Liposomal verkapselte hydrophobe Wirkstoffe mit hohem Wirkstoffgehalt > 50% sowie Verfahren zur Herstellung pharmazeutischer Zubereitungen, die liposomal verkapselte hydrophobe Wirkstoffe umfassenLiposomally encapsulated hydrophobic active ingredients with a high active ingredient content> 50% and processes for the preparation of pharmaceutical preparations which comprise liposomally encapsulated hydrophobic active ingredients
Die Erfindung betrifft liposomal verkapselte hydrophobe Wirkstoffe, bevorzugt liposomal verkapseltes Camptothecin oder Analoga des Camptothecins, wobei die Liposomen einen hohen Wirkstoffanteil von > 50% aufweisen. Darüber hinaus betrifft die Erfindung pharmazeutische Zubereitungen, die liposomal verkapselte hydrophobe Wirkstoffe, bevorzugt liposomal verkapselte Camptothecin oder Analoga des Camptothecins umfassen. Sie werden durch Hochdruckhomogenisierung, bevorzugt unter vorheriger Bildung eines Liposomengels, in das der Wirkstoff in Lösung diffundiert oder unter Aerosolbildung hergestellt.The invention relates to liposomally encapsulated hydrophobic active ingredients, preferably liposomally encapsulated camptothecin or analogs of camptothecin, the liposomes having a high active ingredient content of> 50%. Furthermore, the invention relates to pharmaceutical preparations which comprise liposomally encapsulated hydrophobic active substances, preferably liposomally encapsulated camptothecin or analogues of camptothecin. They are produced by high-pressure homogenization, preferably with the prior formation of a liposome gel into which the active ingredient diffuses in solution or with the formation of aerosols.
Mit der vorliegenden Erfindung werden hoch stabile, pharmazeutisch aktive Präparate hydrophober Wirkstoffe, die an sich schwierig einer Anwendung zugänglich sind, bereitgestellt. Vorzugsweise handelt es sich um Camptothecin-Präparate, die nach ihrer liposomalen Verkapselung wasserlöslich sind und die für die Behandlung unterschiedlichster Formen von Krebserkrankungen geeignet sind.The present invention provides highly stable, pharmaceutically active preparations of hydrophobic active substances which are intrinsically difficult to use. They are preferably camptothecin preparations which, after their liposomal encapsulation, are water-soluble and which are suitable for the treatment of various forms of cancer.
Camptothecin ist ein Pflanzenalkaloid. Es wird angenommen, dass es die Krebszellen durch Wechselwirkungen mit dem Enzym Topoisomerase hemmt. So wurde seine Anti- Tumorwirksamkeit bisher unter anderem an Darmkrebs, Lungenkrebs und Brustkrebs nachgewiesen.Camptothecin is a plant alkaloid. It is thought to inhibit cancer cells through interactions with the topoisomerase enzyme. So far, its anti-tumor efficacy has been demonstrated on colon cancer, lung cancer and breast cancer, among others.
Camptothecin und viele seiner Analoga, wie z.B. 9-Aminocamptothecin, 10- Hydoxycamptothecin, 10,11-Methylendioxycamptothecin, 9-Nitro-10,l 1-methylendioxy- camptothecin, 9-Chlor- 10, 11 -methylendioxycamptothecin, 9-Amino- 10, 11 -methylen- dioxycamptothecin, 9-Nitrocamptothecin und andere sind hydrophob und zeigen keine oder nur eine begrenzte Löslichkeit, was wiederum ihre Anwendung als pharmazeutische Zubereitung einschränkt. Eine chemische Modifizierung um ihre Wasserlöslichkeit zu erhöhen, führt jedoch andererseits zur Reduzierung der Anti-Tumoraktivitäten.Camptothecin and many of its analogues, e.g. 9-aminocamptothecin, 10-hydroxy camptothecin, 10,11-methylenedioxycamptothecin, 9-nitro-10, l 1-methylenedioxy-camptothecin, 9-chloro-10, 11-methylenedioxycamptothecin, 9-amino-10, 11-methylene-dioxycamptothecin, 9 -Nitrocamptothecin and others are hydrophobic and show little or no solubility, which in turn limits their use as a pharmaceutical preparation. A chemical modification to increase their water solubility, on the other hand, leads to a reduction in anti-tumor activity.
Die Verwendung von Camptothecin und seinen Analoga als Arzneimittel wurde z.B. in US 5,736,156 beschrieben. Die dort dargestellten liposomalen Zubereitungen haben jedoch den großen Nachteil, dass die Einschlussrate für den Wirkstoff Camptothecin oder seinen Analoga in den Liposomen unter 20% liegt.
Die Aufgabe der Erfindung bestand deshalb darin, hydrophobe Wirkstoffe, insbesondere Camptothecin oder seine Analoga in einer pharmazeutischen Darreichungsform bereitzustellen, die eine effektive wirksame Applikation ermöglicht.The use of camptothecin and its analogs as medicaments has been described, for example, in US Pat. No. 5,736,156. However, the liposomal preparations shown there have the major disadvantage that the inclusion rate for the active ingredient camptothecin or its analogs in the liposomes is below 20%. The object of the invention was therefore to provide hydrophobic active substances, in particular camptothecin or its analogs, in a pharmaceutical dosage form which enables effective, effective application.
Die Erfindung wird gemäß den Ansprüchen realisiert. Unter Anwendung der Hochdruckhomogenisierung (WO 96/05808) mit unterschiedlichsten Lipidzusammensetzungen ist es möglich, hydrophobe Wirkstoffe oder Wirkstoffe, die ein hydrophobes Zentrum oder allgemein hydrophobe Strukturen aufweisen, welche in eine Lipiddoppelschicht emdringen können, liposomal zu verkapseln. Überraschend weisen diese Liposomen einen hohen Wirkstoffgehalt mit einer Einschlussrate von > 50%, bevorzugt > 70% oder insbesondere sogar > 80%, auf.The invention is implemented according to the claims. Using high-pressure homogenization (WO 96/05808) with a wide variety of lipid compositions, it is possible to encapsulate hydrophobic active substances or active substances which have a hydrophobic center or generally hydrophobic structures which can penetrate into a lipid bilayer. Surprisingly, these liposomes have a high active ingredient content with an inclusion rate of> 50%, preferably> 70% or in particular even> 80%.
In einer bevorzugten Herstellungsvariante werden erfindungsgemäß mittels Hochdruckhomogenisation zuerst Liposomengele hergestellt. Anschließend lässt man die hydrophoben Wirkstoffe in wässriger oder alkoholischer Lösung in die Gele diffundieren.In a preferred production variant, liposome gels are first produced by means of high-pressure homogenization. The hydrophobic active ingredients are then allowed to diffuse into the gels in aqueous or alcoholic solution.
Im Fall von Camptothecin und seinen Analoga wird eine hohe Effizienz bei der Ladung von Liposomengelen erreicht, wobei die Einschlussrate > 90% beträgt. Bevorzugt liegen die Pufferlösungen (pH, Salze, Ionen, Ionenlänge), die eine optimale Stabilität von Camptothecin gewährleisten, im schwach sauren Bereich. Die Ladung der Liposomengele kann durch Temperatursteigerung noch erhöht werden.In the case of camptothecin and its analogues, high efficiency in liposome gel loading is achieved, with the inclusion rate being> 90%. The buffer solutions (pH, salts, ions, ion length), which ensure optimal stability of camptothecin, are preferably in the weakly acidic range. The charge on the liposome gels can be increased by increasing the temperature.
In einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung enthält das gebildete Liposomengel in oder an der Membran der Vesikel ein Polymer, vorzugsweise Polyethylenglycol (MG 2000 - 10000), das den Wirkstoff an der Liposomenoberfläche vor Inaktionen mit Blutkomponenten schützt.In a further embodiment of the invention, the liposome gel formed contains in or on the membrane of the vesicles a polymer, preferably polyethylene glycol (MW 2000-10000), which protects the active substance on the liposome surface from inactivity with blood components.
Die vorherige Bildung eines Liposomengels hat verschiedene Vorteile:The previous formation of a liposome gel has several advantages:
- Das Liposomengel kann (z.B. im Autoklaven) in Abwesenheit des Wirkstoffs sterilisiert werden, wodurch der Wirkstoff geschützt ist und auch eine Wirkstoff/Lipid-Degradation vermieden wird.- The liposome gel can be sterilized (e.g. in an autoclave) in the absence of the active ingredient, which protects the active ingredient and also prevents active ingredient / lipid degradation.
- Der Wirkstoff wird keinen extremen Belastungen (physikalischen oder hohen Temperaturen) während der Hochdruckhomogenisierung ausgesetzt.- The active ingredient is not exposed to extreme loads (physical or high temperatures) during high pressure homogenization.
- Kein Verlust von möglicherweise teuren Substanzen während der Herstellung (bei Zugabe während Hochdruckhomogenisierung ca. 10-20 % Verlust).- No loss of potentially expensive substances during production (approx. 10-20% loss when added during high pressure homogenization).
- Eine Depot-Anwendung mit langsamer Freisetzung an Liposomen ist möglich. Die Wirkstoffdosierung kann variiert bei konstanter Lipiddosis werden. Die Bioverfügbarkeit
sollte deshalb unabhängig von der Wirkstoffdosierung sein. Das Geldepot ermöglicht eine langsame Freisetzung des Wirkstoffs (hohe Durchlässigkeit).- A depot application with slow release on liposomes is possible. The dosage of active substance can be varied with a constant lipid dose. The bioavailability should therefore be independent of the drug dosage. The Geldepot enables the active ingredient to be released slowly (high permeability).
- Kontrollierte Freisetzung wird möglich- Controlled release becomes possible
- Die Wirkstofffreisetzungsrate kann durch Anpassung der Lipidzusammensetzung in den Liposomen reguliert werden.- The drug release rate can be regulated by adjusting the lipid composition in the liposomes.
Pharmazeutische Zusammensetzungen, die erfindungsgemäß verkapseltes Camptothecin und seine Analoga umfassen, werden insbesondere bei Melanom , Darmkrebs, small cell & non- small cell Lungenkrebs, Magenkrebs, Leukämie, Brustkrebs und anderen appliziert.
Pharmaceutical compositions comprising encapsulated camptothecin and its analogs according to the invention are applied in particular to melanoma, colon cancer, small cell & non-small cell lung cancer, stomach cancer, leukemia, breast cancer and others.