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Hintergrund und Gebiet der
Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
neue Polysaccharidester, genauer Hyaluronsäureester, und deren Verwendung
auf dem Gebiet der Pharmazie und Kosmetik sowie auf dem Gebiet biologisch
abbaubarer Kunststoffe. Die Erfindung umfasst daher neue Medikamente,
kosmetische, medizinische und chirurgische Artikel.
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Der Begriff „Hyaluronsäure" (nachstehend auch als „HY" bezeichnet)
wird in der Literatur zur Bezeichnung eines sauren Polysaccharids
mit verschiedenen Molekülmassen
verwendet, welches aus D-Glucuronsäure- und N-Acetyl-D-glucosaminresten
aufgebaut ist, die in der Natur in Zelloberflächen, in den extrazellulären Grundstoffen
der Bindegewebe von Wirbeltieren, in der Synovialflüssigkeit
von Gelenken, in der Glaskörperflüssigkeit
des Auges, im Gewebe der menschlichen Nabelschnur und in Hahnenkämmen vorkommen.
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Hyaluronsäure spielt im biologischen
Organismus eine wichtige Rolle, erstens als mechanische Stütze der
Zellen vieler Gewebe, wie der Haut, der Sehnen, der Muskeln und
des Knorpels, und ist deshalb der Hauptbestandteil der intrazellulären Matrix.
Hyaluronsäure
hat in den biologischen Prozessen aber noch andere Funktionen, wie
z. B. die Wasseranlagerung von Geweben, die Schmierung, Zellmigration,
Zellfunktion und -differenzierung (siehe zum Beispiel A. Balazs
et al., Cosmetics & Toiletries,
Nr. 5/84, Seiten 8–17).
Hyaluronsäure
kann aus den obenstehend erwähnten
natürlichen
Geweben, wie z. B. Hahnenkämmen,
oder auch aus bestimmten Bakterien extrahiert werden. Hyaluronsäure kann
heute auch durch mikrobiologische Verfahren hergestellt werden.
Die Molekülmasse
der durch Extraktion gewonnenen, vollständigen Hyaluronsäure liegt
im Bereich von 8–13
Millionen. Die Molekülkette
des Polysaccharids kann jedoch unter Einwirkung verschiedener physikalischer
und chemischer Faktoren, wie z. B. mechanischer Einflüsse, oder
unter Einwirkung von Strahlung, hydrolysierender, oxidierender oder
enzymatischer Wirkstoffe sehr leicht abgebaut werden. Aus diesem Grund
werden mit den herkömmlichen
Reinigungsverfahren für
die ursprünglichen
Extrakte oft abgebaute Fraktionen mit einer geringeren Molekülmasse erhalten
(siehe Balzazs et al., obenstehend zitiert). Hyaluronsäure, ihre
Molekülfraktionen
und die jeweiligen Salze wurden als Medikamente verwendet, und auch
ihre Verwendung bei Kosmetika wurde vorgeschlagen (siehe zum Beispiel
den obenstehend erwähnten
Artikel von Balazs et al. und das französische Patent Nr. 2478468).
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Als Heilmittel wurden Hyaluronsäure und
ihre Salze insbesondere bei der Behandlung von Gelenkserkrankungen,
wie in der Veterinärmedizin
zur Heilung von Arthritis bei Pferden, eingesetzt [Acta Vet. Scand. 167,
379 (1976)]. In der Augenchirurgie wurden Hyaluronsäure sowie
ihre Molekülfraktionen
und Salze als Hilfs- und Ersatzheilmittel für natürliche Gewebe und Organe eingesetzt
(siehe zum Beispiel Balazs et al., Modern Problems in Ophthalmology,
Band 10, 1970, S. 3 – E.
B. Strieff S. Karger Hrsgb., Basel; Viscosurgery and the Use of
Sodium Hyaluronate During Intraocular Lens Implantation, eine zum
Internationalen Kongress und dem Ersten Filmfestival der intraokularen
Implantation, Cannes, 1979, vorgestellte Arbeit; U.S.-Patent Nr. 4,328,803
mit einer Zusammenfassung der Literatur über die Anwendungen von HY
in der Augenheilkunde; und U.S.-Patent Nr. 4,141,973).
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In der Europäischen Patentveröffentlichung
Nr. 0138572 wird eine Molekülfraktion
der Hyaluronsäure beschrieben,
die beispielsweise als Natriumsalz für intraokulare und intraartikuläre Injektionen
verwendet werden kann, welche als Ersatz für die Flüssigkeiten im Augeninneren
bzw. für
Gelenkserkrankungstherapien geeignet sind.
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Hyaluronsäure kann auch als Zusatzstoff
für eine
breite Vielfalt von für
medizinische und chirurgische Artikel genutzten Polymermaterialien,
wie z. B. Polyurethane, Polyester, Polyolefine, Polyamide, Polysiloxane, Vinyl-
und Acrylpolymere und Kohlenstofffasern, verwendet werden, wodurch
diese Materialien biokompatibel gemacht werden. In diesem Fall erfolgt
die Zugabe von HY oder eines ihrer Salze zum Beispiel durch Überziehen
der Oberfläche
solcher Materialien, durch Dispersion in denselben oder durch beide
Verfahren. Solche Materialien können
zur Herstellung verschiedener hygienischer und medizinischer Artikel,
wie z. B. Herzklappen, intraokularer Linsen, Gefäßklemmen, Schrittmacher und
dergleichen, verwendet werden (siehe U.S.-Patent Nr. 4,500,676).
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Obwohl der Begriff „Hyaluronsäure" gewöhnlich nicht
ordnungsgemäß verwendet
wird, und zwar, wie aus dem Obenstehenden ersichtlich, in der Bedeutung
einer vollständigen
Polysaccharidfolge mit wechselnden D-Glucuronsäure- und N-Acetyl-D-glucosaminresten
mit unterschiedlichen Molekülmassen
oder sogar in der Bedeutung abgebauter Fraktionen derselben, und
obwohl die Pluralform „Hyaluronsäuren" passender
erscheinen mag, soll in der Diskussion weiterhin die Singularform
zur Bezeichnung der Hyaluronsäure
in ihren verschiedenen Formen, einschließlich ihrer Molekülfraktionen,
verwendet werden und wird auch die Abkürzung „HY" oft zur Beschreibung
dieses Sammelbegriffs verwendet.
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In der Literatur findet sich, die
Hyaluronsäureester
betreffend, eine Beschreibung des Methylesters einer hochmolekularen
Hyaluronsäure,
der durch Extraktion aus menschlichen Nabelschnüren erhalten wird [Jeanloz
et al., J. Biol. Chem. 186 (1950), 495–511, und Jager et al., J.
Bacteriology 1065–1067
(1079)]. Dieser Ester wurde durch Behandlung einer freien Hyaluronsäure mit
Diazomethan in Etherlösung
erhalten, und es erwies sich, dass darin im Wesentlichen alle Carboxylgruppen
verestert waren. Ferner wurden auch Methylester von Oligomeren der
HY mit etwa zwischen 5 und 15 Disaccharideinheiten beschrieben [siehe
Biochem. J. (1977) 167, 711–716].
Ebenso ist ein mit Methylalkohol in einem Teil der alkoholischen
Hydroxylgruppen veretherter Hyaluronsäuremethylester beschrieben.
[Jeanloz et al., J. Biol. Chem. 194 (1952), 141–150; und Jeanloz et al., J.
Helvetica Chimica Acta 35 (1952), 262–271]. Es wurde von keiner
biologischen Wirkung und daher auch keiner pharmazeutischen Verwendung
dieser Ester berichtet.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß einem Ziel der vorliegenden
Erfindung weisen die Hyaluronsäureester
mit cycloaliphatischen, aliphatisch-cycloaliphatischen oder heterocyclischen
Alkoholen, bei denen alle oder nur ein Teil der Carboxylgruppen
der Säure
verestert sind, und die Salze der partiellen Ester mit Metallen
oder organischen Basen, die, von einem pharmakologischen Standpunkt
aus betrachtet, biokompatibel oder akzeptabel sind, interessante und
wertvolle bioplastische und pharmazeutische Eigenschaften auf und
können
in unzähligen
Bereichen, einschließlich
der Kosmetik, der Chirurgie und der Medizin, eingesetzt werden.
Im Falle der Hyaluronsäure,
bei der die neuen Produkte qualitativ die gleichen oder ähnliche
physikalisch-chemische, pharmakologische und therapeutische Eigenschaften
aufweisen, sind sie beträchtlich
beständiger,
besonders was die Einwirkung natürlicher,
für den
Abbau des Polysaccharidmoleküls
im Organismus verantwortlicher Enzyme, besonders z. B. Hyaluronidase,
betrifft, und bewahren die obenstehend erwähnten Eigenschaften daher über äußerst lange Zeiträume hinweg.
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Eine erste Gruppe von erfindungsgemäßen Estern,
die sowohl in der Therapie als auch in den anderen obenstehend erwähnten Bereichen
von Nutzen sind, umfasst daher jene, bei denen die Qualitäten der
Hyaluronsäure
selbst ausschlaggebend sind und ausgenutzt werden können. Solche
Ester stammen von Alkoholen der obenstehend erwähnten Reihe, welche selbst
keine feststellbare pharmakologische Wirksamkeit aufweisen, wie
beispielsweise von den einfachen Alkoholen der cycloaliphatischen
Reihe.
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Eine zweite Gruppe von in der Therapie
nützlichen
Estern umfasst andererseits jene Ester, bei denen die pharmakologischen
Qualitäten
des Alkoholbestandteils dominieren. Das heißt, Ester von HY mit pharmakologisch
aktiven Alkoholen, wie z. B. Steroidalkoholen, wie jene des Cortisontyps
mit entzündungshemmender
Wirkung. Diese Verbindungen besitzen Eigenschaften, die jenen des
Alkohols qualitativ ähnlich
sind, jedoch, ebenfalls im Vergleich zu bereits bekannten Estern,
einen differenzierteren Wirkungsbereich haben, wodurch eine besser
ausgeglichene, konstante und gleichmäßige pharmakologische Wirkung
sichergestellt und üblicherweise
eine ausgeprägte
verzögerte
Wirkung erzielt wird.
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Eine dritte Gruppe von erfindungsgemäßen HY-Estern,
die einen besonders originellen und nützlichen Aspekt darstellen,
verleiht den Estern, im Vergleich zu den beiden vorhergehenden Gruppen,
eine gemischtere Beschaffenheit; das heißt, Ester, bei denen ein Teil
der Carboxylgruppen von HY mit einem pharmakologisch aktiven Alkohol
und ein anderer Teil mit einem pharmakologisch neutralen Alkohol
oder einem, dessen Wirkungsfähigkeit
vernachlässigbar
ist, verestert ist. Durch die passende Dosierung der prozentualen
Anteile der beiden als Veresterungsbestandteil dienenden Alkoholarten
ist es möglich,
Ester mit derselben pharmakologischen Wirkungsfähigkeit wie jener des pharmakologisch
aktiven Alkohols zu erhalten, und zwar ohne die spezifische Wirkungsfähigkeit
von Hyaluronsäure,
allerdings mit den obenstehend erwähnten Qualitäten einer besseren
Stabilität
und besseren biologischen Verfügbarkeit,
und zwar hinsichtlich der erwünschten
und für den
pharmakologisch aktiven Alkohol charakteristischen Wirkungsfähigkeit
und aufgrund der Estergruppen des pharmakologisch inerten Alkohols.
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Eine vierte Gruppe von Estern umfasst
jene von gemischter Beschaffenheit, bei denen die Estergruppen von
zwei verschiedenen therapeutisch aktiven Substanzen abgeleitet sind.
In diesem Fall können
auch die Ester partiell oder vollständig sein, das heißt, nur
manche Carboxylgruppen werden durch zwei verschiedene, therapeutisch
aktive Alkohole verestert, beispielsweise durch ein Cortisonsteroid
und ein Antibiotikum oder ein Phenothiazin, während die Carboxylgruppen frei
oder beispielsweise mit Alkalimetallen, insbesondere mit Natrium,
als Salze ausgebildet sein können
oder alle Carboxylgruppen mit den obenstehend erwähnten Alkoholen
verestert sind. Es ist jedoch auch möglich, Ester mit drei oder
mehreren Alkoholbestandteilen herzustellen, wie z. B. Ester, bei
denen ein Teil der Carboxylgruppen mit einem therapeutisch aktiven
Alkohol, ein anderer Teil mit einem anderen therapeutisch aktiven
Alkohol, ein dritter Teil mit einem therapeutisch inaktiven Alkohol
verestert ist und ein vierter Teil möglicherweise mit einem Metall
und mit einer therapeutisch aktiven oder inaktiven Base als Salz
ausgebildet ist oder Carboxylgruppen in freier Form umfasst.
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Bei den obenstehend erwähnten Estern,
bei denen einige der Carbonsäuregruppen
frei bleiben, können
diese mit Metallen oder organischen Basen, wie z. B. mit Alkali-
oder Erdalkalimetallen, oder mit Ammoniakbasen oder stickstoffhaltigen
organischen Basen als Salze ausgebildet sein.
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Die meisten HY-Ester weisen im Gegensatz
zur HY selbst einen gewissen Grad an Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln
auf. Diese Löslichkeit
hängt vom
prozentualen Anteil veresterter Carboxylgruppen und von der Art
der an das Carboxyl gebundenen Alkylgruppe ab. Eine HY-Verbindung,
deren Carboxylgruppen vollständig
verestert sind, ist bei Raumtemperatur daher zum Beispiel in Dimethylsulfoxid
gut löslich
(Der Benzylester von HY löst
sich in DMSO im Ausmaß von
200 mg/ml). Die meisten vollständigen
Ester von HY sind, im Gegensatz zur HY und insbesondere ihrer Salze,
auch in Wasser schlecht löslich.
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Die zuvor erwähnten Löslichkeitseigenschaften ermöglichen
in Verbindung mit besonderen und bemerkenswerten viskoelastischen
Eigenschaften die Verwendung von HY- Estern zur Herstellung hygienischer und
medizinischer Präparate,
die in einer Salzlösung
unlöslich
sind und die besondere erwünschte
Form besitzen. Diese Materialien werden erhalten, indem eine Lösung eines
HY-Esters in einem organischen Lösungsmittel
hergestellt wird, die hochviskose Lösung in die Form des gewünschten
Artikels gebracht wird und das organische Lösungsmittel mit einem anderen
Lösungsmittel,
welches mit ersterem mischbar ist, aber in welchem der HY-Ester
unlöslich
ist, extrahiert wird.
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Schließlich umfasst die vorliegende
Erfindung auch die Verwendung der obenstehend erwähnten, neuen
Produkte als Vehikel für
aktive pharmazeutische Substanzen und Medikamente, welche die obenstehend
erwähnten
veresterten Hyaluronsäurederivate
und eine oder mehrere dieser aktiven Substanzen umfassen. Bei solchen
Medikamenten wird der Hyaluronsäureester
oder eines seiner Salze vorzugsweise von pharmakologisch inaktiven
Alkoholen abgeleitet, kann aber auch ein Ester sein, der von einem
pharmakologisch aktiven Alkohol abgeleitet wird und selbst eine
pharmakologische Wirkungsfähigkeit
aufweist. Die Vehikelwirkung des durch den Hyaluronsäureester
oder eines seiner Salze dargestellten Bestandteils muss sich in
einer zufriedenstellenderen Assimilation der aktiven Substanz unter
Bedingungen, welche mit der biologischen Umgebung des zu behandelnden
Organs besonders vereinbar sind, bemerkbar machen. Dies gilt insbesondere für das Gebiet
der Augenheilkunde. Von diesen Medikamenten, die einen Hyaluronsäureester
als Vehikel enthalten, sind jene für die örtliche Anwendung von besonderer
Bedeutung. Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung bilden daher
die vollständigen
oder partiellen Ester von Hyaluronsäure mit Alkoholen der cycloaliphatischen,
aliphatisch-cycloaliphatischen oder heterocyclischen Reihe sowie
die Salze derartiger partieller Ester mit anorganischen oder organischen
Basen.
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Einen zweiten Aspekt der vorliegenden
Erfindung stellen die pharmazeutischen Zubereitungen dar, die, wie
obenstehend beschrieben, als Wirkstoff einen oder mehrere Hyaluronsäureester
oder eines von deren Salzen enthalten, sowie die Verwendung solcher
Ester für
therapeutische Zwecke.
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Einen dritten Aspekt der vorliegenden
Erfindung stellen Medikamente dar, welche umfassen:
- 1) eine
pharmakologisch aktive Substanz oder eine Kombination pharmakologisch
aktiver Substanzen und
- 2) ein Trägervehikel,
zusammengesetzt aus einem vollständigen
oder partiellen Ester von Hyaluronsäure mit Alkoholen der cycloaliphatischen,
aliphatischcycloaliphatischen oder heterocyclischen Reihe oder den
Salzen solcher partieller Ester mit anorganischen oder organischen
Basen, falls gewünscht,
zusätzlich
Hyaluronsäure oder
eines ihrer Salze mit anorganischen oder organischen Basen, sowie
die Verwendung solcher Medikamente für therapeutische Zwecke.
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Einen vierten Aspekt der vorliegenden
Erfindung stellen die obenstehend beschriebene Verwendung der Ester
und ihrer Salze in Kosmetika sowie kosmetische Artikel, die solche
Ester enthalten, dar.
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Einen fünften Aspekt der vorliegenden
Erfindung stellen die obenstehend beschriebene Verwendung der Ester
und ihrer Salze zur Herstellung hygienischer und chirurgischer Kunststoffartikel
sowie diese Artikel selbst dar.
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Eine weitere Verwendung der erfindungsgemäßen neuen
Ester betrifft die Herstellung hygienischer, kosmetischer und chirurgischer
Artikel, bei denen die Hyaluronsäureester
als Vehikel für
die diesem Zweck dienenden Grundstoffe, wie die verschiedenen, obenstehend
erwähnten
Polymere, wirken.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung stellen
schließlich
die Verfahren zur Herstellung der Hyaluronsäureester und der Salze der
partiellen Ester dar.
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Die Alkohole der cycloaliphatischen
oder aliphatisch-cycloaliphatischen Reihe können sich von mono- oder polycyclischen
Kohlenwasserstoffen ableiten, können
vorzugsweise eine Höchstanzahl
von 34 Kohlenstoffatomen haben, können unsubstituiert sein und
können
einen oder mehrere Substituenten, wie z. B. jene, die obenstehend
für die
aliphatischen Alkohole erwähnt
sind, enthalten. Unter den von cyclischen monoannularen Kohlenwasserstoffen
abgeleiteten Alkoholen sind jene mit einer Höchstanzahl von 12 Kohlenstoffatomen,
wobei die Ringe vorzugsweise zwischen 5 und 7 Kohlenstoffatome haben,
die beispielsweise durch ein bis drei untere Alkylgruppen, wie z.
B. Methyl-, Ethyl-, Propyl- oder Isopropylgruppen, substituiert
sein können, besonders
zu beachten. Als spezifische Alkohole dieser Gruppe können die
Folgenden erwähnt
werden: Cyclohexanol, Cyclohexandiol, 1,2,3-Cyclohexantriol und
1,3,5-Cyclohexantriol (Phloroglucitol), Inositol und jene Alkohole,
die von p-Methan, wie z. B. Carvomenthol, Menthol und α-γ-Terpineol,
1-Terpineol, 4-Terpineol und Piperitol, abgeleitet sind, oder die
Mischung dieser als „Terpineol"
bekannten Alkohole: 1,4- und 1,8-Terpin. Unter den Alkoholen, die
sich von Kohlenwasserstoffen mit kondensierten Ringen ableiten,
wie jenen von Thujan, Pinan oder Comphan, sind die Folgenden zu
erwähnen:
Thujanol, Sabinol, Pinolhydrat, D- und L-Borneol und D- und L-Isoborneol.
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Für
die Ester der vorliegenden Erfindung zu verwendende, aliphatischcycloaliphatische
polycyclische Alkohole sind Sterine, Cholsäuren und Steroide, wie z. B.
Sexualhormone und deren synthetische Analoga, insbesondere Corticosteroide
und deren Derivate. Es ist daher möglich, Folgendes zu verwenden:
Cholesterin, Dihydrocholesterol, Epidihydrocholesterol, Koprostanol,
Epikoprostanol, Sitosterol, Stigmasterol, Ergosterol, Cholsäure, Desoxycholsäure, Lithocholsäure, Estriol,
Estradiol, Equilenin, Equilin und deren Alkylatderivate sowie deren
Ethinyl- oder Propinylderivate in Position 17, wie z. B. 17α-Ethinestradiol oder
7α-Methyl-l7α-ethinylestradiol,
Pregnenolon, Pregnandiol, Testosteron und dessen Derivate, wie z.
B. 17α-Methyltestosteron, 1,2-Dehydrotestosteron
und 17α-Methyl-1,2-dehydrotestosteron,
die Alkinylatderivate in Position 17 von Testosteron und 1,2-Dehydrotestosteron,
wie z. B. 17α-Ethinyltestosteron,
17α-Propinyltestosteron,
Norgestrel, Hydroxyprogesteron, Corticosteron, Desoxycorticosteron,
19-Nortestosteron, 19-Nor-l7α-methyltestosteron und
19-Nor-l7α-ethinyltestosteron,
Antihormone, wie z. B. Cyproteron, Cortison, Hydrocortison, Prednison, Prednisolon,
Fluorcortison, Dexamethason, Betamethason, Paramethason, Flumethason,
Fluocinolon, Fluprednyliden, Clobetasol, Beclomethason, Aldosteron,
Desoxycorticosteron, Alfaxolon, Alfadolon, Bolasteron. Als Veresterungsbestandteile
für die
erfindungsgemäßen Ester
sind die Folgenden nützlich:
Genine (Aglykone) der auf das Herz wirkenden Glucoside, wie z. B.
Digitoxigenin, Gitoxigenin, Digoxigenin, Strophanthidin, Tigogenin
und Saponine.
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Andere, erfindungsgemäß zu verwendende
Alkohole sind die vitaminartigen, wie z. B. Axerophthol, die Vitamine
D2 und D3, Aneurin,
Lactoflavin, Ascorbinsäure,
Riboflavin, Thiamin, Pantothensäure.
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Unter den heterocyclischen Alkoholen
können
die Folgenden als Derivate der obenstehend erwähnten cycloaliphatischen oder
aliphatisch-cycloaliphatischen Alkohole betrachtet werden, wenn
ihre linearen oder cyclischen Ketten durch ein oder mehrere, beispielsweise
ein bis drei, Heteroatome unterbrochen sind, die beispielsweise
aus der durch -O-, -S-, -N, -NH- gebildeten Gruppe ausgewählt sind,
und darunter können
eine oder mehrere, insbesondere ein bis drei, ungesättigte Bindungen,
z. B. Doppelbindungen, sein, wobei somit auch heterocyclische Verbindungen
mit aromatischen Strukturen inbegriffen sind. Die Folgenden sollten
beispielsweise erwähnt
werden: Furfurylalkohol, Alkaloide und Derivate, wie z. B. Atropin,
Scopolamin, Cinchonin, 1a-Cinchonidin, Chinin, Morphin, Codein,
Nalorphin, N-Butylscopolammoniumbromid, Ajmalin; Phenylethylamine,
wie z. B. Ephedrin, Isoproterenol, Epinephrin; Phenothiazin-Arzneimittel,
wie z. B. Perphenazin, Pipothiazin, Carphenazin, Homofenazin, Acetophenazin,
Fluophenazin, N-Hydroxyethylpromethazinchlorid; Thioxanthen-Arzneimittel,
wie z. B. Flupenthixol und Clopenthixol; krampflösende Mittel, wie z. B. Meprophendiol;
Antipsychotika; wie z. B. Opipramol; Mittel gegen Erbrechen, wie
z. B. Oxypendyl; Analgetika, wie z. B. Carbetidin und Phenoperidin
und Methadol; Schlafmittel, wie z. B. Etodroxizin; Appetitzügler, wie
z. B. Benzidrol und Diphemethoxidin; leichte Beruhigungsmittel,
wie z. B. Hydroxyzin; Muskelentspanner, wie z. B. Cinnamedrin, Diphyllin,
Mephenesin, Methocarbamol, Chlorphenesin, 2,2-Diethyl-1,3-propandiol, Guaifenesin,
Hydrocilamid; Koronargefäßdilatatoren,
wie z. B. Dipyridamol und Oxyfedrin; Ganglienblocker, wie z. B.
Propanolol, Timolol, Pindolol, Bupranolol, Atenolol, Metoprolol,
Practolol; Tumorwachstumshemmer, wie z. B. 6-Azauridin, Cytarabin, Floxuridin;
Antibiotika, wie z. B. Chloramphenicol, Thiamphenicol, Erythromycin,
Oleandomycin, Lincomycin; Antivirenmittel, wie z. B. Idoxuridin;
peripher wirkende Gefäßerweiterer,
wie z. B. Isonicotinalkohol; Karboanhydrasehemmer, wie z. B. Sulocarbilat;
Asthmamittel und entzündungshemmende
Mittel, wie z. B. Tiaramid; Sulfamide, wie z. B. 2-p-Sulfanilonoethanol.
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Wie obenstehend besprochen, können in
manchen Fällen
Hyaluronsäureester
von Interesse sein, wo sich die Estergruppen von zwei oder mehreren
therapeutisch aktiven Hydroxylsubstanzen ableiten, und können natürlich alle
möglichen
Varianten erhalten werden. Besonders interessant sind die Substanzen,
bei denen zwei Arten von verschiedenen, von Arzneimitteln mit Hydroxylcharakter
abgeleiteten Estergruppen vorhanden sind und bei denen die verbleibenden
Carboxylgruppen frei sind, mit Metallen oder mit einer oder mehreren verschiedenen
Basen, die nachstehend aufgelistet sind, möglicherweise auch mit Basen,
die selbst therapeutisch aktiv sind und beispielsweise dieselbe
oder eine ähnliche
Wirkungsfähigkeit
aufweisen wie der Veresterungsbestandteil, als Salze ausgebildet
sind. Insbesondere ist es möglich,
Hyaluronsäureester
zu haben, die einerseits von einem entzündungshemmenden Steroid, wie
z. B. einem der zuvor erwähnten,
und andererseits von einem Vitamin, von einem Alkaloid oder von
einem Antibiotikum, wie z. B. einem der aufgelisteten, abgeleitet
sind.
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Der Grad der Veresterung von Hyaluronsäure mit
den obenstehend erwähnten
Alkoholen hängt
in erster Linie von den speziellen Eigenschaften ab, die in den
verschiedenen Anwendungsgebieten zu erzielen sind, beispielsweise
eine stärkere
oder geringere Lipophilie oder Hydrophilie bezüglich gewisser Gewebe, wie z.
B. der Haut.
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Normalerweise verstärkt ein
hoher Veresterungsgrad bis hin zur vollständigen Veresterung von Hyaluronsäure deren
lipophilen Charakter und verringert daher deren Löslichkeit
in Wasser. Für
eine therapeutische Verwendung der neuen Ester dieser Erfindung
ist es beispielsweise besonders wichtig, den Veresterungsgrad zu
regeln, um trotz eines im Vergleich zur Hyaluronsäure oder
deren Natriumsalz guten und erhöhten
Lipophiliegrads eine ausreichende Wasserlöslichkeit, zum Beispiel eine
Löslichkeit
von 10 mg/ml, sicherzustellen. Natürlich ist es notwendig, den
Einfluss der Molekülgröße desselben
Veresterungsbestandteils, welche die Wasserlöslichkeit üblicherweise in umgekehrt proportionaler
Weise beeinflusst, zu bedenken. Wie bereits gesagt, kann die Veresterung
der Carboxylgruppen von Hyaluronsäure verschiedene Rollen spielen,
die in verschiedenen Gebieten nützlich
sein können,
beispielsweise in der Medizin, wo die Ester als Heilmittel eingesetzt
werden, oder in der Chirurgie, wo sie als Kunststoffartikel eingesetzt
werden. Hinsichtlich der Verwendung in der Therapie wurde bereits
gesagt, dass es möglich
ist, die Veresterung eines Alkohols, der selbst therapeutisch aktiv
ist, wie z. B. eines entzündungs hemmenden
Cortisteroids mit Hyaluronsäure
als Mittel zur Verbesserung seiner therapeutischen Wirksamkeit in
Betracht zu ziehen.
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Hinsichtlich ähnlicher therapeutisch aktiver
Alkohole fungiert Hyaluronsäure
daher als besonders effizientes Vehikel, das mit der biologischen
Umgebung in perfekter Weise kompatibel ist. In der obenstehenden Liste
von Alkoholen, die zur erfindungsgemäßen Veresterung zu verwenden
sind, scheinen mehrere dieser pharmakologisch aktiven Alkohole auf,
und daher sind die möglichen
Anwendungen der entsprechenden Ester offensichtlich, da die Anzeigen
dieselben sind wie jene für
die freien Alkohole. Wie bereits gesagt, ist es bei partiellen Estern
mit therapeutisch aktiven Alkoholen wiederum möglich, die gesamten verbleibenden
Carboxylgruppen des Hyaluronsäurebestandteils
oder einen Teil davon mit einem pharmakologisch inerten Alkhol, wie
z. B. den einfachen Alkoholen der cycloaliphatischen Reihe, zu verestern.
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Ein besonders interessanter Aspekt
der vorliegenden Erfindung ist die Möglichkeit, stabilere Arzneimittel
als die zur Zeit erhältlichen
herzustellen. Es ist daher einerseits möglich, Hyaluronsäureester
mit therapeutisch inaktiven Alkoholen herzustellen, die in typischen
Indikationen der Hyaluronsäure
selbst, wie für
intrartikuläre
Injektionen, verwendet werden, wobei der Ester als Gleitmittel wirkt.
Aufgrund der im Vergleich zur freien Säure verbesserten Beständigkeit
der Ester gegenüber
der Hyaluronidase ist die Erzielung einer recht beträchtlich
verlängerten
Wirkung möglich.
Andererseits ist es möglich,
für die
obenstehend erwähnten
HY-Ester mit therapeutisch aktiven Alkoholen, die möglicherweise
auch mit therapeutisch aktiven Basen als Salze ausgebildet sind,
Arzneimittel mit „verzögerter"
Wirkung zu erhalten. Die Freisetzung der aktiven Alkohole durch
Esterase und jene der als Salze ausgebildeten Gruppen durch die
Hydrolysewirkung ist sehr langsam.
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Hinsichtlich der Verwendung in der
Kosmetik ist es vorzuziehen, vollständige oder partielle Ester
von Hyaluronsäure
mit pharmakologisch inerten Alkoholen zu verwenden, wie z. B. mit
einfachen Alkoholen der cycloaliphatischen Reihe, beispielsweise
Derivaten von Cyclopentan oder Cyclohexan und deren Derivaten, die
durch niedrigere Alkylgruppen, z. B. Alkyle mit zwischen 1 und 4
Kohlenstoffatomen, insbesondere Methylgruppen, substituiert sind.
Von besonderem Interesse sind auch Ester mit cycloaliphatischen
und aliphatischen Alkoholen – cycloaliphatische
Verbindungen, die von Terpen abgeleitet sind, wie die obenstehend
erwähnten, und
jene, die von therapeutisch aktiven Alkoholen abgeleitet sind, und
die ebenfalls in der Kosmetik verwendet werden können.
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Jene Alkohole, die bevorzugt zur
Herstellung von Artikeln zur hygienischen und chirurgischen Verwendung
einzusetzen sind, sind im Wesentlichen die gleichen wie jene, die
obenstehend hinsichtlich der Anwendung in der Kosmetik angeführt wurden.
Bei den erfindungsgemäßen partiellen
Estern kann der prozentuale Anteil an veresterten Gruppen in Hinblick
auf die Verwendung, für
welche das Produkt bestimmt ist, stark variieren, und dies vor allem
hinsichtlich der Verwendung in den verschiedenen, obenstehend erwähnten Anwendungsgebieten.
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Von besonderem Interesse sind jedoch
jene partiellen Ester, bei denen mindestens 5% und höchstens 90%
aller Carboxylgruppen von HY verestert sind, und insbesondere jene,
die einen Veresterungsprozentsatz aufweisen, der zwischen 50 und
80% liegt.
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Das Zahlenverhältnis zwischen den verschiedenen
Arten von Estergruppen kann offensichtlich auch bei den gemischen
partiellen Estern variieren. Im Fall zweier Arten solcher Gruppen
variiert das Verhältnis
zum Beispiel vorzugsweise zwischen 0 : 1 : 1 und 1 : 01, und das
gleiche gilt für
vollständige
Ester. Bei den für
eine therapeutische Verwendung bestimmten Estern variiert das Verhältnis vorzugsweise
zwischen 0,5 : 1 und 1 : 0,5. Solche Verhältnisse gelten vorzugsweise
auch für
vollständige
Ester und sind bei den partiellen Estern mit Bezug auf die obenstehend
erwähnten
Prozentangaben, welche die einschließliche Zahl der veresterten
Gruppen betreffen, zu bevorzugen.
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Bei den erfindungsgemäßen partiellen
Estern können
die nicht veresterten Carboxylgruppen frei gehalten oder als Salze
ausgebildet werden. Zur Bildung solcher Salze werden die Basen gemäß dem Kriterium dessen,
wofür das
Produkt bestimmt ist, ausgewählt.
Es ist möglich,
anorganische Salze zu bilden, die von Alkalimetallen, wie z. B.
Kalium und insbesondere Natrium und Ammonium, von Erdalkalimetallen,
wie z. B. Calcium, oder von Magnesium- oder Aluminiumsalzen abgeleitet
sind.
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Besonders interessant sind die Salze
mit organischen Basen, insbesondere mit stickstoffhaltigen Basen
und daher mit aliphatischen, arylaliphatischen, cycloaliphatischen
oder heterocyclischen Aminen.
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Diese Ammoniaksalze können von
therapeutisch akzeptablen, aber inaktiven Aminen oder von Aminen
mit therapeutischer Wirkung abgeleitet sein. Von den ersteren sollten
vor allem die aliphatischen Amine in Betracht gezogen werden, wie
z. B. Mono-, Di- und Trialkylamine mit Alkylgruppen mit einer Höchstanzahl
von 18 Kohlenstoffatomen oder Arylalkylamine mit derselben Anzahl
von Kohlenstoffatomen im aliphatischen Teil, bei denen Aryl eine
möglicherweise
durch 1 und 3 Methylgruppen oder Halogenatome oder Hydroxylgruppen substituierte
Benzolgruppe bedeutet. Die biologisch inaktiven Basen zur Salzbildung
können
auch cyclisch sein, wie z. B. die monocyclischen Alkylenamine mit
Ringen aus zwischen 4 und 6 Kohlenstoffatomen, wobei der Ring möglicherweise
durch Heteroatome, ausgewählt
aus der aus Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel bestehenden Gruppe,
unterbrochen ist, wie z. B. durch Piperidin oder Morpholin, und
können
zum Beispiel durch Amin- oder Hydroxylfunktionen, wie z. B. Aminoethanol,
Ethylendiamin, Ephedrin oder Cholin, substituiert sein.
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Es ist auch möglich, die quartären Ammoniumsalze
der partiellen Ester zu bilden, beispielsweise die Salze von Tetraalkylammonium
mit der obenstehend erwähnten
Anzahl an Kohlenstoffatomen, und vorzugsweise Salze eines Typs,
bei dem die vierte Alkylgruppe zwischen 1 und 4 Kohlenstoffatome
besitzt, beispielsweise eine Methylgruppe ist.
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Unter den biologisch aktiven Aminen,
deren therapeutische Wirkungen genutzt werden können, befinden sich alle stickstoffhaltigen
und basischen Arzneimittel, wie jene, die in den folgenden Gruppen
enthalten sind:
Alkaloide, Peptide, Phenothiazine, Benzodiazepine,
Thioxanthene, Hormone, Vitamine, krampflösende Mittel, Antipsychotika,
Mittel gegen Erbrechen, Anästhetika,
Schlafmittel, Appetitzügler,
Beruhigungsmittel, Muskelentspanner, Koronargefäßdilatatoren, antineoplastische
Mittel, Antibiotika, antibakterielle Mittel, Antivirenmittel, Antimalariamittel,
Karboanhydrasehemmer, nicht steroide entzündungshemmende Mittel, Vasokonstriktoren,
cholinergische Agonisten, cholinergische Antagonisten, adrenergische
Agonisten, adrenergische Antagonisten, Antinarkotika.
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All diese Arzneimittel mit basischen
stickstoffhaltigen Gruppen, die hinsichtlich der Erfindung angeführt sind
und die Verwendung der Ester betreffen, können als Beispiele genannt
werden.
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Gemäß einem besonderen Aspekt der
vorliegenden Erfindung können
die neuen Hyaluronsäureester und
deren Salze als ausgezeichnetes Vehikel für therapeutisch aktive Substanzen
verwendet werden. Zu diesem Zweck ist es möglich, die vollständigen Ester
oder die partiellen Ester der als Salze ausgebildeten, partiellen
Ester in den verbleibenden Carboxylgruppen zu verwenden, beispielsweise
mit einer der obenstehend erwähnten,
therapeutisch akzeptablen, aber nicht biologisch aktiven Substanzen,
vor allem mit Alkalimetallen, zum Beispiel Natrium. Dies sind die
obenstehend erwähnten
Medikamente, die aus einer zwei Bestandteile enthaltenden Kombination
bestehen:
Bestandteil (1) – eine
pharmakologisch aktive Substanz oder eine Kombination zweier oder
mehrerer aktiver Substanzen; und
Bestandteil (2) – ein Trägervehikel,
umfassend einen partiellen oder vollständigen Ester von Hyaluronsäure mit einem
Alkohol oder die Salze solcher partieller Ester mit einer organischen
oder anorganischen Base, gegebenenfalls zusätzlich Hyaluronsäure oder
eines Salzes davon mit einer anorganischen oder organischen Base.
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Die bei diesen Medikamenten zu verwendenden
Hyaluronsäureester
sind vor allem jene, bei denen der veresternde Alkohol, zum Beispiel
ein einfacher cycloaliphatischer Alkohol, wie obenstehend beschrieben, selbst
nicht pharmakologisch aktiv ist. Medikamente dieser Art, bei denen
der Ester auch pharmakologisch aktiv ist, wie beispielsweise im
Fall eines der obenstehend beschriebenen, von Alkoholen mit pharmakologischer Wirkung
abgeleiteten Estern, sind von diesem Aspekt der Erfindung nicht
ausgeschlossen.
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Desgleichen umfasst die Erfindung
auch Medikamente dieser Art, bei denen die Ester des Bestandteils
(2) auch mit therapeutisch aktiven Basen als Salze ausgebildet sind.
Diese Basen können
dieselben, im Hyaluronsäureester
getragenen, pharmakologisch aktiven Substanzen sein, und die Mischung
enthält
daher in diesem Fall, wie untenstehend beschrieben, Salze eines
partiellen Esters von Hyaluronsäure
mit therapeutisch aktiven Basen, möglicherweise in Gegenwart eines Überschusses
des aktiven Basenbestandteils (1). Dieser Fall kann andererseits
dort auftreten, wo die getragene Substanz nicht von basischer Natur
ist und freie Carboxylgruppen im Hyaluronsäureester mit therapeutisch
aktiven Basen noch immer als Salze ausgebildet sind.
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Die Verwendung von Hyaluronsäureestern
als Vehikel erlaubt daher die Herstellung der obenstehend beschriebenen,
neuen Medikamente einschließlich
1) einer pharmakologisch aktiven Substanz oder einer Kombination
zweier oder mehrerer solcher Substanzen und 2) eines obenstehend
beschriebenen Hyaluronsäureesters
oder eines seiner Salze, und solche Medikamente stellen ein weiteres
Ziel der Erfindung dar. Bei Verwendung von partiellen HY-Estern
wird bei solchen Medikamenten die mögliche Salzbildung der verbleibenden
Carboxylgruppen vorzugsweise mit therapeutisch neutralen anorganischen
oder organischen Basen, insbesondere mit Alkalimetallen, wie z.
B. Natrium oder Ammonium, durchgeführt. Sollte die aktive Substanz, Bestandteil
(1), oder eine entsprechende Kombination von Substanzen basische
Gruppen, wie beispielsweise Amingruppen enthaltende Antibiotika,
aufweisen und sollten partielle Ester von Hyaluronsäure mit
verbleibenden freien Carboxylgruppen verwendet werden, so werden
die entsprechenden Salze zwischen den Carboxylgruppen und diesen
basischen Substanzen gebildet. Die neuen Medikamente umfassen daher
insbesondere partielle Ester von Hyaluronsäure, die mit pharmakologisch
aktiven Substanzen teilweise und vollständig als Salze ausgebildet
sind und eine basische Beschaffenheit aufweisen. Wie obenstehend
beschrieben, sind die kombinierten Medikamente des hier beschriebenen
Typs, bei denen der Bestandteil (1) eine pharmakologisch aktive
Substanz zur örtlichen
Anwendung ist, von besonderer Bedeutung.
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Die Verwendung von Hyaluronsäureestern
als Vehikel für örtlich anzuwendende
Arzneimittel ist insbesondere in der Augenheilkunde von Nutzen,
wo eine besondere Kompatibilität
der neuen Produkte mit dem Hornhautepithel und daher eine ausgezeichnete,
ohne irgendwelche Sensibilisierungswirkungen auftretende Verträglichkeit
zu beobachten ist. Bei Verabreichung der Medikamente in Form von
konzentrierten Lösungen mit
viskoelastischen Eigenschaften oder in fester Form ist es überdies
möglich,
homogene und stabile Filme zu erhalten, die vollkommen transparent
sind und auf dem Hornhautepithel haften, wodurch eine anhaltende biologische
Verfügbarkeit
des Arzneimittels gewährleistet
wird und dieses daher ausgezeichnete Präparate mit verzögerter Wirkung
darstellt.
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Derartige ophthalmische Medikamente
sind insbesondere im tierärztlichen
Bereich wertvoll, zum Beispiel angesichts dessen, dass es zur Zeit
keine tierärztlichen
Spezialartikel für
die augenärztliche
Verwendung gibt, die Chemotherapeutika enthalten. In der Tat werden üblicherweise
Präparate
verwendet, die für
die Verwendung beim Menschen gedacht sind, und diese garantieren
nicht immer einen bestimmten Wirkungsbereich oder berücksichtigen
nicht die besonderen Bedingungen, unter denen die Behandlung stattfinden
muss. Dies ist zum Beispiel bei der Behandlung von infektiöser Keratoconjunctivitis,
epidemischer Keratoconjunctivitis oder IBK, einer Infektion, von
der gewöhnlich
Rinder, Schafe und Ziegen befallen werden, der Fall. Für diese drei
Arten gibt es vermutlich bestimmte etiologische Faktoren, und insbesondere
beim Rind scheint der Haupt-Mikroorganismus, der involviert ist,
Moraxella bovis zu sein (obwohl andere Erreger viralen Ursprungs nicht
ausgeschlossen werden sollten, wie zum Beispiel das Rinotracheitis-Virus,
beim Schaf Mikoplasma, Rickettsiae und Clamidiae und bei der Ziege
Rickettsiae). Die Krankheit äußert sich
in akuter Form und neigt dazu, sich schnell auszubreiten: in den
Anfangsstadien ist die Symptomatologie gekennzeichnet durch Blepharospasmus
und übermäßige Tränensekretion,
gefolgt von Eiterexsudat, Bindehautentzündung und Hornhautentzündung, oftmals
von Fieber, Appetitverlust und Rückgang
der Milchproduktion begleitet. Besonders ernst sind Hornhautverletzungen,
die in den Endstadien sogar die Perforation der Hornhaut selbst
verursachen können.
Das klinische Fortschreiten der Krankheit variiert von einigen Tagen
bis mehreren Wochen.
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Bei der Behandlung kommt eine riesige
Auswahl an Chemotherapeutika zur Anwendung, die sowohl örtlich (oftmals
in Verbindung mit steroiden entzündungshemmenden
Mitteln), als auch systemisch verabreicht werden und Tetracyline,
wie z. B. Oxytetracyclin, Penicilline, wie z. B. Cloxacillin und
Benzylpenicillin, Sulfonamide, Polymyxin B (in Verbindung mit Miconazol
und Prednisolon), Chloramphenicol, Tylosin und Chlormycetin umfassen.
Die örtliche
Behandlung der Erkrankung stellt trotz ihrer scheinbaren Einfachheit
noch immer ein ungelöstes
Problem dar, da es mit den bisher verwendeten, augenärztlichen
Präparaten
aus dem einen oder anderen Grund nicht möglich war, therapeutisch wirksame
Konzentrationen von Antibiotika oder Sulfamiden in der Tränensekretion
zu erhalten. In Anbetracht der hauptsächtlich geneigten Kopfposition
bei diesen Tieren ist dies im Fall von Lösungen ganz verständlich,
dasselbe gilt aber auch für
halbfeste Medikamente, da die gewöhnlich verwendeten Arzneimittelvehikel
nicht die notwendigen Eigenschaften einer Haftung an der Hornhautoberfläche besitzen,
da sie üblicherweise
keine genügend
hohe Konzentration an aktiver Substanz aufweisen und keine perfekte
Verteilung derselben erreichen können
(d. h., ein Verteilungsgradient ist vorhanden). Diese Mängel des
herkömmlichen
Colliriums bei der augenärztlichen
Anwendung wurden beispielsweise von Slatter et al., Austr. Vet.
J., 1982, 59 (3), S. 69–72,
beschrieben.
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Mit den Estern der vorliegenden Erfindung
können
diese Schwierigkeiten überwunden
werden. Die Gegenwart des Hyaluronsäureesters als Vehikel für ophthalmische
Arzneimittel ermöglicht
in der Tat die Formulierung ausgezeichneter Präparate, die keine Konzentrationsgradienten
der aktiven Substanz aufweisen und daher vollkommen homogen sind,
eine perfekte Transparenz und ausgezeichnete Haftung am Hornhautepithel
ohne Sensibilisierungswirkungen sowie eine ausgezeichnete Vehikeleigenschaft
der aktiven Substanz und möglicherweise
eine verzögerte
Wirkung besitzen.
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Die obenstehend erwähnten Eigenschaften
der neuen Medikamente können
natürlich
auch in anderen Bereichen als der Augenheilkunde ausgenutzt werden.
Sie können
in der Dermatologie und bei Erkrankungen der Schleimhäute, beispielsweise
im Mund, genutzt werden. Überdies
können
sie angewandt werden, um durch den beispielsweise bei Zäpfchen auftretenden
Effekt der transkutanen Absorption eine systemische Wirkung zu erhalten.
All diese Anwendungen sind sowohl in der Human- als auch in der
Veterinärmedizin
möglich. In
der Humanmedizin sind die neuen Medikamente besonders geeignet für die Anwendung
in der Pädiatrie. Die
vorliegende Erfindung umfasst daher insbesondere all diese therapeutischen
Anwendungen.
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Um der Kürze Willen soll von nun an,
wenn die aktive Substanz des erfindungsgemäßen Bestandteils (1) erwähnt wird,
davon ausgegangen werden, dass auch die Kombination einer oder mehrerer
aktiver Substanzen inbegriffen ist.
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Der obenstehend beschriebene Bestandteil
(1) kann in erster Linie in Hinblick auf seine Verwendung in den
verschiedenen therapeutischen Bereichen definiert werden, angefangen
von der Unterscheidung zwischen Human- und Veterinärmedizin,
gefolgt von der Spezifizierung der verschiedenen Anwendungsgebiete bezüglich der
zu behandelnden Organe oder Gewebe, wie, die örtliche Anwendung betreffend,
der Augenheilkunde, Dermatologie, Otorhinolaryngologie, Frauenheilkunde,
Angiologie, Neurologie oder aller Arten von Erkrankungen innerer
Organe, die durch örtliche
Anwendungen, zum Beispiel durch rektale Anwendungen, behandelt werden
können.
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Die Vehikelwirkung der Hyaluronsäureesfer
kommt auch bei kombinierten Medikamenten des obenstehend erwähnten Typs
zum Tragen, bei denen die aktive Substanz nicht nur örtlich oder
durch nasale oder rektale Absorption, beispielsweise durch Nasensprays
oder Präparate
zur Inhalation in die Mundhöhle
oder den Rachen, sondern auch auf oralem oder parenteralem Weg,
beispielsweise auf intramuskulärem,
subkutanem oder intravenösem
Weg, wirkt, da sie die Absorption des Arzneimittels am Ort der Anwendung
begünstigt. Die
neuen Medikamente können
daher, abgesehen von den bereits erwähnten Bereichen, praktisch
auf allen Gebieten der Medizin angewandt werden, wie z. B. der inneren
Medizin, zum Beispiel bei Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems,
bei Infektionen des Atmungssystems, des Verdauungssystems, des Nierensystems, bei
Erkrankungen einer endokrinologischen Natur, in der Onkologie, in
der Psychiatrie etc., und können
daher auch vom Standpunkt ihrer speziellen Wirkung aus betrachtet
klassifiziert werden, und zwar möglicherweise als
Anästhetika,
Analgetika, entzündungshemmende
Mittel, Wundheilmittel, antimikrobielle Mittel, adrenergische Agonisten
und Antagonisten, Zytostatika, Antirheumatika, Antihypertonika,
diuretische Mittel, Sexualhormone, immunitätsstimulierende Mittel und
Immunsuppressiva, wobei zum Beispiel eines der Arzneimittel jene Wirkungsfähigkeit
besitzt, die bereits für
therapeutisch aktive Alkohole, die als erfindungsgemäßer Veresterungsbestandteil
zu verwenden sind, oder für
die zur Salzbildung der freien Carboxylgruppen eingesetzten, therapeutisch
aktiven Basen beschrieben wurde.
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Der Bestandteil (1) der obenstehend
erwähnten
Medikamente kann erfindungsgemäß auch eine
Kombination zweier oder mehrerer aktiver Substanzen sein, wie sie
in vielen bekannten Medikamenten enthalten ist.
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Im Bereich der Augenheilkunde können die
Indikationen zum Beispiel die Folgenden sein: die miotischen, entzündungshemmenden,
wundheilenden und antimikrobiellen Wirkungen.
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Beispiele für erfindungsgemäß in ophthalmischen
Medikamenten zu verwendende, pharmakologisch aktive Substanzen sind
die Folgenden: basische und nicht basische Antibiotika, wie z. B.
Aminoglycoside, Makrolide, Tetracycline und Peptide, wie z. B. Gentamycin,
Neomycin, Streptomycin, Dihydrostreptomycin, Kanamycin, Amikacin,
Tobramycin, Spectinomycin, Erythromycin, Oleandomycin, Carbomycin,
Spiramycin, Oxytetracyclin, Rolitetracyclin, Bacitracin, Polymyxin
B-Gramicidin, Colistin, Chloramphenicol, Lincomycin, Vancomycin,
Novobiocin, Ristocetin, Clindamycin, Amphotericin B, Griseofulvin,
Nystatin und möglicherweise
deren Salze, wie z. B. Sulfat oder Nitrat, oder Kombinationen derselben
untereinander oder mit anderen Wirkstoffen, wie den untenstehend
erwähnten.
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Andere ophthalmische Arzneimittel,
die erfindungsgemäß vorteilhaft
verwendet werden können,
sind die Folgenden: andere Antiinfektionsmittel, wie z. B. Diethylcarbamazin,
Mebendazol, Sulfaminsäuren,
wie z. B. Sulfacetamid, Sulfadiazin, Sulfisoxazol, Antivirenmittel
und Tumorwachstumshemmer, wie z. B. Ioddesoxyuridin, Adeninarabinosid,
Trifluorthymidin, Acyclovir, Ethyldesoxyuridin, Bromvinyldesoxyuridin,
5-Iod-5'-amino-2',5'-didesoxyuridin;
entzündungshemmende
Steroid-Mittel, wie z. B. Dexamethason, Hydrocortison, Prednisolon,
Fluormetholon, Medryson und möglicherweise
deren Ester, zum Beispiel Phosphorsäure; entzündungshemmende Nicht-Steroid-Mittel,
wie z. B. Indomethacin, Oxyphenbutazon, Flurbiprofen; Wundheilmittel, wie
z. B. der epidermale Wachstumsfaktor, EGF; lokale Anästhetika,
wie z. B. Benoxinat, Proparacain und möglicherweise deren Salze; cholinergische
Agonisten, wie z. B. Pilocarpin, Methcholin, Carbomylcholin, Aceclidin,
Physostigmin, Neostigmin, Demecarium und möglicherweise deren Salze; cholinergische
Antagonisten, wie z. B. Atropin, und deren Salze; adrenergische Agonisten,
wie z. B. Noradrenalin, Adrenalin, Naphazolin, Methoxamin, und möglicherweise
deren Salze; adrenergische Antagonisten, wie z. B. Propanolol, Timolol,
Pindolol, Bupranolol, Atenolol, Metoprolol, Oxprenolol, Practolol,
Butoxamin, Sotalol, Butathrin, Labetolol, und möglicherweise deren Salze.
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Beispiele für die allein oder in Kombination
untereinander oder mit anderen dermatologisch wirksamen Grundbestandteilen
zu verwendenden, aktiven Substanzen sind die Folgenden: Heilmittel,
wie z. B. Antiinfektionsmittel, Antibiotika, antimikrobielle Mittel,
entzündungshemmende
Mittel, Zytostatika, Zytotoxika, Antivirenmittel, Anästhetika
und Prophylaktika, wie z. B. Sonnenschutzmittel, Deodorants, Antiseptika
und Desinfektionsmittel. Von den Antibiotika sind besonders wichtig:
Erythromycin, Bacitracin, Gentamycin, Neomycin, Aureomycin, Gramicidin
und deren Kombinationen, von den antibakteriellen Mitteln und Desinfektionsmitteln:
Nitroflurzon, Mafenid, Chlorhexidin und Derivate von 81-Hydroxychinolin und
möglicherweise
deren Salze; von den entzündungshemmenden
Mitteln vor allem die Corticosteroide, wie z. B. Prednisolon, Dexamethason,
Flumethason, Clobetasol, Triamcinolonacetonid, Betamethason und
deren Ester, wie z. B. Valerate, Benzoate, Dipropionate; von der
zytotoxischen Gruppe: Fluoruracil, Methotrexat, Pdophyllin; von
den Anästhetika:
Dibucain, Lidocain, Benzocain.
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Diese Auflistung liefert natürlich nur
einige Beispiele, und es können
alle anderen in der Literatur beschriebenen Mittel verwendet werden.
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Als Kombinationen von Arzneimitteln,
die in der Dermatologie verwendet werden können, sollten die verschiedenen
Antibiotika erwähnt
werden, wie z. B. Erythromycin, Gentamycin, Neomycin, Gramicidin,
Polymyxin B untereinander, oder Kombinationen dieser Antibiotika
mit entzündungshemmenden
Mitteln, beispielsweise mit Corticosteroiden, zum Beispiel Hydrocortison
+ Neomycin, Hydrocortison + Neomycin + Polymyxin B + Gramicidin,
Dexamethason + Neomycin, Fluometholon + Neomycin, Prednisolon +
Neomycin, Triamcinolon + Neomycin + Gramicidin + Nystatin, oder
alle anderen, in den herkömmlichen
dermatologischen Präparaten
verwendeten Kombinationen.
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Die Kombinationen verschiedener aktiver
Substanzen sind natürlich
nicht auf diesen Bereich beschränkt,
sondern in jedem der obenstehend erwähnten Gebiete der Medizin können Kombinationen
verwendet werden, die jenen ähnlich
sind, die für
die bekannten pharmazeutischen Zubereitungen des Stands der Technik
bereits verwendet werden.
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Wird, wie im obenstehenden Fall,
ein Bestandteil (1) mit basischer Beschaffenheit verwendet, können die
Salze, die mit einem partiellen Hyaluronsäureester gebildet werden (da
letzterer im Überschuss
eingesetzt wird), verschiedenen Typen angehören, das heißt, es können alle
verbleibenden Carboxylgruppen oder nur ein aliquoter Teil als Salze
gebildet werden, wodurch Ester-saure Salze oder Ester-neutrale Salze
hergestellt werden. Die Anzahl der frei zu haltenden, sauren Gruppen
kann für
die Herstellung von Medikamenten mit einem besonderen pH-Wert von
Bedeutung sein. Umgekehrt ist es möglich, den basischen Bestandteil
(1) im Übermaß zu verwenden,
in welchem Fall alle im Hyaluronsäureester zur Verfügung stehenden
Carboxylgruppen mit der Base als Salze ausgebildet werden.
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Gemäß einem besonderen Aspekt der
Erfindung ist es möglich,
bei der Herstellung von Medikamenten dieses Typs von zuvor isolierten
und möglicherweise
gereinigten Salzen auszugehen, die in ihrem festen wasserfreien
Zustand als amorphe Pulver vorliegen, welche bei Kontakt mit dem
zu behandelnden Gewebe eine durch Viskosität und elastische Eigenschaften
gekennzeichnete, wässrige
Lösung
bilden. Diese Eigenschaften bleiben sogar bei stärkeren Verdünnungen erhalten, und es ist
daher möglich,
anstelle der obenstehend erwähnten
wasserfreien Salze, mehr oder weniger konzentrierte wässrige Lösungen oder
Salzlösungen, möglicherweise
unter Zugabe anderer Arzneimittelvehikel oder Zusätze, wie
z. B. anderer Mineralsalze zur Regulierung des pH-Werts und des
osmotischen Drucks, zu verwenden. Es ist natürlich möglich, die Salze auch für die Herstellung
von Gels, Einlagen, Cremes oder Salben zu verwenden, die auch andere
Arzneimittelvehikel oder Inhaltstoffe enthalten, welche bei traditionellen
Formulierungen dieser pharmazeutischen Zubereitungen verwendet werden.
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Gemäß einem Hauptaspekt der Erfindung
werden die Medikamente, welche den Hyaluronsäureester oder dessen Salze
mit therapeutisch aktiven oder inaktiven Substanzen als Vehikel
enthalten, jedoch allein verwendet (außer möglicherweise mit einem wässrigen
Lösungsmittel).
Die Erfindung umfasst auch die Gemische, die aus allen Arten der
hier beschriebenen Medikamente erhältlich sind, Gemische derselben
Medikamente und möglicherweise
auch Gemische der neuen Hyaluronsäureester mit freier Hyaluronsäure oder
Gemische ihrer Salze, zum Beispiel von Natriumsalzen.
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Der erfindungsgemäße Bestandteil (1) kann auch
in Form von Kombinationen oder Gemischen von zwei oder mehreren
dieser Arzneimittel und möglicherweise
auch mit anderen Grundbestandteilen vorliegen. In der Augenheilkunde
zum Beispiel kann ein Arzneimittel mit einer antibiotischen oder
antiphlogistischen Substanz und einem Vasokonstriktor oder mit mehreren
Antibiotika, einer oder mehreren antiphlogistischen Substanzen oder
mit einem oder mehreren Antibiotika, einem Mydiatrikum oder einem
Miotikum oder einem Wundheilmittel oder einem Antiallergikum etc.
kombiniert werden. Folgende Kombinationen ophthalmischer Arzneimittel
können
zum Beispiel eingesetzt werden: Kanamycin + Phenylephrin + Dexamethasonphosphat;
Kanamycin + Betamethasonphosphat + Phenylephrin; oder ähnliche
Kombinationen mit anderen in der Augenheilkunde verwendeten Antibiotika,
wie z. B. Rolitetracyclin, Neomycin, Gentamycin, Tetracyclin.
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Werden anstelle von nur einer aktiven
Substanz, des Bestandteils (1), Kombinationen aktiver Substanzen,
wie z. B. die obenstehend erwähnten,
verwendet, können
die Salze der basischen aktiven Substanzen und des partiellen Esters
von Hyaluronsäure
Mischsalze aus einer oder mehreren dieser basischen Substanzen oder
möglicherweise
Mischsalze dieses Typs mit einer bestimmten Anzahl anderer Säuregruppen
der mit den obenstehend erwähnten
Metallen oder Basen als Salze ausgebildeten Polysaccharide sein.
Es ist zum Beispiel möglich,
Salze eines partiellen Esters von Hyaluronsäure oder einer der Molekülfraktionen
Hyalastin oder Hyalectin mit einem pharmakologisch inaktiven Alkohol
und mit einem bestimmten Prozentsatz an Säuregruppen, die mit dem antibiotischen
Kanamycin als Salze ausgebildet sind, und einem anderen Prozentsatz an
Carboxylgruppen, die mit dem Vasokonstriktor Phenylephrin als Salze
ausgebildet sind, herzustellen, und ein verbleibender Prozentsatz
an Säuregruppen
kann beispielsweise frei sein oder mit Natrium oder einem der anderen
obenstehend erwähnten
Metalle als Salz ausgebildet sein. Es ist auch möglich, diese Art von Mischsalz
mit freier Hyaluronsäure
oder deren Fraktionen oder deren Metallsalzen zu mischen, wie obenstehend
bezüglich
der Medikamente, die Salze einer einzigen aktiven Substanz mit den
obenstehend erwähnten
Polysaccharidestern enthalten, erwähnt wurde.
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In Analogie zu den hinsichtlich der
Augenheilkunde und Dermatologie besprochenen Beispielen ist es möglich zu
verstehen, welche erfindungsgemäßen Medikamente
in den obenstehend erwähnten
Bereichen der Medizin, wie zum Beispiel der Otorhinolaryngologie,
der Zahnheilkunde oder der inneren Medizin, zum Beispiel der Endokrinologie,
verwendbar sind. Solche Präparate
können
daher zum Beispiel entzündungshemmende
Mittel, Vasokonstriktoren oder Vasokompressoren, wie sie bereits
in Hinblick auf die Augenheilkunde erwähnt wurden, Vitamine, Antibiotika,
wie sie obenstehend erwähnt
wurden, Hormone, Chemotherapeutika, antibakterielle Mittel etc.,
wie sie ebenfalls obenstehend hinsichtlich der Verwendung in der
Dermatologie erwähnt
wurden, sein.
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Die aus einem Hyaluronsäureester
und einer pharmakologisch aktiven Substanz kombinierten Medikamente
können
andere pharmazeutische Vehikel enthalten, wie z. B. jene, die untenstehend
hinsichtlich der nur Hyaluronsäureester
enthaltenden pharmazeutischen Zubereitungen erwähnt sind, und können in
Form von Salben, Cremes, Pastillen, Gelatinekapseln, Kapseln, wässrigen
oder öligen
Lösungen,
Sprays, Zäpfchen
etc. vorliegen. Gemäß einem
besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird jedoch die Verwendung
von Medikamenten bevorzugt, die eine Kombination aus Bestandteil
(1) und (2) enthalten, wobei der Bestandteil (2) das einzige Vehikel
darstellt (abgesehen von einem möglichen
Lösungsmittel,
wie z. B. einem wässrigen
Lösungsmittel).
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Von den Medikamenten der Erfindung
sind gemäß jedem
einzelnen Fall jene von besonderer Bedeutung, die einen für die Umgebung,
in der sie angewandt werden sollen, geeigneten Aciditätsgrad,
d. h., einen physiologisch tolerierbaren pH-Wert, aufweisen. Die
Einstellung des pH-Werts, beispielsweise bei den obenstehend erwähnten Salzen
des partiellen Esters von Hyaluronsäure mit einer basischen aktiven
Substanz, kann durch die passende Regulierung der Mengen an Polysaccharid,
dessen Salzen und der basischen Substanz selbst erfolgen. Ist die
Acidität
eines Salzes des partiellen Esters von Hyaluronsäure mit einer basischen Substanz
zu hoch, so kann der Überschuss
an freien Säuregruppen
somit beispielsweise mit den obenstehend erwähnten anorganischen Basen,
zum Beispiel mit dem Natrium- oder Kalium- oder Ammoniumhydrat,
neutralisiert werden.
-
Verfahren zur Herstellung
von HY-Estern der Erfindung
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Verfahren A:
-
Die erfindungsgemäßen Hyaluronsäureester
können
durch Verfahren hergestellt werden, die per se für die Veresterung von Carbonsäuren bekannt
sind, zum Beispiel durch die Behandlung einer freien Hyaluronsäure mit
den gewünschten
Alkoholen in Gegenwart von katalysierenden Substanzen, wie z. B.
starken anorganischen Säuren
oder Ionenaustauschern des Säuretyps,
oder mit einem Veretherungsmittel, welches in der Lage ist, den
gewünschten
alkoholischen Rest in Gegenwart von anorganischen oder organischen
Basen einzuführen.
Als Veretherungsmittel können
die in der Literatur bekannten verwendet werden, speziell die Ester
verschiedener anorganischer Säuren
oder organischer Sulfonsäuren,
wie z. B. Wasserstoffsäuren,
d. h. Halogenkohlenwasserstoffe, wie z. B. Methyl- oder Ethyliodid,
oder neutrale Sulfate oder Kohlenwasserstoffsäuren, Alfite, Carbonate, Silikate,
Phosphite oder Kohlenwasserstoffsulfonate, wie z. B. Methylbenzol
oder p-Toluolsulfonat oder Methyl- oder Ethylchlorsulfonat. Die
Reaktion kann in einem geeigneten Lösungsmittel stattfinden, beispielsweise
in einem Alkohol, der bevorzugt der in die Carboxylgruppe einzuführenden
Gruppe entspricht. Die Reaktion kann jedoch auch in nichtpolaren
Lösungsmitteln,
wie z. B. Ketonen, Ethern, wie z. B. Dioxan, oder in aprotischen
Lösungsmitteln,
wie z. B. Dimethylsulfoxid, stattfinden. Als Base kann beispielsweise
ein Hydrat eines Alkali- oder Erdalkalimetalls oder Magnesium- oder
Silberoxid oder ein basisches Salz eines dieser Metalle, wie z.
B. ein Carbonat, und von den organischen Basen eine tertiäre azotierte
Base, wie z. B. Pyridin oder Collidin, verwendet werden. Anstelle
der Base kann auch ein Ionenaustauscher des basischen Typs verwendet
werden.
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Ein anderes Versterungsverfahren
setzt die Metallsalze oder Salze mit organischen azotierten Basen, beispielsweise
Ammoniumsalze oder ammoniumsubstituierte Salze, ein. Vorzugsweise
werden die Salze der Alkali- oder Erdalkalimetalle verwendet, es
können
aber auch alle anderen Metallsalze verwendet werden. Die Veresterungsmittel
sind auch in diesem Fall jene, die obenstehend erwähnt wurden,
und dasselbe gilt für
die Lösungsmittel.
Vorzugsweise werden aprotische Lösungsmittel,
beispielsweise Dimethylsulfoxid und Dimethylformamid, eingesetzt.
-
Bei den gemäß dieser Verfahrensweise oder
gemäß der anderen
untenstehend beschriebenen Verfahrensweise erhaltenen Estern können, falls
gewünscht,
freie Carboxylgruppen der partiellen Ester in einer per se bekannten
Art und Weise als Salze ausgebildet werden.
-
Verfahren B:
-
Die Hyaluronsäureester der vorliegenden Erfindung
können
jedoch vorteilhaft gemäß einem
zweiten Verfahren hergestellt werden, welches im Allgemeinen zur
Herstellung von Carbonsäureestern
von sauren Polysacchariden mit Carboxylgruppen eingesetzt werden
kann. Dieses Verfahren besteht in der Behandlung eines quartären Ammoniumsalzes
eines sauren, Carboxylgruppen enthaltenden Polysaccharids mit einem
Veretherungsmittel, vorzugsweise in einem aprotischen organischen
Lösungsmittel.
Als saure Ausgangspolysaccharide können, abgesehen von der Hyaluronsäure, beispielsweise
andere saure Polysaccharide eines tierischen oder pflanzlichen Ursprungs
und synthetisch modifizierte Derivate davon verwendet werden, wie
z. B. Säure-Hemicellulose,
die nach dem Ausfällen
von Xylanen, deren Disaccharidkomponenten aus D-Glucuronsäure und
D-Xylopyranose bestehen, aus den alkalischen Extrakten gewisser
Pflanzen zu gewinnen sind (siehe „The Carbohydrates" von W.
Pigman, Seiten 668–669 – R. L.
Whistler, W. M. Corbett), die Pektine und sauren Polysaccharide,
die aus demselben zu gewinnen sind, das heißt, Galacturonan, saure Polysaccharide,
die aus Pflanzengummi (Exsudaten), wie z. B. arabischem Gummi, Tragantgummi,
zu gewinnen sind, und schließlich
saure Polysaccharide, die aus Seetang, wie z. B. Agar und irischen
Moosen, gewonnen werden. Als Ausgangsmaterial können natürlich auch die durch den Abbau
all der obenstehend erwähnten
Polysaccharide erhaltenen Molekülfraktionen
verwendet werden.
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Als organische Lösungsmittel werden bevorzugt
aprotische Lösungsmittel,
wie z. B. Dialkylsulfoxide, Dialkylcarboxamide, wie insbesondere
niedrigere Alkyldialkylsulfoxide, speziell Dimethylsulfoxid, und
niedrigere Alkyldialkylamide von niederaliphatischen Säuren, wie
z. B. Dimethyl- oder Diethylformamid oder Dimethyl- oder Diethylacetamid,
eingesetzt.
-
Es sind aber auch andere Lösungsmittel,
die nicht immer aprotisch sind, in Betracht zu ziehen, wie z. B.
Alkohole, Ether, Ketone, Ester, speziell aliphatische oder heterocyclische
Alkohole und Ketone mit einem niedrigen Siedepunkt, wie z. B. Hexafluorisopropanol,
Trifluorethanol und N-Methylpyrrolidon.
-
Die Reaktion erfolgt vorzugsweise
in einem Temperaturbereich, der zwischen etwa 0°C und 100°C, insbesondere zwischen etwa
25°C und
75°C, z.
B. bei etwa 30°C,
liegt.
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Die Veresterung wird vorzugsweise
durch allmähliche
Zugabe des Veresterungsmittels zum obenstehend erwähnten Ammoniumsalz
in einem der obenstehend erwähnten
Lösungsmitteln,
zum Beispiel Dimethylsulfoxid, durchgeführt.
-
Als Alkylierungsmittel können jene
verwendet werden, die obenstehend erwähnt wurden, insbesondere die
Halogenkohlenwasserstoffe, beispielsweise Alkylhalogene. Als den
Ausgangsstoff bildende, quartäre Ammoniumsalze
werden bevorzugt die niedrigeren Ammoniumtetraalkylate, deren Alkylgruppen
vorzugsweise zwischen 1 und 6 Kohlenstoffatome aufweisen, eingesetzt.
Meistens wird das Hyaluronat von Tetrabutylammonium eingesetzt.
Es ist möglich,
diese quartären
Ammoniumsalze herzustellen, indem ein Metallsalz von Hyaluronsäure, und
zwar vorzugsweise eines der obenstehend erwähnten, insbesondere Natrium-
oder Kaliumsalz, in wässriger
Lösung
mit einem mit einer quartären
Ammoniumbase als Salz ausgebildeten Sulfonharz umgesetzt wird.
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Das Tetraalkylammoniumsalz des sauren
Polysaccharids kann durch Gefriertrocknung des Eluats erhalten werden.
Die Tetraalkylammoniumsalze von sauren Polysacchariden, die als
Ausgangsverbindungen für die
neue Verfahrensweise eingesetzt werden und von Niederalkylen, insbesondere
Alkylen mit zwischen 1 und 6 Kohlenstoffatomen, abgeleitet sind,
sind neu und bilden einen weiteren Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Überraschenderweise
zeigte sich, dass derartige Salze in den obenstehend erwähnten organischen
Lösungsmitteln
löslich
sind, weshalb die Veresterung eines sauren Polysaccharids gemäß der obenstehend
erwähnten
Verfahrensweise B besonders einfach ist und reichliche Ausbeuten
erbringt. Eine exakte Dosierung der Anzahl an zu veresternden Carboxylgruppen
eines sauren Polysaccharids ist daher nur unter Anwendung dieser
Art von Verfahrensweise möglich.
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Das neue Verfahren B ist speziell
zur Herstellung von Hyaluronsäureestern
gemäß der vorliegenden Erfindung
gut geeignet. Insbesondere die quartären Ammoniumsalze von Hyaluronsäure, speziell
jene, die von Niederalkylen, insbesondere von Alkylen mit zwischen
1 und 6 Kohlenstoffatomen, abgeleitet sind, sind daher neu als Ausgangsverbindungen
für das
neue Verfahren und bilden einen besonderen Gegenstand der vorliegenden
Erfindung.
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Eine Variation der zuvor beschriebenen
Verfahrensweise besteht in der Umsetzung von Kaliumsalz oder saurem
Polysaccharidnatrium, das in einer geeigneten Lösung, wie z. B. Dimethylsulfoxid,
suspendiert ist, mit einem geeigneten Alkylierungsmittel in Gegenwart
katalytischer Mengen eines quartären
Ammoniumsalzes, wie z. B. Tetrabutylammoniumiodid.
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Zur Herstellung der neuen Ester gemäß der vorliegenden
Erfindung können
Hyaluronsäuren
jeglichen Ursprungs verwendet werden, wie beispielsweise die aus
den obenstehend erwähnten
natürlichen
Ausgangsmaterialien, wie z. B. Hahnenkämmen, extrahierten Säuren. Die
Herstellung derartiger Säuren
ist in der Literatur beschrieben: Vorzugsweise werden gereinigte
Hyaluronsäuren
eingesetzt. Erfindungsgemäß werden
besonders Hyaluronsäuren
verwendet, die Molekülfraktionen
der vollständigen
Säuren
umfassen, welche direkt durch Extraktion der organischen Materialien
erhalten werden und deren Molekülmassen
in einem weiten Bereich variieren, beispielsweise von etwa 90%–80% (MW
= 11,7 – 10,4
Millionen) bis 0,2% (MW = 30.000) der Molekülmasse der vollständigen Säure mit
einer Molekülmasse
von 13 Millionen, vorzugsweise zwischen 5% und 0,2%. Solche Fraktionen
können
durch verschiedene, in der Literatur beschriebene Verfahrensweisen
erhalten werden, wie z. B. durch Hydrolyse, Oxidation, enzymatische
oder physikalische Verfahren, wie z. B. mechanische Verfahren oder
Bestrahlungsverfahren. Während
dieser Reinigungsverfahren werden daher oft primordiale Extrakte
gebildet (siehe beispielsweise den obenstehend in „Cosmetics & Toiletries" zitierten
Artikel von Balazs et al.). Die Abtrennung und die Reinigung der
erhaltenen Molekülfraktionen
werden mittels bekannter Techniken bewerkstelligt, beispielsweise
durch Molekülfiltration.
-
Eine Fraktion von gereinigter HY,
die für
die erfindungsgemäße Verwendung
geeignet ist, ist zum Beispiel die von Balazs in der Broschüre „Healon" – A guide
to its use in Ophthalmic Surgery, D. Miller & R. Stegmann, Hrsgb. John Wiley & Sons N. Y. 81983:
S. 5, beschriebene, die als „nicht
entzündliches
NIF-NaHA-Natriumhyaluronat bekannt ist.
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Von besonderer Bedeutung als Ausgangsmaterialien
für die
Ester der vorliegenden Erfindung sind zwei von der Hyaluronsäure erhältliche,
gereinigte Fraktionen, beispielsweise jene, die aus Hahnenkämmen extrahiert
werden und als „Hyalastin"
und „Hyalectin"
bekannt sind. Die Hyalastinfraktion hat eine mittlere Molekülmasse von
etwa 50.000 bis 100.000, während
die Hyalectinfraktion eine mittlere Molekülmasse hat, die zwischen etwa
500.000 und 730.000 liegt. Eine kombinierte Fraktion dieser beiden
Fraktionen wurde ebenfalls isoliert und ist gekennzeichnet durch
eine mittlere Molekülmasse
von etwa 250.000 bis etwa 350.000. Diese kombinierte Fraktion kann
mit einer Ausbeute von 80% der vollständigen, in dem bestimmten Ausgangsmaterial
verfügbaren
Hyaluronsäure
erhalten werden, während
die Hyalectinfraktion mit einer Ausbeute von 30% und die Hyalastinfraktion
mit einer Ausbeute von 50% der Ausgangs-HY erhalten werden kann.
Die Herstellung dieser Fraktionen ist in den Beispielen A–C beschrieben.
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Die Salzbildung von HY mit den obenstehenden
Metallen zur Herstellung von Ausgangssalzen für das bestimmte, obenstehend
beschriebene, erfindungsgemäße Veresterungsverfahren
wird in einer per se bekannten Art und Weise durchgeführt, beispielsweise
durch Umsetzung von HY mit der berechneten Menge an Base, zum Beispiel
mit Alkalihydraten oder mit basischen Salzen solcher Metalle, wie
z. B. Carbonaten und Bicarbonaten.
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Bei den partiellen Estern der vorliegenden
Erfindung können
alle verbleibenden Carboxylgruppen oder nur ein Teil davon als Salze
ausgebildet werden, indem die Mengen an Base so dosiert werden,
dass der gewünschte
stöchiometrische
Salzbildungsgrad erzielt wird. Mit dem richtigen Salzbildungsgrad
ist es möglich, Ester
mit einem breiten Bereich verschiedener Dissoziationskonstanten
zu erhalten, welche daher in Lösung oder „in situ"
zum Zeitpunkt der therapeutischen Anwendung den gewünschten
pH-Wert ergeben.
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Von den neuen Produkten der vorliegenden
Erfindung. sind die obenstehend beschriebenen Ester und deren Salze
und jene, die in den folgenden, der Veranschaulichung dienenden
Beispielen beschrieben sind, von besonderer Bedeutung.
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Die vorliegende Erfindung umfasst
auch Modifikationen der Herstellungsverfahren für die neuen Ester und deren
Salze, bei denen ein Verfahren in jeder beliebigen Stufe unterbrochen
wird oder mit einer Zwischenverbindung gestartet wird, mit der die
verbleibenden Stufen ausgeführt
werden, oder bei denen die Ausgangsprodukte in situ gebildet werden.
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Die Erfindung wird durch die folgenden
Beispiele veranschaulicht, welche nicht als Einschränkung der Erfindung
anzusehen sind.
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Herstellungsbeispiele
-
Die folgenden Beispiele A–C beschreiben
die Verfahren zur Herstellung der bevorzugten Hyaluronsäurefraktionen,
die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
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Beispiel A – Verfahren
zur Gewinnung eines Gemisches aus Hyalastin- und Hyalectinfraktionen,
die eine nicht entzündliche
Wirkung haben
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Frische oder gefrorene Hahnenkämme (3000
g) werden in einem Fleischwolf zerkleinert und danach in einem mechanischen
Homogenisator sorgfältig
homogenisiert. Die so erhaltene Paste wird in einen AISI 316-Behälter aus
rostfreiem Stahl oder in ein Glas gegeben und mit 10 Volumenteilen
wasserfreiem Aceton behandelt. Das Ganze wird 6 Stunden lang mit
einer Geschwindigkeit von 50 U/min gerührt. Es wird 12 Stunden lang
absetzen gelassen, und das Aceton wird durch Absaugen abgezogen.
Die Acetonextraktion wird solange wiederholt, bis das abgezogene
Aceton den richtigen Feuchtigkeitsgrad erreicht hat (Karl-Fischer-Verfahren).
Das Ganze wird danach zentrifugiert und bei einer geeigneten Temperatur
5–8 Stunden
lang vakuumgetrocknet. Auf diese Weise werden etwa 500–600 g trockene,
pulverisierte Hahnenkämme
erhalten.
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300 g des trockenen Pulvers werden
unter wässrigen
Bedingungen mit Papain (0,2 g) enzymatisch aufgeschlossen und mit
einem Phosphatpuffer gepuffert, und zwar in Gegenwart einer geeigneten
Menge Cysteinhydrochlorid. Das Resultat wird 24 Stunden lang mit
60 U/min gerührt,
wobei die Temperatur konstant bei 60–65°C gehalten wird. Danach wird
es bei 25°C
gekühlt,
und CeliteR (60 g) wird zugegeben, wobei
eine Stunde lang weitergerührt
wird. Das sich ergebende Gemisch wird filtriert, bis eine klare
Flüssigkeit
erhalten wird. Die klare Flüssigkeit
wird daraufhin einer Molekülultrafiltration
unterzogen, bei der Membrane mit einer Molekülausschlussgrenze von 30.000
verwendet werden, so dass jene Moleküle, die eine Molekülmasse von
mehr als 30.000 haben, auf der Membran zurückgehalten werden.
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Das Produkt wird auf das 5 bis 6-fache
des ursprünglichen
Volumens ultrafiltiert, indem dem Produkt bei der Ultrafiltration
kontinuierlich destilliertes Wasser beigegeben wird. Die Wasserzugabe
wird eingestellt, und die Ultrafiltration wird fortgesetzt, bis
das Volumen auf 1/3 des ursprünglichen
Volumens reduziert ist.
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Die restliche Flüssigkeit wird durch Zugabe
von Natriumchlorid 0,1 M gemacht, und die Temperatur wird auf 50°C gebracht.
Unter Rühren
mit 60 U/min werden 45 g Cetylpyridiniumchlorid zugegeben. Es wird 60
Minuten lang gerührt,
und danach werden 50 g CeliteR zugegeben.
Unter Rühren
wird die Temperatur des Ganzen auf 25°C gebracht, und der durch Zentrifugation
gebildete Niederschlag wird gesammelt. Der erhaltene Niederschlag
wird in einer 0,01 M-Lösung
in Natriumchlorid (5 Liter), die 0,05% Cetylpyridiniumchlorid enthält, suspendiert.
Die sich ergebende Suspension wird 60 Minuten lang bei 50°C gerührt; die
Temperatur wird dann auf 25°C
gebracht, und der Niederschlag wird zentrifugiert. Der Waschvorgang
wird dreimal wiederholt, wonach der Niederschlag in einem Sammelgefäß, welches
3 Liter einer 0,05 M-Natriumchloridlösung enthält, die 0,05% Cetylpyridiniumchlorid
enthält,
gesammelt wird. Er wird 60 Minuten lang mit 60 U/min gerührt, und die
Temperatur wird zwei Stunden lang konstant bei 25°C gehalten.
Der Überstand
wird durch Zentrifugation entfernt. Die Prozedur wird mehrmals mit
Lösungen
von 0,1 M-Natriumchlorid, die 0,05% Cetylpyridiniumchlorid enthalten,
wiederholt. Das Gemisch wird zentrifugiert, und der Überstand
wird verworfen. Der Niederschlag wird in einer Lösung von 0,30 M-Natriumchlorid,
die 0,05% Cetylpyridiniumchlorid enthält (3 Liter), dispergiert. Das
Gemisch wird gerührt,
und sowohl der Niederschlag als auch die klare Flüssigkeit
werden gesammelt. Die Extraktion wird mit dem Niederschlag weitere
drei Male wiederholt, wobei jedes Mal 0,5 Liter der gleichen wässrigen
Lösung
verwendet werden.
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Zum Schluss wird der Fällungsrückstand
entfernt, und die klaren Flüssigkeiten
werden alle in einem einzigen Behälter zusammengegeben. Die Temperatur
der Flüssigkeit
wird unter konstantem Rühren
auf 50°C gebracht.
Die Flüssigkeit
wird danach mit auf 0,23 M gebracht. 1 g Cetylpyridiniumchlorid
wird zugegeben, und das Rühren
wird 12 Stunden lang beibehalten.
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Das Gemisch wird bei 25°C gekühlt und
dann zunächst
durch eine CeliteR-Packung und danach durch einen
Filter filtriert. Es wird daraufhin nochmals einer Molekülultrafiltration
durch eine Membran mit einer Molekülausschlussgrenze von 30.000
unterzogen, wobei unter Zusatz einer Lösung von 0,33 M-Natriumchlorid auf
das Dreifache des ursprünglichen
Volumens ultrafiltriert wird. Die Zugabe der Natriumchloridlösung wird unterbrochen
und das Volumen auf ¼ des
Ausgangsvolumens reduziert. Die so konzentrierte Lösung wird
bei 25°C
unter Rühren
(60 U/min) mit 3 Volumenteilen Ethanol (95%ig) ausgefällt. Der
Niederschlag wird durch Zentrifugation gesammelt, und der Überstand
wird verworfen. Der Niederschlag wird in 1 Liter einer 0,01 M-Natriumchloridlösung gelöst, und
die Fällung
wird mit 3 Volumenteilen Ethanol, 95%, wiederholt.
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Der Niederschlag wird gesammelt und
zuerst mit 75%igem Ethanol (dreimal), dann mit absolutem Ethanol
(dreimal) und zuletzt mit absolutem Aceton (dreimal) gewaschen.
Das so erhaltene Produkt (HYALASTIN + HYALECTIN-Fraktion) hat eine
mittlere Molekülmasse,
die zwischen 250.000 und 350.000 liegt.
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Die Ausbeute an HY beträgt 0,6%
des ursprünglichen
frischen Gewebes.
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Beispiel B – Verfahren
zur Gewinnung der Hyalastinfraktion aus dem Gemisch, welches durch
das in Beispiel A beschriebene Verfahren erhalten wurde
-
Das Gemisch, welches durch das in
Beispiel A beschriebene Verfahren erhalten wurde, wird in bidestilliertem
apyrogenem Wasser in einem Verhältnis
von 10 mg Produkt je 1 ml Wasser gelöst. Nach einer Konzentrationstechnik
an der Membran ohne Wasserzusatz wird die erhaltene Lösung einer
Molekularfiltration durch Filtermembrane mit einer Molekülausschlussgrenze
von 200.000 ausgesetzt. Während
des Ultrafiltrationsverfahrens durch Membrane mit einer Molekülausschlussgrenze
von 200.000 passen Moleküle
mit einer Molekülmasse,
die 200.000 übersteigt,
nicht durch, während
die kleineren Moleküle
zusammen mit dem Wasser durch die Membran hindurchlaufen. Während des
Filtrationsvorgangs wird kein Wasser zugesetzt, so dass sich das
Volumen verringert und deshalb ein Konzentrationsanstieg bei den
Molekülen
mit einer Molekülmasse,
die 200.000 übersteigt,
besteht. Das Produkt wird ultrafiltriert, bis das Volumen über der
Membran auf 10% des Ausgangsvolumens reduziert ist. Es werden 2
Volumenteile bidestilliertes apyrogenes Wasser zugegeben, und danach
wird nochmals ultrafiltriert, bis das Volumen auf 1/3 reduziert
ist. Der Vorgang wird noch zweimal wiederholt. Die durch die Membran
hindurchlaufende Lösung
wird mit Natriumchlorid auf 0,1 M gebracht und dann mit 4 Volumenteilen
95%igem Ethanol ausgefällt.
Der Niederschlag wird dreimal mit 75%igem Ethanol gewaschen und
danach vakuumgetrocknet.
-
Das so erhaltene Produkt (HYALASTIN-Fraktion)
hat eine mittlere Molekülmasse,
die zwischen 50.000 und 100.000 liegt. Die Ausbeute an HY entspricht
0,4% des ursprünglichen
frischen Gewebes.
-
Beispiel C – Verfahren
zur Gewinnung der Hyalectinfraktion
-
Die in dem Behälter über der Ultrafiltrationsmembran
mit einem Molekülausschluss
von 200.000 wie in Beispiel B gesammelte, konzentrierte Lösung wird
mit Wasser verdünnt,
bis eine Lösung,
die 5 mg/ml Hyaluronsäure
enthält,
erhalten wird, was durch eine quantitative Analyse, bezogen auf
die Dosierung der Glucuronsäure,
bestimmt wird.
-
Die Lösung wird in Natriumchlorid
auf 0,1 M gebracht und dann mit 4 Volumenteilen 95%igem Ethanol ausgefällt. Der
Niederschlag wird dreimal mit 75%igem Ethanol gewaschen und danach
vakuumgetrocknet.
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Das so erhaltene Produkt (HYALECTIN-Fraktion)
hat eine mittlere Molekülmasse,
die zwischen 500.000 und 730.000 liegt. Dies entspricht einer spezifischen
Hyaluronsäurefraktion
mit einer definierten Molekülkettenlänge von
etwa 2.500 bis 3.500 Saccharideinheiten mit hohem Reinheitsgrad.
Die Ausbeute an HY entspricht 0,2% des ursprünglichen frischen Gewebes.
-
Beispiel D – Herstellung
des Tetrabutylammoniumsalzes von Hyaluronsäure (HY)
-
4,02 g HY-Natriumsalz (10 m.Äq.) werden
in 400 ml destilliertem H2O gelöst. Die
Lösung
wird danach bei 4°C
in einer Thermostatsäule,
die 15 ml Sulfonharz (Dowex 50 × 8)
in Tetrabutylammoniumform enthält, eluiert.
Das natriumfreie Eluat wird sofort gefroren und gefriergetrocknet.
Ausbeute: 6,18 g.
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Beispiel 1 – Herstellung
des (partiellen) Cortisonesters (C21) von
Hyaluronsäure
(HY) – 20%
der Carboxylgruppen sind verestert – 80% der Carboxylgruppen sind
als Salz (Na) ausgebildet
-
6,2 g HY-Tetrabutylammoniumsalz mit
einer Molekülmasse
von 105.000, was 10 m.Äq.
einer Monomereinheit entspricht, werden bei 25°C in 310 ml Dimethylsulfoxid
gelöst,
0,850 g (2 m.Äq.)
21-Brom-4-pregnen-17α-ol-3,
11, 20-trion werden zugegeben, und die resultierende Lösung wird
24 Stunden lang bei 30°C gehalten.
-
Eine 100 ml Wasser und 5 g Natriumchlorid
enthaltende Lösung
wird zugegeben, und das resultierende Gemisch wird unter konstantem
Rühren
langsam in 2.000 ml Aceton gegossen. Ein Niederschlag bildet sich,
der filtriert und dreimal mit 100 ml Aceton/Wasser 5 : 1 und dreimal
mit Aceton gewaschen und schließlich acht
Stunden lang bei 30° vakuumgetrocknet
wird.
-
Das Produkt wird dann in 300 ml Wasser,
welches 1% Natriumchlorid enthält,
aufgelöst,
und die Lösung
wird unter konstantem Rühren
langsam in 1.500 ml Aceton gegossen. Ein Niederschlag bildet sich,
der filtriert und zweimal mit 100 ml Aceton/Wasser 5 : 1 und dreimal
mit 100 ml Aceton gewaschen und schließlich 24 Stunden lang bei 30° vakuumgetrocknet
wird. 4,5 g der im Titel erwähnten,
partiellen Cortisonesterverbindung werden erhalten. Nach einer milden
Alkalinhydrolyse mit einer hydroalkoholischen Lösung von Na2CO3 und einer Extraktion mit Chloroform wird
eine quantitative Bestimmung des Cortisons gemäß British Pharmacopea, 1980,
S. 127, durchgeführt.
-
Beispiel 2 – Herstellung
des (partiellen) Hydrocortisonesters (C21)
von Hyaluronsäure
(HY) – 20%
der Carboxylgruppen sind verestert – 80% der Carboxylgruppen sind
als Salz (Na) ausgebildet
-
6,2 g HY-Tetrabutylammoniumsalz mit
einer Molekülmasse
von 80.000, was 20 m.Äq.
einer Monomereinheit entspricht, werden bei 25°C in 310 ml Dimethylsulfoxid
gelöst,
0,850 g (2 m.Äq.)
21-Brom-4-pregnen-11β,
17α-diol-3,
20-dion werden zugegeben, und die resultierende Lösung wird
24 Stunden lang bei 30°C gehalten.
-
Eine 100 ml Wasser und 5 g Natriumchlorid
enthaltende Lösung
wird daraufhin zugegeben, und das resultierende Gemisch wird unter
konstantem Rühren
langsam in 2.000 ml Aceton gegossen. Ein Niederschlag bildet sich,
der filtriert und dreimal mit 100 ml Aceton/Wasser 5 : 1 und dreimal
mit Aceton gewaschen und schließlich
acht Stunden lang bei 30° vakuumgetrocknet
wird.
-
Das Produkt wird dann in 300 ml Wasser,
welches 1% Natriumchlorid enthält,
aufgelöst,
und die Lösung
wird unter konstantem Rühren
langsam in 1.500 ml Aceton gegossen. Ein Niederschlag bildet sich,
der filtriert und zweimal mit 100 ml Aceton/Wasser 5 : 1 und dreimal
mit 100 ml Aceton gewaschen und schließlich 24 Stunden lang bei 30° vakuumgetrocknet
wird. 4,4 g der im Titel erwähnten,
partiellen Hydrocortisonesterverbindung werden erhalten. Nach einer
milden Alkalinhydrolyse mit einer hydroalkoholischen Lösung von Na2CO3 und einer Extraktion
mit Chloroform wird eine quantitative Bestimmung des Hydrocortisons
gemäß British
Pharmacopea, 1980, S. 224, durchgeführt.
-
Beispiel 3 – Herstellung
des (partiellen) Fluorcortisonesters (C21)
von Hyaluronsäure
(HY) – 20%
der Carboxylgruppen sind verestert – 80% der Carboxylgruppen sind
als Salz (Na) ausgebildet
-
6,2 g HY-Tetrabutylammoniumsalz mit
einer Molekülmasse
von 80.000, was 10 m.Äq.
einer Monomereinheit entspricht, werden bei 25°C in 310 ml Dimethylsulfoxid
gelöst,
0,89 g (2 m.Äq.)
9-Fluor-21-brom-4-pregnen-11β,
17α-diol-3,
20-dion werden zugegeben, und die resultierende Lösung wird
12 Stunden lang bei 30°C
gehalten.
-
Eine 62 ml Wasser und 5 g Natriumchlorid
enthaltende Lösung
wird daraufhin zugegeben, und das resultierende Gemisch wird unter
konstantem Rühren
langsam in 2.000 ml Aceton gegossen. Ein Niederschlag bildet sich,
der filtriert und dreimal mit 100 ml Aceton/Wasser 5 : 1 und dreimal
mit Aceton gewaschen und schließlich
acht Stunden lang bei 30° vakuumgetrocknet
wird.
-
Das Produkt wird dann in 300 ml Wasser,
welches 1% Natriumchlorid enthält,
aufgelöst,
und die Lösung
wird unter konstantem Rühren
langsam in 1.500 ml Aceton gegossen. Ein Niederschlag bildet sich,
der filtriert und zweimal mit 100 ml Aceton/Wasser 5 : 1 und dreimal
mit 100 ml Aceton gewaschen und schließlich 24 Stunden lang bei 30° vakuumgetrocknet
wird. 4,6 g der im Titel erwähnten,
partiellen Fluorcortisonverbindung werden erhalten. Nach einer milden
Alkalinhydrolyse mit einer hydroalkoholischen Lösung von Na2CO3 und einer Extraktion mit Chloroform wird
eine quantitative Bestimmung des Fluorcortisons gemäß British
Pharmacopea, 1980, S. 196, durchgeführt.
-
Beispiel 4 – Herstellung
des (partiellen) Desoxycorticosteronesters (C21)
von Hyaluronsäure
(HY) – 20%
der Carboxylgruppen sind verestert – 80% der Carboxylgruppen sind
als Salz (Na) ausgebildet
-
6,21 g HY-Tetrabutylammoniumsalz
mit einer Molekülmasse
von 105.000, was 10 m.Äq.
einer Monomereinheit entspricht, werden bei 25°C in 310 ml Dimethylsulfoxid
gelöst,
0,661 g (2 m.Äq.)
21-Brom-4-pregnen-3, 20-dion werden zugegeben, und die resultierende
Lösung
wird 24 Stunden lang bei 30°C
gehalten.
-
Eine 100 ml Wasser und 5 g Natriumchlorid
enthaltende Lösung
wird daraufhin zugegeben, und das resultierende Gemisch wird unter
konstantem Rühren
langsam in 2.000 ml Aceton gegossen. Ein Niederschlag bildet sich,
der filtriert und dreimal mit 100 ml Aceton/Wasser 5 : 1 und dreimal
mit Aceton gewaschen und schließlich
acht Stunden lang bei 30° vakuumgetrocknet
wird.
-
Das Produkt wird dann in 300 ml Wasser,
welches 1% Natriumchlorid enthält,
aufgelöst,
und die Lösung
wird unter konstantem Rühren
langsam in 1.500 ml Aceton gegossen. Ein Niederschlag bildet sich,
der filtriert und zweimal mit 100 ml Aceton/Wasser 5 : 1 und dreimal
mit 100 ml Aceton gewaschen und schließlich 24 Stunden lang bei 30° vakuumgetrocknet
wird. 4,5 g der im Titel erwähnten,
partiellen Desoxycorticosteronesterverbindung werden erhalten. Nach
einer milden Alkalinhydrolyse mit einer hydroalkoholischen Lösung von
Na2CO3 und einer
Extraktion mit Chloroform wird eine quantitative Bestimmung des
Desoxycorticosterons gemäß British
Pharmacopea, 1980, S. 137, durchgeführt.
-
Beispiel 5 – Herstellung
des (gemischten) Ethanol- und Cortisonesters (C21)
von Hyaluronsäure
(HY) – 80% der
Carboxylgruppen sind mit Ethanol verestert – 20% der Carboxylgruppen sind
mit Cortison (C21) verestert
-
6,2 g HY-Tetrabutylammoniumsalz mit
einer Molekülmasse
von 70.000, was 10 m.Äq.
einer Monomereinheit entspricht, werden bei 25°C in 310 ml Dimethylsulfoxid
gelöst,
1,25 g (8 m.Äq.)
Ethyliodid werden zugegeben, und die resultierende Lösung wird
12 Stunden lang bei 30°C
gehalten.
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0,85 g (2 m.Äq.) 21-Brom-4-pregnen-17α-ol-3, 11,
20-trion werden zugegeben, und die Lösung wird 24 Stunden lang bei
30°C gehalten.
-
Eine 100 ml Wasser und 5 g Natriumchlorid
enthaltende Lösung
wird daraufhin zugegeben, und das resultierende Gemisch wird unter
konstantem Rühren
langsam in 2.000 ml Aceton gegossen. Ein Niederschlag bildet sich,
der danach filtriert und dreimal mit 100 ml Aceton/Wasser 5 : 1
und dreimal mit 100 ml Aceton gewaschen und schließlich acht
Stunden lang bei 30° vakuumgetrocknet
wird.
-
4,6 g der im Titel erwähnten, gemischten
Ethanol- und Cortisonesterverbindung werden erhalten. Nach einer
milden Alkalinhydrolyse mit einer hydroalkoholischen Lösung von
Na2CO3 und einer
Extraktion mit Chloroform wird eine quantitative Bestimmung des
Cortisons gemäß British
Pharmacopea, 1980, durchgeführt.
-
Eine quantitative Bestimmung der
Ethoxyle wird gemäß R. H.
Cundif und P. C. Markunas durchgeführt [Anal. Chem. 33, 1028–1030 (1961)].
-
Beispiel 6 – Herstellung
des Gemischten) Ethanol- und Hydrocortisonesters (C21)
von Hyaluronsäure
(HY) – 80%
der Carboxylgruppen sind mit Ethanol verestert – 20% der Carboxylgruppen sind
mit Hydrocortison (LC21) verestert
-
6,2 g HY-Tetrabutylammoniumsalz mit
einer Molekülmasse
von 125.000, was 10 m.Äq.
einer Monomereinheit entspricht, werden bei 25°C in 310 ml Dimethylsulfoxid
gelöst,
1,25 g (8 M.Äq.)
Ethyliodid werden zugegeben, und die Lösung wird 12 Stunden lang bei
30°C gehalten.
-
0,85 g (2 m.Äq.) 21-Brom-4-pregnen-11β, 17α-diol-3,
20-dion werden zugegeben, und die Lösung wird 24 Stunden lang bei
30°C gehalten.
-
Eine 100 ml Wasser und 5 g Natriumchlorid
enthaltende Lösung
wird daraufhin zugegeben, und das resultierende Gemisch wird unter
konstantem Rühren
langsam in 2.000 ml Aceton gegossen. Ein Niederschlag bildet sich,
der filtriert und dreimal mit 100 ml Aceton/Wasser 5 : 1 und dreimal
mit 100 ml Aceton gewaschen und schließlich acht Stunden lang bei
30° vakuumgetrocknet
wird.
-
4,6 g der im Titel erwähnten, gemischten
Ethanol- und Hydrocortisonesterverbindung werden erhalten. Nach
einer milden Alkalinhydrolyse mit einer hydroalkoholischen Lösung von
Na2CO3 und einer
Extraktion mit Chloroform wird eine quantitative Bestimmung des
Hydrocortisons gemäß British
Pharmacopea, 1980, durchgeführt.
-
Eine quantitative Bestimmung der
Ethoxyle wird gemäß R. H.
Cundiff und P. C. Markunas durchgeführt [Anal. Chem. 33, 1028–1030 (1961)].
-
Beispiel 7 – Herstellung
des (gemischten) Ethanol- und Fluorcortisonesters (C21)
von Hyaluronsäure
(HY) – 80%
der Carboxylgruppen sind mit Ethanol verestert – 20% der Carboxylgruppen sind
mit Fluorcortison (C21) verestert
-
6,2 g HY-Tetrabutylammoniumsalz mit
einer Molekülmasse
von 70.000, was 10 m.Äq.
einer Monomereinheit entspricht, werden bei 25°C in 310 ml Dimethylsulfoxid
gelöst,
1,25 g (8 m.Äq.)
Ethyliodid werden zugegeben, und die Lösung wird 24 Stunden lang bei
30°C gehalten.
-
0,89 g (2 m.Äq.) 9α-Fluor-21-Brom-4-pregnen-11β, 17α-diol-3,
20-dion werden zugegeben, und die Lösung wird 24 Stunden lang bei
30°C gehalten.
-
Eine 100 ml Wasser und 5 g Natriumchlorid
enthaltende Lösung
wird daraufhin zugegeben, und das resultierende Gemisch wird unter
konstantem Rühren
langsam in 2.000 ml Aceton gegossen. Ein Niederschlag bildet sich,
der filtriert und dreimal mit 100 ml Aceton/Wasser 5 : 1 und dreimal
mit 100 ml Aceton gewaschen und schließlich acht Stunden lang bei
30° vakuumgetrocknet
wird.
-
4,6 g der im Titel genannten, gemischten
Ethanol- und Fluorcortisonesterverbindung werden erhalten. Nach
einer milden Alkalinhydrolyse mit einer hydroalkoholischen Lösung von
Na2CO3 und einer
Extraktion mit Chloroform wird eine quantitative Bestimmung des
Fluorcortisons gemäß British
Pharmacopea, 1980, durchgeführt.
-
Eine quantitative Bestimmung der
Ethoxyle wird gemäß R. H.
Cundiff und P. C. Markunas durchgeführt [Anal. Chem. 33, 1028–1030 (1961)].
-
Beispiel 8 – Herstellung
des Gemischten) Ethanol- und Desoxycorticosteronesters (C21) von Hyaluronsäure (HY) – 80% der Carboxylgruppen sind
mit Ethanol verestert – 20%
der Carboxylgruppen sind mit Desoxycorticosteron (C21)
verestert
-
6,2 g HY-Tetrabutylammoniumsalz mit
einer Molekülmasse
von 70.000, was 10 m.Äq.
einer Monomereinheit entspricht, werden bei 25°C in 310 ml Dimethylsulfoxid
gelöst,
1,25 g (8 m.Äq.)
Ethyliodid werden zugegeben, und die resultierende Lösung wird
12 Stunden lang bei 30°C
gehalten.
-
0,661 g (2 m.Äq.) 21-Brom-4-pregnen-3, 20-dion
werden zugegeben, und die Lösung
wird 24 Stunden lang bei 30°C
gehalten. Eine 100 ml Wasser und 5 g Natriumchlorid enthaltende
Lösung
wird daraufhin zugegeben, und das resultierende Gemisch wird unter
konstantem Rühren
langsam in 2.000 ml Aceton gegossen. Ein Niederschlag bildet sich,
der filtriert und dreimal mit 100 ml Aceton/Wasser 5 : 1 und dreimal
mit 100 ml Aceton gewaschen und schließlich acht Stunden lang bei
30° vakuumgetrocknet
wird.
-
4,6 g der im Titel genannten, gemischten
Ethanol- und Desoxycorticosteronesterverbindung werden erhalten.
Nach einer milden Alkalinhydrolyse mit einer hydroalkoholischen
Lösung
von Na2CO3 und einer
Extraktion mit Chloroform wird eine quantitative Bestimmung des
Desoxycorticosterons gemäß British
Pharmacopea, 1980, durchgeführt.
-
Eine quantitative Bestimmung der
Ethoxyle wird gemäß R. H.
Cundiff und P. C. Markunas durchgeführt [Anal. Chem. 33, 1028–1030 (1961)].
-
Beispiel 9 – Herstellung
des (partiellen und gemischten) Ethanol- und Desoxycorticosteronesters
von Hyaluronsäure
(HY) – 40%
der Carboxylgruppen sind mit Desoxycorticosteron (C21)
verestert – 40%
der Carboxylgruppen sind als Salz (Na) ausgebildet
-
6,2 g HY-Tetrabutylammoniumsalz mit
einer Molekülmasse
von 125.000, was 10 m.Äq.
einer Monomereinheit entspricht, werden bei 25°C in 310 ml Dimethylsulfoxid
gelöst,
0,62 g (4 m.Äq.)
Ethyliodid werden zugegeben, und die Lösung wird 24 Stunden lang bei
30°C gehalten.
-
0,85 g (2 m.Äq.) 21-Brom-4-pregnen-3, 20-dion
werden zugegeben, und die Lösung
wird 24 Stunden lang bei 30°C
gehalten. Eine 100 ml Wasser und 5 g Natriumchlorid enthaltende
Lösung
wird daraufhin zugegeben, und das resultierende Gemisch wird unter
konstantem Rühren
langsam in 2.000 ml Aceton gegossen. Ein Niederschlag bildet sich,
der filtriert und dreimal mit 100 ml Aceton/Wasser 5 : 1 und dreimal
mit 100 ml Aceton gewaschen und schließlich acht Stunden lang bei
30° vakuumgetrocknet
wird.
-
4,5 g der im Titel genannten, partiellen
und gemischten Ethanol- und Desoxycorticosteronesterverbindung werden
erhalten. Nach einer milden Alkalinhydrolyse mit einer hydroalkoholischen
Lösung
von Na2CO3 und einer
Extraktion mit Chloroform wird eine quantitative Bestimmung des
Desoxycorticosterons gemäß British
Pharmacopea, 1980, durchgeführt.
-
Eine quantitative Bestimmung der
Ethoxyle wird gemäß R. H.
Cundiff und P. C. Markunas durchgeführt [Anal. Chem. 33, 1028–1030 (1961)].
-
Beispiel 10 – Herstellung
des (partiellen und gemischten) Ethanol- und Cortisonesters von
Hyaluronsäure
(HY) – 40%
der Carboxylgruppen sind mit Ethanol verestert – 20% der Carboxylgruppen sind
mit Cortison (C21) verestert – 40% der
Carboxylgruppen sind als Salz (Na) ausgebildet
-
6,2 g HY-Tetrabutylammoniumsalz mit
einer Molekülmasse
von 125.000, was 10 m.Äq.
einer Monomereinheit entspricht, werden bei 25°C in 310 ml Dimethylsulfoxid
gelöst,
0,62 g (4 m.Äq.)
Ethyliodid werden zugegeben, und die Lösung wird 24 Stunden lang bei
30°C gehalten.
-
0,85 g (2 m.Äq.) 21-Brom-4-pregnen-17α-ol-3, 11,
20-trion werden zugegeben, und die Lösung wird 24 Stunden lang bei
30°C gehalten.
-
Eine 100 ml Wasser und 5 g Natriumchlorid
enthaltende Lösung
wird daraufhin zugegeben, und das resultierende Gemisch wird unter
konstantem Rühren
langsam in 2.000 ml Aceton gegossen. Ein Niederschlag bildet sich,
der filtriert und dreimal mit 100 ml Aceton/Wasser 5 : 1 und dreimal
mit 100 ml Aceton gewaschen und schließlich acht Stunden lang bei
30° vakuumgetrocknet
wird.
-
4,5 g der im Titel genannten, partiellen
und gemischten Ethanol- und Cortisonverbindung werden erhalten.
Nach einer milden Alkalinhydrolyse mit einer hydroalkoholischen
Lösung
von Na2CO3 und einer
Extraktion mit Chloroform wird eine quantitative Bestimmung des
Cortisons gemäß British
Pharmacopea, 1980, durchgeführt.
-
Eine quantitative Bestimmung der
Ethoxyle wird gemäß R. H.
Cundiff und P. C. Markunas durchgeführt [Anal. Chem. 33, 1028–1030 (1961)].
-
Beispiel 11 – Herstellung
des (partiellen und gemischten) Ethanol- und Hydrocortisonesters
(LC21) von Hyaluronsäure (HY) – 40% der Carboxylgruppen sind
mit Ethanol verestert – 20%
der Carboxylgruppen sind mit Hydrocortison (C21)
verestert – 40%
der Carboxylgruppen sind als Salz (Na) ausgebildet
-
6,2 g HY-Tetrabutylammoniumsalz mit
einer Molekülmasse
von 70.000, was 10 m.Äq.
einer Monomereinheit entspricht, werden bei 25°C in 310 ml Dimethylsulfoxid
gelöst,
0,62 g (4 m.Äq.)
Ethyliodid werden zugegeben, und die Lösung wird 24 Stunden lang bei
30°C gehalten.
-
0,85 g (2 m.Äq.) 21-Brom-4-pregnen-11β, 17α-diol-3,
20-dion werden zugegeben, und die Lösung wird 24 Stunden lang bei
30°C gehalten.
-
Eine 200 ml Wasser und 5 g Natriumchlorid
enthaltende Lösung
wird daraufhin zugegeben, und das resultierende Gemisch wird unter
konstantem Rühren
langsam in 2.000 ml Aceton gegossen. Ein Niederschlag bildet sich,
der filtriert und dreimal mit 100 ml Aceton/Wasser 5 : 1 und dreimal
mit 100 ml Aceton gewaschen und schließlich acht Stunden lang bei
30° vakuumgetrocknet
wird.
-
4,5 g der im Titel genannten, partiellen
und gemischten Ethanol- und Hydrocortisonesterverbindung werden
erhalten. Nach einer milden Alkalinhydrolyse mit einer hydroalkoholischen
Lösung
von Na2CO3 und einer
Extraktion mit Chloroform wird eine quantitative Bestimmung des
Hydrocortisons gemäß British
Pharmacopea, 1980, durchgeführt.
-
Eine quantitative Bestimmung der
Ethoxyle wird gemäß R. H.
Cundiff und P. C. Markunas durchgeführt [Anal. Chem. 33, 1028–1030 (1961)].
-
Beispiel 12 – Herstellung
des (partiellen und gemischten) Ethanol- und Fluorcortisonesters
(C21) von Hyaluronsäure (HY) – 40% der Carboxylgruppen sind
mit Ethanol verestert – 20%
der Carboxylgruppen sind mit Fluorcortison (C21)
verestert – 40%
der Carboxylgruppen sind als Salz (Na) ausgebildet
-
6,2 g HY-Tetrabutylammoniumsalz mit
einer Molekülmasse
von 65.000, was 20 m.Äq.
einer Monomereinheit entspricht, werden bei 25°C in 310 ml Dimethylsulfoxid
gelöst,
0,62 g (4 m.Äq.)
Ethyliodid werden zugegeben, und die Lösung wird 24 Stunden lang bei
30°C gehalten.
-
0,89 g (2 m.Äq.) 9α-Fluor-21-brom-4-pregnen-11β, 17α-diol-3,
20-dion werden zugegeben, und die Lösung wird 24 Stunden lang bei
30°C gehalten.
-
Eine 100 ml Wasser und 5 g Natriumchlorid
enthaltende Lösung
wird daraufhin zugegeben, und das resultierende Gemisch wird unter
konstantem Rühren
langsam in 2.000 ml Aceton gegossen. Ein Niederschlag bildet sich,
der filtriert und dreimal mit 100 ml Aceton/Wasser 5 : 1 und dreimal
mit 100 ml Aceton gewaschen und schließlich acht Stunden lang bei
30° vakuumgetrocknet
wird.
-
4,6 g des im Titel genannten, partiellen
und gemischten Ethanol- und Fluorcortisonesters werden erhalten.
Nach einer milden Alkalinhydrolyse mit einer hydroalkoholischen
Lösung
von Na2CO3 und einer
Extraktion mit Chloroform wird eine quantitative Bestimmung des
Fluorcortisons gemäß British
Pharmacopea, 1980, durchgeführt.
-
Eine quantitative Bestimmung der
Ethoxyle wird gemäß R. H.
Cundiff und P. C. Markunas durchgeführt [Anal. Chem. 33, 1028–1030 (1961)].
-
Studien zur biologischen
Wirksamkeit
-
1) Studien zur entzündunσshemmenden
Wirkung
-
Die technische Wirkung der neuen
Ester und der neuen Medikamente gemäß der Erfindung kann demonstriert
werden, indem beispielsweise die entzündungshemmende Wirkung mancher
partieller Ester von Hyaluronsäure
mit antiphlogistischen Corticosteroiden, welche im Modell einer
durch Dextran im Kaninchenauge hervorgerufenen, exsudativen Phlogosis
gemessen wird, sichtbar gemacht wird.
-
Materialien
-
9 Hyaluronsäureester von Cortison, Hydrocortison
und Fluorcortison (9 – Fluorhydrocortison),
die durch die Codenamen HYC1–HYC9
identifiziert sind, wurden untersucht. Die Tabelle 1 beschreibt
diese Verbindungen und zeigt die Prozentsätze der Anzahl an Carboxylgruppen
von HY, die mit den obenstehenden Corticosteroiden verestert sind,
und, wo anwendbar, den Prozentsatz jener, die mit einfachen aliphatischen
Alkoholen verestert sind, und jener, die mit Alkalimetallen (Na)
als Salze ausgebildet sind:
-
Die Wirkung der Verbindungen der
Tabelle 1 wurde mit jener der entsprechenden Cortisone verglichen.
-
-
Alle Derivate, abgesehen von HYC4,
HYC5 und HYC6 (in DMSO aufgelöst)
wurden in einer Salzlösung
(2 mg/ml) aufgelöst.
-
Verfahren
-
Bei 48 Kaninchen wurde mittels intraokularer
Injizierung von Dextran (1% in Salzlösung, 0,1 ml) eine aseptische
(exsudative) Phlogosis hervorgerufen. Die verschiedenen Produkte
wurden durch Einträufelung
in das rechte Auge (RE) der Kaninchen verabreicht, während in
das linke Auge (LE) nur ein Vehikel eingeträufelt wurde.
-
Die Behandlung (3 Tropfen alle 6
Stunden) wurde unverzüglich
nach der Injizierung von Dextran begonnen und wurde 16 Tage lang
fortgesetzt.
-
Ophthalmische Untersuchung
-
Die beiden Augen jedes Kaninchens
wurden durch eine Schlitzlampe beobachtet. Insbesondere Folgendes
wurde beobachtet: der Zustand des Bindehaut- und Hornhautepithels,
die vordere Kammer (Vorhandensein eines Tyndalleffekts), der Zustand
der Iris und des hinteren Augensegments. Mit einer Goldmann-Linse
wurde der Zustand des Augenhintergrunds untersucht. Das Vorhandensein
von Anzeichen einer Entzündung
(Hyperemie, Exsudat, Trübheit
der Flüssigkeiten
etc.) wurde verzeichnet. Der Prozentsatz an Augen, die keinerlei
Zeichen einer Phlogosis aufwiesen, wurde danach berechnet.
-
Ergebnisse
-
Wie aus den in Tabelle 2 angeführten Ergebnissen
ersichtlich, stellte sich heraus, dass alle HYC-Derivate eine beträchtliche
entzündungshemmende
Wirkung besaßen,
die jener der parallel dazu untersuchten, entsprechenden Cortisone
durchwegs überlegen
war, sie reduzierten nicht nur an jedem Tag der Beobachtung den
Prozentsatz an Augen, die eine Phlogosis aufwiesen, sondern verringerten
auch die Dauer der Entzündung.
Die wirksamsten dieser Derivate scheinen HYC4, HYC5 und HYC6 zu
sein, vermutlich da sie lipophiler sind. Tabelle
2
Entzündungshemmende
Wirkung der HYC-Derivate (Hyaluronsäureester) auf die durch Dextran
hervorgerufene, aseptische (exsudative) Phlogosis beim Kaninchenauge
-
Die Werte werden als Prozentsätze (Anzahl
der Augen ohne Anzeichen einer Phlogosis aus der Gesamtanzahl der
behandelten Augen) ausgedrückt.
In Klammer steht die Zahl der behandelten Augen.
-
2) Studien zur Absorption
und biologischen Verfügbarkeit
-
Die technische Wirkung der neuen
erfindungsgemäßen Produkte
kann durch eine Studie zur Absorption und biologischen Verfügbarkeit
einiger Hydrocortisonderivate mit Hyaluronsäure demonstriert werden. Die verwendeten
Derivate sind jene, die obenstehend beschrieben und als HYC2, HYC5
und HYC8 identifiziert wurden.
-
Materialien
und Verfahren
-
Tiere
-
Männliche
Sprague-Dawley-Ratten mit einem Körpergewicht von 250–350 g wurden
eingesetzt, welche von Charles River-Calco (Como) bezogen und ad
libitum mit Wasser und einem von „Italiana Mangimi", einem
Lizenznehmer von Charles River, hergestellten Mischfutter in Pelletform
mit dem Codenamen 4RF 21 gefüttert
wurden.
-
Behandlung
-
Hydrocortison wurde in Form von Natriumhemisuccinatsalz
in einer Dosierung von 1,34 mg/kg (was 1 mg/kg Hydrocortisonbase
entspricht) auf allgemeinem intravenösem Weg und in einer Dosierung
von 1,34 mg/kg und 2,68 mg/kg (was 2 mg/kg Hydrocortisonbase entspricht)
auf subkutanem Weg verabreicht (der i.v.-Weg wurde in Betracht gezogen,
um die pharmakokinetischen Parameter zu bestimmen, die als Vergleich für die Ermittlung
der Absorption jedes anderen Verabreichungswegs dienen).
-
Die drei HYC-Derivate wurden auf
subkutanem Weg in Dosierungen von 6,5 und 13 mg/kg verabreicht (wobei
die Dosierungen etwa 1 und 2 mg/kg in Hydrocortisonbase entsprechen).
All die verschiedenen Produkte wurden in einer sterilen Salzlösung aufgelöst, abgesehen
von HYC5, das aufgrund seiner Unlöslichkeit in vollständig wässrigen
Lösungen
zuerst unter Zugabe der geringsten Menge an Dimethylsulfoxid, die
notwendig war, gelöst
und danach mit einer Salzlösung
auf das richtige Volumen gebracht wurde. Alle Verbindungen wurden
mit einem konstanten Volumen von 1 ml/kg injiziert.
-
Sammeln der Plasmaproben
-
Nach der Verabreichung wurde jedem
Tier in Gegenwart eines gerinnungshemmenden Mittels (Natriumheparin)
durch eine Herzpunktion 0,3 ml Blut entnommen.
-
Die Blutentnahmezeiten waren wie
folgt: *15 Min., 30 Min., 60 Min., 120 Min., 180 Min., 300 Min.;
360 Min., 420 Min., 480 Min. (*beschränkt auf den intravenösen Weg).
-
Dosierung von Hydrocortison
-
Das Hydrocortison wurde unter Anwendung
eines Iodatnachweises durch das Radioimmunoassay-Verfahren (Cortisolo
Kit, Biodata, cod. 10394) dosiert. Es erwies sich, dass die in sechs
(doppelten) Wiederholungen eines Kontrollserums mittels bekannter
Kontrollanalyse bestimmte Genauigkeit und Exaktheit des Verfahrens
3,03% bzw. 0,021% betrug. Die Linearität des Verfahrens liegt zwischen
1 und 1000 ng/ml. Die Beobachtungsgrenze liegt bei 1 ng/ml.
-
Die Dosis der Cortisolemia bei der
Ratte wird weder von den Basenspiegeln noch von den zirkadischen
Rhythmen dieses Hormons beeinflusst, da das Stoffwechselmuster der
endogenen Glucocorticoidhormone bei der Ratte zur Produktion von
Corticosteron und nicht von Cortisol führt (siehe E. L. Green: Biology of
the laboratory mouse).
-
Ein vorläufiger Nachweis hat gezeigt,
dass das Dosierungsverfahren nur für freies Cortisol spezifisch ist.
Der Anticortisol-Antikörper
stellt keinerlei Art von Konkurrenz für irgendeinen der drei HYC-Derivate
dar.
-
Ergebnisse
-
In Tabelle 3 sind die Ergebnisse
der durchschnittlichen Plasmaspiegel von Hydrocortison nach einer i.v.-
und einer s.c.-Injektion (1 und 2 mg/kg) verzeichnet. Es sollte
betont werden, dass nach der s.c.-Injektion eine ziemlich rasche
Absorption des Produkts erfolgt (Tmax wurde nach etwa 30 Min. ermittelt,
Cmax war gleich wie die i.v.-Weg-Spiegel bei derselben Dosierung).
In Tabelle 4 sind die pharmakokinetischen Parameter von Cortisol
verzeichnet, die grafisch aus den Kurven des plasmatischen Rückgangs
berechnet wurden. In Tabelle 3 sind die durchschnittlichen Cortisolspiegel
nach einer subkutanen Verabreichung der drei HYC-Derivate in Dosierungen
von 6,5 und 13 mg/kg verzeichnet (was etwa 1 und 2 mg/kg in Hydrocortisonbase
entspricht). In Tabelle 4 sind die pharmakokinetischen Parameter
im Verhältnis
zum Cortisol verzeichnet, die durch das Resteverfahren grafisch
aus der Plasmaabsorptionskurve der drei HYC-Produkte berechnet wurden.
-
Es ist anzumerken, dass die Kinetik
des von den drei Derivaten mit Hyaluronsäure freigesetzten Hydrocortisons
nicht linear ist; das heißt,
zwischen den dosierungsabhängigen
Parametern, wie dem Bereich unter der Plasmarückgangskurve und den Plasmaspiegeln,
existiert kein direktes Verhältnis.
Da die Kinetik von Cortisol selbst linear ist und sich ein erstes
Ordnungsmodell ergibt, kann gefolgert werden, dass im Fall der HYC-Derivate
der Sättigungsprozess
in der Hydrolyse der Esterbindung zwischen Hyaluronsäure und
Cortisol besteht. Diese (sich einer Nullordnungskinetik zuneigende)
Phase ist selbst nicht mit der Absorption des aktiven Grundbestandteils
verbunden, und daher wurde die Kinetik der drei HYCs gleichermaßen gemäß einem ersten
Ordnungsmodell aufgeschlüsselt.
-
-
-
Schlussfolgerungen
-
Im Vergleich zu Hydrocortison erweist
sich die biologische Verfügbarkeit
der drei untersuchten Produkte als vollständig und sogar als überlegen
gegenüber
jener der Schnellfreisetzungszubereitung. Diesbezüglich ist
die Absorption jedoch langsamer (maximale Zeitdauer etwa 2 Stunden),
und maximale Konzentrationen, die jenen von subkutan verabreichtem
Cortisol entsprechen, werden nicht erreicht. Es zeigt sich jedoch,
dass die plasmatische Cortisolemia mehrere Stunden nach der Verabreichung
im Durchschnitt höher
ist. Eine Veresterung mit Hyaluronsäure bestimmt daher eine langsamere
Freisetzung von Hydrocortison, und dies ist das gewünschte Ziel.
-
3) Studien zur Hauthydratation
-
Die Hydrolyse der Esterbindung ist,
wie bereits gesagt wurde, ein Sättigungsprozess;
das heißt,
sie tendiert zu einer Nullordnungskinetik. Dies ist ein sehr wünschenswerter
Faktor für
eine verzögerte
Form, da ein kontrolliert freisetzendes Präparat definitionsgemäß „ein Präparat ist,
welches die Freisetzung eines konstanten Aliquoten eines aktiven
Grundbestandteils in einer vorgegebenen Zeit bestimmt", und dies
ist der durch eine Nullordnungskinetik erreichte Zustand.
-
Die Haut kann aufgrund der komplexen
Natur ihrer physiologischen Funktionen nicht ausschließlich als
passives, umhüllendes
Organ betrachtet werden, sondern eher als dynamisches, mehrfunktionelles
Organ. Die volle funktionelle Kapazität der Haut wird grundsätzlich durch
das Vorhandensein einer intakten hydrolipiden Umhüllung garantiert,
was einen richtigen Feuchtigkeitsgehalt in der Hornschicht erfordert,
der sich gemäß deren
Speichervermögen
stark ändert
(Die Werte variieren zwischen 10% und 60% Wassergehalt). Die Feuchtigkeit
der Haut hängt
von einer Reihe endogener und exogener Faktoren ab.
-
Die Feuchtigkeit der Haut beeinflusst
grundlegend die Bildung des hautspezifischen hydrolipiden Films,
welcher die Substanzen, die sie abgibt, modifiziert und speichert
und so die Grundlage für
die Ausübung ihrer
Schutzfunktionen bildet.
-
Die Schutzmittel, die bisher zur
Wiederherstellung des maximalen Hydratationsgrads der Haut verwendet
werden, bringen die Verwendung von starkhygroskopischen Substanzen,
wie z. B. Glycerin, Natriumlactat und Propylenglycol, mit sich.
Diese Substanzen hatten jedoch den Nachteil, dass sie unter trockenen Bedingungen
die Feuchtigkeit von der Haut selbst anstatt von der äußeren Umgebung
abziehen und so die Haut noch trockener machen.
-
Aus diesem Grund werden zur Zeit
biologische Substanzen bevorzugt, was, und das stellt deren besondere
Charakteristika dar, in den obenstehend erwähnten, natürlichen Hydratationsfaktoren
begründet
ist. In diesen Zusammenhang fällt
das beträchtliche
Interesse an der Verwendung von Hyaluronsäure.
-
Die Hydratation der Haut und ihre
Ernährung
scheinen eng mit dem HY-Gehalt des Hautgewebes verbunden zu sein.
Es wurde in der Tat demonstriert, dass die exogene Zufuhr von HY
merklich zum Hydratationszustand des Hautgewebes beiträgt.
-
Diese besonderen Charakteristika
der Hyaluronsäure
werden auch, und in sogar noch verstärktem Maße, bei den veresterten HY-Derivaten
gemäß der vorliegenden
Erfindung gefunden, die aus diesem Grund im Bereich der Kosmetika
im großen
Umfang eingesetzt werden können.
-
Pharmazeutische
Zubereitungen
-
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung
besteht in der Bereitstellung von pharmazeutischen Zubereitungen,
die einen oder mehrere der obenstehend erwähnten Hyaluronsäureester
und deren Salze enthalten, oder eines oder mehrerer Medikamente,
die aus der Kombination eines dieser Ester mit einer pharmakologisch
aktiven Substanz zur örtlichen
Anwendung entstehen, wie obenstehend beschrieben. Dies sind Medikamente, bei
denen der Hyaluronsäureester
als Vehikel für
die aktive Substanz fungiert.
-
Die Hyaluronsäureester als aktiven Grundbestandteil
enthaltenden, pharmazeutischen Zubereitungen enthalten sowohl im
Fall von Estern mit therapeutisch inaktiven Alkoholen, die für die gleichen
Anwendungen wie die Hyaluronsäure
selbst bestimmt sind, als auch von Estern mit therapeutisch aktiven
Alkoholen, die für die
gewöhnlichen
Anwendungen solcher Alkohole bestimmt sind, die üblichen Arzneimittelvehikel
und können zur
oralen, rektalen, parenteralen, subkutanen, örtlichen oder intradermalen
Anwendung eingesetzt werden. Sie liegen deshalb in fester oder halbfester
Form vor, zum Beispiel als Pastillen, Tabletten, Gelatinekapseln, Kapseln,
Zäpfchen
und Weichgelatinekapseln. Für
die parenterale und subkutane Anwendung können Formen verwendet werden,
die für
die intramuskuläre
oder intradermale Verabreichung bestimmt oder für Infusionen oder intravenöse Injektionen
geeignet sind. Es ist daher möglich,
Lösungen
der aktiven Verbindungen oder gefriergetrocknete Pulver der aktiven
Verbindungen bereitzustellen, die zu einem oder mehreren pharmazeutisch verträglichen
Arzneimittelvehikeln oder Verdünnern,
die für
die obenstehend erwähnten
Verwendungen geeignet sind und eine mit den physiologischen Flüssigkeiten
kompatible Osmolarität
aufweisen, zugegeben werden sollen. Für die lokale Anwendung können Präparate in
Form von Sprays, zum Beispiel Nasensprays, Cremes oder Salben zur örtlichen
Anwendung oder speziell hergestellte Heftpflaster zur intradermalen
Verabreichung eingesetzt werden. Die Löslichkeit der Hyaluronsäureester
in organischen Lösungsmitteln
mit niedrigen Siedepunkten macht sie besonders geeignet für die Herstellung
von „Sprays".
-
Die Zubereitungen der Erfindung können Menschen
oder Tieren verabreicht werden. Sie enthalten bei Lösungen,
Sprays, Salben und Cremes vorzugsweise zwischen 0,01% und 10% des
aktiven Bestandteils und bei Zubereitungen in fester Form zwischen
1% und 100%, vorzugsweise zwischen 5% und 50%, der aktiven Verbindung.
Die zu verabreichende Dosis hängt
von den individuellen Erfordernissen, der gewünschten Wirkung und dem gewählten Verabreichungsweg
ab. Die tägliche
Dosierung solcher Zubereitungen kann entschieden werden gemäß der Anwendung
der entsprechenden bekannten Zubereitungen, und zwar sowohl der Hyaluronsäure für die jeweiligen
Behandlungen, beispielsweise die Behandlung von Arthritis, zum Beispiel beim
Menschen oder beim Pferd, als auch des therapeutisch aktiven Alkohols,
dessen Wirkung auszunützen ist.
So kann zum Beispiel die Dosierung eines Hyaluronsäureesters
mit Cortison von dessen Gehalt an diesem Steroid und von dessen
gewöhnlicher
Dosierung bei bekannten pharmazeutischen Zubereitungen abgeleitet werden.
-
Eine besondere Form der pharmazeutischen
Zubereitungen stellen die obenstehend erwähnten Medikamente dar, welche
die Kombination eines Hyaluronsäureesters
mit einer oder mehreren aktiven Substanzen enthalten. Diese können auch
in fester Form, beispielsweise als gefriergetrocknete Pulver, die
nur die zwei Bestandteile (1) und (12) zusammen oder einzeln enthalten,
vorliegen. Diese galenische Form ist besonders für die örtliche Anwendung geeignet.
Tatsächlich
bilden diese festen Medikamente beim Kontakt mit den zu behandelnden
Oberflächen,
entsprechend der Natur des speziellen Epithels, mehr oder weniger
konzentrierte Lösungen,
die dieselben Charakteristika wie die zuvor in vitro hergestellten
Lösungen
aufweisen und einen weiteren, besonders wichtigen Aspekt der vorliegenden
Erfindung darstellen. Solche Lösungen
liegen bevorzugt in destilliertem Wasser oder steriler Salzlösung vor
und enthalten außer
dem Hyaluronsäureester
oder einem seiner Salze vorzugsweise kein anderes pharmazeutisches
Vehikel. Die Konzentrationen solcher Lösungen können auch innerhalb großer Grenzen
variieren, zum Beispiel zwischen 0,01 und 75%, wobei sowohl jeder
der zwei Bestandteile getrennt, als auch deren Gemische oder Salze
betrachtet werden. Besonders bevorzugt sind Lösungen mit einem ausgesprochen
viskoelastischen Charakter, zum Beispiel mit einem Gehalt an dem
Medikament oder an jedem seiner Bestandteile, der von 10% bis 90%
reicht.
-
Die Medikamente dieses Typs sind
für die
Verwendung in der Augenheilkunde von besonderer Bedeutung, und zwar
sowohl in wasserfreier Form (als gefriergetrocknetes Pulver) als
auch als Lösungen,
die konzentriert oder in Wasser oder Salzlösung verdünnt sind, möglicherweise unter Zugabe von
Zusatz- oder Hilfsstoffen, wie insbesondere z. B. von Desinfektionsmitteln
oder als Puffer wirkenden Mineralsalzen oder anderen.
-
Von den Medikamenten der Erfindung
sind gegebenenfalls solche besonders wichtig, die einen Aciditätsgrad aufweisen,
der für
die Umgebung geeignet ist, auf die sie angewandt werden sollen,
das heißt,
die einen physiologisch tolerierbaren pH-Wert aufweisen. Die Einstellung
des pH-Werts kann beispielsweise bei den obenstehend erwähnten Salzen
der Hyaluronsäureester
mit einer basischen aktiven Substanz durch eine passende Regulierung
der Mengen an Polysaccharid oder der Salze der basischen Substanz
selbst erfolgen. Ist die Acidität
eines Salzes eines Hyaluronsäureesters
mit einer basischen Substanz zum Beispiel zu hoch, so wird der Überschuss
an freien sauren Gruppen somit mit den obenstehend erwähnten, anorganischen
Basen, beispielsweise mit Natrium-, Kalium- oder Ammoniumhydrat,
neutralisiert.
-
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Salze
kann in einer per se bekannten Art und Weise erfolgen, indem wässrige oder
organische Lösungen
der zwei Bestandteile (1) und (2) und möglicherweise Basen oder basische
Salze der obenstehend erwähnten
Alkali- oder Erdalkalimetalle oder von Magnesium oder Aluminium in
den richtigen Mengen in Kontaktlösungen
gegeben werden und die Salze mittels bekannter Techniken in amorpher
wasserfreier Form isoliert werden. Es ist beispielsweise möglich, zuerst
wässrige
Lösungen
der zwei Bestandteile (1) und (2) herzustellen, indem diese Bestandteile
mit geeigneten Ionenaustauschern aus wässrigen Lösungen ihrer Salze freigesetzt
werden und die zwei Lösungen
bei einer niedrigen, beispielsweise zwischen 0°C und 20°C, liegenden Temperatur gemischt
werden. Ist das so erhaltene Salz leicht in Wasser löslich, kann
es gefriergetrocknet werden, während
die schwer löslichen
Salze durch Zentrifugation, Filtration oder Dekantieren abgetrennt
und hinterher möglicherweise
getrocknet werden können.
-
Auch für diese kombinierten Medikamente
basiert die Dosierung auf jener der aktiven Grundbestandteile, die
allein verwendet werden, und kann daher vom Fachmann leicht bestimmt
werden, wobei die für
die entsprechenden bekannten Arzneimittel empfohlenen Dosierungen
in Betracht gezogen werden.
-
Bei den erfindungsgemäßen Kosmetikartikeln
werden die Hyaluronsäureester
und deren Salze mit den gewöhnlich
auf diesem Gebiet verwendeten Arzneimittelvehikeln vermischt und
sind beispielsweise jene, die hinsichtlich der pharmazeutischen
Zubereitungen bereits obenstehend aufgelistet wurden. Am häufigsten werden
Cremes, Salben und Lotionen zur örtlichen
Anwendung eingesetzt, bei denen der Hyaluronsäureester oder eines seiner
Salze den kosmetisch wirkenden Grundbestandteil darstellen kann,
möglicherweise
unter Zugabe anderer kosmetisch wirkender Grundbestandteile, wie
beispielsweise von Steroiden, z. B. Pregnenolon, oder eines der
obenstehend erwähnten
Grundbestandteile. In solchen Zubereitungen ist der Hyaluronsäureester
vorzugsweise ein Ester mit einem Alkohol ohne kosmetische Wirkung,
wie z. B. einer von jenen, die bereits erwähnt wurden. Die Wirkung liegt,
wie im Fall der freien Hyaluronsäure
oder ihrer Salze, in den spezifischen kosmetischen Eigenschaften
der Polysaccharidkomponente.
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Die kosmetischen Artikel können jedoch
auf Substanzen basieren, deren spezifische Wirkungen anders sind
als jene der Hyaluronsäure,
beispielsweise auf Desinfektionsmitteln, Sonnenschutzmitteln, wasserabweisenden
oder regenerierenden oder faltenmindernden Substanzen oder Odorisierungsmitteln,
besonders Parfümen.
In diesem Fall kann der Hyaluronsäureester selbst der Wirkstoff
sein und leitet sich von Alkoholen mit denselben Eigenschaften ab
oder fungiert in erster Linie als Vehikel für Substanzen mit diesen, mit
ihm assoziierten Eigenschaften.
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Von besonderer Bedeutung sind daher
kosmetische Zusammensetzungen, die den obenstehend beschriebenen
Medikamenten ähnlich
sind, bei denen der pharmazeutisch aktive Bestandteil (1) durch
einen kosmetischen Faktor ersetzt ist, sowie die verwandten Salze.
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Die Verwendung der obenstehend erwähnten Ester,
die von in der Parfümindustrie
verwendeten Alkoholen abgeleitet sind, stellt in der Technologie
ein bedeutenden Schritt nach vorn dar, da sie eine langsame, konstante
und zeitlich ausgedehnte Freisetzung der Geruchsbestandteile ermöglichen.
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Eine wichtige Anwendung der vorliegenden
Erfindung betrifft die obenstehend bereits beschriebenen hygienischen
und chirurgischen Artikel, die Verfahren zu deren Herstellung und
deren Verwendung. Die Erfindung umfasst daher alle Artikel, die
jenen ähnlich
sind, die sich bereits auf dem Markt befinden und auf Hyaluronsäure basieren,
die aber anstelle der freien Säure
oder eines ihrer Salze einen Hyaluronsäureester oder eines seiner
Salze enthalten, zum Beispiel Einlagen oder ophthalmische Linsen.
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Vollkommen neue erfindungsgemäße chirurgische
und hygienische Artikel stellen die Hyaluronsäureester dar, die als solche
aus geeigneten organischen Lösungen
gewonnen werden, aus denen mittels geeigneter Verfahren dünne Schichten,
dünne Blätter oder
Fäden erhalten
werden können,
die in der Chirurgie bei schwerer Beschädigung der Haut, wie zum Beispiel
in Folge von Verbrennungen, als Hilfsstoffe oder Ersatzstoffe für dieses
Organ und als Nähfaden
bei chirurgischen Operationen zu verwenden sind. Die Erfindung umfasst
insbesondere diese Verwendungen und ein Verfahren zur Herstellung
solcher Artikel, umfassend die Zubereitung einer Lösung eines
Hyaluronsäureesters
oder eines seiner Salze in einem geeigneten organischen Lösungsmittel,
wie z. B. einem Carbonsäureamid,
besonders einem Dialkylamid einer aliphatischen Säure mit zwischen
1 und 5 Kohlenstoffatomen, das sich von Alkylgruppen mit zwischen
1 und 6 Kohlenstoffatomen ableitet, und vor allem von einem organischen
Sulfoxid, das heißt,
einem Dialkylsulfoxid, dessen Alkylgruppen maximal 6 Kohlenstoffatome
aufweisen, speziell Dimethylsulfoxid oder Diethylsulfoxid, und von
größter Bedeutung
ist noch ein fluoriertes Lösungsmittel
mit einem niedrigeren Siedepunkt, wie z. B. insbesondere Hexafluorisopropanol.
Die Erfindung umfasst das Überführen solcher
Lösungen
in Schicht- oder Fadenform und das Entfernen des organischen Lösungsmittels
durch Inkontaktbringen mit einem anderen organischen oder wässrigen
Lösungsmittel,
welches mit dem ersten Lösungsmittel
mischbar ist und in welchem der Hyaluronsäureester nicht löslich ist,
besonders mit einem niederaliphatischer Alkohol, zum Beispiel Ethanol
(Nassspinnen), oder, sollte ein Lösungsmittel mit einem nicht
zu hohen Siedepunkt zur Herstellung der Lösung des Hyaluronsäurederivats
verwendet werden, das Entfernen eines solchen Lösungsmittels unter trockenen
Bedingungen mit einem Gasstrom, besonders mit geeignet erhitztem
Stickstoff (Trockenspinnen). Ausgezeichnete Ergebnisse können auch
durch Trocken-Nass-Spinnen erzielt werden.
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Die aus Hyaluronsäureestern erhaltenen Fäden können zur
Herstellung von Mullverbänden
für die
medizinische Behandlung von Wunden und in der Chirurgie verwendet
werden. Die Verwendung solcher Mullverbände hat den außergewöhnlichen
Vorteil ihrer biologischen Abbaubarkeit im Organismus, was durch
die Enzyme, die sie enthalten, möglich
gemacht wird. Diese Enzyme spalten den Ester in Hyaluronsäure und
den entsprechenden Alkohol und daher in eine Verbindung, die im
Organismus bereits vorhanden ist, was durch die Enzyme, die sie
enthalten, möglich
gemacht wird. Sollte ein Hyaluronsäureester verwendet werden,
der von einem therapeutisch akzeptablen Alkohol abgeleitet ist,
spalten diese Enzyme den Ester in Hyaluronsäure und den entsprechenden
Alkohol und daher in eine Verbindung, die im Organismus bereits
vorhanden ist, und in eine harmlose Verbindung, wie z. B. einen
Alkohol.
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Diese Mullverbände und auch die obenstehend
erwähnten
Fäden können daher
nach der chirurgischen Behandlung im Organismus gelassen werden,
da sie dank der obenstehend erwähnten
Zersetzung langsam absorbiert werden.
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Bei der Herstellung der obenstehend
beschriebenen hygienischen und chirurgischen Artikel können weichmachende
Materialien zugesetzt werden, die deren mechanische Charakteristika
verbessern, z. B. zwecks Verbesserung der Festigkeit beim Knoten
im Fall von Fäden.
Diese weichmachenden Materialien können zum Beispiel Alkalisalze
von Fettsäuren,
beispielsweise Natriumstearat oder Natriumpalmitat, die Ester organischer
Säuren
mit vielen Kohlenstoffatomen etc., sein.
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Eine weitere Anwendung der neuen
Ester, unter Ausnutzung des Vorteils ihrer biologischen Abbaubarkeit
durch die im Organismus vorhandenen Esterasen, besteht in der Herstellung
von Kapseln für
die subkutane Implantierung von Medikamenten oder von Mikrokapseln
zur Injizierung beispielsweise auf subkutanem oder intramuskulärem Weg.
Um eine langsame Freisetzung und deshalb eine „verzögerte" Wirkung zu erhalten,
sind für
die Anwendungen subkutaner Medikamente bisher meistens Kapseln aus
Siliconmaterialien verwendet worden, mit dem Nachteil, dass die
Kapsel dazu neigt, sich im Organismus umherzubewegen, und es nicht
möglich
ist, sie wiederzugewinnen. Offensichtlich existiert diese Gefahr
bei den neuen Hyaluronsäureestern
nicht mehr.
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Auch die Herstellung von aus Hyaluronsäureestern
bestehenden Mikrokapseln ist von großer Bedeutung, wobei die Probleme
bezüglich
ihrer Verwendung, die bisher aus denselben Gründen, wie sie obenstehend erwähnt wurden,
eingeschränkt
war, beseitigt werden und ein weites Anwendungsgebiet eröffnet wird, bei
dem nach einer „verzögerten"
Wirkung gesucht wird, die auf dem Wege der Injektion erreicht werden
kann.
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Eine weitere Anwendung der neuen
Ester im Bereich der Medizin und Chirurgie betrifft die Herstellung einer
großen
Vielfalt von festen Einlagen, wie z. B. von Platten, Scheiben, Schichten
etc., die solche, welche eine Metallform aufweisen oder aus Kunststoffmaterialien
bestehen und bereits in Verwendung sind, ersetzen, im Falle von
Einlagen jene, die nach einer bestimmten Zeitdauer entfernt werden
sollen. Präparate,
die aus tierischem Pollagen mit Proteinnatur bestehen, rufen oft
unerwünschte
Nebenwirkungen hervor, wie z. B. eine Entzündung oder Abstoßung. Im
Falle einer tierischen und nicht menschlichen Hyaluronsäure besteht
diese Gefahr nicht, da es keine Unverträglichkeit zwischen den Polysacchariden
unterschiedlicher Tierarten gibt.
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Eine weitere Anwendung betrifft die
Verwendung zum Aufbau und zur Korrektur von Weichteildefekten. Der
Bedarf an einem sicheren und wirksamen Biomaterial als Ersatz für fehlende
oder beschädigte
Weichteile ist vor langer Zeit erkannt worden. Mehrere alloplastische
Materialien, einschließlich
Paraffin, Teflonpaste, Silicon und Borincollagen, wurden als Ersatz
für verlorengegangene
Weichteile verwendet. Diese Materialien wurden jedoch mit permanenten
unerwünschten
Gewebeveränderungen
der Haut, einer Migration von der Implantierungsstelle und widrigen
Behandlungsreaktionen in Verbindung gebracht. Somit besteht in der
Medizin weiterhin ein Bedarf an einem vielseitigen Biomaterial.
Die Hyaluronsäureester
können
sicher und wirksam zum Aufbau und zur Korrektur solcher Weichteildefekte,
wie z. B. von Akne-Narben, einer Atrophie nach chirurgischen Unregelmäßigkeiten,
einer Mohs-Chemochirurgie, von Hasenscharten-Narben und altersbedingten Falten,
eingesetzt werden.
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Einen Teil der Anwendungen der neuen
erfindungsgemäßen Ester
im Bereich der Medizin und Chirurgie stellen expansive Materialien,
insbesondere in Form von Schwämmen,
zur medizinischen Behandlung von Wunden und verschiedenen Läsionen dar.
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Die folgenden erfindungsgemäßen pharmazeutischen
Zubereitungen sind besonders beispielhaft:
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Formulierung 1 – cortisonhaltiges Collirium,
von dem 100 ml Folgendes enthalten:
- – einen partiellen Ester von
Hyaluronsäure
mit Cortison (Ex. 10), 0,200 g
- – Ethyl-p.-Hydroxybenzoat,
0,010 g
- – Methyl-p.-Hydroxybenzoat,
0,050 g
- – Natriumchlorid,
0,900 g
- – Wasser
für injizierbare
Präparate/q.b.a.,
100 ml
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Formulierung 2 – hydrocortisonhaltige injizierbare
Lösung,
von der 100 ml Folgendes enthalten:
- – einen partiellen Ester von
Hyaluronsäure
mit Hydrocortison (Ex. 11), 0,1 g
- – Natriumchlorid,
0,9 g
- – Wasser
für injizierbare
Präparate/q.b.a.,
100 ml
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Nach dieser Beschreibung der Erfindung
wird offensichtlich, dass sie auf vielerlei Arten variiert werden kann.
Solche Variationen sind nicht als Abkehr vom Geist und Umfang der
Erfindung anzusehen, und all jene Modifikationen, die dem Fachman
klar wären,
sind dazu bestimmt, im Umfang der nachfolgenden Ansprüche enthalten
zu sein.