DE3514584A1

DE3514584A1 - Verwendung eines zwei- oder mehrphasenmittels zur behandlung oder verhinderung von osteoporose

Info

Publication number: DE3514584A1
Application number: DE19853514584
Authority: DE
Inventors: Lawrence Fairfield Ohio Flora
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1984-04-30
Filing date: 1985-04-23
Publication date: 1985-10-31
Also published as: PH21642A; IT1188160B; BE902308A; IT8520448A0; AU4148485A; AU569391B2

Description

Verwendung eines Zwei- oder Mehrphasenmittels
zur Behandlung oder Verhinderung von Osteoporose Die Erfindung betrifft ein Mittel zur Behandlung oder Verhinderung von Osteoporose. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Mittel, bei dem eine Knochenzellen aktivierende Verbindung und ein Knochenresorption inhibierendes Polyphosphonat nacheinander an einen Patienten verabreicht werden, der von Osteoporose befallen oder durch Osteoporose gefährdet ist.
Osteoporose ist die üblichste Form von metabolischer Knochenerkrankung. Obgleich sie bei einer Anzahl ihr zugrundeliegender Krankheiten sekundär auftreten kann, scheinen 90 % aller Fälle idiopathisch zu sein.
Idiopathische Osteoporose wird am häufigsten bei postmenopausalen Frauen beobachtet ( postmenopausale Osteoporose ), jedoch kann sie auch bei älteren Männern und Frauen (senile Osteoporose) oder gelegentlich bei jüngeren Individuen beiderlei Geschlechts auftreten.
Die Erkrankung, die sich bei postmenopausalen Frauen entwickelt, ist in der Hauptsache durch Frakturen des Handgelenks und der Wirbelsäule gekennzeichnet, während Oberschenkelfrakturen das dominierende Merkmal von seniler Osteoporose sind.
Die Frakturen, die in den unterschiedlichen Formen der Osteoporose auftreten, werden hauptsächlich durch einen allmählichen Knochenschwund verursacht, der gelegentlich den Punkt von mechanischem Versagen erreicht. Die physikalische Natur des verbleibenden Knochens scheint außerdem gefährdet zu sein, jedoch die Rolle, die dies beim Schwund der Knochenstärke spielt, ist unklar.
Der Mechanismus, durch den bei Osteoporotikern Knochen schwindet, scheint den Prozess zu umfassen, durch den das Skelett sich selbst erneuert. Dieser Prozess wurde Knochenumwandlung genannt. Er tritt in einer Reihe von einzelnen Aktivitätstaschen auf. Diese Taschen erscheinen spontan innerhalb der Knochenmatrix auf einer gegebenen Knochenoberfläche als Stelle der Knochenresorption. Es existiert offensichtlich eine Aktivierung der Vorläuferzellen innerhalb dieser Taschen unter Bildung von Osteoklasten (Knochen auflösende oder resorbierende Zellen), die ihrerseits einen Teil der Knochen resorbieren, die allgemein konstante Dimensionen aufweisen. Diesem Prozess schließt sich die Erscheinung von Osteoblasten an (Knochen bildende Zellen), die dann die durch die Osteoklasten hinterlassenen Hohlräume mit neuem Knochen füllen.
Bei gesunden Erwachsenen ist die Geschwindigkeit, mit der Osteoklasten und Osteoblasten gebildet werden, derart, daß die Knochenbildung und die Knochenresorption im Gleichgewicht stehen. Jedoch bei Osteoporotikern entwickelt sich ein Ungleichgewicht beim Knochenumwandlungsprozess durch das der Knochen schwund schneller vonstatten geht als die Knochenbildung. Obgleich dieses Ungleichgewicht bis zu einem gewissen Grad bei den meisten Individuen auftritt, wenn sie altern, ist es wesentlich ernster und tritt im jüngeren Alter bei Osteoporotikern auf, insbesondere bei denjenigen, die die postmenopausale Form des Befalls entwickeln.
Es sind viele Anstrengungen gemacht worden, um Osteoporose mit einer Vielzahl von pharmakologischen Mitteln zu behandeln, wobei das Ziel entweder darin bestand, den weiteren Knochenschwund zu verlangsamen oder einen Nettozuwachs der Knochenmasse zu produzieren. Zwar stehen mittel zur Verfügung, die den weiteren Knochenschwund bei Osteoporotikern verlangsamen, jedoch scheint es, daß Mittel oder Methoden zur Behandlung,die zum Ersatz von Knochen führen, der bereits geschwunden ist, sehr unzuverlässig waren. Der Grund dafür liegt wahrscheinlich in den engen Koppelungseigenschaften der Knochenumwandlung. Mittel oder Behandlungsmethoden, die eine Phase des Zyklus (entweder Resorption oder Bildung) stimulieren oder unterdrücken, neigen dazu, die gleiche Wirkung auf den umgekehrten Prozess zu haben. Deshalb führten die meisten Anstrengungen zur Behandlung von Osteoporose zu nichts anderem als zu einer vorübergehenden Veränderung und wenn der umgekehrte Prozess stimuliert oder unterdrückt wird, wird diese Veränderung wieder rückgängig gemacht.
Unter Anwendung einer unterschiedlichen Methode ist versucht worden, die Knochenaktivierung durch kontinuierliche Verabreichung von anorganischem Phosphat zu induzieren und getrennt die Knochenresorption durch absatzweise Verabreichung von Calcitonin zu inhibieren. Wie sich dabei erwies, resultierte diese Methode in einer Nettoknochenbildung bei Patienten mit postmenopausaler Osteoporose. Außerdem wurde ein theoretisches Modell vorgeschlagen, das davon ausgeht, daß es möglich sein müßte, die Knochenzellenaktivität und den Metabolismus zu synchronisieren durch Verabreichung von Knochen aktivierenden Mitteln. Nach dem Synchronisieren sollte es dann möglich sein,die Resorption zu begrenzen durch Verabreichung eines Knochenresorptionsinhibierungsmittels während der natürlichen Lebensdauer der Resorptionsphase der Knochenumwandlungseinheit.
Dieses Modell spricht jedoch nicht das Problem der Knochenformungsinhibierung an, die typischerweise mit der Verabreichung eines Knochenresorptionsinhibierungsmittels verbunden ist. Außerdem ist es wünschenswert, den natürlichen Zyklus von Knochenresorption/Bildung zu verkürzen, um einen schnelleren Gesamtknochenaufbau zu erzielen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Behandlung von Osteoporose bereitzustellen, das keine lange Verabreichung von pharmakologischen Mitteln erfordert und das nicht in einer signifikanten Inhibierung der Knochenbildung resultiert und mit der die natürliche Zykluszeit der Knochenbildung/Resorption verkürzt wird.
US-PS 4 230 700 beschreibt die gleichzeitige Verabreichung gewisser Polyphosphonatverbindungen, insbesondere Diphosphonähte, und vitamin D-artige antirachitische Verbindungen zur Inhibierung der anomalen Mo bilisierung von Calciumphosphaten in Tiergewebe. US-PS 4 330 537 beansprucht die in den Methoden gemäß US-PS 4 230 700 verwendeten Zusammensetzungen. Die Patente beschreiben, daß die Verabreichung von Phosphonat und der vitamin D-artigen Verbindung gReichzeltig erfolgt. Außerdem eignen sich die vitamin D-artigen Verbindungen. (anders als gewisse Vitamin D Metaboliten) nicht als Knochenzellenaktivierungsverbindungen.
Rasmussen et al., "Effect of Combined Therapy with Phosphate and Calcitonin on Bone Volume in Osteoporosis", Metabolic Bone Disease and Related Research, 2, 107 (1980), beschreibt einen Behandlungsplan, der aus der kontinuierlichen Verabreichung eines anorganischen Phosphats und der absatzweisen Verabreichung von Calcitonin besteht. Es wurde eine reine Knochenbildung beobachtet.
Frost, "Treatment of Osteoporosis by Manipulation of Coherent Bone Cell Populations", Clinical Orthopedics and Related Research, 143, 227 (1979), beschreibt ein theoretisches Modell, das davon ausgeht, daß es möglich sein müßte, die Aktivität und den Metabolismus von Knochenzellen zu synchronisieren durch Verabreichung von Knochenzellenaktivierungsmitteln. Nachdem die Zellen aktiviert worden sind, könnte ihre Resorptionsaktivität wirksam inhibiert werden durch Verabreichung eines Knochenresorptionsinhibierungsmittels. Das Modell erfordert, daß das Knochenresorptionsinhibierungsmittel während der gesamten Knochenresorptionsphase der Knochenumwandlungseinheit verabreicht wird. Außerdem geht das Modell davon aus, daß die Verabreichung einer hohen Dosis des Knochenresorptionsinhibierungsmittels wünschenswert ist, weil die Knochenresorption soviel als möglich inhibiert werden soll. Das Modell geht davon aus, daß keine Knochenbildungsinhibierung erfolgt, weil kein Knochenresorptionsinhibierungsmittel während der Knochenbildungsphase der Knochenumwandlungseinheit verabreicht wird.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung oder Verhinderung von Osteoporose bei Menschen oder niedrigeren. Warmblütern, bei dem man einem von Osteoporose befallenen oder durch Osteoporose gefährdeten Patienten eine Knochenzellen aktivierende Verbindung und ein die Knochenresorption inhibierendes Polyphosphonat nach einem Plan verabreicht, der aus zwei oder mehr Zyklen besteht, wobei jeder Zyklus aus folgenden Stufen besteht: (a) eine Knochen aktivierende Periode von etwa 1 bis etwa 5 Tagen, vorzugsweise etwa 3 Tagen, während der eine Knochen aktivierende Menge einer Knochenzellen aktivierenden Verbindung täglich dem Patienten verabreicht wird, dem sich (b) eine Knochenresorption inhibierende Periode von etwa 10 bis etwa 20 Tagen, vorzugsweise etwa 14 Tagen, anschließt, während der ein Knochenresorption inhibierendes Polyphosphonat täglich an den Patienten verabreicht wird in einer Menge von etwa 0,25 x LED bis etwa 3,3 x LED, und dem sich (c) eine Ruheperiode anschließt von etwa 30 bis etwa 60 Tagen, vorzugsweise etwa 40 bis etwa 50 Tagen, während der der Patient weder die Knochenzellen aktivierende Verbindung noch ein Knochenresorption inhibierendes Polyphosphonat erhält.
Der erfindungsgemäße Behandlungsplan besteht aus einem oder mehreren Zyklen, wobei jeder Zyklus aus einer Knochen aktivierenden Periode, einer Knochenresorption inhibierenden Periode und einer Ruheperiode besteht.
Während der Knochen aktivierenden Periode werden Knochenzellen zu einem synchronisierten Metabolismus induziert.
Während der Knochenresorptionsinhibierungsperiode wird die Knochenresorption, die natürlicherweise sich der Aktivierung anschließt, auf ein Minimum begrenzt durch Verabreichung eines Knochenresorption inhibierenden Polyphosphonats. Die Ruheperiode gestattet eine natürliche Knochenbildung.
Der bevorzugte Verabreichungsweg ist oral, jedoch gehören zu den anderen Verabreichungswegen ohne Beschränkung die intramuskuläre, intravenöse, intraperitoneale und subkutane Verabreichung sowie die topische Anwendung. Alle hier beschriebenen Verbindungen werden oral verabreicht, außer wenn etwas anderes angegeben ist.
Mit dem Ausdruck "der von Osteoporose befallene oder durch dieselbe gefährdete" wie er im vorliegenden angewandt wird, ist ein Patient gemeint, bei dem die Diagnose gestellt wurde, daß er unter der einen oder mehreren der verschiedenen Formen von Osteoporose leidet oder ein Patient, der zu der Gruppe gehört, die dafür bekannt ist, daß sie eine signifikant höhere als die durchschnittliche Chance haben, Osteoporose zu entwickeln, z.B. postmenopausale Frauen, Männer über 65 und Personen, die mit Medikamenten behandelt werden, von denen bekannt ist, daß sie als Nebenwirkung Osteoporose verursachen (wie Adrenocorticoid).
Mit dem Ausdruck "Knochenzellen aktivierende Verbindung", wie er im vorliegenden verwendet wird, ist eine %Verbindung gemeint, die die Aktivierungsgeschwindigkeit von neuen Umwandlungseinheiten auf Knochen erhöht. Das Konzept ist im einzelnen in Frost, Clinical Orthopedics and Related Research, 143, 227 (1979) und in Rasmussen et al., Metabolic Bone Disease and Related Research, 2, 107 (1980) beschrieben, wobei auf diese Beschreibung hier Bezug genommen wird. In den meisten Fällen ist diese erhöhte Aktivierungsgeschwindigkeit ursprünglich durch eine Erhöhung der Anzahl an Knochen resorbierenden Zellen und Knochen resorbierenden.Stellen manifestiert. Von den biochemischen Indizien der skelettalen Umwandlung, wie Hydroxyprolinspiegel im Urin, erwartet man, daß sie sich gemäß der Größenordnung der Reaktion auf die Knochenzellen aktivierende Verbindung erhöhen. Spezifische Beispiele solcher Verbindungen sind Parathyroidhormon (PTH), anorganisches Phosphat, Wachstumshormon, Fluorid, Thyroidhormone (z.B. Thyroxin), gewisse Vitamin D-Metabolite und Prostaglandine. Es kann möglich sein, die Knochenzellenaktivierung durch nichtchemische Mittel, z.B. einen strikten physikalischen Ubungsplan oder elektrische Ströme, zu induzieren.
Mit dem Ausdruck "Knochenzellen aktivierende Menge", wie er im vorliegenden angewandt wird, ist eine Menge an Knochenzellen aktivierendem Mittel gemeint, das ausreicht, um einen medizinisch signifikanten Anstieg der Aktivierungsgeschwindigkeit von neuen Umwandlungseinheiten zu bewirken. Wenn anorganisches Phosphat als Knochenzellen aktivierendes Mittel verwendet wird, beträgt die Menge etwa 4 bis etwa 60 mg/kg/Tag (p.o.) Phosphor, wobei Mengen von etwa 30 bis etwa 50 mg P/kg/Tag bevorzugt werden.
Tägliche Dosen von anorganischem Phosphat sollten etwa 3,6 g Phosphor für jeden Patienten, der von Osteoporose befallen oder durch dieselbe gefährdet ist, nicht übersteigen, weil schwere Diarrhöe und gastrointestinale Schädigungen auftreten können bei Dosen, die diese Menge überschreiten.
Knochenzellen aktivierende Mengen anderer Knochenzellen aktivierender Verbindungen sind wie folgt: 1,25-Dihydroxy-Vitamin D3 und andere 1-Hydroxy Vitam D Metaboliten: etwa 0,001 bis etwa 0,03 ßg/kg/Tag (p.o.); 25-Hydroxy-Vitamin D3 und andere 25-Hydroxy Vitamin D Metabolite (keine 1,25-Dihydroxy-Vitamin D Metaboliten): etwa 0,1 bis etwa 3 g/kg/Tag (p.o.); anorganisches Fluorid (z.B.
Natriumfluorid): etwa 0,1 bis etwa 1,0 mg/kg/Tag F pro Tag (p.o.); Thyroxin: etwa 0,01 bis etwa 0,5 mg/kg/Tag (p.o.); Triiodthyroxin: etwa 0,1 bis etwa 2,5 ßg/kg/Tag je Tag (p.o.); Prostaglandin PGE2: etwa 0,1 bis etwa 25 mg/kg/Tag (p.o.); Parathyroidhormon 1-34: etwa 0,1 bis etwa 3,0 ßg/kg/Tag (s.c.).
Mit dem Ausdruck "Knochenresorption inhibierendes Polyphosphonat", wie er im vorliegenden verwendet wird, ist ein Polyphosphonat des Typs gemeint, wie er in der US-PS 3 683 080 beschrieben wird, wobei auf diese Beschreibung im vorliegenden Bezug genommen wird. Der Ausdruck 1,Phosphonat" umfaßt die Phosphonsäuren sowie ihre pharmazeutisch verträglichen Salze und Ester. Bevorzugte Polyphosphonate sind geminale Diphosphonate (die außerdem als Bis-phosphonate oder Diphosphonate bezeichnet werden).
Die Polyphosphonate können in Form der Säure oder eines löslichen Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalzes verabreicht werden. Die hydrolysierbaren Ester der Polyphosphonate werden ebenfalls mitumfaßt. Zu den spezifischen Beispielen gehören Ethan- 1 -hydroxy-1 , 1 -diphosphonsäure, Pentan- Ehydroxy-1,1-diphosphonsäure, Methandiphosphonsäure, Methandichlordiphosphonsäure, Methanhydroxydiphosphonsäure, Ethan-1-amino-1 , 1-diphosphonsäure, Ethan-2-amino-1,1-diphosphonsäure, Propan-3-amino-1-hydroxy-1 ,1-diphosphonsäure, Propan-N,N-dimethyl-3-amino-1-hydroxy-1,1-diphosphonsäure, Propan-3 , 3-dimethyl-3-amino- 1 -hydroxy-1 , 1 -diphosphonsäure, Phenyl-aminomethandiphosphonsäure, N,N-Dimethylaminomethandiphosphonsäure, N (2-Hydroxyethyl) -aminomethandiphosphonsäure, Butan-4-amino-1-hydroxy-1,1-diphosphonsäure, Pentan-5-amino-1-hydroxy-1 , 1-diphosphonsäure, Hexan-6-amino-1-hydroxy-1,1-diphosphonsäure und deren pharmazeutisch verträgliche Ester und Salze.
Die Menge an zu verwendendem Polyphosphonat wird vollkommen durch seine Potenz als Knochenresorption inhibierendes Mittel bestimmt. Diese Potenz wird bestimmt mit Hilfe des hier beschriebenen Thyroparathyroidektomie (TPTX)-Rattenmodells und ausgedrückt als die Mindestwirkdosis (LED) der Verbindung, die definiert ist als die niedrigste subkutan verabreichte Dosis von Polyphosphonat in mg P je kg Körpergewicht, die in dem TPTX-Rattenmodell zu einer Inhibierung des PTH-induzierten Anstiegs des Serum-Calcium-Spiegels führt. Da die Menge an zu verabreichendem Polyphosphonat von der Knochenresorption inhibierenden Potenz der Verbindung abhängt, wird die zu verabreichende Menge zweckmäßigerweise ausgedrückt als Vielfaches von LED.
Eine Extrapolierung der Dosen für Polyphosphonate aus dem TPTX-Rattenmodell auf Menschen ist möglich und basiert auf der Beobachtung, daß orale Dosen im Menschen sich proportional zu den LEDs für Polyphosphonate in dem TPTX-Rattenmodell verhalten. Es wurde deshalb beobachtet, daß geeignete Mengen an Polyphosphonaten zur Verabreichung an Patienten, die von Osteoporose befallen oder durch diese gefährdet sind, von etwa 0,25 x LED bis etwa 3,3 x LED betragen, während Mengen von etwa 0,25 x LED bis etwa 2,5 x LED bevorzugt werden und Mengen von 0,50 x LED bis 2,0 x LED am meisten bevorzugt werden. Die LEDs einer Anzahl an Polyphosphonaten sind in Tabelle I zusammengefaßt.
Die Bereiche für die tägliche Verabreichung einiger Polyphosphonate an Patienten, die von Osteoporose befallen oder durch dieselbe gefährdet sind, sind somit wie folgt: Ethan-1 -hydroxy-1 1 -diphosphonsäure: etwa 0,25 bis etwa 3,3 mg P/kg, wobei etwa 0,25 bis etwa 2,5 mg P/kg bevorzugt werden; Dichlormethandiphosphonsäure: etwa 0,12 bis etwa 1,67 mg P/kg, wobei etwa 0,12 bis etwa 1,25 mg P/kg bevorzugt werden; Propan-3-amino-1-hydroxy-1 , 1-diphosphonsäure: etwa 0,025 bis etwa 0,33 mg P/kg, wobei etwa 0,025 bis etwa 0,25 mg P/kg bevorzugt werden; Butan-4-amino-1-hydroxy-1,1-diphosphonsäure: etwa 0,0025 bis etwa 0,033 mg P/kg, wobei etwa 0,0025 bis etwa 0,025 mg P/kg bevorzugt werden, und Hexan-6-amino-1-hydroxy-1 1 -diphosphonsäure: etwa 0,025 bis etwa 0,33 mg P/kg, wobei etwa 0,025 bis etwa 0,25 mg P/kg bevorzugt werden.
Ein wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Erkenntnis, daß eine zu hohe Dosis an Polyphosphonat schädlich auf die reine Knochenbildung wirkt. Tatsächlich scheinen Dosen, die routinemäßig für die Behandlung von Pagets Krankheit verschrieben werden, an der oberen Seite des Bereichs für die Behandlung im vorliegenden Plan zu liegen.
Im allgemeinen sollte die Phosphonatdosis etwa 3,3 x LED/ Tag nicht überschreiten und liegt vorzugsweise unter etwa 2,5 x LED/Tag. Polyphosphonatdosen unter 2,0 x LED/Tag werden am meisten bevorzugt.
Ein anderer wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Erkenntnis, daß die natürliche Zykluszeit der Knochenresorption/Bildung abgekürzt werden kann. Wie in Frost, "Treatment of Osteoporosis by Manipulation of Coherent Bone Cell Populations", Clinical Orthopedics and Related Research, 143, 227 (1979) beschrieben wird, und auf diese Beschreibung wird im vorliegenden Bezug genommen, schwankt die natürliche Zyklus zeit zwischen 3 und 6 Monaten. Mit der erfindungsgemäßen Methode ist es möglich, die Zykluszeit auf etwa 41 bis etwa 85 Tage zu verringern. So ist es möglich, den Behandlungszyklus bis zu 9 x pro Jahr zu wiederholen, im Gegensatz zu 2 bis 4 x pro Jahr auf der Basis des natürlichen Zyklus.
Die kürzere Zyklus zeit scheint zu einem schnelleren Gesamtknochenaufbau zu führen.
Während der Ruhezeit werden weder Knochen zellen aktivierende Verbindungen noch ein Knochenresorption inhibierendes Polyphosphonat verabreicht. Das bedeutet nicht, daß während dieser ganzen Periode keine Chemikalien an den Patienten verabreicht werden sollen. Nahrungsmittelzusätze, wie Calcium und Vitamin D (im Gegensatz zu Knochenzellen aktivierende Metaboliten von Vitam D) können günstigerweise während dieser Periode verabreicht werden.
Thyroparathyroidektomie (TPTX)-Rattenmodell) Um die Knochenresportionsinhibierungspotenz verschiedener Polyphosphonate zu bestimmten, wurde folgendes Tiermodell angewendet.
In dieser Studie wurden 50 Wistar-Rattenmännchen mit einem Gewicht von etwa 150 bis 160 g chirurgisch durch den Brüter (Charles River Breeding Laboratories R thyroparathyroidektomisiert. Alle Ratten wurden bei der Ankunft doppelt untergebracht in aufgehängten Käfigen, die mit Purina Laboratory Rodent ChowR und Leitungswasser ad libitum versorgt waren. Nach drei- bis fünf tägiger Aklimatisierung an die Laboratoriumsumgebung wurden die Ratten auf eine calciumarme, phosphorarme (0,18 %/ 0,22 %) Diät (TekladR) gesetzt und man verabreichte ihnen über Flaschen entionisiertes Wasser, dem 2 % (Gew./Vol.) Calciumgluconat zugesetzt worden war.
Am vierten Tag der calciumarmen Diät wurden alle Ratten mit KetasetR (Ketaminhydrochlorid, 100 mg/ml, Bristol Myers), 0,10 ml/100 g Körpergewicht anästhesiert, gewogen, und dann wurde ihnen Blut abgenommen für eine Analyse des Gesamtserumcalciums unter Anwendung von Flame Atomic Absorption (FAA). Alle Ratten, die weniger als 180 g wogen, wurden von der Studie ausgeschlossen. Die Tiere wurden dann statistisch wahllos gemischt, derart, daß der mittlere Gesamtcalciumgehalt für jede Gruppe der gleiche war. Es wurden nur solche Ratten in die Studiengruppen getan (6 Tiere pro Gruppe), die hypocalcämisch erschienen (Gesamtcalcium < 8,0 mg/dl).
Die Behandlungen mit den verschiedenen zu prüfenden Verbindungen begannen am 6. Tag und dauerten bis zum 9. Tag der Studie (um 1300 jeden Tag). Es wurden Dosislösungen hergestellt, die bei konstanter Rate von 0,2 ml/ 100g Körpergewicht subkutan in die Hautlappen, wo das Hinterbein auf den Rumpf auftrifft, verabreicht wurden.
Alle Ratten wurden täglich gewogen und mit der Dosis versorgt. Zur Verabreichung des Medikaments wurde eine 6,3 ßm x 1,6 cm Nadel verwendet, wobei täglich die Dosierungsstellen geändert wurden. Am 9. Tag wurde allen Ratten nachmittags etwa um 1600 Uhr die Nahrung entzogen. Am 10. Tag der Studie erfolgte keine Behandlung. Am Morgen wurde von jeder Ratte eine 600iil-Probe Vollblut in Mikrocontainer (B-D#5060) Serumseparatorröhrchen gesammelt zur Bestimmung des Gesamtcalciums im Serum (FAA). Außerdem wurden zwei 125 ßl-Proben von heparinisiertem Vollblut gesammelt zur Verwendung für die ionisierte Calciumanalyse.
Unmittelbar nach der Blutentnahme wurden alle Ratten gewogentund es wurde ihnen Schweineparathyroidhormon subcutan bei einer Rate von 75 USP-Einheiten je 100 g Körpergewicht injiziert. Die Blutentnahme für die Bestimmung des gesamten und des ionisierten Calciums wurde drei Stunden nach der PTH-Injektion wiederholt.
Statistik Alle Bestimmungen des gesamten und des ionisierten Calciums vor und nach der PTH-Injektion wurden statistisch auf Signifikans analysiert, verglichen mit PTH alleine (Kontrolle) unter Verwendung von Student's t-Test, Analyse auf Veränderungen und ihre nichtparametrischen Äquivalente. Es wurden außerdem die Veränderungen der Calciumspiegel nach der Injektion minus Veränderung vor der Injektion und die prozentuale Veränderung bestimmt und die Körpergewichte vor Verabreichung des Medikamentes gegenüber nach Verabreichung des Medikamentes.
Materialien Die verwendete calcium- und phosphorarme Diät wurde hergestellt durch Teklad Test.Diets (Harlan Industries, Madison, Wisconsin 53711; Order # DT 82195) in Pelletform mit etwa 0,18 % Calcium und 0,22 % Phosphor. Die Diät enthielt alle für Ratten erforderlichen wesentlichen Vitamine und Mineralien mit Ausnahme von Calcium und Phosphor. Die Calcium- und Phosphormengen der Pellets wurden analytisch bestimmt.
Alle Dosierungslösungen der Verbindungen, die auf Knochenresorptionsinhibierungspotenz zu testen waren, wurden mit Natriumhydroxid auf einen pH-Wert von 7,4 eingestellt und in eine 0,9%ige Kochsalzlösung gegeben (Abbott NDC 0074-1583-03), Abbott Labs, North Chicago, IL 60064, USA).
Die Konzentrationen der Dosierungslösungen wurden auf eine Dosierungsrate von 0,20 ml/100 g Körpergewicht eingestellt.
PTH wurde als ein angereicherter Schweineextrakt bezogen (Sigma Chemical Co., P.O.Box 14508, St.Louis, Missouri, Order # P0892, Lot # 72F-9650) bei einer Aktivität von 138 USP-Einheiten je mg. PTH wurde in eine 0,9%ige Kochsalzlösung gegeben, so daß die Endkonzentration 100 USP/ml betrug. Alle Lösungen wurden durch ein # 40 Whatman Filterpapier und dann durch ein 0,45 «m MetricelR-Filter filtriert.
Die physiologische Wirkung des PTH-Versuchs ist ein Ansteigen der Serumcalciumspiegels. Da die Tiere auf einer calciumarmen Diät waren, ist ein beobachteter Anstieg des Serumcalciumspiegels das Ergebnis einer Resorption von Knochenmaterial. Da Polyphosphonate dazu neigen, die Resorption von Knochenmaterial zu inhibieren, zeigten diejenigen Tiere, die vorher mit Polyphosphonat behandelt worden waren, einen Anstieg des Serumcalciumspiegels bei der PTH-Behandlung, der geringer war als derjenige, den man bei Kontrolltieren gefunden hatte, die anstelle dessen mit Kochsalzlösung behandelt worden waren. Die niedrigste Dosis, bei der das Polyphosphonat in der Lage ist, die Knochenresorption zu inhibieren, wie angezeigt wlrddurch einen verringerten Anstieg des Serumcalciumspiegels bei der PTH-Behandlung, ist ein Maß der Knochenresorptionsinhibierungspotenz des Polyphosphonats. Wo es erforderlich war, wurde der Test wiederholt, wobei den Tieren 0,5 und 0,2 x LED verabreicht wurde, um die Bestimmung von LED zu verfeinern. Die LED-Werte einiger repräsentativer Diphosphonate werden in Tabelle I wiedergegeben.
Tabelle I Mindestwirk dosiswerte (antiresorptiv) (LED) Verbindung *) LED (mg P/kg) Ethan- 1 -hydroxy- 1 , 1 -diphosphonsäure (EHDP) 1 , 0 Dichlormethandiphosphonsäure (Cl2MDP) 0,5 Propan-3-amino-1 -hy droxy-1 , 1 -diphosphonsäure (APD) 0,10 Butan-4-amino-1 -hydroxy-1 , 1-diphosphonsäure (ABDP) 0,01 Hexan-6-amino-1 -hydroxy-1 , 1 -diphosphonsäure (AHDP) 0,10 *) Alle Verbindungen lagen in wäßriger Lösung vor, deren pH-Wert mit NaOH auf 7,4 eingestellt worden war. Bei diesem pH-Wert liegen die Diphosphonsäuren als Natriumsalze vor.
Beispiel Patienten, bei denen klinisch diagnostiziert worden war, daß sie an Osteoporose leiden, wurden einem erfindungsgemäßen Behandlungsplan wie folgt unterworfen. Jeder Patient wurde 3 bis 8 Zyklen unterworfen, wobei jeder Zyklus aus (a) einer Knochen aktivierenden Periode von 3 Tagen bestand, während der 2 Tabletten Phosphat SandozTM 3 x täglich verabreicht wurde (jede Tablette enthielt 500 mg elementaren Phosphor); (b) einer Knochenresorption inhibierenden Periode von 14 Tagen, während der die Patienten 5 mg/kg/Tag (entsprechend 1,24 mg P/kg/Tag, oder 1,24 x LED) DIDRONEL (Norwich Eaton Pharmaceuticals, Norwich, N.Y.) unterteilt in 3 DosenV(jede DIDRONEL-Tablette enthielt 200 mg Dinatrium EHDP); (c) einer Ruheperiode von 45 Tagen, während der die Patienten eine Diät erhielten, die mindestens 1 g/Tag Calcium enthielt.
Der Behandlungsplan resultierte in einer bemerkenswerten Linderung der osteoporotischen Zustände.
Der Behandlungsplan wurde variiert, wie in Tabelle II angegeben.
Tabelle II Knochenaktivierung seerio Knochenresorptionsin- Ruheperiode Gesamthibierungsperiode zyklen Tage Verbindung Dosis/Tag Tage Verbindung Dosis/Tag Tage Tage (mg ~~~~~~~~ ~~~~~~~~~ (mg P/kg) ~~~~~ ~~~~~~ 1 1,25-Vit.D(a) 1 ug 10 Cl2MDP 2,5 30 41 3 NaF 20 mg 12 APD 0,5 40 55 5 PTH 1-34(b) 100 ug 17 AHDP 0,03 50 72 3 PGE2(c) 10mg/kg 15 ABDP 0,005 60 78 (a) 1,25-Dihydroxy-Vitamin D3 (b) Parathyroidhormon 1-34 (c) Prostaglandin E2 Ein Behandlungsplan, der aus zwei oder mehreren der oben bezeichneten Zyklen bestand, resultierte in einer bemerkenswerten Linderung der osteoporotischen Zustände.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verwendung eines aus mindestens zwei räumlich getrennten Zusammensetzungen bestehenden Mittels, von denen die eine Phase (a) eine Knochen aktivierende Menge einer Knochenzellen aktivierenden Verbindung und die andere Phase (b) die 0,25 bis 3,3-fache Menge der Mindestwirkdosis eines die Knochenresorption inhibierenden Polyphosphonats enthält, zur aufeinanderfolgenden und unterbrochenen Anwendung zur Behandlung oder Verhinderung von Osteoporose bei Menschen oder niedrigeren Warmblütern.
2. Verwendung nach Anspruch 1, bei der die Knochenzellen aktivierende Verbindung (a) ein anorganisches Phosphat ist und die Knochen aktivierende Menge 4 bis 60 mgP/kg/Tag, jedoch nicht mehr als 3 600 mgP/Tag beträgt.
3. Verwendung nach Anspruch 1, bei der die Knochenzellen aktivierende Verbindung (a) 1,25-Dihydroxy-Vitamin D3 ist und die Knochen aktivierende Menge 0,001 bis 0,3 ßg/kg/Tag beträgt.
4. Verwendung nach Anspruch 1, bei der die Knochenzellen aktivierende Verbindung (a) 25-Hydroxy-Vitamin D3 und die Knochen aktivierende Menge 0,1 bis 3 ßg/kg/Tag beträgt.
5. Verwendung nach Anspruch 1, bei der die Knochenzellen aktivierende Verbindung (a) ein anorganisches Fluorid ist und die Knochen aktivierende Menge 0,1 bis 1,0 mgF/kg/Tag beträgt.
6. Verwendung nach Anspruch 1, bei der die Knochenzellen aktivierende Verbindung (a) Thyroxin ist und die Knochen aktivierende Menge 0,01 bis 0,5 mg/kg/Tag beträgt.
7. Verwendung nach Anspruch 1, bei der die Knochenzellen aktivierende Verbindung (a) Triiodthyroxin ist und die Knochen aktivierende Menge 0,1 bis 2,5 g/kg/Tag beträgt.
8. Verwendung nach Anspruch 1, bei der die Knochenzellen aktivierende Verbindung (a) Prostaglandin PGE2 ist und die Knochen aktivierende Menge 0,1 bis 25 mg/kg/Tag beträgt.
9. Verwendung nach Anspruch 1, bei der die Knochenzellen aktivierende Verbindung (a) Parathyroidhormon 1-34 ist und die Knochen aktivierende Menge 0,1 bis 3 g/kg/Tag beträgt.
10. Verwendung nach Anspruch 1, bei der das die Knochenresorption inhibierende Polyphosphonat (b) Ethan-1-hydroxy-1 , 1 -diphosphonsäure oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz oder ein Ester davon ist und die Menge von (b) 0,25 bis 3,3mg P/Tag beträgt.
11. Verwendung nach Anspruch 1, bei der das die Knochenresorption inhibierende Polyphosphonat (b) Dichlormethandiphosphonsäure oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz oder ein Ester davon ist und die Menge von (b) 0,12 bis bis 1,67 mg P/kg beträgt.
12. Verwendung nach Anspruch 1, bei der das die Knochenresorption inhibierende Polyphosphonat (b) Propan- 3-amino-1-hydroxy-1,1-diphosphonsäure oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz oder ein Ester davon ist und die Menge von (b) 0,025 bis 0,33 mg P/kg beträgt.
13. Verwendung nach Anspruch 1, bei der das die Knochenresorption inhibierende Polyphosphonat (b) Butan-4-amino-1-hydroxy-1,1-diphosphonsäure oder ein pharmazeutisch veträgliches Salz oder ein Ester davon ist und die Menge (b) 0,0025 bis 0,033 mg P/kg beträgt.
14. Verwendung nach Anspruch 1, beider das die Knochenresorption inhibierende Polyphosphonat (b) Hexan-6-amino-1-hydroxy-1,1-diphosphonsäure oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz oder ein Ester davon ist und die Menge von (b) 0,025 bis 0,33 mg P/kg beträgt.
15. Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der das Mittel aus drei räumlich getrennten Zusammensetzungen besteht und die Phase (c) Calcium in einer Menge von 500 bis 1000 mg/Tag und Vitamin D in einer Menge von 400 Einheiten/Tag enthält.