DE19934894A1

DE19934894A1 - Collagen particles for use as drug carriers, e.g. for administration of proteins or peptides by injection, prepared from emulsion containing collagen solution or dispersion without using crosslinking agents

Info

Publication number: DE19934894A1
Application number: DE1999134894
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Fries
Original assignee: Pharma Concepts & Co KG GmbH
Current assignee: Pharma Concepts & Co KG GmbH
Priority date: 1999-07-24
Filing date: 1999-07-24
Publication date: 2001-02-01

Abstract

In the preparation of collagen particles (I) from an emulsion having a hydrophilic internal phase containing dissolved or dispersed collage and a lipophilic external phase, (I) are formed without addition of a crosslinking agent to the emulsion or its components. An Independent claim is included for (I), prepared as above, as a carrier for the administration of active agents (A).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung physiologisch gut verträglicher, partikulärer Matrices auf der Basis von Kollagen im Mikrometer- und Nanometergrößenbereich sowie die daraus resultierenden Partikel und deren Verwendung. Diese Teilchen können auf einfache Weise mit Wirkstoffen beladen werden und dann dazu dienen, diese Wirkstoffe z. B. nach Injektion in den Körper über einen längeren Zeitraum an den Körper verzögert abzugeben. Dadurch kann eine Therapie, die sonst mehrere Injektionen täglich oder eine Dauerinfusion über mehrere Tage oder Wochen benötigt, durch eine einmalige Injektion ersetzt werden.The invention relates to a method for producing physiologically well tolerated, particulate matrices based on collagen in micrometer and Nanometer size range and the resulting particles and their use. These particles can be loaded with active ingredients in a simple manner and then serve these agents z. B. after injection into the body over a long period of time to give up the body with a delay. This can result in one therapy, which would otherwise be several Injections daily or continuous infusion over several days or weeks a single injection can be replaced.

Partikel auf Basis natürlicher oder synthetischer Polymere im Mikro- und Nanometerbereich sind dem Fachmann als Trägersysteme von Wirksubstanzen bekannt. Diese können insbesondere zur verzögerten Freigabe von Arzneistoffen nach parenteraler Gabe dienen (T. Kissel et al., Wirkstofffreisetzung aus bioabbaubaren Mikropartikeln, Deutsche Apotheker Zeitung, 133, 2079-2082, 1993). Das meist verwendete Trägermaterial sind synthetische Polymere auf Basis von Milch- und/oder Glykolsäure. Die Systeme können durch Umhüllung von Wirkstoff mit Polymer, durch Adsorption des Wirkstoffes an die Oberfläche von Polymerpartikeln oder durch mehr oder weniger gleichmäßige Einbettung in eine Polymergrundmatrix erfolgen. Dabei stellt letztere Einbettung das bevorzugte Verfahren zur Erzielung von bioabbaubaren Systemen zur verzögerten Freigabe dar.Particles based on natural or synthetic polymers in the micro and nanometer range are known to the person skilled in the art as carrier systems of active substances. these can in particular to delay the release of drugs after parenteral administration (T. Kissel et al., Drug release from biodegradable microparticles, German pharmacists Newspaper, 133, 2079-2082, 1993). The most commonly used carrier material is synthetic Polymers based on lactic and / or glycolic acid. The systems can by Enveloping active ingredient with polymer, by adsorbing the active ingredient onto the surface of polymer particles or by more or less uniform embedding in a Polymer base matrix take place. The latter embedding is the preferred method Achieve biodegradable systems for delayed release.

Durch eine derartige Einbettung kann der Wirkstoff über einen längeren Zeitraum verzögert im Körper abgegeben werden. Auf diese Weise ist es möglich die Therapie erheblich zu vereinfachen und die Belastung für den Patienten zu verringern. So kann eine unter Umständen über Jahre erforderliche mehrmals tägliche Injektion oder Dauerinfusionen durch eine Injektion alle vier Wochen ersetzt werden. Als Anwendungsbeispiele für die Tumorbehandlung wird auf die Produkte Zoladex® und Enantone® Monats-Depot verwiesen. Zusätzlich kommt es zu gleichmäßigen Konzentrationen der Wirkstoffe im Blut im Vergleich zu den wiederholten Spitzenkonzentrationen nach direkter Injektion, welche zwar wieder absinken, jedoch verstärkt zu Nebenwirkungen führen. Such an embedding can delay the active substance over a longer period of time are released in the body. In this way it is possible to significantly increase the therapy simplify and reduce the burden on the patient. So one can Injection or continuous infusion several times a day may be required for years one injection to be replaced every four weeks. As application examples for the Tumor treatment is applied to the Zoladex® and Enantone® monthly depot products referred. In addition, there are even concentrations of the active substances in the blood compared to the repeated peak concentrations after direct injection, which sink again, but increasingly lead to side effects.

Der Einsatz von Kollagen als Polymer hat zahlreiche Vorteile (DE 40 38 887 A1; W. Friess, Collagen - biomaterial for drug delivery, Eur. J. Pharm. Biopharm, 45, 113-136) wie Biokompatibilität und Bioabbaubarkeit. Partikel mit Hüllen aus Mischungen von Kollagen und geladenen Makromolekülen zum kosmetischen Einsatz sind von Coletica beschrieben (Firmenschrift, Thalasphere® Technology). Die Herstellung massiver sphärischer Kollagenmikropartikel ist zum einen durch Sprühtrocknung beschrieben. Gunkel führt diese unter Standardbedingungen bei 80°C Auslaßtemperatur durch (Kollagenmikropartikel - Charakterisierungs- und Herstellungsmethoden, Dissertation Universität Marburg, 1994). In Folge der Temperaturbelastung kommt es zur Denaturierung, d. h. Zerstörung der tertiären Proteinstruktur. Nach US 4,863,856 wird in einer Variante dieses Verfahrens das Trägermaterial in flüssigen Stickstoff eingesprüht. Dabei werden poröse Systeme erhalten, welche nach Trocknung, Vernetzung und Sterilisation zur Anzucht von Zellen dienen können.The use of collagen as a polymer has numerous advantages (DE 40 38 887 A1; W. Friess, Collagen - biomaterial for drug delivery, Eur. J. Pharm. Biopharm, 45, 113-136) as Biocompatibility and biodegradability. Particles with shells from mixtures of collagen and charged macromolecules for cosmetic use are described by Coletica (Company lettering, Thalasphere® Technology). The production of massive spherical Collagen microparticles are described on the one hand by spray drying. Gunkel leads this under standard conditions at 80 ° C outlet temperature due to (collagen microparticles - Characterization and production methods, dissertation University of Marburg, 1994). In The temperature load leads to denaturation, i.e. H. Destruction of the tertiary Protein structure. According to US 4,863,856, in a variant of this method Sprayed carrier material in liquid nitrogen. Porous systems are obtained which serve to grow cells after drying, crosslinking and sterilization can.

Die Herstellung partikulärer Matrixsysteme mittels Emulsionstechnik wird von Gunkel ebenfalls beschrieben (ibid.). Hierfür wird eine wäßrige Kollagenzubereitung in Dichlormethan dispergiert, durch Zusatz von Isopropanol koazerviert und die Teilchen anschließend abgetrennt. Nachträglich erfolgt die Vernetzung mit Glutaraldehyd. Wirkstoffhaltige Systeme werden durch Substanzzusatz zu der primären wäßrigen Kollagenzubereitung erhalten. Nach diesem Verfahren kommt es allerdings zum mindestens partiellen Kollagenabbau.Gunkel manufactures particulate matrix systems using emulsion technology also described (ibid.). For this purpose, an aqueous collagen preparation in Dispersed dichloromethane, coacervated by adding isopropanol and the particles then separated. Crosslinking with glutaraldehyde takes place subsequently. Systems containing active ingredients become primary aqueous by adding substances Receive collagen preparation. According to this procedure, however, there is at least partial collagen breakdown.

Ein ähnliches Verfahren wird von der Arbeitsgruppe Kreuter (A. Berthold et al., Collagen microparticles: carriers for glucocorticosteroids, Eur. J. Pharm. Biopharm., 45, 23-29, 1998; B. Rössler, Entwicklung und Untersuchung von Kollagenmikropartikeln als Wirkstoffträger in Hydrogelen am Beispiel all-trans Retinol, Dissertation Universität Frankfurt, 1993; DE 40 38 887 A1) beschrieben. Dabei wird die wäßrige Kollagenzubereitung unter Zusatz von Emulgatoren in einer lipophilen Phase aus natürlichen, synthetischen oder halbsynthetischen flüssigen Fetten, Ölen oder Wachsen dispergiert. Diese Emulsion wird durch Vernetzungsreagenzien, Aldehyde oder Isocyanate, stabilisiert und der Überschuß an Vernetzungsreagenz anschließend neutralisiert. Bevorzugt werden diese Teilchen nach der Herstellung durch Adsorption an die Oberfläche beladen. Für Matrixsysteme wird die Möglichkeit beschrieben, Wirkstoff in die wäßrige Kollagenzubereitung einzuarbeiten und durch Grenzflächenpolymerisation im Zuge der Vernetzung einzuschließen. Nach diesem Verfahren ist die nachträgliche Vernetzung erforderlich, damit die erhaltenen Teilchen stabilisiert werden und beim Kontakt mit Flüssigkeit nicht sofort aufquellen und zerfallen.A similar procedure is used by the Kreuter group (A. Berthold et al., Collagen microparticles: carriers for glucocorticosteroids, Eur. J. Pharm. Biopharm., 45, 23-29, 1998; B. Rössler, development and investigation of collagen microparticles as drug carriers in Hydrogels using the example of all-trans retinol, dissertation University Frankfurt, 1993; DE 40 38 887 A1). The aqueous collagen preparation with the addition of Emulsifiers in a lipophilic phase made from natural, synthetic or semi-synthetic dispersed liquid fats, oils or waxes. This emulsion is made by Cross-linking reagents, aldehydes or isocyanates, stabilized and the excess Crosslinking reagent then neutralized. These particles are preferred after the Load production by adsorption onto the surface. For matrix systems, the Described possibility to incorporate active ingredient in the aqueous collagen preparation and by interfacial polymerization in the course of crosslinking. After this Subsequent crosslinking is required to process the particles obtained be stabilized and do not swell and disintegrate immediately upon contact with liquid.

Das Hauptproblem dieser Verfahren zur Matrixeinbettung von Substanzen in Kollagenpartikeln liegt in der nachträglichen Umsetzung mit Vernetzungsreagenz. Voraussetzung für eine Nutzung der Mikropartikel ist die Inertheit des Wirkstoffes gegenüber den eingesetzten hoch reaktiven Vernetzungsreagenzien und Neutralisationschemikalien. Für pharmazeutisch übliche Wirkstoffe ist diese Unversehrtheit nicht gegeben und das Verfahren ungeeignet. Darüberhinaus sind die Teilchenherstellungsverfahren durch den Einsatz zahlreicher, physiologisch bedenklicher Chemikalien wie Dichlormethan oder Isopropanol gekennzeichnet. Eine oberflächliche Beladung ist nur möglich mit Stoffen, welche eine geringe Löslichkeit aufweisen und sich an der Oberfläche relativ unspezifisch niederschlagen. Zusätzlich können einige wenige Stoffe eingesetzt werden, welche spezifisch an Kollagen oder Proteine binden wie das von den Autoren beispielhaft aufgeführte Ethacridinlactat, welches sich von Farbstoffen zur Färbung von Stoffen ableitet.The main problem of these methods for matrix embedding of substances in Collagen particles lie in the subsequent reaction with cross-linking reagent. The inertness of the active ingredient is a prerequisite for using the microparticles the highly reactive cross-linking reagents and neutralization chemicals used. This integrity is not assured for active pharmaceutical ingredients and that Process unsuitable. In addition, the particle manufacturing process by the Use of numerous, physiologically questionable chemicals such as dichloromethane or Labeled isopropanol. Superficial loading is only possible with substances which have a low solubility and are relatively unspecific on the surface knock down. In addition, a few substances can be used, which bind specifically to collagen or proteins, as exemplified by the authors listed ethacridine lactate, which is derived from dyes for coloring fabrics.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Kollagenpartikeln bereitzustellen, welches die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist. Eine weitere Aufgabe ist die Bereitstellung eines Herstellverfahrens für Kollagenpartikel, die einen oder mehrere pharmazeutische Wirkstoffe enthalten können und die zur Verwendung in Arzneimitteln und Medizinprodukten geeignet sind.It is the object of the present invention to provide a process for the production of Providing collagen particles, which does not have the disadvantages of the prior art having. Another task is to provide a manufacturing process for Collagen particles, which can contain one or more active pharmaceutical ingredients and that are suitable for use in pharmaceuticals and medical devices.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.The object is achieved by a method according to claim 1.

Nach der Erfindung geschieht die Bildung der Kollagenpartikel aus einer Emulsion vom Typ W/O heraus. Demnach liegen in einem mehrphasigen, flüssigen System eine hydrophile, innere bzw. disperse Phase in einer lipophilen äußeren bzw. kohärenten Phase vor. Die innere Phase enthält das Kollagen, aus welchem die Partikel geformt werden sollen, in gelöster oder dispergierter Form. Erfindungsgemäß werden nun die Kollagenpartikel durch eine Behandlung dieses Emulsionssystems ohne Hinzufügen eines Vernetzungsmittels gebildet.According to the invention, the collagen particles are formed from an emulsion of the type W / O out. Accordingly, a multiphase, liquid system contains a hydrophilic, inner or disperse phase in a lipophilic outer or coherent phase. The inner phase contains the collagen from which the particles are to be formed dissolved or dispersed form. According to the invention, the collagen particles are now through treating this emulsion system without adding a crosslinking agent educated.

Der Begriff "Partikel" oder "Kollagenpartikel" bezieht sich dabei auf Kollagenteilchen mit mittleren Teilchengrößen von bis zu etwa 1 mm und umfaßt somit die Kategorie der Nanopartikel wie auch die der Mikropartikel. Wie auch bei anderen Emulsionsverfahren zur Herstellung von Kollagenpartikeln hängt die Teilchengröße der entstehenden Partikel von der Tröpfchengröße der inneren Emulsionsphase ab, ist jedoch mit dieser keineswegs identisch. Während eine Tröpfchengröße von weniger als etwa 2000 nm zu Partikeln im nanoskaligen Teilchengrößenbereich führt, lassen sich Mikropartikel bilden, wenn eine Tröpfchengröße von etwa 2 bis 2000 µm verwendet wird.The term "particle" or "collagen particle" refers to collagen particles average particle sizes of up to about 1 mm and thus includes the category of Nanoparticles as well as those of the microparticles. As with other emulsion processes for Production of collagen particles depends on the particle size of the resulting particles the droplet size of the inner emulsion phase, but is by no means with this identical. While a droplet size of less than about 2000 nm results in particles in the leads to nanoscale particle size range, microparticles can be formed if one Droplet size of about 2 to 2000 microns is used.

In der bevorzugten Ausführungsform geschieht die Bildung der Kollagenpartikel dadurch, daß die Emulsion mit einem Lösemittel oder Lösemittelgemisch versetzt wird, welches in der Lage ist, die beiden flüssigen Emulsionsphasen, jedoch nicht das Kollagen zu lösen. Hierdurch wird bewirkt, daß dem Kollagen das hydrophile Löse- bzw. Dispersionsmittel, welches die innere Emulsionsphase bildete, entzogen wird. Das Kollagen, welches selbst einen hydrophilen Charakter besitzt und in hydrophilen Flüssigkeiten - insbesondere in wasserhaltigen Flüssigkeiten - mehr oder weniger stark gequollen vorliegt, wird dadurch in einen Zustand geringer Quellung bzw. in einen nichtgequollenen Zustand überführt. Durch dieses "Kondensieren" werden Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Kollagenmolekülen erzeugt, welche zur Bildung von kohärenten Kollagenpartikeln ausreichen; diese liegen nach Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zunächst in flüssiger Phase suspendiert vor.In the preferred embodiment, the collagen particles are formed by that the emulsion is mixed with a solvent or solvent mixture which in the It is able to dissolve the two liquid emulsion phases, but not the collagen. This causes the collagen to have the hydrophilic solvent or dispersion medium, which formed the inner emulsion phase is withdrawn. The collagen, which itself has a hydrophilic character and in hydrophilic liquids - especially in water-containing liquids - more or less swollen, is thereby in a state of low swelling or converted into a non-swollen state. By this "condensing" becomes interactions between the individual Collagen molecules are generated which lead to the formation of coherent collagen particles sufficient; after using the method according to the invention, these are initially in liquid phase suspended before.

Das Lösemittel oder Lösemittelgemisch, welches der Emulsion zugesetzt wird, enthält vorzugsweise eines oder eine Kombination aus mehreren Lösemitteln aus der Gruppe der Alkohole, Aceton und Dimethylsulfoxid. Besonders bevorzugt ist Ethanol aufgrund seiner hydrophilen und lipophilen Lösungseigenschaften und seiner physiologischen Unbedenklichkeit.The solvent or solvent mixture which is added to the emulsion contains preferably one or a combination of several solvents from the group of Alcohols, acetone and dimethyl sulfoxide. Ethanol is particularly preferred because of its hydrophilic and lipophilic solution properties and its physiological Harmlessness.

Die Emulsion selbst kann aus verschiedenen flüssigen Komponenten aufgebaut sein, solange es sich um einen Emulsionstyp W/O handelt. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die hydrophile, innere Emulsionsphase Wasser. Darüber hinaus kann sie bedarfsweise weitere hydrophile Lösemittel, insbesondere Alkohole wie Ethanol, Glycerol oder Propylenglykol enthalten. Weitere pharmazeutische Hilfsstoffe, z. B. Stabilisatoren, Puffersubstanzen, Antioxidantien, Netzmittel, Verdickungsmittel usw. können ebenso enthalten sein.The emulsion itself can be made up of various liquid components, as long as it is an emulsion type W / O. In a preferred embodiment contains the hydrophilic, inner emulsion phase water. In addition, it can if necessary, further hydrophilic solvents, especially alcohols such as ethanol, glycerol or contain propylene glycol. Other pharmaceutical excipients, e.g. B. stabilizers, Buffer substances, antioxidants, wetting agents, thickeners, etc. can also be used be included.

Die äußere Emulsionsphase kann aus pharmazeutisch geeigneten lipophilen Stoffen aufgebaut sein, die dem Fachmann geläufig sind. Insbesondere kommen als Trägerflüssigkeiten natürliche, synthetische oder halbsynthetische fette Öle oder sonstige Fettsäureester in Frage, auch im Gemisch untereinander oder mit anderen pharmazeutischen Hilfsstoffen. Die Auswahl der lipophilen Trägerstoffe muß in Abstimmung mit der Auswahl des Lösemittels getroffen werden, welches zur Bildung der Kollagenpartikel der Emulsion zugesetzt wird. Als geeignete lipophile Träger haben sich insbesondere mittelkettige Triglyceride und Rizinusöl erwiesen, da sie eine ausreichende Löslichkeit in Ethanol aufweisen.The outer emulsion phase can be made of pharmaceutically suitable lipophilic substances be constructed that are familiar to the expert. In particular come as Carrier liquids natural, synthetic or semi-synthetic fatty oils or other Fatty acid esters in question, also in a mixture with each other or with others pharmaceutical excipients. The choice of lipophilic carriers must be coordinated be made with the selection of the solvent which is used to form the collagen particles is added to the emulsion. In particular, lipophilic carriers have been found to be suitable Medium chain triglycerides and castor oil have been shown to be sufficiently soluble in Have ethanol.

Die Herstellung der Emulsion kann durch gängige Verfahren wie etwa Schütteln, Rühren, Mischen und dem Einsatz von üblichen Homogenisierwerkzeugen wie Ultraturrax, Spalthomogenisatoren oder Ultraschall erfolgen. Eine Stabilisierung der Emulsion ist nicht grundsätzlich notwendig, kann aber je nach Zusammensetzung der flüssigen Phasen wünschenswert sein. Sie kann durch den Zusatz von geeigneten Emulgatoren oder auch durch Quasiemulgatoren erfolgen; dem Fachmann sind pharmazeutisch einsetzbare Emulgatoren bekannt, ebenso wie geeignete Quasiemulgatoren, welche die Viskosität der äußeren Emulsionsphase erhöhen.The emulsion can be prepared by conventional methods such as shaking, stirring, Mixing and the use of conventional homogenizing tools such as Ultraturrax, Gap homogenizers or ultrasound. The emulsion is not stabilized Basically necessary, but depending on the composition of the liquid phases be desirable. You can by adding suitable emulsifiers or done by quasi-emulsifiers; those skilled in the art are pharmaceutically usable Emulsifiers known, as well as suitable quasi-emulsifiers, which determine the viscosity of the increase the outer emulsion phase.

Das Kollagen wird vor der Herstellung der Emulsion in der hydrophilen Phase, gelöst oder dispergiert. Das eingesetzte Kollagen kann unterschiedlichen Ursprungs und Struktur sein, entweder löslich, aber auch unlöslich, fibrillär, monomolekular oder von terminalen Aminogruppen befreit. Die verschiedenen Typen können zusätzlich chemisch vernetzt sein, beispielsweise mittels Aldehyden, Isocyanaten oder Ethylendicyclohexylcarbodiimid sowie durch andere Behandlungen, z. B. durch erhöhte Temperatur, UV-Bestrahlung usw. Durch diese Veränderung kann die Abbaugeschwindigkeit und das Wasseraufnahme, d. h. das Quellen der Partikel im Körper modifiziert werden. Auf diese Weise kann somit die Freigabegeschwindigkeit für einen Wirkstoff aus den Matrixteilchen gesteuert werden.The collagen is dissolved in the hydrophilic phase or before the emulsion is produced dispersed. The collagen used can have different origins and structures, either soluble, but also insoluble, fibrillary, monomolecular or terminal Free amino groups. The different types can also be chemically cross-linked, for example using aldehydes, isocyanates or ethylenedicyclohexylcarbodiimide and by other treatments, e.g. B. by elevated temperature, UV radiation, etc. By this change can affect the rate of degradation and water absorption, i.e. H. the Sources of particles in the body are modified. In this way, the Release rate for an active ingredient can be controlled from the matrix particles.

Um die Eigenschaften der erfindungsgemäß hergestellten Kollagenpartikel weiter zu variieren, kann es wünschenswert sein, dem Kollagen ein weiteres Polymer zuzusetzen. Wirkstoffträger auf der Basis von Kollagen im Gemisch mit Proteinen oder Polysacchariden sind bekannt; hier läßt sich eine große Anzahl an einsetzbaren Polymeren vom Fachmann benennen.To further increase the properties of the collagen particles produced according to the invention vary, it may be desirable to add another polymer to the collagen. Drug carriers based on collagen mixed with proteins or polysaccharides are known; a large number of polymers that can be used can be obtained by a person skilled in the art to name.

In einer bevorzugten Ausführungform werden dieser kollagenhaltigen hydrophilen Phase ein oder mehrere Wirkstoffe in gelöster oder dispergierter Form direkt und vor der Bildung der Emulsion zugesetzt. Alternativ können die Partikel nach ihrer Bildung mit Wirkstoff beladen werden, wenn dies z. B. aufgrund der Instabilität des Wirkstoffs erforderlich ist. Im einfachsten Fall geschieht die nachträgliche Beladung durch Inkubation der Partikel mit einer wirkstoffhaltigen Flüssigkeit. Eine gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß der Wirkstoff bereits vor der Bildung der Emulsion der hydrophilen Phase zugesetzt wird. Die Partikel, die hieraus resultieren und ebenfalls Gegenstand der Erfindung sind, weisen in der Regel einen matrixartigen Einbettungszustand des Wirkstoffs auf. Diese Art der Wirkstoffbeladung führt potentiell zu längeren Retardierungen der Wirkstoffabgabe als die nachträgliche Beladung, die in der Regel nur zur Bindung des Wirkstoffs an die Partikeloberfläche führt.In a preferred embodiment, this collagen-containing hydrophilic phase or several active substances in dissolved or dispersed form directly before the formation of the Emulsion added. Alternatively, the particles can be loaded with active substance after their formation be, if this z. B. is required due to the instability of the active ingredient. in the In the simplest case, the subsequent loading is done by incubating the particles with a liquid containing active ingredient. A currently preferred embodiment provides that the active ingredient is added to the hydrophilic phase before the emulsion is formed. The Particles that result from this and are also the subject of the invention have in the Rule up a matrix-like embedding state of the active ingredient. That kind of Drug loading potentially leads to longer delays in drug delivery than that subsequent loading, which is usually only for binding the active ingredient to the Particle surface leads.

Grundsätzlich können erfindungsgemäß hergestellte Kollagenpartikel zur Verabreichung von Wirkstoffen jeder Art eingesetzt werden. Besonders geeignet sind sie jedoch als Träger für Peptide oder Proteine, insbesondere solchen, die parenteral verabreicht werden und kontrolliert aus der Darreichungsform freigesetzt werden sollen. Auf diese Weise kann die Applikationsfrequenz gegenüber injizierbaren Wirkstofflösungen herabgesetzt werden. Eine derartige Verwendung der Partikel erfordert lediglich die Zuhilfenahme weiterer pharmazeutisch üblicher oder physiologisch unbedenklicher Hilfsstoffe, z. B. Dispergierungsmittel, Netzmittel, Isotonisierungsmittel, Stabilisatoren usw. Besonders im Hinblick auf eine parenterale Verabreichung der Partikel ist es angezeigt und auch ohne weiteres möglich, die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens unter aseptischen Bedingungen durchzuführen.Basically, collagen particles produced according to the invention can be used for the administration of Active ingredients of all kinds are used. However, they are particularly suitable as carriers for Peptides or proteins, in particular those which are administered parenterally and should be released from the dosage form in a controlled manner. In this way, the Application frequency compared to injectable drug solutions can be reduced. A such use of the particles only requires the help of others pharmaceutically customary or physiologically acceptable excipients, e.g. B. Dispersing agents, wetting agents, isotonizing agents, stabilizers etc. Especially in With regard to parenteral administration of the particles, it is appropriate and also without further possible, the steps of the method according to the invention under aseptic Conditions.

Die nach der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gebildeten Kollagenpartikel können im Anschluß durch geeignete Verfahrensschritte wie Filtration oder Zentrifugation abgetrennt und durch wiederholtes Waschen mit einer physiologisch unbedenklichen Flüssigkeit, vorzugsweise Ethanol, ggf. unter Zusatz von Glycerol oder Wasser gereinigt werden. Anschließend werden die Reste der Lösemittel und Waschflüssigkeiten entfernt, vorzugsweise bei niedrigen Temperaturen und Vakuum. Dabei kann beispielsweise in einer Gefriertrocknungsanlage unter aseptischen Bedingungen gearbeitet werden und so auf eine schädliche terminale Sterilisation verzichtet werden.The collagen particles formed after the method according to the invention has been carried out can then be carried out using suitable process steps such as filtration or centrifugation separated and by repeated washing with a physiologically harmless Liquid, preferably ethanol, optionally with the addition of glycerol or water become. Then the residues of solvents and washing liquids are removed, preferably at low temperatures and vacuum. For example, in a Freeze drying system can be worked under aseptic conditions and so on a harmful terminal sterilization can be dispensed with.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Partikel ist ihre in der Regel weitgehend sphärische Form, die durch ihre Bildung aus der inneren Phase einer Emulsion hervorgerufen wird. Eine sphärische Form läßt sich z. B. durch einen Formfaktor f beschreiben, der nach der Formel
An advantage of the particles according to the invention is their generally largely spherical shape, which is caused by their formation from the inner phase of an emulsion. A spherical shape can be z. B. describe by a form factor f, according to the formula

f = (4.π.F)/(U)².100
f = (4.π.F) / (U) ² .100

wobei
F = Fläche der Flächenprojektion eines Teilchens
U = Umfang der Flächenprojektion eines Teilchens
in which
F = area of the surface projection of a particle
U = extent of the surface projection of a particle

errechnet wird. Je mehr sich f dem Maximalwert 1 annähert, desto kugelförmiger ist die beschriebene Form. Die erfindungsgemäßen Partikel besitzen im Mittel vorzugsweise mindestens den Formfaktor f = 0,5. Besonders bevorzugt sind Partikel mit einem Formfaktor f von mindestens 0,7; am meisten bevorzugt sind solche mit einem Formfaktor von mindestens 0,85.is calculated. The more f approaches the maximum value 1, the more spherical it is described form. The particles according to the invention preferably have on average at least the form factor f = 0.5. Particles with a form factor are particularly preferred f of at least 0.7; most preferred are those with a form factor of at least 0.85.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die gute Steuerbarkeit der Teilchengröße über die Tröpfchengröße der inneren Phase der Emulsion, aus der sich die Partikel bilden. Wie auch bei anderen Emulsionsverfahren zur Herstellung von Kollagenpartikeln hängt die Teilchengröße der entstehenden Partikel zwar von der Tröpfchengröße der inneren Emulsionsphase ab, ist jedoch mit dieser keineswegs identisch. Während eine Tröpfchengröße von weniger als etwa 2000 nm zu Partikeln im nanoskaligen Teilchengrößenbereich führt, lassen sich Mikropartikel bilden, wenn eine Tröpfchengröße von etwa 2 bis 2000 µm verwendet wird.Another advantage of the method according to the invention is the good controllability of the Particle size over the droplet size of the inner phase of the emulsion, from which the Form particles. As with other emulsion processes for the production of Collagen particles depend on the particle size of the resulting particles Droplet size of the inner emulsion phase, but is by no means identical to this. While a droplet size of less than about 2000 nm to particles in the nanoscale Particle size range leads, microparticles can be formed if a droplet size from about 2 to 2000 µm is used.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß auf den Zusatz von bedenklichen oder pharmazeutisch ungeeigneten Chemikalien verzichtet werden kann. Dies ist vor allem dann von Bedeutung, wenn der Wirkstoff matrixartig in den Partikeln eingebettet vorliegen soll und deshalb bereits vor der Bildung der Partikel der kollagenhaltigen hydrophilen Phase zugemischt wird. Durch den Einsatz rein wäßrig/ethanolischer Zubereitungen wird zudem die Verarbeitung von Protein- und Peptidarzneistoffen vereinfacht. Derartige Wirkstoffe spielen eine immer größer werdende Rolle durch die rekombinante Herstellung mittels gentechnologisch veränderter Zellen. Ihre in der Regel besonders kurze Halbwertzeit im Körper machen sie zu bevorzugten Wirkstoffkandidaten für erfindungsgemäß hergestellte Kollagenpartikel, die als Depotzubereitung injiziert wird. Durch den Verzicht auf den Einsatz organischer Lösungsmittel bei der Herstellung kann außerdem eine Denaturierung der Proteine vermieden werden. A particular advantage of the method according to the invention is that the addition of questionable or pharmaceutically unsuitable chemicals can be dispensed with. This is particularly important when the active substance is embedded in the particles in a matrix should be present and therefore before the formation of the particles of collagen hydrophilic phase is added. By using purely aqueous / ethanolic Preparations will also be used to process protein and peptide drugs simplified. Such active substances play an ever increasing role through the recombinant production using genetically modified cells. Your usually particularly short half-lives in the body make them preferred drug candidates for Collagen particles produced according to the invention which are injected as a depot preparation. By dispensing with the use of organic solvents in the manufacture can also denaturation of the proteins can be avoided.

Die Kollagenpartikel können auch als Wirkstoffträger in neuartigen Pulverinjektionssystemen zum Einsatz kommen. Als Wirkstoffe sind u. a. Zytostatika von Interesse. Zudem können Kollagenmikropartikel nach der Entfernung eines lokalisierten Tumors eingesetzt werden um verbleibende Tumorzellen lokal abzutöten. Dabei sollen die Depotsysteme für eine längeren Zeitraum lokal zu erhöhten Zytostatikumkonzentrationen führen, während sich im restliche Körper kaum Wirkstoff findet. Neben Zytostatika ist dies auch interessant für andere Arzneistoffe, welche wiederholt injiziert werden müssen wie Interferone zur Behandlung Multipler Sklerose, Blutgerinnungsfaktoren zur Behandlung von Bluterkranken.The collagen particles can also act as active substance carriers in novel powder injection systems are used. As active ingredients are u. a. Cytostatics of interest. You can also Collagen microparticles are used around after removal of a localized tumor kill remaining tumor cells locally. The depot systems are designed for a longer period Period locally lead to increased cytostatic concentrations, while the rest Body hardly finds any active ingredient. In addition to cytostatics, this is also interesting for others Drugs that need to be injected repeatedly, like interferons for treatment Multiple sclerosis, blood coagulation factors for the treatment of people with hemophilia.

Darüber hinaus bestehen dermal sowohl im pharmazeutischen als auch kosmetischen Bereich Möglichkeiten die Wundheilung durch die Applikation von Kollagenteilchen, evtl. eingearbeitet in flüssige oder halbfeste Zubereitungen, zu verbessern. Kollagen ist in unterschiedlichen kosmetischen Formulierungen enthalten, wobei der Einschluß von Wirkstoffen zusätzliche Möglichkeiten der Pflege ergibt.In addition, dermal exist in both pharmaceutical and cosmetic Possibilities of wound healing through the application of collagen particles, possibly incorporated into liquid or semi-solid preparations to improve. Collagen is in contain different cosmetic formulations, the inclusion of Active ingredients provide additional care options.

Ebenso können wirkstoffhaltige Kollagenmatrixteilchen nach Inhalation in der Lunge als Träger für Proteinen und Peptide oder in der Nase als Peptidträger zur Erhöhung der Bioverfügbarkeit dienen. Die pulmonale und nasale Anwendung wird zur Zeit insbesondere für die Anwendung von Proteinen und Peptiden als Alternative zur Injektion verfolgt.Collagen matrix particles containing active substance can also be used in the lungs after inhalation Carrier for proteins and peptides or in the nose as a peptide carrier to increase the Serve bioavailability. Pulmonary and nasal use is currently particularly tracked for the use of proteins and peptides as an alternative to injection.

Application example 1

400 mg unlösliches Kollagen Typ I werden in 10 g Wasser mittels Ultraturrax homogen dispergiert. Die Zubereitung wird in 100 g Mittelkettige Triglyceride Ph. Eur. mittels eines Ultraturrax bei 5000 U/min dispergiert. Die Emulsion wird durch ein Sieb mit lichter Maschenweite 630 µm in 1 l Ethanol 96% von 4 bis 6°C überführt und für 6 h bei 4-6°C gerührt. Die Partikel werden durch Zentrifugation für 2 min bei 3500 g abgetrennt. Anschließend werden die Teilchen mit 30 ml Ethanol 96% redispergiert und die Kollagenteilchen erneut durch Zentrifugation abgetrennt. Dieser Reinigungsprozeß wird 6 mal wiederholt. Abschließend werden die Teilchen in ca. 5 ml eine Lösung von 1% Saccharose, 2% Glycin, 20% Ethanol und 77% Wasser dispergiert und bei -20°C und reduziertem Druck über 24 h und anschließend für 24 h bei +20°C getrocknet. Mittels Rasterelektronenmikroskopie können Mikropartikel mit mittleren Teilchengrößen von ca. 10 bis 100 µm nachgewiesen werden (Fig. 1).400 mg of insoluble type I collagen are homogeneously dispersed in 10 g of water using an Ultraturrax. The preparation is dispersed in 100 g of medium-chain triglycerides Ph. Eur. Using an Ultraturrax at 5000 rpm. The emulsion is transferred through a sieve with a mesh size of 630 μm into 1 l of 96% ethanol from 4 to 6 ° C. and stirred at 4-6 ° C. for 6 h. The particles are separated by centrifugation for 2 min at 3500 g. The particles are then redispersed with 30 ml of ethanol 96% and the collagen particles are separated again by centrifugation. This cleaning process is repeated 6 times. Finally, the particles are dispersed in about 5 ml of a solution of 1% sucrose, 2% glycine, 20% ethanol and 77% water and at -20 ° C and reduced pressure for 24 h and then for 24 h at + 20 ° C dried. Scanning electron microscopy can be used to detect microparticles with average particle sizes of approximately 10 to 100 μm ( FIG. 1).

Claims

1. A method for producing collagen particles from an emulsion with a hydrophilic inner phase, in which collagen is dissolved or dispersed, and a lipophilic outer phase, characterized in that the particles are formed without adding a crosslinking agent to the emulsion or to a component of the emulsion .

2. A method for producing collagen particles according to claim 1, characterized characterized in that the particles by adding a solvent to the emulsion or Solvent mixture are formed, which is capable of both emulsion phases, however not to loosen the collagen.

3. A method for producing collagen particles according to claim 2, characterized characterized in that the solvent or solvent mixture contains an alcohol.

4. A method for producing collagen particles according to claim 3, characterized characterized in that the solvent or solvent mixture ethanol, acetone and / or Contains dimethyl sulfoxide.

5. Process for the production of collagen particles according to one or more of the Claims 1 to 4, characterized in that the hydrophilic inner phase of the emulsion Contains water and / or a water-miscible alcohol.

6. A method for producing collagen particles according to claim 5, characterized characterized in that the hydrophilic inner phase of the emulsion contains ethanol.

7. Process for the production of collagen particles according to one or more of the Claims 1 to 6, characterized in that the lipophilic outer phase of the emulsion contains a fat, fatty oil and / or wax.

8. Process for the production of collagen particles according to one or more of the Claims 1 to 7, characterized in that the collagen is soluble Collagen acts.

9. A method for producing collagen particles according to one or more of the Claims 1 to 7, characterized in that the collagen is a insoluble collagen.

10. A method for producing collagen particles according to claim 8 or 9, characterized characterized in that the collagen is a chemical or physical Modified collagen pretreatment.

11. A method for producing collagen particles according to one or more of the Claims 1 to 10, characterized in that in the hydrophilic inner phase of the Emulsion, at least one other polymer is dissolved or dispersed.

12. A method for producing collagen particles according to one or more of the Claims 2 to 11, characterized in that the particles after moving the emulsion isolated with the solvent or solvent mixture and then dried.

13. A method for producing collagen particles according to one or more of the Claims 1 to 12, characterized in that the process steps under aseptic Conditions.

14. A method for producing collagen microparticles according to one or more of claims 1 to 13, characterized in that the mean droplet size of the hydrophilic inner phase is less than about 2000 microns.

15. A method for producing collagen nanoparticles according to one or more of the Claims 1 to 13, characterized in that the average droplet size of the hydrophilic inner phase is less than about 2000 nm.

16. Process for the production of collagen particles containing active ingredient according to one or several of claims 1 to 15, characterized in that the hydrophilic inner Phase contains at least one active ingredient.

17. Process for the preparation of active substance-containing collagen particles according to one or several of claims 1 to 15, characterized in that the collagen particles according to their formation by incubation with an active ingredient-containing liquid.

18. A method for producing active ingredient-containing collagen particles according to claim 16 or 17, characterized in that it is the active ingredient or at least one the active ingredient is a peptide or a protein.

19. Collagen particles as carrier material for the administration of active substances, thereby characterized in that they consist of an emulsion with a hydrophilic inner phase in which Collagen is dissolved or dispersed, and a lipophilic outer phase without Add a crosslinking agent to the emulsion or to a component of the emulsion be formed.

20. Collagen particles according to claim 19, characterized in that the particles by Adding a solvent or solvent mixture to the emulsion, which is able to solve both emulsion phases but not the collagen.

21. Collagen particles according to claim 19 or 20, characterized in that they contain at least one matrix-like active ingredient.

22. Collagen particles according to one or more of claims 19 to 21, characterized in that they have a predominantly spherical shape, expressed by a form factor f of 0.5 or more, wherein
f = (4.π.F) / (U) ² .100
and
F = area of the surface projection of a particle
U = extent of the surface projection of a particle

23. Collagen particles according to one or more of claims 19 to 22, characterized characterized in that, in addition to collagen, it contains at least one further polymer Active substance carriers included.

24. Use of collagen particles from a process according to one or more of claims 1 to 18 for the manufacture of a pharmaceutical preparation for parenteral application.

25. Use of collagen particles from a process according to one or more of claims 1 to 18 for the manufacture of a pharmaceutical preparation for oral, oral, nasal, pulmonary, mucosal or topical application.

26. Use of collagen particles from a process according to one or more of claims 1 to 18 for the manufacture of a pharmaceutical preparation controlled drug release.