EP0731689A1 - Verfahren zur erhöhung der stabilität von hydrophile wirkstoffe enthaltenden liposomensuspensionen - Google Patents

Verfahren zur erhöhung der stabilität von hydrophile wirkstoffe enthaltenden liposomensuspensionen

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EP0731689A1
EP0731689A1 EP95903305A EP95903305A EP0731689A1 EP 0731689 A1 EP0731689 A1 EP 0731689A1 EP 95903305 A EP95903305 A EP 95903305A EP 95903305 A EP95903305 A EP 95903305A EP 0731689 A1 EP0731689 A1 EP 0731689A1
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EP
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liposome
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liposome suspensions
stability
liposomes
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EP95903305A
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Andreas Sachse
Georg Rössling
Jens Leike
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Bayer Pharma AG
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Schering AG
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Publication date
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    • A61K49/1806—Suspensions, emulsions, colloids, dispersions
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    • A61K9/10—Dispersions; Emulsions
    • A61K9/127—Liposomes
    • A61K9/1277—Processes for preparing; Proliposomes

Definitions

  • the aqueous phase can contain the auxiliaries known to the person skilled in the art, such as, for example, buffer substances, isotonizing additives, cryoprotectors or water-soluble polymers such as dextran or preserving additives.
  • auxiliaries known to the person skilled in the art, such as, for example, buffer substances, isotonizing additives, cryoprotectors or water-soluble polymers such as dextran or preserving additives.
  • the liposome membrane can also contain constituents which modify the distribution of the liposomes in the blood.
  • constituents which modify the distribution of the liposomes in the blood include, for example, PEGylated derivatives of phosphatidylethanolamine (for example DSPE-PEG), lipids such as, for example, GM 1 or conjugates from sugars and hydrophobic components such as, for example, palmitic or stearic acid esters of dextran.
  • corresponding liposomes can also be provided with components that the Target distribution behavior in the body.
  • the so-called homing devices such as antibodies have to be calculated.
  • other components such as enzymes or modified drugs (eg prodrugs) can also be components of the liposome preparation.
  • the liposome formulations according to the invention with hydrophilic drugs are stable with respect to the retention of the encapsulated component when stored in the refrigerator over a period of at least 3 months, but preferably more than 6 months.
  • corresponding formulations can be achieved with appropriate formulations even at elevated temperatures (for example room temperature).
  • the liposome suspensions according to the invention can also be stored at lower temperatures ( ⁇ 0 ° C.).
  • the preparations according to the invention thus have an extremely increased storage stability compared to the previously known preparations with a simultaneously greatly reduced manufacturing outlay (there is no need to separate the non-encapsulated portion).
  • the improved shelf life of the preparations according to the invention makes commercial use of such liposome formulations appear possible for the first time.

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Abstract

Ein Verfahren zur Erhöhung der Stabilität von hydrophile Wirkstoffe enthaltenden Liposomensuspensionen wird beschrieben, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß der in den Liposomen zu verkapselnde Wirkstoff so dosiert ist, daß 5 bis 95 Gewichtsprozent des Wirkstoffes in unverkapselter Form vorliegen.

Description

Verfahren zur Erhöhung der Stabilität von hydrophile Wirkstoffe enthaltenden Liposomen- sus pensionen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Stabilität von hydrophile Wirkstoffe enthaltenden Liposomensuspensionen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß der in den Liposomen zu verkapselnde Wirkstoff so dosiert ist, daß 5 bis 95 Gewichtsprozent (vorzugsweise 30 bis 70 Gewichtsprozent) des Wirkstoffes in unverkapselter Form vorliegen.
Insbesondere betrifft das erfindungsgemäße Verfahren solche Methoden, bei denen dieser unverkapselte Wirkstoff nicht abgetrennt wird.
Unter hydrophilen Wirkstoffen sollen erfindungsgemäß solche Stoffe - insbesondere Arzneimittel und Arzneimittelgemische - verstanden werden, die sich bei Raumtemperatur zu mindestens 1 Gewichtsprozent und vorzugsweise zu mindestens 10 Gewichtsprozent in Wasser lösen.
Unter Stabilität soll erfindungsgemäß verstanden werden, daß das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltte Produkt mindestens 3 Monate, vorzugsweise jedoch mehr als 6 Monate, bei 4-8°C gelagert werden kann, ohne daß pharmazeutisch unakzeptable Qualitätsänderungen auftreten.
Naturgemäß betrifft die Erfindung auch die Liposomensuspensionen, die nach den erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden.
Liposomen haben in den vergangenen Jahren zunehmende Bedeutung als potentielle Arzneistoff¬ träger erlangt. Hierbei steht vor allem die Möglichkeit deren Anwendung zum selektiven Transport des Arzneistoffs zum Wirkort (sog. drug-trageting) im Vordergrund (Rubas, W., Schreier, H., Liposomen: Fortschritte in Herstellungs-Technologie und Therapie, Pharmazie Unserer Zeit 20, 255 - 270 (1991)). Bei dem targeting unterscheidet man zwischen dem sogenannten "passive targeting" infolge der Aufnahme der Liposomen in Zellen des reticulo-endothelialen Systems (RES; z.B. Leber und Milz) sowie dem "active targeting", bei dem oberflächenmodifizierte Liposomen über das Aufbringen von "homing devices" (z.B, Antikörper) in das Zielgewebe dirigiert werden.
Neben diesem Anwendungszweck können die Liposomen als Reservoir für die verlängerte Freigabe von Arzneistoffen (sustained reiease) dienen bzw. diese vor raschem hydrolytischen oder enzymatischen Abbau im Organismus schützen.
Liposomen eignen sich sowohl zur Verkapselung hydrophiler als auch iipophiler Arzneistoffe. Während sich mit lipophilen Arzneistoffen quantitative Einschlüsse erreichen lassen wird mit herkömmlichen Verfahren kein vollständiger Einschluß hydrophiler Arzneistoffe erzielt. Bei einigen mechanischen Dispersionsverfahren lassen sich bei Verwendung hoher Lipidkonzentrationen (bis zu 400 mg/ml) für bestimmte hydrophile Substanzen Einschlüsse von bis zu 70% erzielen. Dieser Wert liegt in der Nähe des theroretischen Maximums, welches sich bei der Annahme der dichtesten Kugelpackung gleichgroßer Kugeln zu etwa 74 % errechnen läßt, in den meisten Fällen werden für hydrophile Arzneistoffe jedoch lediglich Einschlußkapazitäten im Bereich zwischen 10 und 55 % für die verschiedenen Liposomenher-stellungsverfahren zitiert. Eine Ausnahme hierbei stellt lediglich die sogenannte remote oder active loading technique dar (Mayer, L.D., Baliy, M.B., Hope, M.J., Cullis, P.R., Biochim. Biophys. Acta 816. 294-302 (1985)), bei der ionisierbare, hydrophile Arzneistoffe über pH Gradienten quantitativ in das Liposomeninnere überführt werden.
Im Hinblick auf die Anwendung solcher Liposomenzubereitungen als Arzneimittel erschien es aus verschiedenen Gründen wünschenswert einen unverkapsetten Arzneistoffanteil zu vermeiden. Vor allem im Falle der Verkapselung von toxischen Arzneistoffen (z.B Cytostatika), die in liposomaler Form oftmals geringere Nebenwirkungen aufweisen, sollte durch die Entfernung des unverkapsetten Arzneistoffs die Gesamtbelastung des Organismus minimiert werden.
Bis zum heutigen Tage, werden daher bei den Standardverfahren zur Liposomenherstellung Maßnahmen ergriffen, um den unverkapsetten, hydrophilen Arzneistoff zu entfernen. Hierzu werden in der Regel gängige physikalische Trennverfahren wie beispielsweise die Zentrifugation, Ausschlußchromatographie (GPC), oder Membranverfahren wie die Dialyse oder Ultrafiltration eingesetzt. All diesen Verfahren ist gemein, daß sie technisch aufwendig sind und darüberhinaus die Eigenschaften der Liposomen drastisch verändern können (New, R.R.C., Preparation of liposomes, In: New, R.R.C. (Hrsgb.), Liposomes: a practicai approach, Oxford University Press, New York, 1990, S. 91 ff).
Auf diese Weise lassen sich Liposomensuspensionen herstellen, bei denen unmittelbar nach der Abtrennung ein annähernd 100 %-iger Einschluß vorliegt. Aufgrund von Instabilitäten z.B. infolge osmotischer Effekte wird jedoch bereits innerhalb kurzer Zeit eine deutliche Abnahme des eingeschlossenen Anteils festgestellt. Im Falle von Methotrexat (MTX)-haltigen Liposomen, bei denen die Abtrennung des unverkapsetten Anteils durch zweimalige Zentrifugation erfolgte, lag die MTX- Freisetzung (6 °C, Lichtausschiuß) so beispielsweise bei ca. 0,2 %/Tag (Stricker, H., Mentrup, E., Krotz, R., Zeller, W.J., Sturm, V., Wowra, B., Eur. J. Pharm. Biopharm. 37, 175-177 (1991)). Noch drastischere Einschlußverluste wurden für liposomales Didesoxyinosintriphosphat beschrieben, wo die Einschlußverluste in Abhängigkeit von der Lidpidzusammensetzung der Liposomen bis zu 60% innerhalb eines Monats (4 °C) betrugen (Betageri, G.V., Drug. Devel. Ind. Pharm. 19, 531 -539 (1993)).
Aufgrund dieser Tatsache wurde von verschiedenen Gruppen getestet, ob entsprechende Liposomensuspensionen durch Gefriertrocknung in eine lagerstabile Form überführt werden können. Hierbei wurde versucht durch geeignete Maßnahmen eine vollständige Retention des Einschlusses während der Lyophilisation und der anschließenden Resuspension zu erreichen. Bei diesen Untersuchungen wurde festgestellt, daß ein Erhalt der Uposomenstruktur nur in Gegenwart von Cryoprotektoren (z.B. Saccharose, Trehalose) zu erreichen ist (Crowe, J.H., Crowe, L.M., et al., Biochim. Biophys. Acta 947, 367-384 (1988)).
Bisher ist es jedoch auch in Gegenwart solcher Zusätze nicht gelungen Liposomensuspensionen mit hydrophilen Arzneistoffen dergestalt zu stabilisieren, daß der vor der Lyophilisation bestehende Einschluß (> 90%) beibehalten wurde. Die nach der Resuspension erhaltenen Einschlüsse liegen so i.d.R. deutlich unter 60 % (Talsma, H., Crommelin, D.J.A., Liposomes as drug delivery Systems, Part III: Stabilization, Pharmaceutical Technology International 5, 36-42 (1993)).
Im Zusammenhang mit der Lyophilisation von Liposomen wurde kürzlich ein alternatives Verfahren zur Herstellung von Liposomen mit hydrophilen Arzneistoffen beschrieben. Bei dieser "dehydration- rehydration-method" genannten Methode (Kirby, C, Gregoriadis, G., Biotechnology 2, 979-984 (1984)), wird eine wäßrige, arzneistoffhaltige Phase mit einer Liposomendispersion vermengt und das Gemisch gefriergetrocknet. Nach Rehydratisierung entsprechender Lyophilisate mit kleinen Resuspensionsmittelmengen werden MLV-Disperisonen mit Einschlußkapazitäten von bis zu 72% erhalten. Die erzielbaren Einschlußkapazitäten sind hierbei jedoch extrem von der Art des zu verkapselnden Arzneistoffs abhängig. So wurde für mit dieser Methode hergestellte Liposomen mit nichtionischen Röntgenkontrastmitteln eine Einschluß kapazität von unter 7% beschrieben (Seltzer, St. E., Gregoriadis, G., Dick, R., Invest. Radiol. 23, 131-138 (1988)).
im Hinblick auf die Bereitstellung liposomaler Zubereitungen mit hydrophilen Arzneistoffen bestehen noch immer Limitationen hinsichtlich der begrenzten Lagerungsstabilität solcher Zubereitungen. So weisen die entsprechenden Liposomenpräparationen, aus denen der unverkapselte Arzneistoff vor der Einlagerung abgetrennt wurde, Probleme hinsichtlich der Arzneistoffretention ("leakage") auf. Infolge von leakage nimmt so der verkapselte Arzneistoffanteil in der Regel extrem schnell ab. Dieses Problem ließ sich bisher auch nicht durch die gezielte Auswahl der Lipidzusammensetzung der Liposomen verhindern. Auch Versuche zur Stabilisierung des Liposomeneinschlusses hydrophiler Substanzen durch Lyophilisation führten nicht zu dem gewünschten Erfolg.
Mit den erfindungsgemäßen Liposomenformulierungen stehen nun erstmalig Zubereitungen zur Verfügung, welche bei Verkapselung von hydrophilen Arzneistoffen eine ausreichende Lagerstabilität aufweisen. Darüber hinaus bieten die entsprechenden Formulierungen überraschenderweise weitere pharmazeutische sowie therapeutisch/diagnostische Vorteile.
Die erfindungsgemäßen Liposomenformulierungen enthalten neben dem verkapselten, hydrophilen (wasserlöslichen) Arzneistoff einen unverkapselten Anteil desselben. Dieser kann zwischen 5 und 95 % vorzugsweise jedoch zwischen 30 und 70 % der gesamten vorhandenen Arzneistoffmenge liegen. In den erfindungsgemäßen Formulierungen kann auch eine Kombination mehrerer hydrophiler Arzneistoffe vorliegen.
Die in den erfindungsgemäßen Zubereitungen enthaltenen wässerlöslichen Arzneistoffe können beispielsweise Vitamine, Hormone, Antimykotika, Antiallergika, Antiphlogistika, Antihypertensiva,
Antiarrhythmika, Antibiotika, Antiviraiia, Anxiolytika, Cytostatika, Immunmodulatoren, Kontrazeptiva,
Peptide, Proteine und Sedativa umfassen.
Darüberhinaus können diese auch zur Klasse der Diagnostika gehören. Hierzu gehören neben den
Röntgenkontrastmitteln wie beispielsweise lotrolan, lopromid, 3-Carbamoyl-5-[N-hydroxyethyl)- acetamido]-2,4,6-triiod-benzoesäure-[(1 RS,2SR)-2,3-dihydroxy-1-hydroxymethylpropylj-amid,
5-Hydroxyacetamido-2,4,6-triiod-isophthalsäure-(2,3-dihydroxy-N-methyl-propyl)-(2-hydroxy-ethyl)- diamid, lodixanoi, lohexol, lopamidoi, losimid oder Metrizamid auch die NMR-Kontrastmittel wie beispielsweise der Gadolinium-Komplex der Ethoxybenzyidiethylentriaminpentaessigsäure, das
Gd-DTPA, Gd-DOTA, Gd-BOPTA und Mn-DPDP (US-A -4,957,399, US-A 5,021 ,236 und
Schuhmann-Giampieri, G., Inv. Radio! 28. 1993 in press).
Die bei den erfindungsgemäßen Zubereitungen eingesetzten hydrophilen Arzneistoffe zeichnen sich in der Regel durch eine sehr rasche renale Elimination sowie gute Verträglichkeit aus. Bei den hier eingesetzten Arzneimitteln kann es sich auch um radioaktiv markierte Verbindungen handeln.
Die wäßrige Phase kann darüber hinaus die dem Fachmann bekannten Hilfsstoffe wie beispielsweise Puffersubstanzen, isotonisierende Zusätze, Cryoprotektoren oder auch wasserlösliche Polymere wie Dextran oder konservierende Zusätze enthalten.
Die bei den erfindungsgemäßen Formulierungen verwendeten Lipidbestandteile sind in der Literatur allgemein beschrieben. In der Regel handelt es sich hierbei um Phospholipide wie beispielsweise Phosphatidylcholin, Phosphatidylethanolamin, Phosphatidylglycerol, Phosphatidylserin,
Phosphatidsäure, Phosphatidylinositol oder Sphingolipide. Darüberhinaus können als weitere Bestandteile Sterole wie beispielsweise Cholesterol oder auch andere Komponenten wie Fettsäuren (z.B. Stearinsäure, Palmitinsäure), Dicetylphosphat oder Cholesterolhemisuccinat eingesetzt werden. Bei Verwendung von amphiphiien Substanzen wie beispielsweise Hexadecylpoly(3)glycerol, Dialkylpoly(7)glycerol-ether und Alkylglucosiden werden sogenannte Niosomen, d.h. Liposomen aus nicht-ionogenen Vesikelbildnem erhalten. Darüber hinaus kann die Liposomenmembran auch konservierende Zusätze wie beispielsweise Tocopherol als Antioxidans enthalten.
Ferner kann die Liposomenmembran auch Bestandteile enthalten, welche das Verteilungsverhatten der Liposomen im Blut modifizieren. Hierzu gehören z.B. PEGylierte Derivate des Phosphatidyl- ethanolamins (z.B. DSPE-PEG), Lipide wie beispielsweise GM 1 oder Konjugate aus Zuckern und hydrophoben Komponenten wie beispielsweise Palmitin- oder Stearinsäureester des Dextrans. Darüberhinaus können entsprechende Liposomen auch mit Bestandteilen versehen sein, welche das Verteilungsverhalten im Körper gezielt beeinflussen. Hierzu sind die sogenannten homing devices wie beispielsweise Antikörper zu rechnen. Zusätzlich hierzu können auch andere Komponenten wie beispielsweise Enzyme oder modifizierte Arzneistoffe (z.B. Prodrugs) Bestandteile der Liposomenzubereitung sein.
Die erfindungsgemäßen Liposomenformulierungen können beispielsweise mit den in der Literatur beschriebenen gängigen Herstellungsverfahren (z.B. Rubas, W. Schreier, H., oder New. R.R.C., - s.o.) produziert werden. Im Hinblick auf die Tatsache, daß in der Regel Einschlüsse zwischen 30 und 70 % des hydrophilen Arzneistoffs angestrebt werden, werden vorzugsweise solche Methoden verwendet, bei denen große unilamellare Liposomen (LUV) oder multilamellare Liposomen (MLV) erhalten werden. Erfindungsgemäß wird nach der Herstellung der Liposomensuspension auf eine vollständige Entfernung des unverkapsetten Arzneistoffs verzichtet. In einigen, begründeten Fällen kann jedoch auch eine partielle Aufkonzentrierung der Liposomensuspension durch Entfernung eines Teils des unverkapsetten Arzneistoffs erfolgen. Dabei finden die dem Fachmann bekannten Trennverfahren Anwendung. Die hierbei erhaltenen Liposomensuspensionen können direkt oder nach Zusatz von Hilfsstoffen gelagert bzw. zunächst weiterverarbeitet (z.B. Lyophilisation oder Sprühtrocknung) werden.
Die erfindungsgemäßen Liposomenformulierungen mit hydrophilen Arzneistoffen sind hinsichtlich der Retention der verkapselten Komponente bei Kühlschranklagerung über einen Zeitraum von mindestens 3 Monaten vorzugsweise jedoch mehr als 6 Monaten stabil. In besonders geeigneten Fällen sind mit entsprechenden Formulierungen auch bei erhöhten Temperaturen (zum Beispiel Raumtemperatur) entsprechende Haltbarkeiten zu erzielen. Alternativ können die erfindungsgemäßen Liposomensuspensionen auch bei niedrigeren Temperaturen (< 0°C) gelagert werden. Die erfindungsgemäßen Zubereitungen weisen somit gegenüber den bisher bekannten Zubereitungen eine extrem erhöhte Lagerungsstabilität bei gleichzeitig stark verringertem Herstellungsaufwand (Abtrennung des unverkapsetten Anteils entfällt) auf. Die verbesserte Lagerfähigkeit der erfindungsgemäßen Zubereitungen läßt erstmals eine kommerzielle Anwendung solcher Liposomenformulierungen möglich erscheinen.
Überraschenderweise konnte festgestellt werden, daß erfindungsgemäße Liposomenformulierungen mit einem unverkapsetten Arzneistoffanteil auch eine sehr hohe Plasmastabiiität (in-vitro) aufweisen, die sich auch bei den in-vivo Daten entsprechender Formulierungen widerspiegelt.
Weiterhin konnte festgestellt werden, daß durch die Nicht-Abtrennung des Arzneistoffs bei den erfindungsgemäßen Formulierungen ein nachträglicher Zusatz von isotonisierenden Zusätzen (z.B. NaCI) zur Einstellung des osmotischen Drucks oftmals entfallen kann. Dies stellt eine weitere Verringerung des Herstellungsaufwands sowie eine Minimierung der Gefahr der negativen Beeinflussung der UposomenquaJität (zum Beispiel Vesikelgröße und Einschluß) durch entsprechende Fremdzusätze dar.
Im Hinblick auf die medizinische Anwendung direkt eingelagerter, erfindungsgemäßer Formulierungen ist ferner die Tatsache vorteilhaft, daß diese auch als gebrauchsfertige Suspensionen (ready-to-use) bereitgestellt werden können.
Ein weiterer Aspekt erfindungsgemäßer Formulierungen ist der Befund, daß diese direkt lyophilisiert werden können. Dabei werden makroskopisch einheitliche Lyophiiisate mit sehr guten Resuspensionseigenschaften erhalten. Die einheitliche Struktur der Lyophiiisate sowie deren Resuspensionsverhalten sind hierbei auf die Wirkung des unverkapsetten Arzneistoffs zurückzuführen, der beispielsweise die Funktion eines Gerüstbildners ausüben kann. In besonderen Fällen kann die entsprechende Komponente darüberhinaus direkt cryoprotektiv wirken, was in Abhängigkeit von den Konzentrationsverhältnissen zu einer teilweisen oder vollständigen Erhaltung der Uposomenstruktur während der Lyophilisation führen kann.
Die nach Resuspension mit der ursprünglichen Menge wäßriger Phase erhaltenen Uposomen weisen auch in Abwesenheit von klassischen Cryoprotektoren (z.B. Sorbitol, Trehalose) Einschlüsse auf, die denen in der Ausgangszubereitung entsprechen. Die so hergestellten Lyophiiisate sind über einen Zeitraum von mindestens 3 Monaten, vorzugsweise jedoch mehr als 6 Monaten, bei Kühlschranklagerung stabil.
Ein weiterer Aspekt der erfindungsgemäßen Zubereitungen mit unverkapseltem Arzneistoffanteil ist die Tatsache, daß das Vorhandensein nicht-verkapselten Materials auch einige therapeutische bzw. diagnostische Vorteile birgt.
So kann der freie Arzneistoffanteil sofort nach Applikation entsprechender Zubereitungen wirksam werden und dabei beispielsweise als Initialdosis dienen. Dies ist vor allem bei sogenannten sustained- reiease Systemen interessant, bei denen durch eine solche Initialdosis äußerst schnell therapeutisch wirksame Blutspiegel erreicht werden können, die danach durch den anschließend langsam freisetzenden, verkapselten Arzneistoffanteil aufrechterhalten werden.
Auch im Hinblick auf diagnostische Anwendungen ist dieser freie Arzneistoffanteil sehr nützlich, um so z.B. über das unterschiedliche Verteilungsverhalten des freien und unverkapsetten Anteils Aussagen über den Zustand von Geweben treffen zu können.
Bei der CT-Diagnostik von Lebertumoren erfolgt so unmittelbar nach der Applikation zunächst eine Dichteanhebung des gesunden Lebergewebes infolge des unverkapselten Anteils der rasch eliminiert wird. Durch die gleichzeitige sukzessive Anreicherung des liposomaien Kontrastmittels (Kupffer Zellen) wird der Dichteveriust dann überkompensiert, wodurch eine längeranhaltende hohe Dichteanhebung erzielt wird. Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß die erfindungsgemäßen Liposomenformulierungen mit unverkapseltem Arzneistoffanteil aufgrund ihrer hohen Arzneistoffretention bei der Lagerung erstmals die Möglichkeit eröffnen, liposomale Zubereitungen mit hydrophilen Arzneistoffen für entsprechende Anwendungen zu entwickeln. Die erfindungsgemäßen Zubereitungen können zum einen direkt nach Herstellung eingelagert werde, ohne daß der unverkapsette Anteil vorher ganz abgetrennt wurde. Alternativ dazu können diese Formulierungen beispielsweise durch Lyophilisation weiterverarbeitet werden. Die zur Herstellung erfindungsgemäßer Liposomenzubereitungen verwendeten Verfahren bzw. Verfahrensschritte sind allesamt den in der Uposomentechnologie weithin bekannten Standardmethoden zuzurechnen.
Ein weiterer besonderer Aspekt der erfindungsgemäßen Zubereitungen ist die Tatsache, daß bei diesen auf eine Zugabe von Zusätzen oftmals verzichtet werden kann. Dasselbe gilt für cryoprotektive Zusätze, die im Falle der weiteren Lyophilisation entsprechender Zubereitungen in den meisten Fällen Verwendung finden.
Die nach Lyophilisation von erfindungsgemäßen Uposomenzubereitungen erhaltenen Lyophiiisate sind in der Regel makroskopisch einheitlich und lassen sich leicht resuspendieren. Darüberhinaus weisen die rekonstituierten Liposomensuspensionen Einschlüsse auf, die größer/gleich denen in den Ausgangssuspensionen sind.
Erfindungsgemäße Uposomenpräparationen, die entweder durch direkte Herstellung oder nach Rekonstitution von beispielsweise gefrier- oder sprühgetrockneten Produkten erhalten werden, weisen zusätzlich in den meisten Fällen eine hohe Plasmastabilität in-vitro und in-vivo auf.
Ein besonderer Aspekt erfindungsgemäßer Uposomensuspensionen liegt darüber hinaus in deren besonderen therapeutisch/diagnostischen Eigenschaften sowie Anwendungsmöglichkeiten. Dies gilt insbesondere für sogenannte sustained-release Systeme, bei denen der unverkapsette Anteil als Initialdosis wirksam werden kann. Bei Anwendungen in der Bildgebung kann man ferner mit den erfindungsgemäßen Zubereitungen aufgrund des unterschiedlichen Verteilungsverhalten des freien und verkapselten Wirkstoffanteils zusätzliche diagnostisch relevante Befunde erheben.
Ausführunαsbeisplele:
Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele dienen zur näheren Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der Eigenschaften und Anwendungen nach diesem Verfahren hergestellten Produkte.
Die hierbei verwendeten Abkürzungen sind nachfolgend definiert:
CH Cholesterol, Cholesterol gepulvert, Fa. Merck, Darmstadt
FEA Röntgenfiuoreszenzspektroskopie
PCS Photonenkorrelationsspektroskopie, Verfahren zur Messung von
Teilchengrößen unter 1 μm (Gerät: Nicomp 370)
SPC Sojaphosphatidylcholin, Lipoid S 100, Fa. Upoid KG, Ludwigshafen
SPG Sojaphosphatidylglycerol, Upoid SPG, Fa. Upoid KG
SS Sterinsäure, Fluka, CH-Buchs
Beispiel 1 : Lagerungsstabilität erfindungsgemäßer Liposomenformulierungen
Drei Liposomenansätze werden mit einer Standardextrusioπmethode in Kombination mit 3 freeze- thaw Zyklen nach vorheriger Filmbildung hergestellt. Hierbei werden als Lipide SPC, CH und SPG im molaren Verhältnis 6:3:1 in einer Gesamtkonzentration von 150 mg/g eingesetzt. Als wäßrige Phase wird eine Lösung des nichtionischen, jodhaltigen Röntgenkontrastmittels lopromid in 20 mM Tris- Puffer (pH = 7,5) eingesetzt, wobei die lodkonzentration 100 mg/g beträgt. Nach Dispersion des Lipidfilms mit der wäßrigen Phase wird die Uposomeπdispersion jeweils 5 mal sequentiell über jeweils zwei Polycarbonatmembranen absteigender Porengröße gegeben (5,0/1 ,0-/0,4/ 3 x freeze-thaw/ 0,2 und 0,1 μm), wobei die drei freeze-thaw Zyklen (Einfrieren in Methanol-Trockeneis und anschließendes Auftauen im Wasserbad) nach den Passagen durch die 0,4 μm Membranen erfolgt. Die fertigen Liposomensuspensionen werden direkt nach Herstellung hinsichtlich Einschluß, pH-Wert und Größe charakterisiert und anschließend ohne Abtrennung des unverkapsetten Arzneistoffs im Kühlschrank eingelagert. Die jeweiligen Eigenschaften der drei Uposomenansätze zu Beginn der Lagerung sowie nach 3 bzw. 7 Monaten Kühlschranklagerung sind nachfolgend als Mittelwerte aufgelistet.
Startwerte: (n=3) Einschluß: 40,2 ± 1 ,1 %
Mittlerer Durchmesser: 104 ± 5 nm pH-Wert: 7,2 ± 0,1
3 Monatswerte: Einschluß: 39,8 ± 1 ,2 %
Mittlerer Durchmesser: 109 ± 7 nm pH-Wert: 7,2 ± 0,1
7 Monatswerte: Einschluß: 41 ,4 ± 0,4 %
Mittlerer Durchmesser: 123 ± 9 nm pH-Wert: 7,2 ± 0,1
Beispiel 2: Lyophilisation erfindungsgemäßer Liposomenzubereitungen
lopromid-haltige Uposomen der Upidzusammensetzung SPC/CH/SS 4:5:1 (molar) werden mit der Ethanolevaporationsmethode hergestellt (Krause, W., Sachse, A., Wagner, S., Kollenkirchen, U., Rößling, G., Invest. Radiol. 26, S172-S174 (1991))und anschließend ohne Abtrennung des unverkapselten Arzneistoffs in Portionen von ca. 20 ml in 50 ml Infusionsflaschen direkt lyophilisiert (Einfrieren - 45 °C, 5 h und Trocknen bei ca. 50 Pa, 65 h - GT 4, Leybold).
Hierbei werden kompakte Lyophilisatkuchen erhalten, die gute Resuspensionseigenschaften aufwiesen. Nach Resuspension mit ca. 3 ml 135 mM Mannitollösung pro g Lyophilisat (Trockengewicht) wird eine Uposomensuspension mit den nachfolgend aufgelisteten Eigenschaften erhalten.
Ansatz A1 : (n=3) Gesamtiodgehalt: 91 ,9 ± 4,1 mg/g
Einschluß: 36,5 ± 1 ,0 %
Mittlerer Durchmesser: 601 ± 13 nm
Osmolalität: 507 ± 22 mOsm/kg pH-Wert: 6,6 ± 0,1 Nach 6-monatiger Lagerung im Kühlschrank werden die folgenden Werte nach identischer Resuspension ermittelt:
Gesamtiodgehalt: 93,3 ± 1 ,1 mg/g
Einschluß: . 39,6 ± 3,7 %
Mittlerer Durchmesser: 581 ± 33 nm
Osmolalität: 493 ± 7 mOsm/kg pH-Wert 6,6 ± 0,1
Beispiel 3: Plasmastabilität von erfindungsgemäßen Liposomenformulierungen
Liposomenlyophilisate werden wie in Beispiel 2 beschrieben hergestellt und resuspendiert. Anschließend wurden Teile der so erhaltenen Uposomensuspensionen mit Kaninchenplasma vermengt, wobei eine Iodkonzentration von ca. 5 mg/ml eingestellt wird. Jeweils 1 ml dieses Plasmas werden anschließend in einer Dianmorm Gleichgewichtsdialyseapparatur (Dianorm, Heidelberg) gegen 20 mM Tris-Puffer (pH = 7,5) durch Dialysemembranen mit einem cutoff von 5000 Da (Dianorm) dialysiert. Zu verschiedenen Zeitpunkten werden Proben aus der Retentat (Plasma) und Permeatseite (Puffer) entnommen und der lodgehalt mittels Rönfgenfluoreszenzspektroskopie (FEA - Kauman, L., Deconninck, F. et al., Invest. Radiol. V\_, 210-215 (1976)) bestimmt. Hieraus läßt sich die leakage des Arzneistoffs zu den verschiedenen Zeitpunkten errechnen.
Während der ersten 4 Stunden wird eine leakage von etwa 5 % im Kaninchenplasma festgestellt. Nach 24 h beträgt die leakage lediglich 9 %, was die extreme Plasmastabilität dieser Uposomen belegt.
Beispiel 4: Organverteilung (Ratte) erfindungsgemäßer Liposomenformulierungen
Eine Liposomenformulierung wird entsprechend Beispiel 1 hergestellt, wobei abweichend von diesem Beispiel die eingesetzte Lipidkonzentration lediglich 100 mg/g beträgt. Darüber hinaus wird hier lediglich 5 mal über 5,0 und 1 ,0 μm Potycarbonatmembranen extrudiert und anschließend drei freeze- thaw Zyklen durchgeführt. Daran schließt sich eine nochmalige Extrusion über 0,4 μm Membranen (10 Passagen) an. Die so erhaltenen Uposomen weisen einen Gesamtiodgehalt von 81 ,6 mg/ml, einen Einschluß von 32,0 %, eine Osmolalität von 263 mOsm/kg und einen mittleren Durchmesser vonl 62 nm auf. Die Liposomen werden in einer Dosis von 250 mg Gesamtiod/kg in jeweils 5 männliche Ratten (Gewicht: 390 - 425 g) injiziert und die Tiere 1 h nach der Injektion getötet. Anschließend werden Leber, Milz, Lunge, Nieren und Blut entnommen und deren lodgehalt mittels FEΞA bestimmt. Bemerkenswert ist der mit etwa 27 % der Gesamtdosis bestimmte Gehalt im Blut zu diesem Zeitpunkt, der die große Plasmastabilität dieser Zubereitung widerspiegelt. Der unverkapsette Anteil ist zu diesem Zeitpunkt schon zu einem Großteil ausgeschieden.
Beispiel 5: Leberanreicherung (Ratte) erfindungsgemäßer Liposomenformulierungen
Eine gemäß Beispiel 2 hergestellte resuspendierte Uposomensuspension wird in einer Dosis von 100, 300 und 1000 mg Gesamtiod/kg KGW an weiblichen Ratten (Gewicht: ca. 200 g) injiziert und die Dichteanhebung in der Leber (ΔHU) mit Hilfe eines Computertomographen (Somatom Plus, Siemens;
120 kV, 250 mA, 2*1 s, 2 mm Schichtdicke) über einen Zeitraum von 90 min erfaßt. Die erhaltenen Werte sind in der nachfolgenden Tabelle aufgelistet.
Tabelle 1 : Relative Dichteanhebung (HU) in der Rattenleber nach Liposomengabe
Zeitpunkt [min] 100 mg l/kg KGW 300 mg l/kg KGW 1000 mg l/kg KGW
1 14.8 28.7 76.3
7,5 16.9 36.2 83.9
15 12.6 34.4 88.6
30 17.4 31.4 64.5
60 12.1 25.5 52.6
90 9.0 21.5 57.5
Wie der Tabelle zu entnehmen, findet schon zu sehr frühen Zeitpunkten eine Dichteanhebung in der Leber statt, die zunächst vor allem auf den freien Anteil des Kontrastmittels zurückzuführen ist. Zu späteren Zeitpunkten (> 15 min) überwiegt dann die Dichteanhebung durch den liposomal verkapselten Anteil, infolge der Aufnahme der Liposomen in die Kupfferzellen.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Erhöhung der Stabilität von hydrophile Wirkstoffe enthaltenden Liposomen¬ suspensionen, dadurch gekennzeichnet, daß der in den Liposomen zu verkapselnde Wirkstoff so dosiert ist, daß 5 bis 95 Gewichtsprozent des Wirkstoffes in unverkapseiter Form vorliegen.
2. Verfahren zur Erhöhung der Stabilität von hydrophile Wirkstoffe enthaltenden Liposomen¬ suspensionen gemäß Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der in den Liposomen zu verkapselnde Wirkstoff so dosiert ist, daß 30 bis 70 Gewichtsprozent des Wirkstoffes in unverkapseiter Form vorliegen.
3. Verfahren zur Erhöhung der Stabilität von hydrophile Wirkstoffe enthaltenden Uposomen¬ suspensionen gemäß Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der unverkapsette Wirkstoff nicht abgetrennt wird.
4. Liposomensuspensionen, dadurch gekennzeichet, daß sie nach dem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 bis 3 hergestellt wurden.
5. Liposomensuspensionen gemäß Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichet, daß sie hydrophile Kontrastmittel enthalten.
6. Uposomensuspension gemäß Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichet, daß sie Röntgenkontrastmittel vom Typ der Triiodbenzoesäure enthalten.
7. Liposomensuspensionen gemäß Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie lopromid enthalten.
8. Liposomensuspensionen gemäß Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie 3- Carbamoyi-5-[N-(2hydroxy-ethyl)-acetamido]-2,4,6-triiod-benzoesäure-[(1 RS,2RS)-2,3- dihydroxy-1 -hydroxymethylpropyl]-amid enthalten.
9. Liposomensuspensionen gemäß Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie 5-Hydroxyacetamido-2,4,6-triiod-isophthalsäure-(2,3-dihydroxy-N-methyi-propyl)-(2- hydroxyethyl) -diamid enthalten.
10. Liposomensuspensionen gemäß Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie lotrolan enthalten.
11. Uposomensuspensionen gemäß Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie NMR- Kontrastmittel enthalten .
j 12. Liposomensuspensionen gemäß Patentanspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß sie den Gadolinium-Komplex der Ethoxybenzyldiethylentriaminpentaessigsäure enthatten.
13 Liposomensuspensionen gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Wirkstoff eine Kombination mehrerer hydrophiler Arzneistoffe enthalten.
14. Liposomensuspensionen gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie als sustained release System eingesetzt werden.
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