DE69420412T2

DE69420412T2 - Therapeutisches inhalationspräparat

Info

Publication number: DE69420412T2
Application number: DE69420412T
Authority: DE
Inventors: Kjell Goeran Erik Baeckstroem; Carl Magnus Olof Dahlbaeck; Peter Edman; Ann Charlotte Birgit Johansson
Original assignee: Astra AB
Current assignee: AstraZeneca AB
Priority date: 1993-06-24
Filing date: 1994-06-23
Publication date: 2000-04-13
Anticipated expiration: 2014-06-24
Also published as: JP3874789B2; IL110084A; FI111688B; SK160195A3; CA2166108A1; EG20599A; CN1110301C; HU9503659D0; JPH08512027A; GR3031974T3; MY112098A; SA94150030B1; NO955226L; IS4178A; CN1129904A; PL178403B1; NO313657B1; KR100372673B1; MX9404761A; BR9406907A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein therapeutisches Insulinpräparat, das sich zur Inhalation eignet.
Insulin übt bei der Regulation des Kohlehydrat-, Fett- und Proteinstoffwechsels im Körper eine Zentralfunktion aus. Diabetes mellitus (der im allgemeinen einfach als Zuckerkrankheit bezeichnet wird) ist eine Krankheit, die durch die Entregulation des Metabolismus, insbesondere des Glucosemetabolismus, gekennzeichnet ist. Bei normalen Individuen löst ein Ansteigen des Blutglucosespiegels (wie dies unmittelbar nach der Speiseaufnahme der Fall ist) die Sekretion von Insulin, einem Peptidhormon, in den Blutstrom durch die Beta-Inselzellen des Pankreas aus. Das Insulin bindet an Insulinrezeptoren, die sich an verschiedenen Zelltypen, insbesondere Muskelzellen, befinden, und signalisiert so den Zellen, die Glucoseaufnahme in die Zellen zu verstärken. Sinkt der Blutglucosespiegel wieder auf das Normalniveau vor dem Einnehmen einer Mahlzeit, so geht auch der Insulinspiegel im Blut zurück. Ohne Insulin würde der Blutglucosespiegel stark ansteigen (ein Zustand, der mit Hyperglycämie bezeichnet wird), was gefährlich ist und eventuell zum Tot führen kann. Zuviel Insulin verursacht abnormal niedrige Blutglucosespiegel (Hypoglycämie), was ebenfalls gefährlich und eventuell tödlich sein kann. Bei einem normalen Individuum werden sowohl Hyperglycämie als auch Hypoglycämie dadurch verhindert, daß die Insulinsekretion und -Clearance aus dem Systemkreislauf durch systemeigene Rückkopplungsmechanismen reguliert werden.
Beim Diabetis mellitus handelt es sich um eine Krankheit, die bei ungefähr 3% der schwedischen Bevölkerung auftritt. Von diesen 3% leiden ungefähr 20% an Typ-I-Diabetes und der Rest an Typ-II-Diabetes.
Der Typ-I-Diabetes, auch insulinabhängiger Diabetes mellitus genannt (IADM), tritt üblicherweise zuerst in der Kindheit auf. Er ist durch Atrophie der Pankreas-Betazellen gekennzeichnet, was zu einer Verringerung bzw. zum Aufhören der Insulinproduktion führt, weshalb der Patient zum Überleben auf die exogene Zufuhr von Insulin angewiesen ist.
Der häufigere Typ-II-Diabetes, auch nichtinsulinabhängiger Diabetes mellitus genannt (NIADM), tritt im allgemeinen bei Patienten über dem 40. Lebensjahr auf. Obwohl diese Patienten gegebenenfalls zumindest anfänglich normale oder sogar hohe Insulinspiegel im Blut aufweisen, ist die Glucoseaufnahmerate in die Zelle als Reaktion auf Insulin abnormal niedrig. Obwohl sich Typ-II-Diabetes häufig dadurch behandeln läßt, daß der Patient Diätnahrung zu sich nimmt, kann es auch erforderlich sein, Insulin exogen zu verabreichen, um das von den Beta-Zellen des Patienten sezernierte Insulin zu ergänzen.
Insulin läßt sich oral nicht in wirksamen Dosen verabreichen, da es von Enzymen im Magen-Darm-Trakt und durch den niedrigen pH im Magen rasch abgebaut wird, bevor es in den Blutstrom gelangt. Der übliche Verabreichungsweg besteht darin, daß man eine isotonische Insulinlösung subkutan injiziert, was üblicherweise vom Patienten selbst durchgeführt wird. Daß eine Injektion erforderlich ist, verursacht vielen Betroffenen große Unannehmlichkeiten und Beschwerden, und es kann an der Injektionsstelle zu Lokalreaktionen kommen. Außerdem weist injiziertes Insulin ein abnormes nichtphysiologisches Plasmakonzentrationsprofil auf. Dieses abnorme Plasmakonzentrationsprofil ist unerwünscht und erhöht das Risiko von mit der Langzeitbehandlung von Diabetes einhergehenden Nebenwirkungen.
Aufgrund dieser Nachteile besteht ein Bedarf an Insulin in einer Form, die nicht auf dem Injektionsweg verabreichbar ist. Bei Versuchen, solche anderen Insulinformen herzustellen, wurden verschiedene Vorschläge unterbreitet. Zum Beispiel wurden Produkte für die nasale, rektale und bukkale Verabreichung vorgeschlagen, wobei man sich hauptsächlich auf Produkte für die nasale Verabreichung konzentrierte. Die nasale Verabreichung ist jedoch problematisch und gestattet nur eine niedrige biologische Verfügbarkeit. Die Abgabe von systemisch aktiven pharmakologischen Wirkstoffen über die Lunge hat in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen, und einige Untersuchungen haben sich auch mit der Abgabe von Insulin über die Lunge befaßt. Die meisten betreffen Lösungen oder Suspensionen für die Abgabe über die Lunge, zum Beispiel mittels Zerstäubern und unter Druck stehenden Dosierinhalatoren, und alle waren nur begrenzt erfolgreich.

Erfindung

Es wurde nun gefunden, daß Insulin in einem Trockenpulver-Inhalationspräparat vorliegen kann, das auch eine Substanz enthält, die die Resorption mit Insulin 3n der Lunge fördert, wobei das Insulin aus diesem Präparat mit einer therapeutisch unbedenklichen Geschwindigkeit und Menge absorbiert werden kann. Unter "fördert die Resorption" versteht man, daß die in dem Systemkreislauf in Gegenwart des Fördermittels absorbierte Menge Insulin größer ist als bei Abwesenheit des Fördermittels.
Erfindungsgemäß wird daher ein therapeutisches Präparat bereitgestellt, das die Wirkbestandteile (A) Insulin und (B) eine Substanz, die die Resorption von Insulin in den unteren Atmungswegen fördert, enthält, wobei dieses Präparat in Form eines für die Inhalation geeignetes Trockenpulvers vorliegt, in dem mindestens 50% der Gesamtmasse an Wirkbestandteilen aus (a) Primärpartikeln mit einem Durchmesser von ungefähr 10 Mikron, beispielsweise zwischen 0,01 und 10 Mikron, vorzugsweise zwischen 1 und 6 Mikron, oder (b) Agglomeraten solcher Partikel besteht.
Das erfindungsgemäße therapeutische Präparat kann nur diese Wirkbestandteile enthalten oder weitere Substanzen wie einen pharmazeutisch unbedenklichen Träger enthalten. Der Träger kann großteils aus Partikeln mit einem Durchmesser von unter ungefähr 10 Mikron bestehen, so daß mindestens 50% des entstehenden Pulvers insgesamt aus gegebenenfalls agglomerierten Primärpartikeln mit einem Durchmesser von unter ungefähr 10 Mikron besteht; der Träger kann jedoch auch aus wesentlich größeren Teilchen ("Grobteilchen") bestehen, so daß zwischen den Wirkbestandteilen und dem Träger eine "geordnete Mischung" gebildet werden kann. Bei einer geordneten Mischung, die auch unter der Bezeichnung interaktive Mischung oder Adhäsionsmischung bekannt ist, sind kleine Teilchen des pharmakologischen Wirkstoffs (bei der vorliegenden Erfindung die Wirkbestandteile) einigermaßen gleichmäßig über die Oberfläche der groben Exzipiensteilchen (bei der vorliegenden Erfindung der pharamzeutisch unbedenkliche Träger) verteilt. In solch einem Fall liegen die Wirkbestandteile vorzugsweise vor Bildung der geordneten Mischung nicht in Form von Agglomeraten vor. Die Grobteilchen können einen Durchmesser von über 20 Mikron, wie über 60 Mikron, aufweisen. Oberhalb dieser Untergrenzen ist der Durchmesser der Grobteilchen nicht kritisch, und so können erwünschtenfalls entsprechend den praktischen Erfordernissen der jeweiligen Formulierung unterschiedliche Grobteilchengrößen verwendet werden. Die Grobteilchen in der geordneten Mischung brauchen nicht gleich groß zu sein, die Grobteilchen in der geordneten Mischung können jedoch vorteilhaft eine ähnliche Größe aufweisen. Die Grobteilchen weisen vorzugsweise einen Durchmesser von 60-800 Mikron auf.
In einer besonderen Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung daher ein therapeutisches Präparat von Insulin und eine Substanz, die die Resorption des Insulins in den unteren Atemwegen fördert, bereit, wobei dieses Präparat in Form eines Trockenpulvers zur Inhalation vorliegt, bei dem mindestens 50% der Masse aus (a) Partikeln mit einem Durchmesser von unter ungefähr 10 Mikron bzw. (b) Agglomerationen solcher Partikel besteht; in einer weiteren besonderen Ausführungsform stellt die Erfindung ein therapeutisches Präparat bereit, das Insulin, eine Substanz, die die Resorption von Insulin in den unteren Atemwegen fördert, sowie einen pharmazeutisch unbedenklichen Träger enthält, wobei dieses Präparat in Form eines Trockenpulvers zur Inhalation vorliegt, bei dem mindestens 50 Gew.-% aus (a) Partikeln mit einem Durchmesser von unter ungefähr 10 Mikron bzw. (b) Agglomerationen solcher Partikel besteht, in einer weiteren besonderen Ausführungsform stellt die Erfindung ein therapeutisches Präparat bereit, das die Wirkstoffe (A) Insulin und (B) eine Substanz, die die Resorption von Insulin in den unteren Atemwegen fördert, wobei mindestens 50% des Gesamtgewichts der Wirkstoffe (A) und (B) aus Partikeln mit einem Durchmesser von unter ungefähr 10 Mikron besteht, sowie einen pharmazeutisch unbedenklichen Träger enthält, wobei dieses Präparat in Form eines Trockenpulvers zur Inhalation vorliegt, in der sich eine geordnete Mischung aus Wirkstoffen und Träger bilden läßt.
Vorzugsweise bestehen mindestens 60%, wie zum Beispiel mindestens 70% oder mindestens 80% und besonders bevorzugt mindestens 90% des Gesamtgewichts der Wirkstoffe (A) und (B) aus Partikeln mit einem Durchmesser von unter ungefähr 10 Mikron oder aus Agglomerationen solcher Partikel, und wenn das Trockenpulverpräparat einen Träger enthält, jedoch keine geordnete Mischung erwünscht ist, besteht mindestens 60%, wie zum Beispiel mindestens 70% oder mindestens 80%, besonders bevorzugt mindestens 90 Gew.- %, des Gesamttrockenpulvers aus Partikeln mit einem Durchmesser von unter ungefähr 10 Mikron oder Agglomerationen solcher Partikel.
Während das Trockenpulver zur Inhalation, mit oder ohne pharmazeutisch unbedenklichem Träger, Agglomerationen von Partikeln wie oben genannt enthalten kann, sollten eventuell vorliegende Agglomerationen zum Zeitpunkt der Inhalation entagglomeratisiert werden, um ein Pulver zu erhalten, das zumindestens zu 50% aus Partikeln mit einem Durchmesser bis zu 10 Mikron besteht. Die Agglomerationen können aufgrund eines gesteuerten Agglomerationsverfahrens vorliegen oder einfach aufgrund des engen Kontakts der Pulverpartikel. In jedem Fall ist es von höchster Wichtigkeit, daß die Agglomerationen entagglomeriert werden können, z. B. auf mechanischem Weg in dem Inhalator oder auf anderem Weg, um zu den obengenannten Partikeln zu gelangen. Im allgemeinen werden in der geordneten Mischung vorzugsweise keine Agglomerationen gebildet. Bei einer geordneten Mischung sollen die Wirkstoffe aus den großen Teilchen vorzugsweise bei der Einatmung freigesetzt werden, und zwar entweder auf mechanischem Weg in dem Inhalator oder einfach durch den Einatmungsvorgang, oder auf anderem Weg, und die Wirkstoffe werden anschließend in den unteren Atemwegen und die Trägerpartikel im Mund abgesetzt.
Es lassen sich beliebige biologisch wirksame Insulinformen oder -derivate bei der vorliegenden Erfindung verwenden. Zum Beispiel können Rinderinsulin, Schweineinsulin, biosynthetisches oder halbsynthetisches Humaninsulin oder ein biologisch wirksames Humaninsulinderivat ("modifiziertes Insulin"), zum Beispiel mit gewissen Aminosäuresubstitutionen wie von Brange et al. in "Diabetes Care" 13 : 923, 1990, beschrieben, verwendet werden. Modifizierte Insuline werden entwickelt, um verschiedene Eigenschaften zu verbessern, zum Beispiel um die Stabilität zu verbessern oder um das pharmakokinetische Profil zu verbessern (d. h. verbessertes Profil der Resorption durch die Epithelmembrane). Das Insulin sollte einen niedrigen Zinkgehalt aufweisen, da Zink die Löslichkeit von Insulin herabsetzt und dabei vermutlich die Resorptionsrate verringert, und auch weil Zink mit bestimmten bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Fördersubstanzen unerwünschte lösliche Niederschläge bilden kann. Außerdem sollte das Insulin in Form eines Trockenpulvers vorliegen, das sich in wäßriger Lösung rasch löst.
Bei der Substanz, die die Resorption von Insulin in der Lunge fördert, im folgenden als Fördermittel bezeichnet kann es sich um eine beliebige von mehreren Verbindungen handeln, die die Resorption durch die Epithelzellschicht in den unteren Atemwegen hindurch in das benachbarte Lungengefäßsystem fördert. Hierzu stehen dem Fördermittel mehrere verschiedene Mechanismen zur Verfügung:
(1) Förderung der parazellulären Permeabilität das Insulins durch Induktion von Strukturänderungen an den Engstellen zwischen den Epithelzellen.
(2) Förderung der transzellulären Permeabilität das Insulins durch Wechselwirkung mit oder Extraktion von Protein- oder Lipidbestandteilen der Membran, wodurch die Membranintegrität gestört wird.
(3) Wechselwirkung zwischen Fördermittel und Insulin, die die Löslichkeit des Insulin in wäßriger Lösung verstärkt. Dies kann dadurch geschehen, daß die Bildung von Insulinaggregaten (Dimeren, Trimeren, Hexameren) verhindert wird oder daß die Insulinmoleküle in Mizellen des Fördermittels solubilisiert werden.
(4) Verringerung der Viskosität von bzw. Lösen der Schleimbarriere, die die Alveoli und Lungenpassagen auskleiden, wodurch die Epitheloberfläche zur direkten Resorption des Insulins freigelegt wird.
Fördermittel können aufgrund eines einzigen obengenannten Mechanismus oder aufgrund zwei oder mehrerer wirken. Ein Fördermittel, das aufgrund mehrerer Mechanismen wirkt, wird die wirksame Resorption von Insulin mit größerer Wahrscheinlichkeit fördern als einer, der nur auf einem oder zwei beruht.
So sind zum Beispiel die Tenside eine Fördermittelgruppe, von der angenommen wird, daß sie aufgrund aller vier der obengenannten Mechanismen wirkt. Tenside sind amphiphile Moleküle, die sowohl über einen lipophilen als auch über einen hydrophilen Molekülteil verfügen, wobei das Gleichgewicht zwischen diesen beiden Eigenschaften schwankt. Ist das Molekül sehr lipophil, so kann seine Nützlichkeit aufgrund der niedrigen Löslichkeit der Substanz in Wasser beschränkt sein. Dominiert weitgehend der hydrophile Teil, so können die Tensideigenschaften des Moleküls minimal sein. Damit ein Tensid wirksam ist, muß daher ein geeignetes Gleichgewicht zwischen einer ausreichenden Löslichkeit und einer ausreichenden Tensidwirkung gegeben sein.
Eine weitere gegebenenfalls wichtige Tensideigenschaft ist die Nettoladung des Tensids beim Lungen-pH (ungefähr 7,4). Der isoelektrische pH von Insulin beträgt 5,5. Bei pH 7,4 hat Insulin eine negative Nettoladung. Dies führt zu einer elektrostatischen Abstoßung zwischen den Insulinmolekülen, was wiederum die Aggregationsbildung verhindert und so die Löslichkeit erhöht. Ist auch das Tensid negativ geladen, kann jedoch mit dem Insulin zum Beispiel aufgrund hydrophober Wechselwirkungen eine Wechselwirkung eingehen, so tritt eine zusätzliche Abstoßung zwischen Insulinmolekülen auf. Ein anionisches Tensid wird daher den (im Vergleich zu den Tensiden mit neutraler oder positiver Nettoladung bei einem physiologischen pH) zusätzlichen Vorteil aufweisen, daß es dadurch, daß es das Insulin im monomeren Zustand stabilisiert, hilft, die Resorption zu fördern.
Mehrere unterschiedliche Verbindungen, die sich möglicherweise als Fördermittel für die erfindungsgemäßen Verfahren eignen, wurden wie in Beispiel 5 unten beschrieben an der Ratte geprüft. Weitere Substanzen, von denen bekannt ist, daß sie resorptionsfördernde Eigenschaften aufweisen, oder solche, die physikalische Eigenschaften aufweisen, die sie zu geeigneten Möglichkeiten beim erfindungsgemäßen Verfahren machen, lassen sich leicht vom Durchschnittsfachmann in solch einem in-vivo-Test oder auch in dem in Beispiel 6 beschriebenen in-vitro-Test prüfen.
Außerdem ist möglich, daß man durch Kombination von zwei oder mehreren Fördersubstanzen zufriedenstellende Ergebnisse erzielt. Die Verwendung solch einer Kombination beim erfindungsgemäßen Verfahren wird als zur Erfindung gehörig angesehen.
Bei einem Fördermittel, das sich für die erfindungsgemäßen Verfahren eignet, liegt eine Kombination von wirksamer Förderung der Insulinresorption und (1) fehlender Toxizität bei den verwendeten Konzentrationen sowie (2) guten Pulvereigenschaften, d. h. keine klebrige oder wachsartige Konsistenz im festen Zustand, vor. Die Toxizität einer beliebigen Substanz läßt sich nach Standardverfahren prüfen, zum Beispiel mit dem z. B. in Int. J. Pharm., 65 (1990), 249-259 beschriebenen MTT-Test. Die Pulvereigenschaften einer beliebigen Substanz sind aus Veröffentlichungen über die Substanz oder empirisch festzustellen.
Bei einem sehr erfolgversprechenden Fördermitteltyp handelt es sich um das Salz einer Fettsäure. Es wurde gefunden, daß die Natriumsalze von gesättigten Fettsäuren mit einer Kohlenstoffkettenlänge von 10 (d. h. Natriumcaprat), 12 (Natriumlaurat) und 14 (Natriumuyristat) bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gute Dienste leisten. Auch wurde gefunden, daß die Kalium- und Lysinsalze der Caprinsäure bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wirksam sind. Ist die Kohlenstoffkettenlänge kürzer als ungefähr 10, so kann die Oberflächenwirkung des Tensids zu niedrig sein, und ist die Kettenlänge größer als ungefähr 14, so beschränkt die verringerte Löslichkeit des Fettsäuresalzes in Wasser seine Verwendungsfähigkeit.
Ganz besonders bevorzugt für die vorliegende Erfindung ist als Substanz, die die Resorption von Insulin in den unteren Atemwegen fördert, Natriumcaprat.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird durch die vorliegende Erfindung daher ein therapeutisches Präparat bereitgestellt, das die Wirkstoffe (A) Insulin und (B) Natriumcaprat in Form eines Trockenpulvers zur Inhalation enthält, wobei mindestens 50% des Gesamtgewichts der Wirkstoffe (A) und (B) aus (a) Primärpartikeln mit einem Durchmesser von unter ungefähr 10 Mikron, zum Beispiel zwischen 0,01 und 10 Mikron, vorzugsweise zwischen 1 und 6 Mikron, bzw. (b) Agglomerationen solcher Partikel besteht; genau gesagt wird durch die Erfindung bei dieser besonders bevorzugten Ausführungsform folgendes bereitgestellt:
ein therapeutisches Präparat mit Insulin und Natriumcaprat, wobei sich das Präparat in Form eines Trockenpulvers zur Inhalation befindet, bei dem mindestens 50 Gew.-% aus (a) Partikeln mit einem Durchmesser von unterhalb ungefähr 10 Mikron bzw. (b) Agglomerationen solcher Partikel besteht;
ein therapeutisches Präparat mit Insulin, Natriumcaprat und einem pharmazeutisch unbedenklichen Träger, wobei sich das Präparat in Form eines Trockenpulvers zur Inhalation befindet, bei dem mindestens 50 Gew.-% aus (a) Partikeln mit einem Durchmesser von unterhalb ungefähr 10 Mikron bzw. (b) Agglomerationen solcher Partikel besteht; und
ein therapeutisches Präparat mit den Wirkstoffen (A) Insulin und (B) Natriumcaprat, wobei mindestens 50% des Gesamtgewichts der Wirkstoffe (A) und (B) aus Partikeln mit einem Durchmesser von unterhalb ungefähr 10 Mikron besteht, und einem pharmazeutisch unbedenklichen Träger, wobei dieses Präparat in Form eines Trockenpulvers zur Inhalation vorliegt, und zwar so, daß sich eine geordnete Mischung aus den Wirkstoffen und dem pharmazeutisch unbedenklichen Träger bilden läßt.
Unterschiedliche Gegenionen können die Löslichkeit des Salzes der gesättigten Fettsäure im Wasser verändern, so daß ein Fördermittel mit einer Kohlenstofflänge, die nicht 10-14 beträgt, sogar noch vorteilhafter wäre als die oben spezifisch angeführten Fördermittel. Salze von ungesättigten Fettsäuren können ebenfalls für die vorliegende Erfindung geeignet sein, da sie stärker wasserlöslich als Salze gesättigter Fettsäuren sind und daher über eine größere Kettenlänge als letztere verfügen können und trotzdem die für ein erfolgreiches Fördermittel für die Insulinresorption erforderliche Löslichkeit beibehalten.
Gallensalze und Gallensalzderivate wurden auf ihre Verwendbarkeit als Fördermittel bei dem erfindungsgemäßen Verfahren geprüft. Alle geprüften (Natriumursodesoxycholatsalz, -taurocholatsalz, -glycholatsalz und -taurodihydrofusidatsalz) förderten die Insulinresorption in der Lunge auf wirksame Weise.
Phospholipide wurden ebenfalls als Fördermittel geprüft. Es stellte sich heraus, daß ein einkettiges Phospholipid (Lysophospatidylcholin) ein wirksames Fördermittel war, während dies bei zwei doppelkettigen Phospholipiden (Dioctanoylphosphatidylcholin und Didecanoylphosphatidylcholin) nicht der Fall war. Dies läßt sich dadurch erklären, daß die doppelkettigen Phospholipide wesentlich weniger wasserlöslich als die entsprechenden einkettigen sind; man kann jedoch durchaus annehmen, daß doppelkettige Phospholipide mit einer kürzeren Kettenlänge, die stärker wasserlöslich als die entsprechenden längerkettigen sind, als Fördermittel bei der vorliegenden Erfindung verwendbar sein können, so daß sowohl ein- als auch doppelkettige Phospholipide verwendet werden können.
Ein Glycosid, nämlich Octylglucopyranosid, wurde als Fördermittel für die vorliegende Erfindung geprüft, und es stellte sich heraus, daß es über gewisse resorptionsfördernde Eigenschaften verfügte. Es läßt sich auch annehmen, daß andere Alkylglycoside wie Thioglucopyranoside und Maltopyranoside resorptionsfördernde Eigenschaften bei den erfindungsgemäßen verfahren aufweisen.
Die Cyclodextrine und ihre Derivate fördern auf wirksame Weise die Resorption von Insulin durch die Nase und üben eventuell in der Lunge eine ähnliche Funktion aus. Dimethyl-β-cyclodextrin wurde bei dem erfindungsgemäßen Verfahren geprüft, und es stellte sich heraus, daß es über eine resorptionsfördernde Wirkung verfügte.
Andere gegebenenfalls nützliche Tenside sind Natriumsalicylat, Natrium-5-methoxysalicylat sowie die natürlich vorkommenden Tenside wie Salze der Glycyrrhizinsäure, Saponinglycoside und Acylcarnitine.
Für ionische Fördermittel (z. B. die oben beschriebenen anionischen Tenside) kann die Art des Gegenions von Wichtigkeit sein. Das jeweils ausgewählte Gegenion kann die Pulvereigenschaften, die Löslichkeit, die Stabilität, die Hygroskopizität sowie die lokale/systemische Toxizität des Fördermittels oder einer beliebigen Formulierung, die das Fördermittel enthält, beeinflussen. Es kann außerdem die Stabilität und/oder Löslichkeit des Insulins, mit dem es kombiniert wird, beeinflussen. Im allgemeinen wird angenommen, daß sich einwertige Metallkationen wie Natrium, Kalium, Lithium, Rubidium und Cäsium als Gegenionen für anionische Fördermittel eignen. Eine weitere Kationenklasse, von der angenommen werden kann, daß sie sich für die Verwendung mit anionischen Fördermitteln mit einem Carbonsäureteil eignet, sind Ammoniak und organische Amine. Zu solchen organischen Aminen zählen zum Beispiel Ethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, 2-Amino-2-methylethylamin, Betaine, Ethylendiamin, N,N-Dibensylethylentetraamin, Arginin, Hexamethylentetraamin, Histidin, N-Methylpiperidin, Lysin, Piperazin, Spermidin, Spermin und Tris(hydroxymethyl)aminomethan.
Da bei mehreren der geprüften Fördermittel eine wirksame Förderung der Insulinresorption in der Lunge beobachtet wurde, kann angenommen werden, daß noch viele andere gefunden werden, die auch auf diese Weise agieren. Stärkekügelchen fördern wirksam die biologische Verfügbarkeit von Insulin, das über die Nasenmembranen abgegeben wird, und wurden als Fördermittel bei den erfindungsgemäßen Verfahren geprüft. Obwohl sich herausstellte, daß sie sich für die Abgabe über den Lungenweg im vorliegenden Tiermodell wenig eigneten, wird angenommen, daß dies hauptsächlich auf technische Schwierigkeiten zurückzuführen war, und daß, falls diese gelöst werden, eine erfolgreiche Abgabe auf dem Lungenweg möglich ist. Bai Cheliermitteln handelt es sich um eine Klasse von Fördermitteln, von denen angenommen wird, daß ihre Wirksamkeit auf einer Bindung von Calciumionen beruht. Da Calciumionen an der Erhaltung der räumlichen Dimensionen zwischen den Zellen beteiligt sind und außerdem die Löslichkeit von Insulin herabsetzen, würde eine Bindung dieser Ionen theoretisch sowohl die Löslichkeit von Insulin als auch die parazelluläre Permeabilität von Insulin erhöhen. Obwohl gefunden wurde, daß eines der geprüften Cheliermittel, nämlich Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA)-Natriumsalz, bei der Förderung der Insulinresorption an dem geprüften Rattenmodell nicht wirksam war, kann es sein, daß sich andere Cheliermittel, die Calciumionen binden, besser eignen.
Im allgemeinen ist es wünschenswert, das Verhältnis zwischen Insulin und Fördermittel so groß wie möglich zu halten, und zwar innerhalb eines Bereichs, der die schnelle und wirksame Förderung der Insulinresorption gestattet. Dies ist wichtig, um das Risiko von lokalen als auch systemischen Nebenwirkungen, die sich auf das Fördermittel zurückführen lassen, so gering wie möglich zu halten. Das Optimalverhältnis von Insulin zu Fördermittel läßt sich für ein beliebiges Fördermittel durch Austesten verschiedener Verhältnisse in in-vivo-Modellen wie dem hier beschriebenen feststellen. Zum Beispiel wurde Insulin mit Natriumcaprat in den folgenden Gewichtsverhältnissen kombiniert: 50/50, 75/25, 82,5/17,5 und 90/10. Eine wesentliche Verbesserung der Insulinresorption wurde mit 50% und 25% Natriumcaprat erzielt; bei 10% war die Resorptionsverbesserung gering, und die mit 17,5% erzielten Ergebnisse lagen in der Mitte. Hieraus ist ersichtlich, daß die niedrigste Wirkkonzentration von Natriumcaprat bei den erfindungsgemäßen Verfahren ungefähr 15-25% beträgt, vermutlich 20-25%. Andere Fördermittel können höhere oder niedrigere Optimalkonzentrationen in bezug auf Insulin aufweisen, und jedes einzelne Fördermittel muß daher extra geprüft werden. Aufgrund der obigen Ergebnisse kann jedoch angenommen werden, daß das Optimalverhältnis eines tensidartigen Fördermittels im allgemeinen zwischen 10 und 50% der Insulin/Fördermittelmischung ausmacht, zum Beispiel zwischen 15% und 50%, wie z. B. zwischen 25% und 50%. Es ist zu beachten, daß die oben genannten Verhältnisse das Verhältnis von Fördermittel zu ausschließlich Insulin darstellen und dabei jeder Träger oder ein weiteres gegebenenfalls vorhandenes Zusatzmittel, zum Beispiel eines, das die Pulvereigenschaften der Formulierung verbessert, dabei nicht einbezogen ist.
Die gemäß der vorliegenden Erfindung resorbierte Insulinmenge kann wesentlich höher als die ohne Fördermittel resorbierte Menge sein. In Beispiel 4 wird gezeigt, daß ein erfindungsgemäßes therapeutisches Präparat bei Inhalation eine biologische Verfügbarkeit aufweist, die über dreimal größer ist, als die eines ausschließlich Insulin enthaltenden eingeatmeten Präparats.
Die erfindungsgemäß resorbierte Insulinmenge ist vorzugsweise signifikant (p< 0,05) höher als die ohne Fördermittel resorbierte Menge.
Wie oben festgestellt, lassen sich Zusatzstoffe, die üblicherweise in therapeutischen Präparaten vorhanden sind, wie pharmazeutisch unbedenkliche Träger, bei dem erfindungsgemäßen therapeutischen Präparat verwenden. Zusatzstoffe lassen sich zum Beispiel dazu verwenden, um das Pulver auf eine Menge abzustrecken, die sich zur Abgabe von dem jeweiligen Pulverinhalator eignet; um die Verarbeitung des Präparats zu erleichtern; um die Pulvereigenschaften des Präparats zu verbessern; die Stabilität des Präparats zu verbessern, z. B. mittels Antioxidantien oder Verbindungen zum Einstellen des pH; oder um das Präparat mit einem Geschmack zu versehen. Jeglicher Zusatzstoff darf die Stabilität des Insulin oder des Resorptionsfördermittels nicht negativ beinflussen bzw. darf die Insulinresorption nicht stören. Außerdem sollte er stabil und nicht hygroskopisch sein, über gute Pulvereigenschaften verfügen und auf die Atemwege nicht störend wirken. Als Beispiele für mögliche Zusatzstoffe lassen sich Mono-, Di- und Polysaccharide, Zuckeralkohole und andere Polyole wie z. B. Lactose, Glucose, Raffinose, Melezitose, Lactit, Maltit, Trehalose, Saccharose, Mannit und Stärke nennen. Da reduzierende Zucker wie Lactose und Glucose dazu tendieren, mit Proteinen Komplexe zu bilden, können nichtreduzierende Zucker wie Raffinose, Melezitose, Lactit, Maltit, Trehalose, Saccharose, Mannit und Stärke vorzugsweise als Zusatzstoffe bei der vorliegenden Erfindung verwenden. Je nach Inhalator kann die Gesamtmenge solcher Zusatzstoffe in weiten Bereichen schwanken. Unter gewissen Umständen ist wenig bzw. kein Zusatzstoff erforderlich, während zum Beispiel bei einem Inhalator, deren Arbeitsweise große Pulvervolumina erfordert, ein sehr hoher Prozentsatz des therapeutischen Präparats aus Zusatzstoff bestehen könnte. Die erwünschte Menge Zusatzstoff läßt sich vom Fachmann den Umständen entsprechend leicht bestimmen.
Ein tragbares Inhalationsgerät, das sich für die Inhalation von Trockenpulver eignet, stellt einen nützlichen Mechanismus zur Abgabe des Pulvers in die Lungen eines Patienten dar. Es befinden sich viele solche Geräte, die typischerweise für die Abgabe von Antiasthmatika oder entzündungshemmenden Mitteln in das Atmungssystem entwickelt wurden, auf dem Markt. Bei dem Gerät handelt es sich vorzugsweise um einen Trockenpulverinhalator, der so gestaltet ist, daß das Pulver vor Feuchtigkeit geschützt ist und bei dem kein Risiko einer gelegentlichen Überdosis darstellt; außerdem sind so viele der folgenden Eigenschaften wie möglich erwünscht: Lichtschutz des Pulvers; hohe einatembare Fraktion und hohe Ablagerung in der Lunge innerhalb eines weiten Abgabebereichs; niedrige Abweichung der Dosiergenauigkeit und einatembaren Fraktion; niedrige Retention des Pulvers im Mundstück; niedrige Adsorption an die Wände des Inhalators; flexible Dosisgröße; niedriger Inhalationswiderstand. Bei dem Inhalator handelt es sich vorzugsweise um einen Einzeldosis-Inhalator, obwohl ein atembetätigter Mehrdosen-Trockenpulverinhalator ebenfalls verwendet werden kann. Vorzugsweise handelt es sich bei dem verwendeten Inhalator um einen atembetätigten Einzeldosis-Trockenpulverinhalator.
Das beschriebene Pulverpräparat läßt sich auf unterschiedliche Weise mit üblichen Techniken herstellen. Es kann erforderlich sein, die Wirkstoffe und gegebenenfalls (d. h. wenn keine geordnete Mischung erzielt werden soll) jeglichen Träger in einer geeigneten Mühle, zum Beispiel einer Strahlmühle, in einer bestimmten Prozeßstufe zu mikronisieren, um Primärpartikel herzustellen, deren Größenverteilung sich für die maximale Ablagerung in den unteren Atemwegen eignet (d. h. unter 10 um). So lassen sich zum Beispiel Insulin- und Fördermittelpulver und gegebenenfalls Träger trocken mischen, wonach die Substanzen zusammen mikronisiert werden; es ist jedoch auch möglich, die Substanzen getrennt zu mikronisieren und dann zu vermischen. Verfügen die zu mischenden Verbindungen über unterschiedliche physikalische Eigenschaften wie Härte und Sprödigkeit, so schwankt der Mikronisierungswiderstand, und es können unterschiedliche Drücke erforderlich sein, um sie auf geeignete Partikelgrößen zu bringen. Bei der gemeinsamen Mikronisierung kann daher die erhaltene Partikelgröße eines der Bestandteile nicht zufriedenstellend sein. In einem solchen Fall wäre es vorteilhaft, die unterschiedlichen Bestandteile getrennt zu mikronisieren und dann zu vermischen.
Es ist auch möglich, zuerst die Bestandteile sowie, wenn keine geordnete Mischung hergestellt werden soll, jeglichen Träger in einem geeigneten Lösungsmittel, z. B. Wasser, zu lösen, um zu einer Mischung auf molekularem Niveau zu gelangen. Mit dieser Vorgehensweise läßt sich auch der pH auf den gewünschten Wert einstellen. Es ist bekannt, daß der pH-Wert des Präparats die Resorption von Insulin durch die Nase beeinflußt, wobei die Resorption verbessert wird, wenn man sich vom isoelektrischen Punkt des Insulins, der bei ungefähr 5,5 liegt, nach oben oder unten entfernt. Das Insulin kann jedoch bei einem pH, der wesentlich oberhalb oder unterhalb 5,5 liegt, weniger stabil sein, und außerdem müssen die pharmazeutisch unbedenklichen Grenzen von pH 3,0 bis 8,5 für Inhalationsprodukte bedacht werden, da Produkte mit einem pH außerhalb dieser Grenzen zu Reizungen und Verengung der Atemwege führen können. Um ein Pulver zu erhalten, muß das Lösungsmittel durch ein Verfahren, bei dem die biologische Wirksamkeit des Insulins beibehalten wird, entfernt werden. Zu geeigneten Trocknungsmethoden zählen die Konzentration im Vakuum, die offene Trocknung, die Sprühtrocknung sowie die Gefriertrocknung. Temperaturen oberhalb 40ºC länger als einige Minuten sind im allgemeinen zu vermeiden, da das Insulin in einem gewissen Ausmaß abgebaut werden kann. Nach dem Trocknen kann das feste Material gegebenenfalls zu einem groben Pulver vermahlen und dann gegebenenfalls mikronisiert werden.
Falls gewünscht, kann das mikronisierte Pulver weiter verarbeitet werden, um die Fließeigenschaften zu verbessern, z. B. durch Trockengranulierung unter Bildung kugelförmiger Agglomerationen mit besseren Handhabungseigenschaften, bevor man damit das beabsichtigte Inhalationsgerät beschickt. In solch einem Fall würde das Gerät der Gestalt sein, daß die Agglomerationen vor dem Verlassen des Geräts im wesentlichen entagglomeriert werden, so daß die Partikel, die in die Atemwege des Patienten gelangen, großteils den gewünschten Größenbereich aufweisen.
Ist eine geordnete Mischung erwünscht, so läßt sich der Wirkstoff zum Beispiel durch Mikronisieren weiterverarbeiten, um gewünschtenfalls Partikel in einem bestimmten Größenbereich zu erhalten. Der Träger kann ebenfalls weiterverarbeitet werden, zum Beispiel um zu einer gewünschten Größe und gewünschten Oberflächeneigenschaften zu gelangen, zum Beispiel einem bestimmten Oberfläche-Gewichts-Verhältnis, oder zu einer gewissen Rauheit, und um zu optimalen Adhäsionskräften in der geordneten Mischung zu gelangen. Solche physikalischen Anforderungen an eine geordnete Mischung sowie die verschiedenen Mittel zur Gewinnung einer geordneten Mischung, die diesen Anforderungen entspricht, sind gut bekannt und lassen sich umstandsgemäß leicht vom Fachmann durchführen.
Die Erfindung soll nun anhand von Beispielen beschrieben werden, die die Erfindung veranschaulichen, jedoch nicht in ihrem Umfang einengen sollen.

BEISPIELE

VERGLEICHSBEISPIEL

Therapeutisches Insulinpräparat ohne Fördermittel

Halbsynthetisches Humaninsulin (Diosynth, 0,8 g) und Wasser (150 ml) wurden in einen Becher gegeben. Der pH wurde mit 1 M HCl auf pH 3,4 erniedrigt und dann mit 1 M NaOH auf pH 7,4 angehoben, um das Insulin zu lösen.
Man versetzte mit Lactose (handelsüblich, 9,2 g) und stellte den pH wiederum auf 7,4 ein. Die Lösung wurde gerührt, bis sie klar war oder schwach opalisierte und dann bei einer Temperatur von 37ºC im Verlauf von ungefähr zwei Tagen eingedampft.
Der erhaltene Feststoff wurde zerrieben und durch ein 0,5-mm-Sieb gesiebt, und das erhaltene Pulver wurde in einer Strahlmühle zu Partikeln mit einem Durchmesser von ungefähr 2 Mikron mikronisiert.

BEISPIEL 1

Therapeutisches Präparat mit Insulin und Natriumcaprat; Verhältnis 75 : 25

Halbsynthetisches Humaninsulin (9,75 g) und Wasser (250 ml) wurden in einen Becher gegeben. Der pH wurde mit 1 M HCl auf pH 3,4 erniedrigt und dann mit 1 M NaOH auf pH 7,4 angehoben, um das Insulin zu lösen.
Man versetzte mit Natriumcaprat (Sigma, 3,25 g) und stellte den pH wiederum auf 7,4 ein. Die Lösung wurde gerührt, bis sie klar war oder schwach opalisierte und dann bei einer Temperatur von 37ºC im Verlauf von ungefähr zwei Tagen eingedampft.
Der erhaltene Feststoff wurde zerrieben und durch ein 0,5-mm-Sieb gesiebt, und das erhaltene Pulver wurde in einer Strahlmühle zu Partikeln mit einem Durchmesser von ungefähr 2 Mikron mikronisiert.

BEISPIEL 2

Therapeutisches Präparat mit Insulin und Natriumcaprat, lactosehaltig; Verhältnis 50 : 25 : 25

Halbsynthetisches Humaninsulin (7,5 g) wurde in Wasser (150 ml) wie in Beispiel 1 angeführt gelöst. Man versetzte mit Natriumcaprat (3,75 g) und Lactose (3,75 g) und verfuhr wie in Beispiel 1, wodurch man ein Pulver erhielt, das großteils aus Partikeln mit einem Durchmesser von ungefähr 2 Mikron bestand.

BEISPIEL 3

Therapeutisches Präparat mit Insulin und Natriumcaprat, lactosehaltig; Verhältnis 4 : 4 : 92

Man verfuhr wie in Beispiel 2, jedoch unter Verwendung von 0,5 g halbsynthetischem Humaninsulin, 150 ml Wasser, 0,5 g Natriumcaprat und 11,5 g Lactose.

INHALATIONSSTUDIEN

Studie 1

Das Präparat nach Beispiel 1 wurde für eine Einatmungsstudie an zwei Hunden verwendet. Das Präparat wurde in einen Wright Dust-Feed-Inhalationsapparat gefüllt und an die Hunde verabreicht. Die Dosis betrug 1 E/kg (1 E = eine Einheit Humaninsulin = 35 ug Humaninsulin, 100%). Die Blutglucose- und Plasmainsulinspiegel wurden nach unterschiedlichen Zeiträumen gemessen, und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 und 2 unten zusammengefaßt. TABELLE 1
n. b. = nicht bestimmt TABELLE 2
n. b. = nicht bestimmt
Aus den Tabellen geht hervor, daß die Insulin/Natriumcaprat-Formulierung den Plasmainsulinspiegel deutlich erhöht und die Blutglucose deutlich erniedrigt. Der Spitzenwert für Plasmainsulin und der Trogwert für die Blutglucose ist nach ungefähr 15 bzw. 60 Minuten erreicht.

Studie 2

Die Präparate des Vergleichsbeispiels und von Beispiel 1 wurden jeweils mittels eines Wright Dast- Feed-Inhalationsgeräts an vier oder fünf Hunden verabreicht, und zwar in einer konstanten Dosierung von 1 E/kg. Die Auswirkung jeder Formulierung auf die Plasmainsulinspiegel und Blutglucosespiegel wurden zu verschiedenen Zeitpunkten bestimmt und die Ergebnisse sind in Fig. 1 und 2 dargestellt. Es wurde beobachtet, daß die Formulierung, die sowohl Insulin als auch Fördermittel enthielt, zu einem Anstieg der Plasmainsulinspiegel von ungefähr 20 uE/ml zum Zeitpunkt null auf ungefähr 80 uE/ml 15 Minuten nach Einatmen des Pulvers führte, während die Kontrollformulierung, die kein Fördermittel enthielt, im wesentlichen zu keiner Veränderung der Plasmainsulinspisgel führte. Ebenso wurde bei den Kontrolltieren ein maximales Absinken der Blutglucose von ungefähr 0,5 mmol/l nach Einatmen von Insulin ohne Fördermittel verzeichnet, während bei den Tieren, die Insulin und das Fördermittel eingeatmet hatten, ein vorübergehendes Absinken um ungefähr 1,7 mmol/l, nämlich von ungefähr 4,0 mmol/l auf ungefähr 2,3 mmol/l, zu verzeichnen war. Insulin in Kombination mit dem Fördermittel Natriumcaprat wurde daher rasch in den Systemkreislauf resorbiert und rasch daraus ausgeschieden, wobei das vorübergehende Absinken des Blutglucosespiegels entsprechend war. Im Gegensatz dazu wurde Insulin zusammen mit dem Träger (Lactose), jedoch ohne Förderer, nachweisbar nur äußerst wenig resorbiert (p = 0,0002 für Insulin/Caprat im Vergleich zu Insulin/Lactose).

Studie 3

Die Präparate von Beispiel 1-3 wurden jeweils auf unterschiedlichen Dosisniveaus an zwei Hunden geprüft. Die Präparate wurden mittels eines Wright Dust-Feed-Inhalationsapparats verabreicht. Die Plasmainsulin- und Blutglucosespiegel wurden zu unterschiedlichen Zeitpunkten nach dem Einatmen gemessen. Die Ergebnisse sind in Fig. 3-6 angegeben und zeigen, daß Insulin in Kombination mit Natriumcaprat in unterschiedlichen Proportionen rasch resorbiert wird, und daß nach 20-30 Minuten Spitzenwerte erzielt werden, wonach der Blutglucosaspiegel entsprechend absinkt. Außerdem geht aus den Ergebnissen hervor, daß das Einatmen von Insulinpulver zu einem Plasmaprofil führt, das dem natürlichen physiologischen Profil ähnlicher ist als das nach subkutaner Injektion von Insulin erhaltene Profil.

Beispiel 4

Insulin und Natrimcaprat, 75 : 25; Mischen der mikronisierten Pulver

Biosynthetisches Humaninsulin (53 g) wurde in einer Airfilco Strahlmühle (Warenzeichen, Airfilco Process Plant Limited) mit unter Druck stehendem Stickstoff (Eingangsdruck 7 bar, Kammerdruck 5 bar) auf einen Durchmesser, dessen Medianwert 2,4 Mikrometer betrug, mikronisiert.
Natriumcaprat (170 g) wurde in einer Airfilco Strahlmühle (WZ) mit unter Druck stehendem Stickstoff (Eingangsdruck 5 bar, Kammerdruck 3 bar) auf einen Durchmesser, dessen Medianwert 1,6 Mikrometer betrug, mikronisiert.
Das mikronisierte biosynthetische Humaninsulin (45 g) und Natriumcaprat (14,26 g) wurden nach folgender Vorgehensweise trocken vermischt: Die Hälfte des Insulins wurde in ein Mischgerät gegeben, das aus einem Mischzylinder mit einem Volumen von 4, 4 Litern bestand und durch ein 1 mm-Sieb in zwei Bereiche geteilt war, wobei sich in jeden Bereich ein Metallring zur Unterstützung des Mischungs- und Rührvorgangs befand, gefüllt. Dann gab man das Natriumcaprat und schließlich das restliche Insulin zu. Man schloß den Mischzylinder, wendete ihn um 180 Grad und befestigte ihn in einem motorbetriebenen Schüttler. Der Motor wurde angestellt und es wurde ungefähr zwei Minuten lang geschüttelt, bis alles Insulin und Natriumcaprat durch das Sieb getrieben waren. Der Motor wurde abgestellt und der Mischzylinder um 180 Grad gewendet, wiederum auf dem Schüttler befestigt, und man schüttelte wiederum, bis alles Pulver durch das Sieb getrieben war. Dies wurde noch achtmal wiederholt, wodurch man zu einer Gesamtmischzeit von ungefähr 20 Minuten gelangte.
Das so erhaltene Präparat wurde an 5 Hunde auf dem Atemweg verabreicht, und zwar unter Verwendung eines Wright Dust-Feed - Inhalationsgeräts und in einer Dosierung von 1 E/kg, und die Plasmainsulinspiegel wurden zu verschiedenen Zeitpunkten nach dar Verabreichung bestimmt.
Die erhaltenen Ergebnisse wurden mit den Plasmainsulinspiegeln verglichen, die erhalten wurden, wenn biosynthetisches Insulin, das wie oben auf einen Durchmesser mit einem Massen-Medianwert von 2,4 Mikrometer mikronisiert worden war, in gleicher Weise und in der gleichen Dosishöhe an fünf Hunde verabreicht wurde, sowie mit den Plasmainsulinspiegeln, die erhalten wurden, wenn ein therapeutisches Präparat mit Insulin und Natriumcaprat im Verhältnis von 90 : 10 auf gleiche Weise und in den gleichen Dosierungen wie oben an fünf Hunde verabreicht wurde, verglichen. In diesem Fall wurden die therapeutischen Präparate wie folgt hergestellt: Halbsynthetisches Humaninsulin wurde gelfiltriert, um den Zinkgehalt von 0,52% auf 0,01% in bezug auf den Insulingehalt zu verringern. Insulin (4,5 g) und Natriumcaprat (0,5 g) wurden in Wasser gelöst (232 ml). Die Lösung wurde bis zum Klarwerden gerührt und der pH auf 7,0 eingestellt. Die Lösung wurde im Verlauf von ungefähr zwei Tagen auf 37ºC eingedampft. Der erhaltene Feststoff wurde zerbrochen und durch ein 0,5 mm-Sieb gesiebt, und das erhaltene Pulver wurde in einer Strahlmühle zu Partikeln mikronisiert, deren Durchmesser einen Massen-Medianwert von 3,1 Mikrometern aufwies.
Die Ergebnisse dieser Vergleiche sind in Fig. 9 dargestellt. Die Ergebnisse zeigen, daß bei der 90 : 10 Formulierung die biologische Verfügbarkeit von Insulin in einem gewissen Ausmaß anstieg und daß bei dem erfindungsgemäßen 75 : 25-Präparat die biologische Verfügbarkeit von Insulin im Vergleich mit Insulin allein drastisch anstieg (p = 0,0147 für den Unterschied zwischen 75 : 25 und 100 : 0).

Beispiel 5

Auswahl der Fördermittel

Jeder der in Tabelle III angeführten Verbindungen wurde auf ihre Fähigkeit, die Aufnahme von Insulin zu fördern und so die Blutglucosespiegel zu beeinflussen, am Rattenmodell geprüft. Das Insulin wurde in verschiedenen Formen eingesetzt: rekombinantes oder halbsynthetisches Human- oder Rinderinsulin. Jede Formulierung wurde wie in den Beispielen 1-3 oben hergestellt, wobei die Insulin/Fördermittel-Lösung getrocknet und verarbeitet wurde, um ein Pulver zur Inhalation herzustellen.
Das Pulver wurde an Ratten auf dem Atmungsweg verabreicht, und die Blutglucosespiegel der Ratten wurde anschließend kontrolliert. Diese Spiegel wurden mit den entsprechenden Werten von Ratten, die Insulinformulierungen ohne Fördermittel eingeatmet hatten, verglichen. TABELLE III
+ Wirkung, d. h. Fördermittel führt zu einer wesentlichen Abnahme des Blutglucosespiegels
- keine oder sehr geringe Wirkung
(+) Wirkung, jedoch nicht so ausgeprägt wie "+"

Beispiel 6

Auswahl der Fördermittel

Zur Beurteilung der Fähigkeit von verschiedenen Fördererverbindungen, den Transport von Insulin und anderen Markern durch eine Epitelzell-Einzelschicht als Modell für Epitelzellschicht, die in der Lunge den Alveolus von der Blutzufuhr zur Lunge trennt, zu fördern, wurde ein Standard-in-vitro-Test entwickelt, bei dem eine Epitelzellinie, nämlich CaCo-2 (von der American Type Culture Collection (ATCC), Rockville, MD, USA erhältlich) entwickelt. Bei diesem Test werden das Fördermittel und das Insulin oder andere Marker in einer wäßrigen Lösung gelöst, und zwar in unterschiedlichen Verhältnissen und/oder Konzentrationen, und auf die Apikalseite der Zelleinzelschicht aufgetragen. Nach 60 minütiger Inkubation bei 37ºC und 95% RLF (relative Luftfeuchtigkeit), wird die Markermenge auf der Basolateralseite der Zellen bestimmt: zum Beispiel mittels eines radioaktiv markierten Markers. Für das in den in Fig. 5 und 6 gezeigten Versuchen geprüfte Fördermittel (Natriumcaprat) ist die Markermenge (Mannit, MG 360), die auf der Basolateralseite erscheint, von der Konzentration des Förderers abhängig, und zwar mindestens bis zu 16 mM Natriumcaprat (Fig. 7). Dies ist auch dann der Fall, wenn die Fördermittel-Mannitmischung (Natrium caprat : Insulin 1 : 3, gewichtsmäßig) mit Insulin versetzt wird) (Fig. 8). Es wurde auch gefunden, daß diese Natriumcapratkonzentration (16 mM) die Resorption von Insulin durch die Zelleinzelschicht hindurch fördert. Die Insulinmenge, die die Einzelschicht durchdringt, war in Gegenwart von 16 mM Natriumcaprat im Vergleich zu der Menge ohne jedes Fördermittel doppelt so groß. Es wird erwartet, daß die Zellpermeabilität bei höheren Natriumcapratkonzentrationen weiter erhöht wird; die Möglichkeit, daß Natriumcaprat cytotoxisch wirkt, kann jedoch die Verwendung von wesentlich höheren Konzentrationen dieses bestimmten Förderers verhindern.
Dieses in-vitro-Modell der Epitelzellpermeabilität läßt sich als Screening-Werkzeug für die Schnellprüfung jedes beliebigen Fördermittels auf seine Verwendungsfähigkeit in den erfindungsgemäßen Verfahren verwenden.

Claims

1. Therapeutisches Präparat mit den Wirkstoffen (A) Insulin und (B) einer Substanz, die die Resorption von Insulin in den unteren Atemwegen fördert, in Form eines Trockenpulvers zur Inhalation, bei dem mindestens 50% des Gesamtgewichts der Wirkstoffe aus (a) Partikeln mit einem Durchmesser von bis zu 10 Mikron bzw. (b) Agglomerationen solcher Partikel besteht.

2. Therapeutisches Präparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das therapeutische Präparat nur diese Wirkstoffe enthält.

3. Therapeutisches Präparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trockenpulver zusätzlich zu den Wirkstoffen einen pharmazeutisch unbedenklichen Träger enthält.

4. Therapeutisches Präparat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstoff aus der Gruppe umfassend Mono-, Di- und Polysaccharide, Zuckeralkohole und andere Polyole stammt.

5. Therapeutisches Präparat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Zusatzstoff um einen nichtreduzierenden Zucker handelt.

6. Therapeutisches Präparat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Zusatzstoff um Raffinose, Melezitose, Lactit, Maltit, Trehalose, Saccharose, Mannit oder Stärke handelt.

7. Therapeutikum nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus Partikel mit einem Durchmesser von bis zu 10 Mikron besteht, und zwar so, daß mindestens 50% des Trockenpulvers aus (a) Partikeln mit einem Durchmesser von bis zu 10 Mikron bzw. (b) Agglomerationen solcher Partikel besteht.

8. Therapeutisches Präparat nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus groben Partikeln besteht, und zwar so, daß sich eine geordnete Mischung aus Wirkstoffen und Träger bilden läßt.

9. Therapeutisches Präparat nach Anspruch 7, bei dem mindestens 50% des Trockenpulvers aus (a) Partikeln mit einem Durchmesser zwischen 1 und 6 Mikron bzw. (b) Agglomerationen solchen Partikel besteht.

10. Therapeutisches Präparat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mindestens 50% des Gesamtgewichts der Wirkstoffe (A) und (B) aus Partikeln mit einem Durchmesser zwischen 1 und 6 Mikron besteht.

11. Therapeutisches Präparat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Insulin um Rinderinsulin, Schweineinsulin, biosynthetisches oder halbsynthetisches Humaninsulin oder um ein biologisch wirksames Humaninsulinderivat handelt.

12. Therapeutisches Präparat nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Insulin um halbsynthetisches Humaninsulin handelt.

13. Therapeutisches Präparat nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Insulin um biosynthetisches Humaninsulin handelt.

14. Therapeutisches Insulinpräparat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Substanz, die die Insulinresorption in den unteren Atemwagen fördert, um eine Substanz handelt, die die Insulinresorption durch die Epithelzellschicht in den unteren Atemwegen hindurch in das benachbarte Lungengefäßsystem verstärkt.

15. Therapeutisches Präparat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Substanz, die die Insulinresorption in den unteren Atemwegen fördert, um ein Tensid handelt.

16. Therapeutisches Präparat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Substanz, die die Insulinresorption in den unteren Atemwegen fördert, um ein anionisches Tensid handelt.

17. Therapeutisches Präparat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Substanz, die die Insulinresorption in den unteren Atemwegen fördert, um ein Gallensalz oder Gallensalzderivat handelt.

18. Therapeutisches Präparat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Substanz, die die Insulinresorption in den unteren Atemwegen fördert, um das Natriumursodesoxycholat, -taurocholat, -glycocholat oder -taurodihydrofusidat handelt.

19. Therapeutisches Präparat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Substanz, die die Insulinresorption in den unteren Atemwegen fördert, um Natriumtaurocholat handelt.

20. Therapeutisches Präparat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Substanz, die die Insulinresorption in den unteren Atemwegen fördert, um ein Phospholipid handelt.

21. Therapeutisches Präparat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Substanz, die die Insulinresorption in den unteren Atemwegen fördert, um ein Alkylglykosid handelt.

22. Therapeutisches Präparat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dar Substanz, die die Insulinresorption in den unteren Atemwegen fördert, um ein Cyclodextrin oder Cyclodextrinderivat handelt.

23. Therapeutisches Präparat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Substanz, die die Insulinresorption in den unteren Atemwegen fördert, um ein Fettsäuresalz handelt.

24. Therapeutisches Präparat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Substanz, die die Insulinresorption in den unteren Atemwegen fördert, um ein Gallensalz handelt.

25. Therapeutisches Präparat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Substanz, die die Insulinresorption in den unteren Atemwegen fördert, um ein Acylcarnitin handelt.

26. Therapeutisches Präparat mit den Wirkstoffen (A) Insulin und (8) Natriumtaurocholat, wobei dieses Präparat in Form eines Trockenpulvers zur Inhalation vorliegt, bei dem mindestens 50% des Gesamtgewichts der Wirkstoffe (A) und (B) aus (a) Primärpartikeln mit einem Durchmesser von unter 10 Mikron bzw. (b) Agglomerationen solcher Partikel besteht.

27. Therapeutisches Präparat nach Anspruch 26, das nur die genannten Wirkstoffe enthält.

28. Therapeutisches Präparat nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Trockenpulver zusätzlich zu den Wirkstoffen einen pharmazeutisch unbedenklichen Träger enthält.

29. Therapeutisches Präparat mit Insulin, Natriumtaurocholat und einem pharmazeutisch unbedenklichen Träger, wobei dieses Präparat in Form eines Trockenpulvers zur Inhalation vorliegt, bei dem mindestens 50 Gew.-% aus (a) Partikeln mit einem Durchmesser von unter ungefähr 10 Mikron bzw. (b) Agglomerationen dieser Partikel besteht.

30. Therapeutisches Präparat mit den Wirkstoffen (A) Insulin und (B) Natriumtaurocholat, wobei mindestens 50% der Gesamtmenge der Wirkstoffe (A) und (B) aus Partikeln mit einem Durchmesser von unter ungefähr 10 Mikron und einem pharmazeutisch unbedenklichen Träger besteht, wobei dieses Präparat in Form eines Trockenpulverpräparats zur Inhalation vorliegt, bei dem aus den Wirkstoffen und dem pharmazeutisch unbedenklichen Träger eine geordnete Mischung gebildet werden kann.

31. Therapeutisches Präparat mit den Wirkstoffen (A) Insulin und (B) einem Acylcarnitin, wobei sich das Präparat in Form eines Trockenpulvers zur Inhalation befindet, bei dem mindestens 50% des Gesamtgewichts der Wirkstoffe (A) und (B) aus (a) Primärpartikeln mit einem Durchmesser von unter 10 Mikron bzw. (b) Agglomerationen solcher Partikel besteht.

32. Therapeutisches Präparat nach Anspruch 31, das nur diese Wirkstoffe enthält.

33. Therapeutisches Präparat nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß das Trockenpulver zusätzlich zu den Wirkstoffen einen pharmazeutisch unbedenklichen Träger enthält.

34. Therapeutisches Präparat mit Insulin, Acylcarnitin und einem pharmazeutisch unbedenklichen Träger, wobei dieses Präparat in Form eines Trockenpulvers zur Inhalation vorliegt, bei dem mindestens 50 Gew.-% aus (a) Partikeln mit einem Durchmesser von unter ungefähr 10 Mikron bzw. (b) Agglomerationen dieser Partikel besteht.

35. Therapeutisches Präparat mit den Wirkstoffen (A) Insulin und (B) ein Acylcarnitin, wobei mindestens 50% der Gesamtmenge der Wirkstoffe (A) und (B) aus Partikeln mit einem Durchmesser von unter ungefähr 10 Mikron und einem pharmazeutisch unbedenklichen Träger besteht, wobei dieses Präparat in Form eines Trockenpulverpräparats zur Inhalation vorliegt, bei dem aus den Wirkstoffen und dem pharmazeutisch unbedenklichen Träger eine geordnete Mischung gebildet werden kann.

36. Therapeutisches Präparat mit den Wirkstoffen (A) Insulin und (H) einem Alkylglycosid, wobei das Präparat in Form eines Trockenpulvers zur Inhalation vorliegt, bei dem mindestens 50% des Gesamtgewichts der Wirkstoffe (A) und (B) aus (a) Primärpartikeln mit einem Durchmesser von unter 10 Mikron bzw. (b) Agglomerationen solcher Partikel besteht.

37. Therapeutisches Präparat nach Anspruch 36, das nur diese Wirkstoffe enthält.

38. Therapeutisches Präparat nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß das Trockenpulver zusätzlich zu den Wirkstoffen einen pharmazeutisch unbedenklichen Träger enthält.

39. Therapeutisches Präparat mit Insulin, Alkylglycosid und einem pharmazeutisch unbedenklichen Träger, wobei diese Präparat in Form eines Trockenpulvers zur Inhalation vorliegt, bei dem mindestens 50 Gew.-% aus (a) Partikeln mit einem Durchmesser von unter ungefähr 10 Mikron bzw. (b) Agglomerationen dieser Partikel besteht.

40. Therapeutisches Präparat mit den Wirkstoffen (A) Insulin und (B) ein Alkylglycosid, wobei mindestens 50% der Gesamtmenge der Wirkstoffe (A) und (B) aus Partikeln mit einem Durchmesser von unter ungefähr 10 Mikron und einem pharmazeutisch unbedenklichen Träger besteht, wobei dieses Präparat in Form eines Trockenpulverpräparats zur Inhalation vorliegt, bei dem aus den Wirkstoffen und dem pharmazeutisch unbedenklichen Träger eine geordnete Mischung gebildet werden kann.

41. Therapeutisches Präparat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Insulin zu Förderer in diesem Präparat im Bereich von 9 : 1 bis 1 : 1 liegt.

42. Therapeutisches Präparat nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis im Bereich von 5 : 1 bis 2 : 1 liegt.

43. Therapeutisches Präparat nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis im Bereich von 4 : 1 bis 3 : 1 liegt.

44. Verwendung eines therapeutischen Präparats nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Inhalationsgerät.

45. Verwendung nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß das Inhalationsgerät das Pulver zur Inhalation vor Feuchtigkeit schützt und ein minimales Risiko einer Überdosierung aufweist.

46. Verwendung nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Inhalationsgerät um einen atembetätigten Einzeldosis-Trockenpulverinhalator zur einmaligen Verwendung handelt.

47. Verwendung nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Inhalationsgerät um einen atembetätigten Mehrdosen-Trockenpulverinhalator zur mehrmaligen Verwendung handelt.

48. Trockenpulverinhalatorgerät mit dem therapeutischen Präparat nach einem der Ansprüche 1 bis 43.

49. Atembetätigter Einzeldosis-Trockenpulverinhalator zur einmaligen Behandlung mit einem therapeutischen Präparat zur Inhalation, wobei dieses Präparat die Wirkstoffe (A) Insulin und (B) Natriumtaurocholat enthält und in Form eines Trockenpulvers vorliegt, bei dem mindestens 50% des Gesamtgewichts der Wirkstoffe (A) und (B) aus Partikeln mit einem Durchmesser von bis zu 10 Mikron besteht.

50. Atembetätigter Einzeldosis-Trockenpulverinhalator zur einmaligen Behandlung mit einem therapeutischen Präparat zur Inhalation, wobei dieses Präparat die Wirkstoffe (A) Insulin und (B) ein Acylcarnitin enthält und in Form eines Trockenpulvers vorliegt, bei dem mindestens 50% des Gesamtgewichts der Wirkstoffe (A) und (B) aus Partikeln mit einem Durchmesser von bis zu 10 Mikron besteht.

51. Atembetätigter Einzeldosis-Trockenpulverinhalator zur einmaligen Behandlung mit einem therapeutischen Präparat zur Inhalation, wobei dieses Präparat die Wirkstoffe (A) Insulin und (B) ein Alkylglycosid enthält und in Form eines Trockenpulvers vorliegt, bei dem mindestens 50% des Gesamtgewichts der Wirkstoffe (A) und (B) aus Partikeln mit einem Durchmesser von bis zu 10 Mikron besteht.

52. Verfahren zur Herstellung eines therapeutischen Insulinpräparats, bei dem man eine Lösung von Insulin und einer Substanz, die die Insulinresorption in den unteren Atemwegen fördert, bildet, das Lösungsmittel durch Abdampfen oder auf andere Weise entfernt, um zu einem Feststoff zu gelangen, und gegebenenfalls diesen Feststoff mahlt und/oder mischt, wodurch man zu einem Pulver gelangt, das zu mindestens 50% aus Partikeln mit einem Durchmesser von bis zu 10 Mikron besteht.

53. Verfahren nach Anspruch 52, bei dem man zusätzlich zu der Substanz, die die Resorption in den unteren Atemwegen fördert, einen pharmazeutisch unbedenklichen Träger zugibt.

54. Verfahren zur Herstellung eines therapeutischen Insulinpräparats, bei dem man Insulin mit einer Substanz, die die Insulinresorption in den unteren Atemwegen fördert, trocken vermischt und gegebenenfalls diesen Feststoff mahlt und/oder mischt, wodurch man zu einem Pulver gelangt, das zu mindestens 50% aus Partikeln mit einem Durchmesser von bis zu 10 Mikron besteht.

55. Verfahren nach Anspruch 54, bei dem man einen pharmazeutisch unbedenklichen Träger mit dem Insulin und der Substanz, die die Insulinresorption in den unteren Atemwegen fördert, trocken vermischt.

56. Verfahren nach Anspruch 52 oder 54, bei dem das Präparat außerdem mikronisiert wird.

57. Verfahren nach Anspruch 53 oder 55, bei dem außerdem mit dem Pulver und einem pharmazeutisch unbedenklichen Träger eine geordnete Mischung hergestellt wird.

58. Verwendung eines Förderers zur Herstellung eines Trockenpulver-Insulinpräparats zur Inhalation, bei dem die systemische Insulinresorption in den unteren Atemwegen gefördert ist und bei dem mindestens 50% der Gesamtmenge an Insulin und Förderer aus (1) Partikeln mit einem Durchmesser von 10 Mikron oder weniger bzw. (2) Agglomerationen dieser Partikel besteht.

59. Verwendung nach Anspruch 58, wobei es sich bei dem Förderer um ein Tensid handelt.

60. Verwendung nach Anspruch 58, wobei es sich bei dem Förderer um ein Gallensalz oder ein Gallensalzderivat handelt.

61. Verwendung nach Anspruch 58, wobei es sich bei dem Förderer um ein Natriumtaurocholat handelt.

62. Verwendung nach Anspruch 58, wobei es sich bei dem Förderer um ein Acylcarnitin handelt.

63. Verwendung nach Anspruch 58, wobei es sich bei dem Förderer um ein Alkylglycosid handelt.

64. Verwendung eines therapeutischen Präparats nach einem der Ansprüche 1 bis 43 zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung von Diabetes.