DE69214652T2

DE69214652T2 - W/o mikroemulsionen

Info

Publication number: DE69214652T2
Application number: DE69214652T
Authority: DE
Inventors: Panayiotis Peri Constantinides
Original assignee: SmithKline Beecham Corp
Current assignee: SmithKline Beecham Corp
Priority date: 1991-07-26
Filing date: 1992-07-24
Publication date: 1997-03-20
Anticipated expiration: 2012-07-25
Also published as: DK0597007T3; ES2093269T3; EP0597007B1; AU2411592A; MX9204379A; GR3022260T3; ATE144137T1; IL102633A0; JPH06509796A; NZ243703A; DE69214652D1; PT100726A; AU667316B2; EP0597007A1; ZA925581B; CA2114141A1; WO1993002664A1

Description

Die Erfindung betrifft pharmazeutisch verträgliche selbstemulgierende Wasser-in- Öl (W/O)-Mikroemulsionen, umfassend therapeutische Mittel, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung.
Mikroemulsionen können allgemein als thermodynamisch stabile, isotropisch klare Dispersionen aus zwei nicht-mischbaren Flüssigkeiten definiert werden, die durch Grenzflächenfilme grenzflächenaktiver Moleküle stabilisiert werden. Die Bildung von Mikroemulsionen schließt üblicherweise eine Kombination von drei bis fünf Komponenten ein, d.h. einem Öl, Wasser, einem grenzflächenaktiven Mittel, einem grenzflächenaktiven Begleitmittel und einem Elektrolyt. Die Tendenz zu einer Wasser-in-Öl-(W/O) oder einer Öl-in-Wasser-(O/W) Mikroemulsion hängt von den Eigenschaften des Öls und des grenzflächenaktiven Mittels ab. Grenzfächenaktive Mittel werden zweckdienlicherweise anhand einer empirischen Skala, die als das hydrophile-lipophile Gleichgewicht (HLB) bekannt ist und von 1 bis 20 reicht, eingeteilt. Im allgemeinen werden (W/O)-Mikroemulsionen unter Verwendung von grenzflächenaktiven Mitteln (oder Emulgatoren) gebildet, die einen HLB-Wert im Bereich von etwa 3 bis 6 besitzen, während (O/W)-Mikroemulsionen unter Verwendung von grenzflächenaktiven Mitteln, die einen HLB-Wert im Bereich von etwa 8 bis 18 besitzen, gebildet werden. Es wurde seit langem erkannt, daß eine niedrige Grenzflächenspannung zur thermodynamischen Stabilität von Mikroemulsionen beiträgt. Um dies zu erzielen, sollte das grenzflächenaktive Mittel bevorzugt eine geringe Löslichkeit sowohl in der Öl- als auch in der Wasserphase besitzen und bevorzugt an der Wasser-Öl- Grenzfläche absorbiert werden, wobei begleitend die Grenzflächenspannung erniedrigt wird. Wenn die Grenzflächenspannung weniger als 2 x 10&supmin;&sup7; N/cm (2 x 10&supmin;² dyn/cm) beträgt, kann sich eine stabile Mikroemulsion bilden. Allgemeine Überblicke über Mikroemulsionen finden sich in Bhargava et al., Pharm. Tech., 46-53, März 1987 und Kahlweit, Science, 1988, 240, 617-621.
Mikroemulsionen sind typischerweise nicht-opak, d.h. transparent oder opaleszierend bei Betrachtung mit einem Lichtmikroskop. Im ungestörten Zustand sind sie bei Betrachtung unter polarisiertem Licht optisch isotrop (nicht doppelbrechend). Die dispergierte Phase umfaßt typischerweise Teilchen oder Tröpfchen, die normalerweise eine Größe zwischen 5 und 200 nm besitzen und zu ihrer optischen Transparenz führen. Diese Teilchen können sphärisch sein, obwohl andere Strukturen auch möglich sind.
Das begleitende grenzflächenaktive Mittel, üblicherweise ein kurzkettiger Alkohol, soll die Grenzflächenfließfähigkeit durch Durchdringen des Grenzflächenfilms erhöhen und folglich einen ungeordneten Film infolge des Hohlraums zwischen den grenzflächenaktiver Molekülen erzeugen. Die Verwendung eines begleitenden grenzflächenaktiven Mittels in Mikroemulsionen ist jedoch fakultativ, und alkoholfreie selbstemulgierende Emulsionen und Mikroemulsionen wurden in der Literatur beschrieben (vgl. beispielsweise Pouton et al., Int. Journal of Pharmaceutics, 1985, 27, 335-348, und Osborne et al., J. Disp. Sci. Techn., 1988, 9, 415-423).
Die Verwendung einer Mikroemulsion besitzt viele Vorteile gegenüber herkömmlichen Emulsionen (oder Makroemulsionen) bezüglich des Arzneimitteltransports (Abgabe). Mikroemulsionen bilden sich spontan, ohne daß ein hoher Energieaufwand notwendig ist und sind daher leicht herzustellen und in großtechnischem Maßstab für handelsübliche Anwendungen zu produzieren; sie besitzen infolge ihrer kleinen Teilchengröße eine thermodynamische Stabilität und besitzen daher eine lange Lagerbeständigkeit; sie besitzen ein isotropisch klares Aussehen, so daß sie spektroskopisch überwacht werden können; sie besitzen eine relativ niedrige Viskosität und sind daher leicht zu transportieren und zu vermischen; sie besitzen eine große Grenzfläche, die Oberflächenreaktionen beschleunigt; sie besitzen eine niedrige Grenzflächenspannung, die eine flexible und stark durchdringende Kraft erlaubt, und zuletzt bieten sie die Möglichkeit einer verbesserten Arzneimittelsolubilisierung und Schutz gegenüber enzymatischer Hydrolyse. Zusätzlich können sich Mikroemulsionen einer Phaseninversion nach Zugabe eines Überschusses an der dispergierten Phase oder als Antwort auf eine Temperaturveränderung unterziehen, und dies ist eine Eigenschaft dieser Systeme, die die Arzneimittelfreisetzung aus Mikroemulsionen sowohl in vitro als auch in vivo beeinflussen kann. Die Gründe für diese verbesserte Arzneistoffabgabe sind jedoch nicht gut verstanden.
Mikroemulsionen auf Lipidbasis wurden bereits vorgeschlagen, um die Bioverfügbarkeit unterschiedlicher Arzneimittel einschließlich Peptide zu verstärken. So beschreibt die GB 2 222 770-A (Sandoz Ltd.) Mikroemulsionen und entsprechende Mikroemulsion-"Vorkonzentrate" zur Verwendung mit den stark hydrophoben Cyclosporinpeptiden. So umfaßt ein geeignetes Vorkonzentrat 1,2-Propylenglycol als hydrophile Komponente, ein Capryl-Caprinsäuretriglycerid als lipophile Komponente und ein Gemisch aus einem hydrierten glycolierten Polyoxyethylenrizinusöl und Glycerinmonooleat (Verhältnis 11:1) als begleitendes grenzflächenaktives Mittel für das grenzflächenaktive Mittel. Solche Formulierungen können dann mit Wasser verdünnt werden, wodurch eine Öl-in-Wasser- anstelle einer Wasser-in-Öl-Mikroemulsion entsteht.
Zusätzlich beschreibt die GB 2 098 865A (Sandoz Ltd.) topische Zusammensetzungen in Form von Mikroemulsionen, umfassend ein mit Wasser nicht mischbares organisches Lösungsmittel, einen Emulgator, einen Koemulgator, Wasser und ein therapeutisches Mittel (Nichtpeptid). Diese Formulierungen sollen verbesserte Eigenschaften bezüglich der Hautdurchdringung besitzen. Geeignete organische Lösungsmittel umfassen (C&sub1;&sub0;&submin;&sub2;&sub2;)-Fettsäureester von (C&sub3;&submin;&sub1;&sub8;)-Alkoholen, wie Hexyllaurat, (C&sub1;&sub2;&submin;&sub3;&sub2;)-Kohlenwasserstoffe, wie Squalen und Mono- oder Diester von Glycerin mit einer (C&sub6;&submin;&sub2;&sub2;)-Carbonsäure, wie Glycerylcaprylat (das auch als Koemulgator wirken kann). Die Verwendung eines mittelkettigen Fettsäuretriglycerids als Öl wird jedoch nicht erwähnt.
Ferner beschreibt US 4 712 239 (Muller et al.) Multikomponentensysteme für die pharmazeutische Verwendung, umfassend ein Öl, ein nicht-ionisches grenzflächenaktives Mittel mit einem HLB-Wert über 8 und ein begleitendes grenzflächenaktives Mittel, das ein Partial-Ether oder Ester eines Polyhydroxyalkohols und eines (C&sub6;&submin;&sub2;&sub2;)-Fettalkohols oder einer (C&sub6;-C&sub2;&sub2;)Fettsäure ist, wobei die Komponenten beim Mischen eine "einzige Phase" bilden. Die speziellen Eigenschaften des Systems werden auf die spezielle Mischung des gewählten grenzflächenaktiven Mittels und des begleitenden grenzflächenaktiven Mittels zurückgeführt. Eine wäßrige Phase ist eine fakultative Zusatzeinheit, und das therapeutische Mittel kann lipophil oder hydrophil sein. Solche Systeme sollen verbesserte transdermale Abgabeeigenschaften aufweisen. Unter den beschriebenen Beispielen betrifft eines (Beispiel 1, Formulierung I) PEG (20 EO)-Ölsäureglycerin-Partialester (40 %), Capryl-Caprinsäureglycerin-Partialester (42 % Monoglyceridgehalt, 24 %), mittelkettige Triglyceride (16 %) und Wasser (20 %). Es ist darauf hinzuweisen, daß das Verhältnis des Triglycerids mit Fettsäureketten mittlerer Länge zu den Capryl-Cyprinsäureglycerin- Partialestern 1:1,5 beträgt. In Vergleichsbeispiel 1 ist dies mit dem Arzneimittel Arecaidin- n-propylester, HCl-Salz, formuliert. Ein weiteres Beispiel (Beispiel 1, Formulierung VII) schließt ein Makromolekül, das Polypeptid Hirudin, ein, wobei dann das Öl Isopropylpalmitat ist.
Schließlich beschreibt WO88/00059 (Engström et al. und die entsprechende Druckschrift J. Dispersion Sci. Technol., 1990, 11, 479) Zusammensetzungen mit kontrollierter Freigabe für biologisch aktive Substanzen, umfassend eine "L2-Phase" und enthaltend ein ungesättigtes (C&sub1;&sub6;&submin;&sub2;&sub2;)-Fettsäuremonoglycerid und ein ungesättigtes (C&sub1;&sub6;&submin;&sub2;&sub2;)-Fettsäuretriglycerid in einem Verhältnis von 1:1 bis 3:1 und eine polare Flüssigkeit wie Wasser. Ein solches ungesättigtes (C&sub1;&sub6;&submin;&sub2;&sub2;)-Fettsäuremonoglycerid ist ein grenzflächenaktives Mittel mit einem niedrigem HLB-Wert; die zusätzliche Aufnahme eines grenzflächenaktiven Mittels mit einem hohen HLB-Wert wird nicht erwähnt. Zusätzlich wird eher ein langkettiges als ein mittelkettiges Derivat verwendet. Die Existenz einer L2-Phase wurde zuvor für ein Wasser/Monocaprylin/Tricaprylinsystem von Friberg et al., J. Amer. Oil Chem. Soc., 1970, 47, 149, beschrieben. Wieder wird die zusätzliche Aufnahme eines grenzflächenaktiven Mittels mit einem hohen HLB-Wert nicht beschrieben. EP-A-0278660 und FR-A-1603319 beschreiben Mikroemulsionen.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß verbesserte Arzneistoffabgabeeigenschaften unter Verwendung von (W/O)-Mikroemulsionen, die eine lipophile Phase mit bestimmten relativen Mengen an Triglyceriden mittelkettiger Fettsäuren und einem grenzflächenaktiven Mittel mit einem niedrigen HLB-Wert in Kombination mit einem grenzflächenaktiven Mittel mit einem hohen HLB-Wert und einer hydrophilen Phase auf Wasserbasis enthalten, erhalten werden können.
Folglich betrifft die vorliegende Erfindung eine pharmazeutisch verträgliche, stabile, selbstemulgierende Wasser-in-Öl- (W/O) Mikroemulsion, umfassend:
(a) eine lipophile Phase, die ein Triglycerid mit Fettsäureketten mittlerer Länge und ein grenzflächenaktives Mittel mit einem niedrigen HLB-Wert aufweist und worin das Verhältnis des Triglycerids mit Fettsäureketten mittlerer Länge zu dem grenzflächenaktiven Mittel mit niedrigem HLB-Wert 5:1 bis 1,5:1 ist;
(b) ein grenzflächenaktives Mittel mit einem hohen HLB-Wert;
(c) eine wäßrige hydrophile Phase; und
(d) ein wasserlösliches therapeutisches Mittel.
Die beigefügten Zeichnungen enthalten die folgenden Figuren:
Die Fig. 1 zeigt eine pseudoternäre Phasendiagrammaufzeichnung eines Mikroemulsionssystems, enthaltend ein Öl und ein grenzflächenaktives Mittel mit einem niedrigen HLB-Wert in einem festen Verhältnis X, ein grenzflächenaktives Mittel mit einem hohen HLB-Wert und eine wäßrige Phase;
die Fig. 2 zeigt ein pseudoternäres Phasendiagramm des Mikroemulsionssystems Captex 355/Capmul MCM als das Öl/grenzflächenaktive Mittel mit niedrigem HLB-Wert in einem Verhältnis von 4:1, markiert als Komponente (1); Tween 80 als das grenzflächenaktive Mittel mit einem hohen HLB-Wert, markiert als Komponente (3); und Wasser als die wäßrige Phase, markiert als Komponente (2);
die Fig. 3 zeigt ein pseudoternäres Phasendiagramm des Mikroemulsionssystems Captex 355/Capmul MCM als das Öl/grenzflächenaktive Mittel mit niedrigem HLB-Wert in einem Verhältnis von 3:1, markiert als Komponente (1); Tween 80 als das grenzflächenaktive Mittel mit einem hohen HLB-Wert, als Komponente (3) markiert; und Wasser als die wäßrige Phase, als Komponente (2) markiert;
die Fig. 4 zeigt ein pseudoternäres Phasendiagramm des Mikroemulsionssystems Captex 355/Capmul MCM als das Öl/grenzflächenaktive Mittel mit niedrigem HLB-Weri in einem Verhältnis von 2:1, markiert als Komponente (1); Tween 80 als das grenzflächenaktive Mittel mit einem hohen HLB-Wert, als Komponente (3) markiert; und Wasser als die wäßrige Phase, als Komponente (2) markiert; und
die Fig. 5 zeigt ein pseudoternäres Phasendiagramm des Mikroemulsionssystems Captex 8000/Capmul C8 als das Öl/grenzflächenaktive Mittel mit niedrigem HLB-Wert in einem Verhältnis von 2:1, markiert als Komponente (1); Tween 80 als das grenzflächenaktive Mittel mit einem hohen HLB-Wert, als Komponente (3) markiert; und Wasser als die wäßrige Phase, als Komponente (2) markiert.
Geeignete Triglyceride mit Fettsäureketten mittlerer Länge zur erfindungsgemäßen Verwendung können natürlichen, semisyntherischen oder synthetischen Ursprungs sein und können Gemische unterschiedlicher Triglyceride mit Fettsäureketten mittlerer Länge umfassen. Der hier verwendete Ausdruck "Fettsäurekette mittlerer Länge" bezeichnet eine Fettsäure mit 6 bis 12, bevorzugt 8 bis 10 Kohlenstoffatomen, die verzweigt oder nichtverzweigt, bevorzugt nichtverzweigt, sein können und die ggf. substituiert sein können. Bestimmte neutrale Pflanzenöle, wie fraktionierte Kokosnußöle, ergeben geeignete Quellen für Triglyceride mittelkettiger Fettsäuren. Das Triglycerid umfaßt in geeigneter Weise 50 bis 100 % (Gew./Gew.) Capryl(C&sub8;)säure- und 0 bis 50 % (Gew./Gew.) Caprin(C&sub1;&sub0;)säuretriglyceride. Geeignete Beispiele umfassen diejenigen, die unter dem Handelsnamen MYRITOL; CAPTEX (Karlshams Lipid Specialties, Columbus OH) erhältlich sind, beispielsweise CAPTEX 355, CAPTEX 300, CAPTEX 350, CAPTEX 850 und CAPTEX 8000; MIGLYOL (BASF), beispielsweise die Grade MIGLYOL 810, MIGLYOL 812 und MIGLYOL 818 (das auch ein Linolsäuretriglycerid umfaßt) und MAZOL 1400 (Mazer Chemical, Gurnee, Il.). Der Fettsäuregehalt der repräsentativen Produkte beträgt: Captex 355 -Capronsäure (2 %), Caprylsäure (55 %) und Caprinsäure (42 %); CAPTEX 8000 - mindestens 98 % Caprylsäure, MYGOL 810 - Capronsäure (2 %), Caprylsäure (65 bis 75 %), Caprinsäure (25 bis 35 %) und MIGLYOL 812 - Capronsäure (3 %), Caprylsäure (50 bis 65 %), Caprinsäure (30 bis 45 %) und Laurinsäure (5 %) (Angaben des Herstellers).
Geeignete grenzflächenaktive Mittel mit einem niedrigen HLB-Wert zur erfindungsgemäßen Verwendung umfassen Mono- und Diglyceride mit Fettsäureketten mittlerer Länge sowie Gemische davon und können auch eine kleine Gewichtsmenge einer freien Fettsäure mit mittlerer Länge umfassen. Die Mono- und Diglyceride können jeweils Gemische unterschiedlicher Mono- und Diglyceride mit Fettsäureketten mittlerer Länge umfassen. Geeignete Mono- und Diglyceride mit Fettsäureketten mittlerer Länge werden aus Capryl- und Caprinsäuren gebildet. Geeignete Gemische umfassen von etwa 50 bis 100 % Caprylsäure- und von etwa 0 bis 50 % Caprinsäure-mono/diglyceride.
Geeignete handelsübliche Quellen für diese umfassen die unter dem Handelsnamen CAPMUL (Karisham Lipid Specialties, Columbus OH) erhältlichen Produkte, beispielsweise das Produkt CAPMUL MCM, das Monoglyceride (77,4 %), Diglyceride (21 %) und freies Glycerin (1,6 %) mit einer Fettsäurezusammensetzung von Capronsäure (3,2 %), Caprylsäure (66,8 %), Caprinsäure (29,6 %), Laurinsäure (0,3 %) und Palmitinsäure (0,1 %) umfaßt und das Produkt CAPMUL C8, das Monoglyceride (69,9 %), Diglyceride (26,1 %) und freies Glycerin (4 %) umfaßt, wobei die Fettsäurezusammensetzung mindestens 98 % Caprylsäure umfaßt (Angaben des Herstellers). Geeignete grenzflächenaktive Mittel mit einem niedrigen HLB-Wert besitzen einen HLB-Wert im Bereich von etwa 3 bis 6. Die Gemische aus Mono- und Diglyceriden von Caprinsäure und Caprylsäure, wie CAPMUL MCM, besitzen einen HLB-Wert von etwa 5,5 bis 6.
Die Verwendung eines grenzflächenaktiven Mittels mit einem niedrigen HLB-Wert, das ein Monoglycerid mit einer Fettsäurekette mittlerer Länge und/oder ein Diglycerid mit Fettsäureketten mittlerer Länge, wie vorstehend definiert, ist und das eine Komponente der lipophilen Phase ist, in einer erfindungsgemäßen selbstemulgierenden (W/O)-Mikroemulsion ergibt eine reduzierte Tröpfchengröße, und dies unterstützt vermutlich die Absorption des therapeutischen Mittels.
Gemäß einem bevorzugten Gesichtspunkt betrifft die vorliegende Erfindung eine Mikroemulsion, in der das Triglycerid mit Fettsäureketten mittlerer Länge ein Caprylsäuretriglycerid oder ein Gemisch aus Capryl- und Caprinsäuretriglyceriden, wie vorstehend definiert ist, und worin das grenzflächenaktive Mittel mit niedrigem HLB-Wert ein Mono- und Diglycerid mit Fettsäureketten mittlerer Länge oder ein Gemisch davon ist, worin die Fettsäurekette mit mittlerer Länge Caprylsäure ist oder ein Gemisch aus Capryl- und Caprinsäure, wie vorstehend definiert, ggf. im Gemisch mit einer kleinen Menge einer Fettsäurekette mit mittlerer Länge, insbesondere einem Gemisch aus Caprylsäuretriglycerid und Caprylsäuremonoglycerid oder -diglycerid oder ein Gemisch davon.
Geeignete grenzflächenaktive Mittel mit einem hohen HLB-Wert zur erfindungsgemäßen Verwendung umfassen nicht-ionische grenzflächenaktive Mittel, wie (a) Polyoxyethylenfettsäureester, beispielsweise Polyoxyethylenstearinsäureester des Typs, der unter dem Handelsnamen MYRJ (ICI Americas, Inc.) erhältlich ist, beispielsweise das Produkt MYRJ 52 (ein Polyoxyethylen-40-stearat); (b) Polyoxyethylensorbitanfettsäureester (Polysorbate), beispielsweise die Mono- und Trilauryl-, -palmityl-, -stearyl- und -oleylester, beispielsweise die Polyoxyethylensorbitanmonooleate, die unter dem Handelsnamen TWEEN (ICI Americas Inc.) erhältlich sind, wie TWEEN 20, 21, 40, 60, 61, 65, 80, 81 und 85, von denen die Klasse TWEEN 80 besonders bevorzugt ist; (c) Polyoxyethylenglycol-langkettige Alkyl-Ether, wie polyoxyethylierter Glycollaurylether; und (d) Polyoxyethylenglycol-langkettige Alkyl-Ester, wie PEG-Monostearat. Zur Verwendung hierin besitzt das grenzflächenaktive Mittel mit einem hohen HLB-Wert bevorzugt einen HLB-Wert im Bereich von 13 bis 20.
In geeigneter Weise besitzen das Gemisch der grenzflächenaktiven Mittel mit einem niedrigen und hohen HLB-Wert einen HLB-Wert im Bereich von etwa 7 bis etwa 15.
Der hier verwendete Ausdruck "therapeutisches Mittel" (nachstehend als Arzneimittel bezeichnet) bezieht sich auf jede beliebige Verbindung, die eine biologische Aktivität besitzt, in der hydrophilen Phase löslich ist und einen HLB-Wert von mindestens dem des grenzflächenaktiven Mittels mit hohem HLB-Wert besitzt, das in der Formulierung verwendet wird, um zu gewährleisten, daß das Arzneimittel bevorzugt in der hydrophilen statt in der lipophilen Phase aufgelöst wird. Dies umfaßt sowohl Peptide als auch Nichtpeptide. Geeignete Peptide umfassen nicht nur kleine Peptide, sondern auch größere Peptide/Polypeptide und Proteine. Derartige geeignete Peptide besitzen bevorzugt ein Molekulargewicht von etwa 100 bis 10.000, stärker bevorzugt von etwa 100 bis etwa 6.000. Besonders bevorzugt sind Peptide mit 2 bis 35 Aminosäureeinheiten. Peptide mit einem höheren Molekulargewicht, selbst diejenigen mit einem Molekulargewicht über 10.000 bis zu etwa 50.000, können auch in den erfindungsgemäßen Mikroemulsionen untergebracht werden.
Geeignete kleine Peptide besitzen etwa 2 bis etwa 10, stärker bevorzugt etwa 2 bis etwa 6 Aminosäureeinheiten. Bevorzugte kleine Peptide umfassen die Fibrinogenrezeptorantagonisten (RGD-enthaltende Peptide), die Tetrapeptide mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 600 sind. Diese Peptidantagonisten sind hochpotente Thrombocytenaggregationshemmer mit Plasmaspiegel in einer so geringen Konzentration wie 1 pmol/ml. Bevorzugte Fibrinogenantagonisten umfassen das Peptid Cyclo(S,S)-Na- acetyl-Cys-(Na-methyl)-Arg-Glys-Asp-Pen-NH&sub2; (Ali et al., EP 0 341 915) und das Peptid Cyclo(S,S)-(2-Mercapto)benzoyl)-(Na-methyl)-Arg-Gly-Asp-(2-mercapto)phenylamid (EP 0 423 212). Andere Fibrinogenantagonisten, die erfindungsgemäß nützlich sind, sind die von Pierschbacher et al., WO 89/05150 (US/88/04403); Marguerie, EP 0 275 748; Adams et al., U.S. 4 857 508; Zimmerman et al., U.S. 4 683 291; Nutt et al., EP 0 410 537, EP 0 410 539, EP 0 410 540, EP 0 410 541, EP 0 410 767, EP 0 410 833, EP 0 422 937 und EP 0 422 938; Ali et al., EP 0 372 486; Ohba et al., WO 90/02751 (PCT/JP89/00926); Klein et al., U.S. 4 952 562; Scarborough et al., WO 90/15620 (PCT/US90/03417); Ali et al., PCT/US90/06514 und PCT/US92/00999; beschriebenen Peptide, die peptidartigen Verbindungen, die von Ali et al., EP 0 381 033 und EP 0 384 362 beschrieben sind, und das RGD-Peptid Cyclo-Na-acetyl-Cys-Asn-Dtc-Amf-Gly-Asp-Cys-OH (worin Dtc eine 4,4'-Dimethylthiazolidin-5-carbonsäure und Amf 4-Aminomethylphenylalanin ist).
Das RGD-Peptid kann nützlicherweise in die Mikroemulsionsformulierung in eine Menge bis zu etwa 600 mg/g der hydrophilen Phase oder von 0,1 bis 60 mg/g der Formulierung aufgenommen werden.
Andere erfindungsgemäß nützliche Peptide umfassen ohne Beschränkung darauf andere RGD-enthaltende Peptide, wie diejenigen, die von Momany, U.S. 4 411 890 und U.S. 4 410 513; Bowers et al., U.S. 4 880 778, U.S. 4 880 777, U.S. 4 839 344; und WO 89/10933 (PCT/US89/01829) beschrieben sind; das Peptid Ala-His-D-Nal-Ala-Trp-D- Phe-Lys-NH&sub2; (worin Nal β-Naphthylalanin bedeutet) und die Peptide, die von Momany, U.S. 4 228 158, U.S. 4 228 157, U.S. 4 228 156, U.S. 4 228 155, U.S. 4 226 857, U.S. 4 224 316, U.S. 4 223 021, U.S. 4 223 020, U.S. 4 223 019 und U.S. 4 410 512 beschrieben sind.
Andere geeignete Peptide umfassen Hexapeptide, wie das Wachstumshormon- releasing Peptid (GHRP) His-D-Trp-Ala-Trp-D-Phe-Lys-NH&sub2; (Momany, U.S. 4 411 89). Dies kann nützlicherweise in einer Menge bis zu etwa 250 mg/g der hydrophilen Phase oder von 0,1 bis 25 mg/kg der Formulierung aufgenommen werden.
Geeignete größere Polypeptide und Proteine zur Verwendung in erfindungsgemäßen Mikroemulsionen umfassen Insulin, Calcitonin, Elcatonin, Calcitoningenverwandtes Peptid und Schweinesomatostatin sowie Analoga und Homologe davon. Andere geeignete größere Polypeptide umfassen diejenigen, die von Pierschbacher et al., U.S. 4 589 881 (mehr als 30 Reste); Bittle et al., U.S. 4 544 500 (20 bis 30 Reste); und Dimarchi et al., EP 0 204 480 (mehr als 34 Reste) beschrieben sind.
Andere Verbindungstypen, die erfindungsgemäß nützlich sind, umfassen Analoga oder Homologe von LHRH, die eine wirksame LH-releasing-Aktivität zeigen oder die LHRH-Aktivität hemmen; Analoga oder Homologe von HP5, das eine hämatopoetische Aktivität besitzt; Analoga oder Homologe von Endothelin, die eine hypotensive Aktivität besitzen; Analoga oder Homologe von Enkephalin, die eine antinociceptive Aktivität besitzen; Analoga oder Homologe von Chlorecystokinin; Analoga oder Homologe von Cyclosporin A, die eine immunsuppressive Aktivität besitzen; Analoga oder Homologe von dem atrialen natriuretischen Faktor; peptiderge antineoplastische Mittel; Analoga oder Homologe des Gastrin-releasing-Peptids; Analoga oder Homologe von Somatostatin; Gastrinantagonisten; Bradykininantagonisten; Neurotensinantagonisten; Bombesinantagonisten; Oxytocinagonisten und -antagonisten; Vasopressinagonisten und -antagonisten; Hirudinanaloga und -homologe; Analoga und Homologe des cytoprotektiven Peptids Cyclolinopeptid; α-MSH-Analoga; Analoga und Homologe des MSH-releasing- Faktors (Pro-Leu-Gly-NH&sub2;); Peptide, die Collagenase hemmen; Peptide, die Elastase hemmen; Peptide, die Renin hemmen; Peptide, die die HIV-Protease hemmen; Peptide, die das Angiotensin-Converting-Enzym hemmen; Peptide, die Chymasen und Tryptasen hemmen, und Peptide, die Blutgerinnungsenzyme hemmen.
Andere geeignete Arzneimittel umfassen Nichtpeptidtherapeutika, wie Antibiotika, antimikrobielle Mittel, antineoplastische Mittel, kardiovaskuläre Mittel und Nierenmittel, entzündungshemmende, immunsuppressive und immunstimulierende Mittel und CNS- Mittel.
Bevorzugt ist das Arzneimittel ein Peptid, wie ein Fibrinogenrezeptor- Antagonistpeptid (ein RGD-Peptid), GHRP (His-D-Trp-Ala-Trp-D-Phe-Lys-NH&sub2;), ein Vasopressin, ein Calcitonin oder ein Insulin, stärker bevorzugt das Fibrinogenrezeptor- Antagonistpeptid Cyclo(S,S)-Na-acetyl-Cys-(Na-methyl)Arg-Gly-Asp-Pen-NH&sub2; oder Cyclo(S,S)-(2-mercapto)benzoyl-(Na-methyl)-Arg-Gly-Asp-(2-mercapto)phenylamid oder GHRP.
Gemäß einem bevorzugten Gesichtspunkt betrifft die vorliegende Erfindung ein Peptid umfassende Mikroemulsionen, die oral verabreicht werden können und die die biologische Aktivität beibehalten, wodurch die Nachteile früherer Formulierungen überwunden werden, bei denen die Bioverfügbarkeit des Peptids weniger als zufriedenstellend war. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Formulierungen, die infolge ihrer Natur die Herstellung und Verabreichung eines Peptids in einer ausreichend hohen Konzentration erlauben, um nicht nur eine zweckdienliche orale Verabreichung zu erlauben, sondern auch eine adäquate Bioverfügbarkeit des Peptids zu erlauben.
Für ein wasserlösliches Arzneimittel ist der Grad der Einarbeitung in die erfindungsgemäßen (W/O)-Mikroemulsionen nur durch dessen Löslichkeit in der hydrophilen Phase begrenzt. Die Ionenstärke und der pH-Wert (innerhalb des Bereiches 3 bis 10) können zur Unterstützung der Auflösung angepaßt werden, ohne die Integrität der Mikroemulsion zu beeinträchtigen.
Die wäßrige hydrophile Phase umfaßt geeigneterweise Wasser oder eine isotone Kochsalzlösung und umfaßt auch ein pharmazeutisch verträgliches Lösungsmittel, das mit der ausgewählten lipophilen Phase nicht mischbar ist.
Gemäß einem bevorzugten Gesichtspunkt wurde gefunden, daß in erfindungsgemäßen Mikroemulsionen die Verwendung eines begleitenden grenzflächenaktiven Mittels aus Mono- oder Polyhydroxyalkohol, wie Ethanol, Butanol oder Propylenglycol, als Hauptkomponente der hydrophilen Phase vermieden werden kann. Dies besitzt den Vorteil, daß nicht nur die Stabilität und die mit der Verwendung solcher Verbindungen assoziierten Verarbeitungsschwierigkeiten gemildert werden, sondern auch, daß die begleitende Magen- und Zwölffingerdarmreizung verringert wird. Folglich kann die hydrophile Phase der erfindungsgemäßen Mikroemulsionen im wesentlichen wäßrig sein und weniger als 10 Gew.-%, bevorzugt weniger als 5 Gew.-% und stärker bevorzugt weniger als 2 Gew.-%, der Phase eines Alkohols umfassen.
Es wird von einem Fachmann berücksichtigt, daß nicht alle Gemische eines Triglycerids mit Fettsäureketten mittlerer Länge, von grenzflächenaktiven Mitteln mit niedrigem und hohem HLB-Wert und einer hydrophilen Phase stabile, selbstemulgierende Mikroemulsionen gemäß der Erfindung ergeben. Geeignete Verhältnisse können jedoch leicht von einem Fachmann mit Hilfe eines Phasendiagramms, wie in Fig. 1 gezeigt, ermittelt werden. Da das System vier Komponenten umfaßt, d.h. ein Triglycerid mit Fettsäureketten mittlerer Länge (Öl), ein grenzflächenaktives Mittel mit einem niedrigen HLB-Wert, ein grenzflächenaktives Mittel mit einem hohen HLB-Wert und eine wäßrige/hydrophile Phase, wird ein pseudoternäres Phasendiagramm verwendet. In diesem wird das Verhältnis von zwei Komponenten, beispielsweise des Öls und des grenzflächenaktiven Mittels mit einem niedrigen HLB-Wert, konstant gehalten, so daß nur drei Variable vorliegen, von denen jede durch eine Seite des Dreiecks wiedergegeben werden kann. So bedeutet in Fig. 1 (1) das Gemisch des Öls und des grenzflächenaktiven Mittels mit niedrigem HLB-Wert in einem festen Verhältnis X, (2) die hydrophile (wäßrige) Phase und (3) das grenzflächenaktive Mittel mit einem hohen HLB-Wert. Beispielsweise stellt der Punkt "A" ein Gemisch aus 50 % Öl plus grenzflächenaktivem Mittel mit niedrigem HLB-Wert, 20 % wäßriger Phase und 30 % grenzflächenaktivem Mittel mit hohem HLB- Wert dar.
Die Regionen des Phasendiagramms, in denen erfindungsgemäße Mikroemulsionen vorliegen, können durch Titrieren eines Gemisches aus Öl und grenzflächenaktivem Mittel mit niedrigem HLB-Wert (in einem festen Verhältnis) gegen das grenzflächenaktive Mittel mit einem hohen HLB-Wert und die hydrophile Phase bestimmt werden, wobei Punkte der Phasentrennung, Trübung und Transparenz zur Kenntnis genommen werden. Klare transparente Formulierungen zeigen die Bildung einer stabilen Mikroemulsion an. Flüssige und gelartige Formulierungen können gemäß der spezifischen Natur der verwendeten Komponenten bei Raumtemperatur erhalten werden.
Sobald stabile transparente Systeme erhalten werden, können einfache Tests, wie Farbstoffsolubilisierung, Dispergierbarkeit in Wasser und Leitfähigkeitsmessungen verwendet werden, um zu bestimmen, ob die Mikroemulsion von einem (O/W)- oder einem (W/O)-Typ ist. Ein wasserlöslicher Farbstoff wird in einer (O/W)-Mikroemulsion dispergieren, während er in einer (W/O)-Mikroemulsion in seiner ursprünglichen Form bleiben wird. Auf ähnliche Weise sind (O/W)-Mikroemulsionen im allgemeinen in Wasser dispergierbar, wohingegen (W/O)-Mikroemulsionen im allgemeinen nicht dispergierbar sind. Zusätzlich leiten (O/W)-Mikroemulsionen den elektrischen Strom, wohingegen (W/O)-Mikroemulsionen dies nicht tun. Die isotrope Natur des Systems kann durch ihre Untersuchung unter dem polarisiertem Licht bestätigt werden. Die Mikroemulsionen, die von einer Mizellen-Natur sind, sind isotrop und daher nicht doppelbrechend bei der Betrachtung unter polarisiertem Licht.
Aus diesem Phasendiagramm können dann geeignete Prozentsätze abgelesen werden. Das Verfahren kann dann für andere Verhältnisse von Öl zu einem grenzflächenaktiven Mittel mit einem niedrigen HLB-Wert wiederholt werden, so daß ein Gesamtbild erhalten werden kann.
Repräsentative pseudoternäre Phasendiagramme von Systemen, die ein Öl mit Ketten mittlerer Länge (CAPTEX 335) und ein grenzflächenaktives Mittel mit einem niedrigen HLB-Wert (CAPMUL MCM ) (in den Verhältnissen 4:1, 3:1 und 2:1), ein grenzflächenaktives Mittel mit einem hohen HLB-Wert (Tween 80) und Wasser enthalten, sind als Fig. 2, 3 bzw. 4 gezeigt. Das Gemisch aus Öl plus grenzflächenaktivem Mittel mit niedrigem HLB-Wert ist als Komponente (1), Wasser als Komponente (2) und das grenzflächenaktive Mittel mit einem hohen HLB-Wert als Komponente (3) angegeben. Diese Systeme ergeben einen weiten Bereich von klaren, transparenten Mikroemulsionen, die in dem Phasendiagramm als Mikroemulsionsfeld (schattierte Flächen) gezeigt sind, wobei das Feld nützlicherweise in die Regionen (A), (B) und (C) unterteilt werden kann.
Diese Unterteilung beruht in erster Linie auf Unterschieden in der Leitfähigkeit, Viskosität und Verdünnbarkeit in Gegenwart von überschüssigem Wasser (mindestens fünffach). Sowohl die Viskosität als auch die Leitfähigkeit nehmen von Region (A) zu (C) zu, wobei die Hauptveränderungen zwischen (B) und (C) beobachtet werden. In Gegenwart eines Überschusses der dispergierten Phase (Kochsalzlösung oder Wasser) werden Mikroemulsionen der Regionen (A) und (B) in trübe Emulsionen (O/W) invertiert, was ihre ursprüngliche (W/O)-Natur anzeigt. Im Gegensatz dazu bleiben Mikroemulsionen aus der Region (C) klar. Obwohl dies oberflächlich nahelegen kann, daß Mikroemulsionen aus der Region (C) Öl-in-Wasser (O/W)- statt Wasser-in-Öl (W/O)-Mikroemulsionen sind, wird angenommen, daß auch diese Wasser-in-Öl-Mikroemulsionen sind. Die anfängliche Zugabe von Wasser verursacht vermutlich eine unmittelbare Inversion in ein isotropes Öl- in-Wasser-System (Mikroemulsion), so daß eine weitere Verdünnung keine Trübung verursacht. Diese Annahme beruht auf den beobachteten Leitfähigkeiten der Mikroemulsionen in der Region (C), die extrem niedrig sind und für eine (W/O)-Mikroemulsion charakteristisch sind. Im Vergleich dazu sollte eine (O/W)-Mikroemulsion eine viel höhere Leitfähigkeit besitzen, was die Anwesenheit einer kontinuierlichen wäßrigen Phase anzeigt. So liegt bei einer wäßrigen Phase aus Kochsalzlösung (bei 3 %) die Leitfähigkeit der Mikroemulsionen in den Regionen (A), (B) und (C) zwischen 0,5 und 4 µmho, wohingegen die Leitfähigkeit der gleichen Kochsalzlösung per se 13.400 µmho beträgt.
Die berechneten HLB-Endwerte für das Gemisch aus grenzflächenaktiven Mitteln mit einem niedrigen und hohen HLB-Wert in den Regionen (A), (B) und (C) betragen 7 bis 11, 11 bis 13 bzw. 13 bis 15.
Erfindungsgemäße Mikroemulsionen sind diejenigen, die in die Regionen (A), (B) und (C) des pseudoternären Phasendiagramms fallen.
Folglich betrifft die vorliegende Erfindung in einem weiteren Gesichtspunkt stabile, selbstemulgierende (W/O)-Mikroemulsionen, wie vorstehend definiert, worin die relativen Anteile der verschiedenen Komponenten in den Regionen (A), (B) und (C), bevorzugt (A) und (B), stärker bevorzugt (A) der pseudoternären Phasendiagramme der Fig. 2 bis 4 liegen.
Im allgemeinen wurden in dem repräsentativen System stabile, klare, transparente, flüssige Mikroemulsionen erhalten, wenn das Öl plus dem grenzflächenaktiven Mittel mit niedrigem HLB-Wert in dem Bereich von etwa 40 % bis weniger als 100 %, das grenzflächenaktive Mittel mit einem hohen HLB-Wert zu weniger als 50 % und Wasser zu weniger als 20 % (Gew./Gew.) der Mikroemulsion vorhanden waren.
Nach diesem Verfahren der Erstellung eines repräsentativen Bereichs von Phasendiagrammen wurde es möglich, geeignete Mengen der verschiedenen Komponenten zu bestimmen, die zu stabilen, selbstemulgierenden Mikroemulsionen, die unter die vorliegende Erfindung fallen, führen.
In geeigneter Weise umfassen das Triglycerid mit Fettsäureketten mittlerer Länge und das grenzflächenaktive Mittel mit einem niedrigen HLB-Wert zusammen von etwa 8 bis etwa 95 %, bevorzugt etwa 10 bis etwa 90 %, stärker bevorzugt etwa 40 bis etwa 90 %, am stärksten bevorzugt etwa 60 bis etwa 90 % (Gew./Gew.) der Mikroemulsion. Das Triglycerid mit Fettsäureketten mittlerer Länge und das grenzflächenaktive Mittel mit niedrigem HLB-Wert können kombiniert und in verschiedenen Verhältnissen gemischt werden. Nützliche (W/O)-Mikroemulsionen relativ niedriger Viskosität können erhalten werden, wenn das Verhältnis des Triglycerids mit Fettsäureketten mittlerer Länge zu dem grenzflächenaktiven Mittel mit niedrigem HLB-Wert im Bereich von etwa 5:1 bis etwa 1,5:1, bevorzugt etwa 4:1 bis etwa 2:1 liegt. Es wurde gefunden, daß, wenn das Verhältnis des Triglycerids mit Fettsäureketten mittlerer Länge zu dem grenzflächenaktiven Mittel mit niedrigem HLB-Wert gegen 5:1 erhöht wird, die Region (C) des Felds des Vorhandenseins einer Mikroemulsion zunehmend überwiegen wird.
In geeigneter Weise ist das grenzflächenaktive Mittel mit hohem HLB-Wert im Bereich von etwa 5 bis etwa 75 %, bevorzugt etwa 5 bis etwa 50 %, stärker bevorzugt von etwa 7,5 bis etwa 30 % (Gew./Gew.) der Mikroemulsion vorhanden.
In geeigneter Weise umfaßt die hydrophile Phase etwas mehr als 0 bis etwa 40 %, bevorzugt etwa 0,1 bis 20 %, stärker bevorzugt etwa 0,1 bis 10 % und am stärksten bevorzugt etwa 1 bis 5% (Gew./Gew.) der Mikroemulsion.
Es wird von einem Fachmann berücksichtigt, daß im allgemeinen eine Erhöhung der relativen Menge des grenzflächenaktiven Mittels mit hohem HLB-Wert durch Zunahme der relativen Menge der hydrophilen Phase ausgeglichen werden muß.
In bevorzugten erfindungsgemäßen Mikroemulsionen umfaßt die lipophile Phase etwa 10 bis 95 %, bevorzugt 40 bis 90 %, stärker bevorzugt 60 bis 90 %, das grenzflächenaktive Mittel mit hohem HLB-Wert etwa 5 bis 90 %, bevorzugt 5 bis 50 %, stärker bevorzugt 5 bis 30 % und die hydrophile Phase weniger als 40 %, bevorzugt weniger als 10 % und stärker bevorzugt weniger als 5 % (Gew./Gew.) der Mikroemulsion. In solchen Mikroemulsionen beträgt das Verhältnis des Triglycerids mit Fettsäureketten mittlerer Länge zu dem grenzflächenaktiven Mittel mit niedrigem HLB-Wert bevorzugt zwischen 4:1 und 2:1.
Die erfindungsgemäßen Mikroemulsionen sind im wesentlichen nicht opak, d.h. sie sind bei Betrachtung mit einem Lichtmikroskop transparent oder opaleszierend. In ihrem ungestörten Zustand sind sie optisch isotrop (nicht doppelbrechend) bei Untersuchung unter dem polarisierten Licht. Sie zeigen eine ausgezeichnete Stabilität bei niedrigen und Umgebungstemperaturen ohne Phasentrennung, Trübung oder Ausfällung selbst über längere Zeitspannen. Die Formulierungen können in einer stabilen Form bei verschiedenen Temperaturen wie bei 4ºC, Umgebungstemperatur, 37ºC und bei 50ºC, bevorzugt bei 4ºC oder Umgebungstemperatur gelagert werden. Erfindungsgemäße peptidhaltige Mikroemulsionen zeigen ein ähnliches Stabilitätsprofil (Lagerbeständigkeit) wie die entsprechenden peptidfreien Mikroemulsionen. Stabile (W/O)-Mikroemulsionen können gebildet werden, wenn der pH-Wert der wäßrigen Phase von einem pH-Wert von etwa 3 bis etwa 10 variiert, eine Eigenschaft, die für Arzneimittel, die eine höhere Löslichkeit bei niedrigem oder hohem pH-Wert zeigen, nützlich sein kann. Die Mikroemulsionen besitzen eine variierende Viskosität bei Formulierungen, die mobile Flüssigkeiten oder Gele bei Umgebungstemperatur sind. Mikroemulsionen mit einer relativ höheren Menge eines grenzflächenaktiven Mittels mit einem hohen HLB-Wert, wie Tween 80, neigen dazu, infolge der größeren Viskosität dieses Materials viskoser zu sein.
Bevorzugt beträgt der Durchmesser der Tröpfchen oder Teilchen der erfindungsgemäßen Mikroemulsionen, der beispielsweise als anzahlgemittelter Durchmesser durch Laser-Lichtstreuungsmethoden gemessen wird, weniger als 150 nm, stärker bevorzugt weniger als 100 nm, noch stärker bevorzugt weniger als 50 nm und am meisten bevorzugt im Bereich von 5 bis 35 nm.
Die verschiedenen Phasen können ggf. weitere Inhaltsstoffe enthalten, wie beispielsweise, jedoch ohne Beschränkung darauf:
i) Lipide, wie Phospholipide, insbesondere Lecithine, wie Sojabohnenlecithine, Eilecithin oder Eiphosphatid, Cholesterin oder Ölsäure;
ii) Antioxidantien, wie n-Propylgallat, butyliertes Hydroxyanisol (BHA) und Isomerengemische davon, d-α-Tocopherol und Isomerengemisch davon, Ascorbinsäure, Propylparaben, Methylparaben und Citronensäure(monohydrat);
iii) Gallensalze, beispielsweise als ihre Alkalimetallsalze, wie Natriumtaurocholat;
iv) Stabilisatoren, wie Hydroxypropylcellulose;
v) antimikrobielle Mittel, wie Benzoesäure(natriumsalz);
vi) Dioctylsuccinat, Dioctylnatriumsulfosuccinat oder Natriumlaurylsulfat;
vii) Propylenglycolmono- und -difettsäureester, wie Propylenglycoldicaprylat, -dilaurat, -hydroxystearat, -isostearat, -laurat, -ricinolat etc., von denen Propylenglycolcapryl/caprinsäurediester, die im Handel als MIGLYOL 840 bekannt sind, besonders bevorzugt sind; und
viii) Proteaseinhibitoren, wie Aprotinin.
Die erfindungsgemäßen Mikroemulsionen bilden sich spontan oder im wesentlichen spontan, wenn ihre Komponenten in Kontrakt gebracht werden, d.h. ohne die Anwendung einer wesentlichen Energiezufuhr, beispielsweise in Abwesenheit einer höheren Scherenergie wie sie durch Homogenisierung und/oder Mikrofluidisierung oder eine sonstige mechanische Bewegung verliehen wird. Folglich können die Mikroemulsionen leicht durch den einfachen Prozeß des Vermischens geeigneter Mengen unter sanftem Mischen per Hand oder Rühren, sofern notwendig, um ein gründliches Mischen zu gewährleisten, hergestellt werden. Bevorzugt wird das Arzneimittel in der hydrophilen Phase entweder direkt oder durch Verdünnen einer Stammlösung davon gelöst, und diese kann einer vorgemischten Kombination aus dem Öl und dem grenzflächenaktiven Mittel mit niedrigem HLB-Wert unter Mischen, gefolgt von dem grenzflächenaktiven Mittel mit hohem HLB-Wert oder umgekehrt, zugesetzt werden. Alternativ kann eine arzneimittelfreie Mikroemulsion anfänglich durch Vermischen des Öls, des grenzflächenaktiven Mittels mit niedrigem HLB-Wert, des grenzflächenaktiven Mittels mit hohem HLB-Wert und der hydrophilen arzneimittelfreien Phase hergestellt werden, der dann eine weitere hydrophile Phase zugesetzt werden kann, in der das Arzneimittel gelöst ist. Während höhere Temperaturen (40 bis 60ºC) benötigt werden können, um alle Komponenten während der Herstellung der Mikroemulsionen zu solubilisieren, können die bevorzugten Systeme bei Raumtemperatur formuliert werden. Die Formulierung bei Umgebungstemperatur ist für thermolabile Wirkstoffe, wie Peptide, besonders vorteilhaft.
Die erfindungsgemäßen Mikroemulsionen sind Arzneimittel, die ein therapeutisches Mittel umfassen und daher zur therapeutischen Verwendung zur Verabreichung an Tiere einschließlich des Menschen bestimmt sind.
Es ist einem Fachmann auf dem Gebiet klar, daß die Menge des Arzneimittels, die für die therapeutische Wirkung bei der Verabreichung benötigt wird, natürlich mit dem gewählten Mittel, der Natur und der Schwere des Zustands und dem zu behandelnden Tier variiert und schließlich dem Ermessen des behandelnden Arztes obliegt. Ferner werden die optimale Menge und der optimale zeitliche Abstand der einzelnen Dosierungen eines Arzneimittels durch die Natur und das Ausmaß des zu behandelnden Zustands, die Form, den Verabreichungsweg und die Verabreichungsstelle, den speziellen zu behandelnden Patienten bestimmt, und derartige Optima können durch herkömmliche Techniken bestimmt werden. Es wird auch berücksichtigt, daß der optimale Behandlungsverlauf, d.h. die Anzahl der verabreichten Dosen, von einem Fachmann unter Verwendung herkömmlicher Bestimmungstests für den Behandlungsverlauf festgestellt werden kann.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung eines Triglycerids mit Fettsäureketten mittlerer Länge, eines grenzflächenaktiven Mittels mit niedrigem HLB- Wert, eines grenzflächenaktiven Mittels mit hohem HLB-Wert, eines therapeutischen Mittels und einer hydrophilen Phase, wie vorstehend definiert, zur Herstellung eines Medikaments.
Die erfindungsgemäßen Mikroemulsionen können für orale, topische, rektale, intravaginale oder andere Formen systemischer Verabreichung verwendet werden und werden folglich in dafür geeigneten Formen bereitgestellt. So können beispielsweise Mikroemulsionen für die orale Verabreichung in Weichgelatinekapseln bereitgestellt werden, während die Viskositätseigenschafien einiger der Mikroemulsionen sie für die direkte topische Verabreichung geeignet machen. Für die orale oder topische Verabreichung geeignete Zusammensetzungen sind besonders bevorzugt.
Die erfindungsgemäßen Mikroemulsionen ohne Arzneimittel sind als Vorläufer für arzneimittelhaltige Mikroemulsionen neu und nützlich. Folglich betrifft die vorliegende Erfindung in einem weiteren Gesichtspunkt eine stabile, selbstemulgierende Wasser-in-Öl- (W/O) Mikroemulsion, umfassend (a) eine lipophile Phase mit einem Triglycerid mit Fettsäureketten mittlerer Länge und einem grenzflächenaktiven Mittel mit einem niedrigen HLB-Wert, worin das Verhältnis des Triglycerids mit Fettsäureketten mittlerer Länge zu dem grenzflächenaktiven Mittel mit niedrigem HLB-Wert 5:1 bis 1,5:1 beträgt; (b) ein grenzflächenaktives Mittel mit einem hohen HLB-Wert und (c) eine wäßrige hydrophile Phase, in der jede der Komponenten (a), (b) und (c) wie vorstehend definiert und pharmazeutisch verträglich ist.
Die Erfindung wird nun, jedoch ohne Beschränkung darauf, durch die folgenden Beschreibungen (arzneimittelfreie Mikroemulsionen) und Beispiele (arzneimittelhaltige Mikroemulsionen) und biologische Beispiele näher erläutert.

Beschreibungen

Beschreibung 1 - Phasendiagramme für repräsentative Mikroemulsionen

Pseudoternäre Phasendiagramme wurden für repräsentative Systeme erstellt, welche umfassen:
Triglycerid mit Fettsäureketten mittlerer Länge (Öl) CAPTEX 335
grenzflächenaktives Mittel mit niedrigem HLB-Wert CAPMUL MCM
grenzflächenaktives Mittel mit hohem HLB-Wert TWEEN 80
wäßrige Phase Wasser
worin das Verhältnis von dem Öl zu dem grenzflächenaktiven Mittel mit niedrigem HLB- Wert 4:1, 3:1 oder 2:1 betrug.
Die Regionen des Phasendiagramms, in denen erfindungsgemäße Mikroemulsionen vorhanden waren, wurden durch Titrieren eines Gemisches aus dem Öl und dem grenzflächenaktiven Mittel mit niedrigem HLB-Wert (in einem festen Verhältnis) gegen das grenzflächenaktive Mittel mit hohem HLB-Wert und die wäßrige Phase bestimmt, wobei die Punkte der Phasentrennung, Trübung und Transparenz zur Kenntnis genommen werden.
Die so erhaltenen Phasendiagramme sind als Fig. 2, 3 und 4 gezeigt. Infolge der relativ niedrigen Viskosität des speziellen Öls und des grenzflächenaktiven Mittels mit niedrigem HLB-Wert wurden diese Komponenten leicht bei Raumtemperatur formuliert. Ein breiter Bereich klarer transparenter (W/O)-Mikroemulsionen, wie durch die Regionen (A), (B) und (C) gezeigt, war verfügbar. Diese waren bei Raumtemperatur stabil.
Bei Untersuchung unter polarisiertem Licht wurde ein nicht-doppelbrechendes Verhalten beobachtet. Es wurde beobachtet, daß sie eine extrem niedrige elektrische Leitfähigkeit im Bereich von 0,5 bis 4,0 mho für ein Verhältnis von 3:1 von Öl zu grenzflächenaktivem Mittel mit niedrigem HLB-Wert mit Kochsalzlösung als wäßriger Phase hatten.
Diese Phasendiagramme zeigen, daß die erfindungsgemäßen Mikroemulsionen für Verhältnisse von Triglycerid mit Fettsäureketten mittlerer Länge zu grenzflächenaktivem Mittel mit niedrigem HLB-Wert im Bereich von 4:1 bis 2:1 erhalten werden.
Aufgrund dessen wird von einem Fachmann berücksichtigt, daß die Regionen, in denen eine Mikroemulsion existiert, für andere Systeme leicht durch Einbeziehen der durch die Regionen (A), (B) und (C) bestimmten Verhältnisse bestimmt werden können als durch die Notwendigkeit, den ganzen Prozeß wiederholen zu müssen und die relativen Mengen, die aus diesen Regionen entfernt wurden, zu beobachten.
Unter Verwendung des gleichen allgemeinen Verfahrens wurde ein ähnliches pseudoternäres Phasendiagramm erstellt, wobei das Produkt CAPTEX 8000 als das Öl und das Produkt CAPMUL C8 als das grenzflächenaktive Mittel mit einem niedrigen HLB-Wert in einem Verhältnis von 2:1 verwendet wurden. Das grenzflächenaktive Mittel mit hohem HLB-Wert war TWEEN 80 und die wäßrige Phase Kochsalzlösung. Die mit dieser unterschiedlichen Kombination von Öl und grenzflächenaktivem Mittel mit niedrigem HLB-Wert erhaltenen (W/O)-Mikroemulsionen waren den vorstehend beschriebenen ähnlich. Das so erhaltene Phasendiagramm ist als Fig. 5 gezeigt.
Für eine typische Mikroemulsion aus der Region (A) von Fig. 3 und mit CAPTEX 335/CAPMUL MCM (Verhältnis 3:1, 87 %), TWEEN 80 (10 %) und Wasser (3 %) wurden die folgenden physikalischen Eigenschaften ermittelt:
Dichte 0,9677
Brechungsindex 1,449
Viskosität 56,7 cP
Leitfähigkeit 0,540 µmho
Teilchengröße* 15,2 ± 4,1 nm
Polydispergierbarkeit* 0,153
* beide ausgedrückt als Teilchen-Nr.-Ergebnisse; ein Standardlatexkügelchen mit 63 nm hatte eine Teilchengröße von 64,2 ± 15,1 und eine Polydispergierbarkeit von 0,031.

Beschreibung 2 - (W/O)-Mikroemulsionen

Wasser-in-Öl-Mikroemulsionen wurden in einer Größenordnung von 10 g unter Verwendung der folgenden Bestandteile hergestellt:
MYGLYOL 812 oder MYGLYOL 812 und CAPTEX 335 (1:1) plus CAPMUL MCM (Gesamtöl zu CAPMUL MCM = 3:1) 87 %
TWEEN 80 10
Entionisiertes Wasser 3

Beispiele

Für weitere Untersuchungen an Mikroemulsionen, in denen ein Arzneistoff eingearbeitet ist, wurde eine optimale Formulierung aus der Mitte der Region (A) der vorstehend beschriebenen Phasendiagramme ausgewählt. Diese Formulierung hatte die Zusammensetzung:
CAPTEX 335/CAPMUL MCM (Verhältnis 3:1) 87,0-87,5 %
TWEEN 80 10
Kochsalzlösung 2,5-3
Diese Mikroemulsionen wurden im allgemeinen so formuliert, daß man zuerst eine arzneimittelhaltige hydrophile Phase herstellte, entweder durch Auflösen der geeigneten Arzneistoffmenge in der geeigneten Menge Kochsalzlösung oder stärker bevorzugt unter Verwendung einer Stammlösung, die dann ggf. weiter verdünnt wurde und ggf. verwirbelt wurde, um eine vollständige Auflösung zu erhalten. Die das Arzneimittel enthaltende hydrophile Phase wurde dann den geeigneten Mengen (bezogen auf das Gewicht) eines Gemisches des Öls und des grenzflächenaktiven Mittels mit niedrigem HLB-Wert zugesetzt, woraufhin das grenzflächenaktive Mittel mit hohem HLB-Wert zugesetzt wurde, wobei sanft gerührt wurde (Magnetrührer auf einer heißen Platte). Alternativ wurde die hydrophile Phase, die das Arzneimittel enthielt, dem grenzflächenaktiven Mittel mit hohem HLB-Wert zugesetzt und nach vollständigem Vermischen wurde dieses dem Gemisch aus Öl plus grenzflächenaktivem Mittel mit niedrigem HLB-Wert zugesetzt. Ggf. wurde die arzneimittelhaltige Mikroemulsion dann mit der entsprechenden arzneimittelfreien Mikroemulsion verdünnt, um die Konzentration des Arzneistoffs einzustellen. Chargen wurden routinemäßig in einer Größenordnung von 5 oder 10 g hergestellt. Zusätzlich wurden Chargen in einer größeren Größenordnung (50 bis 500 g) ebenfalls hergestellt. Nach dem vorstehend dargelegten Standardverfahren wurden die folgenden arzneimittelhaltigen Mikroemulsionen, wie in der folgenden Tabelle gezeigt, hergestellt. Tabelle der Beispiele

Fußnoten zur Tabelle

a CAPTEX 355 und CAPMUL MCM in einem Verhältnis von 3:1, ausgenommen 2 g, die CAPTEX 8000 und CAPMUL C8 in einem Verhältnis von 2:1 enthielten;
b TWEEN 80;
c variiert entsprechend dem verwendeten Arzneimittel, wie nachstehend angegeben;
d Cyclo(S,S)-(2-mercapto)benzoyl-(Na-methyl)-Arg-Gly-Asp-(2-mercapto)phenylamid (MG etwa 650), aq. = Kochsalzlösung;
e His-D-Trp-Ala-Trp-D-Phe-Lys-NH&sub2; (MG etwa 850), aq. = isotone Lösung aus Essigsäure und Natriumchlorid mit einem pH-Wert von 5,0;
f Val-Asp-Cys-Tyr-Phe-Gln-Asn-Cys-Pro-Arg-Gly-NH&sub2; (MG etwa 1300) (ICN Biochemicals), aq. = Kochsalzlösung;
g Lachscalcitonin (enthält 32 Aminosäuren, MG etwa 3500) (ICN Biochemicals), aq. = Kochsalzlösung;
h Polypeptid mit einem MG von etwa 6000 (ICN Biochemicals), aq. = phosphatgepufferte Kochsalzlösung;
i Angiotensin II-Antagonist = (E)-a-[[2-Butyl-1-[(4-carboxy-1-naphthalenyl)methyl]-1H- imidazol-5-yl]methylen]-2-thiophenpropansäure (MG = 475), aq. = 3,5%iges Natriumbicarbonat (Gew./Vol.); und
j Calcein (5(6)-Carboxyfluorescein, MG = 623) wird vielfach als Modell für ein wasserlösliches Molekül in Untersuchungen über Arzneimittelträger verwendet - vgl. T.M. Allen, "Calcein as a tool in liposome methodolgy", Liposome Technology, G. Gregoriadis, Hrsg., III, 178-182, CRC Press, Boca Raton, 1984, aq. = Tris-Puffer mit pH 7,5 (10 ml).

Biologische Beispiele

Biologisches Beispiel 1 - Bewertung der GI-Reizung

Unter Verwendung eines Standardverfahrens (Szabo et al., J. Pharmacol. Methods, 13, 59- 66, 1985) wurde eine arzneimittelfreie Mikroemulsion, umfassend CAPTEX 355 und CAPMUL MCM (Verhältnis 3:1) (87 %), TWEEN 80 (10 %) und Kochsalzlösung (3 %) auf ihre Möglichkeit, eine GI-Reizung bei Ratten hervorzurufen, getestet. Nach der oralen Dosierung (3,3 ml/kg) wurden die Schleimhautoberflächen sowohl des Magens als auch des Zwölffingerdarms als frei von jeder Läsion bei Untersuchung mit dem unbewaffneten Auge befunden. Bei mikroskopischer Untersuchung wurden jedoch einige leicht petechiale Flächen nur an der inneren Schleimhaut des Magens festgestellt. Nach einer i.d.-Dosierung (3,3 ml/kg) wurde gefunden, daß der gesamte GI-Trakt frei von jeglicher Läsion war.

Biologisches Beispiel 2 - Bioverfügbarkeit eines RGD-Peptids

Unter Verwendung des herkömmlichen Modells der Ratte bei Bewußtsein wurde die Bioverfügbarkeit eines RGD-Peptids in der Mikroemulsion von Beispiel 1 (umfassend 6 mg/g Mikroemulsion) getestet und mit der des gleichen Peptids, das als eine wäßrige Lösung verabreicht wurde, verglichen. Nach der i.d.-Dosierung in einer Menge von 8,4 mg/kg (entsprechend 3,3 ml/kg Mikroemulsion) betrug die Bioverfügbarkeit 21,9 ± 5,7 % (n = 3). Im Vergleich dazu betrug die Bioverfügbarkeit des gleichen Peptids bei Verabreichung als wäßrige Lösung nur 0,5 %. So wurde durch das Hilfsmittel der Formulierung des RGD-Peptids in einer Mikroemulsion eine etwa 50fache Erhöhung der Bioverfügbarkeit erhalten.

Biologisches Beispiel 3 - Bioverfügbarkeit von Calcein

Auf ähnliche Weise wie in dem biologischen Beispiel 1, aber unter Verwendung eines Modells der Ratte ohne Bewußtsein (Walker et al., Life Sciences, 1990, 47, 29-36) wurde die Bioverfügbarkeit der Modellverbindung Calcein bei Dosierung als Formulierung von Beispiel 9 getestet und mit der verglichen, die erhalten wurde, wenn die gleiche Verbindung auf dem gleichen Weg, aber als eine Kochsalzlösung dosiert wurde. Da sie eine fluoreszierende Verbindung war, konnten die Mengen der Verbindung in den Plasmaproben leicht unter Verwendung der Fluoreszenzspektroskopie bestimmt werden. Nach der i.d.-Dosierung in einer Menge von 3,0 µMol/kg (1,0 ml/kg Mikroemulsion) betrug die Bioverfügbarkeit 17,2 ± 2,4 % (n = 4). Im Vergleich dazu betrug die Bioverfügbarkeit des gleichen Peptids, das als Kochsalzlösung verabreicht wurde, nur 1,3 ± 0,5% (n = 5).

Biologisches Beispiel 4 - Nachweis der in vivo-Aktivität eines durch eine Mikroemulsion freigesetzten Arzneimittels

(a) RGD-Peptid

Die in vivo-Aktivität der Mikroemulsion von Beispiel 1, die das RGD-Peptid (6 mg/g Formulierung) enthielt, wurde in einem Standard-Thrombocytenaggregations-Test an Hunden demonstriert (Samanen et al., Med. Chem., 1991, 34, 3114-3125). Nach der oralen Dosierung der Mikroemulsion, die das Peptid (in einer Gelatinekapsel) in einer Konzentration von 3 mg/kg (0,5 mg/kg Mikroemulsion) enthielt, wurde eine Hemmung beobachtet, die im allgemeinen ausgeprägter und anhaltender war als die, die bei einem entsprechenden Kontrollversuch beobachtet wurde, bei dem das RGD-Peptid als Kochsalzlösung dosiert war.

(b) GHRP

Die in vivo-Aktivität der Mikroemulsion von Beispiel 2a, die GHRP enthielt (1,5 mg/g Formulierung), wurde in einem Standard-in vivo-Test für Wachstumshormon-(GH)- Spiegel bei Ratten demonstriert (Walker et al., Life Sciences, 1990, 47, 29-36). Nach der i.d.-Dosierung in einer Konzentration von 3 mg/kg (2,0 ml/kg Mikroemulsion) zeigte die Analyse der Blutproben signifikante GH-Spiegel (über 30 ng/ml bei allen fünf getesteten Ratten). Im Vergleich dazu hatten die Proben aus der Kontrollgruppe, die mit einer Kochsalzlösung mit GHRP behandelt worden war, vernachlässigbare GH-Spiegel. Diese Daten zeigten, daß GHRP bei i.d.-Dosierung als Mikroemulsionsformulierung pharmakologisch aktiv war.

Claims

1. Pharmazeutisch verträgliche, stabile, selbstemulgierende Wasser-in-Öl (W/O)-Mikroemulsion, umfassend:

(a) eine lipophile Phase, die ein Triglycerid mit Fettsäureketten mittlerer Länge und ein grenzflächenaktives Mittel mit einem niedrigen HLB-Wert aufweist, und worin das Verhältnis des Triglycerids mit Fettsäureketten mittlerer Länges zu dem grenzflächenaktiven Mittel mit niedrigen HLB-Wert 5:1 bis 1,5:1 ist;

(b) ein grenzflächenaktives Mittel mit hohem HLB-Wert, ausgewählt aus einem Polyoxyethylenfettsäureester, einem Polyoxyethylensorbitanfettsäureester, einem Polyoxyethylenglykol-langkettigen Alkylether oder einem Polyoxyethylenglykol-langkettigen Alkylester; wobei das grenzflächenaktive Mittel in einem Bereich von 5 bis 75 % (Gew./Gew.) in der Mikroemulsion vorhanden ist;

(c) eine wäßrige hydrophile Phase; und

(d) ein wasserlösliches therapeutisches Mittel.

2. Mikroemulsion nach Anspruch 1, wobei das Triglycerid 50 bis 100 % (Gew./Gew.) Caprylsäure und 0 bis 50 % (Gew./Gew.) Caprinsäuretriglyceride umfaßt.

3. Mikroemulsion nach Anspruch 1 oder 2, wobei das grenzflächenaktive Mittel mit niedrigem HLB-Wert ein Monoglycerid oder Diglycerid mit Fettsäureketten mittlerer Länge oder ein Gemisch daraus ist, und gegebenenfalls eine geringe Gewichtsmenge von freien Fettsäuren mit Ketten mittlerer Länge umfaßt.

4. Mikroemulsion nach Anspruch 3, wobei das Monoglycerid oder Diglycerid mit Fettsäureketten mittlerer Länge aus etwa 50 bis 100 % Caprylsäure und aus etwa 0 bis 50 % Caprinsäure erzeugt wird.

5. Mikroemulsion nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das therapeutische Mittel ein Peptid mit einem Molekulargewicht im Bereich von 100 bis 10 000 ist.

6. Mikroemulsion nach Anspruch 5, wobei das Peptid ein RGD enthaltendes Peptid, das Peptid GHRP (His-D-Trp-Ala-Trp- D-Phe-Lys-NH&sub2;), ein Fibrinogenrezeptor-antagonistisches Peptid (ein RGD-Peptid), ein Vasopressin, ein Calcitonin, oder ein Insulin ist.

7. Mikroemulsion nach Anspruch 6, wobei das RGD-Peptid Cyclo(S,S)-Na-acetyl-Cys-(Na-methyl)Arg-Gly-Asp-Pen-NH&sub2; oder Cyclo(S,S)-(2-mercapto)benzoyl-(Na-methyl)Arg-Gly- Asp-(2-mercapto)phenylamid ist.

8. Mikroemulsion nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Durchmesser von Tröpfchen oder Teilchen weniger als 100 nm beträgt.

9. Mikroemulsion nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Durchmesser von Tröpfchen oder Teilchen im Bereich von 5 bis 35 nm liegt.

10. Mikroemulsion nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die lipophile Phase 10 bis 95 %, das grenzflächenaktive Mittel mit einem hohen HLB.Wert 5 bis 90 % und die hydrophile Phase weniger als 40 % (Gew./Gew.) der Mikroemulsion umfaßt und wobei das Verhältnis des Triglycerids mit Fettsäureketten mittlerer Länge zum grenzflächenaktiven Mittel mit niedrigem HLB-Wert zwischen 4:1 und 2:1 ist.

11. Mikroemulsion nach Anspruch 10, wobei die lipophile Phase 40 bis 90 %, das grenzflächenaktive Mittel mit hohem HLB-Wert 5 bis 50 % und die hydrophile Phase weniger als 10 % (Gew./Gew.) der Mikroemulsion umfaßt.

12. Mikroemulsion nach Anspruch 11, wobei die lipophile Phase 60 bis 90 %, das grenzflächenaktive Mittel mit hohem HLB-Wert 5 bis 30 % und die hydrophile Phase weniger als 5 % (Gew./Gew.) der Mikroemulsion umfaßt.

13. Selbstemulgierende Wasser-in-Öl (W/O)-Mikroemulsion, die gegebenenfalls ein wasserlösliches therapeutisches Mittel umfaßt, in der die relativen Anteile der folgenden Komponenten:

(1) eine lipophile Phase, umfassend ein Triglycerid mit Fettsäureketten mittlerer Länge oder ein Gemisch aus Triglyceriden mit Fettsäureketten mittlerer Länge und ein grenzflächenaktives Mittel mit niedrigem HLB-Wert oder ein Gemisch aus grenzflächenaktiven Mitteln mit niedrigem HLB-Wert;

(2) ein grenzflächenaktives Mittel mit hohem HLB-Wert, ausgewählt aus einem Polyoxyethylenfettsäureester, einem Polyoxyethylensorbitanfettsäureester, einem Polyoxyethylenglykol-langkettigen Alkylether oder einem Polyoxyethylenglykol-langkettigen Alkylester; und

(3) eine wäßrige Phase; innerhalb eines der schattierten Bereiche (A), (B) und (C) liegen von einem der

a) Figur 2 betreffend CAPTEX-335/CAPMUL-MCM = 4/1, TWEEN-80 und Wasser

b) Figur 3 betreffend CAPTEX-335/CAPMUL-MCM = 3/1, TWEEN-80 und Wasser

c) Figur 4 betreffend CAPTEX-335/CAPMUL-MCM = 2/1, TWEEN-80 und Wasser, und

d) Figur 5 betreffend CAPTEX-335/CAPMUL-C8 = 2/1, TWEEN-80 und Wasser.

14. Mikroemulsion nach Anspruch 13, wobei die relativen Anteile der Komponenten (1) bis (3) in den Bereichen (A) und (B) liegen.

15. Mikroemulsion nach einem der Ansprüche 1 bis 14, die für die orale Verabreichung angepaßt ist.

16. Mikroemulsion nach einem der Ansprüche 1 bis 14, die für die örtliche Verabreichung angepaßt ist.

17. Verwendung einer Mikroemulsion nach einem der Ansprüche 1 bis 15, umfassend ein Triglycerid mit Fettsäureketten mittlerer Länge, ein grenzflächenaktives Mittel mit niedrigem HLB-Wert, ein grenzflächenaktives Mittel mit hohem HLB-Wert, ein therapeutisches Mittel und eine hydrophile Phase, für die Herstellung eines Medikaments.