DE69114470T2 - Komposition für die behandlung von augenschmerzen. - Google Patents

Description

Bereich der Erfindung
• Diese Erfindung betrifft die topische Anwendung von Calcium-Kanal-Blockern zur Behandlung von okularem Schmerz und neurogener Entzündung und Mittel, die für derartige Anwendungen geeignet sind.
Stand der Technik
• Schmerz ist ein gut bekanntes Phänomen als Indikator von Verletzung oder Gewebeschädigung aufgrund von Entzündung, Ischaemie, mechanischer oder anderer Irritation (Juan, H., Prostaglandins as Mediators of Pain, Gen. Pharmacy, 9, 403-409 (1978)).
• Der erste Schritt, der zum Empfinden von Schmerz führt, ist die Aktivierung nociceptiver primärer Afferenzen durch intensive Hitze, mechanische oder chemische Stimuli. Indirekte Studien nociceptiver Fortleitung (Aktivierung) deuten darauf hin, daß sie chemische Mediatoren beinhaltet, die als Anwort auf Gewebeschäden freigesetzt oder synthetisiert werden (Fields, H. und Levine, J., Pain-Mechanisms and Management, Western Medical J., 141, 347-357 (1984)). Diese chemischen Mediatoren schließen Milchsäure, hypertone Kochsalzlösung, Histamin, 5-Hydroxytryptamin, Kaliumchlorid, Acetylcholin, Purine, Bradykinin und Substanz P ein, die als schmerzerzeugende Stoffe bezeichnet werden (Juan, II., Supra). In den letzten Jahren wurde nachgewiesen, daß Prostaglandine und Leukotrine zur Aktivierung primär afferenter Nociceptoren (Schmerzrezeptoren) beitragen kgnnen (Fields, H. und Levine, J., Supra). Prostaglandine unterscheiden sich einzigartig von den anderen chemischen Mediatoren darin, daß sie ein Stadium der Hyperalgesie durch Erhöhung der Empfindlichkeit von Schmerzrezeptoren auf andere schmerzhafte oder schmerzerzeugende Stimuli induzieren.
• Die Stimulierung primärer Afferenzen führt zu Aktionspotentialen in ihren Axonen, die zum Rückenmark weitergeleitet werden. Darüber hinaus setzen angeregte primäre Afferenzen Neuropeptide (Substanz P, Calciotonin-gene-related-peptide, Neurokinin A) an ihren peripheren Endigungen frei. Neuropeptide erhöhen entzündliche Reaktionen in dem verletzten Gewebe, tragen zur Vasodilation, zum Ödem und zu erhöhter vaskularer Permeabilität bei; dieses Phänomen wird 'neurogene Entzündung' genannt.
• Im Rückenmark treten die Nociceptoren in die graue Substanz des oberflächlichen Hinterhorns ein, um synaptisch auf Nervenzellen treffen, die zu Schmerzfortleitungswegen, wie zum Beispiel dem Tractus-Spinothalamicus und Spinoreticulares beitragen, die in zwei unterschiedlichen Regionen des Thalamus endigen. Die zwei thalamischen Regionen wiederum projizieren auf unterschiedliche korticale Stellen (Fields, J. und Levina, J., Supra).
• Das Schmerzübertragungs- und -modulationssystem, das soweit beschrieben wurde, hängt für seine integrierte Funktion von zahlreichen chemischen Komponenten ab (Fine, P., und Hare, B., The Pathways and Mechanisms of Pain and Analgesis, L A Review and Clinical Perspective, Hospital Formul. 20, 972-985 (1985)).
• Anästhetika blockieren neuronale Übertragung und beeinflussen sowohl Wahrnehmung als auch Schmerz. Analgetika wirken durch Eingriff in die Aktivität chemischer Mediatoren ohne den sensorischen Eingangsreize zu beeinträchtigen.
• Gemäß Remington's Pharmaceutical Sciences, 17. Ausg., können Analgetika wenigstens in drei einzelne Gruppen klassifiziert werden: 1) Analgetika auf Opiat-Basis (Narkotika); 2) opiat-freie Analgetika; und 3) Analgetika und Antipyretika.
• Analgetika auf Opiat-Basis schließen Alkabide ein, die von Opium abgeleitet sind, einschließlich Morphin, Codein, und ihren verschiedenen Derivate, Opiat-Antagonisten, die verschiedenen Morphinderivate, welche Morphin-Antagonisten-Aktivität haben, aber analgetische Aktivität besitzen.
• Da diese Arzneimittel vom Narkotika-Typ abhängig machen, ist eine Anzahl nicht-süchtig-machender, opiat-freier Analgetika in dem Bestreben entwickelt worden, ein Analgetikum herzuzustellen, das hochwirksam ist, aber nicht süchtig macht.
• In der dritten breiten Kategorie der Analgetika und Antipyretika befinden sich die Salicylate und acetamidhaltige Mittel und die sogenannten nicht-steroidalen-anti-inflammatorischen Arzneimittel. Dies sind nicht süchtig machende schmerzstillende Mittel.
• Hinsichtlich ihres Wirkmechanismus können Arzneimittel, die das Schmerzempfinden blockieren, entweder als zentral (wie zum Beispiel Narkotika) oder peripher wirkend bezeichnet werden.
• Zentralwirksame Narkotika sind echte Analgetika, da sie unabhängig von der Etiologie den Schmerz lindern können.
• Die nicht-steroidalen-anti-inflammatorischen Mittel (NSAIAs) sind als periphere, schmerzlindernde Mittel beschrieben worden. Es ist weiterhin vorgeschlagen worden, daß die analgetischen Eigenschaften dieser Arzneimittel unabhängig von ihren antiödematösen oder anti-inflammatorischen Wirkungen sind (Capetola et al., SUPRA).
• Die Wirkung der NSAIAs als schmerzlindernde Mittel steht in Zusammenhang mit der Biosynthese von Prostanoiden.
• Entzündung oder Trauma und anschließende Gewebeschädigungen bewirken die Freisetzung von Arachidonsäure, die durch die Zyklo-oxygenase und Lipoxygenase abgebaut wird. Der Zyklooxygenase-Weg führt zur Synthese von Prostaglandin E&sub2; (PGE&sub2;) und anderenmediatoren. PGE&sub2;-Freisetzung erhöht das zyklische AMP und ionische calcium-Spiegel an der Nociceptormembran, was in einer erniedrigten Aktivitätsschwelle resultiert, was zur Übertragung von vergrößertem Schmerzempfinden (Hyperalgesie) zum zentralen Nervensystem führt (Capetola et al., Peripheral Antialgesics: A Review, J. Clin. Pharmacol. 23, 545-556 (1983)). Inhibitoren der Prostaglandin-Synthese, wie zum Beispiel NSAIAs, wirken dadurch, daß sie die sensibilisierenden Effekte der Prostaglandine auf nociceptive Endigungen vermeiden und dadurch die Abnahme der Schmerzgrenze bewirken.
• In Tiermodellen und Versuchen an Menschen hat sich herausgestellt, daß nicht-steroidale-anti-inflammatorische Arzneimittel Entzündungsschmerz hemmen (Terasawa et al., Analgesic effect of topically applied pranoprofen-gei, Nippon Yakurigaku Zasshi 86(6), 433-440 (1985); Cherevatov et al., Topical Use of Rheumon-Gel in combined treatment of patients with rheumatoid arthritis, Ter. Arkh. (USSR), 59(12) 100-102 (1987); und Kyuki et al., Anti-inflammatory Effect of diclofenac-sodium ointment (cream) in topical application, Jpn. K. Pharmacol. 33(1), 121-123 (Februar 1983)).
• Ophthalmologische Anwendungen verschiedener NSAIAs sind auch bekannt, einschließlich die Verwendung ihrer anti-inflammatorischen Eigenschaften zur Kontrolle verschiedener okularer Entzündungen. (Siehe Anderson et al., Disposition of topical flurbiprofen in normal and aphakic rabbit eyes, Arch. Ophthalmol. 100, 642-645 (1982); Duffin et al., Inhibitors of surgically induced miosis, Ophthalmol. 86, 966-979 (1983); und Keates und McGowan, Clinical trial of flurbiprofen to maintain pupillary dilation during cataract surgery, Ann. Ophthalmol. 16(10), 919-921 (1984).
• NSAIAs sind zur Behandlung von nicht-inflammatorischem, örtlichem Schmerz verwendet worden, wie zum Beispiel nicht-inflammatorischem okularem Schmerz. Siehe US-Patent-Anmeldung S.N. 07/585,664, vom 20. September 1990 auf den Namen von Gwon.
• Calcium-Kanal-Blocker oder Antagonisten sind Mittel, die die kardiale Kontraktion verzögern oder verhindern, von der angenommen wird, daß sie durch eine Ansammlung von intrazellularem Calcium unter ischaemischen Bedingungen hervorgerufen wird. Calcium-Überladung während der Ischaemie kann eine Anzahl von zusätzlichen Nebenwirkungen haben, die weiterhin das ischaemischemyocard beeinträchtigen würde. Diese schließen die weniger wirkungsvolle Ausnutzung von Sauerstoff zur ATP-Produktion, Aktivierung mitochondraler Fettsäureoxidation, und möglicherweise, die Förderung von Zell-Nekrosen ein. Aus diesem Grund sind die Mittel nützlich zur Behandlung oder Verhinderung kardialer Zustände, wie zum Beispiel Angina-pektoris, kardiale Arrhythmien, Herzattacken und kardiale Hypertrophy. Die Mittel besitzen auch vasodilatatorische Aktivität und sind aus diesem Grund als Antihypertensiva und zur Behandlung koronarer Vasospasmen nützlich. Calcium-Kanal- Blocker vom Verapamil-Typ sind dafür bekannt, daß sie erhöhten intraokularen Druck erniedrigen, siehe US-Patent No. 4 981 871. In einem Aufsatz von J. Walton, The Lancet 1981, S. 993 wird beschrieben, daß der Calcium-Kanal-Blocker Verapamil verwendet wurde, um Muskelschmerzen unbekannter Ursache zu verbessern, die durch Körperübung hervorgerufen wurden. Bisher wurden jedoch Calcium-Kanal-Blocker weder als nützlich zur Behandlung von Schmerz von nicht gefäßbedingter Natur, zum Beispiel Augenschmerz, beschrieben, noch hierfür vorgeschlagen.
• Wie aus dem Vorstehenden hervorgeht, wurden verschiedene Analgetika, Anaesthetika, etc. zur Behandlung yon okularem Schmerz verwendet. Es wurde jedoch an keiner Stelle vorgeschlagen, daß Mittel mit Calcium-Känal-blockierender Aktivität zur Behandlung okularer Schmerzen oder oberflächlicher Schmerzen verwendet werden können.
• Die vorliegende Erfindung beruht auf der unerwarteten Feststellung, daß Mittel mit Calcium-Kanal-blockierender Aktivität okularen Schmerz wirksam lindern, und zwar einschließlich okularer Schmerzen und Entzündung, die mit Hornhautverletzungen zusammenhängen.
• Entsprechend schlägt die Erfindung gemäß eines ersten Grundgedankens die Verwendung eines Calcium-Kanal-blockierenden Mittels zur Herstellung eines Medikaments zur Linderung okularer Schmerzen oder zur Verwendung in der örtlichen Behandlung oberflächlicher Schmerzen vor.
• Besondere bevorzugte Grundgedanken der Erfindung sind in den beigefügten Unteransprüchen angegeben.
• Die Verwendung eines topischen Mittels, einschließlich eines Calcium-Kanal-blockierenden Arzneimittels, zur Linderung von Augenschmerzen bietet zahlreiche Vorteile gegenüber der Verwendung systemischer Arzneimittel, und zwar aufgrund der verringerten systemischen Absorption, wodurch Nebenwirkungen vermindert werden können, und der vergrößerten okularen Absorption, die die Wirksamkeit erhöhen kann.
• Darüber hinaus lindern bestimmte Calcium-Kanal-Blocker okulare Schmerzen, die mit chemischen Stimuli zusammenhängen, beeinflussen jedoch mechanische Stimuli nicht. Da Dauerentladungen in nociceptiven Fasern durch chemische Mediatoren aufrechterhalten werden, die durch verletzte Gewebe freigesetzt werden, ermöglicht diese Erfindung die Dämpfung von Schmerz, der durch diese Mediatoren hervorgerufen wird, ohne die Empfindlichkeit auf mechanische Stimuli zu beeinträchtigen. Zusätzlich vermindert die Abnahme der Antwortbereitschaft nociceptiver Endigungen durch Calcium-Kanal-Blocker neurogene Entzündung, was zur Freisetzung von Neuropeptiden durch angeregte Schmerzrezeptoren führt.
• Der Ausdruck 'Calcium-Kanal-blockierendes Arzneimittel' oder 'Mittel mit Calcium-Kanal-blockierender Aktivität' oder 'Calcium-Kanal-Antagonist' wird verwendet, um Mittel zu definieren, die bekannterweise die Kontraktion des Herzens verhindern oder verzögern, die durch die Ansammlung intrazellulären Calciums hervorgerufen wird.
• Geeignete Calcium-Kanal-Blocker schließen Verapamil, Nifedipine, Diltiazem, Fostedil und verschiedene Derivate ein, einschließlich die Analoga und Homologa hiervon, die Calcium-Kanal- blockierende Aktivität haben. Verapamil und dergleichen sind in US-Patenten 3 261 859; 4 593 042 und 4 681 970 offenbart. Nifedipin ist im US-Patent 3 485 847 offenbart und ist ein 1,4-Dihydropyridin, in welchem die 2- und 6-Positionen durch Methylgruppen substituiert sind, die 4-Position durch 2-Nitrophenyl und die 3- und 5-Positionen durch Carboxylsäuremethylester-Gruppen. Ähnliche Verbindungen werden in den US-Patent Nummern 3 455 945; 3 325 505; und 3 441 468 auf den Namen Loew und 3 470 297 und 3 511 837 auf den Namen von Bossert offenbart, die Variationen in den 4-Substituenten einführten. Die US-Patente Nr. 3 905 970 auf den Namen von Bossert, et al. und Nr. 3 985 758 auf den Namen von Marakami et al führen gewisse mono- oder dialkylamino-alkylen- und nitrogen-haltige heterozyklische Alkylengruppen in eine oder beide der 3,5 Estergruppen ein. Die US-Patente Nr. 4 307 103 und Nr. 4 393 070 auf den Namen von Sato beschreiben 1,4-Dihydropyridine, in welchen die 2-Position nicht durch Alkyl substituiert ist, sondern statt diesen mit Cyano, Formyl oder gewissen anderen Substituenten substituiert ist während die Estergruppe in der 3-Position verschiedene substituierte Alkyl-Gruppen enthalten kann, einschließlich substituierter Alkylaminoalkyl-, heterozyklischer Aminoalkyl- und Aroylaminoalkyl-Gruppen, einschließlich Phthalimidoethyl-Gruppen. US-Patent Nr. 4 448 964 auf den Namen von Muto et al. offenbart Verbindungen, in welchen die Estergruppein 3-Position gewisse substituierte Piperidinylalkylen- Gruppen enthält.
• Andere Pyridin-Verbindungen mit Calcium-Kanal-blockierender Aktivität werden in den US-Patenten4 652 573; 4 755 512; 4 791 117;4 794 187; 4 814 455; 4 829 076; 4 871 745; 4 895 846 und 4 912 223 beschrieben.
• Diltiazem und dergleichen werden in den US-Patenten 3 562 257 und 4 552 695 beschrieben.
• Die Strukturen der bevorzugten Calcium-Kanal-Blocker, die bei dem Verfahren und Verbindungen gemäß dieser Erfindung verwendet werden, sind wie folgt: Verapamil Nifedipin Diltiazem Fostedil Nicardipin Nimodipin
• Diese Aufstellung stellt gut bekannte Calcium-Kanal-blockierende Arzneimittel dar, d.h. diejenigen, die für die Anwendung am Menschen im Handel sind oder getestet sind. Die bloße Aufstellung dieser besonderen, augenblicklich im Handel erhältlichen, oder erprobten Calcium-Kanal-blockierende Mittel sollen aber nicht den Bereich der Verbindungen einschränken, die in der Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Jegliches Calcium-Kanal-blockierendes Mittel kann erfindungsgemäß verwendet werden.
• Die Calcium-Kanal-blockierende Aktivität variiert grundlegend von Verbindung zu Verbindung. Im allgemeinen sind Calcium- Kanal-blockierende Mittel bei systemischer Verabreichung in einem breiten Konzentrationsbereich wirksam. Zum Beispiel enthalten Diltiazemtabletten 30 bis 120 mg aktiven Inhaltsstoff pro Tablette.
• Eine wirksame Dosis für topische, okulare Schmerzen ist eine Frage ähnlich breiter therapeutischer Wirkdosis-Bedingungen.
• Dieser Wert ist duch eine Anzahl von Faktoren bestimmt: die dem Arzneistoff innewohnende Aktivität; der Trägerstoff, in dem es zugeführt wird, wobei in erster Linie topische Freisetzung in Betracht gezogen wird; die Größe der zu behandelnden Fläche; und die Intensität des Schmerzes. Genaue Dosierungsdaten wurden nicht für alle Verbindungen bestimmt, die in den Bereich der Erfindung fallen. Aber es wird erwartet, daß eine topische Formulierung zwischen 0,001 % und 1,0 % (Gewicht/Volumen) eines Calcium-Kanal-blockierenden Mittels Linderung von okularem Schmerz ergeben wird. Die Bestimmung der Wirkdosis jeder gewählten Verbindung liegt ohne weiteres im Rahmen der Möglichkeiten eines fachkundigen Arztes.
• Bei der Anwendung der Erfindung können Calcium-Kanal-blockierende Mittel in jeglicher Form zugeführt werden, die das Arzneimittel direkt an dem zu behandelnden Schmerzort frei setzt. Es wird erwartet, daß dies durch Anwendung auf dem unmittelbaren Schmerzgebiet erfolgt. Zum Beispiel kann der Arzneistoff topisch oder durch subkutane Injektion oder durch ähnliche Maßnahmen appliziert werden, die den Arzneistoff direkt am beeinträchtigten Gebiet zuführen. Es ist nicht vorgesehen, daß diese Erfindung durch Anwendung des Arzneistoffes in einer derartigen Weise durchgeführt wird, daß sichergestellt ist, daß er in das zentrale Nervensystem eintritt. Tatsächlich würde das den gesamten Zweck dieser Erfindung vereiteln, der auf die Behandlung der Schmerzen an ihrem Ursprung abzielt.
• Für die ophthalmologische Anwendung werden bevorzugt Lösungen hergestellt, die typischerweise von ungefähr 0,001 % bis ungefähr 1,0 % aktiven Inhaltsstoff und eine physiologische Kochsalzlösung als Hauptträgersubstanz enthalten. Der pH-Wert derartiger ophthalmologischer Lösungen sollte vorzugsweise zwischen 6,5 und 7,2 mit einem geeigneten Puffersystem gehalten werden. Die Formulierungen können auch gewöhnliche, pharmazeutisch verträgliche Konservierungsmittel, Stabilisatoren und/oder Penetrationsverstärker enthalten.
• Der bevgrzugte Träger, der in den erfindungsgemäßen ophthalmologischen Lösungen verwendet wird, ist gereinigtes Wasser, wobei eine physiologische Kochsalzlösung stärker bevorzugt wird. Zusätzliche geeignete Träger schließen ohne jegliche Einschränkung hierauf, viskose Mittel, wie zum Beispiel Polyvinylalkohol, Povidon, Hydroxypropylmethylcellulose, Poloxamere, Carboxymethylcellulose, Carbomer und Hydroxyäthylcellulose ein.
• Bevorzugte Konservierungsmittel, die in den erfindungsgemäßen ophthalmologischen Formulierungen verwendet werden können, schließen Benzalkoniumchlorid, Chlorbutanot, Thimerosal, Phenyl- Quecksilber-Acetat und Phenyl-Quecksilber-Nitrat ein, sind aber darauf nicht beschränkt.
• Penetrationsverstärker können zum Beispiel oberflächenaktive Mittel sein; gewisse organische Lösungsmittel, wie zum Beispiel Dimethylsulfoxid oder andere Sulfoxide, Dimethylacetatamid und Pyrrolidon; gewisse Amide heterozyklischer Amine, Glyköle (z.B. Propylenglykol); Propylencarbonat; Ölsäure; Alkylamine und Derivate; verschiedene kationische, anionische, nicht-ionische und amphotere oberflächenaktive Mittel und dergleichen.
• Mittel, die die Tonizität einstellen, können nach Bedarf oder passend zugesetzt werden. Sie schließen ohne jede Einschränkung hierauf Salze, insbesondere Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Mannitol und Glyzerin oder irgendein anderes, geeignetes, ophthalmologisch verträgliches Mittel, das die Tonizität einstellt, ein.
• Verschiedene Puffer und Mittel zur Einstellung des pH-Wertes können verwendet werden, sofern die daraus entstehende Präparation ophthalmologisch verträqlich ist. Dementsprechend schließendie Puffer Acetatpuffer, Citratpuffer, Phosphatpuffer und Boratpuffer zur ophthalmologischen Verwendung ein.
• In ähnlicher Weise schließt ein ophthalmologisch verträgliches Antioxidans bei Verwendung in der vorliegenden Erfindung ohne jede Einschränkung hierauf Natriummetabisulfit, Natriumthiosulfat, Acetylcystein, butyliertes Hydroxyanisol und butyliertes Hydroxytoluol ein.
• Andere Arzneimittelträgerkomponenten, die in die ophthalmologischen Präparationen eingefügt werden können, sind chelatisierende Mittel. Das bevorzugte chelatisierende Mittel ist Dinatrium-Edetate, obwohl auch andere chelatisierende Mittel anstelle davon oder zusammen damit verwendet werden können.
• Die Erfindung wird weiter durch die folgenden, nicht-beschränkenden Beispiele erläutert.
Beispiel 1
• Eine klinische Studie wurde durchgeführt, um den analgetischen Effekt von topisch zugeführtem Diltiazem und Placebo nach radialer Keratotomie zu vergleichen. Einhundertvierundzwanzig männliche und weibliche Teilnehmer, 21 bis 45 Jahre alt, die sich einer routinemäßigen, elektiven, unilateralen radialen Keratotomie zur Korrektur einer Myopie unterzogen, nahmen an der Studie teil, und Diltiazem wurde als 0,03 %-ige ophthalmo logische Lösung zugeführt.
• Jeder Teilnehmer erhielt einen Tropfen des vorgesehenen, zu untersuchenden Arzneistoffes alle vier Stunden, während er wach war, einen Tag vor der Operation und dann wieder alle 20 Minuten für zwei Stunden gerade vor der Operation. Jeder Teilnehmer wurde dann einer unilateralen, radialen Keratotomie unterzogen. Nach der Operation erhielt jeder Teilnehmer einen Tropfen des zu untersuchenden Arzneistoffes in das operierte Auge alle vier Stunden während er wach war, und zwar für 14 darauffolgende Tage. Postoperative Untersuchungen fanden am Tag 1, 3, 7 und 14 statt.
• Die Wirksamkeit wurde durch die Bestimmung der Schmerzstärke, Schmerzlinderung, und der subjektiven allgemeinen analgetischen Wirksamkeit abgeschätzt. Symptome okularer Entzündung (Brennen/Stechen, Tränen, etc.) wurden auch aufgezeichnet.
• Die Ergebnisse dieser Studie zeigen statistisch signifikant größere Schmerzlinderung nach 2, 3 und 4 Stunden in der Diltiazem-Gruppe gegenüber der Gruppe, die mit Placebo behandelt wurde. Dies scheint den Schluß zuzulassen, daß Diltiazem preoperativ zugeführt das Schmerzempfinden blockieren kann.
Beispiel 2
• Eine 54-jährige Frau, die harte Kontaktlinsen trägt, hatte für einen Tag scharfstechende Schmerzen in beiden Augen. Diltiazem wurde als einzige Behandlung der Schmerzen verschrieben. Beim Eintröpfeln des Arzneimittels berichtete die Patientin Schmerzlinderung für ungefähr 2 1/2 Stunden. Bei Rückkehr der Schmerzen bereitete eine zweite Dosis von Diltiazem Schmerzlinderung.
Beispiel 3
• Eine 32-jährige Patientin, die in der Vergangenheit gasdurchlässige Kontaktlinsen getragen hatte, hatte in den letzten zwei bis drei Tagen Schmerzen in ihrem linken Auge. Die Patientin wurde mit Diltiazem auf Schmerz behandelt. Die Patientin berichtete über Schmerzlinderung für zwei Stunden.
Beispiel 4
• Ein Experiment wurde an erwachsenen Katzen durchgeführt, die mit Natrium-Pentobarbital anästhesiert wurden (Nembutal, 40 mg/kg, I.P.).Um ein tiefes Arreflexie-Stadium während des Experiments aufrechtzuerhalten, wurde eine verdünnte Lösung des Anästhetikums (15 mg/ml) durch die Vena Radiales infundiert. Das Tier wurde auf einem stereotaktischen Rahmen gesichert, tracheotomiert und konnte spontan atmen. Der Ausatmungs CO&sub2; wurde kontinuierlich gemessen und blieb bei ungefähr 4 %. Die rektale Temperatur wurde mit einer Heizdecke zwischen 36 bis 38ºC.
• Die obere und seitliche Begrenzung der Augenhöhle wurden entfernt und die äußeren Muskeln des Auges reseziert, um die Nervi Ciliares freizulegen. Ein Nervus Ciliares wurde unter einem binokularen Mikroskop vorsichtig getrennt und auf eine Ag-AgCl Elektrode plaziert. Gewöhnliche elektrophysiologische Geräte, bestehend aus einem Wechselspannungsverstärker mit modifizierbaren Filtern, Oszilloskop und Lautsprecher wurden verwendet, um Impulsentladungen aufzuzeichnen. Leitungsgeschwindigkeiten wurden an Hand der Verzögerung evozierter Antworten auf elektrische Schocks (0,1 -0,5 ms, 0,5 - 3 mA) berechnet, die oberhalb der Schwelle lagen und die mit einem Paar polierter Silberelektroden am Limbus oder der Cornea angesetzt wurden. Mechanische Stimulierung wurde manuell unter Verwendung eines feuchten, feinen Pinselsdurchgeführt. Zur Bestimmung der mechanischen Schwelle wurde ein geeichtes Cochet- Bonnet Ästhesiometer eingesetzt. Das Empfangsfeld wurde unter Verwendung der Spitze des Ästhesiometers kartographiert, das auf Werte oberhalb der Schwelle eingestellt war (Belmonte und Giraldez, J. Physiol. 321, 355 (1981)).
• Chemische Substanzen wurden geprüft, indem 60 Mikroliter der Testlösung für 60 sec mit einer Pipette auf dem rezeptiven Feld aufgetragen wurden. Nach Behandlung wurde das Gebiet mehrmals mit balancierter Kochsalzlösung gewaschen. Die Konzentrationen der verwendeten Chemikalien waren wie folgt: Essigsäure, 10 mmol.1&supmin;¹ aufgelöst in destilliertem Wasser, Zitronensäure. Impulsentladungen wurden auf einem FM-Band für spätere Off-line Computeranalyse gespeichert. Wenn der erste Impuls der Antwort als Null-Zeit angenommen wurde, wurden die mittleren Entladungsraten während der anfänglichen 10 sec der Antwqrt und während der gesamten Dauer von 30 sec, in der ein Stimulus angelegt wurde, berechnet. Frequenzwerte wurden in Impulsen/sec ausgedrückt. Das Versuchsprotokoll war wie folgt: die anfängliche Identifizierung des Feldes wurde durch mechanische Stimulierung der Cornea durchgeführt, indem ein feuchter, feiner Pinsel über die Oberfläche der Cornea bewegt wurde. Das rezeptive Feld wurde dann kartographiert und nach einer Pause von wenigstens 3 Min. wurde die Druckschwelle mit einem Ästhesiometer geschätzt, indem mit der niedrigsten Intensität (0,1 mN) angefangen wurde und die Druckkraft soweit erhöht wurde, bis eine gleichmäßige Antwort auf verschiedenen Punkten des rezeptiven Gebietes hervorgerufen wurde. Latenzen der Leitungsgeschwindigkeit wurden nachher durch elektrische Stimulierung des Zentrums des rezeptiven Feldes und des Limbus gemessen.
• Nach wenigstens 5 Min. wurde ein Tropfen einer Zitronensäurelösung mit pH 5,5 auf die Oberfläche der Cornea für 30 sec. aufgetragen, um die Chemosensitivität der aufgezeichneten Einheit zu bestimmen. Zwischen den chemischen Stimulierungen mit jeder Stimulierungslösung lag eine Periode von 3 bis 5 Min. Insgesamt wurden 14 Fasern verwendet. Die durchschnittliche extracorneale Leitungsgeschwindigkeit betrug 8,1 &spplus;/- 1,6 m/sec (Mittelwert &spplus;/- Standardabweichung, n = 13) und 0,7 &spplus;/- 0,3 (n = &submin;) intracorneal. Die mechanische Schwelle war 1,47 &spplus;/- 0,32 mN (n = 14).
• In fünf polymodalen Fasern wurde das rezeptive Feld mit einer Kochsalzlösung von pH 7,5 alle 20 sec. für 2 Min. gespült. Unmittelbar danach wurde eine Einzeldosis (60 µl) einer Kochsalzlösung von pH 5,5 aufgetragen und für 1 Min. auf der Oberfläche der Cornea belassen, bevor sie mit Kochsalzlösung von pH 7,5 gewaschen wurde. Nach einer Pause von 3 Min. wurde das Verfahren wiederholt, indem dieses Mal eine Leitungslösung von pH 6,5 alle 20 sec für 2 Min. aufgetragen wurde und dann ein Tropfen einer Kochsalzlösung mit pH 5,5 aufgetragen wurde. Die Aktivität der Impulse wurde während des gesamten Experiments aufgezeichnet.
• In acht Fasern wurde anfangs die Antwort auf eine Lösung von pH 4,5 festgestellt, die während der 30 sec aufgetragen wurde. Dann wurden 60 µl einer Lösung aus 2 mM Cd²&spplus; mit pH 7,3 in 15 sec Intervallen über 5 Min. aufgetragen. Am Ende dieses Zeitraums wurde eine Lösung aus 2 mM Cd²&spplus; bei pH 4,5 als saurer Stimulus aufgetragen. Auch wurden die mechanische Antwortbereitschaft und Reizschwelle gemessen. Falls die Antwort auf Säure noch vorhanden war, wurde die Auftragung von 2 mM Cd²&spplus; mit pH 7,3 alle 15 sec während eines weiteren Zeitraums von 5 Min. wieder aufgenommen. Falls eine Reduktion oder Unterdrückung der Impulsentladungen auf Säure festgestellt wurde, wurde die Cornea mit Kochsalzlösung von pH 7,3 in 1 Min. Intervallen gewaschen und die Antwort auf eine Zitronensäurelösung mit pH 4,5 alle 5 Min. untersucht, bis eine teil-5 weise oder vollständige Erholung erreicht wurde. Das gleiche experimentelle Verfahren wurde verwendet, um die Wirkung von 1 mM Diltiazem in sechs getrennten, cornealen polymodalen Einheiten festzustellen.
• Die Ergebnisse werden in Fig. 1 aufgezeigt. In dieser Figur werden die Wirkungen der sauren Stimulierung gezeigt, falls die Cornea vorher mit 2,5 mM Cd²&spplus; oder mit 1 mM Diltiazem behandelt worden ist. Eine Reduktion der Antwort auf eine hohe (H&spplus;)&sub0; stimulierende Lösung (pH 4,5) wurde nach Behandlung mit Calcium-blockierenden Arzneinitteln erhalten. Im Gegensatz dazu blieben die Impulsentladungen, die durch mechanische Stimulierung hervorgerufen wurden, unverändert, ebenso wie auch die mechanische Reizschwelle der Fasern unverändert blieb. Die Wirkung der Ca²&spplus;-Blocker war reversibel und nach und nach Auswaschen der Cornea über einen veränderlichen Zeitraum (20 bis 40 Min.) erholte sich die Anwort auf Säure vollständig. Verapamil (100µM) versagte darin, excitatorische Wirkungen der Säure auf cornealen Schmerzrezeptoren zu modifizieren. Fig. 1 zeigt auch den Einfluß erhöhter (Ca²&spplus;)&sub0;.
• Eine Reduktion der Amplitude der Reizantwort auf eine Zitronensäurelösung mit pH 4,5 wurde erreicht, nachdem die Cornea einer 40 mM Ca²&spplus; Lösung ausgesetzt wurde, wobei die mechanische Sensitivitat unbeeinflußt blieb. Die Wirkung war reversibel, nachdem die Cornea für 5 Min. mit der Kontrolllösung gewaschen wurde. Erhöhungen der (H&spplus;)&sub0; treten während der Gewebsverletzung und Hypoxie auf und können zur Stimulierung und/oder Sensibilisierung der Nociceptoren und damit zum Schmerz beitragen. Die Tatsache, daß die Antworten einer einzigen Faser auf Säure pharmakologisch mit Ca²&spplus; Antagonisten blockiert werden konnte, ohne die mechanische Antwortbereitschaft zu stören, eröffnet theräpeutische Möglichkeiten in der Behandlung von ursprünglich peripherem Schmerz.
Beispiel 5
• Dieses Experiment wurde an erwachsenen Katzen durchgeführt. Nervenaktivitäten wurden entweder von Nervenfilamenten abgeleitet, die zahlreiche corneale sensorische Fasern enthielten oder von einzelnen cornealen afferenten Einheiten, die als polymodale Nociceptoren identifiziert wurden. Corneale rezeptive Felder, die durch aktive Fasern innerviert sind, wurden mechanisch mit einem Cochet-Bonnet Ästhesiometer und chemisch mit lomm Essigsäure stimuliert. Verapamil (1 mM) oder Nifedipin (1 mM) wurde 5 Min. später topisch aufgetragen.
• Mechanische und chemische Stimulierung wurde zweimal mit 5 minütigen Intervallen wiederholt; danach wurde die Cornea für 30 Min. gewaschen und die Sensitivität auf Säure und mechanische Stimulierung wieder getestet. Die Zahl der Impulse wurde während der 60 sec nach dem Auftragen von Säure gezählt. Die Wirkung der Arzneimittel wurde als prozentuale Reduktion der Kontrollantwort auf Säure ausgedrückt.
• Verapamil, das in drei einzelnen Einheiten geprüft wurde, produzierte in zwei von ihnen einen Anstieg der laufenden Feuerfrequenz (von 0,01 bis 0,10 und von 0,04 bis 0,15) und keine Veränderungen in der anderen Einheit. Es reduzierte in allen Fasern die Antwort auf Säure bis zu einem Mittelwert von 19,7 % der Kontrolle. Die mechanische Reizschwelle stieg in zwei der Einheiten an und blieb in der dritten unverändert.
• Eine Reduktion der Größe des rezeptiven Feldes wurde in allen nach Verapamil beobachtet.
• Nifedipin wurde in drei Filamenten getestet; die Multiunit- Entladungen aufzeigten; in einem von ihnen produzierte die Anwendung von Nifedipin einen klaren Anstieg der laufenden Aktivität; die anderen zwei antworteten auf die Gabe des Arzneimittels entweder mit einem kleinen und kurz andauernden Anstieg der Frequenz oder mit keiner Änderung der Spontanaktivität. Entladungen, die nach Auftragung von Säure hervorgerufen wurden, wurden merklich durch Nifedipin in den drei Filamenten, die erforscht wurden, bis zu einem Durchschnittswert von 15 % der Kontrollen reduziert. Antworten auf mechanische Stimulierung blieben nach Nifedipin erhalten. Nichts desto weniger schloß das Vorhandensein vieler unterschiedlicher Einheiten in der Aufzeichnung die Bestimmung einer Reizschwelle aus; ebenso kann unter diesen experimentellen Bedingungen die Möglichkeit nicht ausgeschlossen werden, daß daß ein Teil der Fasern durch das Arzneimittel inaktiviert wurde.
• Aus diesen vorläufigen Experimenten kann geschlußfolgert werden, daß Nifedipin und Verapamil die chemische Antwortbereitschaft der Nociceptoren ebenso reduzieren wie Diltiazem. Im Gegensatz jedoch zu Diltiazem zeigen beide Arzneimittel bei den verwendeten Dosierungen während der Auftragung eine kurze Entladung von Impulsen. Ebenso wurde ein gewisser Grad der Inaktivierung der mechanischen Antwortbereitschaft unter Verapamil beobachtet.
Beispiel 6
• Dieses Experiment ist dahin ausgerichtet,zu zeigen, daß Calcium- Blocker okulare Schmerzen und entzündliche Reaktionen in Kaninchen reduzieren. Zwei Arten von Experimenten wurden durchgeführt:
Gruppe 1
• In der ersten Gruppe von Experimenten wurden einundvierzig (41) erwachsene Albino-Kaninchen eingesetzt; Die Tiere erhielten im Abstand von 5 Min. in beide Augen jeweils 60 µl von 1 % Capsaicin (8,5 % Tween 80, 1,5 % Äthanol in isotonischer Kochsalzlösung). Die Anzahl der Wischbewegungen, Blepharospasmen (Öffnungswiderstand des Auges), Pupillendurchmesser, konjunktivale Dilatation und Größe der Liedspalt-Öffnung wurden an vorherbestimmten Zeiten gemessen (-, +, ++, +++, ++++): unmittelbar nach Capsaicin und 15 Min., 60 Min., 180 Min. und 280 Min. nach Einträufelung des Arzneimittels. Ebenso wurde eine subjektive Erhebung des Unwohlseins durchgeführt, das sich bei der Handhabung des Auges des Tieres zeigte. Bei 285 Min. wurden 10 mg/kg Fluorescin in die äußere Vene des Ohres injiziert; die Kaninchen wurden 15 Min. später anästhesiert (Ketamin, 30 mg/kg und Xylacin, 3 mg/kg, i.v.) und wäßrige Flüssigkeit wurde durch Paracentese von der vorderen Kammer erhalten. Der Fluorescinqehalt wurde mit einem Fluormeter gemessen (Perkin Elmer, LS-5); die Proteine in der wäßrigen Lösung wurden durch die Bradford Methode bestimmt. Zusätzlich zu Capsaicin erhielten die Tiere 60 µl einer Lösung von Diltiazem in ein Auge und eine Trägerflüssigkeit (124 mM NaCl, mM KCL, pH = 7,3 eingestellt mit 20 mM HEPES) in das gegenüberliegende Auge. In anderen Fällen (Kontrollaugen), wurde die Trägerflüssigkeit in beide Augen aufgetragen. Die Behandlung mit Diltiazem wurde durchgeführt wie folgt:
• 1) Eine Einzeldosis von Diltiazem von 1 mM (10 Kaninchen), 2,8 mM (9 Kaninchen) und 10 mM (9 Kaninchen), wurde 15 Min. vor Capsaicin eingesetzt.
• 2) Wiederholte Dosierungen (1 mM) an Diltiazem wurden 15 Min. vor und 120 Min. und 240 Min. nach Capsaicin (5 Kaninchen) eingesetzt.
• 3) Eine Einzeldosis der Trägerflüssigkeit wurde in beide Augen (8 Kaninchen) 15 Min. vor Capsaicin eingesetzt.
• Die Diltiazem-Verabreichung und Messung der Irritations-Parameter wurde durch unabhängige Studienleiter durchgeführt, die die Behandlung, die den zu untersuchenden Tieren zuteil wurde oder die sie erhielten, nicht kannten.
Gruppe 2
• Zweiundvierzig pigmentierte Kaninchen wurden für dieses Experiment eingesetzt. Die Tiere wurden ultravioletter Strahlung ausgesetzt (254 nm für 5 Min.), Pupillendurchmesser, epitheliale Trümmer, epitheliale Punkte, epitheliale Granula, epitheliale Schleier, epitheliale Exfoliation, Stroma-Schleier, Stroma- Undurchlässigkeit, konjunktivale Vasodilatation, Trägheit der Pupillenreaktion und Trübung wurden mit der Spaltlampe 8 und 24 Stunden nach Exposition auf UV-Strahlung, gemäß Pitts et al. untersucht (Invest Ophthalmol Vis Sci. 16:932, 1977). Ein Auge jedes Tieres wurde bei den folgenden Zeiten und Dosierungen mit 60 µl topisch aufgetragenem Diltiazem behandelt, während das andere die Trägerflüssigkeit erhielt:
• 1) Behandlung mit einer Einzeldosis an Diltiazem (1 mM), 15 Min. vor UV-Exposition.
• 2) Behandlung mit einer Einzeldosis Diltiazem (1 mM) 5 Min. nach UV-Exposition.
• 3) Behandlung mit 1 mM Diltiazem, zugeführt 15 Min. vor und 7 Std., 15 Std. und 22 Std. nach UV-Bestrahlung.
• 4) Behandlung mit einer Einzeldosis an 10 mM Diltiazem, 15 Min. vor UV-Expdsition.
• Wie in Gruppe 1 wurden die Diltiazem-Gabe und die biomikroskopischen Messungen durch unabhängige Studienleiter durchgeführt.
Ergebnisse
• Topisch aufgetragenes Capsaicin ergab eine sofortige motorische Antwort, die aus Kratzbewegungen mit den Vorderpfoten (Wischen) direkt zum Auge hin bestand; das Tier schloß vollständig oder teilweise das Auge (Blepharospasmus) und behielt danach einen gewissen Grad an Lidschluß bei. Miosis und konjunktivale Hyperämie waren auch vorhanden. Das Phänomen dauerte für ungefähr 1 bis 1,5 Std. Statistische Vergleiche (gepaarter t-Test) wurden zwischen dem Auge, das mit Diltiazem vorbehandelt wurde und den kontralateralen, vehikel-behandelten Augen durchgeführt .Signifikante Unterschiede in den motorischen Antworten (Anzahl der Wischbewegungen, Blepharospasmen und Lidöffnung) wurden bei den drei untersuchten Dosierungen beobachtet. Miosis tendiert in dem mit Diltiazem behandelten Auge weniger stark ausgeprägt zu sein, als in den kontralateralen Augen, aber die Unterschiede sind schlussig. Konjunktivale Hyperämie wird signifikant durch Diltiazem reduziert. Die subjektive Beobachtung von Unwohlsein zeigt auch einen signifikant erniedrigten Wert in den Augen, die mit Diltiazem behandelt wurden. Signifikante Unterschiede in Fluoreszin- oder Proteingehalt der wäßrigen Flüssigkeit wurden zwischen Diltiazem behandelten und Kontrollaugen beobachtet.
• Ultraviolette Bestrahlung erzeugte eine entzündliche Reaktion in der Uvea anterior, die nicht nach 8 Std. nachweisbar war, aber deutlich 24 Std. nach Exposition ersichtlich war. In vorhergehenden Experimenten hatten wir festgestellt, daß der entzündliche Effekt der UV-Bestrahlung in pigmentierten Kaninchen stärker hervortrat; aus diesem Grund wurde diese Spezie für diese Studie ausgewählt. Unterschiede in der Ernsthaftigkeit der Pupillen-, der cornealen und den entzündlichen Reaktionen, die mit 1 mM Diltiazem beobachtet wurden, waren nicht signifikant. Eine Dosis von 10 mM Diltiazem verbesserte epitheliale und Stroma-Zeichen der Schädigung und konjunktivale Hyperämie, während die Pupille nicht besonders durch UV-Exposition oder durch Diltiazem beeinträchtigt wurde.
• Die Ergebnisse der vorliegenden Experimente zeigen, daß Diltiazem bei relativ niedrigen Dosierungen (1 - 2,8 mM) Schmerzreaktionen auf Irritationen im vorderen Segment reduziert. Diese Beobachtung stimmt mit den vorhergehenden elektrophysiologischen Daten überein, die eine Erniedrigung nociceptiver Aktivitäten durch Diltiazem aufzeigten, die durch Säurestimulierung cornealer nociceptiver Afferenzen hervorgerufen wurden. Bei höheren Dosierungen (2,8 - 10 mM) wurde auch eine Abweichung der konjunktivalen entzündlichen Reaktion auf chemische Irritation des Auges beobachtet. Experimente mit UV-Bestrahlung stützen weiterhin die Feststellung, daß Diltiazem bei Dosierungen oberhalb von 1.8 mM eine anti-entzündliche Wirkung ausübt.
• Da zum Beispiel die funktionalen Eigenschaften unterschiedlicher Typen peripherer Nociceptoren in unterschiedlichen Geweben die gleichen zu sein scheinen (Haut: Bessou & Perl, J. Neurophysiol. 32:1025, 1969; Gelenke: Schaible & Schmidt, J. Neurophysiol. 54:1109, 1985; Muskel: Mense, J. Physiol. 267:75, 1977; Testis: Kumazawa & Mizumura, J. Physiol. 299:219, 1980; Cornea: Belmonte & Giraldez, J. Physiol. 321:355, 1981; Zähne: Jyvasjarvi, Kniffki & Mengel, Progress Brain Res., 74:237, 1988), kann das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden, um Schmerzen in anderen Körperteilen als dem Auge zu behandeln. Darüber hinaus erfordert ein gewisser Schmerz eher systemische als topische Gabe und deshalb liegt die die systemische Schmerzbehandlung im Bereich der vorliegenden Erfindung. Weil polymodale Nociceptoren des Auges, d.h. die Klasse der freien Schmerzendigungen, die auf verletzende mechanische, thermische und chemische Reize reagieren, wiederum analog zu denen sind, die in der Haut und Mucosa oder in den Zähnen gefunden werden (das ist nicht überraschend, wenn man berücksichtigt, daß diese Gewebe einen gemeinsamen embryonalen Ursprung haben), sollte erwartet werden, daß die schmerzlindernden Wirkungen, die durch Calcium-Kanal-Blocker am Auge produziert werden, auch auf der Haut und der Mucosa vorhanden sind, falls die Medizin die oberflächlichen freien Schmerzendigungen erreichen kann, so wie es eintreten kann, falls die Penetration durch künstliche Mittel erhöht wird oder falls die Mucosa oder die Haut geschädigt werden. Das gleiche gilt für den Zahn, falls die intradentalen nociceptiven Fasern der Zahnpulpa freigelegt werden. Aus diesem Grund kann die Erfindung auf die lokale Behandlung von oberflächlichem Schmerz und neurogener Ent zündung der Haut und Mucosa erstreckt werden.
• Die vorhergehende Beschreibung führt genau spezifische Formulierungen und Verfahren aus, die bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können. Nachdem spezifische Zusammensetzungen für die erfindungsgemäßen topischen Formulierungen und spezifische Anleitungen für ihren Gebrauch bei der Behandlung okularer Schmerzen ausgeführt wurden, weiß der Fachmann auf diesem Gebiet genau genug, wie er andere Formulierungen erfinden und die Behandlung (Formulierungen, Dosierungen) einer speziellen Situation angleichen kann. Obwohl jedoch das vorher Gesagte ausführlich in der Beschreibung erscheint, soll es nicht den gesamten Bereich der Erfindung beschränken, sondern der Bereich der vorhegenden Erfindung ist nur durch die gesetzliche Auslegung der beigefügten Ansprüche bestimmt.

Claims (8)

1. Die Anwendung eines Kalziumkanalblockierungsmittels für die Herstellung eines Medikaments zur Linderung okularer Schmerzen oder für die lokale Behandlung oberflächlicher Schmerzen.

2. Die Anwendung gemäß Patentanspruch 1, wobei okulare Schmerzen, Schmerzen sind, die mit radialer Keratotomie und Laserbehandlung in Verbindung gebracht werden und Schmerzen, die mit Verletzungen der Hornhaut, wie zum Beispiel Hornhautabschabung in Verbindung gebracht werden.

3. Die Anwendung gemäß Patentanspruch 2, wobei okulare Schmerzen, Schmerzen sind, die mit der Behandlung mit einem Excimerlaser in Verbindung gebracht werden.

4. Die Anwendung gemäß einem jeden der Patentansprüche 1 bis 3, wobei das Kalziumkanalblockierungsmittel aus Diltiazem, Verapamil und Dihydropyridinen ausgewählt wird.

5. Die Anwendung gemäß Patentanspruch 4, wobei das Kanalblockierungsmittel ein Dihydropyridin ist, das aus Nifedipin, Nicardipin und Nimodipin ausgewählt wird.

6. Die Anwendung gemäß Patentanspruch 4, wobei der Kalzium kanalblockierer Diltiazem ist.

7. Die Anwendung gemäß Patentanspruch 4, wobei das Kalziumkanalblockierungsmittel Verapamil ist.

8. Die Anwendung gemäß Patentanspruch 4, wobei das Kalziumkanalblockierungsmittel Nifedipin ist.