DE69728179T2

DE69728179T2 - System zur gezielten wirkstoffzufuhr, verfahren zu seiner herstellung und verwendung

Info

Publication number: DE69728179T2
Application number: DE69728179T
Authority: DE
Inventors: A. Bernhard SABEL; Ulrike Schroeder
Original assignee: NanoDel Technologies GmbH
Current assignee: NanoDel Technologies GmbH
Priority date: 1997-06-13
Filing date: 1997-06-13
Publication date: 2004-11-25
Anticipated expiration: 2017-06-14
Also published as: ES2218685T3; US20020034474A1; JP2001502721A; JP3778575B2; AU3176097A; DE69728179D1; EP0986373A1; ATE261721T1; EP0986373B1; US7025991B2; WO1998056361A1; CA2295177A1; CA2295177C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft sowohl ein System zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr als auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Systems zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr. Die Erfindung betrifft auch eine nützliche Verwendung zur gezielten Zufuhr und Lieferung bzw. Abgabe von Wirkstoffen, Diagnostika und anderen physiologisch wirksamen Substanzen an ein Ziel innerhalb des Körpers eines Säugers, zum Beispiel an das zentrale Nervensystem. Diese Arbeit wird durch die Suche nach neuen Technologien motiviert, die die Möglichkeit erhöhen, physiologisch wirksame Substanzen wie Wirkstoffe oder Agenzien für diagnostische Zwecke an ein gewünschtes Ziel innerhalb des Körpers eines Säugers zu liefern, einschließlich der Lieferung dieser Substanzen über die Blut-Hirn-Schranke, was ein allgemein anerkanntes Problem der Neuropharmakologie darstellt.
In einer früheren Patentanmeldung (Kreuter et al.; U.S. Patentanmeldung 08/203,326 und PCT/EP 95/00724, entspricht WO 95/22963) wurde ein neues Verfahren zum Transport von Wirkstoffen über die Blut-Hirn-Schranke mittels Nanopartikeln, an die Wirkstoffe komplexiert (inkorporiert oder adsorbiert) sind und die dann mit einem Mantel bzw. Beschichtung einer geeigneten oberflächenaktiven Substanz umhüllt worden sind, gelehrt. Die vorliegende Erfindung betrifft einen ähnlichen Ansatz. Insbesondere können jetzt nanometergroße, kugelförmige Systeme bzw. Nanosphären-Systeme zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr gewonnen werden, die denselben Effekt bzw. Wirkung, wie in der oben genannten Beschreibung (Kreuter et al., loc. cit) demonstriert, erreichen werden, die aber mittels eines signifikant vereinfachten Verfahrens hergestellt werden können. Die vorliegende Erfindung lehrt ein System zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr, ein Verfahren zur besseren und vereinfachten Herstellung und die Verwendung eines solchen Systems zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr zur Herstellung eines Medikaments.
Hierin beinhaltet die Herstellung von Nanopartikeln die Polymerisation unter Verwendung eines anderen Stabilisators als Dextran 70.000, was es zum ersten Mal erlaubt, den Überzug bzw. die Beschichtung des Nanopartikel-Wirkstoff-Komplexes mit einer oberflächenaktiven Substanz, welches eine Grundvoraussetzung für die Erreichung des gewünschten Effekts war (Kreuter et al., loc. cit.), zu verwerfen. Folglich lehrt die vorliegende Erfindung die Verwendung und Zusammensetzung von Nanopartikeln, die signifikant gegenüber früheren Systemen zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr und deren Herstellungsverfahren vereinfacht ist. Dieses System ermöglicht jedem Wirkstoff ("Wirkstoff", wie in der Beschreibung und den Patentansprüchen verwendet, schließt jede Substanz ein, die zu therapeutischen und/oder diagnostischen Zwecken appliziert wird"), die Blut-Hirn-Schranke zu durchqueren, um einen oder mehrere der folgenden Vorteile zu erzielen: Reduzierung der Dosis eines Wirkstoffs oder Diagnostikums, Ermöglichen des Eindringens von Wirkstoffen, die normalerweise die "Blut-Hirn-Schranke" (BBB) nicht durchdringen können, in das Gehirn, und Verminderung von peripheren Nebenwirkungen durch Erhöhung der relativen Menge an Wirkstoff, die das Gehirn erreicht.
Hintergrund der Erfindung
Die oben zitierten Patentanmeldungen von Kreuter et al. (Kreuter et al., U.S. Patentanmeldung 08/203,326 und PCT/EP 95/00724, entspricht WO 95/22963) lehren ein Verfahren, bei dem Nanopartikel benutzt werden, um Wirkstoffe und Diagnostika über die Blut-Hirn-Schranke, die im Weiteren manchmal in Kurzform als "BBB" angegeben wird, zu transportieren. In dieser früheren Anmeldung wurde ein geeignetes Monomer wie Butylcyanacrylat (BCA) ausgewählt und zu Polybutylcyanacrylat (PBCA) polymerisiert, wobei das Polymer im Polymerisationssystem in Form von Nanopartikeln vorliegt. Vor oder nach der Polymerisation des Monomers wird ein Wirkstoff zugegeben, so dass dieser entweder in die Nanopartikel inkorporiert oder auf der Oberfläche der Nanopartikel adsorbiert wird. Eine überraschende Beobachtung von Kreuter et al. zeigt, dass, wenn eine oberflächenaktive Substanz zu diesem Nanopartikel-Wirkstoff Komplex ("Überzug") gegeben wird, dann Wirkstoffe, die mit Nanopartikeln verbunden sind, die mit einer oberflächeaktiven Substanz beschichtet sind, die Blut-Hirn-Schranke überwinden können.
Der Vorteil der früheren Methode gegenüber vorherigen Verfahren (und der mittels besagtem Prozess erhaltenen früheren Produkte) war der, dass im Wesentlichen jeder Wirkstoff an die Nanopartikel gebunden und in das Gehirn transportiert werden konnte, ohne die Notwendigkeit, die Struktur des Wirkstoffs zu verändern. Demnach liefert die frühere Kreuter et al. Erfindung das erste universelle Verfahren zum Transport von Wirkstoffen über die Blut-Hirn-Schranke.
Als spezielles Beispiel müssen Wirkstoffe, die zur Behandlung des zentralen Nervensystems in Säugern verwendet werden, in der Lage sein, die Blut-Hirn-Schranke (BBB) zu überqueren. Der Begriff "Blut-Hirn-Schranke" (BBB), der in der Beschreibung und in den Patentansprüchen verwendet wird, bezieht sich auf die BBB im engeren Sinne, d. h. in dem Sinn, in dem dieser Begriff im allgemeinen von medizinischem Fachpersonal verwandt wird, sowie auf die Blut-Spinal-Schranke und die Blut-Retina-Schranke. Leider können viele Wirkstoffe die BBB nicht wirkungsvoll oder überhaupt nicht überqueren und sind nur wirksam, wenn sie direkt in das Gehirn appliziert werden. Die Blut-Hirn-Schranke (BBB), die aus dem Endothel der Gehirngefäße, der basalen Membran und den neuroglialen Zellen besteht, funktioniert so, dass die das Eindringen von Substanzen in das Gehirn beschränkt. Manchmal wird die Struktur der Blut-Hirn-Schranke in zwei Komponenten unterteilt: die endotheliale oder kapillare Schranke und die ependymale Schranke (Banks, W. A., Kastin, A. J., Barrera, "Delivering peptides to the central nervous system: Dilemmas and strategies, Pharm. Res. 8 (1991), 1345–1350). Die Art und Weise, wie Substanzen durch die Blut-Hirn-Schranke dringen, wurde bislang nicht aufgeklärt. Es ist aber bekannt, dass viele der Regulatoren der Gehirnfunktion, wie beispielsweise Cytokine, Transferrin, Encephaline und Endorphine von den Blutgefäßen in das Gehirn durch die Blut-Hirn-Schranke eindringen können (Raeissi & Audus 1989, Zlokovich et al. 1989, 1990). Viele Substanzen, die das zentrale Nervensystem (ZNS) beeinflussen, wie beispielsweise Adenosin, β-Endorphin, synthetische Analoga endogener Peptide (Houghten et al. 1980, Levin et al. 1987, Sakane et al. 1989), als auch einige excitatorische und inhibitorische Aminosäuren und trophische Faktoren, können die Blut-Hirn-Schranke jedoch nur schlecht oder überhaupt nicht überwinden. Bis heute können Wirkstoffe, die die Blut-Hirn-Schranke nicht oder nur schlecht überwinden, lediglich durch direkte ZNS-Infusion appliziert werden. Daher sind viele potentiell wirksame Wirkstoffe wegen ihrer Unfähigkeit, die Blut-Hirn-Schranke zu passieren, klinisch nicht nützlich.
Die Lehre von Kreuter (Kreuter et al., loc. cit.) hat ein neues Verfahren zur Leitung von Wirkstoffen über die Blut-Hirn-Schranke geliefert. Dennoch, die Herstellung von geeigneten Nanopartikeln aus ausgewählten Polymeren erforderte einen Schritt, bei dem der Nanopartikel/Wirkstoff-Komplex mit einer geeigneten oberflächenaktiven Substanz wie Tween 80 (Polysorbat 80) beschichtet wird. Wie die Entgegenhaltung von Kreuter et al. (loc. cit.) beschreibt, wurde nur durch das Überziehen der Nanopartikel mit einer geeigneten oberflächenaktiven Substanz der gewünschte Effekt des Übertritts des Wirkstoffs über die Blut-Hirn-Schranke erreicht.
Während dies ein wichtiger innovativer Schritt zum Erreichen des gezielten Transports von Wirkstoffen in das Gehirn war, besteht weiterhin die Notwendigkeit, den Herstellungsprozess zu vereinfachen und die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von toxischen Nebenwirkungen der oberflächenaktiven Substanzen zu vermindern. Es ist deshalb wünschenswert, ein Verfahren zur Herstellung von Nanopartikeln ohne der Notwendigkeit eines Überzugs des Nanopartikel/Wirkstoff Komplexes zu besitzen. Ähnlich ausgedrückt existierte der Wunsch nach Nanopartikeln ohne Überzug mit einer oberflächenaktiven Substanz. Auf Basis dieser Betrachtungen wird ein entscheidendes und lang bestehendes Bedürfnis aus den Verfahren nach dem Stand der Technik nach einem Verfahren zur Herstellung einer Nanopartikel-Zusammensetzung in der Art offensichtlich, dass kein Schritt zum Überziehen des Nanopartikel/Wirkstoff-Komplexes mit oberflächenaktiven Substanzen erforderlich ist.
Ein vereinfachtes und potentiell weniger toxisches Verfahren zur Herstellung von Nanopartikeln, das die gezielte Zufuhr von Wirkstoffen an spezifische Stellen innerhalb des Körpers des Säugers erlaubt, wird demnach gebraucht. Es besteht ebenfalls Bedarf nach einem Verfahren, das Wirkstoffe, die die BBB nicht überwinden ("nicht-penetrierende Wirkstoffe"), gezielt über die BBB transportiert. In ähnlichem Umfang ist es wünschenswert, die Durchdringungsrate von Wirkstoffen, die die BBB normalerweise überwinden ("penetrierende Wirkstoffe") zu verbessern. Eine Erhöhung der relativen Menge an Wirkstoff im Gehirn würde eine Reduzierung der Gesamtdosis ermöglichen, folglich periphere Nebenwirkungen vermindern, gleichzeitig aber die biologische Aktivität im zentralen Nervensystem aufrechterhalten.
Um die Nachteile des Verfahrens nach dem Stand der Technik zu überwinden, geht es in der vorliegenden Erfindung um ein Verfahren zur Herstellung von nicht-beschichteten Nanopartikeln zum Transport einer Vielzahl von Wirkstoffen, um den gezielten Transport des Wirkstoffs an einen bestimmten Ort im Körper des Säugers zu erlauben, speziell, um die Durchdringung der BBB von Wirkstoffen oder Diagnostika zu erhöhen, wobei das Verfahren kein Beschichtungsverfahren während der Herstellung der Nanopartikel erfordert. Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls ein durch diese Herstellungsmethode erhaltenes System zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr, die Verwendung des Systems zur gezielten Wirkstoff- Zufuhr sowie ein medizinisches Behandlungsverfahren, wobei das System zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr einem Säuger, insbesondere einem Mensch, verabreicht wird.
Demgemäß war es eine Aufgabe dieser Erfindung, ein System zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr bereitzustellen, das den gerichteten Transport von Wirkstoffen zu einem Zielort innerhalb des Körpers des Säugers erlaubt, wobei der Zielort jedes Organ oder jede Stelle innerhalb (oder auf der Oberfläche) des Körpers des Säugers (z. B. des Menschen), zum Beispiel die BBB oder das Gehirn sein kann. Ein weiteres Ziel dieser Erfindung war es, ein System zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr bereitzustellen, dass mittels eines einfacheren Verfahrens hergestellt werden kann als die früheren, bekannten Herstellungsmethoden (z. B. Kreuter et al.; loc. cit.). Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein System zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr bereitzustellen, das einem Säuger bequemer verabreicht werden kann, z. B. durch einen einfachen Applikations- bzw. Verabreichungsschritt und das auf ein gewünschtes Ziel in hohem Maß und mit einer hohen Transferrate des Wirkstoffs vom Applikationsort zum pharmakologischen Wirkort gerichtet werden kann. Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein einfaches Herstellungsverfahren für ein neues System zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr bereitzustellen. Insbesondere war es eine Aufgabe, ein einfaches Herstellungsverfahren bereitzustellen, das mit den bisher verwendeten Vorrichtungen, aber mit weniger Schritten während des Herstellungsprozesses, durchgeführt werden kann. Insbesondere war es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dass der Schritt zum Überziehen bzw. Beschichten des Nanopartikel/Wirkstoff-Komplexes mit einer oberflächenaktiven Substanz weggelassen werden sollte.
Eine andere Aufgabe der Erfindung war es, eine Anwendung zur Leitung von physiologisch wirksamen Substanzen an einen speziellen Zielort innerhalb des Körpers des Säugers zu entwickeln. Eine andere Aufgabe war es, eine Anwendung zum gezielten Transport von ZNS-aktiven Wirkstoffen zu entwickeln, um einen physiologischen oder pharmakologischen Effekt zu produzieren oder Substanzen von diagnostischem Wert zu applizieren, wobei das Verfahren die vorgenannten Nachteile, die mit dem früheren Verfahren verbunden ist, überwindet.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein Verfahren und eine Zusammensetzung bereitzustellen, das (die) die einfachere Passage von nicht-penetrierenden Wirkstoffen und schlecht penetrierenden Wirkstoffen durch die BBB erlaubt.
Eine noch weitere Aufgabe der Erfindung war es, ein verlässliches und einfach zu handhabendes Verfahren und Zusammensetzung zur Behandlung von Störungen des zentralen Nervensystems durch systemische Injektion oder orale Verabreichung von Nanopartikeln, an denen Wirkstoffe adsorbiert sind, die keine Beschichtung enthalten wie in der früheren Anmeldung veröffentlicht (Kreuter et al., U.S. Patentanmeldung 08/203,326), bereitzustellen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr an einen Säuger umfassend

– nicht-beschichtete Nanopartikel, bestehend aus einem polymeren Material, wobei die Nanopartikel das polymere Material, eine oder mehrere physiologisch wirksame Substanz(en), die dem Säuger zugeführt werden soll(en), und einen oder mehrere Stabilisatoren) für die Nanopartikel umfassen, die den gezielten Transport der physiologisch wirksamen Substanzen) an einen spezifischen Ort innerhalb oder auf den Körper eines Säugers erlauben; und
– einen physiologisch verträglichen Träger und/oder Verdünnungsmittel, (der) das den Transport der Nanopartikel zum Zielort innerhalb des Säugers nach der Verabreichung erlaubt.

Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung eines Systems zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr, um eine oder mehrere physiologisch wirksame Substanzen) einem Säuger zu verabreichen, wobei das Verfahren, das kein Beschichtungsverfahren während der Herstellung der Nanopartikel erfordert, die Schritte der

– Herstellung von Nanopartikeln, die aus einem polymeren Material hergestellt sind, wobei die Nanopartikel das polymere Material, eine oder mehrere physiologisch wirksame Substanz(en), die dem Säuger zugeführt werden soll, einen oder mehrere Stabilisatoren) für die Nanopartikel, der (die) den gezielten Transport der physiologisch wirksamen Substanzen) an einen spezifischen Ort innerhalb oder auf den Körper eines Säugers erlauben, durch Polymerisation einer oder mehrerer monomerer und/oder oligomerer Vorstufe(n) des polymeren Materials in Gegenwart der physiologisch wirksamen Substanzen) und in Gegenwart des/der Stabilisatoren) in einer bekannten Weise; und optional
– der Bereitstellung der Nanopartikel in einem Medium, das den Transport der Nanopartikel zum Zielort innerhalb des Säugers nach der Verabreichung erlaubt,

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Systems zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr, um eine oder mehrere physiologisch wirksame Substanzen) in einen Säuger zu applizieren, wobei das Verfahren, das kein Beschichtungsverfahren während der Herstellung der Nanopartikel erfordert, die Schritte

– der Herstellung von Nanopartikeln, die aus einem polymeren Material hergestellt sind, wobei die Nanopartikel das polymere Material und einen oder mehrere Stabilisatoren) für die Nanopartikel umfassen, durch Polymerisation einer oder mehrerer monomerer und/oder oligomerer Vorstufe(n) des polymeren Materials in Gegenwart des/der Stabilisatoren) in einer bekannten Weise;
– des Einbringens einer oder mehrerer physiologisch wirksamen Substanz(en), die dem Säuger zugeführt werden soll(en), in oder auf die Nanopartikel; und optional
– der Bereitstellung der beladenen Nanopartikel in einem Medium, das den Transport der Nanopartikel zum Zielort innerhalb des Säugers nach der Verabreichung erlaubt,

Zusätzlich betrifft die Erfindung ein System zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr nach obiger Definition zur medizinischen Anwendung.
Die Erfindung betrifft ebenfalls die Anwendung des Systems zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr gemäß obiger Definition und der Definition in den Ansprüchen zur Herstellung eines Medikaments, das den gezielten Transport einer oder mehrerer physiologisch wirksamer Substanzen) an einen spezifischen Ort innerhalb oder auf dem Körper eines Säugers, insbesondere den Transport über die Blut-Hirn-Schranke, insbesondere über die Blut-Hirn-Schranke in das zentrale Nervensystem, erlaubt.
Zusätzlich betrifft die Erfindung die Verwendung zum gezielten Transport einer oder mehrerer physiologisch wirksamer Substanzen) an einen spezifischen Ort innerhalb oder auf dem Körper eines Säugers, wobei ein System zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr gemäß obiger Definition einem Säuger verabreicht wird.
Insbesondere umfasst die vorliegende Erfindung eine Anwendung zur Leitung von physiologisch wirksamen Substanzen über die Blut-Hirn-Schranke und ein System zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr, das zur Leitung von Wirkstoffen durch die BBB nützlich ist. Die Erfindung basiert auf der überraschenden Erkenntnis, dass die Behandlung von Nanopartikeln, die einen Wirkstoff adsorbiert und/oder inkorporiert haben, ohne einen Überzug aus einer oberflächenaktiven Substanz, es dem adsorbierten oder inkorporierten Wirkstoff erlaubt, die BBB zu überwinden. Während in der Theorie angenommen wird, dass die Nanopartikel die Blut-Hirn-Schranke überwinden und dass der Wirkstoff nach dem Hindurchtreten der Nanopartikel desorbiert wird, ist dieser Schritt kein notwendiger Teil der Erfindung, solange der Wirkstoff die Blut-Hirn-Schranke überwindet und zu einer pharmakologischen Wirkung führt. Die hier verwendete Bezeichnung "pharmakologisch aktiv" bedeutet und schließt nicht nur die pharmakologische Wirkstoff-Aktivität ein, sondern bedeutet auch und schließt die diagnostische Aktivität ein.
Das grundlegende System zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr wird nach einem Prozess hergestellt, der folgendes umfasst:

– die Bildung einer Suspension von Nanopartikeln durch Polymerisation oder Dispersion durch Verwendung geeigneter Stabilisatoren.
– die Sorption/Inkorporation einer physiologisch wirksamen Substanz auf und/oder in die Nanopartikel.

Insbesondere umfasst das Verfahren der Erfindung die Schritte des Einbringens einer pharmakologisch aktiven Substanz, wie eines Wirkstoffes, auf oder in einen Nanopartikel, die Verabreichung der Nanopartikel (die nicht von einem Überzug umgeben sind) an einen Säuger in einer Weise, dass die pharmakologisch aktive Substanz die BBB erreichen und überqueren kann, und dass die pharmakologisch aktive Substanz von dem Nanopartikel freigegeben wird, um seinen gewünschten pharmakologischen Effekt zu erzielen. Es ist nicht offensichtlich, ob die Nanopartikel selbst die BBB überqueren oder ob nur die pharmakologisch aktive Substanz die BBB durch Freigabe vom Nanopartikel überquert. Der exakte Mechanismus ist dennoch nicht entscheidend, so lange der pharmakologische Effekt bzw. Wirkung erreicht wird.
Die Nanopartikel werden mit dem Wirkstoff mittels irgendeines bekannten Beladungsschritt beladen. Gewöhnlich werden feste Nanopartikel benutzt und werden durch Sorption des Wirkstoffs auf der Oberfläche des Nanopartikels, z. B. durch Durchtränken der fertig hergestellten Nanopartikel in einer Wirkstofflösung, beladen. Manchmal jedoch wird der Wirkstoff zur Polymerisationslösung zugegeben und der Wirkstoff wird in den Nanopartikel, während der Nanopartikel hergestellt wird, inkorporiert. In früheren Verfahren wurde Dextran als Stabilisator und Polysorbat 80 als oberflächenaktive Substanz verwandt (Kreuter et al.; loc. cit.).
Der entscheidende, innovative Schritt der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass während der Polymerisation des polymeren Materials zur Bildung von Nanopartikeln, andere Stabilisatoren als Dextran 70.000 benutzt werden. Zum Beispiel können Polysorbate oder alternativ Dextran mit einem geringeren Molekulargewicht als Dextran 70.000 verwendet werden, um den gewünschten Effekt des Transports von Wirkstoffen über die BBB zu erreichen. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird Dextran 12.000 oder Polysorbate 85 (Tween 85) benutzt. Diese Stabilisatoren sind nur zu Veranschaulichungszwecken erwähnt und die Auswahl eines oder mehrerer beliebiger anderer Stabilisatoren oder deren Kombination mit den oben genannten zwei Stabilisatoren, um den gewünschten Effekt zu erreichen, ist nicht begrenzt. Demnach sind die Nanopartikel als System zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr nützlich, so lange sie mit einem geeigneten Stabilisator hergestellt werden. Es besteht kein Bedarf daran, einen zusätzlichen Überzug, der den Nanopartikel/Wirkstoff Komplex umgibt, anzuwenden, wie von Kreuter et al. berichtet (Kreuter et al.; loc. cit.). Das Verfahren der vorliegenden Erfindung vereinfacht den Herstellungsprozess beachtlich und erleichtert die klinische Anwendung, da ein Vermischen mit einer oberflächenaktiven Substanz vor der Verabreichung an den Organismus nicht mehr erforderlich ist.
Das einfache Vermischen von fertig hergestellten Nanopartikeln und des Wirkstoffs zur Adsorption ist ausreichend, um ein System zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr, das die Überwindung der BBB ermöglicht, herzustellen. Ein großer Vorteil der durch das oben genannte Verfahren gewonnenen Zusammensetzung liegt darin, dass das System zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr verwendet werden kann, um Wirkstoffe über die BBB zu transportieren. Mit anderen Worten: Wirkstoffe, die sonst nicht die BBB überwinden konnten, um das zentrale Nervensystem zu erreichen oder die die BBB nicht in einer ausreichenden Menge passieren konnten, um einen gewünschten pharmakologischen oder diagnostischen Effekt zu erzielen, können durch den Transport mittels des Systems zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr der Erfindung das gewünschte Ziel erreichen.
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden für den Fachmann auf dem Gebiet aus der ausführlichen Beschreibung der Erfindung, die jetzt in Verbindung mit Tabellen, Zeichnungen und den begleitenden Ansprüchen folgen wird, offensichtlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Zeichnungen sind nicht maßstabsgerecht angefertigt. Sie sind dargestellt, um verschiedene Ausführungsformen der Erfindungen und der erreichten Ergebnisse zu veranschaulichen. Die Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird, sind wie folgt:
1 ist eine schematische Zeichnung eines Nanopartikels, die dessen Molekuarstruktur zeigt. 1A zeigt einen monolithischen Nanopartikel (N) mit einem in einer Matrix (D) dispergiertem oder gelösten Wirkstoff. 1B zeigt einen kapsel-ähnlichen Nanopartikel mit einem im Inneren eingebauten Wirkstoff. 1C zeigt einen Nanopartikel mit einem adsorbierten Wirkstoff oder auf der Oberfläche des Nanopartikels adsorbierten Wirkstoff. Diese drei Ausführungsformen stellen keine Beschränkungen dar, da Kombinationen hiervon möglich sind.
2 veranschaulicht den analgetischen Effekt, der mittels des "Heiße-Platte"-Tests nach intavenöser Injektion von Dalargin (10 mg/kg) aufgezeigt wurde. Dalargin wurde entweder in Lösung oder nach sorptiver Bindung an Nanopartikel verabreicht. Die Daten wurden zu verschiedenen Zeitpunkten nach intravenöser Injektion gesammelt. Die Gruppen sind Folgende:

– Gruppe 1: Dalargin-Lösung in PBS (10 mg/kg);
– Gruppe 2: Suspension von mit Polysorbat 85 stabilisierten, leeren Nanopartikeln (40 mg/kg);
– Gruppe 3: Polysorbat 85 in PBS (1%)
– Gruppe 4: Mit Dalargin durch Inkubation mit leeren Nanopartikeln (10 mg/kg) für 3 h beladene Nanopartikel, die durch Polysorbat 85 stabilisiert sind.

3 veranschaulicht den analgetischen Effekt, der mittels des "Heiße-Platte"-Tests nach oraler Gabe von Dalargin (10 mg/kg) aufgezeigt wurde. Dalargin wurde entweder in Lösung oder nach sorptiver Bindung an Nanopartikel verabreicht. Die Daten wurden zu verschiedenen Zeitpunkten nach oraler Gabe gesammelt.
4 veranschaulicht Konzentrationen von Amitriptylin nach i. v. Injektion von Amitriptylin alleine oder in Kombination mit Nanopartikeln. Amitriptylin wurde aus dem Gehirn-Homogenisat mittels HPLC-Analyse untersucht.
5 veranschaulicht einen analgetischen Effekt, der mittels des "Heiße-Platte"-Tests nach intravenöser Injektion von Dalargin (10 mg/kg) aufgezeigt wurde. Dalargin wurde entweder in Lösung oder nach sorptiver Bindung an Nanopartikel, die mit Dextran 12.000 stabilisiert wurden, verabreicht.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Der hier benutzte Ausdruck "Nanopartikel" bezeichnet eine Trägerstruktur, die biologisch verträglich und gegen chemische und/oder physikalische Zerstörung durch die Umwelt genügend widerstandsfähig ist, so dass eine ausreichende Menge an Nanopartikeln nach dem Eintrag nach erfolgter intraperitonealer oder oraler Verabreichung in den Körper des Säugers im Wesentlichen intakt bleibt, so dass sie das gewünschte Ziel, z. B. das Gehirn und/oder die BBB erreichen können. Gewöhnlich sind Nanopartikel feste, kolloidale Partikel. Wirkstoffe oder andere relevante Materialien (z. B. solche für diagnostische Zwecke in der Nuklearmedizin oder in der Radiotherapie) können in den Nanopartikeln gelöst, eingebaut, eingekapselt und/oder adsorbiert oder gebunden werden.
Die Nanopartikel sind synthetische Partikel, die aus einem natürlichen oder synthetischen, polymeren Material bestehen. Die Partikel haben einen Durchmesser von unter 1,000 nm, vorzugsweise zwischen ungefähr 1 und 1,000 nm.
In dem System zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr der Erfindung umfassen die Nanopartikel vorzugsweise ein polymeres Material, das aus der Gruppe bestehend aus Polyacrylaten, Polymethacrylaten, Polybutylcyanoacrylaten, Polyacrylamiden, Polylactaten, Polyglykolaten, Polyanhydriden, Polyorthoestern, Gelatine, Polysacchariden, Albumin, Polystyrolen, Polyvinylen, Polyacroleinen, Polyglutaraldehyden und deren Derivaten, Copolymeren und Mischungen, ausgewählt ist. Monomere Materialien, die besonders geeignet sind, um biologisch abbaubare Nanopartikel durch Emulsionspolymerisation in einem Einphasensystem herzustellen, schließen Methylmethacrylate, Alkylcyanoacrylate, Hydoxyethylmethacrylate, Methacrylsäure, Ethylenglykoldimethacrylat, Acrylamid, N,N'-bismethylenacrylamid, und 2-Dimethylaminoethylmethacrylat, ein. Andere Nanopartikel werden durch unterschiedliche Techniken aus N,N-L-lysindiylterephthalat, Alkylcyanoacrylat, Polymilchsäure, Polymilch-Polyglykolsäure-Copolymeren, Polyanhydriden, Polyorthoestern, Gelatine, Albumin und desolvatisierten Makromolekülen oder Kohlenhydraten hergestellt. Weiterhin können auch nicht biologisch abbaubare Materialien verwendet werden, wie zum Beispiel Polystyrol, Poly(vinylpyridin), Polyacrolein und Polyglutaraldehyd. Eine Zusammenfassung von Materialien und Herstellungsverfahren wurde veröffentlicht (siehe Kreuter, (1991) Nanoparticles-preparation and applications. In: M. Donbrow (Ed.) Microcapsules and nanoparticles in medicine and pharmacy. CRC Press, Boca Ranton, Florida, S. 125–14). Die polymeren Materialien, die aus monomeren und/oder oligomeren Vorstufen im Polymerisations/Nanopartikel-Erzeugungsschritt gebildet werden, sind aus früheren Verfahren bekannt, genauso wie auch die Molekulargewichte und Molekulargewichtsverteilung des polymeren Materials, die ein auf dem Gebiet der Herstellung von Nanopartikeln bewanderter Fachmann in Übereinstimmung mit den üblichen Fähigkeiten als geeignet auswählen würde. Bezug wird in dieser Hinsicht auf Kreuter et al., loc., cit. genommen und auf alle dort zitierten Literaturangaben.
Die Nanopartikel des Systems zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr der vorliegenden Erfindung können entweder eine physiologisch wirksame Substanz oder mehr als eine, z. B. zwei oder mehr physiologisch wirksame Substanzen umfassen, die an ein Ziel innerhalb des Körpers des Säugers in daran adsorbierter, darin absorbierter oder inkorporierter Form, transportiert werden sollen. Der in der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen verwendete Ausdruck "daran adsorbiert" bedeutet, dass die physiologisch wirksame(n) Substanze(n) auf der äußeren Oberfläche der Nanopartikel durch adsorptive Kräfte adsorbiert ist/sind. Die in der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen verwendeten Ausdrücke "darin adsorbiert" und "darin inkorporiert" bedeuten in ähnlicher Weise, dass die physiologisch wirksamen Substanz oder Substanzen in dem inneren Volumen des Nanopartikels enthalten ist/sind. Die Substanzen) können in die/den Nanopartikeln in jeder geeigneten Weise, die gegenwärtig nicht als entscheidend für die Ergebnisse der vorliegenden Erfindung angesehen wird, absorbiert oder inkorporiert werden. Geeignete Verfahren können die Inkorporation der physiologisch wirksamen Substanz während des Polymerisationsprozesses vor oder während des Schritts der Bildung der Nanopartikelschale oder der Adsorption nach beendeter Bildung der Nanopartikelschale durch Transfer durch die Nanopartikelschale oder auch beide Verfahren, sein.
Der in der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen verwendete Ausdruck "physiologisch wirksame Substanz", ist hier im weitesten Sinne definiert, d. h. es schließt jede natürliche und synthetische Substanz, die eine physiologische Wirksamkeit haben könnte, sobald sie einem Säuger verabreicht wird, ein. Die physiologisch wirksamen Substanzen (wie z. B. ein Wirkstoff), die in geeigneter Weise gemäß der Erfindung in warmblütigen Tieren, besonders in Säugern, Menschen eingeschlossen, in Tieren des Tierarztes, in Tieren vom Bauernhof eingesetzt werden können, sind alle diejenigen, die ein gewünschtes Ziel innerhalb des Körpers des Säugers beeinflussen, auf es einwirken oder an ihm sichtbar gemacht werden, zum Beispiel innerhalb des zentralen Nervensystems, einschließlich in sich darin befindendem Gehirntumorgewebe.
Die Ausdrücke "pharmakologisch aktive Substanz" oder "Wirkstoff" werden auch manchmal in der vorliegenden Beschreibung benutzt und sollen eine ähnliche Bedeutung haben, die den hier benutzten Ausdruck "physiologisch wirksame Substanz" nicht einschränken soll. In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst die in den Säuger einzubringende, physiologisch wirksame Substanz therapeutische Mittel und diagnostische Mittel. In Übereinstimmung mit der Erfindung ist es möglich, dass das System zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr einen Wirkstoff umfasst oder mehr als einen Wirkstoff umfasst, z. B. zwei oder sogar mehr Wirkstoffe, solange die Wirkstoffe im selben Nanopartikel und/oder System zu gezielten Wirkstoff-Zufuhr miteinander verträglich bzw. kompatibel sind und physiologische Wirksamkeiten aufweisen, die nicht gegeneinander gerichtet sind (z. B. Wirkstoff und Hemmstoff). In einer bevorzugteren Ausführungsform und wenn mehr als ein Wirkstoff vorhanden ist, zeigen die Wirkstoffe einen synergistischen Effekt.
In einer noch bevorzugteren Ausführungsform des Systems zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr der Erfindung umfassten) die physiologische wirksame(n) Substanzen) eine Substanz, die sich im zentralen Nervensystem als aktiv erweist, die aber die Blut-Hirn-Schranke ohne Modifikation und/oder ohne einen Träger nicht überqueren kann. Insbesondere, aber nicht ausschließlich kann die vorliegende Erfindung verwendet werden, um jedes Mittel zur Behandlung von Krankheiten, die das zentrale Nervensystem beeinträchtigen, zu transportieren.
Spezielle Beispiele für physiologisch wirksame Substanzen oder Wirkstoffe, die – natürlich – die vorliegende Erfindung nicht einschränken sind therapeutische Mittel, die aus einer Gruppe bestehend aus Wirkstoffen, die auf synaptische Stellen und Neuroeffektor-Knotenpunkte einwirken; allgemeinen und lokalen Analgetika; Hypnotika und Sedativa; Wirkstoffen zur Behandlung von psychiatrischen Störungen wie zum Beispiel Depression und Schizophrenie; Anti-Epileptika und Antikonvulsiva; Wirkstoffen zur Behandlung der Parkinson- und Huntington-Krankheit, des Alterns und der Alzheimer-Krankheit; excitatorischen Aminosäure-Antagonisten, neurotrophen Faktoren und neuroregenerativen Mitteln; trophischen Faktoren; Wirkstoffen, die zur Behandlung von Traumen des zentralen Nervensystems oder Schlaganfall vorgesehen sind; Wirkstoffen zur Behandlung von Sucht und Drogenmissbrauch; antakoiden und entzündungshemmenden Wirkstoffen; chemotherapeutischen Mittel für Parasiten-Infektionen und mikrobiell bedingten Krankheiten; immunosuppressiven Mitteln und Anti-Krebs Wirkstoffen; Hormonen und Hormon-Antagonisten; Schwermetallen und Schwermetall-Antagonisten; Antagonisten für keine Metalle umfassende, toxische Mittel; zytostatischen Mitteln zur Behandlung von Krebs; diagnostischen Substanzen zur Verwendung in der Nuklearmedizin; immunaktiven und immunreaktiven Mitteln; Transmittern und ihren jeweiligen Rezeptor-Agonisten und Rezeptor-Antagonisten; ihren jeweiligen Vorstufen und Metaboliten; Transporter-Inhibitoren; Antibiotika; Antispasmodika; Antihistaminen; Antibrechmitteln; Relaxantien; Stimulantien; "Sense"- und "Anti-Sense"-Oligonukleotiden; Cerebral-Dilatatoren; Psychotropika; gegen Manie gerichteten Mitteln; gefäßerweiternden und -verengenden Mitteln; Antihypertensiva; Wirkstoffen zur Behandlung von Migräne; Hypnotika; hyperglykämischen und hypoglykämischen Mitteln; mineralischen oder der Ernährung dienenden Mitteln; gegen Fettleibigkeit gerichteten Mitteln; Anabolika; Antiasthmatika sowie Mischungen daraus, ausgewählt werden.
Diese Substanzen sind von Gilman et al. (1990) "Goodman and Gilman's – The Pharmacological Basis of Therapeutics", Pergamon Press, New York beschrieben worden und beeinhalten die folgenden Mittel:

– Acetylcholin und synthetische Cholinester, natürlich vorkommende, cholinomimetische Alkaloide und deren synthetische Verwandte, Anticholinesterasemittel, Ganglion-Stimulanzien, Atropin, Scopolamin und verwandte antimuscarinische Wirkstoffe, Catecholamine und sympathomimetische Wirkstoffe, wie beispielsweise Epinephrin, Norepinephrin und Dopamin, adrenerge Agonisten, adrenerge Rezeptor-Antagonisten, Transmitter wie beispielsweise GABA, Glycin, Glutamat, Acetylcholin, Dopamin, 5-Hydroxytryptamin, Histamin und neuroaktive Peptide;
– Analgetika und Anästhetika wie beispielsweise Opiod-Analgetika und -Antagonisten; präanästhetische und anästhetische Medikationen wie beispielsweis Benzodiazepine, Barbiturate, Antihistamine, Phenothiazine und Butylphenone; Antiemetika; anticholinerge Wirkstoffe wie beispielsweise Atropin, Scopolamin oder Glykopyrrolat; Kokain; Chloralderivate; Ethylchlorvinol; Glutethimid; Methyprylon; Meprobamat; Paraldehyd; Disulfiram; Morphin; Fentanyl und Naloxon;
– zentralwirksame antitussive Mittel
– psychatrische Mittel wie beispielsweise Phenothiazine, Thioxanthene und andere heterozyklische Verbindungen (z. B. Halperiodol); trizyklische Antidepressiva wie beispielsweise Desimipramin und Imipramin; atypische Antidepressiva (z. B. Fluoxetin und Trazodon), Monoaminoxidase-Inhibitoren wie beispielsweise Isocarboxazid; Lithiumsalze; Anxiolytika wie beispielsweise Chlordiazepoxid und Diazepam;
– Antiepileptika einschließlich Hydantoine, antikonvulsive Barbiturate, Iminostilbene (wie beispielsweise Carbamazepin), Succinimide, Valproinsäure, Oxazolidindione und Benzodiazepine;
– Anti-Parkinson-Wirkstoffe wie beispielsweise L-DOPA/Carbidopa, Apomorphin, Amantadin, Ergolin, Selegelin, Ropinorol, Bromocryptinmesylat und anticholinerge Mittel;
– Antispastische Mittel wie beispielsweise Baclofen, Diazepam und Dantrolen;
– Neuroprotektive Mittel wie beispielsweise excitatorische Aminosäureantangonisten, zum Beispiel NMDA oder AMPA-Antagonisten, neurotrophe Faktoren und neurotrophe Faktoren des Gehirns; ziliäre neurotrophe Faktoren oder Nervenwachstumsfaktoren; Neurotrophin 3 (NT3); NT4; NT5; Ganglioside; neuroregenerative Mittel;
– Wirkstoffe zur Suchtbehandlung und zur Behandlung von Drogenmissbrauch einschließlich Opioid-Antagonisten und Antidepressiva;
– Antacoide und entzündungshemmende Wirkstoffe wie beispielsweise Histamin, Bradykinin, Kallidin und deren entsprechende Agonisten und Antagonisten;
– Immunosuppressive Mittel wie beispielsweise FK506
– Chemotherapeutische Mittel für parasitische Infektionen und mikrobielle Krankheiten;
– Antikrebswirkstoffe einschließlich alkylierender Mittel (z. B. Nitrosoharnstoffe) und Antimetabolite; Stickstoff-Senfgase; Ethylenimine und Methylmelamine; Alkylsulfonate; Folsäure-Analoga; Pyrimidin-Analoga; Purin-Analoga; Vinca-Alkaloide; Antibiotika;
– entzündungshemmende Wirkstoffe wie beispielsweise Phenylbutzon, Indomethazin, Naproxen, Ibuprofen, Flurbiprofen, Diclofenac, Dexamethason, Prednison und Prednisolon;
– cerebrale Vasodilatoren wie beispielsweise Soloctidilum, Vincamin, Naftidrofuryloxalat, Codergocrinmesylat, Cyclandelat, Papaverin, Nicotinsäure, antiinfektiöse Mittel wie beispielsweise Erythromycinstearat und Cephalexin.

Wie oben erklärt, kann der Ausdruck "Wirkstoffe" auch diagnostische Mittel einschließen. Diagnostische Mittel, die für den Einschluß in das System zur gezielten Wirkstoff Zufuhr der Erfindung geeignet sind, sind im weitesten Sinne Mittel, die zur Erkennung und Differenzierung von Krankheiten im Körper des Säugers verwendet werden. In bevorzugten Ausführungsformen umfasst das System zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr der Erfindung diagnostische Mittel, die in der Nuklearmedizin und in der Radiotherapie verwendet werden.
Ein entscheidender Bestandteil der Nanopartikel des Systems zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr der Erfindung ist/sind der/die Stabilisator/en. In bevorzugten Ausführungsformen wird nur ein Stabilisator verwendet. In diesem Fall kann der gezielte Transport der physiologisch wirksamen Substanzen) oder des (der) Wirkstoffs (Wirkstoffe) an eine bestimmte Stelle innerhalb oder auf dem Körper des Säugers in einer idealen Weise erreicht werden. Zum Beispiel kann ein Wirkstoff in einer sehr wirksamen Weise zur Blut-Hirn-Schranke (BBB) gebracht werden und sie überqueren, so dass die Menge an wirksamer Substanz am Wirkort beträchtlich erhöht ist, und die Verabreichungsdosis an den Säuger entsprechend reduziert werden kann. Dennoch ist es möglich, einen oder z. B. zwei oder mehrere Stabilisatoren) zu verwenden.
Grundsätzlich ist jeder Stabilisator geeignet, der es erlaubt, den Zweck der vorliegenden Erfindung zu erreichen, nämlich in das System zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr inkorporiert zu werden. Dennoch, um die vorliegende Erfindung vom Stand der Technik von Kreuter et al., loc. cit. abzugrenzen, sollte ein anderer Stabilisator als Dextran 70.000 verwendet werden.
In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist der Stabilisator für die Nanopartikel, die Teil des Systems zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr sind, aus der Gruppe ausgewählt, die aus Stabilisatoren, die die Passage der Nanopartikel einschließlich der physiologisch wirksamen Substanz durch die Blut-Hirn-Schranke in den Säugern ermöglicht, und aus Stabilisatoren besteht, die die Freigabe der physiologisch wirksamen Substanzen) von den Nanopartikeln und eine Passage der physiologisch wirksamen Substanz durch die Blut-Hirn-Schranke getrennt von den Nanopartikeln erlauben.
In einer noch bevorzugteren Ausführungsform ist der Stabilisator einer, der die Passage der physiologisch wirksamen Substanzen) durch die Blut-Hirn-Schranke ohne chemische Modifizierung der physiologisch wirksamen Substanz(en) erlaubt.
Speziell vorteilhafte Systeme zu gezielten Wirkstoff-Zufuhr gemäß der Erfindung enthalten Nanopartikel, worin der Stabilisator eine Substanz umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polysorbat 85, Dextran 12.000, Carbonsäureestern von multifunktionellen Alkoholen, Polysorbaten, Polyoxameren, Polyoxaminen, alkoxylierten Ethern, alkoxylierten Estern, alkoxylierten Mono-, Di und Triglyceriden, alkoxylierten Phenolen und Diphenolen, Substanzen der Genapol^R und Bauki^R Serie, Metallsalzen von Carbonsäuren, Metallsalzen von Alkoholsulfaten und Metallsalzen von Sulfosuccinaten und Mischungen aus zwei oder mehr der Substanzen, besteht. Zum Beispiel umfasst der Stabilisator eine Substanz, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polysorbat 85, Polysorbat 81, Dextran 12.000, Carbonsäureestern und vorzugsweise Fettsäurestern von Glycerol und Sorbitol, noch mehr bevorzugt Glycerolmonostearat, Sorbitanmonostearat und Sorbitanmonooleat, Poloxamer 188 (Pluronic^R F68), ethoxylierten Ethern, ethoxylierten Estern, ethoxylierten Triglyceriden, ethoxylierten Phenolen und Diphenolen, Metallsalzen von Fettsäuren und Metallsalzen von Fettalkoholsulfaten, vorzugsweise Natriumsalzen von Fettsäuren und von Fettalkoholsulfaten, noch mehr bevorzugt Natriumstearat und Natriumlaurylsulfat und Mischungen von zwei oder mehr der Substanzen, besteht.
In der Praxis der Erfindung wurde gefunden, dass Systeme zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr besonders gute Ergebnisse liefern, bei denen der Stabilisator der Nanopartikel eine Substanz umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polysorbat 85 und Dextran 12.000 und Mischungen daraus und Mischungen der Stabilisatoren mit anderen Stabilisatoren, wie oben erwähnt, besteht. Bei der Verwendung des Systems zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr konnte der Schritt zum gezielten Transport der physiologisch wirksamen Substanzen) an eine bestimmte Stelle innerhalb des Körpers des Säugers sehr gut erreicht werden. Insbesondere in dem Schritt zum gezielten Transport von Wirkstoffen zur Blut-Hirn-Schranke und des Durchdringens von Wirkstoffen der BBB wurde eine relativ hohe wirksame Menge des Wirkstoffs, im Gehirn verfügbar zum Einsatz im zentralen Nervensystem, gefunden. Folglich konnte die Effizienz der Passage des Wirkstoffs über die BBB gesteigert werden, während die Menge des Systems zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr in Form von Wirkstoff-beladenen Nanopartikeln besonders reduziert werden konnte, wenn die Nanopartikel Polysorbat 85 und/oder Dextran 12.000 als Stabilisatoren, wahlweise als Beimengung zu anderen Stabilisatoren enthielten.
Als einen weitere Komponente umfasst das System zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr einen physiologisch verträglichen Träger und/oder ein Verdünnungsmittel, das den Transport der Nanopartikel zum Ziel innerhalb des Säugers nach Verabreichung erlaubt. Vorzugsweise ist der Träger und oder das Verdünnungsmittel aus der Gruppe ausgewählt, die aus Wasser, physiologisch verträglichen wässrigen Lösungen, die Salze und/oder Puffer beinhalten und jeder anderen für die Verabreichung an einen Säuger verträglichen Lösung, besteht. Diese Träger und Verdünnungsmittel sind einer auf diesem Gebiet bewanderten Person sehr gut bekannt und umfassen destilliertes Wasser, deionisiertes Wasser, reines oder ultrareines Wasser, Kochsalzlösung, phosphat-gepufferte Salzlösung (PBS), Lösungen, die gewöhnliche Puffer enthalten, die mit den anderen Komponenten des Systems zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr verträglich sind usw.
Im allgemeinen können Nanopartikel mittels konventioneller Verfahren, einschließlich Emulsions-Polymerisation im wässrigen Einphasensystem, Emulsions-Polymerisation im organischen Einphasensystem, Grenzflächenpolymerisation, Lösungsmittel-Abscheidung, Lösungsmittel-Verdampfung, Desolvatisierung einer organischen Polymerlösung, Vernetzung von wasserlöslichen Polymeren in Emulsion, Desolvatisierung von Makromolekülen und Carbohydrat- bzw. Kohlenhydrat-Vernetzung, hergestellt werden. Diese Herstellungsverfahren können mit einer großen Auswahl von oben erwähnten, polymeren Materialien durchgeführt werden.
Typische Materialien, die zur Stabilisierung der Nanopartikel geeignet sind, sind aus der Gruppe von oben erwähnten Substanzen ausgewählt. Die Wahl des Monomers und/oder Polymers, des Lösungsmittels, des Emulgators, des Stabilisators und anderer Hilfsstoffe wird durch den besonderen, herzustellenden Nanopartikel vorgeschrieben und kann ohne Einschränkung und Schwierigkeit vom Fachmann auf dem Gebiet ausgewählt werden.
Das Verhältnis von Wirkstoff zu Polymer kann innerhalb eines großen Bereichs variieren. Vorzugsweise ist der Bereich von 1 : 100 bis 1 : 1. Auch die Entfernung des Lösungsmittels oder Emulgators, kann auf verschiedenen Wegen, die bekannt sind und daher hier nicht wiederholt werden müssen, erreicht werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des vorliegenden Prozesses wird ein polymeres Material während des Polymerisationsschrittes (d. h. wenn die Nanopartikel gebildet werden) hergestellt, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyacrylaten, Polymethacrylaten, Polybutylcyanoacrylaten, Polyacrylamiden, Polylacetaten, Polyglykolaten, Polyanhydriden, Polyorthoestern, Gelatine, Polysacchariden, Albumin, Polystyrolen, Polyvinylen, Polyacroleinen, Polyglutaraldehyden und deren Derivaten, Copolymeren und Mischungen besteht.
Noch vorteilhafter und daher bevorzugt ist ein Prozess zur Herstellung von Nanopartikeln, worin der Beladungsschritt das Vermengen der Nanopartikel mit einer Lösung der physiologisch wirksamen Substanzen) und das Verstreichenlassen von genügend Zeit umfasst, damit die physiologisch wirksame(n) Substanzen) an den Nanopartikeln adsorbiert und/oder von diesen absorbiert werden.
Wie bereits oben erwähnt ist der Schritt der Auswahl eines geeigneten Stabilisators für den Nanopartikel entscheidend. Daher wird ein Fachmann den Stabilisator, der entsprechend der vorliegenden Erfindung und im Gegensatz zu Kreuter et al. (loc. cit.) ein anderer Stabilisator als Dextran 70.000 ist, sorgfältig auswählen. Insbesondere wird/werden als Stabilisatoren) für die Nanopartikel eine oder mehrere Substanzen verwendet, die aus der Gruppe ausgewählt ist/sind, die aus Stabilisatoren, die die Passage der Nanopartikel einschließlich der physiologisch wirksamen Substanzen) durch die Blut-Hirn-Schranke im Säuger ermöglichen und aus Stabilisatoren besteht, die die Freigabe der physiologisch wirksamen Substanzen) von den Nanopartikeln und eine Passage der physiologisch wirksamen Substanz durch die Blut-Hirn-Schranke getrennt von den Nanopartikeln erlauben.
Eine ähnliche bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist ein Prozess, bei dem als Stabilisatoren) eine oder mehrere Substanzen) verwendet wird/werden, die die Passage der physiologisch wirksamen Substanzen) durch die Blut-Hirn-Schranke ohne chemische Modifikation der physiologisch wirksamen Substanzen) erlaubt/erlauben.
Beispielhaft für die Erfindung ist ein Verfahren, in dem als Stabilisatoren) eine oder mehrere Substanzen) verwendet wird/werden, die aus der Gruppe ausgewählt ist/sind, die aus Polysorbat 85, Dextran 12.000, Carbonsäureestern von multifunktionellen Alkoholen, Polysorbaten, Polyoxameren, Polyoxaminen, alkoxylierten Ethern, alkoxylierten Estern, alkoxylierten Mono-, Di und Triglyceriden, alkoxylierten Phenolen und Diphenolen, Substanzen der Genapol^R und Bauki^R Serie, Metallsalzen von Carbonsäuren, Metallsalzen von Alkoholsulfaten und Metallsalzen von Sulfosuccinaten und Mischungen aus zwei oder mehr der Substanzen besteht.
Besonders bevorzugt ist ein Verfahren, in dem als Stabilisatoren) eine oder mehrere Substanzen) verwendet wird/werden, die aus der Gruppe ausgewählt ist/sind, die aus Polysorbat 85, Polysorbat 81, Dextran 12.000, Carbonsäureestern und vorzugsweise Fettsäurestern von Glycerol und Sorbitol, sogar noch mehr bevorzugt Glycerolmonostearat, Sorbitanmonostearat und Sorbitanmonooleat, Poloxamer 188 (Pluronic^R F68), ethoxylierten Ethern, ethoxylierten Estern, ethoxylierten Triglyceriden, ethoxylierten Phenolen und Diphenolen, Metallsalzen von Fettsäuren und Metallsalzen von Fettalkoholsulfaten, vorzugsweise Natriumsalzen von Fettsäuren und von Fettalkoholsulfaten, noch mehr bevorzugt Natriumstearat und Natriumlaurylsulfat und Mischungen von zwei oder mehr der Substanzen, besteht.
Falls als Stabilisator(en) eine oder mehrere Substanzen) verwendet wird/werden, die aus der Gruppe ausgewählt wird/werden, die aus Polysorbat 85 und Dextran 12.000 und Mischungen daraus und Mischungen der Stabilisatoren mit anderen Stabilisatoren besteht, werden besonders gute Ergebnisse in Bezug auf einen einfachen Prozess und hochgeeignete Nanopartikel, erreicht.
Es konnte gezeigt werden, dass im Verlauf des vorliegenden Prozesses eine große Anzahl von therapeutischen Mitteln in oder auf Nanopartikel inkorporiert oder adsorbiert werden können. Daher ist ein Verfahren besonders bevorzugt, in dem als physiologisch wirksame Substanzen) eine oder mehrere Substanzen) verwendet wird/werden, die aus der Gruppe ausgewählt ist/sind, die aus einem therapeutischen Mittel und einem diagnostischen Mittel besteht. Besonders bevorzugt ist ein Verfahren, in dem als physiologisch wirksame Substanz eine Substanz/Substanzen verwendet wird/werden, die auf das zentrale Nervensystem einwirken, aber die Blut-Hirn-Schranke nicht ohne Modifikation oder ohne einen Träger überwinden können.
Gegenwärtig gibt es Herstellungsverfahren für ein System zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr, die hinsichtlich der guten Ergebnisse, die erreicht wurden, bevorzugt sind. In diesen Verfahren wird/werden als therapeutisches Mittel eine Substanz/Substanzen verwendet, die aus der Gruppe ausgewählt ist/sind, die aus Wirkstoffen, die auf synaptische Stellen und Neuroeffektor- Knotenpunkte einwirken; allgemeinen und lokalen Analgetika; Hypnotika und Sedativa; Wirkstoffen zur Behandlung von psychiatrischen Störungen wie zum Beispiel Depression und Schizophrenie; Anti-Epileptika und Antikovulsiva; Wirkstoffen zur Behandlung der Parkinson- und Huntington-Krankheit, des Alterns und der Alzheimer-Krankheit; excitatorischen Aminosäure-Antagonisten, neurotrophen Faktoren und neuroregenerativen Mitteln; trophischen Faktoren; Wirkstoffen, die zur Behandlung von Traumen des zentralen Nervensystems oder Schlaganfall vorgesehen sind; Wirkstoffen zur Behandlung von Sucht und Drogenmissbrauch; antakoiden und entzündungshemmenden Wirkstoffen; chemotherapeutischen Mitteln für Parasiten-Infektionen und mikrobiell bedingte Krankheiten; immunosuppressiven Mitteln und Anti-Krebs Wirkstoffen; Hormonen und Hormon-Antagonisten; Schwermetallen und Schwermetall-Antagonisten; Antagonisten für keine Metalle umfassende, toxische Mittel; zytostatischen Mitteln zur Behandlung von Krebs; diagnostischen Substanzen zur Verwendung in der Nuklearmedizin; immunaktiven und immunoreaktiven Mitteln; Transmittern und ihren jeweiligen Rezeptor-Agonisten und Rezeptor-Antagonisten; ihre jeweiligen Vorstufen und Metaboliten; Transporter-Inhibitoren; Antibiotika; Antispasmodika; Antihistaminen; Antibrechmitteln; Relaxantien; Stimulantien; "Sense"- und "Anti-Sense"-Oligonukleotiden; Cerebral-Dilatatoren; Psychotropika; gegen Manie gerichteten Mitteln; gefäßerweiternden und -verengenden Mitteln; Antihypertensiva; Wirkstoffen zur Behandlung von Migräne; Hypnotika; hyperglykämischen und hypoglykämischen Mitteln; mineralischen oder der Ernährung dienenden Mitteln; gegen Fettleibigkeit gerichteten Mitteln; Anabolika; Antiasthmatika sowie Mischungen daraus, besteht. Dennoch werden diese therapeutischen Substanzen nur als Beispiele betrachtet und grenzen die Erfindung nicht ein.
In einer ähnlichen Weise sind nicht-einschränkende Beispiele von Verfahren, die ein diagnostisch verwendbares Mittel anwenden, Verfahren, in denen als diagnostisches Mittel eine Substanz/Substanzen verwendet wird/werden, die aus der Gruppe ausgewählt ist/sind, die aus Diagnostika besteht, die für die Diagnose in der Nuklearmedizin und in der Radiotherapie verwendet werden.
In dem Verfahren der Erfindung zur Herstellung eines Systems zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr ist es üblich, aber nicht notwendig, Nanopartikel mit einer physiologisch wirksamen Substanzen) beladen und stabilisiert mit einem geeigneten Stabilisator in einem Medium, das den Transport der Nanopartikel zu einem Ziel innerhalb des Körpers des Säugers nach Verabreichung der Nanopartikel an einen Säuger erlaubt, bereitzustellen. Das Medium kann im Allgemeinen jedes Medium, das den gewünschten Zweck erreicht and das die Fähigkeit der Nanopartikel, an das gewünschte Ziel gelenkt zu werden und das physiologisch wirksame Mittel an dieses Ziel für die gewünschte pharmakologische Wirkung zu transportieren, nicht beeinträchtigt. Insbesondere sollte das Medium die pharmakologische Potenz des therapeutischen oder diagnostischen Mittels und die Fähigkeit des Stabilisators, die Nanopartikel an ein bestimmtes Ziel innerhalb des oder auf dem Körper des Säugers zu leiten, nicht verschlechtern. Es wurde gefunden, dass in bevorzugten Ausführungsformen des Herstellungsverfahrens des Systems zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr das Medium, das den Transport der Nanopartikel zum Ziel innerhalb des Säugers nach Verabreichung erlaubt, aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Wasser, physiologisch verträglichen, wässrigen Lösungen, die Salze und/oder Puffer enthalten und jeder anderen, zur Verabreichung an einen Säuger, annehmbaren Lösung, besteht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind Nanopartikel in der Lage, Wirkstoffe (oder Diagnostika) an ein spezifisches, gewünschtes Ziel, z. B. zur BBB zu tragen (oder zu liefern) und entscheidend dazu beizutragen, dass therapeutisch und diagnostisch nützliche Substanzen die BBB durchdringen. Zum jetzigen Zeitpunkt ist es nicht möglich, den konkreten Mechanismus des Eindringens der Substanzen durch die BBB mittels traditioneller Verfahren aufzuzeigen, obwohl Spekulationen angestellt werden können. Jedoch ist es nicht beabsichtigt, an eine beliebige Theorie gebunden zu sein.
Banks et al. (1991) schlug einige Mechanismen des Peptidtransports zum Gehirn vor, die ebenfalls auf Nanopartikel oder auf von Nanopartikeln getragene Materialien angewendet werden können. Der Transport kann mittels nicht-saturierenden und saturierenden Mitteln, wie intakte Moleküle oder deren Metaboliten erreicht werden. Der Grad der BBB-Passage hängt hauptsächlich von der Fettlöslichkeit des Moleküls ab (Banks, W. A., Kastin, A. J., "Peptides and blood-brain-barrier: Lipophilicity as a predictor of permeability" Brain Res. Bull. 15, 287–292, 1985). Andere Faktoren, die den Eintrag in das Gehirn beeinflussen, sind Molekulargewicht, Ladung, Proteinbindungsgrad im Serum, obwohl diese eine weniger wichtige Rolle als die Lipophilie spielen (Banks et al. 1991). Der von Banks vorgeschlagene Transportmechanimus scheint auf den Transport einer begrenzten Menge an strukturell verwandten Peptiden wie z B. met-Enkephalin und ein paar anderen eng verwandten Peptiden beschränkt zu sein. Sie sind nicht auf zum Beispiel b-Endorphine und Kyotorphine anwendbar. Saturierende Transportraten -bzw. -Geschwindigkeiten werden durch verschiedene Faktoren verändert, einschließlich einiger Substanzen wie Leucin und Albumin (Banks and Kastin 1990). Ob die Transportmechanismen für Nanopartikel dem Transport von Peptiden ähnlich sind, ist gegenwärtig nicht bekannt. Da die vorliegende Erfindung die erste ist, die den Transport von Nanopartikel ohne Überzug zum zentralen Nervensystem mit physiologisch wirksamen Substanzen zeigt, sind derzeit keine weiteren Informationen verfügbar. Das oben erklärte System zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr ist ein neues System. Wie bereits oben angegeben, kann es vorteilhaft im medizinischen Bereich verwendet werden. Ein besonderes Anwendungsgebiet ist der zielgerichtete Transport von physiologisch wirksamen Substanzen an ein Ziel innerhalb des oder auf dem Körper des Säugers.
Vorzugsweise wird das neue System zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr zur Herstellung eines Medikaments verwendet, das den gezielten Transport eines oder mehrerer physiologisch wirksamer Substanzen) an eine spezifische Stelle innerhalb des oder auf dem Körper des Säugers, erlaubt.
Im Verlauf der Forschung, die die vorliegende Erfindung zum Ergebnis hatte, wurde gefunden, dass ein spezifisches Anwendungsgebiet des vorliegenden Systems zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr die Verwendung in der Herstellung eines Medikaments ist, das den Transport einer oder mehrerer physiologisch wirksamer Substanzen) über die Blut-Hirn-Schranke eines Säugers erlaubt. Falls das System zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr in dieser Weise verwendet wird, würde dies zum Erreichen eines pharmakologischen Effekts im zentralen Nervensystem eines Säugers, der bisher nicht in einer derartigen effizienten Weise erreicht werden konnte, beitragen. In besonders bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung war die Verwendung des vorliegenden Systems zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr in der Herstellung eines Medikaments, das einen pharmakologischen Effekt im zentralen Nervensystem eines Säugers durch Wirkung einer oder mehrerer physiologisch wirksamer Substanz(en), die sonst die Blut-Hirn-Schranke nicht überqueren, möglich. Ähnlich bevorzugt ist die Verwendung des vorliegenden Systems zur gezielten Wirkstoff Zufuhr in der Herstellung eines Medikaments, das einen pharmakologischen Effekt im zentralen Nervensystem eines Säugers durch Wirkung einer oder mehrerer physiologisch wirksamer Substanz(en), die sonst die Blut-Hirn-Schranke in einer Menge überqueren, die nicht oder nicht ausreichend pharmakologisch wirksam ist, erreicht.
Wenn das System zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr in der oben umrissenen Weise verwendet wird, wird dies die Herstellung eines Medikaments zur Folge haben, das an eine orale, intravenöse, subkutane, intramuskuläre, intranasale, pulmonale oder rektale Verabreichung angepasst ist. In Anbetracht der großen Vorteile in der praktischen Handhabung des Systems zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr werden die Verabreichungswege der oralen und intravenösen Verabreichung am meisten bevorzugt. Die physiologisch wirksamen Substanzen) kann/können effizient zum gewünschten Ziel geleitet werden, kann/können zum Beispiel die BBB einfach überqueren, kann/können dadurch die peripheren Nebenwirkungen von physiologisch wirksamen Substanzen) reduzieren, kann/können die relative Menge solcher Substanzen, die den pharmakologische Wirkort erreichen, beträchtlich erhöhen und folglich die Menge an Wirkstoff oder diagnostischem Mittel, die an den Säuger verabreicht wird, reduzieren. Besonders bevorzugt ist die Verwendung des neuen Systems zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr zur Herstellung eines Medikaments für die Verabreichung an einen Menschen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum gezielten Transport einer oder mehrerer physiologisch wirksamer Substanzen) an ein spezifisches Ziel innerhalb oder auf dem Körper des Säugers, wobei das System zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr entsprechend der obigen Definition an einen Säuger verabreicht wird.
Die Verabreichung des Systems zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr kann generell in jeder gewünschten Weise oder auf jedem gewünschten Weg vorgenommen werden, um zu erreichen, dass das System zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr in den Blutstrom des Säugers eintritt und dadurch zur BBB transportiert wird. Gegenwärtig wird eine Verabreichung bevorzugt auf einem oralen, intravenösen, subkutanen, intramuskulären, intranasalen, pulmonalen oder rektalen Weg, mehr bevorzugt auf dem oralen oder intravenösen Weg, bewirkt. Die letzteren Wege sind in Hinblick auf den effizientesten Weg zum Transport des Systems zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr zum Wirkort innerhalb des oder auf dem Körpers) des Säugers, besonders bevorzugt.
In der am meisten bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens zum gezielten Transport einer oder mehrerer physiologisch wirksamer Substanzen) an ein spezifisches Ziel innerhalb des oder auf einem Körper eines Säugers wird die Passage einer oder mehrerer physiologisch wirksamer Substanzen) durch die Verabreichung des Systems zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr an den Säuger und durch das Verstreichenlassen von genügend Zeit bis eine pharmakologisch wirksame Menge der physiologisch wirksamen Substanzen) die Blut-Hirn-Schranke überquert hat, bewirkt. Auf diese Weise kann/können die physiologisch wirksamen Substanzen) wirksam zu dem gewünschten Ziel geleitet werden, kann/können zum Beispiel die BBB einfach überqueren, kann/können dadurch die peripheren Nebenwirkungen von physiologisch wirksamen Substanzen) reduzieren, kann/können die relative Menge solcher Substanzen, die den pharmakologischen Wirkort erreichen, beträchtlich erhöhen und folglich die Menge an Wirkstoff oder diagnostischem Mittel, die an den Säuger verabreicht wird, reduzieren. Besonders bevorzugt ist das vorliegende Verfahren zum gezielten Transport des neuen Systems zur Wirkstoff-Zufuhr an ein spezifisches Ziel innerhalb eines oder auf einem Menschen durch Verabreichung des Systems zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr an einen Menschen auf einem der oben zitierten Verabreichungswege.
Die Erfindung wird überdies durch die folgenden nicht-einschränkenden Beispiele erläutert.
Beispiel 1
In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Nanopartikel aus Polyalkylcyanoacrylaten (nachstehend auch als "Polybutylcyanoacrylate") der allgemeinen Formel: hergestellt.
In diesem Beispiel der vorliegenden Verbindung werden die Nanopartikel unter Verwendung eines sauren Polymerisationsmediums, das Polysorbat 85 als Stabilisator enthält, hergestellt (Polysorbat 85 1% in 0.01 N HCl; Polysorbat 85, erhältlich unter dem Handelsnamen Tween 85^R, ist ein Polyoxyethylen-(20)-sorbitantrioleat, hergestellt von Deutsche ICI GmbH, Deutschland, und ist entsprechend der vom Hersteller gelieferten Information eine Mischung aus Teilestern von Sorbitol und dessen Anhydriden mit Ölsäure, copolymerisiert mit (im Durchschnitt) 20 Mol Ethylenoxid pro Molekül Sorbitol). In der in vitro Studie wurde Butylcyanacrylat verwendet, das in einer Menge zugefügt wurde, so dass eine 1%ige Nanopartikelsuspension erhalten wurde. Die Mischung wurde durch Rühren mit einem Magnetrührer bei 600 rpm für 4 h, um die Nanopartikelbildung zu ermöglichen, verrührt. Die entstandene Suspension wurde mit 0.1 N Natriumhydroxid-Lösung neutralisiert, durch einen gesinterten Glasfilter (Porengröße 16 bis 40 um) filtriert, durch Zentrifugation gewaschen, und 4% Mannitol wurde zugefügt, um die Redispergierbarkeit der Nanopartikel nach der Gefriertrocknung zu verbessern. Die Bestimmung der Partikelgröße wurde mittels Photonenkorrelationsspektroskopie mit einem AutoSizer Lo-C (Malvern Instruments Ltd., UK) durchgeführt. Ein mittlerer Durchmesser von 300 nm wurde beobachtet. Die Nanopartikelsuspension wurde dann gefriergetrocknet.
Beispiel 2
Um beurteilen zu können, ob Substanzen der Dextranserie nützlich sind, um als Stabilisator zu fungieren, wurde auch ein Mitglied der Dextranserie mit niedrigem Molekulargewicht (mit einem niedrigeren Molekulargewicht als Dextran 70.000) untersucht. Folglich verwendete eine andere Ausführungsform der Nanopartikelherstellung Dextran 12.000 als Stabilisator (1 % in 0.01 N HCl) (Dextran 12.000 bezogen von Sigma, Deutschland; entsprechend der Information des Herstellers ist dieses Produkt ein Polysaccharid mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 12,000 g/Mol, das von Leuconostoc Mesenteroiden Stamm Nr. B.512 hergestellt wird). In der in vitro Studie wurde Butylcyanacrylat als Monomer für die Nanopartikelpolymerisation verwendet. Das Monomer wurde zugefügt, um eine 1%ige Nanopartikelsuspension zu erhalten.
Abermals wurde die Mischung durch Rühren mit einem Magnetrührer bei 600 rpm für 4 h, um die Nanopartikelbildung zu ermöglichen, verrührt. Die entstandene Suspension wurde mit 0.1 N Natriumhydroxid-Lösung neutralisiert, durch einen gesinterten Glasfilter (Porengröße 16 bis 40 um) filtriert, durch Zentrifugation gewaschen, und 4% Mannitol wurde zugefügt, um die Redispergierbarkeit der Nanopartikel nach der Gefriertrocknung zu verbessern. Die Bestimmung der Partikelgröße erfolgte wie oben beschrieben.
Während diese Beispiele ein nützliches Verfahren zur Herstellung von Nanopartikeln aufzeigen, sollten sie in keiner Weise als in Hinsicht auf spezifische Herstellungsparameter einschränkend angesehen werden. Die einzige Einschränkung ist, dass andere Stabilisatoren als Dextran 70.000 nützlich sind.
1 zeigt verschiedene Alternativen wie Nanopartikel hergestellt werden könnten und wie Wirkstoffe darin dispergiert werden könnten.
Beispiel 3

1. Um die pharmakologische Brauchbarkeit dieses Ansatzes zu testen, wurden die Nanopartikel der Beispiele 1 und 2 mit einem Wirkstoff adsorbiert, der die BBB nicht überquert, wenn er systemisch verabreicht wurde, das leu-Enkephalin Analoge Dalargin. Dalargin ist ein hoch wirksames Analgetikum, wenn es direkt in das Gehirn injiziert wurde, aber es ist wirkungslos, wenn es peripher verabreicht wird. Dalargin wurde auf Poly(butylcyanacrylat) Nanopartikel, die mit Polysorbat 85 stabilisiert wurden adsorbiert. Der Adsorptionsschritt wurde in PBS als Lösungsmittel für Dalargin durch Rühren der obigen Nanopartikel (feste Nanopartikel mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 300 nm) in der Dalarginlösung, die einen Gehalt der schmerzstillenden Verbindung in dem Lösungsmittel von 1 mg/ml PBS besaß, für einen Zeitraum von 3 h ausgeführt. Nach dieser Zeit wurde die Zubereitung intravenös in einer Dalargindosis von 10,0 mg/kg in Mäuse injiziert. Verschiedene Zubereitungen, einschließlich reiner Dalarginlösung und leerer Nanopartikel, dienten als Kontrolle.

Aktivitätsgrenzwerte wurden mittels des "Heiße Platte"-Tests gemessen. Wenn es in Phosphat gepufferter Kochsalzlösung (PBS) bis zu einer Dosis von 10.0 mg/kg gelöst ist, zeigte Dalargin keine schmerzstillende Wirkung nach i. v. Injektion (2). Tatsächlich hatte nur Dalargin, das an Polysorbat 85-stabilisierte Nanopartikel adsorbiert war, eine schmerzstillende Wirkung, die statistisch signifikant war.
Die Ergebnisse werden in 2 gezeigt. Keine der Kontrollgruppen (leere Nanopartikel und Dalargin allein) zeigte irgendeine schmerzstillende Wirkung in den Mäusen, die das Vergleichssystem zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr erhielten, das nicht der vorliegenden Erfindung entspricht.

2. Die orale Verabreichung von Dalargin-beladenen, Polysorbat 85-Nanopartikeln führte zu einer erhöhten schmerzstillenden Wirkung auf dem "Heiße-Platte"-Test (3). Die schmerzstillende Wirkung wurde nach 30, 45, 60, 90, 120 und 150 min. nach oraler Verabreichung bestimmt.
3. In derselben Weise wurde die Menge an Amitriptylin im Gehirn nach Injektion von Amitriptylin-beladenen Polysorbat 85-Nanopartikeln, die entsprechend des Beispiels 1 hergestellt wurden, bestimmt. Wie in 4 geschildert, konnte eine höhere Konzentration von Amitriptylin im Gehirn aufgezeigt werden, wenn der Wirkstoff an Polysorbat 85-stabilisierte Nanopartikel adsorbiert war.
4. Um die Frage zu prüfen, ob andere Stabilisatoren verwendet werden könnten, um die gewünschte Wirkung zu erzielen, wurden Nanopartikel untersucht, in denen der Stabilisator das Dextran 12.000 mit einem niedrigen Molekulargewicht war. Die Dextran 12.000-stabilisierten Nanopartikel des Beispiels 2 wurden mit Dalargin beladen und die schmerzstillende Wirkung wurde im "Heiße Platte"-Test nach intravenöser Injektion in Mäuse bestimmt.

Es konnte gezeigt werden, dass diese Dalargin-beladenen Nanopartikel auch wirksam sind, ohne dass ein Überzug mit einer oberflächenaktiven Substanz angewendet wurde (5).

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Systems zur gezielten Wirkstoff Zufuhr zur Verabreichung einer oder mehrerer physiologisch wirksamer Substanzen) an einen Säuger, wobei das Verfahren kein Beschichtungsverfahren während der Herstellung der Nanopartikel erfordert und die Schritte umfasst: – Herstellen von aus einem polymeren Material hergestellten Nanopartikeln, wobei die Nanopartikel das polymere Material, eine oder mehrere physiologisch wirksame Substanz(en), die dem Säuger zugeleitet werden soll(en), und einen oder mehrere Stabilisatoren) umfassen, mit der Maßgabe, dass der eine oder die mehreren Stabilisator(en) ein anderer/andere ist/sind als Dextran 70.000, um den gezielten Transport der physiologisch wirksamen Substanzen) mittels der Nanopartikel an eine bestimmte Stelle innerhalb des Körpers des Säugers zu erlauben, durch Polymerisation in an sich bekannter Weise, einer oder mehrerer monomerer und/oder oligomerer Vorstufen des polymerern Materials in Gegenwart der physiologisch wirksamen Substanzen) und in Gegenwart des Stabilisators/der Stabilisatoren; und gegebenenfalls – Bereitstellen der Nanopartikel in einem Medium, das den Transport der Nanopartikel zu einem Ziel in dem oder auf dem Säuger nach Verabreichung erlaubt.
Verfahren zur Herstellung eines Systems zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr zur Verabreichung einer oder mehrerer physiologisch wirksamer Substanzen) an einen Säuger, wobei das Verfahren kein Beschichtungsverfahren während der Herstellung der Nanopartikel erfordert und die Schritte umfasst: – Herstellen von aus einem polymeren Material hegestellten Nanopartikeln, wobei die Nanopartikel das polymere Material und einen oder mehrere Stabilisatoren) für die Nanopartikel umfassen, durch Polymerisation, in an sich bekannter Weise, einer oder mehrerer monomerer und/oder oligomerer Vorstufe(n) des polymerem Materials in Gegenwart des Stabilisators/der Stabilisatoren; – Laden einer oder mehrerer dem Säuger zuzuleitender physiologisch wirksamer Substanzen) auf die und/oder in die Nanopartikel; und gegebenenfalls – Bereitstellen der beladenen Nanopartikel in einem Medium, das den Transport der Nanopartikel zum Ziel in dem oder auf dem Säuger nach Verabreichung erlaubt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin der Beladungsschritt das Mischen der Nanopartikel mit einer Lösung der physiologisch wirksamen Substanzen) und das Verstreichenlassen von genügend Zeit umfasst, so dass eine wirksame Menge an physiologisch wirksamer/wirksamen Substanzen) auf den Nanopartikeln absorbiert und/oder von den Nanopartikeln adsorbiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin als Stabilisatoren) für die Nanopartikel eine oder mehrere Substanzen verwendet werden, die gewählt ist/sind aus der Gruppe, die besteht aus Stabilisatoren, die eine Passage der Nanopartikel einschließlich der physiologisch wirksamen Substanzen) durch die Blut-Hirn-Schranke in dem Säuger erlauben, und aus Stabilisatoren, die die Freigabe der physiologisch wirksamen Substanzen) von den Nanopartikeln und eine Passage der physiologisch wirksamen Substanzen) durch die Blut-Hirn-Schranke getrennt von den Nanopartikeln erlauben, vorzugsweise worin als Stabilisator(en) eine oder mehrere Substanzen verwendet wird/werden, die eine Passage der physiologisch wirksamen Substanzen) durch die Blut-Hirn-Schranke ohne chemische Modifikation der physiologisch wirksamen Substanzen) erlauben, noch mehr bevorzugt, worin als Stabilisator eine oder mehrere Substanzen) verwendet wird/werden, die gewählt ist/sind aus der Gruppe, die besteht aus Polysorbat 85, Dextran 12.000, Carbonsäureestern von multifunktionellen Alkoholen, Polysorbaten, Polyoxameren, Polyoxaminen, alkoxylierten Ethern, alkoxylierten Estern, alkoxylierten Mono-, Di und Triglyceriden, alkoxylierten Phenolen und Diphenolen, Substanzen der Genapol^R- und Bauki^R-Serie, Metallsalzen von Carbonsäuren, Metallsalzen von Alkoholsulfaten und Metallsalzen von Sulfosuccinaten und Mischungen aus zwei oder mehr der Substanzen, am meisten bevorzugt worin als Stabilisatoren) eine oder mehrere Substanzen) verwendet wird/werden, die gewählt ist/sind aus der Gruppe, die besteht aus Polysorbat 85, Polysorbat 81, Dextran 12.000, Carbonsäureestern und vorzugsweise Fettsäurestern von Glycerin und Sorbitol, sogar noch mehr bevorzugt Glycerinmonostearat, Sorbitanmonostearat und Sorbitanmonooleat, Poloxamer 188 (Pluronic^R F68), ethoxylierten Ethern, ethoxylierten Estern, ethoxylierten Triglyceriden, ethoxylierten Phenolen und Diphenolen, Metallsalzen von Fettsäuren und Metallsalzen von Fettalkoholsulfaten, vorzugsweise Natriumsalzen von Fettsäuren und von Fettalkoholsulfaten, sogar noch mehr bevorzugt Natriumstearat und Natriumlaurylsulfat und Mischungen von zwei oder mehr der Substanzen.
Verfahren nach dem Anspruch 4, worin als Stabilisatoren) eine oder mehrere Substanzen) verwendet werden, die gewählt ist/sind aus der Gruppe, die aus Polysorbat 85 und Dextran 12.000 und Mischungen daraus und Mischungen der Stabilisatoren mit anderen Stabilisatoren besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin als physiologisch wirksame Substanzen) eine oder mehrere Substanzen) verwendet werden, die gewählt ist/sind aus der Gruppe, die aus einem therapeutschen Mittel und einem diagnostischen Mittel besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin als physiologisch wirksame Substanzen) eine oder mehrere Substanzen) verwendet werden, die auf das Zentrale Nervensystem einwirken, aber die Blut-Hirn-Schranke ohne Modifikation oder ohne einen Träger nicht überwinden können.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin als diagnostisches Mittel eine Substanz/Substanzen verwendet werden, die gewählt ist aus der Gruppe, die aus Diagnostika besteht, die für die Diagnose in der Nuklearmedizin und in der Radiotherapie verwendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin das Medium, das den Transport von Nanopartikeln zum Ziel innerhalb des Säugers nach Verabreichung erlaubt, gewählt ist aus der Gruppe, die aus Wasser, physiologisch verträglichen wässrigen Lösungen, die Salze und/oder Puffer beinhalten und jeder anderen für die Verabreichung an einen Säuger verträglichen Lösung, besteht.
Verwendung eines durch einen Prozess nach einem der Ansprüche 1 bis 9 erhältlichen Systems zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr zur Herstellung eines Medikaments, das den gezielten Transport einer oder mehrerer physiologisch wirksamen Substanzen) an eine bestimmte Stelle innerhalb oder auf dem Körper des Säugers erlaubt.
Verwendung eines durch einen Prozess nach einem der Ansprüche 1 bis 9 erhältlichen Systems zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr zur Herstellung eines Medikaments, das den Transport einer oder mehrerer physiologisch wirksamen Substanzen) über die Blut-Hirn-Schranke erlaubt.
Verwendung eines durch einen Prozess nach einem der Ansprüche 1 bis 9 erhältlichen Systems zur gezielten Wirkstoff-Zufuhr zur Herstellung eines Medikaments, das einen pharmakologischen Effekt im Zentralen Nervensystem eines Säugers erreicht, und/oder zur Herstellung eines Medikaments, das einen pharmakologischen Effekt im Zentralen Nervensystem eines Säugers durch die Wirkung einer oder mehrerer physiologisch wirksamen Substanzen) erreicht, die die Blut-Hirn-Schranke sonst nicht überqueren, und/oder zur Herstellung eines Medikaments, das den pharmakologischen Effekt im Zentralen Nervensystem eines Säugers durch die Wirkung einer oder mehrerer physiologisch wirksamen Substanzen) erreicht, die die Blut-Hirn-Schranke in einer Menge, die nicht oder nicht ausreichend pharmakologisch wirksam ist, überqueren.
Verwendung nach einem der Ansprüche 10 bis 12 zur Herstellung eines Medikaments, das an die orale, intravenöse, subkutane, intramuskuläre, intranasale, pulmonale oder rektale Verabreichung angepasst ist, vorzugsweise an die orale und intravenöse Verabreichung.
Verwendung nach einem der Ansprüche 10 bis 13 zur Herstellung eines Medikaments zur Verabreichung an einen Menschen.