obere Grenze von 0,2 nicht wesentlich übersteigen. Ein therapeutisch
brauchbares Präparat mit 3 bis 50/0 elementarem Eisen (entsprechend 6 bis In01,
Ferrihydroxyd) ist erhältlich mit Hilfe eines Dextrans mit einer Grundviskosität
von 0,03 bis o,o6, wenn der Gehalt an teilweise depolymerisiertem Dextran ungefähr
30 bis 50°/o beträgt.
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Man kann kolloidales Ferrihydroxyd in Gegenwart des fraktionierten
Dextrans herstellen, indem man eine wäßrige Lösung einer geeigneten Eisenverbindung
mit einer Lösung des Dextrans und einem geeigneten, wasserlöslichen Alkali im Überschuß
erhitzt.
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Geeignete Eisenverbindungen sind u. a. 1. Wasser lösliche Ferrisalze,
wie das Chlorid, Nitrat, Sulfat oder Acetat, und Doppelsalze, wie Ferriammoniumsulfat
oder deren glatte chemische Äquivalente; II. Ferrioxysalze, hergestellt durch Auflösen
von Feriihy&oxyd in einer Lösung eines Ferrisalzes, dialysierte Eisenlösung
DAB 6 und frisch gefälltes gewaschenes Ferrihydroxyd III. jede beliebige Ferriverbindung,
die, wenn sie in Gegenwart von Dextran alkalisch gemacht wird, zur Entstehung von
Ferrihydroxyd führt.
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Als ein geeignetes Alkali kommt insbesondere Natriumhydroxyd in Betracht,
jedoch sind auch andere Alkalien, wie die Hydroxyde des Lithiums, des Kaliums und
Ammoniums, brauchbar. Die Carbonate des Lithiums, Natriums und Kaliums und ihre
chemischen Äquivalente können ebenfalls verwendet werden.
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Stabile Präparate für die intramuskuläre Injektion können auch aus
Ferricitrat, Ferriammoniumcitrat und Ferriglycerophosphat erhalten werden; jedoch
hat es sich in diesen Fällen als vorteilhaft erwiesen, ein caustisches Alkali, beispielsweise
Natriumhydroxyd, zu verwenden, um das Gemisch während seiner Herstellung alkalisch
zu machen.
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Es wurde ferner gefunden, daß die kolloidalen, injizierbaren Eisenpräparate
nach der Erfindung annähernd blutisotonisch gemacht werden können und daß sie sich
von den als Nebenprodukte gleichzeitig gebildeten Elektrolyten mit Hilfe einer der
folgenden Methoden reinigen lassen: I. Man unterwirft ein Präparat nach der Erfindung
der Dialyse gegen laufendes Wasser, bis der gewünschte osmotische Druck erhalten
wird; II. man mischt ein Präparat nach der Erfindung mit einem geeigneten wassermischbaren
Lösungsmittel, wie Methyl- oder Äthylalkohol oder Aceton, in einer Menge, die ausreichend
ist, um das Kolloid abzuscheiden, trennt dieses von der Lösung ab und löst es wieder
in destilliertem Wasser zu der gewünschten Konzentration.
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Es kommt auch vor, daß ein nach dem Verfahren gemäß der Erfindung
erhaltenes parenterales Eisenpräparat leicht hypotonisch ist. So ist die Gefrierpunktsdepression
einer kolloidalen Lösung mit etwa 5 Olo elementarem Eisen, wie sie normalerweise
für die intramuskuläre Injektion hergestellt wird, gewöhnlich niedriger als 0,530.
In einem derartigen Fall kann man einen geeigneten, nicht giftigen Stoff, wie Natriumchlorid
oder Glucose, in geeigneter Menge zufügen, um die Gefrierpunktsdepression des Präparates
auf den Wert von 0,53" zu bringen.
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Das Sterilisieren der gemäß der Erfindung hergestellten Präparate
kann so durchgeführt werden, daß man die Präparate in ihren endgültigen Behältnissen,
beispielsweise m Ampullen, 30 Minuten in einem
Autoklav bei einem
Dampfdruck, der einer Temperatur von II5° entspricht, behandelt.
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Verfestigte Präparate, die sich durch Zufügen von destilliertem Wasser
augenblicklich wieder in kolloidale, injizierbare Eisenlösungen verwandeln lassen,
kann man erhalten, wenn man den hergestellten kolloidalen Lösungen Wasser entzieht,
z. B. durch Eindampfen unter vermindertem Druck oder dadurch, daß man das durch
das Ausfällen des Kolloids erhaltene Produkt abscheidet und anschließend das Wasser
entzieht, indem man ein geeignetes, wassermischbares Ldsungsmittel, wie Methylalkohol,
Äthylalkohol oder Aceton, beifügt.
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Das gemäß der Erfindung hergestellte Präparat zeigt bei der Prüfung
auf intravenöse Giftigkeit im Mäuseversuch beispielsweise einen LD50-Wert über 600
mg/kg. Dieses Ergebnis erweist sich als sehr günstig im Vergleich zu einem im Handel
erhältlichen Eisenoxydpräparat, das bei der Untersuchung unter gleichen Bedingungen
einen LDó0-Wert von 300 mg/kg aufwies.
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Bei der intramuskulären Injektion kann unbeschadet auch eine höhere
Dosis verabreicht werden.
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Es wurde festgestellt, daß, wenn die höchste praktisch in Betracht
kommende Menge, d. h. 5 cm3/kg (entsprechend 250 mg Fe/kg) injiziert wird, keines
der Versuchstiere (Mäuse oder Ratten) getötet wurde.
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Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern.
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Beispiel I Zu 25 g teilweise depolymerisiertem Dextran (Grundviskosität
0,07), gelöst in 50 cm3 Wasser, wurden I5 g Natriumhydroxyd in 25 cm3 Wasser und
daraufhin 40 cm3 30gewichtsprozentiges wäßriges Ferrichlorid zugefügt. Das Gemisch
wurde 15 Minuten zum Kochen erhitzt, worauf man es auf Zimmertemperatur abkühlen
ließ. Die ungelösten Feststoffe wurden dann durch Zentrifugieren entfernt und die
Lösung ungefähr 24 Stunden gegen fließendes Wasser dialysiert, wozu man einen Dialysierschlauch
aus Celluloseregenerat verwendet. Die dialysierte Lösung wurde unter vermindertem
Druck konzentriert. Die klare, stabile Lösung enthielt 4,15 0/o elementares Eisen.
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Das Produkt wurde nochmals filtriert und im Autoklav bei einem Überdruck
von 0,70 kg/cm2 30 Minuten sterilisiert. Der endgültige pE-Wert betrug 6,8. Für
das Präparat wurde, verglichen mit reinem Wasser, eine Gefrierpunktsdepression von
o,I8° gefunden, die nach Zugabe von o,6 Gewichtsprozent wäßriger Natriumchloridlösung
auf 0,600 erhöht wurde.
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Beim Mäuse versuch auf intravenöse Toxizität ergab sich ein LD50-Wert
von etwa 800 mg/kg.
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Beispiel 2 Zu 25 g teilweise depolymerisiertem Destran (Grundviskosität
0,05), gelöst in 50 cm3 Wasser, wurden 15 g Natriumhydroxyd in 25 cm3 Wasser und
anschließend 22 g Ferricitrat in 200 cm3 Wasser zugegeben. Das Gemisch wurde unter
Rühren etwa 2 Stunden auf 65" erwärmt und die resultierende dunkelrote Lösung filtriert
und gekühlt. Das filtrat wurde mit 950/0im Alkohol verrührt, der sirupartige Niederschlag
abgetrennt und in etwa 1 1 destilliertem Wasser wieder aufgelöst. Aus dieser wäßrigen
Lösung wurde das Material unter denselben Bedingungen wieder ausgefällt und erneut
in destilliertem Wasser gelöst. Die filtrierte wäßrige Lösung wurde unter vermindertem
Druck bei 45" eingedampft, bis sie noch 5 0/o Fe enthielt.
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PATENTANSPROCHE: 1. Verfahren zur Herstellung einer kolloidalen Eisenzubereitung,
dadurch gekennzeichnet, daß man eine Lösung eines geeigneten, vorwiegend I, 6-Glucosebindungen
enthaltenden wasserlöslichen Dextrans zusammen mit einer Lösung oder Suspension
einer oder mehrerer Eisenverbindungen, wie Ferrichlorid, -nitrat, -sulfat, -acetat,
Ferriammoniumsulfat, liquor ferri dialysati DAB 6 oder frisch gefälltes und gewaschenes
Ferrioxydhydrat, und einem geeigneten Alkali, wie Natriumhydroxyd, im Überschuß
zur Reaktion bringt, so daß sich eine kolloidale Lösung bildet, deren pll-Wert nach
dem Filtrieren gegebenenfalls auf ein pB zwischen 4 und -11 eingestellt wird.