DE2719770B2

DE2719770B2 - Verwendung von Kollagenen zur Herstellung von ophthalmischen pharmazeutischen Zusammensetzungen mit langsamen Freigabeeigenschaften

Info

Publication number: DE2719770B2
Application number: DE2719770A
Authority: DE
Inventors: Tadahiko Fujii; Taro Miura; Masaru Funabashi Chiba Nishizawa; Koshiro Fujisawa Kanagawa Umemura
Original assignee: Nippi Inc; Meiji Seika Kaisha Ltd
Current assignee: Nippi Inc; Meiji Seika Kaisha Ltd
Priority date: 1976-05-20
Filing date: 1977-05-03
Publication date: 1980-05-29
Also published as: DE2719770C3; JPS597684B2; GB1556097A; ES459244A1; JPS52143216A; DE2719770A1; SE425592B; FR2374915B1; SE7705812L; FR2374915A1

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von in bestimmter Weise behandelten Kollagenen zur Herstellung von ophthalmischen pharmazeutischen Zusammensetzungen mit langsamen Freigabeeigenschaften gemäß dem einzigen Anspruch.

Viele ophthalmische Arzneimittel werden in Form von Lösungen oder Salben verabreicht. Eine solche Behandlung kann ausreichend sein für solche Augenkrankheiten, bei denen die Anwendung des Arzneimittels nur einmal oder zweimal nötig ist. Eine solche Behandlung ist aber bei solchen Patienten unbequem, die wegen ihrer Augenkrankheiten häufiger das Arzneimittel erhalten müssen. Auch wird im Falle von ophthalmischen Tropfen, wie diese aus dem Stand der Technik bekannt sind, ein größerer Anteil davon mit den Tränen herausgespült und nur ein kleinerer Anteil der gegebenen Menge kann dann gegebenenfalls als Medikament wirken. Kontrollierte pharmakologische Zubereitungen unter Verwendung von Kollagenen werden in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 42 025/1975 beschrieben, welche die Herstellung von gel- oder filmähnlichen Pilocarpin enthaltenden pharmazeutischen Zubereitungen betrifft, bei denen telopeptidfreie Kollagene mit den den Augendruck erniedrigenden Mittel Pilocarpin in Berührung gebracht und gemischt wird. Das Kollagen kann in Wasser gelöst werden, wobei die beschränkte maximale Konzentration etwa 20% beträgt, aber die Viskosität der Kollagenlösung ist außerordentlich hoch. Infolgedessen beträgt die praktische kritische Konzentration 5% im höchsten Falle bei der Zubereitung von film- oder gelähnlichen Zusammensetzungen, die nach der vorerwähnten japanischen Patentbeschreibung erhalten werden können. Wird eine Gelform nach dem Verfahren der japanischen Offenlegungsschrift 42 025/ 1975 hergestellt, ist weiterhin die Stufe einer Vernetzung mit Gammastrahlen oder Ultraviolettstrahlen und ein anschließendes Waschen mit Wasser erforderlich, während man im Falle einer Filmform, die durch eine sogenannte Lufttrocknungsmethode erhalten wird, das wirtschaftlich schwierige Problem der Massenproduk-

10 tion auftaucht, weil längere Zeiten für das Trocknen usw. erforderlich sind.

Gemäß der Erfindung wurden Untersuchungen angestellt, diese Nachteile zu vermeiden. Es wurde gefunden, daß man ein Arzneimittel zu einer ophthalmischen Zubereitung unter Verwendung von Kol'agenen als Trägermaterial für das Arzneimittel formulieren kann und daß man eine solche Formulierung in den Blindsack der Augen einführen kann und daß dann eine langsame Freigabe des Arzneimittels möglich ist, und daß man das Arzneimittel wirksam über die ganze Wirkungszeit anwenden kann und nur ein minimaler Abfluß durch die nasalen Tränengänge erfolgt Ein anderer Effekt gemäß der Erfindung besteht darin, daß die Kollagene vollständig in den Tränen gelöst werden und mit den Tränen ausfließen und nicht notwendigerweise von den Augen zurückgezogen werden.

Kollagen ist hauptsächlich Protein, das sich aus zusammenhängendem Gewebe von Tieren zusammensetzt und die Hauptsache dabei ist das Protein, das als unlösliches Kollagen bezeichnet wird.

Die vorerwähnten unlöslichen Kollagene können im Wasser löslich gemacht werden durch ein Verfahren zum Löslichmachen in Wasser, bei dem eine Protease verwendet wird, wobei aber die inhärente Struktur des Kollagenmoleküls intakt bleibt (japanische Patentveröffentlichungen 13 871/1962, 14426/1962 und 1 175/1969) oder nach einem Verfahren, bei dem das unlösliche Kollagen löslich gemacht wird in Gegenwart eines Amins von Alkali und Natriumsulfat in gleicher Weise wie auch bei der vorgenannten Enzymmethode (japanische Patentveröffentlichung 15 033/1971). Bei diesen Verfahren behalten die in Wasser löslich gemachten Kollagenmoleküle ihre inhärente Molekularstruktur bei, während die endständigen Telopeptidketten des Moleküls gespalten werden. Diese Arten von Kollagenen haben die Eigenschaft, daß sie eine niedrige Immunität haben, und daß sie mit dem Gewebe im lebenden Körper sehr gut verträglich sind, daß sie keine Entzündungen hervorrufen, und daß sie langsam im Gewebe resorbiert werden. Andererseits ist Kollagen ein Protein, das in ausreichendem Maße die Eigenschaft aufweist, verschiedene Arten von Arzneimitteln zurückzuhalten und welches darüber hinaus eine niedrige Immunität aufweist, wenn es als Trägermaterial für Arzneimittel verwendet wird, die unter kontrollierten Bedingungen einer langsamen Freigabe verabreicht werden.

Schließlich können auch Kollagene verwendet werden aus Tierhäuten oder Sehnen, die unter sauren Bedingungen bei pH 1 bis 3 angeschwollen und mechanisch vermählen wurden und dann faserige Dispersionen ergeben. Diese Dispersionen lassen sich insofern schwierig verwenden, als die Telopeptide an den Endstellen des Moleküls verbleiben, wobei aber die natürliche Molekularanordnung des Kollagenmoleküls so bleiben kann wie sie ist.

Die ophthalmischen Arzneimittel, bei denen die vorliegende Erfindung anwendbar ist, können wasserlöslich oder wasserunlöslich sein. Ophthalmische Arzneimittel können beispielsweise pupillenerweiternde oder pupillenverengende Arzneimittel sein oder Antibiotika.

Man kann Kollagenkonzentrate von 30 bis 70 Gew.-% verwenden, die man erhält, indem man durch Zentrifugieren oder Druckfiltration den Kollagenniederschlag konzentriert, der sich beim isojonischen Punkt des löslich gemachten Kollagens bei der

Anwendung der vorher erwähnten Enzym- oder Alkalimethode bildet Der isojonische Punkte beträgt pH 7 bis 9 im FaUe des nach der Enzymmethode löslich gemachten Kollagens oder 4,8 im Falle des nach der Alkalimethode löslich gemachten Kollagens. Das Arzneimittel kann in einer Konzentration von 5 bis 20% eingebracht werden und wird mit dem Kollagen gut verknetet und das erhaltene Produkt kann dann als Salbe verwendet werden. Weiterhin kann die Mischung aus Kollagen und einem Arzneimittel, beispielsweise mit

5 bis 20 Gew.-% Polyäthylenglykol, Propylenglykol oder Äthanol vermischt werden, um die Verformbarkeit zu verbessern und die erhaltene Mischung kann zu stabähnlichen Produkten extrudiert werden oder zu Tabletten durch Tablettiermaschinen verformt werden und nötigenfalls vor der Weiteranwendung getrocknet werden. Beim erfindungsgemäßen Verfahren liegen viele vorteilhafte Eigenschaften vor, weil die Stufen, die anschließend an das Vermischen mit dem Arzneimittel durchgeführt werden, vereinfacht werden. Das Trocknen wird leicht bewirkt wegen des geringen Wassergehaltes und eine höhere Kollagenkonzentration und die Menge an Arzneimittel kann leicht konstant gehalten werden. Für die Anwendung kann man die Salbenform wählen, aber wäßrige Kollagenlösungen mit einer 2^r> außerordentlich hohen Viskosität können gleichfalls verwendet werden und beim Einführen in die Augen zeigen diese eine längere Zurückhaltung des Medikamentes im Verg'eich zu den üblicherweise angewendeten Augentropfen. jn

Beispiel 1

Telopeptidfreies Kollagen wurde hergestellt und gereinigt nach einem Verfahren zum Löslichmachen r> von unlöslichem Collagen gemäß dem in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 1 175/1969 beschriebenen Verfahisn und wurde bei einem pH von 8 ausgefällt und durch Zentrifugieren konzentriert.

Zu 100 g des Niederschlags mit einem Kollagengehalt von 30% wurde eine Lösung von 4 g Pilocarpinhydrochlorid in 25 ml Wasser gegeben und 3 g Polyäthylenglykol (400 Molgewicht), wodurch die Viskosität des Kollagenniederschlages vermindert wurde und man eine leichte Verformbarkeit und eine gute Flexibilität 4^r> des Endproduktes erzielte.

Die Mischung wird gut verknetet und durch eine Düse mit einem inneren Durchmesser von 2 mm extrudiert und getrocknet Nach dem Trocknen hat der Stab einen Durchmesser von 1 mm. Der Stab wird zu 6 mm langen w Stücken zerkleinert, wobei jedes Stück ein Gewicht von

6 mg und einen Pilocarpingehalt von 0,7 mg hat. Fünf dieser zerkleinerten Stäbe werden in 200 ml Ringers-Lösung gegeben und die Menge des an die Lesung freigegebenen Pilocarpins wurde gemessen. Die Ergeb- ·-,■-, nisse sind in F i g. 1 wiedergegeben.

Wie aus F i g. 1 hervorgeht, bildet die Kurve, die durch Aufzeichnung der Pilocarpinfreigabe in Prozent gegen die Zeit erhalten wird, eine integrale Exponentialkurve, die durch die nachfolgende Gleichung (1) wiedergegeben werden kann, in welcher der Freigabeprozentsatz und die Zeit als ybzw. t definiert sind.

Y = KK)(I -

(D

kalkuliert wird, 0,035 min-'. Alternativ kann er auch nach der Gleichung

T_V2= 0,693/i:

errechnet werden. Tm bedeutet die benötigte Zeit, um die Hälfte eines Medikamentes in einer Zubereitung freizugeben und wird nachfolgend als »Halbwertszeit der Freigabe« bezeichnet T_m ist ein konstanter Wert für eine spezielle Zubereitung. Die Halbwertzeit der Freigabe in diesem Beispiel beträgt 19,8 Minuten.

Da Pilocarpinhydrochlorid sehr leicht in Wasser löslich ist, können alle 3,5 mg des pulverförmigen Hydrochlorids sofort aufgelöst werden, wenn das in F i g. 1 angezeigte Experiment durchgeführt wird. Deshalb zeigt die F i g. 1 an, daß der Kollagenstab eine gute Kontrolle der Freigabe von Pilocarpin bewirkt

Ein Stab von 6 mm Länge wurde in die Innenseite des unteren Augenlides eines Kaninchens eingesetzt nach 7 Minuten begann eine Kontraktion der Pupillen und diese dauerte über 6 Stunden an. Die Pupillenkontraktion, die durch 0,6% Pilocarpintropfen, die in das Auge eines Kaninchens eingegeben wurden, erzielt wird, wird in F i g. 2 ebenfalls gezeigt Im Falle des Eintropfens in die Augen trat die maximale Pupillenkontraktion innerhalb von 20 Minuten ein und in weniger als 80 Minuten war das Auge wieder normal, während beim Einlegen des Kollagenstäbchens die maximale Kontraktion innerhalb von 2 Stunden eintrat und die Kontraktion bis zu 6 Stunden anhielt. Wird das Pilocarpin enthaltende Kollagenstäbchen von 6 mm Länge einem Patienten verabreicht, der an einem Glaucom leidet, so genügt eine Einlage, um den intraokkularen Druck kontinuierlich für mehr als einen Tag zu erniedrigen. Berücksichtigt man die Ergebnisse bei dem vorerwähnten Versuch der Pilocarpinfreigabe in einer Ringers-Lösung, wie er in F i g. 1 gezeigt wird, zusammen mit den Ergebnissen der vorher erwähnten verlängerten Freigabe bei Tieren und bei Menschen, dann wird verständlich, daß die Zubereitung eine befriedigende verlängerte Wirkung in einem lebenden Körper zeigt, und daß das Ziel der Erfindung in ausreichendem Maße erreicht wird, wenn die Halbwertszeit der Freigabe Tm auf ungefähr 20 Minuten eingestellt wird. Der Kollagenstab wird in einem Tag aufgelöst

Hierin bedeutet k eine Freigabekonstante, einen konstanten Wert bei einer jeweiligen Zubereitung und, wenn er aus den Experimentalwerien der F i g. 1

Beispiel 2

Telopeptidfreies, lösliches Kollagen wurde nach der sogenannten Alkalimethode, die in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 15 033/1971 beschrieben wird, ausgefällt, bei einem pH von 4,8 und mit 20 000 bis 30 000 Upm zentrifugiert. 100 g des Niederschlages mit einer Kollagenkonzentration von 50% wurden gut mit einer Lösung von 7 g Pilocarpinhydrochlorid in 10 ml Wasser verknetet und anschließend mit 5 g Äthanol für eine bessere Verformbarkeit. Der geknetete Ansatz wurde druckverformt in einer Form von 8 mm Länge, 2 mm Breite und 1 mm Dicke und anschließend getrocknet. Die getrockneten Formstücke hatten eine Länge von 7 mm, eine Breite von 1,2 mm und eine Dicke von 0,5 mm und ein Gewicht von 6 mg. Die Formlinge zeigten eine Pilocarpinfreigabekonstante k von 0,028 min*¹ in 200 ml Ringers-Lösung und eine Halbwertszeit der Freigabe von 24,75 Minuten und zeigten nahezu das gleiche Niveau der Freigabezeit wie es gemäß Beispiel i erzielt wurde. Gibt man diese

Formlinge einem an einem Glaucom leidenden Patienten, so findet eine verlängerte Erniedrigung des intraokkularen Druckes für mehr als einen Tag statt. Der Kollagenstab wurde innerhalb 6 Stunden aufgelöst.

Beispiel 3

Die Stirngegend von einer Ochsenhaut wurde enthaart und mit Wasser gewaschen. Die Granularschicht und die Fleischschicht wurden entfernt und die so erhaltene Lederhautschicht wurde zu 10 cm Quadraten geschnitten. Die Stücke wurden mit einer 10% igen wäßrigen Natriumchlorid-Lösung gespült und gut mit Wasser gewaschen. Sie enthielten unlösliches Kollagen in einer Menge von 25 Gew.-%. 400 g des Materials wurden in 600 ml einer wäßrigen Lösung, enthaltend 20 g kaustisches Soda, 160 g Natriumsulfat und 20,7 g einer 30%igen Monomethylaminlösung in Wasser 7 Tage bei 20° C eingeweicht, durch Waschen mit Wasser entsalzt und der pH wurde mit Salzsäure auf 6,0 eingestellt Das so behandelte Material wurde fein zerteilt mittels eines Fleischwolfes, bei dem die Löcher einen Durchmesser von 7 mm hatten und dann vollständig mittels einer Dispergiermühle zerkleinert. Die erhaltene Dispersion wurde in 101 einer 15%igen Gewicht/Volumen wäßrigen Lösung von Natriumsulfat suspendiert und der pH wurde durch Zugabe von 2 n-Natriumcarbonat auf 8,5 eingestellt. Dann wurde eine Gerbung mit 200 ml einer 25%igen wäßrigen Glutaraldehyd-Lösung bei 25° C während 5 Stunden vorgenommen. Nach dem Waschen mit Wasser wurde die gesamte Dispersion auf 5 1 aufgefüllt, mit 2 n-Salzsäure auf einen pH von 3 eingestellt und nochmals in einer Dispergiermühle zerkleinert. Die »Faser«-Dispersion die man so erhielt, wurde auf pH 5 eingestellt und durch Zentrifugieren konzentriert, wobei man eine Dispersion erhielt mit einem Kollagengehalt von 50%. 100 g der erhaltenen Dispersionen und eine Lösung von 5 g Ribostamycinsulfat in 25 ml Wasser wurden gründlich vermischt und verknetet. Die erhaltene Mischung einer Kollagendispersion und von Ribostamycinsulfat wurde druckverformt in gleicher Weise wie in Beispiel 2 beschrieben und getrocknet. Das Trockengewicht betrug 6 mg und das Produkt enthielt 0,6 mg Ribostamycinsulfat. 10 Stücke des verformten Produktes wurden in 200 ml einer Ringers-Lösung gegeben und die Menge an in die Lösung freigegebenen Ribostamycinsulfat wurde bei 37° C gemessen. Die Ergebnisse sind in F i g. 3 gezeigt bei denen man eine ähnliche Kurve wie in F i g. 1 erhält und die durch die Gleichung 1 wie bei der F i g. 1 wiedergegeben werden kann. Die Freigabekonstante dieses verformten Produktes betrug 0,0166 min-', während die Halbwertszeit der Freigabe 41,7 Minuten betrug und etwas länger war im Vergleich zu der des Pilocarpins in Beispiel 1. Das verformte Produkt muß eine weit größere verlängerte Abgabezeit in einem lebenden Körper aufweisen als die Stäbchen gemäß Beispiel 1. Da Ribostamycinsulfat sehr leicht in Wasser löslich ist können alle 6 mg des pulverförmigen Sulfats sofort aufgelöst werden, wenn das in Fig.3 beschriebene Experiment durchgeführt wird. Daher wird durch das geformte Produkt aus der Kollagenfaser-Dispersion, wie dies aus der F i g. 3 hervorgeht die Elluierung des Ribostamcycinsulfats so wirksam kontrolliert, daß seine Wirkung aufrechterhalten bleibt Das verformte Produkt wird nach dem Einsetzen in das untere Augenlid eines Kaninchens innerhalb eines Tages aufgelöst

Beispiel 4

Löslichgemachtes Kollagen wurde nach der söge nannten Alkalimethode, die in der veröffentlichter japanischen Patentanmeldung 15 033/1971 beschrieber wird, hergestellt. Ein Niederschlag mit einem Kollagen gehalt von 30% wurde bei einem pH von 4,8 hergestellt 100 g des Niederschlages und eine Suspension von 0,6 g pulverförmigem Dexamethasonsulfat (Natriumsalz) ir

ίο 200 ml Wasser wurden gut miteinander vermischt unc verknetet. Die verknetete Mischung wurde dann durcr eine Düse mit einem inneren Durchmesser von 2 mn extrudiert und in gleicher Weise wie in Beispiel 1 getrocknet. Die getrockneten Stäbchen hatten einer Durchmesser von 1 mm. Ein Stäbchen mit einer Längt von 6 mm wog 5,5 mg und enthielt 0,1 mg Dexametha sonsulfat-Natriumsalz. Die Freigabe von Dexamethasonsulfat-Natriumsalz aus den Stäbchen wurde untei Verwendung von 200 ml Ringers-Lösung, wie in der vorhergehenden Beispielen, gemessen. Das Ergebnii war eine Freigabekonstante Ar von 0,021 min-¹ und ein« Halbwertszeit der Freigabe von 33 Minuten, wodurch gezeigt wird, daß eine befriedigende verlängert« Wirkungsweise in einem lebenden Körper erzielt wird.

Beispiel 5

Löslichgemachtes Kollagen wurde nach der sogenannten Alkalimethode gemäß der veröffentlichter japanischen Patentanmeldung 15 033/1971 hergestellt Man stellte einen Niederschlag mit einem Kollagengehalt von 30% bei einem pH von 4,8 her. 100 g des Niederschlages und eine Suspension von 1 g Idoxuridir in 20 ml Wasser wurden gut miteinander vermischt unc verknetet. Die verknetete Mischung wurde dann durch eine Düse mit einem inneren Durchmesser von 2 mrr extrudiert und in gleicher Weise wie in Beispiel 1 getrocknet. Das getrocknete Stäbchen hatte einer Durchmesser von 1 mm. Ein Stäbchen mit einer Länge von 6 mm wog 5,5 mg und enthielt 0,17 mg Idoxuridin Die Freigabe an Idoxuridin aus dem Stäbchen wurde unter Verwendung von 200 ml Ringers-Lösung gemessen. Als Ergebnis wurde festgestellt daß die Freigabe konstante k 0,008 min-· betrug und daß die Halbwertszeit der Freigabe 86,6 Minuten betrug, was einerr befriedigenden Ergebnis hinsichtlich der Beibehaltung der Wirkungsdauer in einem lebenden Körper anzeigt.

Beispiel 6

In den Blindsack eines Auges, das statistisch unter 7 Patienten, die unter einem primären, offenwinkliger Glaucom litten, ausgewählt war, wurde ein Pilocarpir enthaltendes Kollagenstäbchen von 10 mm Länge, da; nach Beispiel 1 hergestellt worden war, eingelegt unc die Veränderungen des intraokkularen Druckes und die Pupillengröße wurden im Laufe der Zeit beobachtet Nach 2 Wochen wurden 100 μΐ einer 4%igen Pilocarpin Lösung in das Auge eingegeben und der intraokkulare Druck und die Pupillengröße wurden wiederurr beobachtet

bo Die Veränderungen des intraokkularen Druckes unc der Pupillengröße der behandelten Augen zu einei gegebenen Zeit werden in Fig.4 und 5 und zwai zusammen mit den nicht behandelten Augen als Kontrolle gezeigt

Bei der Verabreichung in der verformten Form vor Kollagen wurde ein merklicher Verzögerungseffeki beobachtet im Vergleich zu der Eintropfung in die Augen und die statistische Bedeutung (P) betrug 0,0f

zwischen zwei Fällen jeweils 8 bzw. 24 Stunden nach der Anwendung. Insbesondere verbrauchte sich die Wirkung des Pilocarpins auf die Pupille und den intraokkularen Druck nach 24 Stunden nach der Eingabe in das Auge, während man eine erhebliche

Pupillenkontraktion und einen erniedrigten intraokkularen Druck auch noch nach 24 Stunden nach der Verabreichung beobachtete, wenn die Verabreichung in Form des geformten Collagens erfolgte.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verwendung von mittels Protease löslich gemachten, vorher unlöslichen Kollagenen, wobei die inhärente Struktur des Kollagenmoleküls intakt geblieben ist von in Gegenwart von Aminen, kaustischem Soda und Natriumsulfat behandelten unlöslichen Kollagenen, die dann durch Waschen mit Wasser entsalzt, auf einen pH-Wert von 3,5 bis 9,5 eingestellt, mechanisch zermahlen, mit Glutaraldehyd behandelt und wiederum bei einem pH-Wert von 2,0 bis 4,0 oder 9,0 bis 11,0 mechanisch zermahlen wurden oder von vorher unlöslichen Kollagenen aus Tierhäuten oder Sehnen, die unter is sauren Bedingungen bei pH 1 bis 3 angeschwollen und mechanisch vermählen wurden, zusammen mit einem oder mehreren ophthalmischen Arzneimitteln zur Herstellung ophthalmischer pharmazeutischer Zusammensetzungen mit langsamen Freigabeeigenschäften.