Verfahren zur Herstellung von therapeutisch verwendbaren Eisen-(lII)-hydroxyd-
Polymaltose-Komplexen
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung neuer Eisen-(III)-hydroxyd-Polymaltose-Komplexe, welche zur parenteralen, insbesonders intramuskulären Verabreichung geeignet sind.
Es ist bekannt, dass man Eisen-(III)-hydroxyd Kohlenhydrat-Komplexe herstellen kann, indem man geeignete Kohlenhydrate in einer Lösung oder Suspension mit Eisen-(III)-hydroxyd bzw. Eisen-(III)salzen und Alkali im Überschuss zur Reaktion bringt.
(D. B. P. Nr. 938 502; österreichische Patente Nummern 199 794 und 204180). Lösungen solcher Eisen (III)-hydroxyd-Komplexe sollen zweckmässigerweise folgenden Anforderungen genügen: rasche Resorbierbarkeit; geringe Toxizität; gute Verträglichkeit; hoher Eisengehalt - vorzugsweise Lösungen mit 5-10 % elementarem Eisen -; hohe Thermostabilität; gute Lagerfähigkeit; sowie leichte Verwertbarkeit für die Hämoglobinsynthese.
Da die bekannten Eisensaccharat-Lösungen ausschliesslich im alkalischen Milieu beständig sind, können sie nur für intravenöse, nicht aber für intramuskuläre Injektionen verwendet werden. Demgegen über sind sowohl die Eisenhydroxyd-Inulin wie auch die Eisenhydroxyd-Polyisomaltose-Komplexe (Eisen Dextran-Komplexe) als neutrale, isotonische Lösungen für intramuskuläre Applikation verwendbar. Die Eisenhydroxyd-Inulin-Komplexlösungen befriedigen bezüglich Thermostabilität und Lagerfähigkeit nicht und von den kostspieligen Eisenhydroxyd-Polyiso maltose-Komplexen werden bezüglich der Verträglichkeit nicht alle Anforderungen erfüllt (Hemmeler, G., Med. Hyg. 15 (1957) 359:183). Nach Injektion dieser Präparate verlässt der Kohlenhydrat-Anteil den Körper fast unverändert, da das zur Inulin- bzw.
Polyisomaltose-Spaltung notwendige Enzym praktisch fehlt.
Von den bis jetzt bekannten Eisenhydroxyd Polymaltose Präparaten (Eisenhydroxyd-Dextrin Komplexe) erfüllt keines die an ein gutes intramuskulär applizierbares Eisenpräparat oben gestellten Anforderungen. Solche Lösungen enthalten nur etwa 2S Eisen und eignen sich deshalb wegen dem gro ssen Volumen der zu applizierenden Lösungen nicht zur intramuskulären Injektion. Die Eisenbindungskapazität der Dextrine nimmt mit sinkendem Molekulargewicht zu. Anderseits verkleinert sich die Komplexstabilität bei Eisenhydroxyd-Komplexen mit niedrigmolekularem Ligand-Anteil, wodurch Thermostabilität und Lagerfähigkeit der Präparate ungünstig beeinflusst werden. Diese Nachteile können mit den erfindungsgemäss hergestellten Komplexen behoben werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man in einem wässerigen Medium ein wasserlösliches, nichtretrogradierendes Dextrin (Polymaltose) mit einer Grundviskosität bei 250 C von 0,025 bis 0,075 in Gegenwart von Eisen (III)-hydroxyd und einem Überschuss an Alkali durch Erhitzen auf 60 bis 1000 C in Lösung bringt und die entstandene Lösung praktisch neutralisiert. Das genannte Dextrin kann aus einem höhermolekularen Dextrin mittels einer dem Stand der Technik entsprechenden Abbaumethode z. B. mittels Säurehydrolyse und fraktionierter Fällung mit wassermischbaren Lösungsmitteln, wie Alkoholen und Aceton, erhalten werden.
Polymaltose-Fraktionen mit kleinerer Grundviskosität ergeben Eisenhydroxyd-Komplexe mit höherem Eisengehalt. Sie sind aber für die therapeutische Verwendung infolge der aus der niedrigeren Kom plexstabilität resultierenden schlechten Verträglichkeit, Thermolabilität sowie der ungünstigen Lagerfähigkeit wegen unbrauchbar. Demgegenüber ergeben die bei 250 C eine Grundviskosität [1 grösser als 0,075 aufweisenden Fraktionen wohl stabile, lagerfähige Komplexe. Der Eisengehalt dieser Lösungen ist aber zu niedrig, um das für intramuskulär applizierbare Eisenlösungen notwendige kleine Volumen bei hohem Eisengehalt zu erzielen.
Der Eisen - (III) - hydroxyd - Polymaltosekomplex kann nach Neutralisierung der alkalischen Lösung, das heisst nach Zugabe einer festen, flüssigen oder gasförmigen Säure, wie z. B. Kationenaustauscher in der H-Form, Schwefelsäure oder Chlorwasserstoffsäure, gereinigt und isoliert werden. Will man die bei der Neutralisierung resultierende Lösung elektrolytfrei erhalten, so kann man neben dem Kationenaustauscher zusätzlich einen Anionenaustauscher in der OH-Form einsetzen, oder gegen Wasser dialysieren. Gut wasserlösliche pulverförmige Präparate können nach bekannten Verfahren durch schonendes Eindampfen der neutralen Lösungen oder durch Fällen mit einem geeigneten wassermischbaren Lösungsmittel gewonnen werden.
Das erfindungsgemäss hergestellte Präparat fällt im allgemeinen als gut wasserlösliches, hellbraunes, nichthygroskopisches Pulver mit 15-25 % Eisen und etwa 70-50% Polymaltosegehalt an. Ein Teil dieser nichtretrogradierenden Polymaltose liegt in freier Form, das heisst als nicht mit dem Eisen-(III)-hydroxydkomplex gebundene Polymaltose vor und dient als Stabilisator für die wässerigen Lösungen der Eisen-(III) - hydroxyd - Polymaltose - Komplexe. Wird die Lösung einer derartigen Substanz tropfenweise mit 2 n HCl unter Rühren versetzt, so tritt bei Raumtemperatur bis pH = 1 keine Trübung auf. Bei der Elektrophorese wandert der Eisen-(III)-hydroxyd Polymaltose-Komplex in Acetatpuffer von pH 6,5 schwach kathodisch.
Beispiel 1
70 g einer Dextrinfraktion entsprechend einer Grundviskosität bei 25 C [? v] = 0, 050 werden in 300 ml destilliertem Wasser unter Erwärmen gelöst.
In die auf 650 C erwärmte Lösung werden 180 g frisch gefälltes, elektrolytfrei gewaschenes Eisen-(III)hydroxyd entsprechend 10 g elementarem Eisen unter energischem Rühren eingetragen. Hierauf werden 45 ml 10 n NaOH zur Suspension gegeben. Die Reaktionstemperatur des gut turbinierten Gemisches wird während 30 Minuten bei 65-700C gehalten. Das Eisen-(III)-hydroxyd geht dabei vollständig in Lösung. Das abgekühlte Reaktionsgemisch wird mittels 2 n Salzsäure auf pH 6,5 eingestellt, der Eisen-(III)hydroxyd-Polymaltose-Komplex im Verhältnis 1 Volumteil Lösung + 2 Volumteile 99 % iges Methylalkohol ausgefällt und der Niederschlag im Vakuum getrocknet. Er kann zu einer praktisch isotonischen, neutralen, sterilen, wässerigen Lösung mit einem Eisengehalt von 5 % Fe verarbeitet werden.
Beispiel 2
35 g einer Dextrinfraktion entsprechend einer Grundviskosität bei 25 0 [W] = 0, 055 werden in 100 ml destilliertem Wasser unter Erwärmen gelöst.
In die auf 750 C erwärmte Lösung werden 75 g einer Eisenchlorid-Lösung (25 g FeCl3 6 H2O gelöst in 50 g destilliertem Wasser) von gleicher Temperatur gegeben und anschliessend unter starkem Turbinieren 45 ml 10n Natronlauge langsam einlaufen gelassen. Nach 15minutiger Reaktion bei 75 C wird die Lösung abgekühlt, von eventuell ungelösten Anteilen abzentrifugiert und mit 90 ml stark saurem Kationenaustauscher und 20 ml stark basischem Anionenaustauscher auf pH 6,2 eingestellt. Das von den Austauscherharzen abgetrennte Filtrat wird im Verhältnis 1 Volumteil Lösung + 2,5 Volumteile 96% iger Athylalkohol gemischt und die überstehende Lösung vom ausgefällten Eisen-(III)hydroxyd-Komplex abgetrennt.
Process for the preparation of therapeutically useful iron (III) hydroxide
Polymaltose complexes
The present invention relates to a process for the production of new iron (III) hydroxide-polymaltose complexes, which are suitable for parenteral, especially intramuscular administration.
It is known that iron (III) hydroxide carbohydrate complexes can be prepared by reacting suitable carbohydrates in a solution or suspension with iron (III) hydroxide or iron (III) salts and an excess of alkali brings.
(D. B. P. No. 938 502; Austrian patents numbers 199 794 and 204180). Solutions of such iron (III) hydroxide complexes should expediently meet the following requirements: rapid absorbability; low toxicity; good compatibility; high iron content - preferably solutions with 5-10% elemental iron -; high thermal stability; good shelf life; and easy usability for hemoglobin synthesis.
Since the known iron saccharate solutions are only stable in an alkaline environment, they can only be used for intravenous, but not for intramuscular injections. In contrast, both the iron hydroxide-inulin and the iron hydroxide-polyisomaltose complexes (iron dextran complexes) can be used as neutral, isotonic solutions for intramuscular administration. The iron hydroxide-inulin complex solutions are unsatisfactory in terms of thermal stability and shelf life, and the costly iron hydroxide-polyiso maltose complexes do not meet all of the requirements for compatibility (Hemmeler, G., Med. Hyg. 15 (1957) 359: 183). After injection of these preparations, the carbohydrate content leaves the body almost unchanged, as it is used for inulin or
The enzyme necessary for polyisomaltose cleavage is practically absent.
None of the iron hydroxide polymaltose preparations (iron hydroxide-dextrin complexes) known to date meet the requirements set out above for a good iron preparation that can be administered intramuscularly. Such solutions contain only about 2½ iron and are therefore unsuitable for intramuscular injection due to the large volume of the solutions to be administered. The iron binding capacity of the dextrins increases with decreasing molecular weight. On the other hand, the complex stability is reduced in the case of iron hydroxide complexes with a low molecular weight ligand content, which has an adverse effect on the thermal stability and shelf life of the preparations. These disadvantages can be eliminated with the complexes prepared according to the invention.
The inventive method is characterized in that a water-soluble, non-retrograding dextrin (polymaltose) with an intrinsic viscosity at 250 C of 0.025 to 0.075 in the presence of iron (III) hydroxide and an excess of alkali by heating to 60 to 1000 C in solution and the resulting solution practically neutralized. Said dextrin can be made from a higher molecular weight dextrin by means of a degradation method corresponding to the state of the art, e.g. B. by means of acid hydrolysis and fractional precipitation with water-miscible solvents such as alcohols and acetone.
Polymaltose fractions with a lower basic viscosity result in iron hydroxide complexes with a higher iron content. But they are unsuitable for therapeutic use as a result of the poor compatibility, thermal stability and poor shelf life resulting from the lower complex stability. In contrast, the fractions having a basic viscosity [1] greater than 0.075 at 250 ° C. result in stable, storable complexes. However, the iron content of these solutions is too low to achieve the small volume required for intramuscularly administered iron solutions with a high iron content.
The iron - (III) - hydroxide - polymaltose complex can after neutralization of the alkaline solution, that is after the addition of a solid, liquid or gaseous acid, such as. B. Cation exchangers in the H form, sulfuric acid or hydrochloric acid, cleaned and isolated. If you want to keep the solution resulting from the neutralization electrolyte-free, you can use an anion exchanger in the OH form in addition to the cation exchanger, or dialyze against water. Preparations in powder form which are readily soluble in water can be obtained by known processes by gently evaporating the neutral solutions or by precipitating them with a suitable water-miscible solvent.
The preparation produced according to the invention is generally obtained as a readily water-soluble, light brown, non-hygroscopic powder with 15-25% iron and about 70-50% polymaltose content. Part of this non-retrograding polymaltose is in free form, i.e. as a polymaltose not bound to the iron (III) hydroxide complex and serves as a stabilizer for the aqueous solutions of the iron (III) hydroxide polymaltose complexes. If 2N HCl is added dropwise to the solution of such a substance with stirring, no turbidity occurs at room temperature up to pH = 1. During electrophoresis, the iron (III) hydroxide polymaltose complex migrates weakly cathodically in acetate buffer of pH 6.5.
example 1
70 g of a dextrin fraction corresponding to an intrinsic viscosity at 25 C [? v] = 0.050 are dissolved in 300 ml of distilled water while warming.
180 g of freshly precipitated, electrolyte-free washed iron (III) hydroxide corresponding to 10 g of elemental iron are introduced into the solution heated to 650 ° C. with vigorous stirring. 45 ml of 10N NaOH are then added to the suspension. The reaction temperature of the well-turbinated mixture is kept at 65-700C for 30 minutes. The iron (III) hydroxide goes completely into solution. The cooled reaction mixture is adjusted to pH 6.5 using 2N hydrochloric acid, the iron (III) hydroxide-polymaltose complex is precipitated in a ratio of 1 part by volume of solution + 2 parts by volume of 99% methyl alcohol and the precipitate is dried in vacuo. It can be processed into a practically isotonic, neutral, sterile, aqueous solution with an iron content of 5% Fe.
Example 2
35 g of a dextrin fraction corresponding to a basic viscosity at 25 ° [W] = 0.055 are dissolved in 100 ml of distilled water with heating.
75 g of a ferric chloride solution (25 g FeCl3 6 H2O dissolved in 50 g distilled water) at the same temperature are added to the solution, which is heated to 750 C, and 45 ml 10N sodium hydroxide solution are then slowly run in with vigorous turbines. After 15 minutes of reaction at 75 ° C., the solution is cooled, any undissolved constituents are centrifuged off and adjusted to pH 6.2 with 90 ml of strongly acidic cation exchanger and 20 ml of strongly basic anion exchanger. The filtrate separated from the exchange resins is mixed in a ratio of 1 part by volume of solution + 2.5 parts by volume of 96% ethyl alcohol and the supernatant solution is separated from the precipitated iron (III) hydroxide complex.