EP2299975A1 - Preparation and iontophorectic device for the transdermal application of active ingredients - Google Patents

Preparation and iontophorectic device for the transdermal application of active ingredients

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Publication number
EP2299975A1
EP2299975A1 EP09777019A EP09777019A EP2299975A1 EP 2299975 A1 EP2299975 A1 EP 2299975A1 EP 09777019 A EP09777019 A EP 09777019A EP 09777019 A EP09777019 A EP 09777019A EP 2299975 A1 EP2299975 A1 EP 2299975A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
insulin
preparation
kit according
iontophoresis
kit
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09777019A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Koch
Christoph Schmitz
Rolf Pracht
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LTS Lohmann Therapie Systeme AG
Original Assignee
LTS Lohmann Therapie Systeme AG
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Filing date
Publication date
Application filed by LTS Lohmann Therapie Systeme AG filed Critical LTS Lohmann Therapie Systeme AG
Publication of EP2299975A1 publication Critical patent/EP2299975A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A61K9/50Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
    • A61K9/51Nanocapsules; Nanoparticles

Definitions

  • the present invention relates to a preparation and iontophoretic device for the transdermal delivery of active substances, in particular of human insulin.
  • Insulin a hypoglycemic, glycogen-degrading hormone of the pancreas, is the most important drug for the treatment of the disease diabetic mellitus, a sugar use disorder due to relative or absolute lack of insulin with concomitant disorder of fat and protein metabolism and damage to the liver, blood vessel and nervous system ,
  • insulin is a peptide and can therefore only be administered via parenteral routes in which no proteolytic processes take place, which would inevitably lead to decomposition of the insulin.
  • Administration via the gastrointestinal tract is unsuitable.
  • the subcutaneous injection has prevailed since its introduction, also because it is relatively inexpensive and well done by the patient himself.
  • syringe phobia In addition to the risk of infection, there are other problems for patients who suffer from a so-called syringe phobia. Therefore, other parenteral delivery options for insulin have been sought in recent decades. Most recently, in 2003, an inhaled system of insulin for the pulmonary
  • Transfersomes ® are certain lipid vesicles, ie closed hollow spheres in the nanometer range, consisting of one or more lipid bilayers, wherein highly purified lecithin as phospholipid forms the basic building block or the backbone of the spherical membrane. Transfersomes ® have towards their accumulatedver-turned liposomes from a high membrane flexibility and a strong liposome deformability, which apparently allows them to penetrate even into pores that are much smaller than they are. Since both the interiors of the spherical Transfersomes ® and Transfersomes ® as a kind of "shuttle" an interesting galenic dosage form for the dermal or transdermal transport route represent the interiors of the membranes themselves can be loaded with drugs.
  • kits comprising an iontophoresis device and an active ingredient-containing preparation, wherein the active-ingredient-containing preparation contains closed hollow bodies which are present as liposomes or micelles and contain an active substance from the group of peptides or proteins.
  • liposomally encapsulated insulin can be made available in a preparation of the transdermal absorption route by penetrating the liposomally encapsulated insulin into the skin via an "electric drive", for example by iontophoresis. permeates through the skin, although iontophoresis is not applicable as the most effective method of transdermal permeation enhancement of charged drugs, especially for insulin.
  • the insulin molecule In the direction of the body's interior or blood vessels, the insulin molecule would inevitably change the state of charge during a transdermal permeation route. The consequent consequence is a transport stop of the transdermal passage; the insulin would even migrate back towards the skin side applied drug part.
  • the insulin molecule Due to the pH gradient in the skin, the insulin molecule is initially neutral, the isoelectric point is indeed at a pH of 5.4, and then even increasingly negatively charged. As a result, the electromotive driving force of the iontophoresis in the sense of permeation through the skin no longer work; in the On the contrary, according to the laws of electromigration, the now negatively charged insulin would have to migrate back towards the positive electrode and thus to the drug reservoir.
  • the insulin molecule would already be in the outermost layer of skin, the stratum corneum or cornea, as a neutral molecule and can not continue to penetrate.
  • iontophoresis it is essential that the active substances to be transported are loaded.
  • peptides only those suitable as transdermal candidates for iontophoresis are those whose isoelectric point is at a pH ⁇ 4.0 or> 8.0.
  • the liposome-encapsulated insulin undergoes no change in its charge conditions during the transdermal penetration route, it is indeed encapsulated and thus electrically shielded and, secondly, probably not the electromigration of the actual transport mechanism Lontophoresis (migration of charged particles to their oppositely charged electrodes) is exploited, but the so-called electroosmosis, a process that arises as a concomitant or by-product when creating an electric field on the skin. Due to the different water content in the individual skin layers, a potential gradient is formed when an electric field is applied, which increases the permeability of the skin and causes the formation of a liquid flow through the skin. This is again responsible for the fact that during iontophoresis even uncharged, electrically neutral molecules, such as liposomal insulin, can increasingly penetrate into the skin [5].
  • FIG. 2 shows, for example, the degradation of insulin in a human skin sample comminuted by means of Ultra-Turrax treatment under the action of the skin's own proteases. After 8 hours de facto insulin is no longer detectable. It is therefore essential to protect insulin during its transdermal absorption route in particular against the attack of peptide-cleaving proteases.
  • Liposomes are spherical or ovoid structures of one or more concentric lipid bilayers with an aqueous interior, so-called lipid vesicles.
  • liposomes and micelles are understood as hollow bodies which are able to penetrate into the skin by means of iontophoresis or to permeate through the skin.
  • the diameter of the hollow body is usually in the range of 25 nm to 1 micron. Due to their stability, those with a diameter of 100 to 300 nm are preferably used.
  • the Transfersomes® mentioned in the introduction are likewise suitable as a special active substance-containing preparation for transdermal administration and are included in the application under the term liposomes.
  • liposomes are generated by suspending suitable lipids in aqueous solution.
  • suitable lipids for example, phosphatidylcholines (lecithins), phosphatidylethanolamines or phosphatidylserines (cephalins) are used for this purpose.
  • a dispersion of approximately equal closed liposomes is formed.
  • Such liposomes can also be produced, for example, by rapidly mixing an ethanol / lipid solution with water. If the lipid is injected through a thin needle into the aqueous solution, round liposomes of about 50 nm diameter are formed.
  • film method consists of generating a transparent on the inner wall of a round bottom flask by means of rotary evaporator, transparent lipid film. After dissolution of the film in suitable buffer solution become spontaneous produced multilamellar liposomes of different sizes. If the resulting multilamellar liposomal dispersion is extruded several times under pressure through, for example, a polycarbonate membrane of defined pore size, unipolar or oligolaminular liposomes characterized by a homogeneous size distribution are obtained. In principle, these methods are known to the person skilled in the art.
  • insulin or Insulinalanolga also the transdermal absorption route can be made accessible via iontophoresis by encapsulating it by micelle formation with ionic or nonionic surfactants.
  • Micelles are the arrangement of individual molecules into a larger association of mostly colloidal order of magnitude (association colloids) with ordered structure due to intermolecular forces.
  • micelle-forming molecules are particularly surfactant molecules such as fatty acids, bile acids, alkyl sulfates, fatty alcohol sulfates, fatty alcohol ethersulfate, sulfosuccinates, ⁇ -olefinsulfonates, isethionates, alkane and alkylbenzenesulfonates, saponins, quaternary ammonium salts, more preferably sodium dodecyl sulfate or sodium cholate.
  • surfactant molecules such as fatty acids, bile acids, alkyl sulfates, fatty alcohol sulfates, fatty alcohol ethersulfate, sulfosuccinates, ⁇ -olefinsulfonates, isethionates, alkane and alkylbenzenesulfonates, saponins, quaternary ammonium salts, more preferably sodium dodecyl sulfate or sodium cholate.
  • nonionic surfactants are polyethylene glycol ethers, phenol ethoxylates and alkylolamides, particularly preferably octylphenolpoly (ethylene glycol ether) io.
  • Micelle-forming molecules are characterized by containing a hydrophobic hydrocarbon and a hydrophilic group in the molecule.
  • other molecules can be incorporated in the interior of the associate formed as a result of selective adsorption, which then wetted as in the example of soaps, as oil droplets (lipophilic phase) for water (hydrophilic phase) and thus miscible in water can be.
  • the selected surfactants must be used at least in amounts corresponding to their so-called critical micelle formation.
  • critical micelle formation In the case of insulin or Insulinalanolga once the charges are masked in the molecule, so that for iontophoretic transport processes
  • the insulin molecule is protected by the outer protective sheath of the surrounding surfactant molecules from proteolytic degradation by the skin's own proteases.
  • the active ingredient-containing preparation is present, for example, as a solution, ointment, paste, foam or gel.
  • it may also contain further auxiliaries, such as lipids, water, alcohols, gel formers, emulsifiers, stabilizers and enhancers.
  • the preparation may also contain portions of active ingredient-containing hollow body with various active ingredients.
  • short-acting insulin or insulin analogues and insulin or insulin analogues can be administered with long-term effect in one application.
  • peptide (s) or protein (s), which display the hormone- or hormone-like action, in particular insulin or insulin analogues, can be made available transdermally for a sufficiently therapeutic application .
  • at least 10 international units or at least 350 ⁇ g of insulin are preferably bioavailable.
  • the content is determined either in vitro via the residual content (HPLC) in the skin after permeation end or directly in vivo via plasma determination or determination of the blood sugar level.
  • the preparation ideally still has at least 50% of its initial active ingredient content during its transdermal passage over a period of 5 hours. In this case, the content is determined in vitro again via the residual content (HPLC) in the skin after previous extraction, in vitro as a model for in vivo.
  • the invention is also suitable for administering physiologically highly active peptides which exhibit hormone- or hormone-like action (peptide hormones), including their derivatives or conjugates having an average molecular weight Mw of 300 to 1,000,000 (Dalton).
  • peptide hormones include their derivatives or conjugates having an average molecular weight Mw of 300 to 1,000,000 (Dalton).
  • the peptide hormones are oligo-, more often still to polypeptides (up to 100 amino acids), sometimes to higher molecular weight proteins (proteohormones).
  • the peptide and protein drugs can be used as free acids or bases.
  • the active ingredient may have an average molecular weight of less than 3,000 Da.
  • agents are, in particular, Abarelix, angiotensin II, anidulafungin, antide, argipressin, azalin and azalin B, bombesin antagonist, bradykinin, buserelin, cetrorelix, cyclosporin A, desmopressin, detirelix, enkephaline (Leu, Met) ganirelix, gonadorelin , Goserelin, growth hormone secretagogue, micafungin, nafarelin, leuprolide, leuprorelin, octreotide, orntide, oxytocin, ramorelix, secretin, somatotropin, terlipressin, tetracosactide, teverelix, triptorelin, thyroliberine, thyrotropin, vasopressin.
  • the active ingredient may have an average molecular weight of 3,000 to 10,000 Da.
  • active ingredients are, in particular, calcitonin, corticotropin, endorphins, epithelial growth factor, glucagon, insulin, novoline, parathyroid hormone, relaxin, pro-somatostatin, salmon secretin.
  • the active ingredient may have an average molecular weight of more than 10,000.
  • agents are in particular interferons (alpha, beta, gamma), interleukins (IL1, IL2), somatotropin, erytropoietin, tumor necrosis factor (TNF alpha, beta), relaxin, endorphin, Dornase alpha, folic stimulating hormone (FSH), human chorion gonadotropin (HCG), Human Growth Hormone Release Factor (hGRF), Luteinizing Hormone (LH) or Epidermal Growth Factor.
  • Table 1 summarizes all in vitro permeation results.
  • the in vitro permeation measurements of the systems according to the invention were carried out on the in vitro skin model of human full skin (FIGS. 1a and 1b) with the aid of modified Franz diffusion cells, equipped as an embodiment for iontophoresis.
  • As acceptor in all cases 0.025 molar HEPES buffer solution was used (HEPES: 2- [4- (2-hydroxyethyl) -1-piperazinyl] ethane sulfonic acid) adjusted to a pH of 7.4, and thermostated at 32 0 C.
  • FIG. 1a represents the in vitro experimental arrangement for the transdermal application of human insulin by combined use of iontophoresis and liposomal or micellar galenics.
  • FIG. 1b illustrates the effect of electroosmosis produced during use.
  • Ag / AgCl electrode as anode and cathode (active electrode and counter electrode).
  • Verum compartment anode or cathode present as a liposome or as a micelle.
  • Electrolyte layer as a conductivity improver for the verum part in the anode or cathode.
  • Liposomes or micelles electrically neutral or electrically negatively charged, containing human insulin.
  • electroosmosis a side effect of iontophoresis, created liquid flow, with the help of which only the insulin-containing liposomes can migrate or permeiern.
  • a DC generator was usually used (Hameg HM 7042-5, Hameg from Mainhausen, Germany), which was set to a constant current output of 500 uA / cm 2 absorption surface skin.
  • Full-area Ag / AgCl electrodes from NAIMco, Chattanooga (USA) were used as the electrode material.
  • the electrolyte reservoir of the counterelectrode (cathode or also anode) consisted of a 2% solution of hydroxypropylcellulose with 0.9% by weight addition of NaCl, which had a weight per unit area of 3 g / 30 cm 2 on a nonwoven consisting of nonwoven polyester fleece (Paramol N 260-300P, Fa.
  • the equipment as an anode or cathode was directed to the charge of the corresponding hollow body, about 200 mg of the corresponding insulin preparation were applied to the identical web of the counter electrode.
  • the edge consisted of a self-adhesive polyolefin foam ring (3M, type 1779). The duration of permeation or iontophoresis
  • Treatment was 5 hours for each of the experiments; in the case of the Transfersomes, the electrodes were each reversed after 2.5 h.
  • the contact between the cells is made by a silver wire as a bridge.
  • FIG. 2 shows the proteolytic degradation process of isolated insulin, ie the insulin is neither liposomally nor micellar encapsulated and in comparison thereto the markedly lower degradation of insulin which is protected from proteases by liposome or micelle formation.
  • FIGS. 3 and 4 show, by way of example, HPLC chromatograms of verum and placebo samples from the permeation studies for the insulin preparations, here for inventive example 1. In the placebo sample, no peak is detectable in the retention time range of insulin; Thus, the peak recognized as insulin is actually insulin, as evidenced by the chromatograms in Figure 4 (HPLC chromatogram of the corresponding standard insulin sample) and UV spectral comparison standard and verum sample (not shown here as a figure) becomes. The same could be shown for the other examples of the invention, therefore only once exemplified.
  • FIG. 3 shows insulin-liposome chromatograms (emission) of residual contents of human whole skin dissolved in 70%, 0.01 m hydrochloric acid ethanol, where verum (1) and placebo (2) are shown.
  • Table 1 Outcome summary Insulin iontophoresis experiments with various galenical preparations, each masking or masking the intrinsic charge of the insulin
  • FIG. 2 shows the proteolysis of insulin as a function of the contact time with in vitro human skin material.
  • the reduction in the micellar insulin sample (Triton-X 100 ® as a micelle-forming non-ionic surfactant) extends significantly slowed; here the insulin content is still well over 50% even after 8 hours of contact time. In this mean:
  • the same system can be used.
  • electrode material for example, full-surface Ag / AgCl electrodes from NAImco, Chattanooga (USA) are used, which are available in different sizes (1, 5 - 4 cm 2 ), are self-adhesive and equipped with a polyester fleece for holding the active ingredient preparations.
  • the active ingredient-containing preparation is housed either in the anodic or cathodic part of the iontophoresis device.
  • the electrolyte reservoir of the counterelectrode (cathode or anode), for example, again consists of a 2% solution of hydroxypropylcellulose with 0.9 wt .-% addition of sodium chloride, with a basis weight corresponding to 3 g / 30 cm 2 in or on the Application fleece of Naimco ® electrodes applied.
  • the corresponding electrodes ["Dispersive (Return) electrode] of the iontophoresis application kit (" ionto + plus ”) can also be used.
  • the permeation time or iontophoresis treatment should preferably not exceed a period of 5 hours, preferably after half the duration of the iontophoresis the electrodes are reversed polarity when externally electrically neutral hollow bodies are used, in the case of using liposomes and micelles with nonionic surfactants, the electrodes are reversed after 2.5 hours each after 5 hours of use.
  • a corresponding device As a power source with regulation or control of the current strength, a corresponding device are also used by the company NAImco.
  • Type "id 3 drug delivery device” which due to its size is fastened to the upper arm or above the wrist by means of Velcro straps, for example.
  • the electrodes are connected to the power generator via conventional cables with banana plug connection.
  • micellar preparation by means of sodium oxycholate
  • Tris / HCl buffer / glycerol / water mixture having the following composition is prepared (tris: 2-amino-2- (hydroxymethyl) -propane-1,3-diol or amino-tris ( hydroxymethyl) methane). 25.0 ml 0.5 M Tris / 1 M HCl 11, 5 mL Glycerol 63.5 mL Water
  • Inventive Example 2 Preparation of a micellar preparation by means of sodium dodecylsulfate The preparation is analogous to Invention Example 1 with the difference that instead of sodium oxycholate 2 g of sodium dodecyl sulfate are added. The batch is again stirred until complete dissolution of the insulin or for at least one hour at room temperature and then used directly for the Permeationsexperimente.
  • micellar preparation by Triton X-100 ® is prepared analogously to the invention example 1 with the difference that instead of sodium Oxycholat 323.5 mg Triton X-100 ® (corresponding to 5 mmol or 0.3%) are introduced , where only the Triton X-100 ® must be submitted, then it is filled with the buffer glycerol mixture.
  • the preparation is analogous to Invention Example 1 with the difference that no sodium oxycholate is entered.
  • the mixture is stirred again until complete dissolution of the insulin or for at least one hour at room temperature.

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Abstract

The present invention relates to an iontophorectic device and a composition comprising active ingredients for the transdermal release of active ingredients, particularly of human insulin. Insulin, a blood sugar-lowering hormone inhibiting glycogen breakdown of the pancreas, can be made available as the most important pharmaceutical for the therapy of diabetes mellitus via the transdermal resorption route.

Description

ZUBEREITUNG UND IONTOPHORETISCHE VORRICHTUNG FÜR DIE TRANSDERMALE PREPARATION AND IONTOPHORETIC DEVICE FOR THE TRANSDERMALE
ANWENDUNG VON WIRKSTOFFENAPPLICATION OF ACTIVE SUBSTANCES
Beschreibung:Description:
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zubereitung und lontophoretische Vorrichtung zur transdermalen Abgabe von Wirkstoffen, insbesondere von Human-Insulin.The present invention relates to a preparation and iontophoretic device for the transdermal delivery of active substances, in particular of human insulin.
Insulin, ein blutzuckersenkendes, den Glykogenabbau hemmendes Hormon der Bauchspeicheldrüse, ist das wichtigste Medikament für die Therapie der Krankheit Diabetis mellitus, einer Zuckerverwertungsstörung infolge relativen oder absoluten Mangels an Insulin mit begleitender Störung des Fett- und Eiweißstoffwechsels sowie Schäden an Leber, Blutgefäß- und Nervensystem.Insulin, a hypoglycemic, glycogen-degrading hormone of the pancreas, is the most important drug for the treatment of the disease diabetic mellitus, a sugar use disorder due to relative or absolute lack of insulin with concomitant disorder of fat and protein metabolism and damage to the liver, blood vessel and nervous system ,
Aufgrund seiner chemischen Natur ist Insulin ein Peptid und kann deshalb nur über parenterale Wege appliziert werden, in denen keine proteolytischen Prozesse stattfinden, die unweigerlich zu einer Zersetzung des Insulins führen würden. Eine Verabreichung über den Gastrointestinaltrakt ist ungeeignet. Als bevorzugter Applikationsweg für Insulin hat sich seit dessen Einführung die subkutane Injektion durchgesetzt, auch weil sie relativ kostengünstig und vom Patienten gut selber durchführbar ist. Neben der Infektionsgefahr, gibt es weitere Probleme für Patienten, die unter einer sogenannten Spritzenphobie leiden. Deshalb wurde in den letzten Jahrzehnten nach anderen parenteralen Abgabemöglichkeiten für Insulin gesucht. Zuletzt wurde im Jahr 2003 ein Inhalationssystem von Insulin für den pulmonalenDue to its chemical nature, insulin is a peptide and can therefore only be administered via parenteral routes in which no proteolytic processes take place, which would inevitably lead to decomposition of the insulin. Administration via the gastrointestinal tract is unsuitable. As a preferred route of administration for insulin, the subcutaneous injection has prevailed since its introduction, also because it is relatively inexpensive and well done by the patient himself. In addition to the risk of infection, there are other problems for patients who suffer from a so-called syringe phobia. Therefore, other parenteral delivery options for insulin have been sought in recent decades. Most recently, in 2003, an inhaled system of insulin for the pulmonary
Resorptionsweg vorgestellt, jedoch wurde dieses System nach seiner Einführung sehr schnell wieder vom Markt genommen. Ein anderer Weg, der in den letzten Jahren immer wieder Gegenstand zahlreicher Forschungsarbeiten war, ist die transdermale Resorptionsroute. Da das Insulinmolekül aufgrund seiner physikochemischen Eigenschaften die Hautpermeations-barriere nicht überwinden kann, mit 5700 Dalton hat es z.B. ein viel zu großes Molekülgewicht, hat man versucht, Insulin mittels liposomaler Zubereitungen in Form sogenannter Transfersomen® durch die Haut in den Blutkreislauf zu bringen. [1] Transfersomen® sind bestimmte Lipidvesikel, d.h. geschlossene Hohlkugeln im Nanometerbereich, bestehend aus einer oder mehreren Lipiddoppelschichten, wobei hochgereinigtes Lecithin als Phospholipid den Grundbaustein bzw. das Grundgerüst der kugelförmigen Membran bildet. Transfersomen® weisen gegenüber ihren aufbauver-wandten Liposomen eine hohe Membranflexibilität und damit eine starke Liposomen-deformierbarkeit aus, die es ihnen scheinbar ermöglicht, sogar in Poren einzudringen, die viel kleiner sind als sie selbst. Da sowohl die Innenräume der kugelförmigen Transfersomen® als auch die Innenräume der Membranen selbst mit Arzneistoffen beladen werden können, stellen Transfersomen® als eine Art „Shuttle" eine interessante galenische Darreichungsform für die dermale oder transdermale Transportroute dar.Resorptionsweg presented, however, this system was taken after its introduction very quickly withdrawn from the market. Another path that has been the subject of much research in recent years is the transdermal route of absorption. Since the insulin molecule can not overcome the skin permeation barrier due to its physicochemical properties, for example at 5700 daltons it has too large a molecular weight, attempts have been made to bring insulin through the skin into the bloodstream by means of liposomal preparations in the form of so-called Transfersomes ® . [1] Transfersomes ® are certain lipid vesicles, ie closed hollow spheres in the nanometer range, consisting of one or more lipid bilayers, wherein highly purified lecithin as phospholipid forms the basic building block or the backbone of the spherical membrane. Transfersomes ® have towards their aufbauver-turned liposomes from a high membrane flexibility and a strong liposome deformability, which apparently allows them to penetrate even into pores that are much smaller than they are. Since both the interiors of the spherical Transfersomes ® and Transfersomes ® as a kind of "shuttle" an interesting galenic dosage form for the dermal or transdermal transport route represent the interiors of the membranes themselves can be loaded with drugs.
Ob Liposomen bzw. Transfersomen® tatsächlich zu einer verstärkten dermalen Wirkstoffpenetration gegenüber herkömmlicher galenischer Zubereitungen führen, ist aber in der Fachliteratur sehr umstritten und wird auch teils mit konträren Beispielen belegt. So zeigten die Autoren in [2], dass gerade große hydrophile Moleküle, wie das Protein Insulin, Wachstumshormone oder Cyclosporin nicht mittels Transfersomen® in die Haut penetrieren können. Eigene in vitro-Permeationsstudien mit Insulin, gekapselt in einer transfersomähnlichen Zubereitung, konnten keinen Beweis für eine „Shuttle'-Wirkung erbringen; weder im Akzeptorteil unter der Haut (Franz-Diffusionszelle) noch in der Haut selbst konnten messbare Spuren von Insulin (Massenspektroskopie) gefunden werden. Die Aussage der Autoren in [1] darf auch deshalb bezweifelt werden, da eine humane Klinikstudie mit liposomal zubereitetem Insulin für die transdermale Applikation, durchgeführt von der Anmelderin, ein negatives Ergebnis zu Tage brachte. [3]Whether liposomes or Transfersomes ® actually lead to an increased dermal active ingredient penetration compared to conventional galenic preparations, but is in the literature very controversial and is also partly proven by contrary examples. For example, the authors showed in [2] that large hydrophilic molecules, such as the protein insulin, growth hormone or cyclosporin, can not penetrate into the skin via Transfersomes ® . Own in vitro permeation studies with insulin encapsulated in a transferoma-like preparation failed to provide evidence for a shuttle effect; neither in the acceptor part under the skin (Franz diffusion cell) nor in the skin itself could measurable traces of insulin (mass spectroscopy) be found. The statement of the authors in [1] may also be doubted because a humane clinical study with liposomally prepared insulin for transdermal application, carried out by the applicant, brought a negative result to light. [3]
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und Peptide oder Proteine, insbesondere große hydrophile Moleküle, wie beispielsweise Wachstumshormone oder Cyclosporin und insbesondere das Protein Insulin, effektiv, aber auch kostengünstig in geeigneter Weise für die transdermale Verabreichung zur Verfügung zu stellen. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Kit umfassend eine lontophorese-Vorrichtung und eine wirkstoffhaltige Zubereitung, wobei die wirkstoffhaltige Zubereitung geschlossene Hohlkörper enthält, welche als Liposomen oder Micellen vorliegen und einen Wirkstoff aus der Gruppe der Peptide oder Proteine enthalten.It was an object of the present invention to overcome the disadvantages of the prior art and to provide peptides or proteins, in particular large hydrophilic molecules, such as growth hormones or cyclosporin and in particular the protein insulin, effectively, but also cost-effectively, suitable for transdermal administration put. The object is achieved by a kit comprising an iontophoresis device and an active ingredient-containing preparation, wherein the active-ingredient-containing preparation contains closed hollow bodies which are present as liposomes or micelles and contain an active substance from the group of peptides or proteins.
Um so überraschender konnte in der vorliegenden Erfindung gezeigt werden, dass beispielsweise liposomal verkapseltes Insulin in einer Zubereitung der transdermalen Resorptionsroute zugänglich gemacht werden kann, indem man das liposomal verkapseltes Insulin über einen „elektrischen Antrieb", beispielsweise durch lontophorese, in die Haut penetrieren bzw. durch die Haut permeieren lässt, obwohl die lontophorese als effektivste Methode der transdermalen Permeationssteigerung geladener Arzneistoffe gerade für Insulin nicht anwendbar ist. [4]All the more surprisingly it could be shown in the present invention that, for example, liposomally encapsulated insulin can be made available in a preparation of the transdermal absorption route by penetrating the liposomally encapsulated insulin into the skin via an "electric drive", for example by iontophoresis. permeates through the skin, although iontophoresis is not applicable as the most effective method of transdermal permeation enhancement of charged drugs, especially for insulin. [4]
Der isoelektrische Punkt (isoelektrischer Punkt = pH-Wert, an dem Ladungsausgleich vorliegt, d.h. die Konzentration des Anions ist gleich der des Kations eines Ampholyten) von Insulin liegt bei einem pH-Wert von 5,4; d.h. bei einem pH-Wert < 5,4 trägt das Insulin-Molekül eine positive Ladung (= Kation), während es bei einem pH-Wert > 5,4 negativ (= Anion) geladen ist. Da in der Haut ein pH-Gradient existiert, auf der Hautoberfläche liegt ein pH-Wert von 5,2 vor, der sich immer mehr dem physiologischen pH-Wert von 7,4 annähert, je tiefer man sich durch die Haut inThe isoelectric point (isoelectric point = pH at which charge balance exists, i.e. the concentration of the anion is equal to that of the cation of an ampholyte) of insulin is at a pH of 5.4; i.e. at a pH <5.4, the insulin molecule carries a positive charge (= cation), while at a pH> 5.4 it is negative (= anion). Since there is a pH gradient in the skin, there is a pH of 5.2 on the surface of the skin, which gradually approaches the physiological pH of 7.4, the deeper one gets through the skin
Richtung Körperinneres bzw. Blutgefäße bewegt, würde das Insulinmolekül während einer transdermalen Permeationsroute unweigerlich den Ladungszustand wechseln. Die daraus folgende Konsequenz ist ein Transportstopp der transdermalen Passage; wobei das Insulin sogar wieder in Richtung hautseitig applizierten Wirkstoffteil zurückwandern würde.In the direction of the body's interior or blood vessels, the insulin molecule would inevitably change the state of charge during a transdermal permeation route. The consequent consequence is a transport stop of the transdermal passage; the insulin would even migrate back towards the skin side applied drug part.
Angenommen, der pH-Wert im Insulin wäre auf 4,0 eingestellt, würde Insulin als Kation vorliegen und könnte zunächst in die Haut penetrieren, vorausgesetzt, die Aktiv- Elektrode über dem Insulin ist als positive Elektrode (= Anode) geschaltet.Assuming that the pH in insulin was set to 4.0, insulin would be present as a cation and could first penetrate into the skin, provided that the active electrode above the insulin is connected as a positive electrode (= anode).
Durch den pH-Gradienten in der Haut wird das Insulin-Molekül aber zunächst neutral, der isoelektrische Punkt liegt ja bei einem pH von 5,4, um dann sogar zunehmend negativ geladen zu werden. Dadurch kann die elektromotorische Antriebskraft der lontophorese im Sinne einer Permeation durch die Haut nicht mehr wirken; im Gegenteil, das jetzt negativ geladene Insulin müsste nach den Gesetzen der Elektromigration wieder in Richtung der positiven Elektrode und damit zum Wirkstoffreservoir zurück wandern.Due to the pH gradient in the skin, the insulin molecule is initially neutral, the isoelectric point is indeed at a pH of 5.4, and then even increasingly negatively charged. As a result, the electromotive driving force of the iontophoresis in the sense of permeation through the skin no longer work; in the On the contrary, according to the laws of electromigration, the now negatively charged insulin would have to migrate back towards the positive electrode and thus to the drug reservoir.
Im umgekehrten Fall, d.h. die Aktiv-Elektrode über dem Insulin wäre als negative Elektrode (= Kathode) geschaltet und der pH-Wert der Insulin-Zubereitung ist gleich oder geringfügig > 7 (ab einem pH-Wert von >8,5 treten Hautreizungen auf) , so dass Insulin negativ geladen wäre, sind die Wanderungs- bzw. Transportverhältnisse ähnlich; das Insulin-Molekül würde schon in der äußersten Hautschicht, dem Stratum corneum oder Hornhaut, als neutrales Molekül vorliegen und nicht mehr weiterpenetrieren können. Für einen Stofftransport mittels lontophorese ist es unerlässlich, dass die zu transportierenden Wirkstoffe geladen sind. Im Falle von Peptiden gilt, dass sich nur solche als transdermale Kandidaten für die lontophorese eignen, deren isoelektrischer Punkt bei einem pH < 4,0 oder > 8,0 liegt. [4]In the opposite case, i. the active electrode above the insulin would be switched as a negative electrode (= cathode) and the pH of the insulin preparation is equal to or slightly> 7 (from a pH of> 8.5 skin irritation occurs), so that insulin would be negatively charged, the migration or transport conditions are similar; The insulin molecule would already be in the outermost layer of skin, the stratum corneum or cornea, as a neutral molecule and can not continue to penetrate. For substance transport by means of iontophoresis, it is essential that the active substances to be transported are loaded. In the case of peptides, only those suitable as transdermal candidates for iontophoresis are those whose isoelectric point is at a pH <4.0 or> 8.0. [4]
Im Fall der vorliegenden Erfindung wird dieses Problem dadurch überwunden, dass zum einen das liposomal verkapseltes Insulin während der transdermalen Penetrationsroute keine Änderung seiner Ladungsverhältnisse erfährt, es ist ja verkapselt und damit elektrisch abgeschirmt und zum anderen für den eigentlichen Transport-Mechanismus vermutlich nicht die Elektromigration der lontophorese (Wanderung geladener Teilchen zu ihren entgegengesetzt geladenen Elektroden ) ausgenutzt wird, sondern die sogenannte Elektroosmose, ein Prozess, die als Begleiterscheinung bzw. Nebenprodukt beim Anlegen eines elektrischen Feldes auf der Haut entsteht. Durch den unterschiedlichen Wassergehalt in den einzelnen Hautschichten bildet sich beim Anlegen eines elektrischen Feldes ein Potentialgradient aus, der die Permeabilität der Haut erhöht und die Ausbildung eines Flüssigkeitsstromes durch die Haut hindurch bewirkt. Dieser wird wiederum dafür verantwortlich gemacht, dass während der lontophorese auch ungeladene, elektrische neutrale Moleküle, wie beispielsweise liposomales Insulin verstärkt in die Haut penetrieren können [5].In the case of the present invention, this problem is overcome by the fact that on the one hand, the liposome-encapsulated insulin undergoes no change in its charge conditions during the transdermal penetration route, it is indeed encapsulated and thus electrically shielded and, secondly, probably not the electromigration of the actual transport mechanism Lontophoresis (migration of charged particles to their oppositely charged electrodes) is exploited, but the so-called electroosmosis, a process that arises as a concomitant or by-product when creating an electric field on the skin. Due to the different water content in the individual skin layers, a potential gradient is formed when an electric field is applied, which increases the permeability of the skin and causes the formation of a liquid flow through the skin. This is again responsible for the fact that during iontophoresis even uncharged, electrically neutral molecules, such as liposomal insulin, can increasingly penetrate into the skin [5].
Allein mittels lontophorese ist die transdermale Route von Insulin oder Insulinanaloga auch deshalb sehr erschwert und ohne therapeutische Relevanz [6], da proteolytische Zersetzungsreaktionen durch in der Haut vorkommende Proteasen eine große Rolle spielen. In Figur 2 wird beispielsweise der Abbau von Insulin in einer mittels Ultra- Turrax-Behandlung zerkleinerten Humanhautprobe unter der Einwirkung von hauteigenen Proteasen gezeigt. Nach 8 Stunden ist de facto kein Insulin mehr nachweisbar. Es ist deshalb unerlässlich, Insulin während seiner transdermalen Resorptionsroute insbesondere auch vor dem Angriff peptidspaltender Proteasen zu schützen. Als Liposomen werden kugelförmige oder ovoide Gebilde aus einer oder mehreren konzentrischen Lipid-Doppelschichten mit wässrigem Innenraum verstanden, sogenannte Lipidvesikel.Alone by means of iontophoresis, the transdermal route of insulin or insulin analogues is therefore very difficult and without therapeutic relevance [6] since proteolytic decomposition reactions by proteases occurring in the skin play a major role play. FIG. 2 shows, for example, the degradation of insulin in a human skin sample comminuted by means of Ultra-Turrax treatment under the action of the skin's own proteases. After 8 hours de facto insulin is no longer detectable. It is therefore essential to protect insulin during its transdermal absorption route in particular against the attack of peptide-cleaving proteases. Liposomes are spherical or ovoid structures of one or more concentric lipid bilayers with an aqueous interior, so-called lipid vesicles.
Die Form der Liposomen ist für den Gegenstand der Erfindung letztendlich unerheblich und kann von der Kugelform deutlich abweichen. Im Sinne der vorliegenden Erfindung werden Liposomen und Micellen als Hohlkörper verstanden, die in der Lage sind, mittels Jontophorese in die Haut zu penetrieren bzw. durch die Haut zu permeieren. Der Durchmesser der Hohlkörper liegt üblicherweise im Bereich von 25 nm bis 1 μm. Aufgrund ihrer Stabilität werden bevorzugt solche mit einem Durchmesser von 100 bis 300 nm eingesetzt.The shape of the liposomes is ultimately irrelevant to the subject invention and may differ significantly from the spherical shape. For the purposes of the present invention, liposomes and micelles are understood as hollow bodies which are able to penetrate into the skin by means of iontophoresis or to permeate through the skin. The diameter of the hollow body is usually in the range of 25 nm to 1 micron. Due to their stability, those with a diameter of 100 to 300 nm are preferably used.
Die im Vortext angesprochenen Transfersomen® sind im Sinne dieser Erfindung ebenfalls als spezielle wirkstoffhaltige Zubereitung für die Transdermale Verabreichung geeignet und werden unter dem Begriff Liposomen in der Anmeldung mitgeführt. Beispielsweise ist die Herstellung von Transfersomen® in der DE 44 47 287 C1 angegeben, deren Offenbarungsinhalt Bestandteil dieser Beschreibung ist. Üblicherweise werden Liposomen durch Suspendieren geeigneter Lipide in wäßriger Lösung erzeugt. Dazu werden beispielsweise Phosphatidylcholine (Lecithine), Phosphatidylethanolamine oder Phosphatidylserine (Kephaline) eingesetzt. Durch Behandlung dieser Mischung mit Ultraschall entsteht eine Dispersion von ungefähr gleich großen geschlossenen Liposomen. Solche Liposomen lassen sich beispielsweise auch dadurch erzeugen, daß man eine Ethanol/Lipid-Lösung rasch mit Wasser mischt. Wird das Lipid durch eine dünne Nadel in die wässrige Lösung eingespritzt, entstehen runde Liposomen von ca. 50 nm Durchmesser.Within the meaning of this invention, the Transfersomes® mentioned in the introduction are likewise suitable as a special active substance-containing preparation for transdermal administration and are included in the application under the term liposomes. For example, the preparation of Transfersomen® in DE 44 47 287 C1, whose disclosure content is an integral part of this description. Usually, liposomes are generated by suspending suitable lipids in aqueous solution. For example, phosphatidylcholines (lecithins), phosphatidylethanolamines or phosphatidylserines (cephalins) are used for this purpose. By treating this mixture with ultrasound, a dispersion of approximately equal closed liposomes is formed. Such liposomes can also be produced, for example, by rapidly mixing an ethanol / lipid solution with water. If the lipid is injected through a thin needle into the aqueous solution, round liposomes of about 50 nm diameter are formed.
Eine weitere Methode (Filmmethode) besteht durch Erzeugung eines auf der Innenwand eines Rundkolbens mittels Rotationsverdampfer homogenen, transparenten Lipidfilms. Nach Auflösen des Films in geeigneter Pufferlösung werden spontan multilamellare Liposomen unterschiedlicher Größe erzeugt. Wenn die resultierende multilamellare Liposomen-Dispersion mehrfach unter Druck durch beispielsweise eine Polycarbonatmembran mit definierter Porengröße extrudiert wird, erhält man uni- oder oligolamellare Liposomen, die durch eine homogene Größenverteilung gekennzeichnet sind. Grundsätzlich sind diese Methoden dem Fachmann bekannt.Another method (film method) consists of generating a transparent on the inner wall of a round bottom flask by means of rotary evaporator, transparent lipid film. After dissolution of the film in suitable buffer solution become spontaneous produced multilamellar liposomes of different sizes. If the resulting multilamellar liposomal dispersion is extruded several times under pressure through, for example, a polycarbonate membrane of defined pore size, unipolar or oligolaminular liposomes characterized by a homogeneous size distribution are obtained. In principle, these methods are known to the person skilled in the art.
Des Weiteren konnte überraschend festgestellt werden, dass Insulin oder Insulinalanolga außerdem der transdermalen Resorptionsroute über lontophorese zugänglich gemacht werden kann, indem man es durch Micellbildung mit ionischen oder auch nichtionischen Tensiden kapselt. Unter Micellen versteht man die Anordnung von einzelnen Molekülen zu einem größeren Verband von meist kolloidaler Größenordnung (Assoziationskolloiden) mit geordneter Struktur infolge zwischenmolekularer Kräfte.Furthermore, it has surprisingly been found that insulin or Insulinalanolga also the transdermal absorption route can be made accessible via iontophoresis by encapsulating it by micelle formation with ionic or nonionic surfactants. Micelles are the arrangement of individual molecules into a larger association of mostly colloidal order of magnitude (association colloids) with ordered structure due to intermolecular forces.
Als micellbildende Moleküle kommen besonders Tensidmoleküle wie beispielsweise Fettsäuren, Gallensäuren, Alkylsulfate, Fettalkoholsulfate, Fettalkohol-ethersulfate, Sulfosuccinate, α-Olefinsulfonate, Isethionate, Alkan- und Alkylbenzen-sulfonate, Saponine, quartäre Ammoniumsalze, besonders bevorzugt Natrium-Dodecylsulfat oder Natrium-Cholat.As micelle-forming molecules are particularly surfactant molecules such as fatty acids, bile acids, alkyl sulfates, fatty alcohol sulfates, fatty alcohol ethersulfate, sulfosuccinates, α-olefinsulfonates, isethionates, alkane and alkylbenzenesulfonates, saponins, quaternary ammonium salts, more preferably sodium dodecyl sulfate or sodium cholate.
Als Beispiele für nichtionogene Tenside kommen Polyethylenglycolether, Phenol- ethoxylate und Alkylolamide in Betracht, besonders bevorzugt Octylphenolpoly(ethylenglycolether)io. Micellbildende Moleküle zeichnen sich dadurch aus, dass sie einen hydrophoben Kohlenwasserstoff und eine hydrophile Gruppe im Molekül enthalten. Im Fall der Herausbildung von Kugel- oder Stäbchenmicellen können im Inneren des gebildeten Assoziates andere Moleküle infolge selektiver Adsorption eingelagert werden, die dann wie im Beispiel von Seifen, als Öltröpfchen (lipophile Phase) für Wasser (hydrophile Phase) benetzbar und damit in Wasser mischbar gemacht werden können.Suitable examples of nonionic surfactants are polyethylene glycol ethers, phenol ethoxylates and alkylolamides, particularly preferably octylphenolpoly (ethylene glycol ether) io. Micelle-forming molecules are characterized by containing a hydrophobic hydrocarbon and a hydrophilic group in the molecule. In the case of the formation of spherical or rod-shaped micelles, other molecules can be incorporated in the interior of the associate formed as a result of selective adsorption, which then wetted as in the example of soaps, as oil droplets (lipophilic phase) for water (hydrophilic phase) and thus miscible in water can be.
Für eine wirksame Micellbildung müssen die ausgewählten Tenside mindestens in solchen Mengen eingesetzt werden, die ihrer sogenannten kritischen Micellbildung entsprechen. Im Fall von Insulin oder Insulinalanolga werden einmal die Ladungen im Molekül überdeckt bzw. maskiert, so dass der für iontophoretische Transportvorgänge durch Humanhaut ungünstige isoelektrische Punkt ausgeschaltet wird und zum anderen das Insulinmolekül durch die äußere Schutzhülle der es umgebenden Tensidmoleküle vor dem proteolytischen Abbau durch hauteigene Proteasen geschützt ist.For effective micelle formation, the selected surfactants must be used at least in amounts corresponding to their so-called critical micelle formation. In the case of insulin or Insulinalanolga once the charges are masked in the molecule, so that for iontophoretic transport processes On the other hand, the insulin molecule is protected by the outer protective sheath of the surrounding surfactant molecules from proteolytic degradation by the skin's own proteases.
Die wirkstoffhaltige Zubereitung liegt beispielsweise als Lösung, Salbe, Paste, Schaum oder Gel vor. Sie kann neben den wirkstoffhaltigen Hohlkörpern noch weitere Hilfsstoffe wie Lipide, Wasser, Alkohole, Gelbildner Emulgatoren, Stabilisatroren und Enhancer enthalten. Die Zubereitung kann auch Anteile wirkstoffhaltiger Hohlkörper mit verschiedenen Wirkstoffen enthalten. Damit kann beispielsweise kurzwirksames Insulin bzw. Insulinanaloga und Insulin bzw. Insulinanaloga mit Langzeitwirkung in einer Anwendung verabreicht werden.The active ingredient-containing preparation is present, for example, as a solution, ointment, paste, foam or gel. In addition to the active substance-containing hollow bodies, it may also contain further auxiliaries, such as lipids, water, alcohols, gel formers, emulsifiers, stabilizers and enhancers. The preparation may also contain portions of active ingredient-containing hollow body with various active ingredients. Thus, for example, short-acting insulin or insulin analogues and insulin or insulin analogues can be administered with long-term effect in one application.
Erst durch die Kombination von lontophorese sowie liposomaler und/oder micellbildender Galenik gelingt es Peptid(e) oder Protein(e), die die Hormon- oder Hormon-ähnliche Wirkung entfalten, insbesondere Insulin oder Insulinanaloga, transdermal für eine hinreichend therapeutische Anwendung verfügbar zu machen. Bevorzugt sind erfindungsgemäß mindestens 10 internationale Einheiten oder mindestens 350 μg an Insulin bioverfügbar. Die Gehaltsbestimmung erfolgt entweder in vitro über den Restgehalt (HPLC) in der Haut nach Permeationsende oder direkt in vivo über Plasmabestimmung bzw. Bestimmung des Blutzuckerspiegels. Die Zubereitung weist idealerweise während seiner transdermalen Passage in einem Zeitraum von 5 Stunden noch mindestens 50% von seinem Ausgangsgehalt an Wirkstoff auf. Die Gehaltsbestimmung erfolgt hier in vitro wieder über den Restgehalt (HPLC) in der Haut nach vorgeschalteter Extraktion, wobei in vitro als Modell für in vivo steht.It is only through the combination of iontophoresis and liposomal and / or micelle-forming galenics that peptide (s) or protein (s), which display the hormone- or hormone-like action, in particular insulin or insulin analogues, can be made available transdermally for a sufficiently therapeutic application , According to the invention, at least 10 international units or at least 350 μg of insulin are preferably bioavailable. The content is determined either in vitro via the residual content (HPLC) in the skin after permeation end or directly in vivo via plasma determination or determination of the blood sugar level. The preparation ideally still has at least 50% of its initial active ingredient content during its transdermal passage over a period of 5 hours. In this case, the content is determined in vitro again via the residual content (HPLC) in the skin after previous extraction, in vitro as a model for in vivo.
Neben der transdermalen Verabreichung von Insulin oder Insulinanaloga eignet sich die Erfindung gleichfalls zur Verabreichung physiologisch hochaktiver Peptide, die Hormon- oder Hormon-ähnliche Wirkung entfalten (Peptid-Hormone), einschließlich deren Derivate oder Konjugate mit einem mittleren Molekulargewicht Mw von 300 bis 1.000.000 (Dalton). Im Allgemeinen handelt es sich bei den Peptid-Hormonen um Oligo-, häufiger noch um Polypeptide (mit bis zu 100 Aminosäuren), zuweilen auch um höhermolekulare Proteine (Proteohormone). Die Peptid- und Protein-Wirkstoffe können als freie Säuren oder Basen eingesetzt werden.In addition to the transdermal administration of insulin or insulin analogues, the invention is also suitable for administering physiologically highly active peptides which exhibit hormone- or hormone-like action (peptide hormones), including their derivatives or conjugates having an average molecular weight Mw of 300 to 1,000,000 (Dalton). In general, the peptide hormones are oligo-, more often still to polypeptides (up to 100 amino acids), sometimes to higher molecular weight proteins (proteohormones). The peptide and protein drugs can be used as free acids or bases.
Der Wirkstoff kann ein mittleres Molekulargewicht von kleiner 3.000 Da haben. Beispiele für solche Wirkstoffe sind insbesondere Abarelix, Angiotensin II, Anidulafungin, Antide, Argipressin, Azalin und Azalin B, Bombesin-Antagonist, Bradykinin, Buserelin, Cetrorelix, Ciclosporin A, Desmopressin, Detirelix, Enkephaline (Leu-, Met-) Ganirelix, Gonadorelin, Goserelin, Growthhormone-Secretagogue, Micafungin, Nafarelin, Leuprolide, Leuprorelin, Octreotid, Orntide, Oxytocin, Ramorelix, Sekretin, Somatotropin, Terlipressin, Tetracosactid, Teverelix, Triptorelin, Thyroliberin, Thyrotropin, Vasopressin.The active ingredient may have an average molecular weight of less than 3,000 Da. Examples of such agents are, in particular, Abarelix, angiotensin II, anidulafungin, antide, argipressin, azalin and azalin B, bombesin antagonist, bradykinin, buserelin, cetrorelix, cyclosporin A, desmopressin, detirelix, enkephaline (Leu, Met) ganirelix, gonadorelin , Goserelin, growth hormone secretagogue, micafungin, nafarelin, leuprolide, leuprorelin, octreotide, orntide, oxytocin, ramorelix, secretin, somatotropin, terlipressin, tetracosactide, teverelix, triptorelin, thyroliberine, thyrotropin, vasopressin.
Der Wirkstoff kann ein mittleres Molekulargewicht von 3.000 bis 10.000 Da haben. Beispiele für solche Wirkstoffe sind insbesondere Calcitonin, Corticotropin, Endorphine, Epithelial growth factor, Glucagon, Insulin, Novolin, Parathyroid hormon, Relaxin, Pro- Somatostatin, Salmon Secretin.The active ingredient may have an average molecular weight of 3,000 to 10,000 Da. Examples of such active ingredients are, in particular, calcitonin, corticotropin, endorphins, epithelial growth factor, glucagon, insulin, novoline, parathyroid hormone, relaxin, pro-somatostatin, salmon secretin.
Der Wirkstoff kann ein mittleres Molekulargewicht von mehr als 10.000 haben. Beispiele für solche Wirkstoffe sind insbesondere Interferone (alpha, beta, gamma), Interleukine (IL1 , IL2), Somatotropin, Erytropoietin, Tumornekrosefaktor (TNF alpha, beta), Relaxin, Endorphin, Dornase alpha, Folikel stimulierendes Hormon (FSH), Human chorion gonadotropin (HCG), Human Growth Hormone Release factor (hGRF), Luteinisierendes Hormon (LH) oder Epidermal Growth Factor.The active ingredient may have an average molecular weight of more than 10,000. Examples of such agents are in particular interferons (alpha, beta, gamma), interleukins (IL1, IL2), somatotropin, erytropoietin, tumor necrosis factor (TNF alpha, beta), relaxin, endorphin, Dornase alpha, folic stimulating hormone (FSH), human chorion gonadotropin (HCG), Human Growth Hormone Release Factor (hGRF), Luteinizing Hormone (LH) or Epidermal Growth Factor.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Tabelle 1 , Figuren 1-4 und Beispielen 0-4 weiter erläutert.In the following, the invention will be further explained with reference to Table 1, Figures 1-4 and Examples 0-4.
Tabelle 1 enthält die Zusammenfassung aller in vitro-Permeationsergebnisse. Die in vitro-Permeationsmessungen der erfindungsgemäßen Systeme wurden am in vitro-Hautmodell Human-Vollhaut (Figur 1a und 1 b) mit Hilfe modifizierter Franz- Diffusionszellen, ausgestattet als Ausführung für die lontophorese, durchgeführt. Als Akzeptormedium diente in allen Fällen 0,025 molare HEPES-Pufferlösung (HEPES: 2- [4-(2-Hydroxyethyl)-1-piperazinyl]-ethansulfonsäure), eingestellt auf einen pH-Wert von 7,4 und thermostatisiert auf 32 0C. Figur 1a stellt die in vitro - Versuchsanordnung für die transdermale Applikation von Human-Insulin mittels kombinierter Anwendung von lontophorese und liposomaler oder micellarer Galenik dar. Figur 1 b stellt den bei der Anwendung erzeugten Effekt der Elektroosmose dar.Table 1 summarizes all in vitro permeation results. The in vitro permeation measurements of the systems according to the invention were carried out on the in vitro skin model of human full skin (FIGS. 1a and 1b) with the aid of modified Franz diffusion cells, equipped as an embodiment for iontophoresis. As acceptor in all cases 0.025 molar HEPES buffer solution was used (HEPES: 2- [4- (2-hydroxyethyl) -1-piperazinyl] ethane sulfonic acid) adjusted to a pH of 7.4, and thermostated at 32 0 C. FIG. 1a represents the in vitro experimental arrangement for the transdermal application of human insulin by combined use of iontophoresis and liposomal or micellar galenics. FIG. 1b illustrates the effect of electroosmosis produced during use.
Darin sind:In it are:
(1 ) Ag/AgCI-Elektrode als Anode und Kathode (Aktiv-Elektrode und Gegenelektrode). (2) Verum-Kompartiment Anode bzw. Kathode, als Liposom oder als Micelle vorliegend.(1) Ag / AgCl electrode as anode and cathode (active electrode and counter electrode). (2) Verum compartment anode or cathode, present as a liposome or as a micelle.
(3) Elektrolyt-Kompartiment Kathode bzw. Anode, wirkstofffrei.(3) electrolyte compartment cathode or anode, drug-free.
(4) Elektrolyt-Schicht, als Leitfähigkeitsverbesserer für den Verum-Teil in der Anode bzw. Kathode. (5) Selbstklebender Haftring mit Auftrags-Vlies für die Wirkstoff-Aufnahme.(4) Electrolyte layer, as a conductivity improver for the verum part in the anode or cathode. (5) Adhesive adhesive ring with application fleece for drug absorption.
(6) Oberer Teil der Humanhaut (Epidermis mit nichtvorgeschädigtem Stratum corneum)(6) Upper part of human skin (epidermis with non-pre-damaged stratum corneum)
(7) Liposomen oder Micellen, elektrisch neutral oder elektrisch negativ geladen, Human-Insulin enthaltend. (8) Durch Elektroosmose, ein Nebeneffekt der lontophorese, geschaffener Flüssigkeitsstrom, mit dessen Hilfe erst die Insulin enthaltenden Liposomen hindurchwandern bzw. permeiern können.(7) Liposomes or micelles, electrically neutral or electrically negatively charged, containing human insulin. (8) By electroosmosis, a side effect of iontophoresis, created liquid flow, with the help of which only the insulin-containing liposomes can migrate or permeiern.
(9) Dermis mit Blutkapillargefäßen zum systemischen Abtransport des transdermal applizierten Wirkstoffes.(9) dermis with blood capillaries for the systemic removal of the transdermally applied active substance.
Als Stromquelle wurde üblicherweise ein Gleichstrom-Generator benutzt (Hameg HM 7042-5, Fa. Hameg aus Mainhausen, Deutschland), der auf eine konstante Stromstärkeabgabe von 500 μA/cm2 Resorptionsfläche Haut eingestellt wurde. Als Elektrodenmaterial wurden vollflächige Ag/AgCI-Elektroden der Fa. NAImco, Chattanooga (USA) eingesetzt. Das Elektrolytreservoir der Gegenelektrode (Kathode oder auch Anode) bestand aus einer 2%igen Lösung von Hydroxypropylcellulose mit 0,9 Gew% Zusatz von NaCI, die mit einem Flächengewicht von 3 g/30 cm2 auf ein Vlies, bestehend aus ungewebtem Polyestervlies (Paramol N 260-300P, Fa. Lohmann & Rauscher, Neuwied, Deutschland), aufgetragen wurde. In das Anoden- bzw. Kathodenreservoir, die Ausstattung als Anode oder Kathode richtete sich nach der Ladung des entsprechenden Hohlkörpers, wurden ca. 200 mg der entsprechenden Insulinzubereitung auf das identische Vlies von der Gegenelektrode aufgebracht. Der Rand bestand zwecks Fixierung auf der Haut aus einem selbstklebenden Schaumring aus Polyolefinen (3M, Typ 1779). Die Permeationsdauer bzw. lontophorese-As a current source, a DC generator was usually used (Hameg HM 7042-5, Hameg from Mainhausen, Germany), which was set to a constant current output of 500 uA / cm 2 absorption surface skin. Full-area Ag / AgCl electrodes from NAIMco, Chattanooga (USA) were used as the electrode material. The electrolyte reservoir of the counterelectrode (cathode or also anode) consisted of a 2% solution of hydroxypropylcellulose with 0.9% by weight addition of NaCl, which had a weight per unit area of 3 g / 30 cm 2 on a nonwoven consisting of nonwoven polyester fleece (Paramol N 260-300P, Fa. Lohmann & Rauscher, Neuwied, Germany). In the anode or Kathodenreservoir, the equipment as an anode or cathode was directed to the charge of the corresponding hollow body, about 200 mg of the corresponding insulin preparation were applied to the identical web of the counter electrode. For the purpose of fixation on the skin, the edge consisted of a self-adhesive polyolefin foam ring (3M, type 1779). The duration of permeation or iontophoresis
Behandlung betrug bei allen Versuchen jeweils 5 Stunden; im Fall der Transfersomen wurden die Elektroden jeweils nach 2,5 h umgepolt. Der Kontakt zwischen den Zellen wird durch einen Silberdraht als Brücke hergestellt.Treatment was 5 hours for each of the experiments; in the case of the Transfersomes, the electrodes were each reversed after 2.5 h. The contact between the cells is made by a silver wire as a bridge.
Nach Permeationsende wurde die Haut einer Restgehaltsbestimmung auf Insulin unterzogen, in dem sie zunächst mit Hilfe einer Schere in mehrere kleine Teile geschnitten, dann für 5 Stunden unter Schütteln in 70 %igem salzsauren Ethanol extrahiert wurde, um anschließend mittels einer spezifischen HPLC-Methode für Insulin untersucht zu werden. Um zu zeigen, dass Insulin auch wirklich die Haupt- permeationsbarriere der menschlichen Haut, das Stratum corneum, überwunden hat, wurde die Haut für die Restgehaltsbestimmung dahingehend vorbereitet, dass das Stratum corneum mittels des sogenannten „tape Strippings" [7] vor der Extraktion von Insulin aus der Hautprobe entfernt wurde. Um außerdem die Selektivität des eingesetzten analytischen Verfahrens und den Wahrheitsgrad des detektierten Insulins zu unterstreichen, wurden die in vitro-Permeationversuche jeweils mit Verum- und Placeboprobe (gleiche galenische Zubereitung ohne Wirkstoff) durchgeführt.After Permeationsende the skin was subjected to a residual content determination on insulin, in which it was first cut with a pair of scissors into several small parts, then extracted for 5 hours with shaking in 70% hydrochloric acid ethanol, followed by a specific HPLC method for insulin to be examined. In order to show that insulin has indeed overcome the main permeation barrier of the human skin, the stratum corneum, the skin has been prepared for residual content determination in such a way that the stratum corneum is stimulated by means of so-called "tape stripping" [7] In order to further emphasize the selectivity of the analytical procedure used and the degree of truth of the insulin detected, the in vitro permeation experiments were carried out in each case with verum and placebo samples (same galenic preparation without active ingredient).
Figur 2 zeigt den proteolytischen Abbauprozess von isoliertem Insulin, d.h. das Insulin ist weder liposomal noch micellar verkapselt und im Vergleich dazu den deutlich geringeren Abbau von Insulin, das durch Liposom- bzw. Micellbildung vor Proteasen geschützt ist. Figur 3 und 4 zeigen beispielhaft HPLC-Chromatogramme von Verum- und Placebo- Proben aus den Permeationsstudien für die Insulin-Zubereitungen, hier für Erfindungsbeispiel 1. In der Placebo-Probe ist im Retentionszeitbereich von Insulin kein Peak erkennbar; somit handelt es sich um den als Insulin erkannten Peak tatsächlich um Insulin, was durch die Chromatogramme in Figur 4 (HPLC-Chromatogramm der entsprechenden Insulin-Standardprobe) und UV-Spektrenvergleich Standard- und Verum-probe (hier nicht als Figur gezeigt) zusätzlich belegt wird. Das Gleiche konnte für die übrigen Erfindungsbeispiele gezeigt werden, deshalb nur einmal beispielhaft aufgeführt.FIG. 2 shows the proteolytic degradation process of isolated insulin, ie the insulin is neither liposomally nor micellar encapsulated and in comparison thereto the markedly lower degradation of insulin which is protected from proteases by liposome or micelle formation. FIGS. 3 and 4 show, by way of example, HPLC chromatograms of verum and placebo samples from the permeation studies for the insulin preparations, here for inventive example 1. In the placebo sample, no peak is detectable in the retention time range of insulin; Thus, the peak recognized as insulin is actually insulin, as evidenced by the chromatograms in Figure 4 (HPLC chromatogram of the corresponding standard insulin sample) and UV spectral comparison standard and verum sample (not shown here as a figure) becomes. The same could be shown for the other examples of the invention, therefore only once exemplified.
Figur 3 zeigt Insulin-Liposomen -Chromatogramme (Emission) von Restgehalte Humanvollhaut, gelöst in 70%igen, 0,01 m salz- saurem Ethanol, wobei Verum (1 ) und Placebo (2) dargestellt ist.FIG. 3 shows insulin-liposome chromatograms (emission) of residual contents of human whole skin dissolved in 70%, 0.01 m hydrochloric acid ethanol, where verum (1) and placebo (2) are shown.
Figur 4 zeigt Insulin-Standard- und Insulin-Liposomen-Chromatogramme (Emission) Restgehalte Humanvollhaut, gelöst in 70%igen, 0,01 m salzsaurem Ethanol, wobei Insulin-Standardverdünnung SV3, c=11 ,01 μg/ml (1 ) und Verum (2) dargestellt ist. Figure 4 shows insulin standard and insulin liposome chromatograms (emission) residual contents of human whole skin dissolved in 70%, 0.01 M hydrochloric acid ethanol, with insulin standard dilution SV3, c = 11, 01 ug / ml (1) and Verum (2) is shown.
Tab.1 : Ergebnisübersicht Insulin-Iontophorese-Versuche mit verschiedenen galenischen Zubereitungen, die Eigenladung des Insulins jeweils überdeckend bzw. maskierendTable 1: Outcome summary Insulin iontophoresis experiments with various galenical preparations, each masking or masking the intrinsic charge of the insulin
I1 - Schaltung des Verum-Kompartimentes als Kathode, da das Vehikel nach außen eine negative Ladung trägt. I 1 - Switching the verum compartment as a cathode, as the vehicle carries a negative charge to the outside.
I2- Schaltung des Verum-Kompartimentes zunächst als Kathode, dann nach 2,5h Umpolen als Anode, da das Vehikel nach außen elektro-neutral ist.I 2 - switching of the verum compartment first as a cathode, then after 2.5 h reversing as the anode, since the vehicle is electro-neutral to the outside.
Die Ergebnisse zeigen, dass es möglich ist, zumindest für die Erfindungsbeispiele 1-3 eine transdermale Therapie für Diabetes mellitus Typ 1 mit akzeptablen TTS-Größen <~100 cm2 durchführen zu können. Insbesondere zur Behandlung einer chronischen Stoffwechselstörung (Diabetes mellitus), die auf einen Mangel an Insulin oder herabgesetzter Insulin-Wirkung beruht, läßt sich mit dem erfindungsgemäßen Gegenstand hervorragend behandeln.The results show that it is possible to carry out a transdermal therapy for diabetes mellitus type 1 with acceptable TTS sizes <-100 cm 2 , at least for inventive examples 1-3. In particular, for the treatment of a chronic metabolic disorder (diabetes mellitus), which is based on a lack of insulin or reduced insulin action, can be treated excellently with the article according to the invention.
Zur transdermalen Verabreichung von Insulin oder Insulinanaloga wird durch folgendeFor transdermal administration of insulin or insulin analogs is described by the following
Verfahrensschritte gekennzeichnet: a) Herstellung einer wirkstoffhaltigen Zubereitung enthaltend Insulin oderProcess steps characterized: a) Preparation of a preparation containing active ingredient containing insulin or
Insulinanaloga in geschlossenen Hohlkörper, wobei die Hohlkörper als Liposomen oder Micellen vorliegen. b) Aufbringen der Zubereitung zusammen mit der lontophorese-Vorrichtung auf die Haut c) Durchführung der lontophoreseInsulin analogues in closed hollow bodies, wherein the hollow bodies are present as liposomes or micelles. b) applying the preparation together with the iontophoresis device to the skin c) carrying out the iontophoresis
Figur 2 zeigt die Proteolyse von Insulin in Abhängigkeit von der Kontaktzeit mit in vitro- Humanhautmaterial. Der Einfluß von hauteigenen Proteasen auf den Abbau von Insulin, nachdem eine Insulin-Pufferlösung mit definiertem Gehalt zusammen mit in vitro-Humanhaut-Stanzen (24 cm2), die mittels eines Ultra-Turrax-Dispergiergerätes zerkleinert wurden, über einen Zeitraum von 8h durch Rühren in Kontakt waren, ist deutlich zu erkennen. Der Abbau in der micellaren Insulin-Probe (Triton-X 100® als micellbildendes nichtionisches Tensid) verläuft deutlich verlangsamt; hier liegt der Insulin-Gehalt selbst nach 8 Stunden Kontaktzeit noch deutlich über 50 %. Darin bedeuten:FIG. 2 shows the proteolysis of insulin as a function of the contact time with in vitro human skin material. The effect of skin-specific proteases on the degradation of insulin after a defined-content insulin buffer solution together with in vitro human skin punches (24 cm 2 ) crushed by means of an Ultra-Turrax disperser, over a period of 8 hours Stirring were in contact, can be clearly seen. The reduction in the micellar insulin sample (Triton-X 100 ® as a micelle-forming non-ionic surfactant) extends significantly slowed; here the insulin content is still well over 50% even after 8 hours of contact time. In this mean:
A Referenzlösung B, C Insulin unverkapselt D Insulin micellar verkapseltA Reference solution B, C Insulin unencapsulated D Insulin micellar encapsulated
Als technische Ausführungsform in der Praxis kann im Prinzip, wie weiter oben für die in vitro-Permeations- bzw. Resorptionsstudien beschrieben, das gleiche System eingesetzt werden. Als Elektrodenmaterial werden beispielsweise vollflächige Ag/AgCI-Elektroden der Fa. NAImco, Chattanooga (USA) eingesetzt, die wahlweise in verschieden Größen (1 ,5 - 4 cm2) angeboten werden, selbstklebend und mit einem Polyestervlies zur Aufnahme der Wirkstoffzubereitungen ausgestattet sind. Die wirkstoffhaltige Zubereitung ist entweder im anodischen oder kathodischen Teil der lontophorese-Vorrichtung untergebracht.As a technical embodiment in practice, in principle, as described above for the in vitro permeation or absorption studies, the same system can be used. As electrode material, for example, full-surface Ag / AgCl electrodes from NAImco, Chattanooga (USA) are used, which are available in different sizes (1, 5 - 4 cm 2 ), are self-adhesive and equipped with a polyester fleece for holding the active ingredient preparations. The active ingredient-containing preparation is housed either in the anodic or cathodic part of the iontophoresis device.
Das Elektrolytreservoir der Gegenelektrode (Kathode oder auch Anode) besteht beispielsweise wiederum aus einer 2%igen Lösung von Hydroxypropylcellulose mit 0,9 Gew.-% Zusatz von Natriumchlorid , die mit einem Flächengewicht entsprechend von 3 g/30 cm2 in bzw. auf das Auftragsvlies der Naimco®-Elektroden aufgetragen. Als Gegenelektroden beispielsweise können auch die entsprechenden Elektroden [„Dispersive (Return) electrode] des lontophorese-Applikationskits („ionto+plus Hl- Performance") von NAImco verwendet werden. Diese sind bereits mit einem pufferhaltigen und leitfähigen sowie selbstklebenden Polymer ausgestattet. Die Permeationsdauer bzw. lontophorese-Behandlung sollte vorzugsweise einen Zeitraum von 5 Stunden nicht überschreiten. Vorzugsweise werden nach der Hälfte der Dauer der lontophorese die Elektroden umgepolt, wenn nach außen elektrisch neutrale Hohlkörper eingesetzt werden. Im Fall der Verwendung von Liposomen und Micellen mit nichtionischen Tensiden werden die Elektroden bei einer Anwendung von 5 Stunden demgemäß jeweils nach 2,5 Stunden umgepolt.The electrolyte reservoir of the counterelectrode (cathode or anode), for example, again consists of a 2% solution of hydroxypropylcellulose with 0.9 wt .-% addition of sodium chloride, with a basis weight corresponding to 3 g / 30 cm 2 in or on the Application fleece of Naimco ® electrodes applied. As counterelectrodes, for example, the corresponding electrodes ["Dispersive (Return) electrode] of the iontophoresis application kit (" ionto + plus ") can also be used. The permeation time or iontophoresis treatment should preferably not exceed a period of 5 hours, preferably after half the duration of the iontophoresis the electrodes are reversed polarity when externally electrically neutral hollow bodies are used, in the case of using liposomes and micelles with nonionic surfactants, the electrodes are reversed after 2.5 hours each after 5 hours of use.
Als Stromversorgungsquelle mit Regelung bzw. Steuerung der Stromstärke werden ein entsprechendes Gerät ebenfalls der Fa. NAImco eingesetzt. Typenbezeichnung „id3 drug delivery device", das aufgrund seiner Größe mittels Klettverschlüssen beispielsweise am Oberarm oder oberhalb des Handgelenkes befestigt wird. Die Elektroden werden mit dem Stromgenerator über herkömmliche Kabel mit Bananensteckeranschluß verbunden.As a power source with regulation or control of the current strength, a corresponding device are also used by the company NAImco. Type "id 3 drug delivery device", which due to its size is fastened to the upper arm or above the wrist by means of Velcro straps, for example.The electrodes are connected to the power generator via conventional cables with banana plug connection.
Erfindungsbeispiel 1 : Herstellung einer micellaren Zubereitung mittels Natrium- OxycholatInventive Example 1: Preparation of a micellar preparation by means of sodium oxycholate
Zunächst wird ein Tris/HCI-Puffer/Glycerin/Wasser-Gemisch (pH 6,8) mit folgender Zusammensetzung hergestellt (Tris: 2-Amino-2-(hydroxymethyl)-propan-1 ,3-diol bzw. Amino-tris(hydroxymethyl)-methan). 25,0 ml 0,5m Tris/1 m HCl 11 ,5 ml Glycerin 63,5 ml WasserFirst, a Tris / HCl buffer / glycerol / water mixture (pH 6.8) having the following composition is prepared (tris: 2-amino-2- (hydroxymethyl) -propane-1,3-diol or amino-tris ( hydroxymethyl) methane). 25.0 ml 0.5 M Tris / 1 M HCl 11, 5 mL Glycerol 63.5 mL Water
In dieses Gemisch werden dann 366 mg Natrium-Oxycholat, entspricht 8,5 mmol, eingetragen und gerührt, bis eine klare Lösung entstanden ist (Lösung A). Anschließend werden ca. 100 mg Human-Insulin in einen 10 ml-Meßkolben eingewogen und mit der Lösung A aufgefüllt. Der Ansatz wird bis zum vollständigen Auflösen des Insulins bzw. für mindestens eine Stunde bei Raumtemperatur gerührt und dann direkt für die Permeationsexperimente verwendet.366 mg of sodium oxycholate, corresponding to 8.5 mmol, are then introduced into this mixture and stirred until a clear solution has formed (solution A). Subsequently, approx. 100 mg of human insulin are weighed into a 10 ml volumetric flask and filled up with solution A. The batch is stirred until complete dissolution of the insulin or for at least one hour at room temperature and then used directly for the Permeationsexperimente.
Erfindungsbeispiel 2: Herstellung einer micellaren Zubereitung mittels Natrium- Dodecylsulfat Die Herstellung erfolgt analog Erfindungsbeispiel 1 mit dem Unterschied, dass anstelle von Natrium-Oxycholat 2 g Natrium-Dodecylsulfat eingetragen werden. Der Ansatz wird wieder bis zum vollständigen Auflösen des Insulins bzw. für mindestens eine Stunde bei Raumtemperatur gerührt und dann direkt für die Permeationsexperimente verwendet.Inventive Example 2 Preparation of a micellar preparation by means of sodium dodecylsulfate The preparation is analogous to Invention Example 1 with the difference that instead of sodium oxycholate 2 g of sodium dodecyl sulfate are added. The batch is again stirred until complete dissolution of the insulin or for at least one hour at room temperature and then used directly for the Permeationsexperimente.
Erfindungsbeispiel 3: Herstellung einer micellaren Zubereitung mittels Triton X-100® Die Herstellung erfolgt analog Erfindungsbeispiel 1 mit dem Unterschied, dass anstelle von Natrium-Oxycholat 323,5 mg Triton X-100® (entspricht 5 mmol oder 0,3%) eingetragen werden, wobei erst das Triton X-100® vorgelegt werden muß, danach erfolgt das Auffüllen mit dem Puffer-Glycerin-Gemisch.Invention Example 3: Preparation of a micellar preparation by Triton X-100 ® is prepared analogously to the invention example 1 with the difference that instead of sodium Oxycholat 323.5 mg Triton X-100 ® (corresponding to 5 mmol or 0.3%) are introduced , where only the Triton X-100 ® must be submitted, then it is filled with the buffer glycerol mixture.
Des Weiteren werden anstelle von 100 mg Human-Insulin nur 15,4 mg in einem 100 ml Meßkolben eingewogen und mit dem Triton X-100®-haltigen Puffer-Glycerin-Gemisch (Triton X-100® = Octylphenolpoly(ethylenglycolether)-ιo) aufgefüllt. Der Ansatz wird wieder bis zum vollständigen Auflösen des Insulins bzw. für mindestens eine Stunde bei Raumtemperatur gerührt und dann direkt für die Permeationsexperimente verwendet.Furthermore, are weighed in place of 100 mg of human insulin only 15.4 mg in a 100 ml volumetric flask and X-100 ® -containing buffer-glycerol mixture with the Triton (Triton X-100 ® = octylphenolpoly (ethylene glycol ether) -ιo) refilled. The batch is again stirred until complete dissolution of the insulin or for at least one hour at room temperature and then used directly for the Permeationsexperimente.
Erfindungsbeispiel 4: Herstellung einer liposomalen Zubereitung mittels L-α- Phosphatidylcholin nach der Filmmethode [8]Invention Example 4 Production of a liposomal preparation by means of L-α-phosphatidylcholine by the film method [8]
Zunächst werden 187,2 mg L-α-Phosphatidylcholin (Lecithin) in 10 ml Methanol gelöst. 2,5 ml dieser Lipidstammlösung werden anschließend mittels einer Eppendorf-Pipette in einen 50ml-Rundkolben überführt, die Spitze wird dann noch 2x mit je 2,5 ml Methanol nachgespült. Durch Abziehen des Methanols am RotationsverdampferFirst, 187.2 mg of L-α-phosphatidylcholine (lecithin) are dissolved in 10 ml of methanol. 2.5 ml of this lipid stock solution are then transferred by means of an Eppendorf pipette into a 50 ml round bottom flask, the tip is then rinsed twice with 2.5 ml methanol. By stripping off the methanol on a rotary evaporator
(40 0C, Drehstufe 4-5, es darf kein Methanolgeruch mehr wahrnehmbar sein) entsteht ein transparenter Lipidfilm, der im Hochvakuum (p = 0,05 mbar) für 2 Stunden nachgetrocknet wird, um jegliche Lösungsmittelrückstände zu entfernen. In den Rundkolben werden dann 2 ml einer 0,1 %igen insulinhaltigen Pufferlösung pipettiert, die sich wie folgt zusammensetzt:(40 0 C, rotation step 4-5, it may no longer be perceptible odor methanol) A transparent lipid film which is in high vacuum (p = 0.05 mbar) post-dried for 2 hours, to remove any solvent residues. 2 ml of a 0.1% insulin-containing buffer solution, which is composed as follows, are then pipetted into the round-bottomed flask.
10 mmol HEPES und 150 mmol NaCI, eingestellt mit 1 n NaOH auf pH 7,4 5 mg Human-Insulin werden in 5 ml dieser Pufferlösung unter einstündigem Rühren gelöst. Der Rundkolben mit der Insulinhaltigen Pufferlösung wird über Nacht mit 240 Umdrehungen pro Minute auf einer Schüttelmaschine geschüttelt. Vergleichsbeispiel 0: Herstellung einer insulinhaltigen Pufferlösung ohne Micell- und/oder Liposomenbildung10 mmol of HEPES and 150 mmol of NaCl adjusted to pH 7.4 with 5 N NaOH. Human insulin is dissolved in 5 ml of this buffer solution with stirring for one hour. The round bottom flask containing the insulin-containing buffer solution is shaken overnight at 240 revolutions per minute on a shaker. Comparative Example 0: Preparation of an insulin-containing buffer solution without micelle and / or liposome formation
Die Herstellung erfolgt analog Erfindungsbeispiel 1 mit dem Unterschied, dass kein Natrium-Oxycholat eingetragen wird. Der Ansatz wird wieder bis zum vollständigen Auflösen des Insulins bzw. für mindestens eine Stunde bei Raumtemperatur gerührt.The preparation is analogous to Invention Example 1 with the difference that no sodium oxycholate is entered. The mixture is stirred again until complete dissolution of the insulin or for at least one hour at room temperature.
Von allen Ansätzen (Vergleichsbeispiel 0 und Erfindungsbeispiele 1 - 4) wurden entsprechende Zubereitungen ohne Human-Insulin (Placebo-Ansätze) hergestellt, die zusammen mit den jeweiligen Verum-Ansätzen in den iontophoretischen in vitro- Permeationsexperimenten getestet wurden (als Insulin-Negativ-Kontrolle bzw. Nachweis der Selektivität der verwendeten analytischen HPLC-Methode für die Restgehaltsbestimmung von Insulin in der Haut). From all batches (Comparative Example 0 and Inventive Examples 1-4), corresponding preparations without human insulin (placebo batches) were prepared, which were tested together with the respective verum batches in the iontophoretic in vitro permeation experiments (as insulin negative control or proof of the selectivity of the analytical HPLC method used for determining the residual content of insulin in the skin).
Quellennachweisreference
[1] G. Cevc / Drug Delivery across the skin. Exp. Opin. Invest. Drugs 6, S. 1887-[1] G. Cevc / Drug Delivery across the skin. Exp. Opin. Invest. Drugs 6, p. 1887-
1937 (1997) [2] H.Schreier, J.Bouwstra / Liposomes and niosomes as topical drug carriers: dermal and transdermal drug delivery. J. Contr. ReI. 30, S. 1-155 (1994) [3] LTS-Klinikstudie Eutra CT Nr.: 2004-004043-211937 (1997) [2] H. Schreier, J. Bouwstra / Liposomes and niosomes as topical drug carriers: dermal and transdermal drug delivery. J. Contr. Rel. 30, pp. 1-155 (1994) [3] LTS Clinic Study Eutra CT No .: 2004-004043-21
[4] Y.N. Kalia et al. / Advanced Drug Delivery Reviews 56 (2004) 619 - 658 [5] R.R.Burnette / lontophoresis, in: Transdermal Drug Delivery - Develop-mental[4] Y.N. Kalia et al. / Advanced Drug Delivery Reviews 56 (2004) 619-658 [5] R.R.Burnette / Lontophoresis, in: Transdermal Drug Delivery - Develop-mentally
Issues and Research Initiatives, (Eds.) J.Hadgraft and R.H.Guy, Marcel DekkerIssues and Research Initiatives, (Eds.) J. Hadgraft and R.H. Guy, Marcel Dekker
Verlag New York, 247 - 292 (1989) [6] L. Langkjaar et al. / lontophoresis of monomeric insulin analogues in vitro:New York, 247-292 (1989) [6] L. Langkjaar et al. / Lontophoresis of monomeric insulin analogues in vitro:
Effects of insulin Charge across skin pre-treatment. J. controlled Release 51 : S.Effects of insulin charge across skin pre-treatment. J. controlled release 51: p.
42 - 56 (1998) [7] C. Herkenne et al. / In vivo Methods fort he Assessment of Topical Drug42-56 (1998) [7] C. Herkenne et al. / In vivo Methods continue Assessment of Topical Drug
Bioavailability: Pharm. Res., Vol. 25, No. 1 , S. 87 - 103 (2008) [8] A. Bangham / Diffusion of Univalent ions across the lamellae of swollen phospholipids: J Mol Biol 13(1 ): 238-252 (1965) Bioavailability: Pharm. Res., Vol. 25, no. 1, pp. 87-103 (2008) [8] A. Bangham / Diffusion of Univalent ions across the lamellae of swollen phospholipids: J Mol Biol 13 (1): 238-252 (1965)

Claims

Patentansprüche claims
1. Kit umfassend eine lontophorese-Vorrichtung und eine wirkstoffhaltige Zubereitung, wobei die wirkstoffhaltige Zubereitung geschlossene Hohlkörper enthält, welche als Liposomen oder Micellen vorliegen und einen Wirkstoff aus der Gruppe der Peptide oder Proteine enthalten.A kit comprising an iontophoresis device and an active ingredient-containing preparation, wherein the active-substance-containing preparation contains closed hollow bodies which are present as liposomes or micelles and contain an active substance from the group of peptides or proteins.
2. Kit nach Anspruch 1 , wobei die wirkstoffhaltige Zubereitung als Lösung, Salbe, Paste, Schaum oder Gel vorliegt.2. Kit according to claim 1, wherein the active ingredient-containing preparation is present as a solution, ointment, paste, foam or gel.
3. Kit nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Wirkstoff in der Zubereitung ein Peptid- Hormon oder ein Proteo-Hormon, insbesondere Insulin oder ein Insulinanaloga ist.3. Kit according to claim 1 or 2, wherein the active ingredient in the preparation is a peptide hormone or a proteo-hormone, in particular insulin or an insulin analogues.
4. Kit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei mindestens 10 internationale Einheiten oder mindestens 350 μg an Insulin bioverfügbar sind.A kit according to any one of the preceding claims, wherein at least 10 international units or at least 350 μg of insulin are bioavailable.
5. Kit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Gehalt an Wirkstoffen) in der Zubereitung während seiner transdermalen Passage in einem Zeitraum von 5 Stunden noch mindestens 50% von seinem Ausgangsgehalt aufweist.5. Kit according to one of the preceding claims, wherein the content of active ingredients) in the preparation during its transdermal passage in a period of 5 hours still at least 50% of its initial content.
6. Kit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die wirkstoffhaltige Zubereitung im anodischen oder kathodischen Teil der lontophorese-Vorrichtung untergebracht ist.6. Kit according to any one of the preceding claims, wherein the active ingredient-containing preparation is housed in the anodic or cathodic part of the iontophoresis device.
7. Kit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei nach der Hälfte der Dauer der lontophorese die Elektroden umgepolt werden.7. Kit according to one of the preceding claims, wherein after half the duration of the iontophoresis, the electrodes are reversed.
8. Kit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Aktiv-Elektrode und Gegenelektrode jeweils aus Folien bestehen, die mit einer Mischung aus Silber und Silberchlorid beschichtet sind.8. Kit according to any one of the preceding claims, wherein the active electrode and counter electrode each consist of films which are coated with a mixture of silver and silver chloride.
9. Kit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sowohl die Aktiv-Elektrode und die Gegenelektrode als selbstklebende Systeme ausgestaltet sind.9. Kit according to one of the preceding claims, wherein both the active electrode and the counter electrode are designed as self-adhesive systems.
10. Kit nach Anspruch 1 bis 9, wobei die Micellen aus ionischen Tensiden aufgebaut sind.10. Kit according to claim 1 to 9, wherein the micelles are composed of ionic surfactants.
11. Kit nach Anspruch 10, wobei das ionischen Tenside ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Fettsäuren, Gallensäuren, Alkylsulfate, Fettalkoholsulfate, Fettalkoholethersulfate, Sulfosuccinate, α-Olefinsulfonate, Isethionate, Alkan- und Alkylbenzensulfonate und Saponine. The kit of claim 10, wherein the ionic surfactant is selected from the group consisting of fatty acids, bile acids, alkyl sulfates, fatty alcohol sulfates, fatty alcohol ether sulfates, sulfosuccinates, α-olefin sulfonates, isethionates, alkane and alkyl benzene sulfonates and saponins.
12. Kit nach Anspruch 11 , wobei das ionisches Tensid Natrium-Dodecylsulfat oder Natrium-Cholat ist.The kit of claim 11, wherein the ionic surfactant is sodium dodecyl sulfate or sodium cholate.
13. Kit nach Anspruch 1 bis 9, wobei die Micellen aus nichtionischen Tensiden aufgebaut sind.13. Kit according to claim 1 to 9, wherein the micelles are composed of nonionic surfactants.
14. Kit nach einem der vorangehenden Ansprüche 13, wobei das verwendete nichtionischen Tensid ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Polyethylenglycolether, Phenolethoxylate und Alkylolamide.14. Kit according to any one of the preceding claims 13, wherein the nonionic surfactant used is selected from the group comprising polyethylene glycol ethers, phenol ethoxylates and alkylolamides.
15. Kit nach einem der vorangehenden Ansprüche 14, wobei das nichtionische Tensid Octylphenolpoly(ethylenglycolether)io ist.15. Kit according to any one of the preceding claims 14, wherein the nonionic surfactant is octylphenolpoly (ethylene glycol ether) io.
16. Kit nach Anspruch 1 bis 9, wobei die Liposomen aus Lipiden aufgebaut sind ausgewählt aus der Gruppe umfassend Phosphatidylcholin, Phosphatidylethanolamin oder Phosphatidylserin.16. Kit according to claim 1 to 9, wherein the liposomes are composed of lipids selected from the group comprising phosphatidylcholine, phosphatidylethanolamine or phosphatidylserine.
17. Verfahren zur transdermalen Verabreichung von Insulin oder Insulinanaloga durch folgende Schritte: a. Herstellung einer wirkstoffhaltigen Zubereitung enthaltend Insulin oder Insulinanaloga in geschlossenen Hohlkörper, wobei die Hohlkörper als Liposomen oder Micellen vorliegen. b. Aufbringen der Zubereitung zusammen mit der lontophorese-Vorrichtung auf die Haut c. Durchführung der lontophorese17. A method for the transdermal administration of insulin or insulin analogues by the following steps: a. Preparation of a preparation containing active ingredient containing insulin or insulin analogues in closed hollow bodies, wherein the hollow bodies are present as liposomes or micelles. b. Applying the preparation together with the iontophoresis device to the skin c. Carrying out the iontophoresis
18. Verfahren zur transdermalen Verabreichung von Insulin oder Insulinanaloga nach Anspruch 17, wobei nach der Hälfte der Dauer der lontophorese die Elektroden umgepolt werden.18. A method for the transdermal administration of insulin or insulin analogs according to claim 17, wherein after half the duration of the iontophoresis the electrodes are reversed.
19. Verwendung von Kit Anspruch 1 bis 16 zur Behandlung einer chronischen Stoffwechselstörung (Diabetes mellitus), die auf einen Mangel an Insulin oder herabgesetzter Insulin-Wirkung beruht. 19. Use of Kit claims 1 to 16 for the treatment of a chronic metabolic disorder (diabetes mellitus), which is based on a lack of insulin or reduced insulin action.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102178662B (en) * 2011-04-27 2013-03-06 王义明 Insulin carrier transdermal drug delivery preparation and preparation method thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996015826A1 (en) * 1994-11-17 1996-05-30 Alza Corporation Composition and method for enhancing electrotransport agent delivery

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04224770A (en) * 1990-12-26 1992-08-14 Teijin Ltd Apparatus for iontophoresis
DE4447287C1 (en) 1994-12-30 1996-11-07 Cevc Gregor Droplet-in-fluid composition to transport agent e.g. through skin
CA2367490A1 (en) * 1999-04-13 2000-10-19 Naruhito Higo Iontophoresis device
JP5055507B2 (en) * 2006-03-06 2012-10-24 株式会社シノテスト Method and reagent for measuring protein in sample
JP2010187707A (en) * 2007-06-12 2010-09-02 Hokkaido Univ Liposome preparation for iontophoresis comprising insulin encapsulated therein
JP2009203174A (en) * 2008-02-26 2009-09-10 Hokkaido Univ Iontophoresis composition comprising protein-liposome complex

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996015826A1 (en) * 1994-11-17 1996-05-30 Alza Corporation Composition and method for enhancing electrotransport agent delivery

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Critical micelle concentration", 17 August 2010 (2010-08-17), Retrieved from the Internet <URL:http://openwetware.org/wiki/critical_micelle_concentration_(CMC)> [retrieved on 20100817] *
See also references of WO2010009808A1 *

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