DE69008346T2

DE69008346T2 - Arzneistoffabgabe-zusammensetzungen.

Info

Publication number: DE69008346T2
Application number: DE69008346T
Authority: DE
Inventors: Lisbeth Nottingham Ng7 1Ba Illum
Original assignee: Danbiosyst UK Ltd
Current assignee: Kyowa Kirin Services Ltd
Priority date: 1989-02-25
Filing date: 1990-02-23
Publication date: 1994-08-25
Anticipated expiration: 2010-02-24
Also published as: ES2055904T5; EP0460020A1; DE69008346D1; ES2055904T3; CA2045472A1; NO301692B1; CA2045472C; ATE104545T1; JP3306779B2; WO1990009780A1; EP0460020B1; DK0460020T3; DE69008346T3; EP0460020B2; GB8904370D0; NO912870D0; NO912870L

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Arzneimittelabgabemassen und insbesondere eine für die Aufnahme eines aktiven Arzneimittelmaterials über Schleimhautoberflächen, z.B. die Vagina, den Grimmdarm oder die Nasenhöhle, sorgende Masse.
Ein Hauptproblem bei der Arzneimittelabgabe besteht in der wirksamen Absorption eines hochmolekularen Materials, z.B. von Proteinen und Peptiden, über biologische Membranen. Normalerweise werden solche Moleküle bei Verabreichung an den Gastrointestinaltrakt, die Mundschleimhaut, die Rektumschleimhaut, die Vaginalschleimhaut oder die Schleimhaut des Naseninneren vom Körper nicht aufgenommen. Jüngere Untersuchungen mit Insulin haben belegt, daß sich die Absorption einer solchen Verbindung steigern läßt, wenn sie zusammen mit einem sogenannten Absorptionsverstärker verabreicht wird. Zu diesen absorptionsverstärkenden Materialien gehören oberflächenaktive Mittel vom nicht-ionischen Typ sowie verschiedene Gallesalzderivate. In Gegenwart dieser Arten von oberflächenaktiven Materialien erreicht man eine erhöhte Membrandurchlässigkeit. Die Literatur auf dem Gebiet der Gastroenterologie beschreibt einen breiten Bereich solcher Absorptionsverstärker (hingewiesen wird auf Davis und Mitarbeiter (Herausgeber), "Delivery Systems for Peptide Drugs", Plenum Press, New York, 1987). Solche Materialien sind jedoch höchstwahrscheinlich wegen ihrer Reizwirkung auf Membranen für die chronische Verabreichung von Arzneimitteln inakzeptabel. Dies gilt nicht nur für die nicht-ionische Art oberflächenaktiver Mittel, sondern auch für Gallesalze und Gallesalzderivate (beispielsweise Fusidinsäure).
Die EP-A-023 359 und EP-A-122 023 beschreiben eine pulverförmige Arzneimittelzubereitung zur Applikation auf die Nasenschleimhaut und Verfahren zu ihrer Verabreichung. Die Arzneimittelzubereitung gestattet eine wirksame Absorption von Polypeptiden und deren Derivaten durch die Nasenschleimhaut. In ähnlicher Weise beschreibt die US-A-4 226 848 ein Verfahren zur Verabreichung eines pulverförmigen Medikaments an die Nasenschleimhaut, wobei die bevorzugte Zubereitung Schleimhauthafteigenschaften aufweist.
Die EP-A-230 264 beschreibt ein wäßriges nasales Arzneimittelabgabesystem für Impfstoffe mit einem hochmolekularen Arzneimittel, einem Geliermittel (beispielsweise Hydroxethylcellulose) und in einigen Fällen sonstigen Zusätzen (beispielsweise oberflächenaktiven Mitteln, Glycerin und Polyethylenglykol). Abermals wird die Zubereitung jedoch als Pulver verabreicht.
Aus der WO-88/09163 sind Mikrokügelchen enthaltende Rezepturen bekannt. Die Rezepturen enthalten bestimmte Verstärker zur Unterstützung eines wirksamen Hindurchdringens des Arzneimittels durch die Schleimhaut. Unsere schwebende Anmeldung WO-89/03207 beschreibt weiterhin Rezepturen bzw. Zubereitungen, die kein Verstärkungsmittel erfordern. Diese Rezepturen können arzneimittelhaltige Mikrokapseln, die mit DEAE-Dextran beschichtet sind, enthalten.
Der Einsatz von DEAE-Dextran wurde bereits für orale Arzneimittelabgabezubereitungen vorgeschlagen. Vermutlich treten sie mit gastrointestinalen Mucinen bzw. Schleimstoffen in Wechselwirkung (M.T. Anderson und Mitarbeiter, Vortrag auf einem Treffen der Society for Experimental Biology, 24.-29. Juli 1988, Manchester, U.K.). Die Abgabe erfolgte an die Nasenhöhlen von Kaninchen als Modellmischung zur Untersuchung der Absorption von Peptiden unterschiedlicher Größen (Y. Maitani und Mitarbeiter in Int. J. Pharm. 1989, 49, 23-27).
Igawa und Mitarbeiter (1988 "Chem. Pharm. Bull." 36(8) 3055-3059) verabreichten intranasal an Kaninchen Humaninterferon-β mit einem DEAE-Dextranstreckmittel. Der Dextranteil des letzteren besaß ein durchschnittliches Molekulargewicht von 9000 und verstärkte die Absorption des Arzneimittels nicht. Die Autoren zogen den Schluß, daß niedrigmolekulare Streckmittel hochmolekularen Komponenten gegenüber zu bevorzugen sind. Im Hinblick darauf ist die nunmehr gewonnene Erkenntnis, daß eine Lösung oder Dispersion relativ hochmolekularen DEAE-Dextrans oder sonstiger polykationischer Substanzen, wie Chitosan, die Basis für eine ohne sonstige Verstärker auskommende verbesserte Rezeptur bilden kann, überraschend. Durch das Vorhandensein sonstiger Verstärker läßt sich allerdings das Leistungsvermögen der Massen noch weiter verbessern.
Die GB-A-2 092 002 (Äquivalent zur DE-A-3 200 766) beschreibt Gelatbildner für Magnesium und Calcium zur Verstärkung der Absorption von Arzneimitteln durch ein Verdauungsorgan. Zu solchen Verbindungen gehören Polyaminosäuren. Sawayanagi und Mitarbeiter (1982) beschreiben in "Chem. Pharm. Bull." 30(11), 4216-4218 und in "Biological Abstract" 75074688 den Einsatz von Chitosan zur Bindung der Bestandteile von Tabletten für eine Rückhaltung (derselben) im Mund. Über eine Abgabe an nichtorale Schleimhautoberflächen wurde nicht berichtet.
Aus der einen "Stand der Technik" gemäß Artikel 54(3) EPC bildenden EP-A-0 368 253 ist ein filmbildendes Abgabesystem zur Abgabe einer aktiven Verbindung an eine gewünschte topische Stelle bekannt. Das Abgabesystem umfaßt mindestens ein Aminopolysaccharidderivat, entweder ein Chitosoniumpolymer oder ein Chitosanderivat. Bei der Abgabe bildet es einen praktisch gasdurchlässigen Film, aus dem die aktive Verbindung an der bezeichneten Stelle verfügbar wird.
In einer Hinsicht sorgt die Erfindung für den Einsatz einer polymeren Substanz mit einer Mehrzahl kationischer Gruppen und einem Molekulargewicht von 10000 oder mehr (im folgenden als "polykationische Substanz" bezeichnet) bei der Herstellung einer an eine Schleimhaut zu verabreichenden und weiterhin eine pharmakologisch aktive Verbindung enthaltenden Masse oder Zubereitung. Die Masse oder Zubereitung sorgt ihrerseits für die Aufnahme der aktiven Verbindung über die Schleimhautoberfläche und eine systemische Verteilung der aktiven Verbindung. Hierbei gilt: (i) Die Substanz besteht nicht aus einer eine Gelatbildung mit Calcium- oder Magnesiumionen bewirkenden Polyaminosäure; (ii) die Masse oder Zubereitung besteht nicht aus mit DEAE-Dextran beschichteten Mikrokapseln; (iii) wenn für eine Verabreichung an die Darmschleimhaut vorgesehen, besteht die Masse oder Zubereitung nicht aus der aktiven Verbindung und einer Lösung von DEAE-Dextran und (iv) wenn in Form einer Tablette für die Rückhaltung im Mund vorgesehen, umfaßt die Masse oder Zubereitung kein Chitosan.
Die polykationische Substanz kann als Lösung in einem wäßrigen Medium, als Dispersion in einem wäßrigen System, als Pulver oder in Form von Mikrokügelchen vorliegen. Vorzugsweise bestehen solche Mikrokügelchen aus der polykationischen Substanz als solche (wobei üblicherweise die pharmakologisch aktive Substanz eingebaut ist) mit oder ohne sonstige(n) geeignete(n) mikrokügelchenbildende(n) Substanzen, wie (Human)Serumalbumin und Derivaten und Analogen hiervon.
Die Konzentration der polykationischen Substanz in einer solchen Lösung beträgt 0,01 bis 50, zweckmäßigerweise 0,1 bis 50, vorzugsweise 0,2 bis 30, insbesondere 0,5 bis 15% g/v.
Diethylaminoethyl-Dextran (DEAE-Dextran) ist ein polykationisches Derivat von Dextran mit an die Glucosereste über Etherbindungen gekuppelten Diethylaminoethylgruppen. Das Ausgangsdextran kann ein durchschnittliches Molekulargewicht von etwa 5000 bis 40 X 10&sup6;, in typischer Weise etwa 500000, aufweisen. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist die betreffende Angabe auf Dextrane mit Molekulargewichten von 10000 oder mehr beschränkt. Der Stickstoffgehalt beträgt üblicherweise etwa 3,2%, dies entspricht einer geladenen Gruppe pro drei Glucoseeinheiten. "Tandem"-Gruppen, die als Ergebnis von Nebenreaktionen eingeführt werden, führen zur Anwesenheit dreier unterschiedlicher basischer Gruppen in etwa gleichen Verhältnissen.
Chitosan ist entacetyliertes Chitin oder Poly-N-acetyl-D-glucosamin. Man erhält es von Protan Laboratories Inc., Redmond, Washington 98052, USA. Je nach dem gewählten Grad kann es in Wasser bis zu einem pH-Wert von 6,0 löslich sein. Eine 1%ige Lösung eines nicht-wasserlöslichen Chitosans (Sea Cure) erhält man durch Zubereiten einer Aufschlämmung (beispielsweise 2 g/100 ml) in Wasser und Zugabe eines gleichen Volumens einer organischen Säure (beispielsweise 100 ml einer 2%igen Essigsäure) sowie kräftiges einstündiges Verrühren. Wasserlösliches Chitosan (Sea Cure&spplus;) läßt sich ohne vorhandene organische oder anorganische Säure(n) in Lösung bringen.
Chitosan wurde bereits zur Fällung eiweißartigen Materials, zur Herstellung chirurgischen Nahtmaterials und als Immunstimulans eingesetzt. Es wurde auch bereits in oralen Arzneimittelzubereitungen zur Verbesserung des Auflösens schlechtlöslicher Arzneimittel (Sawayanagi und Mitarbeiter in "Chem. Pharm. Bull." 31, 2062-2068 (1983)) oder zur verzögerten Freigabe von Arzneimitteln (Nagai und Mitarbeiter, in "Proc. Jt. US-Jpn. Semin. Adv. Chitin, Chitosan, Relat. Enzymes", 21-39. Zikakis J.P. (Herausgeber), Academic Press, Orlando (1984)) mit Hilfe eines Verfahrens einer langsamen Erosion aus einem hydratisierten Matrixpreßling verwendet.
DEAE-Dextran und Chitosan werden in den erfindungsgemäßen Massen zwar bevorzugt, es können jedoch auch weitere polykationische Substanzen verwendet werden. Hierzu gehören andere polykationische Kohlenhydrate, z.B. (ohne darauf beschränkt zu sein) anorganische oder organische Salze von Chitosan und modifizierte Chitosanformen (insbesondere positiv geladene), Polyaminsäuren, wie Polylysin, polyquaternäre Verbindungen, Protamin, Polyimin, DEAE-Imin, Polyvinylpyridin, Polythiodiethylaminomethylethylen (P(TDAE)), Polyhistidin, DEAE-Methacrylat, DEAE-Acrylamid, Poly-p-aminostyrol, Polyoxethan, Copolymethacrylate (z.B. Copolymere von HPMA, N-(2-Hydroxypropyl)-methacrylamid), GAFQUAT (US-PS 3 910 862) und Polyamidoamine. Die erfindungsgemäß eingesetzten polykationischen Substanzen besitzen ein Molekulargewicht von 10000 oder mehr, zweckmäßigerweise mindestens 100000 oder 200000 und vorzugsweise etwa 500000. Das Chitosan (oder ein Salz desselben) besitzt zweckmäßigerweise eine Intrinsikviskosität von mindestens 400 ml/g, vorzugsweise mindestens 500, 750 oder 1000 ml/g.
Gewünschtenfalls können den erfindungsgemäßen Massen weitere Verstärkungsmittel, beispielsweise Lysophosphatidylcholin und ganz allgemein die aus der WO 88/09163 bekannten, einverleibt werden. Um die Rezeptur oder Zubereitung besser auf der Schleimhaut festhalten zu können, können Geliermittel oder viskositätssteigernde Substanzen zugegeben werden. Insbesondere das Chitosan kann mit oder ohne Albumin zu Mikrokügelchen verarbeitet werden.
Die Zubereitungen lassen sich beispielsweise unter Verwendung eines Standardphosphatpuffer bei neutralem pH- Wert, d.h. einem pH-Wert von 6,5 bis 7,5, vorzugsweise etwa 7,3, herstellen. Bei niedrigeren pH-Werten, beispielsweise einem pH-Wert von 4, wird beispielsweise HCl zugegeben oder ein anderes Puffersystem benutzt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß DEAE-Dextran oder Chitosan in Kombination mit zumindest einigen Arzneimitteln, beispielsweise Insulin und den meisten, wenn nicht allen sonstigen Proteinen, einen Komplex bilden. Bei niedrigeren oder höheren pH-Werten, d.h. weg vom isoelektrischen Punkt des Polykations und des Arzneimittels, kann dieser Komplex in Form einer echten Lösung anstelle einer Dispersion vorliegen. Dies kann von Vorteil sein, obwohl es auch sein kann, daß sehr niedrige pH-Werte mit größerer Wahrscheinlichkeit die Schleimhaut reizen oder sogar schädigen. Somit dürfte der Fachmann dazu imstande sein, den optimalen pH-Wert zu ermitteln. Dieser kann zwischen 1,0 und 11,0, zweckmäßigerweise 4,0 und 7,5, beispielsweise 4,0 bis 6,0 oder 9,0 bis 11,0 liegen.
Der Komplex kann isoliert werden. Der Komplex und seine therapeutischen Einsatzmöglichkeiten bilden weitere Aspekte der Erfindung.
Der Ausdruck "pharmakologisch aktive Verbindung" umfaßt Arzneimittel, Impfstoffe und Komponenten derselben (beispielsweise isolierte Antigene oder Teile derselben) und monoklonale Antikörper.
Die Zubereitungen oder Massen können zusammen mit aus der folgenden nicht-ausschließenden Liste ausgewählten Arzneimitteln Verwendung finden: Insulin, Calcitonine (beispielsweise von Schweinen, Menschen, Lachs, Hühnern oder Aal) und deren synthetische Modifikationen, Enkephaline, LHRH und Analoge (Nafarelin, Buserelin, Zolidex), GHRH (Wachstumshormon freisetzendes Hormon), Nifedipin, THF (Thymushumoralfaktor), CGRP (zum Calcitoningen verwandtes Peptid), atrionatriuretisches Peptid, Antibiotika, Metoclopramid, Ergotamin, Pizotizin, nasale Impfstoffe (insbesondere AIDS-Impfstoffe, Masernimpfstoffe, Rhinovirustyp 13- und Atmungssynzytiomvirus-Impfstoffe), Pentamidin und CCK (Cholecystykinin).
Weitere Arzneimittel sind: Antibiotika und antimikrobielle Mittel, wie Tetrazyklinhydrochlorid, Leucomycin, Penicillin, Penicillinderivate, Erythromycin, Sulfathiazol und Nitrofurazon, Lokalanästhetika, wie Benzocain, gefäßverengende Mittel, wie Phenylephidrinhydrochlorid, Tetrahydrozolinhydrochlorid, Naphazolinnitrat, Oxymetazolinhydrochlorid und Tramazolinhydrochlorid, herzstärkende Mittel, wie Digitalis und Digoxin, gefäßerweiternde Mittel, wie Nitroglycerin und Papaverinhydrochlorid, Antiseptika, wie Chlorhexidinhydrochlorid, Hexylresorcin, Dequaliniumchlorid und Ethacridin, Enzyme, wie Lysozymchlorid, Dextranase, den Knochenstoffwechsel steuernde Mittel, wie Vitamin D und aktives Vitamin D&sub3;, Sexualhormone, Blutdruck senkende Mittel, Sedativa, Antikrebsmittel, steroidale entzündungshemmende oder -widrige Mittel, wie Hydrocortison, Prednison, Fluticason, Prednisolon, Triamcinolon, Triamcinolonacetonid, Dexamethason, Betamethason, Beclomethason und Beclomethasondipropionat, nicht-steroidale entzündungshemmende oder -widrige Mittel, wie Acetaminophen, Aspirin, Aminopyridin, Phenylbutazon, Mefanaminsäure, Ibuprofen, Diclofenacnatrium, Indomethacin, Colchicin und Probenocid, enzymatische entzündungshemmende oder -widrige Mittel, wie Chymotrypsin und Bromelainseratiopeptidase, Antihistaminika, wie Diphenhydraminhydrochlorid, Chlorpheniraminmaleat und Clemastin, sowie Antiallergika und Antihusten/Expectorans-Antiasthmatika, wie Natriumchromoglycat, Codeinphosphat und Isoproterenolhydrochlorid.
Die Massen oder Zubereitungen lassen sich über den nasalen Weg unter Verwendung einer Nasensprühvorrichtung, eines unter Druck stehenden Aerosolbehälters oder durch einfaches Einträufeln verabreichen. Die Zubereitungen oder Massen können auf der Schleimhaut, zumindest teilweise, gelieren. Dies erleichtert den Rückhalt der Masse oder Zubereitung auf der Mucosa. Zur Abgabe von Arzneimitteln an den Grimmdarm geeignete Rezepturen lassen sich in eine Reihe von dem Galeniker bekannten technischen Kategorien unterteilen. Hierzu gehören beschichtete feste Verabreichungsformen, wie Tabletten, Pellets, Minitabletten, Hartgelatinekapseln und dgl. oder beschichtete halbfeste Zubereitungen, wie Weichgelatinekapseln und dgl.. Enterisch beschichtete Systeme, die beispielsweise auf Methacrylatcopolymeren, wie Eudragit L (Poly(methacrylsäure, Methylmethacrylat)) basieren, sind lediglich bei pH-Werten von 6 und darüber löslich, so daß sich das Polymer erst beim Eintritt in den Dünndarm aufzulösen beginnt. Die Stelle des Zerfallens hängt dann von der Geschwindigkeit des Intestinaltransits und der Menge an vorhandenem Polymer ab. Für eine Abgabe an den proximalen Grimmdarm wurde ein relativ dicker Polymerüberzug festgelegt (Hardy und Mitarbeiter in "Aliment. Pharmacol. Therap." 1, 273-280 (1987)). Es können auch Polymere mit der Fähigkeit zur Gewährleistung einer lagespezifischen Grimmdarmabgabe benutzt werden. Diese stützen sich in typischer Weise auf die Bakterienflora des Dickdarms zum enzymatischen Abbau des Polymerüberzugs und folglich zur Freigabe des Arzneimittels. Eine Reihe von Materialkandidaten erscheint vielversprechend, z.B. Azopolymere (Saffran und Mitarbeiter, US-PS 4 663 308), Glycoside (Friend und Mitarbeiter in "J. Med. Chem." 27, 261-266 (1984)), sowie die verschiedensten natürlich vorkommenden und modifizierten Polysaccharide (Archer & Ring, PCT Anmeldung GB 89/00581).
Nunmehr ist eine neue impulsgesteuerte Freigabetechnologie (Magruder und Mitarbeiter, US-PS 4 777 049) und dgl., die eine Arzneimittelabgabe zu einem gegebenen Zeitpunkt ermöglicht, verfügbar. Derartige Systeme lassen sich zur Abgabe sowohl des Arzneimittels als auch der polykationischen Substanz zusammen mit anderen Zusätzen, die die lokale Mikroumgebung zur Förderung der Arzneimittelstabilität und -aufnahme verändern können, direkt an den Grimmdarm benutzen. Sie stützen sich auf keine externen Bedingungen zur Gewährleistung einer in-vivo- Freigabe mit Ausnahme der Anwesenheit von Wasser.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt sorgt die vorliegende Erfindung für ein Verfahren zum Behandeln eines Menschen oder sonstigen Säugetiers durch Verabreichen einer Masse oder Zubereitung der beschriebenen Art an eine Schleimhautoberfläche des Menschen oder sonstigen Säugetiers, beispielsweise die Vagina, das Auge, den Grimmdarm und die Nasenhöhle.
Im folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand von Beispielen erläutert.

Beispiel 1: Insulin plus DEAE-Dextran

Zur Untersuchung der intranasalen Absorption wäßriger Insulinlösungen wurde ein gegenüber dem ursprünglichen von Hirai und Mitarbeitern (1981 "Int. J. Pharm." 7, 317-325) und Fischer und Mitarbeitern (1987 "J. Pharm. Pharmacol." 39, 357-362) beschriebenen modifiziertes Ratten-in-vivo-Versuchsmodell benutzt. Wistar Rattenböcke (Bantin und Kingman) eines Gewichts von ungefähr 200 bis 250 g, die während der Nacht für etwa 20 h kein Futter erhalten hatten, wurden durch eine intraperitoneale Injektion von 80 mg/kg Pentobarbitonnatrium (60 mg/ml Sagatal (registriertes Warenzeichen) von May und Baker) und weiteren intraperitonialen Injektionen von 0,05 ml (wenn zur Aufrechterhaltung eines geeigneten Betäubungsgrades erforderlich) betäubt. Die Ratten wurden tracheotomiert, die Speiseröhre versiegelt und die Carotisarterie und die Jugularvene kanüliert.
Es wurden Insulin (halbsynthetisches Human-Na-Insulin)-Lösungen in 1/75 M Phosphatpuffer eines pH-Wertes von 7,3 in einer Konzentration von 167 IU/ml zubereitet. Dann wurde soviel DEAE-Dextran zugesetzt, daß Konzentrationen von 10% g/v, 5% g/v bzw. 1% g/v erhalten wurden. Das bei diesen Versuchen verwendete DEAE-Dextran besaß ein Molekulargewicht von 500000.
Man kann auch eine Lösung mit 334 IU/ml Insulin in Phosphatpuffer zubereiten und gleiche Volumina des DEAE- Dextrans in Phosphatpuffer 20, 10 bzw. 2%iger Verdünnung zubereiten. Hierbei erhält man dieselben Endlösungen. Beim Vermischen der Insulinlösung mit dem DEAE-Dextran wird die Lösung trüb, was darauf hinweist, daß eine Wechselwirkung zwischen dem Insulin und dem DEAE-Dextran stattgefunden hat.
In ähnlicher Weise wurde eine Insulinlösung mit dem Laureth-9 Verstärkersystem zubereitet.
Die Insulinlösung alleine oder die Insulinlösungen mit dem Laureth-9 oder den verschiedenen Konzentrationen an DEAE-Dextran wurden unter Verwendung einer Hamilton- Mikrospritze nasal an Ratten (n=4) in einer Menge von 16,7 IU/kg Körpergewicht verabreicht. Das Verabreichungsvolumen betrug 20 ul.
In Fluoridoxalatröhrchen wurden aus der Carotisarterie 10 bzw. 5 min vor der Insulinverabreichung und 5, 15, 30, 45, 60, 90, 120, 180, 240 bzw. 300 min nach der Verabreichung 0,2 ml Blutproben entnommen. Die Proben wurden kurzzeitig auf zerstoßenem Eis gelagert, bis sie nach der Glucoseoxidasemethode mit Hilfe eines Yellow Springs 23 AM Glucoseanalysegeräts analysiert wurden.
Tabelle 1 zeigt die angenäherten Glucosewerte (mmol/l) von Ratten, die eine Insulindosis in Phosphatpuffer und Insulindosen in Phosphatpuffer (pH-Wert: 7,3) mit 1%, 5% bzw. 10% DEAE-Dextran erhalten haben. Deren Meßzeitpunkt war 120 min nach der Verarbreichung. Die Werte zum Zeitpunkt der Verabreichung betrugen etwa 3,5 bis 4,0 mmol/l. Die Ergebnisse zeigen, daß intranasal als bloße Phosphatpufferlösung (pH-Wert: 7,3) gegebenes Insulin den Blutglucosewert nicht signifikant erniedrigt. Bei Zusatz des DEAE-Dextrans erfolgt eine rasche und signifikante Abnahme der Blutglucosewerte. Die Wirkung erhöht sich mit zunehmender Konzentration an DEAE-Dextran. Die Ratten, die die 10%ige Konzentration erhalten haben, gingen frühzeitig an Hypoglykämie ein. Die Verabreichung von Phosphatpuffer alleine zeigte einen ähnlichen Trend zu demjenigen der Gabe der Insulinlösung alleine, d.h. eine Erhöhung der Plasmaglucose von etwa 3,5 bis 4,0 mmol/l auf etwa 5 mmol/l. Tabelle 1 Blutglucosespiegel (mmol/l) Insulin plus DEAE-Dextran Insulin
Zu Vergleichszwecken zeigten die Glucosewerte von Ratten, die eine Insulindosis in Phosphatpuffer erhalten haben, und Ratten, die eine Insulindosis in Phosphatpuffer mit 0,5% Laureth-9 erhalten haben, daß dieses wohlbekannte wirksame Verstärkersystem eine Senkung der Blutglucosekonzentration ähnlich derjenigen von 1% DEAE-Dextran (etwa 1,9 mmol/l nach 120 min) herbeiführte.

Beispiel 2: Wirkung des pH-Werts auf Insulin/DEAE- Dextran-Lösungen

Es wurden getrennt Lösungen mit 1% g/v DEAE-Dextran bzw. 167 IU/ml Na-Insulin jeweils in Phosphatpuffer (pH- Wert: 7,3) zubereitet und vereinigt. Ihre pH-Werte wurden mit Hilfe eines Gallenkamp pH-Stifts bestimmt. Ferner wurde das Aussehen jeder Lösung überwacht. Die Wirkung des Zusatzes einer 1 m Natriumhydroxidlösung (NaOH) bzw. von 0,1 m Salzsäure (HCI) wurde bestimmt. Die zwei getrennten Lösungen waren jeweils klar (DEAE-D: pH-Wert: 6,58; Insulin: pH-Wert: 7,38), während das Gemisch (pH- Wert: 6,65) trüb war.
Der Zusatz von 0,1 m HCl zu Lösungen von DEAE-Dextran alleine besaß keine Wirkung auf das Aussehen der Lösung, die klar blieb. Lösungen von Na-Insulin wurden jedoch trüb, wenn der pH-Wert 6,65 erreichte. Sie wurden jedoch bei weiterem Säurezusatz bis zu einem PH-Wert von 4,14 wieder klar. Mit Na-Insulin vereinigte Lösungen von DEAE-Dextran wurden nach Säurezusatz weniger (stark) trüb und wurden bei einem pH-Wert von 4,14 wieder klar. Der Zusatz von 1,0 m NaOH zu Lösungen von DEAE-Dextran und Na-Insulin alleine besaß keinen Einfluß auf das Aussehen der Lösungen, die klar blieben. Vereinigte Lösungen von DEAE-Dextran und Na-Insulin wurden jedoch bei einer pH- Erhöhung weniger (stark) trüb und bildeten eine klare Lösung, wenn der pH-Wert 9,32 erreichte. Lösungen von DEAE-Dextran und Na-Insulin eines pH-Werts von etwa 4,0 haben sich bei dem beschriebenen Rattenmodell als zumindest ebenso wirksam erwiesen als diejenigen eines pH- Werts von etwa 6,6.

Beispiel 3: Toxizität einer erfindungsgemäßen Masse oder Zubereitung Insulin 100 IU/ml mit DEAE-Dextran 5% g/v

Die Wirkungen der DEAE-Dextran-Zubereitung auf die Nasenschleimhaut bei Ratten (nach 60 minütiger Inkubation) waren weniger dramatisch als diejenigen der bekannten Netzmittelverstärker. Es gingen einige wenige Zellen aus dem Septum verloren. Nasenmuscheln waren sichtbar. Eine Schleimausscheidung an der Dosierstelle führte zu einer geringen Abnahme in der Epithelhöhe. Die scharfe Zellstruktur war nicht so gut definiert. Der zytoplasmatische Raum schien vermindert. Das Epithelium schien immer noch mehr als eine Zelle dick (d.h. pseudomehrschichtig) und bildete eine fortlaufende Schicht, obwohl sich die Anordnung der Kerne oberhalb der Grundmembran geändert hat. In dem ausgesonderten Schleim waren nicht immer Zilien feststellbar.
In den Zellen an der Dosierstelle waren immer noch erhebliche Mengen an AB-färbendem Schleim sichtbar, obwohl es hier im allgemeinen nicht das zusammenfließende Ausbreiten gefüllter Becherzellen gab wie an der nicht- dosierten Stelle. In der nicht-dosierten Höhle einiger Versuchstiere war wieder etwas Schleim vorhanden.
Die Wirkungen dieser Rezeptur waren im allgemeinen auf die ventrale Hälfte der Höhle und die laterale Nasenmuschel beschränkt, d.h. der dorsale Nasengang blieb unbeeinflußt.

Beispiel 4: (Vergleichsbeispiel) Toxizität einer bekannten Zubereitung Insulin 100 IU/ml mit STDHF 1% g/v

Im Vergleich zu DEAE-Dextran 5% g/v zeigte in entsprechender Weise an Ratten verabreichtes und 60 min inkubiertes STDHF (Natriumtaurodihydroxyfusidat) ein offensichtliches Zerreißen des Nasenepithels. Neben einem Zellverlust, bei einer Epithelumlagerung und einer erheblichen Verminderung der Epithelhöhe auf etwa die Hälfte derjenigen an der undosierten Stelle traten große Volumina Schleim auf. In der Regel waren die Gesamtlänge des dosierten Septums und die Nasenmuscheln betroffen. Eine AB-Färbung zeigte, daß in vielen Epithelzellen etwas Schleim zurückgeblieben war, daß jedoch andere ihren vollen Schleiminhalt entleert hatten, und zwar insbesondere, wenn das Epithel auf eine dünne einzelne Zellschicht, wie im mittleren Nasengang, reduziert war.
Etwas Schleim fand sich auf dem nicht-dosierten Septum oder er floß in den dorsalen Nasengang ab, jedoch ohne Zellverlust. Die nicht-dosierten Nasenmuscheln blieben unbeeinträchtigt. Die Epithelhöhe an der dosierten Stelle war durchwegs geringer als an der nicht-dosierten Kontrollstelle.

Beispiel 5: Insulin plus Chitosan bei der Ratte

Dieses Beispiel wurde durchgeführt, um den Einfluß von Chitosan, niedrig- oder mittelviskoser wasserlöslicher Rezepturen (Sea cure&spplus;) bei unterschiedlichen Konzentrationen und bei pH-Werten von 4 und 7,3 bis 7,4 auf die intranasale Absorption von Insulin bei Ratten (n=4) zu ermitteln.
Es wurden halbsynthetisches Na-Insulin und Chitosan (Sea cure&spplus;) (wasserlösliches Pulver) niedriger Viskosität (lv) und mittlerer Viskosit (mv) von Protan Laboratories Inc. verwendet.
Sämtliche Insulinlösungen wurden zunächst in aus 1,904 g/l Na&sub2;HPO&sub4; 2H&sub2;O und 0,616 g/l Na&sub2;HPO&sub4; 2H&sub2;O in doppelt destilliertem Wasser zubereitetem 14,65 mM Phosphatpuffer eines pH-Wertes von 7,3 bis 7,4 zubereitet. Eine gegebenenfalls erforderliche Einstellung des pH-Wertes auf 4 wurde durch Zusatz von 150 41 0,1 m HCl pro ml Lösung bewerkstelligt. Jeweils 1 mg Insulin wurde als zu 28 IU äquivalent angesehen. Doppeltkonzentrierte Insulinvorratslösungen wurden wie folgt frisch zubereitet: 159,9 IU/ml (6,74 mg/ml) zur Verabreichung bei einem pH-Wert von 7,3 bis 7,4 und 183,8 IU/ml (7,75 mg/ml) zur Verabreichung bei einem pH-Wert von 4 (wofür eine Verdünnung durch Zusatz von 0,1 m HCl erforderlich ist). Der erwartete Wassergehalt des Insulins beträgt 15,3%.
Es wurden doppelt konzentrierte Chitosanlösungen wie folgt zubereitet:
0,2% g/v lv (2 mg/ml) zur Verabreichung bei einem pH-Wert von 7,3-7,4; 1,0% g/v lv (10 mg/ml) zur Verwendung bei einem pH-Wert von 7,3-7,4; 0,2% g/v lv (2,3 mg/ml) zur Verwendung bei einem pH-Wert von 4; 1,0% g/v lv (11,5 mg/ml) zur Verwendung bei einem pH-Wert von 4 und 0,2% g/v mv (2,3 mg/ml) zur Verwendung bei einem pH- Wert von 4.
Insulin/Chitosan-Zubereitungen wurden durch Vermischen gleicher Volumina der geeigneten Insulin- und Chitosan-Vorratslösungen und Zugabe von, falls erforderlich, 150 ul/ml 0,1 m HCl hergestellt. Die Lösungen wurden intranasal an Ratten in einer Menge von 100 ul/kg entsprechend einer Dosis von 8 IU/kg Insulin mit 0,1 bzw. 0,5 mg/kg lv Chitosan bzw. 0,1 mg/kg mv Chitosan verabreicht. Eine Dosis von 100 ul/kg Insulin (167 IU/ml) wurde über eine Mikrospritze (Hamilton) und einen Polypropylenschlauch eines Außendurchmessers von 0,61 mm (Portex) in die Nasenhöhle eingeträufelt.
In Fluoridoxalat-Blutröhrchen wurden 10, 6 bzw. 2 min vor der Verabreichung und 5, 10, 15, 20, 40, 60, 90, 120, 180 bzw. 240 min nach der Verabreichung aus der Carotis-Arterie 150 ul Blutproben (8 bis 12 Tropfen) gesammelt. Der Flüssigkeitsersatz erfolgte in Form einer 0,9%igen Kochsalzlösung über die Jugularvene. Die Glucosegehalte der Proben wurden innerhalb von 2 h nach der Entnahme unter Benutzung der Glucoseoxidasemethode mit Hilfe eines Yellow Springs 23AM Glucoseanalysegerats getestet.
Bei den Lösungen eines pH-Werts von 4 handelt es sich um keine gepufferten Systeme. Wenn erwünscht, kann ein geeignetes Puffersystem geschaffen werden.
Sämtliche Rezepturen führten zu einem raschen Abfall der Blutglucosewerte, die 0,5% lv-Lösung eines pH-Werts von 4,0 verminderte den Wert von 100% nach 60 min auf etwa 16%. In der Regel war 0,5% Material wirksamer als 0,1% und ein pH-Wert von 4,0 besser als ein pH-Wert von 7,3 bis 7,4.

Beispiel 6: Insulin plus Chitosan beim Schaf

Es wurde von Nordisk, Gentofte geliefertes halbsynthetisches Human-Na-Insulin verwendet. Der Wassergehalt der Probe wurde auf spektralphotometrischem Wege mit etwa 15% bestimmt. Wasserlösliches Chitosan Sea cure&spplus; niedriger (Intrinsikviskosität: 388 ml/g) bzw. mittlerer Viskosität (Intrinsikviskosität: 1010 ml/g) wurde von Protan Laboratories Inc. erhalten. Letztere Produkte werden mit "CSN LV" bzw. "CSN MV" bezeichnet. Es wurden sechzehn gekreuzte Schafe bekannten Gewichts benutzt. Die Versuchstiere mussten vor der Insulinverabreichung nicht hungern. In eine der externen Jugularvenen eines jeden Versuchstieres wurde am ersten Tag der Untersuchung eine Viggo secalon Verweilkanüle von 1,2 mm Innendurchmesser, die mit einer Secalon-Universalströmungsschaltung versehen war, etwa 15 cm (tief) eingeführt und, wenn nötig, durch Spülen mit einer mit Heparin versetzten normalen Kochsalzlösung (25 IU/ml) durchgängig gehalten. Diese Kanüle wurde nach Beendigung der Untersuchung entfernt.
Es wurde eine Insulinlösung von 19,32 mg/ml (460 IU/ml) in 14,65 mM Phosphatpuffer (0,476 g Na&sub2;HPO&sub4; 2H&sub2;O + 0,154 g Na&sub2;PO&sub4; 2H&sub2;O in 250 ml Wasser) eines pH-Werts von 7,3-7,4 zubereitet und auf einem 0,2 um Membranfilter (Corning 21052-25) filtriert. Chitosanlösungen wurden in 14,65 mM Phosphatpuffer wie folgt zubereitet: 2,3 mg/ml CSN LV, 11,5 mg/ml CSN LV, 2,3 mg/ml CSN MV oder 11,5 mg/ml CSN MV. Insulin/Chitosan-Zubereitungen erhielt man durch Vermischen gleicher Volumina der Insulinvorratslösung mit der jeweiligen Chitosanlösung und anschließende Zugabe von 0,15 ml 0,166 m Salzsäure auf jeweils 1,0 ml Gemisch. Der Zusatz von Salzsäure hat sich als notwendig erwiesen, um sicher zu stellen, daß das Chitosan in Lösung blieb.
Die erhaltenen fertigen Zubereitungen besaßen folgende Zusammensetzung:
Zubereitung 1: 200 IU/ml Insulin + 0,1% CSN LV, pH- Wert: 3,6
Zubereitung 2: 200 IU/ml Insulin + 0,5% CSN LV, pH- Wert 4,4
Zubereitung 3: 200 IU/ml Insulin + 0,1% CSN MV, pH- Wert: 3,6
Zubereitung 4: 200 IU/ml Insulin + 0,5% CSN MV, pH- Wert: 4,4.
Die Schafe wurden in 4 Gruppen von jeweils 3 Tieren eingeteilt. Jedes Schaferhielt eine intranasale Insulingabe von 2,0 IU/kg in Form einer wäßrigen Lösung der Zubereitungen 1, 2, 3, bzw. 4, entsprechend den Gruppen 1 bis 4.
Für die Intranasaluntersuchungen wurden die Schafe mit Hilfe einer intravenösen Verabreichung von Ketaminhydrochlorid in einer Menge von 2,25 mg/kg beruhigt. Dies diente als Gegenmaßnahme gegen ein Niesen der Tiere während der Verabreichung. Die Betäubung dauerte etwa 3 min. 15 bzw. 5 min vor der Insulinverabreichung und zu verschiedenen Zeitpunkten nach der Verabreichung wurden aus der kanülierten Jugularvene des Schafs 6 ml Blutproben auf zerstoßenem Eis gesammelt. Jede Blutprobe wurde in 2 Teile geteilt. Zur Insulinanalyse wurde das gesammelte Blut (4,0 ml) schwach in 5 ml fassenden heparinisierten (Li-Heparin) Röhrchen gemischt. Zur Glucoseanalyse wurde das gesammelte Blut (2,0 ml) schwach in 5 ml Fluoridoxalat-Röhrchen gemischt. Das Plasma wurde durch Zentrifugieren bei 4ºC und 3000 U/min getrennt und dann in Erwartung der Insulin- und Glucoseanalyse bei -20ºC gelagert.
Es wurden folgende Ergebnisse erhalten: Tabelle 2 Mittlere Blutglucosewerte (mmol/l) 5min 75 min Gruppe nach der Verabreichung

Claims

1. Verwendung einer polymeren Substanz mit einer Mehrzahl von kationischen Gruppen und einem Molekulargewicht von 10000 oder mehr (im folgenden als "polykationische Substanz" bezeichnet) zur Herstellung einer weiterhin eine pharmakologisch aktive Verbindung enthaltenden Zubereitung zur Verabreichung an eine Schleimhaut, wobei die Zubereitung für eine Aufnahme der aktiven Verbindung durch die Schleimhautoberfläche und eine systemische Verteilung der aktiven Verbindung sorgt und wobei gilt: (i) Die Substanz besteht nicht aus einer Calcium- oder Magnesiumionen in ein Chelat überführenden Polyaminosäure; (ii) die Zubereitung besteht nicht aus mit DEAE-Dextran beschichteten Mikrokapseln; (iii) wenn für eine Verabreichung an die Darmschleimhaut vorgesehen, besteht die Zubereitung nicht aus der aktiven Verbindung und einer Lösung von DEAE-Dextran und (iv) wenn in Form einer Tablette zur Rückhaltung im Mund vorliegend, enthält die Zubereitung kein Chitosan.

2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei die Zubereitung Mikrokügelchen der polykationischen Substanz umfaßt.

3. Verwendung nach Anspruch 1, wobei die Zubereitung eine Lösung oder Dispersion der polykationischen Substanz umfaßt.

4. Verwendung nach Anspruch 3, wobei die Konzentration der polykationischen Substanz 0,01 bis 50 % g/v beträgt.

5. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die pharmakologisch aktive Verbindung aus Insulin besteht.

6. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die polykationische Substanz aus DEAE-Dextran oder Chitosan oder einem Salz oder Derivat hiervon besteht.

7. Komplex aus einer pharmakologisch aktiven Verbindung und einer polymeren Substanz mit einer Mehrzahl von kationischen Gruppen.

8. Komplex nach Anspruch 7 zum therapeutischen Gebrauch.

9. Verwendung eines Komplexes nach Anspruch 7 bei der Herstellung eines Arzneimittels zur Abgabe an eine Schleimhautoberfläche.