DE3688188T2

DE3688188T2 - Verfahren zur Herstellung einer Formulierung mit verzögerter Freisetzung.

Info

Publication number: DE3688188T2
Application number: DE86117946T
Authority: DE
Inventors: Keiji Fujioka; Masayasu Furuse; Teruo Miyata; Hiromi Naito; Yoshio Sasaki; Shigeji Sato
Original assignee: Koken Co Ltd; Sumitomo Pharmaceuticals Co Ltd
Current assignee: Koken Co Ltd; Sumitomo Pharmaceuticals Co Ltd
Priority date: 1985-12-27
Filing date: 1986-12-23
Publication date: 1993-10-14
Anticipated expiration: 2006-12-24
Also published as: EP0230647B1; ES2054613T3; CA1277601C; EP0230647A2; EP0230647A3; ATE87469T1; DE3688188D1; US4849141A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Formulierung mit verzögerter Freisetzung. Insbesondere betrifft sie ein Verfahren zur Herstellung einer Formulierung mit verzögerter Freisetzung, umfassend Collagen und/oder Gelatine als Träger und einen pharmazeutischen Wirkstoff.
Verschiedene Formulierungen mit verzögerter Freisetzung sind bekannt, die in den geschädigten Bereich eines Menschen oder Tierkörpers eingepflanzt werden, wobei sie eine direkte Wirkung des Wirkstoffs auf die Schädigung ermöglichen und die Erzeugung unerwünschter Nebenwirkungen verhindern. Unter ihnen sind Formulierungen mit verzögerter Freisetzung, zusammengesetzt aus einem biologisch abbaubaren und biologisch verträglichem Träger, wie Collagen oder Gelatine, insbesondere in Form eines nadel- oder stäbchenförmigen Minipellets (Durchmesser: 0.5-1.5 mm, Länge: 5-15 mm), die mit Hilfe einer Pinzettennadel ("forcepsneedle") für ein Endoskop ("fiberscope") oder einer Verweilnadel verabreicht werden können, als besonders vorteilhaft für die klinische Verwendung bekannt (siehe europäische Patentveröffentlichung Nr. 0139286 A2).
EP-A-0 138 216 offenbart ebenfalls eine Formulierung mit verzögerter Freisetzung. Sie enthält nur eine sehr geringe Konzentration Collagen (< 2 %) und erfordert für ihre Herstellung Preßformen der gefriergetrockneten Collagenlösung.
Wie nachstehend diskutiert, haben jedoch Collagen und Gelatine unerwünschte Eigenschaften, die es schwierig machen, eine zufriedenstellende Minipelletformulierung unter Verwendung dieser Substanzen herzustellen. So ist es unter Verwendung von Collagen oder Gelatine nicht einfach, eine Minipelletformulierung herzustellen, die einen gleichförmig dispergierten Wirkstoff enthält und die eine gleichbleibende Größe und gleichbleibendes Gewicht aufweist. Diese Schwierigkeit entsteht hauptsächlich aus der "faserbildenden Eigenschaft" von Collagen oder Gelatine, wie nachstehend diskutiert.
Eine Preßmasse zur Herstellung einer Formulierung mit verzögerter Freisetzung muß einheitlich sein und eine ausreichende Viskosität, mit anderen Worten, eine ausreichende Konzentration in bezug auf den Träger aufweisen, wenn es geformt wird. Besteht jedoch die Preßmasse aus Collagen oder Gelatine als Träger und einer Proteinzubereitung, d. h. einem in einer wäßrigen anorganischen Salzlösung aufgelösten oder suspendierten Protein als Wirkstoff, wird häufig beobachtet, daß die Preßmasse nicht in Form einer einheitlichen und homogenen Lösung existieren kann, da Collagen oder Gelatine dazu neigt, unter dem Einfluß des pH-Werts und einer Salzkonzentration der wäßrigen anorganischen Salzlösung Fasern zu bilden.
Neben der vorstehenden Schwierigkeit nimmt das nach dem Formverfahren erhaltene Produkt im allgemeinen während des Lufttrocknens bei Raumtemperatur eine verzerrte Form an. Der Grund liegt darin, daß der Formkörper durch Lufttrocknen nicht einheitlich getrocknet werden kann.
Unter solchen Umständen, wie vorstehend erwähnt, war es bis jetzt üblich, daß ein Gemisch eines Wirkstoffs und einer verdünnten Collagen- oder Gelatinelösung sprühgetrocknet oder gefriergetrocknet, pulverisiert und preßgeformt wurde. Ein anderes übliches Verfahren besteht darin, daß das vorstehend erwähnte Gemisch zuerst in eine Form eingebracht, gefriergetrocknet und preßgeformt wird. Die Formkörper, zum Beispiel durch ein solches übliches Verfahren hergestellte Minipellets, sind zerbrechlich und besitzen eine relativ kurze Freigabezeit. Daher war es bis jetzt unmöglich, unter Verwendung von Collagen oder Gelatine eine Langzeitfreigabeformulierung herzustellen.
Es wurde jetzt festgestellt, daß Minipellets mit konstanter und gleichbleibender Größe und Gewicht durch Herstellung, unter einer bestimmten Bedingung, eines gleichförmigen und hochkonzentrierten Gemisches hinsichtlich Collagen oder Gelatine durch Vermischen von Collagen oder Gelatine mit Wasser oder einer aus Wasser und einem hydrophilen organischen Lösungsmittel bestehenden Anmischung, und Formen des konzentrierten Gemisches und dann allmähliches Entfernen des Lösungsmittels aus dem Formkörper, erhalten werden können. Diese Erfindung basiert auf der vorstehenden Feststellung.
So besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zur Herstellung einer Formulierung mit verzögerter Freisetzung unter Verwendung von Collagen und/oder Gelatine als Träger bereitzustellen, umfassend die Schritte:
1) Herstellung eines gleichförmigen und hochkonzentrierten Gemisches hinsichtlich Collagen und/oder Gelatine durch Vermischen eines Wirkstoffs, des Collagens und/oder der Gelatine und Wasser oder einer aus Wasser und einem hydrophilen organischen Lösungsmittel bestehenden Anmischung;
2) Formen des erhaltenen Gemisches; und
3) allmähliches Entfernen des Lösungsmittels aus dem Formkörper.
Der hier in Verbindung mit Collagen und/oder Gelatine verwendete Begriff "gleichförmiges und hochkonzentriertes Gemisch" bezieht sich auf ein gleichförmiges wäßriges Gemisch, das 10 bis 40 %, vorzugsweise 20 bis 30 Gew.-%, Collagen und/oder Gelatine enthält. Solch ein gleichförmiges und hochkonzentriertes Gemisch kann ohne Faserbildung erfolgreich unter einer der folgenden Bedingungen erhalten werden.
1) Der pH-Wert des Gemisches wird unterhalb von 5 und die Salzkonzentration des Gemisches unterhalb einer faserbildenden Konzentration gehalten. Unter dieser Bedingung bildet ein hochkonzentriertes Gemisch aus Collagen und/oder Gelatine keine Fasern und die Gleichförmigkeit des Gemisches wird beibehalten.
Die vorstehend erwähnte "faserbildende Konzentration" ist wie folgt definiert:
Pulverisiertes Atelocollagen (1 g) wird durch Mischen mit einer kleinen Menge destilliertem Wasser gequollen und dann wird HCl zugegeben, wobei eine Lösung gebildet wird. Andererseits wird eine Reihe von Salzlösungen mit verschiedenen Konzentrationen hergestellt. Eine von ihnen wird zur vorstehenden Lösung gegeben, und das Gemisch wird in einer Reibschale gründlich vermischt und die auf das Atelocollagen zurückzuführende Faserbildung beobachtet. Die Obergrenze der Endkonzentration des Salzes im Gemisch, das keine Faserbildung bewirkt, wird als faserbildende Konzentration definiert. Die faserbildende Konzentration variiert in Abhängigkeit von der Art des Salzes, der Konzentration des Atelocollagens und dem pH-Wert des Gemisches. Zum Beispiel beträgt sie für Natriumchlorid 0.17 mol, falls die Konzentration des Atelocollagens und der pH-Wert des Gemisches 20 % G/G bzw. 3.0 sind.
2) Collagen und/oder Gelatine wird verwendet, das durch zum Beispiel Succinylierung oder Methylierung chemisch modifiziert wurde. Dieses Verfahren ist von Vorteil, wenn eine Kontrolle des pH-Werts des Gemisches für die Sicherung der Stabilität eines Wirkstoffs unbedingt erforderlich ist.
3) Glucose wird zum Gemisch gegeben. Dieses Verfahren ist insbesondere von Vorteil, wenn das Gemisch einen fast neutralen pH-Wert besitzt, da die Löslichkeit von Collagen und/oder Gelatine durch eine solche Zugabe erhöht wird.
Das bei der vorliegenden Erfindung verwendete Collagen ist ein Protein, das ein Hauptbestandteil des Bindegewebes von Tieren ist und das eine geringe Antigenwirkung besitzt, und daher wurde es in einem weiten Bereich für verschiedene medizinische Operationen als chirurgisches Nahtmaterial verwendet. Statt Collagen selbst kann Atelocollagen verwendet werden, das eine weit geringere Antigenwirkung besitzt, und das durch Entfernen des Telopeptidbereichs aus dem Collagen erhalten wird. Wie vorstehend angegeben, ist ein succinyliertes oder methyliertes Collagen ebenfalls verwendbar.
Gelatine ist ein hitzedenaturiertes Collagen und eine pharmazeutisch sichere Verbindung. Es kann in ähnlicher Weise wie Collagen chemisch modifiziert werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist Collagen oder Gelatine oder jedes ihrer Derivate allein oder in jeder Zusammensetzung von zwei oder mehreren verwendbar. Für die erfindungsgemäßen Zwecke bezieht sich der Begriff "Collagen und/oder Gelatine" auf jedes Collagen, Gelatine, ein Derivat davon oder eine Kombination von zwei oder mehreren. Bei der vorliegenden Erfindung können im Handel erhältliches Collagen, Gelatine und deren Derivate wie sie sind verwendet werden.
Das charakteristische Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß zuerst ein hochkonzentriertes Gemisch hinsichtlich Collagen und/oder Gelatine hergestellt wird und daß das im Gemisch enthaltene Lösungsmittel allmählich nach dem Formen entfernt wird. Demgemäß gibt es für den im Gemisch enthaltenen Wirkstoff keine Kriterien. Jedoch ist das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere für die Herstellung einer Formulierung mit verzögerter Freisetzung in Verbindung mit einem wasserlöslichen Arzneistoff geeignet, bei dem es bis jetzt schwierig war, eine Formulierung mit verzögerter Freisetzung herzustellen. Diese wasserlöslichen Arzneistoffe schließen zum Beispiel Prostaglandine, Prostacycline, verschiedene Biohormone, Tespamin® (Triethylenthiophosphorsäureamid), Interferon, Interleukin, Tumornekrosefaktor und ähnliche ein. Ein Arzneistoff, der in Wasser gering löslich ist, aber sogar in kleiner Dosierung Wirksamkeit zeigt, wie Adriamycin ist ein anderes Beispiel für die erfindungsgemäße Verwendung. Zusätzlich werden verschiedene Antibiotika, Chemotherapeutika, biologisch wirksame Substanzen, Mittel gegen Altern, Wachstumshormone und entzündungshemmende Mittel ebenfalls bei der vorliegenden Erfindung verwendet.
In einem anderen Gesichtspunkt findet das erfindungsgemäße Verfahren Anwendung bei der Herstellung einer Formulierung mit verzögerter Freisetzung, die einen nichthitzebeständigen hochmolekularen Arzneistoff enthält, da das erfindungsgemäße Verfahren keinen Schritt einschließt, der unter extremen Bedingungen durchgeführt wird, wie Schmelzen unter Erhitzen.
Der hier verwendete Begriff "hochmolekularer Arzneistoff" bezieht sich auf Peptide, Proteine, Glycoproteine, Polysaccharide etc. Besonders geeignete hochmolekulare Arzneistoffe sind die, die in kleiner Dosierung Wirksamkeit zeigen, und die über einen langen Zeitraum kontinuierlich verabreicht werden sollen. Beispiele für solche Arzneistoffe sind thrombolytische Mittel, biologische Reaktionsmodifikatoren, jene, die eine wachstumsfördernde Wirksamkeit zeigen oder jene, die mit dem Knochenstoffwechsel in Verbindung gebracht werden.
Bestimmte Beispiele für Arzneistoffe, die eine wachstumsfördernde Wirksamkeit aufweisen, sind Wachstumshormone (GH), Wachstumshormon-Releasingfaktoren (GRF) und Somatomedine (SM).
GRF sind Peptide, die die Fähigkeit zur Stimulierung der Wachtstumshormonausscheidung aufweisen, und die als Peptide bekannt sind, die aus einer Reihe von 44, 40, 37 oder 29 Aminosäuren bestehen. Alle diese Peptide zeigen eine Wachstumshormon freisetzende Wirkung und jedes von ihnen oder ein Gemisch davon kann bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
SM bedeutet alle Verbindungen der Somatomedingruppe, wie SM-A, SM-B, SM-C und weiter den insulinähnlichen Wachstumsfaktor (IGF)-I, IGF-II, sowie MSA ("multiplication stimulating activity"). Es wird berichtet, daß SM-C das gleiche wie IGF-I bedeutet. Auf alle Fälle können alle diese Peptide oder ein Gemisch von zwei oder mehreren davon bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Der Arzneistoff, der eine Wirksamkeit aufweist, die mit dem Knochenstoffwechsel in Verbindung gebracht wird, schließt zum Beispiel Calcitonin ein.
Der Arzneistoff mit thrombolytischer Wirksamkeit schließt einen Gewebeplasminogenaktivator ein.
Beispiele für biologische Reaktionsmodifikatoren sind Interferon (IFN), Interleukin (IL), Koloniestimulierender Faktor (CSF), Macrophagen-Aktivierungsfaktor (MAF) und migrationshemmender Faktor (MIF). Der Begriff "Interferon" bezeichnet alle Arten von Interferonen, einschließlich α-, β- und γ-Interferone, sowie deren Gemisch. Ähnlich schließt Interleukin IL-1, IL-2, Il-3, etc. ein, und der Koloniestimulierende Faktor schließt Multi-CSF, Granulocyten-Macrophagen-CSF (GM-CSF), Macrophagen CSF (M-CSF), Granulocyten-CSF (G-CSF) usw. und deren Gemisch ein.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist auf jede der Untergruppen der Proteine oder Glycoproteine anwendbar, von denen angenommen wird, daß sie während umfassender Untersuchungen in der Zukunft aus MAF oder MIF abgetrennt und gereinigt werden.
Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Peptide, Proteine und Glycoproteine können chemisch synthetisiert oder mittels Gentechnologie hergestellt oder aus natürlicher Quelle sein.
Das bei der vorliegenden Erfindung verwendbare hydrophile organische Lösungsmittel schließt Alkohole, wie Methanol und Ethanol, und Ketone, wie Aceton, ein. Ein Gemisch, bestehend aus einem solchen hydrophilen organischen Lösungsmittel und Wasser, kann beim erfindungsgemäßen Verfahren ebenfalls verwendet werden. Jedoch sollte der Gehalt an hydrophilem Lösungsmittel im Gemisch unter 70 Gew.-% liegen.
Eine erfindungsgemäße Formulierung mit verzögerter Freisetzung kann in einer nachstehend ausführlich beschriebenen Weise hergestellt werden.
Ein gleichförmiges und hochkonzentriertes Gemisch hinsichtlich Collagen und/oder Gelatine wird zuerst durch Mischen eines Wirkstoffes und des Collagens und/oder der Gelatine mit Wasser oder einem aus Wasser und einem hydrophilen organischen Lösungsmittel bestehenden Gemisch hergestellt. Für diesen Zweck wird zum Beispiel eine wäßrige Lösung, die einen Wirkstoff enthält, mit einer wäßrigen Lösung von Collagen und/oder Gelatine gleichförmig angemischt, wobei die Erzeugung von Schaum so weit wie möglich vermieden wird. Danach wird das Gemisch bei niedriger Temperatur konzentriert oder getrocknet. Das Trocknungsverfahren ist nicht angegeben, aber es kann zum Beispiel durch Sprühtrocknen oder Gefriertrocknung erfolgen. Eine kleine Menge destilliertes Wasser für Injektionen wird dazu gegeben, um ein Quellen zu ermöglichen. Die Quellzeit kann etwa 0.1 bis 48 Stunden betragen. Es gibt keine Einschränkung bei der Temperatur, bei der der Quellschritt durchgeführt wird. Jedoch wird dieser Schritt vorzugsweise in einem Kühlschrank durchgeführt. Nach dem Quellen wird eine Säure, zum Beispiel Chlorwasserstoffsäure, zugegeben, bis der pH-Wert des Gemisches unter 5 liegt, wobei Collagen und/oder Gelatine gelöst werden, und das Ganze wird gründlich gemischt. Die zum Mischen erforderliche Zeit beträgt etwa 0.1 bis 12 Stunden. Die Temperatur ist beliebig, und Raumtemperatur wird bevorzugt.
Das vorstehende Verfahren ist gut geeignet, wenn der Wirkstoff üblicherweise in Form einer Lösung oder Suspension gehandhabt wird. Ist jedoch die Menge der Lösung oder Suspension, die den Wirkstoff enthält, sehr klein, oder ist der Wirkstoff ein festes Pulver, kann er direkt zu einer wäßrigen Lösung des Collagens und/oder der Gelatine gegeben werden, die durch Quellen von pulverisiertem Collagen und/oder Gelatine unter Zugabe einer kleinen Menge Wasser und danach Zugabe einer Säure, wie Chlorwasserstoffsäure, hergestellt wurde. Im allgemeinen sind 0.5 bis 0.8 ml einer 1 n HCl pro 1 g Collagen und/oder Gelatine erforderlich. Ein gleichförmiges und hochkonzentriertes Gemisch, das 10 bis 40 % G/G, vorzugsweise 20 bis 30 % G/G, Collagen und Gelatine enthält, wird so erhalten.
Beim vorstehenden Verfahren sollte eine der vorstehend erwähnten Gegenmaßnahmen zur Verhinderung von Faserbildung ergriffen werden. Falls möglich, wird die Salzkonzentration des Gemisches, das einen Wirkstoff und Collagen und/oder Gelatine enthält, unter die "faserbildende Konzentration" erniedrigt. Ist der Wirkstoffin Form eines festen Pulvers kann die Erniedrigung der Salzkonzentration leicht erreicht werden.
Der hier in Verbindung mit "der Salzkonzentration", verwendete Begriff "Salz" bezieht sich auf jedes Salz, das als isotonisches Mittel, Puffermittel oder Stabilisator enthalten ist und schließt Natriumchlorid, Natriumdihydrogenphosphat, Dinatriumhydrogenphosphat, Natriumcitrat etc., ein.
Falls es unmöglich ist, die Salzkonzentration zu erniedrigen, wird eine Collagen- und/oder Gelatinelösung, die einen Wirkstoff enthält, gequollen, angesäuert, und dann wird Glucose zugegeben, wobei eine Endkonzentration von 0.1 bis 2 mol/l erhalten wird, und anschließend gründlich in einer Reibschale gemischt. Danach wird der pH-Wert des Gemisches durch Zugabe einer wäßrigen Ammoniaklösung oder wäßrigen Natriumhydroxidlösung neutral gestellt und, falls erforderlich, eine Pufferlösung zugegeben und in einer Reibschale gemischt, wobei eine gleichförmige Lösung hergestellt wird. Zum Beispiel ermöglicht ein Gemisch aus 20 % G/V Atelocollagen und 1.0 mol Glucose die Zugabe von 0.75 mol NaCl, ohne daß eine Faserbildung bewirkt wird. Saure Bedingungen sind für das Vermischen nicht entscheidend. Jedoch sind Vermischen im Sauren und Neutralisation des entstandenen Gemisches für den Erhalt einer gleichförmigen Lösung von Vorteil. Die Reihenfolge der Zugabe der verschiedenen vorstehenden Mittel ist nicht entscheidend. Der bei diesem Verfahren verwendete Puffer schließt Natriumchlorid, Phosphate und Harnstoff etc. ein.
Statt der Verwendung eines der vorstehenden Verfahren kann im erfindungsgemäßen Verfahren chemisch modifiziertes Collagen und/oder Gelatine statt Collagen und/oder Gelatine verwendet werden. Zum Beispiel kann eine 20 % G/V succinylierte Atelocollagenlösung mit nicht weniger als 2 mol NaCl gemischt werden, ohne Faserbildung als Begleiterscheinung.
Der nächste Schritt der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß das gleichförmige und hochkonzentrierte Gemisch in einen Zylinder mit einer festgelegten Bohrung eingebracht wird, zentrifugiert wird, um blasenfreie Teile zu erhalten, und zum Formen gepreßt wird. Dem Produkt wird dann nach dem Formen das Lösungsmittel allmählich entzogen. Die Bohrung des Zylinders variiert abhängig von der Größe des gewünschten Produkts. Zum Beispiel ergibt die Verwendung einer Bohrung mit 2 mm ein Minipellet mit 1 mm Durchmesser. Die Entgasung durch Zentrifugation kann bei einer Temperatur zwischen 20 und 35ºC bei 5000 bis 15000 G während 10 bis 60 Minuten durchgeführt werden.
Das gleichförmige und hochkonzentrierte Gemisch kann nach der Entgasung durch Zentrifugation ebenfalls mit Hilfe einer Schablone geformt werden. Wird das Formen unter Verwendung einer Schablone, zum Beispiel einem Rohr, durchgeführt, ist es empfehlenswert, das Gemisch, das in die Schablone eingebracht wurde, abzukühlen, und das abgekühlte Produkt aus der Form zu entfernen, und dann das Lösungsmittel allmählich aus dem Produkt zu entfernen. Im vorstehenden Verfahren sind die Abkühlzeit und -temperatur nicht entscheidend. Der wesentliche Punkt besteht darin, daß der Formkörper genügend Härte aufweisen sollte, daß er seine Form behält, wenn er aus der Form genommen wird.
Das allmähliche Entfernen des Lösungsmittels aus dem Formkörper kann mit einer der folgenden Ausführungsformen erreicht werden.
(A) Das Produkt wird durch Stehenlassen für 24 bis 72 Stunden bei Raumtemperatur oder darunter bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50 bis 80 % luftgetrocknet. Dieses Verfahren wird vorzugsweise unter Verwendung eines Exsikkators durchgeführt.
(B) Das Produkt wird in ein Gemisch aus Wasser und einem hydrophilen organischen Lösungsmittel für einen festgelegten Zeitraum eingetaucht, und dieses Verfahren wird mehrmals unter der Bedingung, daß ein Gemisch, das eine steigende Menge organisches Lösungsmittel enthält, jeweils verwendet wird, wiederholt, wobei das im Produkt enthaltene Wasser allmählich durch das organische Lösungsmittel ersetzt wird. Schließlich kann das organische Lösungsmittel, das vom Produkt zurückgehalten wird, leicht luftgetrocknet werden.
Der hier verwendete Begriff "allmähliches Entfernen" bezieht sich auf das Entfernen des Lösungsmittels ohne Verlust der durch das Formen erzeugten Form. Insbesondere bedeutet er, zum Beispiel die Trocknungsgeschwindigkeit im vorstehenden Verfahren (A) unter oder auf 1 mg Wasser/mm²/24 Stunden zu halten. Wird das Produkt an der Luft außerhalb dieser Bedingungen getrocknet, zum Beispiel unter der Bedingung, daß die relative Luftfeuchtigkeit weniger als 50 % beträgt oder, daß ein nicht geringfügiger Luftstrom an der Oberfläche des Produkts vorhanden ist, wird zuerst nur die Oberfläche getrocknet und ein Formverlust tritt auf. Es sollte jedoch angemerkt werden, daß durch eine relative Luftfeuchtigkeit, die größer als 80 % ist, die Trocknungsgeschwindigkeit zu gering wird und daß das für praktische Zwecke nicht erwünscht ist.
Das gemäß dem vorstehenden Verfahren getrocknete Produkt kann, falls erforderlich, einem zusätzlichen Trocknungsschritt unterzogen werden, der zum Beispiel Einbringen des getrockneten Produkts in einen Exsikkator, der Silicagel enthält, umfaßt. Wird der Trocknungsschritt im Labormaßstab durchgeführt, kann das Produkt durch Stehenlassen bei Raumtemperatur, nachdem es in eine Petrischale mit Deckel eingebracht wurde, erfolgreich getrocknet werden.
Im vorstehenden Verfahren (B) werden eine Reihe von Gemischen, bestehend aus Wasser und einem hydrophilen organischen Lösungsmittel, verwendet, das jedes eine steigende Menge an organischem Lösungsmittel enthält. Eine bevorzugte Reihe besteht aus den Gemischen, die zum Beispiel 50 %, 70 %, 80 %, 90 %, 95 % und 100 Gew.-% organisches Lösungsmittel enthalten. Als hydrophiles organisches Lösungsmittel können Alkohole, wie Methanol und Ethanol, Ketone, wie Aceton, die mit Wasser frei mischbar sind, erwähnt werden. Vorzugsweise ist das in diesem Schritt verwendete hydrophile organische Lösungsmittel identisch mit dem im Verfahren verwendeten, in dem das gleichförmige und hochkonzentrierte Gemisch hergestellt wurde.
Das allmähliche Entfernen des Lösungsmittels aus dem Formkörper ergibt ein Endprodukt, das gleichbleibende Größe und Gewicht aufweist, und in dem der Wirkstoff gleichförmig dispergiert ist.
Wie vorstehend festgelegt, kann das vorstehend erhaltene Endprodukt, falls erforderlich, durch in Kontakt bringen des Produkts mit Ammoniakgas oder durch Eintauchen in wäßrigen Ammoniak oder Ethanol, das Dinatriumhydrogenphosphat enthält, neutralisiert werden.
Zusätzliche Verfahrenstechniken können mit dem vorstehend erhaltenen Endprodukt durchgeführt werden, um die Freigabegeschwindigkeit des Wirkstoffs weiter zu regeln. Solche Verfahrenstechniken schließen Erzeugung von Vernetzungsstellen mit einem Vernetzungsmittel, UV-Bestrahlung oder γ-BE- strahlung, zwischen dem in dem Produkt enthaltenen Collagen und/oder der Gelatine, oder, falls geeignet, zwischen dem Collagen und/oder der Gelatine und dem Wirkstoff ein. Die Vernetzung kann eine kovalente oder ionische Bindung sein. Die Vernetzung kann zum Beispiel durch Eintauchen des Produkts in ein geeignetes Vernetzungsmittel, wie wäßrige Aldehydlösung (z. B. Formaldehyd, Acetaldehyd oder Glutaraldehyd) oder eine Alkohollösung, die ein Diisocyanat (z. B. Hexamethylendiisocyanat) enthält, oder durch in Kontakt bringen des Produkts mit einem der gasförmigen Vernetzungsmitteln, das aus den vorstehenden ausgewählt ist, durchgeführt werden. Diese Verfahren zur Erzeugung von Vernetzungsstellen sind auf dem Fachgebiet allgemein bekannt und stellen kein charakteristisches Merkmal der vorliegenden Erfindung dar. Weiter wird der Wirkstoff an eine Polymerhauptkette des im Produkt enthaltenen Collagens und/oder der Gelatine chemisch gebunden.
Das erfindungsgemäße neue Verfahren ist auf die Herstellung jeder Art von Formulierungen mit verzögerter Freigabe mit einer Vielzahl von Größen und Formen, wie Kugel-, Halbkugel-, Säulen-, Rohr-, Knopf- oder plattenartige Form sowie nadel- oder stäbchenförmige Formen anwendbar. Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Formulierung kann einem lebenden Körper, zum Beispiel durch subcutanes Einbringen oder Implantieren in eine Körperhöhle, abhängig von dem zu behandelnden geschädigten Bereich, verabreicht werden. Die Formulierung kann ebenfalls bei niedriger Temperatur unter Verwendung von flüssigem Stickstoff pulverisiert werden, wobei ein Pulver erhalten wird, das in einem geeigneten Lösungsmittel suspendiert werden kann, um eine injizierbare Suspension mit verzögerter Freigabe herzustellen.
Die erfindungsgemäße Formulierung kann pharmazeutisch verträgliche Stabilisatoren, Konservierungsmittel oder Betäubungsmittel, sowie verschiedene Zusätze zur Verbesserung der Formbarkeit in bestimmte Formen oder zur Kontrolle der Fähigkeit der verzögerten Freigabe in der Formulierung enthalten.
Fig. 1 der beigefügten Auftragung zeigt den zeitlichen Verlauf der Menge an α-Interferon im Blut, wenn die Interferon enthaltende Formulierung mit verzögerter Freigabe, die gemäß dem vorstehenden Verfahren hergestellt wurde, an Mäuse verabreicht wird.
In den folgenden detaillierten Beispielen werden die bestimmten Ausführungsformen der Erfindung veranschaulicht.

Beispiel 1

Eine wäßrige α-Interferon (20 ME/ml) enthaltende Lösung (5 ml) wird zu Atelocollagen (2 g) gegeben, und man läßt das Gemisch 20 Stunden in einem Kühlschrank quellen. Destilliertes Wasser und 1 n HCl (1.6 ml) werden bis zu einem Endgewicht von 10 g zugegeben, und das Gemisch wird gründlich in einer Reibschale gemischt, um ein gleichförmiges flüssiges Gemisch zu erhalten. Das Gemisch wird in eine Einmalspritze (10 ml) eingebracht und durch Zentrifugation bei 10000 G für 30 Minuten entgast. Nach Anbringen einer Düse mit einem Innendurchmesser von 2 mm wird das Gemisch aus der Spritze gespritzt, so daß das gespritzte Gemisch in einen geraden Schlitz mit einem halbkreisförmigen Ausschnitt auf einer Acrylplatte plaziert ist. Das gespritzte Gemisch wird 24 Stunden lang in einem Exsikkator bei 65 % relativer Luftfeuchtigkeit getrocknet. Das getrocknete Gemisch wird Ammoniakgas ausgesetzt und dadurch neutralisiert, luftgetrocknet und geschnitten. Nadelförmige Pellets mit einem mittleren Durchmesser von 1 mm ± 2 %, die 0.1 ME Interferon pro Stück enthalten, werden so erhalten.

Beispiel 2

Das durch das gleiche Verfahren, wie im Beispiel 1 beschrieben, erhaltene entgaste Gemisch wird in eine kugelförmige zweiteilige Form mit einem Durchmesser von 1.7 mm eingebracht. In ähnlicher Weise, wie im Beispiel 1 beschrieben, wird das Gemisch getrocknet, aus der Form genommen und durch Eintauchen in eine wäßrige 0.02 m Na&sub2;HPO&sub4; 50 %igen Ethanollösung neutralisiert. Danach wird das feste Gemisch hintereinander in 50, 70, 80, 90 und 95 %iges Ethanol und schließlich in 100 %iges Ethanol getaucht, bis das Gleichgewicht erreicht ist. Das feste Gemisch wird dann luftgetrocknet, um das Ethanol zu entfernen. Kugelförmige Pellets mit einem mittleren Durchmesser von 1 mm ± 2 % und einem mittleren Gewicht von 0.75 mg ± 10 % werden so erhalten.

Beispiel 3

Eine 30 %ige wäßrige Lösung von Gelatine (pH 3.5), die durch Hitzedenaturierung von Atelocollagen erhalten wurde, wird mit einer 30 %igen wäßrigen Lösung von Atelocollagen (pH 3.5) im Verhältnis 2:8 gemischt. Das Gemisch wird in eine Spritze eingebracht, durch Zentrifugation entgast und in eine kugelförmige zweiteilige Form mit einem Durchmesser von 1.5 mm eingebracht. Die vorstehenden Verfahren werden bei einer Temperatur zwischen 33 und 35ºC durchgeführt. Nach Abkühlen auf unter 30ºC wird das feste Produkt aus der Form entfernt, durch Eintauchen in eine 0.1 %ige wäßrige Ammoniaklösung neutralisiert und gründlich mit Wasser gewaschen. Die Entwässerung wird dann genauso wie im Beispiel 2 durchgeführt. Das entstandene Produkt wird dann 12 Stunden lang in Ethanol, das 0.1 % Hexamethylendiisocyanat enthält, eingetaucht, um das vernetzte Produkt zu erhalten. Das Produkt wird mit Ethanol gewaschen und luftgetrocknet, wobei gleichförmige kugelförmige Pellets mit einem Durchmesser von 1 mm erhalten werden.

Beispiel 4

Eine wäßrige Lösung des Wachstumshormon-Releasingfaktors (GRF: 20 mg/ml) (5 ml) und 2 % G/V Atelocollagen (pH 3.5) (100 ml) werden unter Rühren homogen gemischt, wobei die Erzeugung von Schaum so weit wie möglich vermieden wird, und das Gemisch wird gefriergetrocknet. Das feste Gemisch wird dann unter Zugabe einer kleinen Menge von destilliertem Wasser gequollen. Zum gequollenen Gemisch wird destilliertes Wasser bis zu einem Endgewicht von 10 g gegeben, und es wird in einer Reibschale gründlich angemischt, um ein gleichförmiges Gemisch zu erhalten. Das Gemisch wird genauso wie im Beispiel 1 behandelt, wobei gleichförmige Pellets erhalten werden.

Beispiel 5

Zu einer wäßrigen Lösung, die 25 % G/V succinyliertes Atelocollagen enthält, wird Glucose bis zu einer Endkonzentration von 0.5 m gegeben. Natriumchlorid wird dann bis zu einer Endkonzentration von 1.9 m (pH 7.2) zugegeben. Das entstandene Gemisch wird genauso wie im Beispiel 1 geformt, wobei gleichförmige Pellets erhalten werden.

Beispiel 6

Atelocollagen (20 g) wird durch Zugabe einer kleinen Menge von destilliertem Wasser gequollen. Zu dem Gemisch werden 1 n HCl (16 ml), Glucose (9 g) und Salzlösung (1000 ml), die 0.15 m NaCI und 1 ME/ml α-Interferon enthält, gegeben. Das Gemisch wird gründlich angemischt und dann unter reduziertem Druck auf 100 ml konzentriert. Nach Kneten wird das Gemisch unter Verwendung einer Spritzmaschine aus einer Düse mit 2.0 mm Durchmesser auf eine Platte gespritzt. Das gespritzte Produkt wird bei 20ºC und 60 % relativer Luftfeuchtigkeit 24 Stunden lang getrocknet, wobei gleichförmige Pellets mit 1 mm Durchmesser erhalten werden.

Beispiel 7

Eine 0.1 %ige Humanserumalbuminlösung (1 ml), die Mäuse GM-CSF (1·10&sup7; E/ml) enthält, und eine 2 % G/V Atelocollagenlösung (pH 3.5) (50 ml) werden unter Rühren homogen gemischt, wobei eine Erzeugung von Schaum so weit wie möglich vermieden wird, und das Gemisch wird gefriergetrocknet. Das feste Gemisch wird dann durch Zugabe einer kleinen Menge von destilliertem Wasser gequollen. Zum gequollenen Gemisch wird destilliertes Wasser bis zu einem Endgewicht von 5 g gegeben, und es wird gründlich in einer Reibschale gemischt, wobei ein gleichförmiges Gemisch erhalten wird. Das Gemisch wird in eine Einmalspritze (5 ml) eingebracht und durch Zentrifugation bei 10000 G 30 Minuten entgast. Nach Anbringen einer Düse mit einem Innendurchmesser von 2 mm wird das Gemisch aus der Spritze gespritzt, so daß das gespritzte Gemisch in einem geraden Schlitz mit einem halbkreisförmigen Ausschnitt auf einer Acrylplatte plaziert ist. Das gespritzte Gemisch wird 72 Stunden lang in einem Exsikkator, der in einen Kühlschrank gestellt wird, bei 75 % relativer Luftfeuchtigkeit getrocknet. Das getrocknete Gemisch wird in einen Exsikkator mit Silicagel überführt und 24 Stunden lang aufbewahrt und zu Minipellets geschnitten. Die so erhaltenen Pellets sind in Größe und im Gewicht gleichförmig.

Beispiel 8

Eine wäßrige Lösung (5 ml), die IGF-1 (4 mg/ml) enthält, und eine 2 % G/V Atelocollagenlösung (pH 3.5) (5 ml) werden unter Rühren homogen gemischt, wobei die Erzeugung von Schaum so weit wie möglich vermieden wird, und das Gemisch wird gefriergetrocknet. Das feste Gemisch wird dann unter Zugabe einer kleinen Menge von destilliertem Wasser gequollen. Das gequollene Gemisch wird mit zusätzlichem destilliertem Wasser bis zu einem Endgewicht von 0.5 g vereinigt und in einer Reibschale gründlich gemischt, wobei ein gleichförmiges Gemisch erhalten wird. Das Gemisch wird in eine Einmalspritze (1 ml) eingebracht und genauso wie im Beispiel 7 behandelt, wobei gleichförmige Minipellets erhalten werden.

Beispiel 9

Pulverisiertes Atelocollagen (1 g) wird mit Wasser (2.2 ml) und 1 n HCl (0.8 ml) bei einem pH-Wert von 3.0 gemischt, wobei eine 25 % G/V Atelocollagenlösung hergestellt wird. Die Lösung wird in eine Plastikspritze eingebracht und durch 30 Minuten Zentrifugation bei 10000 G entgast. Danach wird die entgaste Lösung in ein Teflon®-Rohr (Innendurchmesser: 1.5 mm, Länge: 10 cm) eingebracht und 24 Stunden bei -40ºC gekühlt. Nach einer Sicherstellung des vollständigen Abkühlens der Lösung, wird die feste Substanz unter Verwendung eines Eisenstabs ausgepreßt. Die Substanz wird auf eine Plastikpetrischale gelegt. Die Schale wird, nachdem sie mit einem Deckel bedeckt wurde, drei Tage lang bei Raumtemperatur aufbewahrt. Die getrocknete Substanz wird geschnitten, so daß Stücke mit jeweils 10 mm Länge erhalten werden. Jedes entstandene stäbchenförmige Pellet wird gewogen. Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse dieser Messung. Tabelle 1 Gewicht des stäbchenförmigen Produkts (mg) Durchschnitt
Die Standardabweichung der 57 in Tabelle 1 aufgeführten Proben beträgt 0.19, was eine sehr geringe Streuung bei den Proben in Verbindung mit ihrem Gewicht darstellt.

Beispiel 10

Pulverisiertes Atelocollagen (2 g) wird gründlich mit einer wäßrigen Lösung (5 ml) von α-Interferon (20 ME/ml) und 1 n HCl (1.6 ml) gemischt, und das Gemisch wird genauso wie im Beispiel 1 durch Zentrifugation entgast. Das entgaste Gemisch wird in fünf Teflon®-Rohre (Innendurchmesser: 15 mm, Länge: 10 cm) eingebracht. Die Rohre werden 24 Stunden lang bei -40ºC gekühlt. Die gekühlten Produkte werden aus den Rohren unter Verwendung eines Eisenstabs ausgepreßt. Die Produkte werden auf eine Petrischale gelegt. Die Schale wird, nachdem sie mit einem Deckel bedeckt wurde, drei Tage lang bei Raumtemperatur aufbewahrt, wobei eine stäbchenförmige Formulierung, die α-Interferon enthält, erhalten wird.

Beispiel 11

Steriles und pyrogenfreies pulverisiertes Atelocollagen (2 g) wird mit Wachstumshormon-Releasingfaktor (GRF, 1-29) (120 mg) vermischt. Zu dem Gemisch werden eine geeignete Menge einer mit destilliertem Wasser hergestellten 0.02 m Na&sub2;HPO&sub4;-Lösung und 0.15 m NaCl-Puffer (6 ml) gegeben, so daß die Konzentration des Atelocollagens auf 25 % G/V gebracht wird. Nachfolgend wird Glucose bis zu einer Endkonzentration von 0.25 m zugegeben, und das Gemisch wird gründlich gemischt. Nach dem eine Entgasung durch Zentrifugation in ähnlicher Weise wie im Beispiel 1 durchgeführt wurde, wird das Gemisch in fünf Teflon®-Rohre (Innendurchmesser: 1.5 mm, Länge: 10 cm) eingebracht. Die Rohre werden 24 Stunden lang bei -40ºC gekühlt, und die entstandene feste Substanz wird unter Verwendung eines Eisenstabs ausgepreßt. Die feste Substanz wird auf eine Petrischale gelegt, mit einem Deckel bedeckt und zum Trocknen bei Raumtemperatur aufbewahrt. So werden stäbchenförmige Formulierungen, die GRF enthalten, erhalten.

Experiment 1

Die im Beispiel 1 hergestellten stäbchenförmigen Minipellets wurden drei Mäusen subcutan verabreicht, und die Menge des Interferons im Blut wurde durch Radioimmunoassay gemessen. Als Kontrolle wurde eine injizierbare wäßrige Lösung von α-Interferon, einer anderen aus drei Mäusen bestehenden Gruppe subcutan verabreicht, und die Menge im Blut wurde genauso wie vorstehend gemessen. Jede Maus erhielt 0.1 ME Interferon. Der zeitliche Verlauf der Menge im Blut ist in Fig. 1 der beigefügten Auftragung zu sehen, in der die vertikale und horizontale Achse die Menge an α-Interferon im Blut (Mittel der drei Mäuse, Einheit/ml) bzw. den Zeitverlauf (Stunden) zeigen. Die Symbole bzw.× stellen das erfindungsgemäße Pellet und die Kontrolle dar. Fig. 1 zeigt deutlich, daß das erfindungsgemäße Pellet eine Langzeitfreigabe von α-Interferon schafft, und daß eine gleichbleibende Menge im Blut für bis zu 72 Stunden, beginnend ab der dritten Stunde nach der Verabreichung, aufrechterhalten wird, was ein ideales Freigabeschema darstellt.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Formulierung mit verzögerter Freisetzung unter Verwendung von Collagen und/oder Gelatine als Träger, umfassend die Schritte:

(i) Herstellung eines gleichförmigen und hochkonzentrierten Gemisches hinsichtlich Collagen und/oder Gelatine durch Vermischen eines Wirkstoffs, des Collagens und/oder der Gelatine und Wasser oder einer aus Wasser und einem hydrophilen organischen Lösungsmittel bestehenden Anmischung unter einer der ausgewählten Bedingungen:

(A) der pH-Wert des Gemisches wird unterhalb von 5 gehalten und die Salzkonzentration des Gemisches wird unterhalb einer faserbildenden Konzentration gehalten;

(B) chemisch modifiziertes Collagen und/oder Gelatine wird verwendet; und

(C) Glucose wird zu dem Gemisch bei einer Endkonzentration von 0,1 bis 2 Mol/Liter zugegeben:

mit der Maßgabe, daß das hydrophile organische Lösungsmittel in einer Menge unterhalb von 70 Gew.-% verwendet wird und daß das hochkonzentrierte Gemisch das Collagen und/oder die Gelatine in einer Menge von 10 bis 40 Gew.-/Volumen-% enthält

(ii) Formen des erhaltenen Gemisches; und

(iii) allmähliches Entfernen des Lösungsmittels aus dem Formkörper.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das allmähliche Entfernen des Lösungsmittels durch Lufttrocknen des Formkörpers für 24 bis 72 Stunden unter einer Atmosphäre mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50 bis 80 % und bei Raumtemperatur oder darunter erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die allmähliche Entfernung des Lösungsmittels durch wiederholtes Eintauchen des Formkörpers in ein Gemisch aus Wasser und einem hydrophilen organischen Lösungsmittel erfolgt, unter der Bedingung, daß ein Gemisch, enthaltend eine steigende Menge des organischen Lösungsmittels jeweils angewendet wird, wodurch das im Formkörper enthaltene Wasser allmählich durch das organische Lösungsmittel ersetzt wird und schließlich das organische Lösungsmittel, das vom Formkörper zurückgehalten wird, durch Lufttrocknen entfernt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Formverfahren von Schritt (ii) im Gefrieren des in einer Form gehaltenen gleichförmigen und hochkonzentrierten Gemisches und im Entfernen des Formkörpers aus der Form in gefrorenem Zustand besteht.

5. Formulierung mit verzögerter Freisetzung, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch das Verfahren nach Anspruch 1 hergestellt wurde.