NL9201195A

NL9201195A - Preparaat voor de gereguleerde afgifte van een werkzame stof en werkwijze ter bereiding van een dergelijk preparaat.

Info

Publication number: NL9201195A
Application number: NL9201195A
Authority: NL
Original assignee: Tno
Priority date: 1992-07-03
Filing date: 1992-07-03
Publication date: 1994-02-01
Also published as: EP0648116B1; US5585114A; AU678166B2; DE69305346T2; GR3022195T3; ES2095658T3; EP0648116A1; DE69305346D1; AU4589393A; DK0648116T3; ATE143801T1; WO1994001092A1; CA2139494A1; JPH07508533A

Description

Preparaat voor de gereguleerde afgifte van een werkzame stof en werkwijze ter bereiding van een dergeli.ik preparaat

De uitvinding heeft betrekking op een preparaat voor vertraagde afgifte van een werkzame stof in een doelomgeving, waarbij de werkzame stof is opgenomen in een polysaccharidematrix.

Preparaten voor vertraagde afgifte van een werkzame stof, bij voorbeeld voor de vertraagde afgifte van een oraal toe te dienen geneesmiddel in het maag-darmkanaal van een zoogdier, hebben voordelen onder meer doordat de toediening van de werkzame stof in een geringer aantal doses kan plaatsvinden en doordat er een constantere concentratie in de doelomgeving wordt verkregen.

Preparaten voor vertraagde afgifte zijn in diverse vormen bekend. Een vorm van vertraagde afgifte kan bestaan in de aanwezigheid van een matrix met daarin de werkzame stof, welke matrix langzaam in de waterhoudende omgeving oplost en aldus de werkzame stof vertraagd afgeeft; een dergelijk preparaat is bij voorbeeld bekend uit de Europese octrooiaanvrage EP-A-241.179· Een soortgelijk preparaat waarbij de matrix wordt gevormd door een natuurlijk polysaccharide zoals xanthaan is bekend uit de Internationale octrooiaanvrage W0-A-8705212. Volgens een variant daarvan is de werkzame stof verpakt in een onoplosbare capsule die is voorzien van een in water oplosbare stop, zoals bekend onder meer uit de Britse octrooiaanvrage 2.241.485.

Een andere vorm van een preparaat voor vertraagde afgifte is een preparaat waaruit de werkzame stof door erosie vrijkomt, zoals bij voorbeeld bekend uit de Europese octrooiaanvrage EP-A-381.182.

Preparaten voor vertraagde afgifte waarbij het matrixmateriaal een β-glycaan zoals cellulose of een cellulosederivaat is zijn onder meer bekend uit de Internationale octrooiaanvrage W0-A-8810284 en de Nederlandse octrooiaanvrage 8702294 (=GB-A-2195893)· Het gebruik van thermisch gemodificeerd zetmeel als matrix voor de geregelde afgifte van oraal toe te dienen geneesmiddelen is beschreven door J. Herman en J.P. Remon, Int. J. Pharmaceutics, 56, 51~63 en 65~70 (1989).

De bekende preparaten voor de vertraagde afgifte van een werkzame stof hebben vaak als nadeel dat afgifte van de werkzame stof niet volgens een, ideale, nulde-orde verloopt, d.w.z. met een per tijds'· eenheid constante hoeveelheid, maar volgens een eerste-ordeverloop, d.w.z. met een per tijdseenheid afnemende hoeveelheid, of slechter; verder zijn de als matrix gebruikte materialen vaak duur.

Doel van de uitvinding is het verschaffen van een preparaat, en een werkwijze voor de bereiding daarvan, dat een werkzame stof zoveel mogelijk volgens een nulde-ordeverloop afgeeft, dat verder onverdacht voor de gezondheid en/of het milieu is, en dat bovendien economisch in het gebruik is.

Dit doel wordt bereikt met het preparaat volgens de uitvinding dat daartoe als kenmerk heeft dat het matrixmateriaal waarin de werkzame stof is opgenomen een in hoofdzaak lineair glucaan omvat. Het glucaan is bij voorkeur een α-glucaan en in het bijzonder een a-1,4-glucaan en heeft bij voorkeur hoofdzakelijk een helixstructuur.

Onder een a-l,4-glucaan wordt verstaan een hoofdzakelijk lineair polysaccharide dat is opgebouwd uit anhydroglucose-eenheden die met a-bruggen via de 1- en 4-plaats met elkaar zijn verbonden. Ook andere lineaire glycanen (polysacchariden) komen in aanmerking, wanneer deze een spiraalachtige structuur kunnen aannemen, zoals bij voorbeeld β-1,3-glucanen.

De in aanmerking komende a-l,4-glucanen zijn in het algemeen zetmeelfracties en zetmeelderivaten. Het a-l,4-glucaan kan bij voorbeeld een amylose zijn. Amylose is een lineaire keten van a-1,4-anhydro-glucose-eenheden met een polymerisatiegraad (DP) in de orde van 100 -1000. Een vorm van amylose is het z.g. amylose V (Avebe), een met mag-nesiumsulfaat uit een waterige oplossing neergeslagen amylose dat een amorfe structuur heeft. Bij voorkeur wordt gebruik gemaakt van een van amylose V afgeleid produkt dat een helixstructuur heeft. Dit zg. amylose V-helix kan uit amylose V wordt verkregen door oplossen in water, com-plexeren met complexvormer zoals 1-butanol, waarna de complexvormer kan worden verwijderd door voorzichtig sproeidrogen of door behandeling met een geschikt oplosmiddel, zoals ethanol, methanol of ace ton. De fractio-nering van amylose met complexvormers is bekend uit het werk van W. Dvonch e.a., J. Am. Chem. Soc., 72, 1748-1750 (1950) en £. Lansky e.a.

ibid., 71, 4066-4075 (1949).

Eveneens in aanmerking komen derivaten die zijn verkregen door onttakking van vertakte glucanen, in het bijzonder amylopectine. De a-l,6-bindingen van amylopectine worden daartoe, bij voorkeur enzymatisch, verbroken (zie Kobayashi, S. et al.. Cereal Chem. 63, 71-74 (1968) en Nederlands octrooischrift 160615) onder vorming van amylo-dextrine, en lineair dextrine. Dit heeft een ketenlengte (DP) in de orde van 15 - 75» met een maximum tussen 15 en 25 en een maximum tussen 45 en 75· Amylodextrine komt, net als amylose V-helix, in de helixvorm voor, met ongeveer 6 tot 7 anhydroglucose-eenheden per winding.

Verrassenderwijs is gebleken dat tabletten en andere toedieningsvormen die dergelijke lineaire glucanen als matrixvormend materiaal bevatten niet of nauwelijks aan desintegratie onderhevig zijn en niet of nauwelijks worden aangetast door a-amylase, een enzym dat gewoonlijk zetmeel splitst, bij voorbeeld in het spijsverteringskanaal, en evenmin door zuur. Bovendien blijken de tabletten breukvast, en veelal breukvas-ter dan microkristallijne cellulose (b.v. Avicel®).

Bij voorkeur bevat het matrixmateriaal ten minste 5 gew.? water. Wanneer het materiaal minder dan 5? water bevat, wordt een bruikbaar afgiftepatroon verkregen, maar de sterkte is dan niet beter, of zelfs minder goed, dan van microkristallijne cellulose. Bij voorkeur bevat het materiaal niet meer dan 25 gew. ?, met meer voorkeur niet meer dan 20 gew.? water. In het bijzonder bevat het matrixmateriaal 7-l6 gew.? water. Het matrixmateriaal kan daarnaast andere vulstoffen en hulpstoffen bevatten. Zo is de aanwezigheid van niet-gefractioneerde amylose tot een gehalte van bijv. 25 gew.? niet storend. Vele typen zetmeel bevatten ca. 25 ? amylose, en deze behoeft derhalve niet te worden verwijderd, wanneer het zetmeel als uitgangsstof voor het matrixvormende materiaal wordt gebruikt. Bruikbare hulpstoffen zijn de op zichzelf bekende hulpstoffen voor preparaten van werkzame stoffen, zoals glijmiddelen, bijvoorbeeld magnesiumstearaat, oploshulpmiddelen, pH-regelaars, conserveermiddelen, desintegratiemiddelen, kleurstoffen, smaakstoffen e.d..

Ook kunnen met voordeel hulpstoffen aanwezig zijn die het afgiftepatroon van de werkzame stof uit de matrix modificeren, zoals op zichzelf inactieve hulpstoffen, bij voorbeeld lactose, of actieve hulpstoffen, zoals α-amylase, die het matrixmateriaal van binnen uit kunnen helpen desintegreren.

De werkzame stof kan in het matrixmateriaal in vrijwel elke gewenste concentratie aanwezig zijn. In het algemeen kan de hoeveelheid werkzame stof bij voorbeeld 0,1 - 80 gew.? van het preparaat uitmaken, mede afhankelijk van de gewenste dosering. Meer in het bijzonder ligt de hoeveelheid tussen 0,5 en 50 gew.?. Binnen dit gebied wordt een afgifte-snelheid verkregen die onafhankelijk is van de resterende hoeveelheid werkzame stof, d.w.z. die een nulde-orde-verloop heeft. Ook dit is een onverwacht aspect van de preparaten volgens de uitvinding.

De afgiftesnelheid van het preparaat volgens de uitvinding kan worden ingesteld door variatie van een of meer van de volgende grootheden: concentratie werkzame stof in het matrixmateriaal, vorm van de doseringseenheid, in het bijzonder de verhouding oppervlakte/inhoud, kracht waarmee het preparaat is geperst, aanwezigheid van desintegratie bevorderende middelen, bijvoorbeeld lactose of a-amylase, of desintegratie vertragende middelen, zoals een coating of een inerte vulstof.

De werkzame stof kan van uiteenlopende aard zijn. Het kan gaan om bij voorbeeld oraal, rectaal, vaginaal of transdermaal toe te dienen geneesmiddelen, diagnostische middelen, voedingsstoffen of conditione-ringsmiddelen, smaakstoffen, aan water of grond toe te voeren mest- of voedingsstoffen, conserveermiddelen, vaccinstoffen, hormonen, genetisch materiaal, bestrijdingsmiddelen, lokstoffen, groeimiddelen e.d.. Het kan daarbij zowel om organische als om anorganische werkzame stoffen gaan. Ook mengsels van werkzame stoffen kunnen met het preparaat volgens de uitvinding worden toegediend. De afgifte kan plaatsvinden in een waterig medium, zoals het maag-darmkanaal van dieren of in planten of in de bodem, maar ook in de lucht.

Het preparaat volgens de uitvinding is in het bijzonder geschikt voor de gereguleerde afgifte van laag-moleculaire stoffen, zoals die met een molecuulgewicht van minder dan 1000 dalton. Verder is, wanneer de werkzame stof wordt in een waterhoudend medium wordt afgegeven, de hydrofiliciteit van de werkzame stof van belang voor de afgiftesnelheid. Zo kunnen hydrofiele stoffen met een molecuulgewicht tot ongeveer 1500 nog doelmatig worden afgegeven, terwijl voor hydrofobe stoffen de praktische bovengrens bij ongeveer 500 dalton zal liggen.

Het preparaat kan tevens zijn voorzien van een bekleding die voor een verdere bescherming of een verdere regulering van de afgifte zorgt, of bij voorbeeld een kleur- of smaakfunctie heeft. Ook kan het preparaat de vorm van een capsule hebben waarin het matrixmateriaal met werkzame stof bijv. in korrelvorm of poedervorm aanwezig is.

Het preparaat volgens de uitvinding kan elke gewenste vorm hebben, zoals tabletten, poeders, granulaten, pleisters en implantaten.

Tabletten kunnen rechtstreeks worden geperst na mengen van de werkzame stof met het lineaire glucaan als matrixmateriaal en eventuele andere hulpstoffen. Bij voorkeur wordt echter, voor of na fysisch mengen van de werkzame stof en matrixmateriaal, het mengsel gegranuleerd en vervolgens getabletteerd.

Voorbeeld I

De afgifte van theofylline uit amylodextrinematrixtabletten, met een gehalte aan werkzame stof van 75$ werd bepaald. Na mengen en droog granuleren van een mengsel van amylodextrine en theofylline werden de granules met een kracht van resp. 5 kN, 10 kN en 15 kN gecomprimeerd. De tabletten hadden een gewicht van 300 mg, bevattende 225 mg theofylline (= 75$) en ongeveer 9$ water, en een diameter van 9 mm. Afgifte van de werkzame stof uit het tablet werd gemeten in waterig milieu, buffer pH

6.8 gedurende 24 uur en is weergegeven in fig. 1 als percentage van de oorspronkelijke hoeveelheid die in oplossing is gegaan.

Voorbeeld II

De afgifte van theofylline uit amylodextrinematrixtabletten, met een gehalte aan werkzame stof van 10$ werd bepaald. Na mengen en droog granuleren van een mengsel van amylodextrine en theofylline werden de granules met een kracht van resp. 5 kN, 10 kN en 15 kN gecomprimeerd. De tabletten hadden een gewicht van 300 mg, bevattende 30 mg theofylline (= 10#) en 32 mg water (10,7$), en een diameter van 9 mm. Afgifte van de werkzame stof uit het tablet werd gemeten in waterigmilieu, buffer pH 6.8 gedurende 24 uur en is weergegeven in fig. 2 als percentage van de oorspronkelijke hoeveelheid die in oplossing is gegaan.

Voorbeeld III

De afgifte van paracetamol uit amylodextrinematrixtabletten, met een gehalte aan werkzame stof van 30# werd bepaald. Na mengen van amylodextrine en paracetamol werden tabletten geslagen met een kracht van 10 kN. De tabletten hadden een gewicht van 300 mg, bevattende 90 mg paracetamol (= 30#) en ongeveer 9$ water, en een diameter van 9 mm. De afgifte van de werkzame stof werd bepaald uit 3 tabletten in waterig milieu, buffer pH 6,8 gedurende 8 uur, en is weergegeven in fig. 3 als percentage van de oorspronkelijke hoeveelheid die in oplossing is gegaan. Voorbeeld IV

De absorptie in vivo van paracetamol uit amylodextrinematrixtabletten, met een gehalte aan werkzame stof van 30# werd bepaald. Na mengen van amylodextrine en paracetamol werden tabletten geslagen met een kracht van 10 kN. De tabletten hadden een gewicht van 333 mg, bevattende 100 mg paracetamol (= 30$), en een diameter van 9 mm. Door proefpersoon werden 3 tabletten ingenomen, overeenkomend met een dosering van 3OO mg paracetamol. Aan de hand van de bepaalde bloedspiegels werd de cumulatieve absorptie als fractie van de totale dosering bere kend over een periode van 32 uur. Deze is weergegeven in fig. 4. De bloedspiegels die het gevolg waren van toediening van het preparaat volgens de uitvinding (+) en die van toediening van directe toediening (*) zijn weergegeven in fig. 5.

Voorbeeld V

De afgifte van procaïne-HCl uit amylodextrinematrixtabletten, met een gehalte aan werkzame stof van resp. 10 en 30# werd bepaald. Na mengen van amylodextrine en procaïne-HCl werden tabletten geslagen met een kracht van 10 kN. De tabletten hadden een gewicht van 300 mg, bevattende respectievelijk 30 en 90 mg procaïne-HCl {= 10 en 30#), en een diameter van 9 mm. Afgifte van de werkzame stof uit het tablet werd gemeten in waterig milieu, buffer pH 6,8 gedurende 8 uur en is weergegeven in fig. 6.

Voorbeeld VI

De afgifte van methylparabeen uit amylodextrinematrixtabletten, met een gehalte aan werkzame stof van 30# werd bepaald. Na mengen van amylodextrine en methylparabeen werden tabletten geslagen met een kracht van resp. 10 kN en 15 kN. De tabletten hadden een gewicht van 300 mg, bevattende 90 mg methylparabeen (= 30%), en een diameter van 9 mm. Afgifte van de werkzame stof uit het tablet werd gemeten in waterig milieu, buffer pH 6,8 gedurende 20 uur en is weergegeven in fig. 7· Voorbeeld VII

Er werden amylodextrinematrixtabletten met een gehalte aan kaliumdichromaat van 30# bereid. Na mengen van amylodextrine en kalium-dichromaat en 0,5# magnesiumstearaat (een tabletteerhulpstof, die wordt gebruikt als smeermiddel) werden tabletten geslagen met een kracht van resp. 10 kN en 15 kN. De tabletten hadden een gewicht van 300 mg, bevattende 90 mg kaliumdichromaat (= 30#), en een diameter van 9 mm. Afgifte van de werkzame stof uit het tablet werd gemeten in waterig milieu, buffer pH 6,8 gedurende 20 uur, en is weergegeven in fig. 8. Voorbeeld VIII

De afgifte van diazepam uit amylodextrinematrixtabletten, met een gehalte aan werkzame stof van 5 gew.# werd bepaald. Na mengen van amylodextrine en diazepam werden tabletten geslagen met een kracht van resp. 10 kN en 15 kN. De tabletten hadden een gewicht van 300 mg, bevattende 15 mg diazepam (= 5#), en een diameter van 9 mm. Afgifte van de werkzame stof uit het tablet werd gemeten in waterig milieu, buffer pH 6,8 gedurende 20 uur en is weergegeven in fig. 9.

Voorbeeld IX

De afgifte van prednisolon uit amylodextrinematrixtabletten, met een gehalte aan werkzame stof van 30 gew.# werd bepaald. Na mengen van amylodextrine en prednisolon werden tabletten geslagen met een kracht van resp. 10 kN en 15 kN. De tabletten hadden een gewicht van 300 mg, bevattende 90 mg prednisolon (= $0%), en een diameter van 9 mm- Afgifte van de werkzame stof uit het tablet werd gemeten in waterig milieu, buffer pH 6,8 gedurende 20 uur en is weergegeven in fig. 10.

Voorbeeld X

De afgifte van atrazine uit amylodextrinematrixtabletten, met een gehalte aan werkzame stof van 30 gev.% werd bepaald. Na mengen van amylodextrine en atrazine werden tabletten geslagen met een kracht van resp. 10 kN en 15 kN. De tabletten hadden een gewicht van 300 mg, bevattende 90 mg atrazine (= 30#), en een diameter van 9 mm. Afgifte van de werkzame stof uit het tablet werd gemeten in waterig milieu, buffer pH 6,8 gedurende 22 uur en is weergegeven in fig. 11.

Voorbeeld XI

100 g amylodextrine werd in een rondbodemkolf met 2 g carvon geroerd. Van het aldus verkregen mengsel werden in een persmal (Specac Ltd, Kent, GB) tabletten met een doorsnede van 13 mm en een gewicht van 300 mg geperst. Perstijd 5 min.; perskracht variërend van 5 tot 50 kN.

De afgifte van carvon in de gasfase werd gemeten in kolven van 5 liter die met een septum waren afgesloten. Van tijd tot tijd werden met een injectiespuit gasmonsters uit de kolf genomen, die met een gaschro-matograaf werden geanalyseerd (GC-kolom: 10# FFAP op Chrom WAW 80-100 mesh; injectortemperatuur = 240 °C; kolomtemperatuur 160 °C; detector-temperatuur 280 °C; gassnelheid 45 ml/min; referentie: oplossing van 10 mM carvon in ethanol). In figuur 12 is het afgifteprofiel van een bij een kracht van 50 kN geperst tablet ( + ) en ter vergelijking van een poeder (Δ) weergegeven. In de eerste 2 uur wordt een betrekkelijk snelle afgifte waargenomen, gevolgd door een periode van ten minste 80 uur met een trage afgifte met een nulde-ordeverloop. In 80 uur was ongeveer 1,7-2,5 mg van de totale hoeveelheid van de 6 mg carvon uit het tablet afgegeven, hetgeen overeenkomt met een afgiftesnelheid van ongeveer 2,1-3,1 * 10'5 g/h per tablet, ofwel ongeveer 8-l4 pg/cm2.h. De gereguleerde afgifte van carvon is van belang voor de conservering van bijvoorbeeld aardappelen. De afgiftesnelheid kan verder worden geregeld door verandering van de porositeit en belading van de tabletten.

Claims

1. Preparaat voor vertraagde afgifte van een werkzame stof, waarbij de werkzame stof is opgenomen in polysaccharidematrix, met het kenmerk, dat het matrixmateriaal een in hoofdzaak lineair glucaan omvat.

2. Preparaat volgens conclusie 1, waarbij het glucaan een a-glucaan is.

3. Preparaat volgens conclusie 1 of 2, waarbij het glucaan in hoofdzaak een helixstructuur heeft.

4. Preparaat volgens conclusie 3. waarbij het matrixmateriaal amylodextrine of een uit amylose V verkregen fractie met een helixstructuur omvat.

5. Preparaat volgens een der conclusies 1-4, waarbij het matrixmateriaal 5-20 gew.# water bevat.

6. Preparaat volgens een der conclusies 1-5, dat verder een of meer hulpstoffen bevat, zoals lactose of a-amylase, die het afgifte-patroon modificeren.

7. Preparaat volgens een der conclusies 1-6, waarbij de werkzame stof in een hoeveelheid van 0,1-80 gew.ί, bij voorkeur 0,5-50 gew.%, aanwezig is.

8. Preparaat volgens een der conclusies 1-7, waarbij de werkzame stof een molecuulgewicht van minder dan 1500 dalton, in het bijzonder minder dan 1000 dalton heeft.

9. Preparaat volgens een der conclusies 1-6, waarbij de werkzame stof een geneesmiddel is.

10. Werkwijze voor de bereiding van een preparaat volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat men een in hoofdzaak lineair glucaan granuleert, voor of na het granuleren met een werkzame stof mengt en het gegranuleerde mengsel in de gewenste vorm brengt.