DE2902297C2 - - Google Patents
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- C08B37/0012—Cyclodextrin [CD], e.g. cycle with 6 units (alpha), with 7 units (beta) and with 8 units (gamma), large-ring cyclodextrin or cycloamylose with 9 units or more; Derivatives thereof
- C08B37/0015—Inclusion compounds, i.e. host-guest compounds, e.g. polyrotaxanes
Description
Die Erfindung betrifft einen Einschlußkomplex von β-Cyclodextrin und
Indomethacin.
Es ist bekannt, daß Cyclodextrine mit anderen Molekülen, die die geeignete
Größe und Polarität aufweisen, Einschlußkomplexe bilden (J. Pharm. Sci., 64,
1585 (1975)). Die Cyclodextrine oder Schardinger-Dextrine sind Cycloamylosen
oder Cycloglukane oder cyclische Oligosaccharide, deren bekannteste
Vertreter das aus 6-Anhydro-glukopyranose-Einheiten bestehende
α-Cyclodextrin und das aus 7 Anhydro-glukopyranose-Einheiten bestehende
β-Cyclodextrin sind.
Es ist weiterhin bekannt, daß 1-(p-Chlor-benzoyl)-5-methoxy-2-methyl-indol-
3-yl-essigsäure (Indomethacin) ein entzündungshemmendes Arzneimittel ist,
das den Nachteil hat, daß es in Nebenwirkung zur Bildung von Geschwüren
führt (GB-PS 997 638). Indomethacin weist außerdem eine Schwangerschafts-
Schutzwirkung auf, auch bei dieser Anwendung stellt die Nebenwirkung der
Geschwürbildung einen großen Nachteil dar.
Es wurde gefunden, daß der Einschlußkomplex von Cyclodextrin und Indomethacin
mit einem Molverhältnis von 2 : 0,9 bis 1,1 überraschender Weise im
Gegensatz zum Indomethacin die Nebenwirkung der Geschwürbildung nicht
aufweist, aber gleich intensiv wirksam
als entzündungshemmendes Mittel und als Schwangerschafts-Schutzmittel ist.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung des Einschluß-
Komplexes von β-Cyclodextrin und Indomethacin mit einem Molverhältnis von
2 : 0,9 bis 1,1, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man etwa 2 Mol
b-Cyclodextrin mit 1 Mol 1-(p-Chlor-benzoyl)-5-methoxy-2-methyl-indol-
3-yl-essigsäure (Indomethacin) umsetzt.
Die Wirkung, die Cyclodextrin und Indomethacin aufeinander ausüben, wurde
von Hama, Nambu und Nagai (Chem. Pharm. Bull. 23, 1205 (1975)) untersucht,
die gefunden haben, daß mit zunehmender Konzentration an β-Cyclodextrin
in einer wäßrigen Lösung auch die Löslichkeit des Indomethacins zunimmt.
Die ursprüngliche Löslichkeit von 3,5 × 10-4 Mol/l bei 35°C, konnte auf
9,8 × 10-4 Mol/l erhöht werden, was einer 2,8-fachen Steigerung entsprach.
Es ist auch bekannt, das Indomethacin in wäßriger Lösung in Gegenwart
von Glucose schnell, in Gegenwart von α-Cyclodextrin dagegen langsam
hydrolysiert und das β-Cyclodextrin die Hydrolyse hemmt.
Kurozumi, Nambu und Nagai (Chem. Pharm. Bull 23, 3062 (1975)) versuchten den
Cyclodextrin-Indomethacinkomplex herzustellen, wobei 100 ml einer Lösung
von 10-3 Mol Cyclodextrin mit 20 ml einer Lösung von 3 × 10-3 Mol
Indomethacin in Äther bei Raumtemperatur 24 Stunden geschüttelt wurden
und das so erhaltene Produkt nach dem Kühlen auf 2°C kristallisiert wurde.
Das ausgefallene Produkt enthielt überhaupt kein Indomethacin, es bestand
nur aus reinem β-Cyclodextrin. Dies wurde damit erklärt, daß der Hohlraum-
Durchmesser des β-Cyclodextrin nur 7-8 Å beträgt, das Indomethacin
dagegen einen Molekül-Durchmesser von 8,5 Å hat, also für einen Einbau
in den Hohlraum des b-Cyclodextrins zu groß ist.
Es ist auch versucht worden, den Komplex durch Lyophilisierung herzustellen.
Hierbei wurde das Indomethacin mit einer 28%igen wäßrigen Ammoniumhydroxid-
Lösung ins Ammoniumsalz übergeführt und auf diese Weise in eine wäßrige
Lösung gebracht, die mit der äquimolaren Menge des β-Cyclodextrins in
wäßriger Lösung versetzt wurde. Das so erhaltene Gemisch wurde gefroren
und lyophilisiert. In dem so erhaltenen Produkt, einem Gemisch, konnte
sowohl das Ausgangs-Indomethacin, als auch die Gesamtmenge des
β-Cyclodextrins nachgewiesen werden, das molare Verhältnis betrug also
etwa 1 : 1 (in der Veröffentlichung war ein Molverhältnis von Indomethacin
: β-Cyclodextrin = 0,92 : 1 angegeben worden).
Die Autoren haben sich auf Röntgendiffraktions-Pulverdiagramme bezogen
um nachzuweisen, daß es sich bei einem 1 : 1 Gemisch eigentlich um einen
Komplex handelt. In der Veröffentlichung werden die Röntgendiffraktions-
Pulverdiagrame des mit Ibufenac ((p-Isobutylphenyl)-essigsäure)
erhaltenen Komplexes - nach Kristallisatioin bzw. Lyophilisierung -
angegeben. Aus diesen Diagrammen geht eindeutig hervor, daß die
Pulverdiagramme des lyophilisierten β-Cyclodextrins und des
lyophilisierten Ibufenca-β-Cyclodextrins praktisch identisch sind, und
dem amorphen Zustand entsprechen. Es ist allgemein bekannt, daß man durch
Lyophilisierung amorphe Pulver erhalten kann, die bei der
Röntgendiffraktions-Aufnahmetechnik keine signifikanten Kennwerte aufweisen.
Nach Takeo und Kuge (Agric. Biol. Chem., 34, 1787 (1970)) geben die
getrockneten, wasserfreien Einschlußkomplexe des β-Cyclodextrins immer
gleiche Pulverdiagramme, und zwar unabhängig davon, mit welchem Gastmolekül
der Komplex gebildet wurde. Röntgendiffraktionsdiagramme sind also für die
Feststellung der Komplexbildung von lyophilisierten Stoffen nicht geeignet.
Die oben angegebene Veröffentlichung betrifft somit nicht die Herstellung
des Indomethacin-Cyclodextrinkomplexes, da als Endprodukt ein physikalisches
Gemisch von Cyclodextrin und Ammoniumsalz des Indomethacins erhalten wurde.
Nach den Erfahrungen können die Indomethacinsalze nicht in Einschlußkomplexe
von β-Cyclodextrin übergeführt werden, da die Salze zu stark ionisch, also
hydrophil, sind.
Der Versuch der japanischen Autoren einen Komplex mit einem molaren
Verhältnis von 1 : 1 herzustellen, war nicht erfolgreich.
Die Erfindung betrifft einen Komplex aus etwa 2 Molekülen β-Cyclodextrin
und 1 Molekül Indomethacin.
Es wurde überraschender Weise gefunden, daß Indomethacin vom Standpunkt der
Komplexbildung aus als eine bifunktionelle Verbindung angesehen werden
kann, da der eine Teil des Moleküls, die p-Chlorphenylgruppe, in den
Hohlraum eines β-Cyclodextrinmoleküls und der andere Teil des Moleküls
der die Carboxylgruppe enthält, in den Hohlraum eines zweiten
β-Cyclodextrinmoleküls eingebaut werden kann. Diesen Komplex veranschaulicht
Fig. 1, in der die beiden Scheiben mit den Hohlräumen für das weiter unten
dargestellte β-Cyclodextrin stehen. Das Molverhältnis von β-Cyclodextrin :
Indomethacin in der Verbindung ist also etwa 2 : 1.
Man kann aber auch ein Produkt mit dem Molverhältnis 1 : 1 herstellen.
In dem Fall tritt nur eine Bindung zwischen dem β-Cyclodextrinring und der
p-Chlorphenylgruppe ein, was zur Folge hat, daß sich der entstandene
Komplex in den physikalisch-chemischen und biologischen Eigenschaften sehr
stark von den Eigenschaften des Komplexes mit einem Molverhältnis von
etwa 2 : 1 unterscheidet. Durch die Bildung des Komplexes mit dem
Molverhältnis von 1 : 1 werden die schädlichen Nebenwirkungen des
Indomethacins nicht vermindert, im Gegenteil, sie werden gesteigert,
während durch die Bildung des 2 : 1 Komplexes diese Nebenwirkungen stark
herabgesetzt werden. Auch die physikalisch-chemischen Angaben unterstreichen
die Verschiedenheit der beiden Komplexe, so wird z. B. der Wert der
Säuredissoziationskonstante (pKa) durch den Einbau der zwei β-Cyclodextrin-
Ringe in beträchtlichem Maße erhöht.
Zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung wird zweckmäßig so vorgegangen,
daß man eine wäßrige Lösung des b-Cyclodextrins mit einer Lösung des
Indomethacins in einem inerten organischen Lösungsmittel zur Reaktion
bringt. Als inertes Lösungsmittel wird ein organisches Lösungsmittel
verwendet, das das Indomethacin löst aber mit dem β-Cyclodextrin keinen
stabilen Komplex bildet. Einige Beispiele hierfür sind: C1-3-Alkanole
(wie Methanol oder Äthanol), Ketone (wie Aceton) oder Äther (wie
Tetrahydrofuran oder Diäthyläther. Die Reaktion kann bei 50 bis 100°C,
vorzugsweise bei 60 bis 80°C, durchgeführt werden. Die Reaktion kann nur
unter Erhitzen vorgenommen werden, da in dem inneren Teil des
β-Cyclodextrin-Hohlraums nur durch Wasserstoffbildung fixierte
Wassermoleküle vorhanden sind, deren Abspaltung nur durch Erhöhung der
Temperatur möglich ist. Die Reaktion nimmt einige Stunden in Anspruch.
Der gebildete Komplex wird vorzugsweise durch Kühlen des Reaktionsgemisches
und dann durch Abfiltrieren oder Zentrifugieren des ausgefallenen
Niederschlags isoliert.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das β-Cyclodextrin
aus der mit Cyclodextrinase-Enzym in dem Reaktionsgemisch vorhydrolysierten
Stärke gebildet. Während des Prozesses wird die Stärkesuspension bei
erhöhter Temperatur (100 bis 200°C) verkleistert und dann mit α-Amylase
partiell vorhydrolysiert. Das Hydrolysat wird sterilisiert und mit
Cyclodextrinase-Enzym, z. B. Stärke-Cyclodextrin-trans-Glycosylase-Enzym,
versetzt. Die Konversion wird bei 40 bis 50°C 2 bis 7 Tage durchgeführt.
Das so erhaltene, Cyclodextrin enthaltende Gemisch wird, gegebenenfalls
nach Verdünnung mit Wasser, zur Inaktivierung des Enzyms erhitzt, und
unter Erhitzen mit Alkohol versetzt, wobei man eine Trübe erhält, die
abgekühlt und filtriert wird. Dem so erhaltenen Filtrat gibt man dann die
Lösung von Indomethacin in organischem Lösungsmittel zu. Die Reaktion zur
Bildung des Einschlußkomplexes und die Isolierung wird nach den weiter
oben angegebenen Methoden durchgeführt.
Das Molverhältnis von etwa 2 : 1 umfaßt eine Abweichung von maximal
± 10%, es entspricht dann einem Molverhältnis von 2 : 0,9 bis 1,1.
Der so hergestellte neue β-Cyclodextrin-Indomethacin-Einschlußkomplex kann
in an sich bekannter Weise durch Zugabe von inerten, festen oder flüssigen
Trägerstoffen in pharmazeutisch verwendbare Formen übergeführt werden.
Die pharmazeutischen Präparate werden bevorzugt in Form von oral
verabreichbaren Formulierungen, wie z. B. Tabletten oder Kapseln
hergestellt. Bei der Formulierung muß beachtet werden, daß der
Indomethacingehalt des Einschlußkomplexes etwa 15 bis 20% beträgt. Eine
der Komponenten des Einschlußkomplexes, das β-Cyclodextrin, stellt einen
günstigen Trägerstoff dar. Wird - nach einer zweckmäßigen
Durchführungsform der Erfindung - weiteres β-Cyclodextrin zur Ergänzung
der Tablettenmasse verwendet, so verschiebt sich das Gleichgewicht der
Komplexbildung in dem biologischen Medium - im Magen - noch stärker in
die gewünschte Richtung, und die Wahrscheinlichkeit der Geschwürbildung
wird noch geringer.
Bei oraler Verabreichung beträgt die tägliche Dosis auf den Indomethacin-
Gehalt des Einschlußkomplexes berechnet, vorzugsweise 25 bis 200 mg/kg
Körpergewicht, und sie kann in einer einzigen Dosis oder in mehreren
Portionen während des Tages verabreicht werden.
Der neue Einschlußkomplex der Erfindung weist zahlreiche physikalisch-
chemische und therapeutische Vorzüge auf. So zeigt der Komplex unter
Beibehaltung der entzündungshemmenden Wirkung des Indomethacins die
Nebenwirkung der Geschwürbildung in wesentlich schwächerem Maße, wodurch
die entzündungshemmende und die Schwangerschafts-Schutzwirkung des
Indomethacins günstiger zur Geltung gebracht werden kann. Die
Löslichkeit des Komplexes ist um mehrere Größenordnungen größer als die
des Indomethacins. Resorptionsversuche zeigten, daß das Indomethacin
- in Form des Komplexes verabreicht - einen höheren Blutspiegel gibt,
als das freie Indomethacin, und daß auch die Resorption des Indomethacins
aus dem Komplex effektiver als beim freien Indomethacin ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind den folgenden Beispielen zu
entnehmen.
Zu einer gesättigten wäßrigen Lösung von 0,01 Mol β-Cyclodextrin (11,35 g
β-Cyclodextrin gelöst in 110 ml Wasser) wird bei 70°C eine Acetonlösung
des Indomethacins (1,78 g Indomethacin gelöst in 20 ml Aceton) unter
ständigem Rühren zugegeben (2 Mol β-Cyclodextrin : 1 Mol Indomethacin),
alles gründlich vermischt, das so erhaltene Reaktionsgemisch 6 Stunden
abkühlen gelassen und 12 Stunden in einem Kühlschrank gekühlt. Während
des Kühlens fällt ein weißer, kristalliner Niederschlag aus, der abfiltriert,
mit kaltem Aceton oder Äther gewaschen und über Phosphorpentoxid getrocknet
wird. Zur Bestimmung des Indomethacingehalts des Komplexes wird der
kristalline Stoff in Wasser unter mildem Erhitzen gelöst und mit Alkohol
zersetzt. Der Komplex wird bei 320 nm photometriert.
Indomethacingehalt des Komplexes: 14%,
Molverhältnis β-Cyclodextrin : Indomethacin = 1 : 0,46. Das aus dem Komplex freigesetzte Indomethacin und das ursprüngliche Indomethacin zeigen gleiche UV-Spektren.
Die Komplexbildung wurde durch die folgenden Beobachtungen bewiesen.
Molverhältnis β-Cyclodextrin : Indomethacin = 1 : 0,46. Das aus dem Komplex freigesetzte Indomethacin und das ursprüngliche Indomethacin zeigen gleiche UV-Spektren.
Die Komplexbildung wurde durch die folgenden Beobachtungen bewiesen.
Indomethacin sowie dessen β-Cyclodextrinkomplex mit dem Molverhältnis
= 2 : 1 sind bei pH = 2 in Wasser praktisch unlöslich. Die Löslichkeit
des Komplexes ist bei pH = 4 um 33%, bei pH = 6 um 112%, bei pH = 7 um
223% und bei pH = 8 um 1000% besser als die von Indomethacin. Durch
Dünnschichtchromatographie wurde nachgewiesen, daß das Indomethacin unter
derartigen Umständen nicht zersetzt wurde.
Einen wesentlichen Unterschied weist das IR-Spektrum des Indomethacins,
des β-Cyclodextrins und des Einschlußkomplexes der beiden mit einem
Molverhältnis = 2 : 1 auf: die 1618 cm-1-Bande, die für die p-Chlor
arylgruppe charakteristisch ist, verschwindet im Komplex.
Der Aufnahme eines Röntgendiffraktions-Pulverdiagrammes ist zu entnehmen,
daß das für das Cyclodextrin charakteristische, bei 2 (∞) = 10°
auftretende intensive Maximum im Komplex auf 2 (∞) = 10,5° verschoben ist.
Nach der Veröffentlichung: Chem. Pharm. Bull. 23, 3062, (1975) zeigt das
Röntgendiffraktions-Pulverdiagramm des durch Lyophilisierung erhaltene
β-Cyclodextrin-Indomethacin-Gemisches keine signifikanten Kennwerte.
Die beiden Teile einer Diffusionszelle werden durch eine halb-permeable
Membran getrennt. In den einen Teil der Zelle wird Indomethacin in einem
Puffer von pH = 7 und in den anderen Teil nur reiner Puffer gegeben. Nach
4 Stunden bei Raumtemperatur verteilt sich das Indomethacin zwischen den
beiden Zellteilen zu 50 : 50%, es tritt vollständiges Gleichgewicht ein.
Wenn dagegen in den einen Teil die gleiche Indomethacin-Puffer-Lösung, in
den anderen Teil der Zelle dagegen eine Lösung des β-Cyclodextrins in dem
gleichen Puffer gegeben wird, dann wird in dem β-Cyclodextrin-Teil mehr
Indomethacin sein, als in dem ursprünglichen Indomethacin-Teil, da infolge
der Komplexbildung das β-Cyclodextrin einen Teil des Indomethacins
"durchpumpt".
Wenn schon bei Beginn eine Lösung des β-Cyclodextrin : Indomethacin = 2 : 1
Komplexes in den einen Teil der Zelle gegeben wird und in den anderen Teil
der Zelle die leere Pufferlösung gegeben wird, dann befinden sich nach
4 Stunden mehr als 70% des Indomethacins in dem Ausgangsteil der Zelle,
und ein Gleichgewicht kann nur nach mehr als 10 Stunden erreicht werden.
Cyclodextrin weist keine UV-Absorption aber eine optische Drehung auf.
Indomethacin weist dagegen UV-Absorption aber keine optische Drehung auf,
da es kein Chiralitätszentrum besitzt. Der Komplex mit dem Molverhältnis
2 : 1 weist optische Drehung und UV-Absorption auf, wodurch im Bereich
der ursprünglichen Absorptionsbanden induzierte Cotton-Effekte auftreten.
Circular-Dichroismus-Spektren beweisen, daß sogar in einer Lösung von
10-4 Mol 10 bis 20% der Komponenten in assoziiertem Zustand vorliegen.
Der Komplex ist also ziemlich stabil.
Auf einer Silicagel G-Schicht wird unter Verwendung eines aus Chloroform :
Äthanol : Aceton = 98 : 1,5 : 0,5 bestehenden Laufmittels ein Chromatogramm
erhalten, das mit einem Gemisch von 1 g p-Dimethylamino-benzaldehyd und
50 ml 36%iger Salzsäure und 50 ml Äthanol bespritzt wird. Der Rf-Wert des
Indomethacins beträgt 0,92, während der Rf-Wert des Indomethacin-β-
Cyclodextrinkomplexes mit dem Molverhältnis 2 : 1 nur 0,10 beträgt.
In einem 1 : 1 Gemisch von Wasser und Äthanol wurden 0,1 Mol/l
Kaliumchlorid, 10-3 Mol/l Indomethacin, ein 1 : 1 β-Cyclodextrin-
Indomethacinkomplex und ein 2 : 1 β-Cyclodextrin-Indomethacinkomplex bei
25°C gelöst. Die Lösungen wurden unter Verwendung von Glaselektroden mit
Natriumhydroxid titriert und die pK-Werte bestimmt. Der pK-Wert des
Indomethacins beträgt 5,39, der pK des 1 : 1 Komplexes 5,43 (ist also
identisch mit dem pK-Wert des Indomethacins) und der pK-Wert des 2 : 1
Komplexes beträgt 5,54. Damit wird indirekt bewiesen,
daß sich in dem 1 : 1 Komplex der β-Cyclodextrinring in Entfernung zur
Carboxylgruppe, also auf der p-Chlor-phenylgruppe befindet, während im
2 : 1 Komplex beide Teile des Indomethacin-Moleküls in dem Komplex
eingeschlossen sind; der pKa-Wert wird infolgedessen höher, d. h. der
saure Charakter verringert sich.
Die Wirksamkeit des 2 : 1 b-Cyclodextrin-Indomethacinkomplexes bzw. die
mangelhafte Ulcus-hemmende Wirkung des 1 : 1 Komplexes wurde in den
folgenden biologischen Testen geprüft. Der 1 : 1 Komplex wurde nach
Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch 1 Mol β-Cyclodextrin mit 1 Mol
Indomethacin umgesetzt wurde. Die subakute Toxizitätsprüfung des gebildeten
Produktes wurde ebenso durchgeführt, wie bei dem 2 : 1 Komplex. Die
Versuchsergebnisse sind weiter unten angegeben.
72 Stunden hungernde Ratten wurden in 3 Gruppen eingeteilt. Die erste Gruppe
erhielt 5 mg Indomethacin per os appliziert, die zweite Gruppe erhielt 5 mg
Indomethacin enthaltenden b-Cyclodextrinkomplex und die dritte Gruppe
erhielt nur Wasser. Nach einer bestimmten Zeit wurden 3-3 Tiere dekapitiert
und ausbluten gelassen. Es wurde das Serum aus dem Blut isoliert und der
Indomethacingehalt mittels Gaschromatographie unter Verwendung der in den
Veröffentlichungen W.G. Perry: J. Chromatogr., 89, 110 (1974) und Helleberg E.:
J. Chromatogr., 117, 167 (1976) angegebenen Methoden bestimmt.
Die Ergebnisse sind in der Fig. 2 zusammengestellt, in der der durch
Indomethacin (5 mg) oder durch den 2 : 1 β-Cyclodextrin-Indomethacin-(5 mg)-
Komplex erzeugte Blutspiegel bei der Ratte als Funktion der Zeit nach der
Verabreichung veranschaulicht wird. Fig. 2 zeigt, daß bei Verarbreichung
des Indomethacins in Form eines Komplexes ständig ein höherer Blutspiegel
aufrechterhalten wird, als bei Verabreichung des Indomethacin in freier
Form.
CD + IND = nach dem Beispiel 1 hergestellter Komplex
IND = Indomethacin.
IND = Indomethacin.
Testsubstanz: 2 : 1 β-Cyclodextrin : Indomethacin-Komplex
Referenzsubstanz: Indomethacin
Versuchstier: weibliche Ratten mit einem Durchschnittsgewicht von 308 g (18 CFY Stamm)
Referenzsubstanz: Indomethacin
Versuchstier: weibliche Ratten mit einem Durchschnittsgewicht von 308 g (18 CFY Stamm)
Die Ovarien der Tiere wurden am 17. Tag der Schwangerschaft entfernt, und die
Tiere wurden in einzelne Käfige getan. 6 Tiere erhielten am 18. Tag der
Schwangerschaft 1,25 mg/kg Körpergewicht der in Wasser suspendierten
Indomethacin-Dosis oral appliziert, weitere 6 Tiere erhielten die - auf den
Indomethacingehalt bezogen - entsprechende Menge des ebenfalls in Wasser
suspendierten Komplexes per os verabreicht.
Die Behandlung wurde am Morgen und am Abend des 19. und 20.
Schwangerschaftstages wiederholt. Die Tiere erhielten insgesamt 6,25 mg/kg
Körpergewicht Indomethacin bzw. der entsprechenden Menge des Komplexes.
Die Tiere wurden am Morgen des 21. Tages der Schwangerschaft seziert. Aus
der Zahl der Implantationen im Uterus und aus der Zahl der im Uterus
verbliebenen Früchte konnte die Zahl der Fehlgeburten zwischen dem 17.
und 21. Tage der Schwangerschaft festgestellt werden. Die Kontrolltiere
behielten im Durchschnitt 16,1% der Leibesfrüchte. Von 6 Tieren hatten
2 eine 100%ige Fehlgeburt. Die mit Indomethacin behandelten Tiere
behielten 58,8% und die mit dem Komplex behandelten Tiere behielten 66,7%
aller Leibesfrüchte. Durch die Behandlung mit Indomethacin und mit dem
Komplex wurde der Prozentsatz der ausgetragenen Früchte gegenüber der
Kontrolle wesentlich erhöht, die Wirkung, miteinander verglichen, war
dagegen nicht sehr verschieden.
Testsubstanz: 2 : 1 β-Cyclodextrin-Indomethacin-Komplex
Referenzsubstanz: Indomethacin
Versuchstiere: Die entzündungshemmende Wirkung wurde an weiblichen Ratten aus dem CFY-Stamm geprüft, jede Substanz und Dosis wurde 10-10 Tieren appliziert.
Referenzsubstanz: Indomethacin
Versuchstiere: Die entzündungshemmende Wirkung wurde an weiblichen Ratten aus dem CFY-Stamm geprüft, jede Substanz und Dosis wurde 10-10 Tieren appliziert.
Zu Beginn der Prüfung waren die Tiere 4 bis 5 Wochen alt,
Durchschnittsgewicht: 90 bis 110 g. In der Versuchsserie wurde auch eine
Kontrollgruppe mit 10 Tieren verwendet.
Die entzündungshemmende Wirkung wurde in einem akuten Test untersucht. Die
Testsubstanz und das als Referenzsubstanz verwendete Indomethacin wurden
in Form einer 1%igen Methylcellulose-Suspension, durch eine Magensonde
oral appliziert. Von der die Entzündung hervorrufenden 0,5%igen Lösung
wurde sowohl den behandelten wie den Kontrolltieren 0,1 ml/Tier Dosis
verabreicht.
Der β-Cyclodextrin-Indomethacin-Komplex wurde in einer Dosis von 8,06 bis
16, 12 bis 24, 18 bis 32,24 mg/kg und das Indomethacin in einer Dosis von
1-2-3-4 und 5 mg/kg verabreicht.
Der Indomethacingehalt des β-Cyclodextrin-Indomethacin-Komplexes betrug
12,4% 1 mg Indomethacin ist 8,06 mg Komplex äquivalent, die oben
angegebenen Dosen wurden also wegen der besseren Vergleichbarkeit appliziert.
Die Kontrollgruppe erhielt 1%ige Methylcellulose per os.
Die entzündungshemmende Wirkung wurde an 16 Stunden hungernden Ratten geprüft.
Die entzündungshemmende Substanzen wurden den Versuchstieren per os
verabreicht, danach wurde das die Entzündung hervorrufende Carragenan
subplantar und das lauwarme Leitungswasser oral verabreicht. 3 Stunden nach
der Behandlung wurden die Tiere exterminiert und das Gewicht der
separierten mit Carragenen behandelten und der unbehandelten Füße gemessen.
Die Füße wurden über dem Metacarpus vom Körper abgetrennt.
Bei dem gleichen Tier wurde der Unterschied zwischen dem Gewicht des
unbehandelten und des behandelten Fußes berechnet. Die bei der Kontrollgruppe
erhaltene Gewichtszunahme wurde gleich 100% gesetzt, und mit diesem Wert
wurden die Ergebnisse der behandelten Gruppe verglichen.
Bei den mit dem β-Cyclodextrin-Indomethacin-Komplex und mit den
verschiedenen Dosen des Indomethacins behandelten Tieren wurde die
prozentuale entzündungshemmende Wirkung berechnet. Die erhaltenen Ergebnisse
sind Fig. 3 zu entnehmen.
Auf Grund der Prüfungen wurde die Wirkung des β-Cyclodextrin-Indomethacin-
Komplexes mit der des Indomethacins bei einer akuten Entzündung verglichen,
wobei kein wesentlicher Unterschied in der entzündungshemmenden Wirkung
der beiden Moleküle festgestellt werden konnte. Die Wirkung die bei den
beiden Substanzen proportional der Dosis ist, ist in Richtung des Komplexes
verschoben. Das
bedeutet, daß bei Resorption des Indomethacins aus dem Komplex ein
besserer Wirkungsgrad erzielt wird als bei Verabreichung des Indomethacins
in freier Form.
Die Testsubstanz, die Referenzsubstanz, die Tiere, die Behandlung, die Dosen
und die Prüfung selbst, sind wie bei der oben angegebenen
Prüfung der entzündungshemmenden Wirkung.
Die Unterschiede sind wie folgt:
In dieser Testserie wurden die folgenden Untersuchungen durchgeführt:
1. Gleichzeitige Verabreichung des entzündungshemmenden Mittels und des Carragenans, Auswertung zu verschiedenen Zeitpunkten (3, 6, 24 und 28 Stunden nach der Behandlung).
2. Verabreichung der entzündungshemmenden Substanz 1, 2 und 3 Stunden nach Verabreichung des Carragenans und Auswertung 3 Stunden später.
In dieser Testserie wurden die folgenden Untersuchungen durchgeführt:
1. Gleichzeitige Verabreichung des entzündungshemmenden Mittels und des Carragenans, Auswertung zu verschiedenen Zeitpunkten (3, 6, 24 und 28 Stunden nach der Behandlung).
2. Verabreichung der entzündungshemmenden Substanz 1, 2 und 3 Stunden nach Verabreichung des Carragenans und Auswertung 3 Stunden später.
Bei der Ablesung wurden die Tiere mit Äther exterminiert und das Gewicht
der abgetrennten unbehandelten bzw. der mit Carragenan behandelten
Tierfüße wurde gemessen. Die Abtrennung wurde über dem Metacorpus
durchgeführt.
Der Unterschied zwischen dem Gewicht des unbehandelten und des behandelten
Fußes eines Tieres wurde berechnet. Die Gewichtszunahme bei der
Kontrollgruppe wurde gleich 100% gesetzt, und damit wurden die Ergebnisse
der behandelten Gruppen verglichen. Die prozentuale entzündungshemmende
Wirkung wurde bestimmt; die Ergebnisse sind in Fig. 4 und 5
zusammengestellt.
- 1. Die Testergebnisse der Prüfung, bei der die entzündungshemmende Substanz und das Carragenan gleichzeitig verabreicht wurden, zeigen, daß die Wirkung, die die Entzündung verursacht, erst nach 3, 6 Stunden nach Eingabe des Carragenan ausgewertet werden kann, daß aber die Carragenan-Wirkung 24 und 48 Stunden danach so stark abnimmt, daß die Ergebnisse nicht real ausgewertet werden können. Nach den erhaltenen Prüfungsergebnissen kann festgestellt werden, daß der β-Cyclodextrin- Indomethacin-Komplex die Entzündung eher reduzierte, als das Indomethacin und daß die Wirkung noch 6 Stunden nach der Behandlung fast gleich intensiv war, während bei Verwendung von Indomethacin 6 Stunden nach der Behandlung die Entzündung eher stärker als schwächer wurde (Fig. 5).
- 2. 3 Stunden nach der Verabreichung des Carragenans, das 1, 2 und 3 Stunden nach der Applikation der entzündungshemmenden Substanz verarbreicht wurde, ist - nach den abgelesenen Daten zu urteilen - die entzündungshemmende Wirkung des β-Cyclodextrin-Indomethacin-Komplexes besser als die des Indomethacins, und aus dem Steigerungsgrad der Geraden (4) ist zu schließen, daß das in dem Komplex eingeschlossene Indomethacin schneller und länger wirkt, als das freie Indomethacin. Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß der β-Cyclodextrin-Indomethacin-Komplex schneller und länger eine entzündungshemmende Wirkung erzeugt, als das Indomethacin.
Als Testsubstanz wurde der nach dem Beispiel 1 hergestellte β-Cyclodextrin-
Indomethacin-Komplex und als Referenzsubstanz Indomethacin verwendet.
Die subakute Toxizitäts-Prüfung wurde an Ratten beiderlei Geschlechts aus
dem CFY-Stamm durchgeführt, mit jeder Testsubstanz wurden 10 + 10 Tiere
beiderlei Geschlechts behandelt. Zu Beginn der Prüfung waren die Tiere
7 Wochen alt, Durchschnittskörpergewicht: 150 bis 170 g.
Die Tiere wurden bei 22 bis 24°C und bei ständiger relativer
Luftfeuchtigkeit (45 bis 50%) gehalten. Während der Behandlung erhielten
die Tiere eine Standard-Diät und Wasser ad Libitum.
Die subakute Toxizitäts-Prüfung entspricht einer 4wöchigen Behandlungs-
Periode. Die Tiere wurden täglich zu gleicher Zeit am Morgen behandelt.
Die Testsubstanz und die Referenzsubstanz wurden in Form einer 1%igen
Suspension von Methylcellulose durch eine Magensonde verabreicht.
Die Kontrollgruppe erhielt 1%ige Methylcellulose per os.
Während der Behandlung wurde die wöchentliche Gewichtszunahme und der
klinische Zustand der Tiere registriert.
- 1. Kontrolle: 1%ige Methylcellulose-Suspension 0,2 ml/100 g per os.
- 2. 40,3 mg/kg β-Cyclodextrin-Indomethacin-Komplex p.o., Suspension
- 3. 5,0 mg/kg Indomethacin p.o., Suspension.
Die Tiere wurden 28 Tage behandelt.
- 1. Bei 10% der mit 1%iger Methylcellulose behandelten männlichen Gruppe wurde eine Erosion beobachtet.
- 2. 30% der mit 40,3 mg/kg Komplex behandelten männlichen Tiere sind am 7. Tag und 30% der weiblichen Tiere am 25. Tag verendet.
- 3. 80% der mit 5 mg/kg Indomethacin behandelten männlichen Tiere und 60% der weiblichen Tiere sind am 21. Tag verendet.
In der folgenden Tabelle ist die Anzahl der in den einzelnen Gruppen
beobachteten Geschwüre und Erosionen - auf die Anzahl der Tiere in der
Gruppe bezogen - zusammengestellt.
Die gebildeten Geschwüre waren nicht größer als ein Nadelkopf.
Die wöchentlich registrierten Körpergewichte sind in der folgenden Tabelle
zusammengefaßt. Die Ergebnisse zeigen, daß sich die Gewichtszunahme bei den
mit der Testsubstanz und den mit der Referenzsubstanz behandelten Tiere
gegenüber den Kontrolltieren nicht wesentlich unterscheidet. Die
Körpergewichts-Werte der mit 5 mg/kg Indomethacin behandelten männlichen
und weiblichen Tiere geben wegen des hohen Verendungsprozentsatzes nur
bis zur dritten Behandlungswoche ein reales Bild.
Der folgende Test zeigt, daß mit der Bildung des 1 : 1 Komplexes die
schädlichen Nebenwirkungen des Indomethacins nicht verringert werden
können.
16 mg eines nach der weiter oben angegebenen Methode hergestellten 1 : 1
Komplexes sind 5 mg Indomethacin äquivalent. Als Referenzsubstanz wird das
reine Indomethacin verwendet.
Die subakute Toxizitätsprüfung wird an männlichen und weiblichen Tieren
aus dem Stamm Long-Evans durchgeführt, alle Testsubstanzen wurden an 10-10
Tieren beiderlei Geschlechts geprüft. Am Anfang der Prüfung waren die Tiere
7 Wochen alt und ihr Durchschnittsgewicht betrug 140 bis 160 g. Die Tiere
wurden bei 22 bis 24°C und bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 45
bis 50% gehalten. Während der Behandlung erhielten die Tiere eine
Standard-Diät und Wasser ad Libitum.
Die subakute Prüfung entspricht einer vierwöchigen Behandlungsperiode. Die
Tiere wurden täglich zum gleichen Zeitpunkt am Morgen behandelt. Der 1 : 1
Komplex und die Referenzsubstanz wurden in Form einer mit 1%iger
Methylcellulose hergestellten Suspension durch eine Magensonde verabreicht.
Die Tiere der Kontrollgruppe erhielten 1%ige Methylcellulose per os.
Während der Behandlung wurde die wöchentliche Gewichtszunahme und der
klinische Zustand der Tiere registriert.
- 1. Kontrolle = 1%ige Methylcellulose 0,2 ml/100 g per os
- 2. 1 : 1 Komplex 16 mg/kg per os, Susp.
- 3. Indomethacin 5 mg/kg per os, Susp.
1 mg Indomethacin ist 3,2 mg 1 : 1 Komplex äquivalent.
Die Tiere wurden nach 28 Tagen untersucht. Die am 29. Tage noch lebenden
Tiere wurden mit Äther exterminiert und der Magen sowie das Duodenum
herauspräpariert. Desgleichen wurden der Magen und das Duodenum der während
der Behandlung verendeten Tiere herauspräpariert.
In allen Fällen wurde die Schleimhaut des Magens, der Galle und des Darmes
geprüft und die Zahl der möglichen Geschwüre und Erosionen bestimmt.
Die Anzahl der Tiere, die mit den Testsubstanzen behandelt worden sind, und
die Anzahl der in den einzelnen Gruppen festgestellten Geschwüre - bezogen
auf die Anzahl der in den einzelnen Gruppen behandelten Tiere - sind in den
folgenden Tabellen zusammengestellt.
Die Größe der gebildeten Geschwüre übertrifft nicht die Größe eines
Nadelkopfes.
Die Körpergewichtszunahme der Tiere wurde wöchentlich registriert, jedoch
wegen des hohen Prozentsatzes der verendeten Tiere der mit 16 mg/kg
1 : 1 Komplex und der mit 5 mg/kg Indomethacin behandelten männlichen und
weiblichen Tiere gibt die Auswertung kein reales Bild.
Bei den mit 16 mg/kg 1 : 1 Komplex und mit 5 mg Indomethacin behandelten
männlichen und weiblichen Tieren wurden vom 3. Behandlungstag an Symptome
von Bradypnoe und Depression beobachtet.
1. Bei 90% der mit 16 mg/kg β-Cyclodextrin-Indomethacin 1 : 1 Komplex
behandelten männlichen und weiblichen Tiere wurden Geschwüre
festgestellt. Bei 80% der mit 5 mg/kg Indomethacin behandelten
männlichen Tiere und bei 70% der weiblichen Tiere wurde ein Geschwür
gefunden.
Nach diesen Versuchsergebnissen nahmen die schädlichen Nebenwirkungen
des Indomethacins bei Verabreichung des 1 : 1 Komplexes zu, während der
2 : 1 Komplex die gewünschte Hemmwirkung auf die Geschwürbildung
ausübt.
2. Eine 30%ige Stärkesuspension wurde nach Verkleisterung bei 120°C auf
80°C abgekühlt und mit 0,2 Gew.-% α-Amylase versetzt. Das Gemisch wird
20 Minuten partiell vorhydrolysiert, das erhaltene Hydrolysat
sterilisiert und auf 50°C gekühlt. Dann gibt man 5 Einheiten/g Stärke-
Cyclodextrin-trans-Gylcosylase-Enzym-Präparat und nach 4 Stunden
5 Vol.-% Toluol zu. Die Konversion wird 2 bis 7 Tage durchgeführt,
wonach man die optimale Cyclodextrin-Ausbeute erreicht. Das Produkt
wird mit Wasser auf das doppelte Volumen verdünnt, zur Inaktivierung
des Enzyms zum Sieden erhitzt und mit 50 Vol.-% 96%igem Äthanol bei
70°C versetzt. Die so erhaltene Trübe wird auf 40°C abgekühlt und
filtriert. Die Acetonlösung des Indomethacins wird zum Filtrat gegeben,
wobei zu berücksichtigen ist, daß etwa 70% des Trockengehalts des
Filtrates aus β-Cyclodextrin bestehen. Während des Rührens unter
langsamem 6-stündigem Kühlen und nach 24-stündiger Lagerung bei 0°C
kristallisiert der β-Cyclodextrin-Indomethacin-Komplex aus, der etwa
dem in Beispiel 1 beschriebenen Komplex entspricht. Der Unterschied
besteht nur darin, daß der auf den Trockengehalt berechnete Gehalt an
β-Cyclodextrin etwa 5 bis 10% an Produkten enthält, die teilweise aus
α-Cyclodextrin und teilweise aus linearen Dextrinen bestehen. Diese
Komponenten stören die Verwendbarkeit des erhaltenen β-Cyclodextrins
nicht, eine weitere Reinigung ist nicht nötig, nur das eventuell nicht
in den Komplex eingeschlossene Indomethacin sollte - wie in Beispiel 1
angegeben - entfernt werden. Das Endprodukt enthält auch in diesem Fall
14% Indomethacin.
3. Es werden Kapseln der folgenden Zusammensetzung hergestellt:
Einschlußkomplex nach Beispiel 1|166 mg | |
kolloidale Kieselsäure | 9 mg |
Talkum | 5 mg |
Magnesiumstearat | 15 mg |
Kartoffelstärke | 20 mg |
Lactose | 20 mg |
kristalline Cellulose | 40 mg |
Gesamtgewicht | 275 mg |
Zur Herstellung der Kapseln wird die an sich bekannte
Trockengranulationstechnik benutzt.
4. Es werden Tabletten der folgenden Zusammensetzung hergestellt:
Einschlußkomplex nach Beispiel 1|330 mg | |
Amylopektin | 10 mg |
kristalline Cellulose | 60 mg |
Stearinsäure | 12 mg |
Talkum | 13 mg |
Gesamtgewicht | 425 mg |
Zur Herstellung der Tabletten wird die an sich bekannte
Trockengranulationstechnik benutzt.
Claims (4)
1. Einschlußkomplex von β-Cyclodextrin in Indomethacin in einem molaren
Verhältnis von 2 : 0,9 bis 1,1.
2. Verfahren zur Herstellung des Einschlußkomplexes nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß man etwa 1 Mol β-Cyclodextrin mit etwa 1 Mol
1-(p-Chlor-benzoyl)-5-methoxy-2-methyl-indol-3-yl-essigsäure
(Indomethacin) in Gegenwart von Methanol, Äthanol oder Aceton als
inertes organisches Lösungsmittel unter Erhitzen auf 50 bis 100°C umsetzt
und den gebildeten Komplex durch Abkühlen des Reaktionsgemisches isoliert.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die
Reaktion bei 60 bis 80°C durchführt.
4. Pharmazeutische Präparate, enthaltend den Einschlußkomplex nach
Anspruch 1, und pharmazeutisch geeignete Träger.
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DE2902297C2 true DE2902297C2 (de) | 1989-02-09 |
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AU (1) | AU518750B2 (de) |
BE (1) | BE873725A (de) |
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DD (1) | DD141312A1 (de) |
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