NO843806L - Virkestoffdepot. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et resorberbart virkestoff depot på basis av collagen.

Det har allerede vært foreslått tallrike materialer som bærer for medisinske virkestoffer som kan anbringes i legemet og som under eller efter frigjørelsen av virkestoffet blir resorbert der, slik at en påfølgende fjernelse av bæreren bortfaller. Som regel er disse syntetiske, organiske polymerer, men det har også vært foreslått implantater på basis av collagen.

Således er det i DOS 28 43 963 beskrevet resorberbare masser i legemet,: hvorved pulverformig denaturert collagen sammen med et virkestoff og et bindemiddel er presset til formlegemer. I EP-OS 69 260 beskrives et virkestof fholdig, bladformig collageninnlegg som eventuelt kan være oppviklet til en stavform. Til fremstilling av dette collagen anvendes en collagenoppløsning som frysetørres.

Alle disse preparater er imidlertid ennå ikke optimale med hensyn på frigjørelsen av virkestoffet, forlikeligheten og resorpsjonsforholdene ved bæreren. Det foreligger derfor den oppgave å finne et virkestoffdepot med hvilket spesielt aminoglycosid-antibiotika kan innføres i legemet, at virkestoffet frigjøres i tilstrekkelig høy konsentrasjon over et tilstrekkelig langt tidsrom, hvorved depotet er godt tålbart og resorberes godt.

Det har nå vist seg at i hulromsystemet av et collagen i hvilket porestrukturen for naturlige materialer i stor utstrekning er tilstede og som har et relativt høyt porevolum, kan virkestoffer innleires som ved anbringelse i collagen kan frigis i kroppen. Det er også funnet at en forsinket frigjørelse særlig av aminoglycosid-antibiotika kan oppnåes ved at man dessuten innfører et surt polysaccharid.

Gjenstand for foreliggende oppfinnelse er derfor et resorberbart virkestoffdepot på basis av collagen som er kjennetegnet ved at et collagen hvori porestrukturen av det naturlige materiale stort sett er bibeholdt, belastes med et aminoglycosid-antibiotikum og et surt polysaccharid.

Gjenstand for oppfinnelsen er også en fremgangsmåte for fremstilling av et resorberbart antibiotikumdepot som er kjennetegnet ved at et collagen som i stor utstrekning har porestrukturen av det naturlige materiale, belastes med et aminoglycosid-antibiotikum og et surt polysaccharid.

Utgangsmaterialet for fremstilling av depotet ifølge oppfinnelsen kan f.eks. fremstilles ved fremgangsmåten ifølge DBP 28 54 490.

Det ved denne fremgangsmåte særlig fra kalveknokler fremstilte sterile produkt utgjør et høyporøst fast legeme av gulhvit farve som er praktisk talt lukt- og smaksfritt og ved fukting går over i en svampaktig tilstand. I porestrukturen som også i denne tilstand i det vesentlige forblir uforandret, er stort sett strukturen av det naturlige ben bibeholdt slik at også porevolumet og porestørrelsefordelingen er underlagt visse svingninger. Materialet velges imidlertid slik at det har et porevolum fra ca. 60 til ca. 95%, særlig ca. 80%. Materialet har som regel tettheter mellom ca. 0,07 og ca.

0,26 g/cm 3og en vannopptagelseskapasitet på ca. 500 til 1500%. Oppløsning av materialet i oppløselige bruddstykker skjer først ved ekstreme pH-verdier som følge av hydrolytisk spaltning eller i nærvær av proteolytisk enzym som f.eks. bakteriecollagenase.

Andre fremgangsmåter ved fremstilling av et porøst collagen er kjent for fagfolk og kan på analogt vis anvendes til fremstilling av et egnet utgangsmateriale.

For innføring av virkestoffet blir materialet fortrinnsvis bløtet med en vandig oppløsning av virkestoffet og derpå tørret. Ved konsentrasjonen av virkestoffet i oppløsningen kan mengden av virkestoff i matriksen reguleres. Eventuelt kan bløtningen med virkestoff og påfølgende tørring også utføres flere ganger for å oppnå høyere innhold av virkestoff. Det blir således som regel anbrakt ca. 1 - 10 vekt% virkestoff i collagenmatriksen.

Som virkestoff kan prinsipielt alle stoffer anvendes

som påvirker forholdene i menneske- eller dyrelegemer.

Innen rammen av foreliggende oppfinnelse innføres fortrinnsvis aminoglycosid-antibiotika, særlig foretrukket anvendes gentamycin.

Aminoglycosid-antibiotika anvendes som regel i form av deres lett vannoppløselige salter som f.eks. sulfatet. En collagenmatriks som f.eks. inneholder gentamycinsulfat,

avgir virkestoffet relativt hurtig ved innbringelse i kroppen. Det frembringes nok derved meget høye konsentrasjoner av antibiotikum, men depotet er imidlertid tømt etter kort tid. For behandling av f.eks. et infisert knokkelhulrom er imidlertid opprettholdelsen av en virksom konsentrasjon over lengre tid ønsket.

Tungtoppløselige derivater av aminoglycosid-antibio-

tika er kjent, som f.eks. hesperidinfosfat, laurylsulfat, pamoatet eller de fra DOS 32 06 725 kjente flavanoidfosfater. En belastning av collagenmatriksen med disse tungt oppløse-lige derivater fører til en tydelig retardering av frigjørelsen, slik at slike depoter med fordel kan anvendes.

Det ble imidlertid nå funnet at en meget virksom retardering med en gunstig frigjøringsprofil kan oppnåes når den med et lett oppløselig salt inneholdende matriks ytterligere tilsettes et surt polysaccharid. Sure polysaccharider i foreliggende beskrivelses mening er polyfunksjonelle, fysiologisk godtagbare og i kroppen resorberbare polysaccharidsyrer med molekylvekter opptil flere hundre tusen, som inneholder en rekke sure, dvs. ioniserbare carboxyl- og sulfat-grupper, som f.eks. pektinsyre, alginsyre og carraghenin.

Disse syrer danner polyanioner som er i stand til å felle de basiske aminoglycosider. Det fåes derved også tungtoppløse-lige derivater av aminoglycosid-antibiotika, hvorved retar-derihgsvirkningen ikke utelukkende er knyttet til tungt-oppløseligheten, men nedsettes allerede som følge av de multiple ioniske vekselvirkninger av diffusjonshastigheten av virkestoffet. Polysaccharidsyrer bevirker allerede bare på grunn av deres utpregede svellemulighet og deres filmdannende egenskaper en viss retardering slik at denne forbind-elsesklasse har vist seg særlig fordelaktig ved fremstill-ingen av forsinkelsesformer for aminoglycosider da de på optimalt vis forener forskjellige virkningsprinsipper.

Som polyanioniske forbindelser som forener disse kjenne-tegn, kommer sure polysaccharider av gruppen vegetabilske pektinstoffer på tale, som forekommer med forskjellig forestringsgrad f.eks. i frukt, sure kullhydrater fra alger,

lav og andre lavere planter såvel som andre, frie carboxyl-og/eller monoestere av svovelsyreholdige polysaccharider fra dyre- og planteriket, som chondroitinsulfat, dermatansulfat, heparansulfat, hyaluronsyre o.a.

Polysyrer på basis av oxydert cellulose, oxydert stivelse og andre på syntetisk vis med sure funksjoner ut-styrte makromolekylære kullhydrater kommer på tale. Også naturlige polyfosfater, som de eksempelvis foreligger i nucleinsyrene, er prinsipielt egnet.

I henhold til foreliggende oppfinnelse ansees alle disse stoffer å komme under begrepet "sure polysaccharider". Det er selvsagt at graden av anvendbarhet av forskjellige stoffer som kommer under denne definisjon, også er forskjellig. En fagmann kan imidlertid lett blant de tilgjengelige materialer velge slike som er egnet med hensyn til biokompatibilitet, resorberbarhet, gelerende og filmdannende virkning og retar-deringsvirkning på medisinske virkestoffer. Som særlig vel egnet har pektinsyre, alginsyre og carraghenin vist seg.

Polysaccharidsyrene ifølge oppfinnelsen er i form av sine alkalisalter vannoppløselige og danner alt efter sin konsentrasjon mer eller mindre viskøse oppløsninger. Bringer man den vandige oppløsning av et slikt makromolekylært stoff sammen med en vandig oppløsning av et virkestoff med basiske grupper, inntrer feining alt efter pH-verdien av oppløsningen. Mens det som regel ved en pH 9 ennå ikke kan iakttaes noen feining, begynner denne for det meste ved ca. pH 8 og for-sterker seg ved lavere pH-verdier.

Ved verdier under 5 avtar oppløseligheten av selve polysaccharidet tydelig slik at det da også i fravær av virkestoff blir gallertaktige utskillelser. For innlagring av virkestoffet i collagenmatriksen foretrekkes derfor pH-området på 5-7.

For innføring av adduktet av aminoglycosid og polysyre

i collagenmatriksen kan i prinsippet en forutgående felning utføres hvorved oppløsninger av f.eks. gentamycinsulfat og

f.eks. natriumalginat, hhv. natriumpektat, bringes sammen og surgjøres. Bunnfallet kan så fordeles i matriksen ved hjelp av ultralyd. Fortrinnsvis utføres imidlertid feiningen i selve matriksen. Derved blir matriksen først tilsatt opp-løsningen av et lett oppløselig aminoglycosidsalt og et vann-oppløselig alkalisalt av det sure polysaccharid. Ved en pH-forskyvning til under 8, fortrinnsvis i området 5-7,

blir felningen i poresystemet av collagenmatriksen fullstendig-gjort. pH-forskyvningen kan derved skje i den vandige sus-pensjon eller også efter innføring i matriksen av de to kom-ponenter ved samtidig gassbehandling med dampene av en tilstrekkelig flyktig, fysiologisk ubetenkelig aniondannende syre, som f.eks. maursyre, eddiksyre og andre C^-Cg-carboxyl-syrer. Til slutt kan man foreta felningen også ved neddyk-ning i et organisk, med vann blandbart oppløsningsmiddel som f.eks. aceton eller en lavere alkohol som methanol, ethanol eller propanol, idet oppløsningsmidlet for innstilling av den ønskede pH-verdi tilsettes den nødvendige mengde av en fysiologisk godtagbar syre. Som slike syrer forståes de som danner biogodtagbare anioner, som f.eks. HCl, I^SO^, H3P04, maursyre, eddiksyre, melkesyre, eplesyre o.a.

Mengden av det sure polysaccharid som anvendes til felning av antibiotikumet, retter seg efter mengden av antibiotikumet, efter antallet av basiske grupper i antibiotikumet og efter antallet av sure grupper i polysaccharidet. For å få en fullstendig omsetning av antibiotikumet med polysaccharidet, må mengden av polysaccharid avpasses slik at antallet av sure grupper i hvert fall er høyere enn antallet av de basiske grupper i antibiotikumet. Bare eksempelvis nevnes typiske derav følgende vektforhold på f.eks. gentamycinbasis til pektinsyre fra ca. 1 til 1,5 til ca. 1 til 15 hhv. av gentamycinbasis til alginsyre fra ca. 1 til 1,5 til ca. 1 til 7,5.

Disse mengder kan imidlertid eventuelt også under-eller overskrides. Hvis mengden av polysaccharidet ikke er tilstrekkelig til å binde den totale mengde av antibiotikum, skjer ved innføring av depotet i kroppen først en relativt høy frigjørelse. Dette kan absolutt være ønskelig for å få en høy begynnelseskonsentrasjon av antibiotikumet som så avtar til en virksom varighetsdose.

På den annen side kan det ved et overskudd av polysyre oppnåes en videre retardering slik at det i poresystemet av collagenet oppsvulmende polysaccharid åpenbart virker som en slags ionebytter hvis sure grupper reversibelt binder det av poresystemet utdiffunderende antibiotikum og dermed gjør frigjøringen langsommere. Det ligger således i fagmannens hånd å variere frigjøringsprofilen i stor grad. Ved et enkelt forsøk kan det i hvert fall fastslåes hvilken mengde av det spesielle, sure polysaccharid som er tilstrekkelig til felning av det spesielle antibiotikum.

Det er allerede nevnt at den fullstendige felning av virkestoff/polysaccharid-konjugatet ikke bare er avhengig av mengden av polysaccharidet, men særlig også av pH-verdien.

Da ved fysiologisk pH-verdi oppløseligheten av konjugatet kan være temmelig høy, kan det være fordelaktig å tilsette collagen/virkestoffkombinasjonen nok en puffersubstans som har en høy pufferkapasitet i det svakt sure område. På denne måte kommer også den av polysaccharidene utgående retarder-ingsvirkning i det fysiologiske miljø helt frem.

Egnede puffersystemer er f.eks. fosfatpuffer ifølge Sørensen, natriumacetat/eddiksyre, natriumlactat/melkesyre, natriurnmaleat/eplesyre, natriumsalter av sure aminosyrer som asparginsyre og glutaminsyre, hydroklorider av basiske aminosyrer som arginin og lysin, natriumsalter av svake peptidsyrer og andre.

Foruten aminoglycosid-antibiotikaene kan det i collagenmatriksen også være innleiret ytterligere virkestoffer som kan øke eller understøtte en antibiotikumterapi på fornuftig måte. Også når slike virkestoffer ikke oppviser noen basiske grupper som er i stand til å gi en vekselvirkning med det sure polysaccharid, iakttaes også for disse virkestoffer bare på grunn av deres demobilisering ved den temporære blokkering av poresystemet ved et innleiret polysaccharid en sinket frigjørelse fra collagenmatriksen.

Efter innføring av virkestoffet, hhv. virkestoffene og polysaccharidet i collagenmatriksen, blir depotet eventuelt igjen vasket kort for å fjerne det ved den dobbelte omsetning dannede uorganiske salt, f.eks. natriumsulfat. Derpå isoleres depotet, tørres og eventuelt steriliseres og inn-pakkes .

Depotet ifølge oppfinnelsen kan ved alle lokale anti-biotikumbehandlinger innføres i kroppen og kan på grunn av sin gode forlikelighet og den problemløse resorpsjon forbli der. Fortrinnsvis blir det anvendt ved lokal bekjempelse av knokkelinfeksjoner. Derved kommer foruten den antibakteri-elle virkning av antibiotikumet den positive innflytelse av det naturlige collagen på helbredelsen av knokkeldefektene frem.

Depotet ifølge oppfinnelsen kan utvinnes som formstykker med den forskjelligste geometri. Kantlengden kan variere mellom ca. 1 og 50 mm, idet rettvinkelformede stykker med ca. 10 mm kantlengde foretrekkes. Det kan imidlertid også fremstilles sylindriske, kjegleformige, kalottformige og andre geometriske former svarende til den tilsiktede anvendelse. Til slutt kan også et uregelemessig formet granulat med partikkelstørrelser under 1 mm fremstilles.

Såvel collagenmatriksen som også polysaccharidet av-bygges i kroppen inntil fullstendig resorpsjon idet oppløse-lige fragmenter oppstår som inngår i den normale kropps-metabolisme og ikke forårsaker noen bivirkninger.

Ved foreliggende oppfinnelse står derfor et verdifullt nytt virkestoff til forføyning.

Eksempel 1

200 ml av en vandig oppløsning av 1,70 g gentamycinsulfat som er innstilt med NaOH på pH 9, blandes med 200 ml av en vandig oppløsning av 1,70 g pektinsyre-natriumsalt (forestringsgrad ca. 8%), som eventuelt er innstilt med NaOH på pH 9. I denne blanding innføres 10,0 g av et ved fremgangsmåten ifølge DBP 28 54 490 utvunnet collagen i form av kvadratformige deler med en tilnærmet størrelse på 2 x 2 x 1 cm. Ved flere gangers evakuering og påfølgende luftning blir luften fjernet fra det porøse materiale. Under forsiktig omrøring lar man så fortynnet, ca. 1 n svovelsyre, løpe til

inntil blandingen har en pH-verdi på 6,5. Totalvolumet ut-gjør derefter ca. 500 ml. De små collagenstykker taes så ut og blir efter kort avdrypning innfrosset ved -20°C og derefter lyofilisert. Det således utvundne virkestoffdepot som inneholder ca. 2 vekt% gentamycinbase, kan ved bestråling og f.eks. ved innforsegling i dobbeltavrivbare hyller forpakkes kimfritt.

Eksempel 2

Det gåes frem analogt med eksempel 1 hvorved det imidlertid istedenfor 1,70 g gentamycinsulfat, hhv. pektinsyre-natriumsaltv hver gang anvendes 4,5 g. Man får et virkestoffdepot med ca. 5 vekt% gentamycinbase.

Claims (11)

1. Resorberbart virkestoffdepot på basis av collagen, karakterisert ved at et collagen hvori det i vidtgående grad erholdes det naturlige materiales pore-struktur, fylles med et aminoglycosid-antibiotikum og en bioresorberbar polymer med polyanionisk karakter.

2. Virkestoffdepot ifølge krav 1, karakterisert ved at collagenet har et porevolum på ca. 60 til ca. 95%.

3. Virkestoffdepot ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det som bioresorberbar polymer inneholder et surt polysaccharid.

4. Virkestoffdepot ifølge krav 3, karakterisert ved at det som surt polysaccharid inneholder pektinsyre eller alginsyre.

5. Virkestoffdepot ifølge krav 4, karakterisert ved at det som antibiotikum inneholder gentamycin.

6. Virkestoffdepot ifølge krav 5, karakterisert ved at antibiotikumet er tilstede i en mengde på 1 - 10 vekt%.

7. Virkestoffdepot ifølge krav 6, karakterisert ved at det sure polysaccharid foreligger i et overskudd overfor aminoglycosid-antibiotikumet.

8. Fremgangsmåte ved fremstilling av et resorberbart antibiotikumdepot, karakterisert ved at et collagen hvori porestrukturen av det naturlige materiale ^ er bibeholdt, fålas^es med et aminoglycosid-antibiotikum og / en bioresorberbar polymer med polyanionisk karakter.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at collagenblandingen først mettes med en oppløsning av et salt av et aminoglycosid-antibiotikum og et salt av et surt polysaccharid, og derefter foretaes en pH-forskyvning i et område fra pH 4 til 8.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 8 eller 9, karakterisert ved at det som salt av et aminoglycosid-antibiotikum anvendes gentamycinsulfat og som salt av et surt polysaccharid anvendes natriumalginat eller natriumpektat.

11. Anvendelse av et collagen hvori porestrukturen av det naturlige materiale er bibeholdt, til fremstilling av et resorberbart virkestoffdepot.